JPS5853674A - 機関の点火時期制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 この発明は、機−の回転数に応じて点火時期會ＩＩＪ御
Ｔる機関の点火時期制御装置に関し、特に回転数に応じ
て点火時期上演１＃制御するものにおいて、点火時期の
進角および遅角を回転域に応じて得るようにして、遅角
（ロ）略を複雑にすることなく、機関の出力全低速から
高速まで最良にできる点火時期とすることのできる機関
の点火時期制御装置を提供することを目的とする。

以下、この発明の機関の点火時期制御装置の夾糺例につ
いて図面に基づき１１２明する。第１図はその一実施例
の構成を示Ｔ回路図である。この第１−において、ブロ
ック［１３は点火装置であって公知のＣＤＩ点火回路を
例どし、次の構成１［する。

すなわち、１は磁石発電機の発電コイルで機関の（ロ）
転に同期して正負の交流出力を発生する。２は発電コイ
ル１の出力の正波を半波整流するダイオードであ夕、ダ
イオード３は負波′ｆｒ−短絡するためのものである。

ダイオード３は発電コイルｌと並列に接続され、発電コ
イル１の一端はアースされ、他端は上８ピダイオード２
、コンデンサ４、点火コ（ル５の１次”イル５ａ１に介
してアースされている。点火コイル５０２次コイル５ｂ
と１次コイル５ａの各一端は共通に接続されており、こ
の２次コイル５ｂの他端は点火栓６ｔ−介してアースさ
れている。上記ダイオード２０カンート９よタサイリス
タ７を介してアースされており、このサイリスタ７のｙ
−トとカソード間には抵抗が接続されている。

上記コンデンサ４はダイオード２の整流出力で充電され
るものであり、点火コイル５の１次コイル５ａおよびサ
イリスタ７はコンガン？４の放電（ロ）路を形成してい
る。すなわち、サイリスタ７の導通時にコンデンサ４の
＊ｉｖＴカ１次コイル５ａＫ放ｔされ、２次コイル５ｂ
に１１ｉＩｌ″ＩＩＩＬ圧倉発生するようになっている
。

ブロック〔川〕は点火時期制御装置で次の通りの構成を
有″ｊ″、Ｊ″ｔなわち、８ｉｔ点火位置横川用の信号
コイルで、機関の回転に（ｒｔＪ　Ｍ　して正負の電圧
を発生し、出力はダイオード９，１０，１１．１２によ
り全波整流され、後述するように一方の電圧（遅れ側）
は直接前記サイリスタフのゲートに加えられ、サイリス
タ７を１勧し、他方の電圧（進み側）はンリツプンロッ
プＮ路（以下Ｆ、Ｆ回路と称″ｔ）１３のセット入力端
（Ｓ端子）に接続されている。

なお、信号コイル８の発生電圧は進み餉と遅れ釦とにＰ
Ｊｒ定のクランク自重の差をもって発生するように構成
され、この角度差は機械的に設定され常に一定である。

１４は抵抗、１５はコンデンサ、１６は演算増巾器（以
下オペアンプと祢Ｔ）で、この３者は積分ｉｔ構成して
いる。丁なわち、オペアンプ１６の反転入力端とＦＦＩ
　３の出力端９間に抵抗１４が接続されており、このオ
ペアンプ１６の出力端と反転入力端間にコンデンサ１５
が接続されている。オペアン７’１６の非反転入力端に
は基準電圧ｖ１が印加されている。

オペアン７°１６の出力端はコン／４’レータ間の反転
入力端に接続されている。コン・やレータ１７の非反転
入力端には基準電圧Ｖｍが印加されている。こノコソノ
４Ｎフータ１７の出力端はＦＦ１３のリセット入力端Ｒ
Ｋ接続されている。

また、上記オペアンプ１６の出力端はコンノやレータ１
８の反転入力端に接続されている。このコンパレータ１
８の非反転入力端には電圧Ｖａ　　が印加されている。

このコンパレータ１８の出方端はフロック〔組の入力端
に接続されている。このプ誼ツク〔凹〕はコンデンサ１
９とダイオード２ｏとよりなる微分回路で、パルスの立
ち上がり検出會行うものである。

