JPS62267575A - 内燃機関用点火装置 - 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】 ［産業上の利用分野１ 本発明は、進角機能を備えた内燃機関用点火装置に関す
るものである。

［従来の技術］ 内燃機関を効率良く運転するためには、多くの場合、回
転速度の上昇に応じて点火位置を進角させる特性を有す
る点火装置が必要になり、点火位置の進角幅は機種によ
り異なるのが治通ｒある。

ところで、進角特性を有する内燃機関用点火装置として
、機関の最大進角位置及び最小進角位置でそれぞれ第１
及び第２の信号を発生する信号コイルと、この信号コイ
ルの出力を入力として最大進角位置と最小進角位ａとの
間で回転速度に応じて発生位置が適宜に変化する点火信
号を発生する点火位置制御回路とを備えたものが知られ
ている。

この種の点火装置では、信号コイルが発生する第１の信
号及び第２の信号によりそれぞれ最大進角位置及び最小
進角位置が定められ、第１の信号が発生してから第２の
信号が発生するまでの区間が進角幅となる。

［発明が解決しようとする問題点コ 上記のように、従来の内燃機関用点火装置では、信号コ
イルが第１の信号を発生してから第２の信号を発生する
までの角度幅が進角幅となるため、内燃機関が要求する
進角幅が異なる毎に信号発電機の構成を変える必要があ
り、信号発電機を種々の特性の内燃機関用点火装置に共
用することができなかった。そのため必要とされる進角
幅が異なる毎に信号発電機を作り変える必要があり、点
火装置のコストが高くなるという問題があった。

本発明の目的は、１種類の信号発電機で種々の進角幅を
得ることができるようにした内燃機関用点火装置を提供
することにある。

［問題点を解決するための手段１ 本発明は、半導体スイッチの動作により点火コイルの１
次電流を忠変させて該点火コイルの２次側に点火用の高
電圧を発生させる点火回路と、内燃機関の第１の回転角
度位置でスレショールドレベル以上になる第１の信号と
該第１の回転角度位置より位相が遅れた第２の回転角度
位置でスレショールドレベル以上になる第２の信号とを
発生する信号コイルと、第１及び第２の信号を入力とし
て第１の回転角度位置と第２の回転角度位置との間で半
導体スイッチを動作さけるだめの点火信号を発生する点
火位置制御回路とを備えた内燃機関用点火装置において
、進角幅を電気的に調整し得るようにしたものである。

そのため本発明においては、上記点火位置制御回路が下
記の要素により構成されている。

イ、第１の積分コンデンサを第１の回転角度位置から該
第１の積分コンデンサの端子電圧が設定値に達する位置
まで第１の充電電流で初期充電する初期積分動作と該第
１の積分コンデン１ｊの端子電圧が設定値に達した位置
から該第１の積分コンデンサを第１の充電電流より小さ
い第２の充電電流で追加充Ｔｉする追加積分動作とを行
う第１の積分回路。

ロ、第２の積分コンデンサを８第２の回転角度位置から
一定の時定数で充電する積分動作を行う第２の積分回路
。

ハ、第１の積分コンデンサの両端に得られる第１の積分
電圧と第２の積分コンデンサの両端に得られる第２の積
分電圧とを比較して第１の積分電圧が第２の積分電圧を
超えた時に点火信号を発生する点火信号発生回路。

二、第１の積分電圧が第２の積分電圧を超えた位置から
第２の回転角度位置までの間に第１の積分コンデンサ及
び第２の積分コンデンサをそれぞれ放電させるリセット
回路。

［発明の作用］ 上記のように構成すると、初期積分動作が行われている
期間における第１の積分コンデンサの端子電圧が第２の
積分コンデンサの端子電圧に等しくなる角度が、第１の
積分コンデンサの第１及び第２の充電電流と第２の積分
コンデンサの充電電流とにより定まり、回転数（ｒｐｍ
）には無関係になる。即ち第１の積分回路の初期積分動
作が行われている期間における第１の積分コンデンサの
端子電圧が第２の積分電圧に等しくなる位置が最大進角
位置となり、この最大進角位置は、第１の積分コンデン
サの第１及び第２の充電′２！！流と第２の積分コンデ
ンサの充電電流とにより適宜に設定することができる。

従って信号コイルが設けられる信号発電機の構成を変え
ることなく、進角幅を変えることができる。

［実施例１ 以下添附図面を参照して本発明の詳細な説明する。

［Ｉ］第１図の実施例の構成 ａ５点火回路４ 第１図は本発明の一実施例の基本構成を示したもので、
同図において、１は一端が共通接続された１次コイル１
ａ及び２次コイル１ｂを有する点火コイル、２は図示し
ない機関の気筒に取付けられて点火コイルの２次コイル
の他端に非接地側端子が高圧コードを介して接続された
点火プラグである。点火コイル１の１次コイル及び２次
コイルの一端の共通接続点（よエミッタを接地した１次
電流制御用半導体スイッチとしてのトランジスタ３のコ
レクタに接続され、１次コイルの他ｌ１ａｉ　ａｌは負
極端子が接地された図示しないバッテリの正極端子に接
続されている。なおこの例のトランジスタ３としてはダ
ーリントン接続された複合トランジスタが用いられてい
る。上記点火コイル１と点火プラグ２とトランジスタ３
とにより点火回路４が構成されている。

上記点火回路において、トランジスタ（以下半導体スイ
ッチとも言う。）３は、後述する制御回路により機関の
点火位置より位相が進んだ位置で図示しない電源から抵
抗Ｒ３を通してベース電流が与えられて導通状態にされ
、点火位置で該ベース電流が遮断されてトランジスタ３
が遮断状態にされる。トランジスタ３が遮断状態にされ
ると、それまで点火コイルの１次コイル１ａとトランジ
スタ３のコレクタエミッタ間とを通して流れていた１次
電流が遮断されるため、該１次コイルに１次電流を流し
続けようとする向きの高い１！圧が誘起する。この時点
火コイルの鉄心中に大きな磁束変化が生じ、この磁束変
化により２次コイルに高電圧が誘起する。この高電圧は
点火プラグ２に印加されるため、該点火プラグに火花放
電が生じ、機関が点火される。すなわち、この例の点火
回路においては、半導体スイッチ３が遮断動作を行う位
置が点火位置となる。

