JPS60190672A - コンデンサ充放電式点火装置 - 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】 （技術分野） 本発明はエンジンの出力特性に応じた点火角度特性を得
るコンデンサ充放電式点火装置に関する。

（従来技術） 本出願人は既にエンジンの出力特性に適合する如く点火
時期（角度）をエンジン回転数が所要設定数範囲内では
回転数の上昇に応じて（比例して）点火時期（角度）を
進め、又該範囲以下及び範囲を越えた回転数の時は夫々
はぼ一定の点火角度特性を得ることの可能な安価経済的
なコンデンサ充放電式点火装置（特願昭５６−１４０９
０３号）を提案した。

ところで、斯かる点火装置はコンデンサ及び抵抗の時定
数回路を利用して得た三角波を相互比較することにより
進角特性を得るもので、この場合の三角波の傾斜は一定
であることが要求される。

しかしながら、コンデンサの充放電特性（飽和現象）笠
からエンジンの最小回転数から最大回転数において三角
波の傾斜を一定、目一つ正確に形成することは困難で、
エンジンの出力特性に応じた点火角度特性の設定範囲が
制限されるとともに、設定精度１−、も限界があり、こ
れらを改善すべき問題があった。

（発明の目的） 本発明は斯かる問題点を解決すべくこの種コンデンサ充
放電式点火装置の改良を図ったもので、その目的とする
ところは点火角度特性を得るに当り、広範な設定範囲で
エンジン回転数に応じた特性を得、さらに設定精度を飛
躍的に向上させるとともに、これらを構成簡易、安価に
得られるようにしたコンデンサ充放電式点火装置を提供
するにある。

（発明の構成） 本発明は内熱機関におけるコンデンサ充放電式点火装置
に係り、その主要構成とするところは発電コイルの電圧
によりコンデンサを充電し、該コンデンサの充電電荷を
トリガ信号により導通するサイリスタを介して点火コイ
ルに放電せしめる主回路と、エンジン回転サイクル毎に
予め設定された最大及び最小点火角度の第１及び第２タ
イミングパルスを発生するパルス発生回路と、前記第２
タイミングパルスと次サイクル時の第２タイミングパル
ス間において前縁立上り部及びはぐ一定の傾斜角を有す
る三角波（第１）を発生する第１三角波発生回路と、前
記第１及び第２タイミングパルス間において前縁立上り
部及びはＣ一定の傾斜角を有するとともに、前記第１三
角波の前縁立上り部とほり同−又はこれより高い尖頭値
を有する三角波（第２）を発生する第２三角波発生回路
と、前記第１三角波及第２三角波を比較し、前記第２三
角波の尖頭値が第１三角波の尖頭値を越えた時に出力す
る比較回路と、前記比較回路の出力により前記サイリス
タをトリガするゲート回路とを備えてなり、エンジンの
出力特性に適合する如く点火角度をエンジン回転数が所
要設定数範囲内では回転数の上昇に応じて点火角度を進
め、又当該範囲以下及び範囲を越えた回転数の時は夫々
はぼ一定の点火角度特性を得ることができるようにした
。

（実施例） 以Ｆには本発明を更に具体化した好適な実施例を挙げ図
面を参照して詳述する。図面に於て第１図、第２図、第
３図及び第４図は夫々本発明の一実施例回路図、その各
部動作波形図、動作説明図及び点火特性図である。

先ず、第１図を参照し本発明に係る点火装置の構成につ
いて説明する。

図中（ＥＸＴ）はエンジンにより回転する磁石式発電機
等の発電コイル、（ＤＢ）は整流用ダイオード、（ＧＯ
）は前記発電コイル（ＥＸＴ）の発生電圧により前記ダ
イオード（ＤＢ）を介して充電される点火電源用コンデ
ンサ、（ＳＣＲ）は後述するトリガ信号で導通するサイ
リスタで、これにより前記コンデンサ（Ｇｏ）の充電電
荷を点火コイル（Ｉｇｃ）に放電せしめ、その２次巻線
（ｎ２）を介して点火栓（ｓｐ）に火花を発生する。以
上で主回路（Ｉ）を構成する。