ブロック（Ｎ）は（ロ）転数、−電圧変換器（以下Ｆ−
■回路と称す）で、次の通り構成されている。

２１は抵抗、２２は；ンｆンサ、２３はダイオードで、
この３者は微分回路ｔ−桝成し、Ｆ　−Ｆ回路１３の出
力端Ｑより１転に同期した信号を得、この微分回路によ
り回転数に比例し、しかもｌ　／４’ルス当り定置のノ
９ルスを得るものである。微分（ロ）路の出力はダイオ
ード２４、抵抗２５を介してオペフッ１２６０反転入力
端に加えられる。

このオペアンプ２６の非反転入力ｓｉｒ、アースされ、
出力端と反転入力＃！１間にはコンデンサ２７が接続さ
れている。このオペアン７″２６は抵抗２５、コンデン
サ２７とともに積分器を構成し、回転数に比例して上昇
する電圧をオペアンｆ２６の出力端に得るものである。

オペアンｆ２６の出力端μ抵抗２８を介してオペアンプ
２９の反転入力端（一端）に加えられている。オペアン
ｆ２９の反転入力端と出力端間には抵抗３０が接続され
ており、また、非反転入力端にはバイアス電圧Ｖ３が印
加されている。このオペアンプ２９は抵抗３０．２９と
ともに電圧反転（ｉ２１路ｔなし、オペアン７’２６の
出力電圧がオペアンプ２９の非反転入力端に加えられる
バイアス電圧Ｖｓを越えるまでは、オペアンプ２９の出
力電圧は一定値を保ちオペアンプ２６の出力電圧かバイ
アス電圧Ｖｓより高くなることによりオペアンｆ２９の
出力電圧は入力電圧に比９１ｊシて低下する。

オペアンプ２９の出力端はオペアンプ３１の非反転入力
端に接続されており、このオペアンプ３１の反転入力端
には抵抗３４を介して電圧■４が印加されている。そし
て、その反転入力端と出力端間にはコンデンサ３２が接
続されてお夕、オペアンプ３１の出力端とオペアンプ２
９の反転入力端間にはダイオード３３か接続されている
。

オペアンプ３１．コンデンサ３２、ダイオード３３、抵
抗３４よりなる回路はＦ−ｖ制限回路であり、オペアン
プ２９の出力電圧を受け、オペアンプ２９の出力が一定
値以下になれは、オペアンプ３１の出力端の電位がオペ
アンプ２９の入力電圧より低下し、オペアンｆ２９の出
力電圧を一定値に保つものである。

オペアンｆ２９の出力端は抵抗３５を介して前記コンパ
レータ１８の非反転入力端に接続され、コンパレータ１
８はオペアンｆ１６の出力電圧とオペアンプ２９の出力
電圧を比較し前Ｈピ微分（ロ）路〔組に）ぐルスを加え
、微分回路〔凹〕の出力は前記点火装置（１）のサイリ
スタフのｆ−）に加えられる。この抵抗３５とコンパレ
ータ１８の非反転入力端との接続点はコンデンサ３６ｔ
−介してアースされている。

次に、以上のように構成され喪この発明Ｑ機関の点火時
期制御装置の動作について、ル２図〜第６図の動作説明
図を参照して説明する。

第２図囚は機関のクランク位置でるり、ＴＤＣは機関の
上死点、ｔｌは遅角時点人位置、ｔｓｔｌ進角点火位１
１ａはｔｌから１．へ進角する途上の任意の点火位に’
ｉ示す。

飢２囚（ハ）は信号コイル８の出力電圧で第１−の矢印
のａ方向電圧がｔ１位飯、矢印す方向電圧が１゜位置に
発生することを示す、１２１Ｗ　（Ｃ）　〜Ｃ１”）？
−１ｊｌｌ１図に示す各記号部分の電圧ノｆルス波杉を
示すものである。

信号コイル８のｂ方向電圧がＦ、Ｆ回路１３０セット入
力端Ｓに加えられると、出力＃（１’ハイレベルとなる
ため、予め＃Ｓ１図の極性に充電されていたコンデンサ
１５０″に荷は次式罠示す［Ｉｍ）なる電流にて放電さ
れる。