上記トランジスタ（半導体スイッチ）３を制御する制御
回路は、信号コイル５と、矩形波発生回路６と、パルス
整形回路７と、第１の積分回路８と、第２の積分回路９
と、リセット回路１０と、点火信号発生回路１１とから
なっている。以下これらの各部を説明する。

ｂ、信号コイル５ 信号コイル５は機関の回転に同期して回転する信号発電
機内に配置され、その一端は接地されている。信号コイ
ル５は第２図Ａに示すように■関の第１の回転角度位置
θ１及び第１の回転角度位置よりも位相が遅れた第２の
回転角度位置θ２でそれぞれスレショールドレベルｙｔ
を超える第１の信号ＶＳＩ及び第２の信号ＶＳ２を発生
する。尚第２図の横軸には機関の回転角度をとってあり
、第１の回転角度位置及び第２の回転角度位置等の各位
置の角度は機関の土兄ｓｋｉ　Ｔ　Ｄ　Ｃから進角側に
測っている。

なおこの種の点火装置においては、機関の回転速度が極
めて低い時に、第２の信号ＶＳ２の方が第１の信号Ｖｓ
１より太さいように設定され、機関の始＋）Ｊ操作が行
われた時に先ず第２の信号が第１の信号よりも先にスレ
ショールドレベル以上になるようになっている。

ｂ、矩形波発生回路６ 矩形波発生回路６は信号コイル５の出力を入力として、
第２図Ｂに示したように第１の回転角反位１直から第２
の回転角度位置まで持続する矩形波ｍ　Ｑ　Ｖ　Ｑを出
力し、パルス整形回路７は第２図Ｃに示したように第２
の信号Ｖｓ２を整形して第２の回転角度位置θ２で立上
るパルスＶｐを出力する。

Ｃ１第２の積分回路８ 第１の積分回路８は第１の積分コンデンサ８ａと、初期
充電回路８Ａと追加充電回路８Ｂとを備えていて、第１
の積分コンデンサ８ａを第１の回転角度位置θ１から該
第１の積分コンデンサ８ａの端子電圧が設定１ｉ１Ｖｏ
に達する位置θＸまで第１の充電電流１１１で初期充電
する初期積分動作と、該第１の積分コンデンサ８ａの端
子電圧が設定値に達した位置から該第１の積分コンデン
サを第１の充電電流１１１より小さい第２の充電電流１
１２で追加充電する追加積分動作とを行う。

ｄ、第２の積分回路９ 第２の積分回路９は、第２の積分コンデンサ９ａと定常
流Ｉ２でコンデンサ９ａを充電する充電回路９Ａとを漏
えていて、第２の積分コンデンサを８第２の回転角度位
置θ２から一定の時定数で充電する積分動作を行う。

ｅ、リセット回路１０ リセット回路１０は、第１の積分コンデンサ８ａの端子
電圧が第２の積分コンデンサの端子電圧を超えた位置か
ら第２の回転角度位置θ２までの間に第１の積分コンデ
ンサ８ａ及び第２の積分コンデンサ８ｂをそれぞれ放電
させる回路で、この例では、第２の回転角度位置θ２で
立上るパルス信号Ｖｐを入力として、第２の回転角度位
置θ２で第１及び第２の積分コンデンサ８ａ及び９ａを
略瞬時に放電させるようになっている。従って第１の積
分コンデンサ８ａの両端に得られる第１の積分電圧■Ｃ
１は第２図りに実線で示したような波形になり、第２の
積分コンデンサ９ａの両端に得られる第２の積分電圧Ｖ
ｃ２の波形は第２図りに破線で示したようになる。

尚第１及び第２の積分コンデンサの端子電圧は点火動作
を行わせるべく半導体スイッチ３を動作（上記の例では
遮断動作）させる位置を定める信号を発生させるために
用いられるものであって、該信号が発生した後は必要が
なくなるので、第１及び第２の積分回路のリセットは必
ずしも第２の回転角度位置で行わなくても良い。従って
リセット回路１０は、第１の積分電圧ｖＣ１が第２の積
分電圧ＶＣ２を超えた位置から第２の回転角度位置θ２
までの間に第１の積分コンデンサ８ａ及び第２の積分コ
ンデンサ８ｂをそれぞれ放電させる回路であればよい。

ｆ３点火信号発生回路１１ 点火信号発生回路１１は第１の積分コンデンサ８ａの両
端に１ｑられる第１の積分電圧Ｖｃｌと第２の積分コン
デンサ９ａの両端に１９られる第２の積分電圧Ｖｃ２と
を比較する比較器１１ａからなっていて、比較器１１ａ
の出力電圧Ｖ１１は第２図Ｅに示したように第１の積分
電圧Ｖｃ１が第２の積分電圧ＶＣ２以上になった時に零
になって（比較器１１ａの出力端子が接地状態になって
）、半導体スイッチ３を遮断動作させるようになってい
る。

尚本実施例では、点火回路４の半導体スイッチ３が遮断
動作した時に点火動作が行われるため、比較器１１ａは
第１の積分電圧Ｖｃ１が第２の積分電圧Ｖｃ２以上にな
った時に第２図Ｅに示すようにその出力電圧Ｖ１１が零
になるようになっているが、点火回路の半導体スイッチ
が導通することにより点火動作が行われる場合には、第
１の積分電圧■Ｃ１が第２の積分電圧ＶＣ２以上になっ
た時に比較器１１ａの出力端子が非接地状態になる（比
較器１１ａの出力電圧が高レベルになる）ようにすれば
よい。

［１［］第１図の実施例の動作 開開の回転数Ｎ（ｒｏｍ）が低い時には、第２の積分コ
ンデンサ９ａを充電する時間が充分長いため、第１の積
分電圧ＶＣ１は第２の回転角度位置（最小進角位置）θ
２に至っても第２の積分電圧ＶＣ２以上になることがで
きない。この状態でトランジスタ３を遮断状態にして点
火動作を行わせる方法は数多くあるが、第１図の例では
、例えばすセット回路１０において第１の積分コンデン
サ８ａの放電を第２の積分コンデンサ９ａの放電より若
干遅くするようにコンデンサ８ａ及び９ａの放電時定数
を設定しておくと、第２の回転角度位置θ２で比較器１
１ａの出力電圧を零にして点火動作を行わせることがで
きる。更に比較器１１ａの両入力電圧が零の時に該比較
器１１ａの出力端子が接地状態になるように比較器を構
成することによっても低速時に第２の回転角度位置で点
火動作を行わせることができる。