（ｐｃ）はエンジン回転サイクル毎に予め設定された最
大及び最小点火角度の第１、第２タイミングパルス（以
下第１ＴＰ、第２ＴＰ）を発生する点火信号発生コイル
である。

（ＴＩ　）〜（Ｖ）は前記回路（Ｉ）の制御回路部で、
（ＩＩ　）は前記第２ＴＰと次サイクル時の第２ＴＰ間
において前縁立上り部及びほぐ一定の傾斜角を有する三
角波（第１）を発生する第１三角波発生回路、（ｍ）は
前記第１及び第２ＴＰ間において前縁立上り部及びはζ
一定の傾斜角を有するとともに、前記第１三角波の前縁
立上り部とはＣ同−又はこれより高い尖頭値を有する三
角波（第２）を発生する第２三角波発生回路、（■）は
前記第１三角波及び第２三角波を比較し、第２三角波の
尖頭値が第１三角波の尖頭を越した時出力する比較器、
（Ｖ）は前記比較器（ＩＶ）の出力によりサイリスタ（
ＳＣＲ）のゲートをトリガするゲート回路、　（Ｉｌａ
）はエンジンの回転に同期してオン、オフするスイッチ
回路、　（ＩＩｂ）は前記制御回路部の駆動用電源部で
ある。

先ず、電源部（ＩＩｂ）は発電コイル（ＥＸＴ）の出力
電圧を整流するダイオード（Ｄ３）と、この整流出力に
より抵抗（Ｒ３）を介して充電されるコンデンサ（Ｃ３
）と、このコンデンサ（Ｃ３）を定電圧充電するための
定電圧素子（２０）により構成されている。次に、第１
三角波発生回路（１１）について説明する。（Ｃ４）は
前記コンデンサ（Ｃ３）の充電電圧を電源として抵抗（
ＲＯ）との所要時定数で充電されるコンデンサ、　（Ｒ
１）、（Ｒ２）は前記コンデンサ（Ｃ３）の充電電圧を
分圧する分圧器、（Ｄｌ）は前記分圧器（Ｒ１）。

（Ｒ２）の分圧点とコンデンサ（Ｃ４）の一端間に接続
されてコンデンサ（Ｃ４）を前記分圧器の分電圧まで急
速に充電せしめるためのダイオード、（Ｃ５）は前記コ
ンデンサ（Ｃ４）の両端間に抵抗（Ｒ４）、　（Ｒ５）
を介して接続されるトランジスタで、このトランジスタ
（Ｃ５）はエンジン回転と同期するパルサコイル（ｐｃ
）の出力信号（第２ＴＰ）電圧により導通し、これによ
って当該コンデンサ（Ｃ４）の放電回路を構成する。な
お、（Ｃ５）　、　（０１３）及び（Ｒｅ）　、（Ｒ７
）は信号電圧のノイズ吸収用コンデンサ及び抵抗である
。次に、回路（Ｉｌａ）において（Ｃ７）は前記パルサ
コイル（ｐｃ）の出力信号により導通する補助トランジ
スタである。　（ＱＢ）はトランジスタ（Ｃ７）を介し
てオン、オフ動作するスイッチ用トランジスタであり、
当該トランジスタ（Ｃ６）がオンの時に前記電源用コン
デンサ（Ｃ３）の電荷を給電する。

次に１回路（ｍ）において（Ｃ１）は前記トランジスタ
（ＱＢ）がオンの時にダイオード（Ｄ４）を介して充電
されるコンデンサ、　（Ｒ８）、（Ｒ９）は駆動用電源
電圧を分圧する分圧器、トランジスタ（Ｑｌ）はベース
を前記分圧器（Ｒ８）、（Ｒ９）の分圧点に接続され、
この電源電圧により導通し、コンデンサ（Ｃ２）を前記
分圧器の分電圧まで充電せしめるトランジスタである。