コ／カンサ１５が放電丁れは、オペアンプ１６の出力端
電圧りは第２１Ｗ　（Ｄ）に示すように一定の傾斜をも
って直線的に降下し、電圧か■コン・ヤレータ１７０基
準電圧■１より低くなると、コンパレータ１７の出力端
には正のパルス電圧が発生し、このノ４ルス電圧がＦ、
Ｆ回路１３のリセット端ｌ尤に印加されると出力端Ｑは
１４２図（Ｃ）に示すようにロレベルとなり、コンデン
サ１５は次式のＩｌなる電流にて再び図示極性に充電さ
れる。

上式に示す通り元光電々ｋ　Ｉｔ　、　Ｉｍは抵抗１４
の抵抗値、Ｆ−Ｆ回路１３の出力端Ｑのノ１イレペル電
圧、基準電圧ｖ１が一定であれは、機関の回転に関係な
く一定であり、したがってオペアンプ１６の出力端電圧
も第２図（Ｄ）に示すように機関の回転数に関係なく一
定の傾斜でもって上昇もしくは下降する。

このように、オペアン７’１６の出力端電圧はｔ２位位
置信号す電圧が発生した時点より下降を始め、出力端電
圧がコンパレータ１７の基準電圧■３に達した時点で上
昇を始める三角波出力となり、この電圧カコンノ母レー
タ１８の一端に７７１１ｂりコ７ノ’Ｌ’−タ１８の非
反転入力端の電圧ｖＧ　と比較され、三角波電圧が電圧
ＶＧより低い期間コンパレータ１８の出力端電圧はハイ
レベルとなる。この状態を第２図（Ｂ）に示す。

コンパレータ１８の出力電圧がローレベルからハイレベ
ルに立ち上がるとき、立ち上がり検出回路である微分回
路〔囲〕により微分され、第２１１１（Ｆ）に示す電圧
が第１図Ｆ点に発生する。この微分電圧はサイリスタ７
のダートに加えられサイリスタ７を駆動すると同時にコ
ンデンサ１９には図示方向の電荷が充電される。この電
荷はコンパレータ１８の出力端がローレベルに転移した
時点でダイオード２（ｌ介して放電し、次の充電に備え
る。

微分回路（ＩＩＩ）に微分電圧Ｆが発生したときがサイ
リスタ７の動作時つまりは！！ｌ！関の点火時期になる
のであるが、点火時期と機関の回転との関係につき説明
する。

＃！３図は第２図（Ｄ）を取り出したものであるが、第
１図のＤ点の電圧の上昇および下降の傾斜は機関の回転
数に関係なく一定であることは上述した通りである。し
たがって第３囚におけるβ／Ｔ　の比は常に一足である
。

角度信号すの発生するｔｌから電圧りか電圧■Ｇに達す
るまでの時間αはＶｏが一定とし、機関の回転数をＮＩ
！の放電期間をβ機関の一回転の周期＝ｉＴとすれば次
のようになる。

ここでｔは電圧りがＶ。の値から充電に転するまでの時
間であり次式で奴わされる。

この＋２１弐ｔ−ｔｌ１式に代入すれはとなり前述のよ
うにβは周期Ｔに占める割合は一転に関係なく一定、つ
まりは定角度であり、したがって、電圧ＶＧ　ｓ基準電
圧Ｖ鵞、コンデンサ１５の容飯が一定ならば、ｗ、３図
のクランク角αは（３１式より回転数Ｎのみの関係とな
り、回転の上昇に伴ない比例的に減少する。角度αは第
２図における信号電圧すの発生するｔｌ点からＦの微分
）４ルスの発生する１ａまでの角度であり、αの変動は
ｔａ位置の変動に＃シかならず、回転数の上昇とともに
ｔａ　　点がｔｊ点に近ずく、つｔｐ進角することを示
している。

機−の回転数が低いときαは大となり、ｔａ点が第２図
１１点よｐＴＤｃ＠に寄ったとき第１図のサイリスタ７
のダートには信号コイル８の矢印ａ方向電圧が第２図ｔ
１点で加わクサイリスタフは導通状態となってコンデン
サ４の電荷は点火コイル５の１次コイル５ａに改亀され
２次コイル５ｂに高電圧を発生してａ関を点火する。そ
のときｔａのノやルスはｔＩより遅れ位置にあり機関の
点火に寄与しない。