また第１図には示してないが、第２の回転角度位置θ２
で立上るパルス信号Ｖｐにより導通するスイッチ回路を
トランジスタ３のペースエミッタ間に対して並列に設け
て、該スイッチ回路の導通によりトランジスタ３を遮断
させることにより、低速時の点火動作を第２の回転角度
位置で行わせるようにすることもできる。

機関が１回転する間に第２の積分コンデンサ９ａが充電
される時間は、機関の回転数Ｎ（ｒＤｍ）の上昇に伴っ
て短くなっていくため、第２の積分電圧Ｖｃ２は回転数
の上品に伴って低くなっていく。

従って機関の回転数が上昇していくと、やがて第２の回
転角度位置θ２よりも進んだ位置で第１の積分電圧Ｖｃ
ｌが第２の積分電圧Ｖｃ２以上になるようになる。この
様な状態になると、第２の回転角度位置θ２よりも位相
が進んだ位置で点火動作が行われるようになり、点火位
置は回転数の上昇に伴って進角していく。

この場合、最大進角位置θｍは、以下に示すように、第
１の積分コンデンサの充電電流１１１及び１１２と第２
の積分コンデンサの充電電流Ｉ２とコンデンサ８ａ及び
９ａの静電容量とにより決定される。

上記の実施例において第１の積分コンデンサ８ａ及び第
２の積分コンデンサ９ａの静電容量をそれぞれＣ１及び
Ｃ２とし、第１の回転角度位置θ１から第２の回転角度
位置θ２までの角度幅をα、第１の積分コンデンサ８ａ
の充電開始時刻から測った時間をｔ、１関の回転数をＮ
とすると、Ｏくｔ≦ｔｏ（ｔｏは第１の積分コンデンサ
８ａの充電開始後該コンデンナ８ａの端子電圧が設定値
■０に達するまでの時間）の期間の第１及び第２の積分
電圧Ｖｃｌ及びＶｃ２は下記の式で与えられる。

Ｖｃ１＝　（１１１＋　１１２）　　（ｔ　／　Ｃ１）
　　　　　・・・（１）Ｖｃ２＝　（Ｉ２　／Ｃ２）（
Ａ＋ｔ　）　　　　　　・°（２）但し、 △＝（３６０−α）／（６Ｎ＞　　　　　　　　　・・
・（３）ここでＶＣｌ・Ｖｃ２となる時間ｔｌ！１を求
めると、ｔｍ　＝　（１２ｘＡ）　／Ｂ　　　　　　　
　　−（４）但し、 Ｂ＝　（ＣＩ　／Ｃ２）（１１１＋　１１２＞　−［２
・・・（５）１記ｔｍを角度θｍに変換すると、 θｌ　＝６Ｎｔ＝　１２　（３６０−α）／Ｂ　　　　
・・・（６）これより、角度Ｏｍは回転＠Ｎと無関係に
一定で、第１及び第２の充電電流（１１笈び７１２と、
充電電流Ｉ２と、コンデンサ８ａ及び９ａの静電容ｆｆ
１ｃ１及びＣ２とにより定まることがわかる。すなわち
、＋４１．［２と１２とを適宜に選ぶことに角度θｍの
位置を適宜に設定して進角幅を変化させることができる
。

また進角終了回転数Ｎｅは、ｔｍｔｏで第２の積分電圧
Ｖｃ２が設定電圧ＶＯに等しくなる回転数であるから、
Ｎ＝Ｎｅとして、ＶＣ２＝ＶＯとおくと、 （Ｉ２　／Ｃ２）　（Ａ　′士ｔｏ　）　＝Ｖｏ　　　
　・・・（７）但し、 Ａ＝＝（３６０−ａ＞／　（６Ｎｅ＞　　　　　　　−
（１３）また（１）式より、 （ｆ　１１＋Ｉ　１２）　　（ｔｏ　／ＣＩ）＝ＶＯ・
・・（９）（８）ないしく９）式よりＮＯを求めると、
Ｎｅ　＝（３６０−（２）　／（６Ｖｏ　Ｋ）　　　　
　　　−（１０）但し、 Ｋ＝　（Ｃ２／Ｉ　２ｉ　（ＣＩ／　（１１１＋　Ｉ　
１２）　）・・・（１１）これより、進角終了回転＠Ｎ
ｅは任意に決定できることが分る。

［１１［］第３図の実施例の構成 次に第３図によって本発明の更に具体的な実施例を説明
する。この実施例では、点火回路４のトランジスタ３が
導通する角度（点火コイルの１次電流の通電角）を制御
するために第３の積分回路１２と比較回路１３とが追加
されている。この実施例の各部の構成は下記の通りであ
る。

ａ、パルス整形回路７ パルス整形回路７は、カソードが信号コイル５の非接地
側端子に接続されたダイオード７ａと、該ダイオード７
ａのアノードに一端が接続され他端が共通接続されたコ
ンデンサ７ｂ及び抵抗７Ｃと、コンデンサ７ｂ及び抵抗
７Ｇの（ｌ！！端の共通接続点にベースが接続されエミ
ッタが接地された波形整形用スイッチとしてのＮＰＮト
ランジスタ７ｄと、トランジスタ７ｄのベースと接地間
にアノードを接地側に向けて接続されたダイオード７ｅ
と、トランジスタ７ｄのベース及びコレクタにそれぞれ
一端が接続された抵抗７ｆ及び７ｑとからなっている。

このパルス整形回路７においては、信号コイル５が発生
する第２の信号Ｓ２が第２の回転角度位置でスレショー
ルドレベル以上になった時にダイ調−ド７ｅの両端に生
じる電圧降下によりトランジスタ７ｄが極短時間遮断状
態になり、第２の回転角度位置０２でトランジスタ７ｄ
のコレクタエミッタ間にパルス信号Ｖｐが出力される。