当該コンデンサ（ＣＩ）及び（Ｃ２）は抵抗（ＲＩＧ）
により接続され、当該コンデンサ（Ｃ２）は当該抵抗（
ＲＩＯ）との時定数で当該コンデンサ（ＣＩ）を電源と
して充電される。

一方、（Ｃ２）は比較回路（ｆｆ）を形成するトランジ
スタで、エミッタを前記回路（［）の三角波出力端（点
（０））にベースを前記回Ｍ（ＩＩ）の三角波出力端（
点（Ｅ））に夫々接続され、又コレクタを比較出力端と
して抵抗（Ｒ１１）を介してゲート回路（Ｖ）に接続さ
れる。

次に（Ｃ３）　、（Ｃ４）は増幅用トランジスタで、こ
のトランジスタ（Ｃ３）は前記比較回路（ｒＶ）の出力
により導通し、これにより当該トランジスタ（Ｃ４）を
導通せしめる。そしてトランジスタ（Ｃ４）の導通によ
りサイリスタ（ＳＣＲ）は主にコンデンサ（Ｃ：Ｉ）に
よりケート電流を供給されてオン（導通）になる。

次に本発明装置の回路動作について第２図、第３図を参
照して説明する。

発電コイル（ＥＸＴ）の極性が第１図に示す如く上側が
正の時コンデンサ（Ｃｏ）はダイオード（０６）を介し
て図示の極性に充電される。そして前記コイル（ＥＸＴ
）の極性が負の時は当該コンデンサ（Ｇｏ）はダイオー
ド（Ｄ６）に阻止されて充電されず、又前半サイクル時
の充電電荷は放電回路が形成されず１図示の充電状態を
維持する。一方パルサコイル（ｐｃ）の信号（第１ＴＰ
、第２ＴＰ）は前記発電コイル（ＥＸＴ）の上側が正の
時に後述するゲート回路（Ｖ）を介してサイリスタ（Ｓ
ＣＦＩ）のゲートに給電され、当該（ＳＣＲ）をオンせ
しめるため、この間前記コンデンサ（Ｇｏ）の充電電荷
はサイリスタ（ＳＣ：Ｒ）を介してコイル（Ｉｇｃ）に
放電され、所要点火時期（角度）において点火栓（ｓｐ
）に火花を生じせしめる。第２図（ａ）は信号電圧波形
で（Ｓ＋）は図示しないエンジンの上死点から最大（角
度）進角した位置における正の信号電圧（第１ＴＰ）、
（Ｃ２）は最小進角した位置における負の信号電圧（第
２ＴＰ）を示し、当該第１ＴＰ及び第２ＴＰの信号はエ
ンジン（フライホイル）が１回転する毎に夫々１度発生
する。又、発電コイル（ＥＸＴ）の上側が正の時、コン
デンサ（Ｃ３）はダイオード（Ｄ３）、抵抗（Ｒ３）及
び定電圧ダイオード（ＺＯ）を介して定電圧充電される
（第２図（ｂ））。又、コンデンサ（Ｃ４）は前記コン
デンサ（Ｃ３）の充電電圧を電源として抵抗（ＲＯ）と
の充電時定数、及び抵抗（Ｒ１）、ダイオード（Ｄりと
の時定数により充電されるため分圧器（Ｒ１）、（Ｒ２
）の分電圧まで急速に充電されて前縁立上り部を形成し
、その後抵抗（ＲＯ）の時定数で充電されるため所定傾
斜角で充電され又第２ＴＰの到来によりトランジスタ（
Ｃ５）を介し放電回路が形成されるため当該第２ＴＰと
同期して立上る三角波（第１）を形成する（第２図（ｅ
））。