機関の回転か上昇し、角度αが小さくな９１３点がｔｌ
点より進み位置になれは、サイリスタ７に第２図（Ｆ）
に示す電圧で駆動され、機関の点火を行ないｔｌのａ電
圧は機関の点火に寄与しない機関の回転が更に上昇すれ
はｔａ点は更に進みついに１ｔｔｓ点で点火するに至る
。

機関の回転がある値以上になり、１３点での電圧りがＶ
Ｇより低い値を示すようになれは信号コイル８の電圧す
によりＦ−Ｆｉｇ回路１３の出力かハイレベルになった
とき、その電圧がコンパし・−夕１８の一端に加わり点
火するので、点火位＆は１．位置にセットされることに
なる。この状態を示（７たのが石４図であシ、機関の一
転がＮ１以下でｌ’ｔｔｓで点火し、Ｎ１からＮ３　の
間でμ（ロ）転の上昇とともに点火時期はｔａ　期間の
ように進み、Ｎ２以上では１．に固定される。

続いてこの発明の骨子である第１図のブロック（■）の
動作説明を行う。Ｆ−Ｆ回路１３の出力端がハイレベル
に移行する変化を受は抵抗２１、コンデンサ２２、ダイ
オード２３を通してコンデンサ２２は図示極性に充電さ
れ、Ｆ−Ｆ回路１３の出力がローレベルに転移したとき
、この電荷がＦ−Ｆ回路１３の図示しない接地回路を経
てオペアンプ２６の非反転入力端から反転入力端へ流れ
、オペアンプ２６の出力端はハイレベルになる、オペア
ンプ２６の出力端がハイレベルになるのは、コンデンサ
２２の放電ノｆルスの加わる期間のみで、この期間は回
転数に関係なく一定でろシパルスの加わる回数は回転に
比例して増大するので積分器１ｉ−構成するオペアンプ
２６、コンデンサ２７、ｍ抗２５の出力電圧（第一図Ｈ
点の電圧）は回転とともに上昇Ｔる。

このＨ点の電圧、つまクオイアンプ２９の反転入力端の
入力電圧かオペア７７°２９の基準電圧（バイアス電圧
）Ｖａに達するまで、オペアンプ２９の出力電圧はバイ
アス電圧Ｙａｋ保ち、反転入力端の電圧つまクオペアン
ｆ２６の出力電圧がバイアス電圧■３に達し、回転上昇
とともに再々上昇すれば反転増巾器１Ｆ形成するオペア
ンｆ２９の出力電圧は低下を始める。

オペアンプ２９の出力電圧は′またオペアンプ３１の非
反転入力端に入力され、この入力電圧が第４アング３１
の基準電圧■４より低下すれは、オペアンプ３１の出力
端電圧が低下し、ダイオード３３を介してオペアンプ２
９の反転入力端からＩ＃ｌＬ流がオペアン７′３１へ流
入し、オペアンプ２９の入力電圧を引き下げるので、オ
ペアン、７”２９の出力電圧は基準電圧ｖ４により決ま
る一定値以下には低下しない。これＶｆ−第５図に特性
として示す。

ｔＲ−の回転が上昇しＮ、に達したときオペアンプ２６
の出力がオペアンｆ２９のバイアス電圧■１に達し、オ
ペアンｆ２９の出力はＮ、まで一定値を保つが、Ｎ、以
上では低下を始める。ｅ関の回転がＮ４に達したとき、
オペアンプの出力電圧はオペアンプ３１の基準電圧ｖ４
に達しその低下金止める。

オペアンｆ２９の出力電圧、つまりＦ−ＶＩｍ路〔■〕
の最終段出力電圧ｖＧｈ前記コンパレータ１８の非反転
入力端に印加され、前記三角波電圧と比較される。上段
で第２図〜第４図により説明した進角機能に対し、コン
パレータ１８の非反転入力端に印加するＶＧのｍが＃！
５融のように質化Ｔれは、前記３式のαの関数かＮとＶ
。になジ、Ｎの上昇とともにＶＧが低下すればαは（ロ
）転とともに大きくなる。つまり遅角をする。