ｂ、矩形波発生回路６ 矩形波発生回路６は、アノードが信号コイル５の非接地
側端子に接続されたダイオード６ａと、該ダイオード６
ａのカソードに一端が接続され他端が共通接続されたコ
ンデンサ６ｂ及び抵抗６Ｃと、ベースが抵抗６ｄを介し
てコンデンサ６ｂ及び抵抗６Ｃの共通接続点に接続され
エミッタが接地されたＮＰＮトランジスタ６ｅと、ベー
スが抵抗６ｇを介してトランジスタ６ｅのコレクタに接
続されたＰＮＰトランジスタ６ｈと、トランジスタ６ｈ
のベースエミッタ間に接続された抵抗６１と、トランジ
スタ６ｈのコレクタと接地間に接続された信号蓄積用コ
ンデンサ６ｊと、エミッタが接地されコレクタがトラン
ジスタ６ｈのコレクタに接続されたＮＰＮトランジスタ
６にと、トランジスタ６にのベースに一端が接続された
抵抗６ｍとからなり、トランジスタ６ｈのエミッタは図
示しない直流定電圧電源の出力端子に、またトランジス
タ６にのベースは抵抗６ｍを通してパルス整形回路７の
トランジスタ７ｄのコレクタ（パルス整形回路７の出力
端子）にそれぞれ接続されている。

この矩形波信号発生回路６においては、信号コイル５が
第１の回転角度位置で第１の信号Ｖｓ１を発生すると、
該第１の信号Ｖｓｌが所定のスレショールビレベルＶｔ
以上になっている期間トランジスタ６ｅがトリガされて
トランジスタ６ｈが導通し、該トランジスタ６ｈのコレ
クタエミッタ間を通して信号蓄積用コンデンサ６ｊが図
示の極性に電源電圧Ｅ１まで瞬時に充電される。パルス
整形回路７のトランジスタ７ｄのコレクタにパルス信号
Ｖｐが得られるとトランジスタ６ｋが導通するためコン
デンサ６Ｊが該トランジスタ６にのコレクタエミッタ間
を通して瞬時に１Ａｆ７Ｆｆする。従って信号蓄積用コ
ンデンサ６ｊの両端にｔま第４図Ｂに示したように、第
１の回転角度位置θ１から第２の回転角度位置θ２まで
持続する波高値がＥの矩形波信号電圧ＶＱが得られる。

Ｃ０第１の積分回路８ 次に第１の積分回路８は、第１の積分コンデンサ８ａと
、抵抗８ｂ、８ｃの直列回路からなる分圧回路と、１〜
ランジスタ８ｄと、スピードアップコンデンサ８ｅと、
抵抗８ｆ及び８Ｑとからなり、抵抗８ｂ、８ｃからなる
分圧回路は信号蓄積用コンデン令す６ｊの両端に並列接
続されている。トランジスタ８ｄのベースは分圧回路の
分圧点に接続され、コレクタは抵抗８ｑを介して信号蓄
積用コンデンサ６ｊの非接地側端子に接続されている。

スピードアップコンデン（す８ｅはトランジスタ８ｄの
ベースコレクタ間に接続され、トランジスタ８ｄのコレ
クタエミッタ間に抵抗８ｆが接続されている。第１の積
分コンデンサＳａｔよトランジスタ８ｄのエミッタと接
地間に接続され、信号蓄積用コンデンサ６ｊの両端にＩ
ｔｌられる矩形波信号電圧Ｖｑにより、抵抗８ｇとトラ
ンジスタ８Ｃのコレクタエミッタ間及び抵抗８ｆを通し
て第１の積分コンデンサ８ｄが充電されるようになって
いる、すなわち、信号蓄積用コンデンサ６ｊの両端に矩
形波信号電圧ＶＱが発生すると、トランジスタ８ｄにベ
ース電流が流れて該トランジスタ８ｄが導通し、抵抗８
ｑとトランジスタ８ｄのコレクタエミッタ間と抵抗８ｆ
とを通して第１の積分コンデンサ８ａが第１の充電電流
１１１で図示の極性に充電されて初期積分動作が行われ
る。第１の積分コンデンサ８ａの端子電圧がコンデンサ
６ノの両端電圧Ｖｑを抵抗８ｂ及び８ｃにより分圧して
１！？た設定電圧（抵抗８Ｃの両端電圧）Ｖｏに達する
とトランジスタ８ｄにベース電流が流れなくなって該ト
ランジスタ８ｄが遮断するため、それ以後はコンデンサ
６ｊの端子電圧で抵抗８丁を通してコンデンサ８ａが第
２の充電電流１１２（＜１１１）で追加充電さ机て追加
積分動作が行われる。第１の積分コンデンサ８ａの両端
に得られる第１の積分電圧■Ｃ１の波形は第４図Ｅに実
線で示したようになる。

尚本実施例において信号蓄積用コンデンサ６ｊの両端に
得られる電圧ＶＱを抵抗８ｂ、８ｃにより分圧して得る
設定電圧ＶＯの大きさは、電圧Ｖｑの波高値をＥ、抵抗
８ｂ及び８ｃの抵抗値をそれぞれＲ１及びＲ２とすると
下２の式で与えられる。

Ｖｏ　　＝　　（ＥＲ２）／　　（Ｒ１＋Ｒ２）　　　
　　　　　　　−（１２）ｄ、第２の積分回路９ 第２の積分回路９は、一端が接地された第２の積分コン
デンサ９ａと、コンデンサ９ａの非接地側端子と図示し
ない直流定電圧電源の出力端子との間に接続された抵抗
９ｂとがらなっている。

この第２の積分回路９のコンデンサ９ａは図示しない直
流定電圧電源の出力により抵抗９ｂを通して一定の時定
数で充電され、該コンデンサ９ａの両端に第４図り及び
Ｆに破線で示したような第２の積分電圧Ｖｃ２が得られ
る。