一方、パルサコイル（ＰＣ）　４士上側が正の時（第１
ＴＰ）、トランジスタ（Ｃ７）を介してトランジスタ（
Ｃ６）がオンになる。従って、このトランジスタ（Ｃ８
）のオン期間に前記コンデンサ（Ｃ３）の充電電荷を回
路（ｍ）に給電する。即ち、先ずトランジスタ（Ｑｌ）
はこれにより導通しコンデンサ（Ｃ２）を充電するが、
当該コンデンサ（Ｃ２）の電圧は分圧器（Ｒ８）、　（
Ｒ９）の分電圧に制限される。一方、コンデンサ（Ｃ１
）はダイオード（Ｄ４）を介して設定電圧まで充電され
る（第２図（Ｃ））。このため、当該コンデンサ（ＣＩ
）の充電電圧は前記コンデンサ（Ｃ２）のそれにより高
位となりこの結果、抵抗（ＲＩＧ）との充電時定数によ
り当該コンデンサ（Ｃ２）を更に充電せしめる。即ち、
当該コンデンサ（Ｃ２）は分圧器（Ｒ８）　。

（Ｒ８）の分電圧まで急速に充電されて前縁立上り部を
形成し、その後抵抗（ＲＩＯ）との時定数で充電される
ために前記立上り角と異った傾斜角で充電され、その後
、後述する比較回路（ＩＶ）のトランジスタ（Ｃ２）の
導通により放電回路が形成されて立下る二角波（第２）
を形成する（第２図（ｄ））。

次に、比較回路（ｆｆ）及びゲート回路（Ｖ）の動作を
第３図及び第４図を参照して説明する。第３図において
、三角波（０争Ｎｏ　参００）及び（Ｃ３−Ｎｌ・Ｃ０
）は夫々コンデンサ（Ｃ４）及び（Ｃ２）の電圧波形を
拡大して示したものであり、又（Ｃ３）は最大進角角度
（第１ＴＰ）、（Ｃ０）は最小進角角度（第２７Ｐ）、
（Ｃ０）〜（Ｃ３）は設定進角角度を示す。

又（ＥＯ）〜（Ｒ４）はコンデンサ（Ｃ４）の電圧、第
４図において（旧）〜（Ｎ２）は設定範囲のエンジン回
転数である。

くエンジン回転数が設定数（旧）以下の時の動作〉先ず
比較回路（ＩＴ）のトランジスタ（Ｃ２）はベースが第
１図Ｅ点に、又エミッタがＤ点に夫々接続され、Ｄ点の
電位がＥ点電位に比し高位の時導通（オン）状態となり
、反対に低位の時は逆バイアスされてオフ状態になる。

そこで例えば設定数（Ｎ１）を２００Ｏｒｐｍとした時
第２　Ｔ　Ｐ　（Ｓ２）と第２ＴＰ（Ｓ２°）の間の周
期をＴ２、又第１ＴＰ（９１’）と第２７　Ｐ　（Ｓ２
°）の周期をＴＩとし当該周期Ｔ２におけるコンデンサ
（Ｃ４）の電圧を（Ｅｌ）としその尖頭値が第３図（Ｎ
ｌ）になる如く設定するとエンジン回転数が上記設定数
（旧）以下の時（低速時）は第２ＴＰの到来が遅れ、当
該コンデンサ（Ｃ４）のトランジスタ（Ｃ５）を介す放
電時期が遅れこの間コンデンサ（Ｃ４）は充電されるた
めその出力電圧は第３図（ＥＯ）の如くコンデンサ（Ｃ
２）より高位となる。このため当該三角波（コンデンサ
（Ｃ０）の出力電圧（ＥＯ）は第２ＴＰの到来によりト
ランジスタ（Ｃ５）が導通し、放電回路が形成されその
電位が低下する時点で三角波（コンデンサ（０２））よ
り低位となる。即ち第１図Ｅ点電位がＤ点電位より低下
し、トランジスタ（Ｃ２）が導通し、ゲート回路（Ｖ）
のトランジスタ（Ｃ３）及び（Ｃ４）をオンにする。こ
のためコンデンサ（ＣＩ）→トランジスタ（Ｃ４）→サ
イリスタ（ＳＣＲ）の経路に当該コンデンサ（ＣＩ）の
放電によるトリガ電流が流れサイリスタ（ＳＣＲ）を導
通せしめる。