第６図はこの関係を示したもので、機関の回転がＮ３の
ときαはα重の角波を有する。機関の回転がＮ４になれ
ば点火位ａＩＬはαｔに小さくなるが、コンパレータ１
８の非反転入力端の入力電圧かＶＧ＋よりＶＧｔに低下
することによ夕、点火時期はα１に大きくなるつまり遅
れる訳である。ｖＧがＶａｔの値？保持し＆関の回転が
さらにＮ、に上昇丁れは、点火位置は再びαｌに進角す
る。

これ會第４図で表決すれは、前述のようにｔ！に固定さ
れた点火位置はＶＧの低下とともに再び遅れ、ｔｈｅ）
ＭＩＩ＋で同転とともに遅れ、さらＫＶＧが基準電圧ｖ
４の値に保持されると、第４図ｔｃに示すように再び進
角を行う。

進角特性であるｔａの傾斜、ｔｃの傾斜、遅角特性であ
るｔｂの傾斜およびそれらの助転数膜圧は第１１の抵抗
１４．２５の膜圧またはＶａ　、　Ｖｓ　、　Ｖｓ　　
の基準電圧の膜圧にょル任意に変え得る。

なお、特性の物置を上けるために第７図の実施的に示Ｔ
ように、電圧Ｖａ　’ｆｒ足電圧電圧電源得るようにし
て、オペアンプ２９の出方電圧の低）により、これをバ
イアスさせることにより、回転上昇とともに電圧ｆ：降
下させるようにしてもよい。

また、１路の巣純化のために、第８因の夾施例に示すよ
うにツェナーダイオード３７にょクオペアンプ２９の入
力電圧をクリップすることにより、出力電圧の下降を止
めるよりにして吃よいことは勿論である。

さらに、Ｆ−に’回路１３０出カ端Ｑｔ−使用Ｔること
により、！２図（１））の電圧を逆に上昇と下降に変え
、上昇時ｖＧに達したときを点火時期と設定　　　す０
することもできる。

以上説明したようにこの発明の機関の点火時期制御装置
によれは、機関の要求に応じて点火位置の進角および遅
角または高速域でのＶ形遅角基準電圧■４の選定によっ
ては遅角後一定点人位置を得るなと様々な進角特性を得
ることができ、しかもこれらの特ａｔ＊るために進角回
路を複雑にすることもなくｍｌ４Ｉの出力を低速から高
速まで最良のものにし得るすぐれた点火時期を得ること
ができるものである。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明のａ関の点火時期側゛御装置の一実施
例を示す回路図、１２１／（Ａ）ないし＠２図（Ｆ′）
、第３図〜第６図はこの発明の機−の点火時期制御装置
の動作ｔｉ１２ＦＪＡするための貌明図、第７図および
第８図はそれぞれこの発明の機関の点火時期制御装置の
他の実施例の第１図とは異なる部分を示す回路図である
。 なお・、図中同一符号は同一または相当部分を示代理人
　　葛　野　信　− 第２図 ３３図 第４図 第６図 一一◆１ 第８図 手続補正書（方式） ％式％ ２　発明の名称 機関の点火時期制御装置 ；３　補ＩＦをすると ・１（ｆｌ−との関係　　　す、Ｙ許出１９１人住　所
　　　　　東ｊ；〔都ｒ−（’；田区丸の内二ｊ゛目２
番３号名　称（６０１）　　　モ菱電機株式会社代表占
片１１１仁八部 １、代理人 ｆｌ；　　所　　　　　東Ｓ；〔都Ｐ代１１１区丸の内
−丁目２番３壮五　補正命令の日付（発送日） 昭和５７年６月２９日 ＆　補正の対象 明細書の発明の詳細な説明の欄および図面の簡単な説明
の欄、および図面。 ７　補正の内容 （１）第９頁第１４行の１第２図囚」を「第２図（イ）
」と補正する。 （２）第９頁第１８行の「第２図（Ｂ）」を１−第２図
（ロ）」と補正する。 （３）　　第９頁第２０行Ｏ１１２図（Ｃ）　〜（Ｊ！
”）−１−ｔ　ｌ［２図（ハ）〜（ト）」と補正する。 （４）　　第１Ｏ頁第１行の「各記号部分の電圧波形・
母ルスを示す」ヲ「各記号Ｃ−２部分の電圧波形／中ル
スを夫々示す」と補正する。 （５）第１０頁第１０行の「第２図（６）」を「第２図
に）」と補正する。 （６）第１Ｏ頁第１５行の「第２図（Ｃ）ｌｆ第２図（
ハ）」と補正する。 （７）第１１頁第５行の１第２図０」をｒｇｇＺ図に）
」と補正する。 （８）第１１頁第１６行の「第２図面」を１第２図（ホ
）」と補正する。 （９）第１１頁第１９行の「第２図面」を１第２図（へ
）」と補正する。 Ｑ（ｌ　　第１２頁第１０行の「第２図０」を「第２図
に）」と補正する。 αＶ　第１４頁第１０行の「第２図面」を「第２図（へ
）」と補正する。 Ｑ′４　　第１８頁第２０行の１第２図０」を「第２図
に）」と補正する。 （２）第１９頁第１４〜１５行の「第２図（４）ないし
第２図（Ｆ’）、第３図〜第６図は」を「第２図〜第６
図は」と補正する。 ０＜　　第２図を別紙のように補正する。 ＆　添付書類の目録 補正図面　　　　　　　　１通 以上 、１２　　崗