ｅ、リセット回路１０ リセット回路１０は、第１の積分回路用リセット回路１
０Ａと第２の積分回路用リセット回路１０Ｂとからなっ
ている。第１の積分回路用リセット回路１０Ａは、エミ
ッタが接地されコレクタが第１の積分コンデンサ８ａの
非接地側端子に接続されたリセット用トランジスタ（Ｎ
ＰＮトランジスタ）１０ａと、トランジスタ１０ａのベ
ースに一端が接続され、他端がトランジスタ７ｄのコレ
クタに接続された抵抗１０ｂとからなり、第２の回転角
度位置θ２でパルス信号Ｖｐが発生した時にトランジス
タ１０ａが導通して第１の積分コンデンサ８ａを瞬時に
放電さぼる。従って第１の積分コンデンサ８ａの両端に
得られる第１の積分電圧Ｖｃｌは第４図Ｅに示したよう
に第２の回転角度位置θ２で零になる。

また第２の積分回路用リセット回路１０Ｂは、コレクタ
がコンデンサ９ａの非接地側端子に接続されエミッタが
接地された放電用トランジスタ（ＮＰＮトランジスタ）
１０Ｃと、トランジスタ１０Ｃのベースとトランジスタ
７ｄのコレクタとの間に接続された抵抗１０ｄとからな
り、第２の回転角度位置θ２でパルス信号Ｖｐが発生し
た時にトランジスタ１０ｃが導通して第２の積分コンデ
ンサ９ａを瞬時に放電させる。従って第４図り及びＥに
示したように第２の積分電圧Ｖｃ２は第２の回転角度位
置θ２で零になる。

ｆ、第３の積分回路１２ 第３の積分回路１２は、一端が接地された第３の積分コ
ンデンサ１２ａと、コレクタがコンデン１す１２ａの非
接地側端子に接続されエミッタが接地された放電用トラ
ンジスタ（ＮＰＮｔ−ランジスタ）１２ｂと、トランジ
スタ１２ｂのベースに一端が接続された抵抗１２ｃと、
トランジスタ１２ｂのベースエミッタ間に接続された抵
抗１２ｄと、抵抗１２ｃの他端と信号蓄積用コンデンサ
６ｊの非接地側端子との間に接続されたコンデンサ１２
ｅと、第３の積分コンデンナ１２ａの非接地側端子に一
端が接続された抵抗１２１１と、抵抗１２ｈの他端にカ
ソードが接続されアノードが信号蓄積用コンデンサ６ｊ
の非接地側端子に接続されたダイオード１２ｉとからな
り、第３の積分コンデンサ１２ａは信号蓄積用コンデン
サ６ｊの両端の電圧Ｖｑによりダイオード１２ｉと抵抗
１２ｉ１とを通して一定の時定数で充電される。

この実施例では、抵抗１２ｃ、１２ｄとコンデンサ１２
８とにより微分回路１２Ｑが構成されている。この微分
回路１２Ｇは信号蓄積用コンデンサ６ｊの両端に得られ
る矩形波信号ＶＱの立上がりを微分してパルス電流Ｉｆ
を出力し、該パルス電流が発生している間トランジスタ
１２ｂを導通させて第３の積分コンデンサ１２ａを放電
させる。

第３の積分コンデンサ１２ａの両端に得られる第３の積
分電圧Ｖｃ３の波形は第４図りに実線で示したようにな
る。

Ｑ１点火信号発生回路１１ 点火信号発生回路１１は、ＩＣからなる電圧比較器１１
ａからなり、比較器１１ａの出力端子はトランジスタ３
のベースに接続されている。比較器１１ａの逆相入力端
子には第１の積分コンデンサ８ａの両端に得られる第１
の積分電圧Ｖｃｌが入力され、比較ｚｉｉａの正相入力
端子には第２の積分コンデンサ９ａの両端に得られる第
２の積分電圧ＶＣ２が入力されている。

ｈ、比較回路１３ 比較回路１３は、ｔＣからなる電圧比較器１３ａと、比
較器１３ａの出力端子と電源端子との間に接続された外
付抵抗Ｒ３とからなり、比較器１３ａの出力端子は点火
回路のトランジスタ３のベース（制御信号入力端子）に
接続されている。比較ｍ１３ａの逆相入力端子には第３
の積分コンデン勺１２ａの両端に得られる第３の積分電
圧Ｖｃ３が入力され′、比較器１３ａの正相入力端子に
は第２の積分コンデンサ９ａの両端に得られる第２の積
分電圧Ｖｃ２が入力されている。

ｉ、自然発火防止用抵抗１４ 本実施例においては、第３の積分回路１２の抵抗１２ｈ
とダイオード１２ｉとの接続点とパルス整形回路７のト
ランジスタ７ｄのコレクタとの間に自然発火防止用抵抗
１４が接続され、トランジスタ７ｄが導通している時に
、第３の積分コンデンサ１２ａから抵抗１２ｈ及び１４
を経てトランジスタ７ｄに至る回路により、コンデンサ
１２ａの放電回路が構成されるようになっている。上記
抵抗１４の抵抗値は、定常動作時に第３の積分コンデン
サ１２ａの正常な充電が妨げられることが無いように充
分大きな値に設定されている。

［ＩＶ］第３図の実施例の動作 ａ、正常な始動操作が行われる場合の動作機関の正常な
操作では図示しない電源スィッチを閏じた後直ちに機関
の始動操作が行われる。機関の始動操作が行われると信
号コイル５が第１及び第２の信号Ｖｓ１及びＶｓ２を出
力する。機関の極低速時においては第１の信号Ｖｓ１が
スレショールドレベル以上にならず、第２の信号Ｖｓ２
のみがスレショールドレベル以上になるように設定され
ている。従って機関の極低速時には矩形波発生回路６の
トランジスタ６ｅをトリガし得る大きさの信号を得るこ
とができない。

パルス整形回路７においては、図示しない電源から抵抗
７ｆを通してトランジスタ７ｄにベース電流が流れて該
トランジスタ７ｄが導通している。

第２の信号ＶＳ２が発生ずると、パルス整形回路７のダ
イオード７ｅ、抵抗７Ｃ及びコンデンサ７ｂ。

ダイオ゛−ドアａを通して電流が流れ、第２の回転角度
ＩＣ置θ２でダイオード７ｅの両端の電圧が所定値に達
すると（第２の信号ＶＳ２がスレショールドレベルＶ（
以上になると）トランジスタ７ｄのベースエミッタ間が
逆バイアスされ、該トランジスタ７ｄが遮断状態になる
。第２の信号Ｖｓ２がスレショールドレベル以下に立ら
下がるとトランジスタ７ｄが再び導通する。従ってトラ
ンジスタ７ｄのコレクタエミッタ間には第２の信号Ｖｓ
２がスレシ］−ルドレベル以上になっている１す１間に
相当するパルス幅のパルス信ＲＶｏが１ｑられる。