つまり最小進角（θＯ）の第２ＴＰと同期して点火信号
が発生するため第４図（イ）に示すほぼ一定角度（Ｃ０
）で点火する特性を得ることができる。

くエンジン回転数が設定範囲の時の動作〉上記動作に続
き、エンジン回転数が更に上昇し、回転数（Ｎｌ）を超
えるとコンデンサ（Ｃ４）の尖頭値電圧は第３図（Ｒ２
）　、（Ｒ３）に示す如く低下する。

従って比較回路（ｌにおいては、Ｅ点電圧がＤ点電圧に
達する時期が早まりトランジスタ（Ｃ２）の導通時期が
早くなる。即ち上記動作ではパルサコイル（ｐｃ）が負
の信号電圧（第２ＴＰ）を発生した時期（Ｃ０）にトラ
ンジスタ（Ｃ２）は導通したが、回転数（Ｎ１）を越す
とパルサコイル（ＰＣ）が第２ＴＰを発生する以前、つ
まり第３図角度（θｌ）、（Ｃ２）。

（Ｃ３）の位置で導通する。従って回転数（Ｎ１）〜（
Ｎ２、）の間ではエンジン回転数の上昇に比例して、サ
イリスタ（ＳＣＲ）の点弧時期が早まり、第４図中特性
（ロ）の如く点火時期は早く所謂進角する。

く設定数（Ｎ２）を越した時の動作〉 回転数（Ｎ’２）　（例１２．ＯＯＯｒｐｍ）を越え、
即ち設定範囲の回転数を逸脱すると、コンデンサ（Ｃ４
）はトランジスタ（Ｃ５）を介しての放電回路形成頻度
が更に高くなるため、抵抗（Ｒｏ）を通しての電圧上昇
の立上りが更に緩かになり、ついには抵抗（ＲＱ）を通
しての充電はほとんどなされず分圧器（Ｒ１）、（Ｒ２
）に規定される電圧値（Ｖｅ）となる。一方この時コン
デンサ（Ｃ２）の電圧（尖頭値）は前記コンデンサ（Ｃ
４）の電圧（Ｖｅ）と等しいか、若しくはそれ以Ｅ高位
（Ｖｅ’）になる如く設定されているため当該コンデン
サ（Ｃ４）の電圧（点（Ｅ））はコンデンサ（Ｃ２）の
電圧（点（Ｄ））より常に低位となる。一方、コンデン
サ（Ｃ２）の電圧はパルサコイル（ｐｃ）が正の信号（
第１ＴＰ）が到来する毎（トランジスタ（Ｃ６）がオン
する毎）に発生するため、比較回路（ＩＶ）においては
、上記圧の信号が到来した時期即ち第３図角度（Ｃ３）
で出力を送出する結果、第４図特性（ハ）の如く一定角
度（Ｃ３）の最大点火時期においてサイリスタ（ＳＧＲ
）が導通し、火花を生じせしめる。

さて、本発明の前提技術となる前述した特願昭５６−１
４０９０３号の点火装置（引用発明）においては進角角
度の設定精度及び設定範囲の回転数の範囲拡大に対し次
の如き若干の問題があった。つまり当該引用発明では第
１三角波電圧（コンデンサ（Ｃ４）電圧）は前記立上り
部がなくほぼ零から立上る方式を使用しているために最
小回転数（ＮＯ）と最大回転数（Ｎ２）においてはその
電圧（位）巾を広く設定することが要求される。しかし
乍らこの間コンデンサ（Ｃ４）の電圧は上記範囲でほぼ
完全に比例関係に変化せしめることは困難となり所要点
から所謂飽和現象を伴い緩るやかに変化する。このため
に第２三角波電圧（（０２）電圧）との比較において進
角精度に若干問題あった。又、引用発明においては設定
範囲の回転数（１〜Ｎ２）の拡大を図るためには第２三
角波（（０２）電圧）の立上り電圧を低く設定し、その
ａｍ角を急峻することが要求されるが、このことは上記
コンデンサ（Ｃ４）の作用と同様に正確な波形が得られ
難い６本発明では第１三角波を第２三角波の立上り部付
近まで他の時定数回路により立上げ、その後抵抗（Ｒｏ
）との時定数によりほぼ一定の傾斜で上昇せしめるため
コンデンサ（Ｃ，４）の電圧変化中を第２五角波との比
較において可及的に狭くしコンデンサの（Ｃ４）と抵抗
（Ｒｏ）との充電時定数においてほぼ比例関係部分のみ
利用可能としたものである。これにより第２三角波との
比較を回転数変化に追随せしめ高精度の進角特性を得る
ようにしたものである。又第２三角波において前縁立上
り電圧（Ｖｅ’）の設定を可能な範囲で低下せしめ又第
１三角波の立上り電圧（Ｖｅ）をこれに伴って低ドせし
めることにより容易に設定回転数の範囲拡大が可能であ
る。因みに引用発明では進角回転数が４０００Ｔｐ■乃
至８０００ｒｐＨであるのに対し本発明では２０００ｒ
ｐｍ乃至１２，０００ｒｐｍ迄安定した特性を得た。