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 （１）機関の回転に同期して所定のクランク位置にて正
   負の信号を発生する信号発生手段、この信号全全波！Ｉ
   流し第１の信号を機関点火時期の第１のトリガ信号とし
   、かつ第２の信号によりこの信号が発生すると定電流に
   て一定の傾斜葡もって下降または上昇する第１の出力と
   この第１の出力が第１の基準電圧に達すると定電流にて
   一定の傾斜會もって上昇または下降する第２の出力音発
   生する積分器、上記第１の出力が上記Ｗ；１の基準電圧
   に達する過程で第２の基準電圧に達すると点火時期制御
   川の第２のトリガ信号を発生する回路、第１の信号で一
   つの点火時期を得るとともに、第２の信号による第２の
   トリガ信号によりＩ！ｌ！！−の回転上昇とともに点火
   時期全進角するように設定し、か一つ機関の回転数が所
   定値に達すると一定の傾斜をもって回転上昇とともに第
   ２の基準電圧を下降して点火時期制御を行う回路を備え
   てなり、第２の基準電圧の下降とともに前記第２のトリ
   ガ信号は点火時期を遅角するように構成したこと？特徴
   とする機関の点火時期制御装置。 （２；信号発生手段の第２の信号を７リツプ７０ッグ回
   路と微分回路とにより機関の回転に比例した回数と一定
   時間巾を有する）９ルス信号に置換し、このノ量ルスを
   積分器と反転増巾器により所定回転数以上で下降する第
   ２の基準電圧に置換することを特徴とする特Ｆｌ−請求
   の範囲第１項記載の機関の点火時期制御装置。 （３）第２の基準電圧を定電圧電源よｐ得て機関の回転
   が所定値以上で働くバイパス回路を設定し、第２の基準
   電圧をパイノクスさせることにより機関の回転上昇とと
   もに第２の基準電圧を一定傾斜が下降させることｔ％徴
   とする特許請求の範囲第１項ｌピ載の機関の点火時期制
   御装置。 （４）第２の基準電圧が機関の回転数の上昇とともメメ
   ／ に下降し、さらに脅−の回転数が所定値以上になれＦｉ
   第２の基準電圧の下降を止めることにより遅角した点火
   時期が再び進角するように構成したことを特徴とする特
   許請求の範囲第１項記載の機関の点火時期制御装置。 （５）第２の基準電圧が所定回転数以上での下降を止め
   るために反転層ｉＪ器の入力電圧を反転増巾器の負Ｍｊ
   ｔｊｉを変えるか、もしくは定電圧素子を用いて一定以
   下にクリップすることを％黴とする％軒趙求の範囲第１
   ′ｙ４および第２項記載のａｌ！−の点火時期制御装置
   。