このように、機関の極低速時にはパルス信号■ｐのみが
発生し、矩形波発生回路６のトランジスタ６ｅはトリガ
されないため、トランジスタ６ｈは導通せず、コンデン
サ６ｊは充電されない。従って第１の積分コンデンサ８
ｄ及び第３の積分コンデンサ１１ａは充電されない。

第２の積分回路では、電源から抵抗９ｂを通して第２の
積分コンデンサ９ａが図示の極性に充電され、パルス信
号Ｖｐによりトランジスタ９ｂが導通した時にコンデン
サ９ａが放電するため、第２の積分コンデンサ９ａの両
端には第４図り及びＥに示すように各第２の回転角度位
置θ２から一定の勾配で上昇して次の第２の回転角度位
置θ２で零に戻る第２の積分電圧Ｖｃ２が得られる。

上記のように、極低速時に第３の積分コンデンサ１２ａ
は矩形波信号ＶＱによっては充電されないが、第２の信
号ＶＳ２がスレショールドレベル以上になっている期間
パルス整形回路７のトランジスタ７ｄが遮断状態になる
と図示しない電源から抵抗７ｑと抵抗１４及び１２ｈと
を通して第３の積分コンデンサ１２ａに充電電流が流れ
る。従って第３の積分コンデンサは第２の信号ＶＳ２が
スレショールドレベル以上になっている期間僅かに充電
され、その端子電圧ＶＣ３は僅かに上昇する。

第１の比較回路１２はこの電圧Ｖｃ３を第２の積分電圧
ＶＣ２と比較する。電圧ＶＣ２が電圧Ｖｃ３より大きく
なると、比較回路１３の出力電圧Ｖｄが高レベルになる
。また第１の積分電圧■Ｃ１は発生（）ていないため、
比較器１１ａの出力電圧ｖｂは高レベルのままである。

従って比較回路１３の出力電圧Ｖｄが高レベルになると
第４図Ｆに示したようにトランジスタ３のペースエミッ
タ間電圧Ｖ１１が高レベルになる。これによりトランジ
スタ３にベースＴｉ流が流れて該トランジスタ３が導通
し、点火コイル１に１次電流１１が流れる。次に第２の
回転角度位置で第２の積分電圧Ｖｃ２が零になると、比
較回路１３の出力端子の電位が接地レベルになるため、
トランジスタ３が遮断し、１次電流１１が急に遮断する
。これにより点火コイルの鉄心中で大きな磁束変化が生
じ、点火プラグ２に火花が生じる。このように本実施例
においては第１の信＠　Ｖ　ｓｌがスレショールドレベ
ル以上にならない機関の極低速時においても最小進角位
置θ２で点火動作が行われるため、Ｒ閏の始動性を良好
にすることができる。

機関の始動により回転速度がある程度上昇すると、第１
の信号Ｖｓ１もスレショールドレベル以上になる。この
時矩形波発生回路６は第４図Ｂに示したように第１の回
転角度位置θ１から第２の回転角度位置θ２まで持続す
る矩形波電圧ＶＱを発生する。

上記矩形波信号Ｖｑが発生すると、前述のように第１の
積分回路８が初ｔｉ１１積分動作と追加積分動作とを行
うため、第１の積分コンデンサ８ａの両端に第４図Ｅに
示すように第１の積分電圧ＭＣＩが得られる。

第２の積分回路９では、既に述べた動作により第２の積
分コンデンサ９ａの両端に第４図り、Ｅに示したような
第２の積分電圧Ｖｃ２が１ｕられる。

第３の積分回路１２では、矩形波信号■ｑの立上りを微
分する微分回路１２Ｑの出力パルス電流Ｉｆが消滅して
トランジスタ１２ｂが遮断したｊｌ置θ３から第２の回
転角度位置θ２まで信号矩形波信号電圧ＶＱにより第３
の積分コンデンサ１２ａを一定の時定数で充電し、矩形
波信号電圧Ｖｑが消滅した後該第３の積分コンデンサの
端子電圧を次の第１の回転角度位置θ１まで保持してい
る。

第１の回転角度位置θ１で矩形波信号ＶＱが立上って微
分回路１２Ｑがパルス電流ｉｆを出力するとトランジス
タ１２ｂが導通してコンデンサ１２ａを放電させる。従
って第３の積分コンデンサ１２ａの両端には第４図りに
示したように各第１の回転角度位置θ１より角度βだけ
遅れた位置θ３から第２の回転角度位置θ２まで一定の
勾配で上昇して次の最大進角位置θ１までその電圧を（
！持する第３の積分電圧ＶＣ３が１ｑられる。

上記第２の積分電圧ＶＣ２と第３の積分電圧Ｖｃ３とは
比較回路１３に入力される。比較回路１３では、第３の
積分電圧Ｖｃ３が第２の積分電圧Ｖｃ２以上ある時に比
較器１３８の出力段が導通状態になつでいてその出力端
子の対地電圧Ｖｄが零レベルになっている。第２の積分
電圧Ｖｃ２が第３の積分電圧ＶＣ３を超えると、比較器
１３ａの出力段が遮断状態になってその出力端子の電圧
Ｖｄが高レベルになる。比較回路１３の出力電圧Ｖｄが
零の期間トランジスタ３のベースの電位が接地レベルに
保たれて該トランジスタ３の導通が禁止され、電圧Ｖｄ
が高レベルになっている期間のみトランジスタ３の導通
が許容される。