（発明の効果） このように、本発明に係るコンデンサ充放電式点火装置
はエンジンの出力特性に適合する如く点火角度をエンジ
ン回転数が所要設定範囲内では回転数の上昇に応じて点
火角度を進め、又当該範囲以下及び範囲を越えた回転数
の時は夫々はぼ一定の点火角度特性を得ることができる
ものにおいて、広範な設定範囲でエンジン回転数に応じ
た点火角度特性を得ることができる。

さらに、設定精度を飛躍的に向上させるとともに、これ
を構成簡易、安価に達成できる。

【図面の簡単な説明】

第１図、第２図は本発明の一実施例回路図及びその各部
動作波形図、第３図は本発明の動作説明図、第４図は本
発明の特性図である０図において（１）は主回路、（Ｉ
Ｉ　）は第１三角波発生回路、（■）は第２三角波発生
回路、（ｆｆ）は比較回路、（Ｖ）はゲート回路、（Ｇ
ｏ）　、（Ｃ：１）乃至（Ｃ６）はコンデンサ、　（Ｓ
ＣＲ）はサイリスタ、（０１）、（Ｄ２）　。 （Ｄ３）、（Ｄ４）及び（Ｄ６）はダイオード、（Ｉｇ
ｃ）はイグニッションコイル、（ＤＺ）は定電圧素子、
（Ｑｌ）乃至（Ｑｌ）はトランジスタ、（Ｒａ）乃至（
Ｒ１１）は抵抗、（ｐｃ）はパルス発生コイルである。 特許出願人　木田技研工業株式会社 ｍ　新電元工業株式会社 代理人　弁理士　下　１）容−即 問　弁理士　大　橋　邦　部 同　弁理士　小　山　有 第２図 第３図 ｏＮ　ｏＦＥ　９８間□　（最大）　（最小）第４図 回転叡Ｎ□

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 次の（イ）乃至（へ）を備えたことを特徴とするコンデ
   ンサ充放電式点火装置。 （イ）発電コイルの電圧によりコンデンサを充電し、該
   コンデンサの充電電荷をトリが信号により導通するサイ
   リスタを介して点火コイルに放電せしめる主回路、 （ロ）エンジン回転サイクル毎に予め設定された最大及
   び最小点火角度の第１及び第２タイミングパルスを発生
   するパルス発生回路、（ハ）前記第２タイミングパルス
   と次サイクル時の第２タイミングパルス間において前縁
   立」ニリ部及びはＣ一定の傾斜角を有する三角波（第１
   ）を発生する第１三角波発生回路、 （ニ）前記第１及び第２タイミングパルス間において前
   縁立上り部及びは（一定の傾斜角を有するとともに、前
   記第１三角波の前縁立上り部とほぼ同−又はこれにより
   高い尖頭値を有する三角波（第２）を発生する第２三角
   波発生回路、 （ホ）前記第１三角波及び第２三角波を比較し、前記第
   ２三角波の尖頭値が第１三角波の尖頭値を越えた時に出
   力する比較回路、 （へ）前記比較回路の出力により前記サイリスタをトリ
   ガするゲート回路、