第１の積分電圧Ｖｃ１及び第２の積分電圧Ｃ２は比較器
１１ａに入力される。第１の積分電圧Ｖｃ１が第２の積
分電圧Ｖｃ２以下の場合には比較器１１ａの出力段が遮
断状態になっており、第１の積分電圧Ｖｃ１が第２の積
分電圧Ｖｃ２を超えると比較器１１ａの出力段が遮断状
態になる。従って第４図Ｅに示したように、第１の積分
電圧Ｖｃ１が第２の積分電圧Ｖｃ２以下の場合には比較
器１１ａの出力端子の対地電圧ｖｂが高レベルになり、
第１の積分電圧Ｖｃ１が第２の積分電圧ＶＣ２を超えて
いる間は比較５１１ａの出力端子の対地電圧が零になる
。

そのため第２の積分電圧Ｖｃ２が第３の積分電圧ＶＣ３
を超えていて（トランジスタ３の導通を許容していて）
、且つ第１の積分電圧ｖＣ１が第２の積分電圧ＶＣ２以
下の場合に、比較器１１ａが１次電流制御用半導体スイ
ッヂとしてのトランジスタ３にベース電流が流れるのを
許容して該トランジスタ３を導通状態にし、第４図Ｇに
示すように点火コイルに１次電流１１を流す。角度θ（
において第１の積分電圧■Ｃ１が第２の積分電圧Ｖｃ２
を超えると、比較器１１ａの出力電圧ｖｂが零（接地電
位）になるためトランジスタ３が遮断状態になる。この
ようにトランジスタ３が導通状態から遮断状態になると
、点火コイルの１次電流１１が急激に変化するため、第
４図Ｈに示すように点火コイルの２次コイル１ｂに高電
圧ｖｈが誘起する。これにより機関のシリンダに取付け
られた点火プラグ２に火花放電が生じ、機関が点火され
る。

第１の積分電圧Ｖｃ１が第２の積分電圧Ｖｃ２を超える
角度θｉは機関の回転速度の上界に伴って進んでいくた
め、機関の点火位置（θｉ）は回転速度の上昇に伴って
進角して行く。

上記のように、第２の積分電圧Ｖｃ２が第３の積分電圧
ＶＣ３を超えた時点でトランジスタ３（１次電流制御用
スイッチ）を導通させるようにすると、微分回路１２Ｑ
の定数（抵抗１２ｃ、１２ｃｊとコンデンサ１２ｅによ
り定まる時定数）及び第３の積分回路１２の積分定数（
コンデンサ１２ａと抵抗１２ｈにより定まる時定数）を
適宜に設定しておくことにより、１次電流制御用スイッ
チが導通を開始する位置を任意に設定することができる
。

従って機関の低速時に点火コイルの１次電流の通電１１
間が必要最小限になるように第３の積分回路の積分定数
を設定しておくことにより、損失を最小限に抑えること
ができ、１次電流制御用スイッチを構成するスイッチ素
子の温麿上昇を抑制することができる。また、第３の積
分コンデンサの充電が開始される位置θ３は機関の回転
速度の上昇に伴って遅れていき、第２の積分電圧が第３
の積分電圧を超える位置は、四関の回転速度の上背に伴
って進んでいくため、機関の回転速度の上昇に伴って１
次電流の通電時間が長くなっていく。従って機関の高速
時に遮断電流値が低くなるのを防ぐことができ、高速時
の点火性能の低下を防ぐことができる。

ｂ９機関の始動操作が異常な場合の動作（自然発火防止
用抵抗１４の作用） 上記実施例において機関が停止している時に電源スィッ
チを閉じた状態に保持した場合、づなわち、電源スィッ
チを閉じた後直ちに始動操作を行わなかった揚台を考え
る。

機関が停止している状態では信号コイル５が第１及び第
２の信号Ｖｓｌ及びＶｓ２を出力しないため、矩形波信
号ＶＱ及びパルス信号Ｖｐも発生しない。

従って矩形波信号ＶＱにより第１及び第３の積分コンデ
ンサ８ａ及び１２ａが充電されることはない。しかし第
２の積分コンデンサ９ａは抵抗９ｂを通して図示しない
電源から充電されるため、その端子電圧Ｖｃ２は所定の
勾配でト昇していき、ヤ】がて飽和する。この第２の積
分コンデンサの端子電圧により比較器１３ａの出力端子
の電位が高くなるため、トランジスタ３にベース電流が
供給され、トランジスタ３が導通して点火コイル１に１
次電流が流れる。

この時第２の比較回路１３では、電源から比較器１３ａ
の内部を通って該比較器の逆相入力端子及び正相入力端
子から微弱な電流が流れ出ている。

令弟３図において自然発火防止用抵抗１４が無いとする
と、比較器１３ａの逆相入力端子から流れ出す微弱電流
により第３の積分コンデン’Ｊ−１２ａが充電されるた
め、第３の積分コンデンサ１２ａの端子電圧Ｖｃ３は上
昇していき、やがてこの第３の積分コンデンサ１２ａの
端子電圧ＶＣ３が第２の積分電圧ＶＣ２を超えるように
なる。このように第３の積分電圧Ｖｃ３が第２の積分電
圧ＶＣ２を超えると、比較器回路１２の出力端子が接地
電位になるため、トランジスタ３が遮断状態になり、１
次電流１１が遮断する。従って点火コイル１の鉄心中で
大きな磁束変化が生じ、点火コイルの２次コイルに高電
圧が誘起する。この高電圧は点火プラグ２に印加される
ため、該点火プラグに火花が生じ、いわゆる自然発火が
生じる。

これに対し、上記実施例のように、自然発火防止用抵抗
１４が設けられていると、機関が停止している状態で電
源スィッチが開成状態に保持された時に、抵ｔｒｊ１２
ｈと自然発火防止用抵抗１４と導通状態にあるパルス整
形回路７のトランジスタ７ｄとを通して第３の積分コン
デンサ１２ａが放電するため、第３の積分コンデンサの
端子電圧が上昇するのが阻止され、自然発火が生じるの
が防止される。

［Ｖ］第５図の実施例 第５図は本発明の他の実施例の要部を示したもので、こ
の実施例は点火回路としてコンデンサ放電式の回路を用
い、点火信号発生回路１１の比較器としてプログラマブ
ルユニジャンクショントランジスタ（ＰＵＴ）Ｐｉを用
いたものである。この実施例では点火コイル１の１次側
にコンデンサＣ１が設けられ、該コンデンサＣ１は機関
と同期回転する磁石式交流発電機内に設けられたエキサ
イタコイル［ｅの出力でダイオードＤ１を通して図示の
極性に充電されるようになっている。コンデンサＣ１と
ダイオードＤ１の接続点と接地間にサイリスタＴｈが設
けられ、サイリスタＴｈのゲートカソード間には保護用
抵抗Ｒ１が接続されている。点火コイル１１点火プラグ
２、コンデンサＣ１、エキサイタコイルＬｅ１ダイオー
ドＤ１、サイリスタＴｈ及び抵抗Ｒ１により点火回路４
が構成されている。

この点火回路４はコンデンサ放電式の回路として周知も
ので、サイリスタＴｈの導通によりコンデンサＣ１の電
荷を点火コイル１の１次コイル１ａに放電させることに
より２次コイル１ｂに高電圧を誘起させて点火動作を行
わせるものである。

またこの実施例では第１の積分コンデンサ８ａの両端の
第１の積分電圧ＶＣ１がプログラマブルユニジャンクシ
ョントランジスタＰ１のアノードに印加され、第２の積
分コンデンサ９ａの両端の第２の積分電圧Ｖｃ２が抵抗
１５を介してプログラマブルユニジャンクショントラン
ジスタＰ１のゲートに印加されている。

プログラマブルユニジャンクショントランジスタＰ１の
カソードは点火回路のサイリスタＴｈのゲートに接続さ
れ、該プログラマブルユニジャンクショントランジスタ
を通してサイリスタＴｈに点弧信号が供給されるように
なっている。

第１の積分電圧Ｖｃ１が第２の積分電圧ＶＣ２より低い
時にはプログラマブルユニジャンクショントランジスタ
Ｐ１が遮断していてサイリスタＴｈに点弧信号が供給さ
れないが、第１の積分電圧■Ｃ１が第２の積分電圧Ｖｃ
２以上になるとプログラマブルユニジャンクショントラ
ンジスタＰ１が導通するためせイリスタＴｈに点弧信号
が与えられ、該サイリスタＴｈ／％導通して点火動作が
行われる。

また第５図の実施例においては、サイリスタＴｈのゲー
トに抵抗１６を解してパルス信号ｖｐが供給され、機関
の低速時にはこのパルス信号によりり“イリスタＴｈに
点弧信号が与えられるようになっている。

尚第５図においては、第１の積分コンデンサ８ａを放電
させるリセット回路の図示を省略しであるが、この第１
の積分コンデンサ用のリセット回路としては第３図の実
施例で用いたのと同様の回路を用いることかできる。

上記の実施例では、信号コイルの出力により矩形波信号
ＶＱとパルス信号Ｖｐとを発生させて、これらの信号に
より第１の積分回路及び第２の積分回路を制御するよう
にしたが、両積分回路のｔ、ｌＩ御の仕方は上記の実施
例に限られるものではない。

第１の積分回路は第１の信号により初期積分動作の開始
位置が定められ、点火位置を示す信号または第２の信号
により追加積分動作の終了位置が定められればよい。ま
た第２の積分回路は第２の信号によりその積分動作の開
始位置が定められ、点火位置を示す信号または第２の信
号により積分動作の終了位置が定められればよい。

［発明の効果コ 以上のように、本発明によれば、第１の積分回路の初期
積分動作が行われている期間における第１の積分コンデ
ンサの端子電圧が第２の積分電圧に等しくなる位置を最
大進角位置として、この最大進角位置を第１の積分コン
デンサの第１及び第２の充電電流と第２の積分コンデン
サの充電電流とにより適宜に設定することができるよう
にしたので、信号コイルが設けられる信号発電機の構成
を変えることなく、進角幅を変えることができ、点火特
性が異なる種々の機関に対してＪ（通の信号発電機を用
いることができる利点がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例を示すブロック図、第２図は
第１図の各部の信号波形図、第３図は本発明の更に具体
的な実施例を示ず回路図、第４図は第３図の各部の信号
波形図、第５図は本発明の更に他の実施例の要部を示す
回路図である。 １・・・点火コイル、２・・・点火プラグ、４・・・点
火回路、５・・・信号コイル、６・・・矩形波発生回路
、７・・・パルス整形回路、８・・・第１の積分回路、
９・・・第２の積分回路、１０・・・リセット回路、１
１・・・点火信号発生回路。 第１図 ρｔ　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　ｌ　−第４図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 半導体スイッチの動作により点火コイルの１次電流を急
   変させて該点火コイルの２次側に点火用の高電圧を発生
   させる点火回路と、内燃機関の第１の回転角度位置でス
   レショールドレベル以上になる第１の信号と該第１の回
   転角度位置より位相が遅れた第２の回転角度位置でスレ
   ショールドレベル以上になる第２の信号とを発生する信
   号コイルと、前記第１及び第２の信号を入力として前記
   第１の回転角度位置と第２の回転角度位置との間で前記
   半導体スイッチを動作させる位置を定めるための信号を
   発生する点火位置制御回路とを備えた内燃機関用点火装
   置において、 前記点火位置制御回路は、 第１の積分コンデンサを前記第１の回転角度位置から該
   第１の積分コンデンサの端子電圧が設定値に達する位置
   まで第１の充電電流で初期充電する初期積分動作と該第
   １の積分コンデンサの端子電圧が設定値に達した位置か
   ら該第１の積分コンデンサを第１の充電電流より小さい
   第２の充電電流で追加充電する追加積分動作とを行う第
   １の積分回路と、 第２の積分コンデンサを各第２の回転角度位置から一定
   の時定数で充電する積分動作を行う第２の積分回路と、 前記第１の積分コンデンサの両端に得られる第１の積分
   電圧と第２の積分コンデンサの両端に得られる第２の積
   分電圧とを比較して第１の積分電圧が第２の積分電圧を
   超えた時に前記半導体スイッチを動作させる位置を定め
   るための信号を発生する点火信号発生回路と、 前記第１の積分電圧が第２の積分電圧を超えた位置から
   前記第２の回転角度位置までの間に前記第１の積分コン
   デンサ及び第２の積分コンデンサをそれぞれ放電させる
   リセット回路とを具備したことを特徴とする内燃機関用
   点火装置。