JPS6231670Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】

本考案は、無接点式の内燃機関点火装置に関す
るものである。特に機関の回転に応じて、その点
火時期を制御するものに関するものである。 従来、この種の機関点火装置は、機関の点火時
期に発生する点火信号により、サイリスタやトラ
ンジスタの如き、半導体開閉素子を開閉せしめて
点火コイルの２次側に点火電圧を発生するもので
あるから、機関の回転に同期して発生する点火信
号波形によつて、点火時期は自ずと決定されてし
まうことになる。即ち、低速域のケツチン防止の
ための進角程度であれば、応える事が出来ていた
が、中速から高速回転域で機関の馬力維持のため
の遅角特性等が要求された場合は、その要求に応
える事が出来ないと言う欠点があつた。 この考案は、上記欠点を解消し、低速から高速
まで極めて精度よい点火時期特性を得る事が出来
る内燃機関点火装置を提供するものである。 以下、この考案を第１図乃至第６図に示す実施
例について説明する。まず、CDI式マグネト点火
装置を示す第１図において、１は電源装置である
図示しないマグネトの発電コイルで、機関の回転
に同期して正負の交流電圧を発生する。２，３は
この発電コイルの出力を整流するダイオード、４
はこのダイオード２により整流された上記発電コ
イル１の出力により充電されるコンデンサ、５は
コンデンサの放電回路に接続された点火コイル
で、上記コンデンサ４と直列接続された１次コイ
ル５ａ・点火プラグ６に接続された２次コイル５
ｂとからなる。７は上記コンデンサ４の放電回路
に設けられた開閉素子であるサイリスタで、この
サイリスタ７の導通時に、上記コンデンサ４の充
電々荷が上記１次コイルに放電される。８は機関
の角度位置検出装置である点火信号発生用の信号
コイルで、機関の回転に同期し、その機関の所定
のクランク位置に対応した第１、第２の角度信号
ａ，ｂを発生する。９，１０及び１１，１２は上
記角度信号を正信号と負信号に分割するダイオー
ドである。１３は上記ダイオード９と上記サイリ
スタ７のゲート極に挿入されたレジスタ、１４，
１５は上記ダイオード１１と上記サイリスタ７の
ゲート極に挿入された点火時期演算回路及び演算
出力制御回路である。 第２図は、点火時期演算回路１４及び演算出力
制御回路１５の詳細回路であり、図において、２
０は上記信号コイル８の出力を波形整形する波形
整形回路で、レジスタ２０１，２０２，２０６、
電圧比較器（以下コンパレータと称す）２０４、
コンデンサ２０５、ダイオード２０７からなる。
２１はRSフリツプフロツプ回路、２２はこのフ
リツプフロツプ回路２１に接続され、機関回転数
に応じて所定の出力を発生する演算回路で、レジ
スタ２２１，２２３，２２７，２２８，２２９、
ダイオード２２２，２３０、コンデンサ２２４、
演算増巾器（以下オペアンプと称す）２２５及び
電圧比較器（以下コンパレータと称す）２２６か
らなる。２４は上記信号コイル８の出力信号ａの
整形出力を回転数信号として捕え回転数に比例し
た直流電圧に変換する回転数−電圧変換回路（以
下、Ｆ−Ｖ回路と称す）である。上記フリツプフ
ロツプ回路２１の一方入力端子Ｓは上記波形整形
回路２０の出力端に接続され、他方の入力端子Ｒ
は上記コンパレータ２２６の出力端に接続されて
いる。またフリツプフロツプ２１の一方出力端子
Ｑはレジスタ２２１を介して、オペアンプ２２５
の反転入力端子（以下（−）端子と称す）に接続
されると共に、ダイオード２２２とレジスタ２２
３の直列回路を介して、上記オペアンプ２２５の
（−）端子に接続されている。上記オペアンプ２
２５の非反転入力端子（以下（＋）端子と称す）
は、レジスタ２２９とダイオード２３０を介し
て、上記Ｆ−Ｖ回路２４の出力端子に接続される
と共に、レジスタ２２７と２２８で図示しない定
電圧電源を分圧してバイアスされている。オペア
ンプ２２５の出力端子は上記コンパレータ２２６
の（−）端子に接続されていると共にコンデンサ
２２４を介してオペアンプ２２５の（−）端子に
接続されている。コンパレータ２２６の（＋）端
子は接地されている。 上記フリツプフロツプ２１の出力端子Ｑは上記
Ｆ−Ｖ回路２４並びにレジスタ１５１を介してト
ランジスタ１５３のベースに接続され、トランジ
スタ１５３のコレクタはレジスタ１５２を介して
定電圧電源と接続されるとともにコンデンサ１５
５を介して上記サイリスタ７のゲートに接続され
ている。上記トランジスタ１５３のベースと、上
記Ｆ−Ｖ回路２４の出力端はダイオード１５７に
よつて接続され、また、上記トランジスタ１５３
のエミツタはダイオード１５４を介して接地され
ている。また、上記コンデンサ１５５と上記サイ
リスタ７のゲートの接続点と接地間はダイオード
１５６が接続されている。 第３図は、上記Ｆ−Ｖ回路２５の出力特性を示
すものである。第４図は第２図に示す回路の各点
Ａ〜Ｇの出力波形を示すもので、横軸は時間、縦
軸は電圧のタイムチヤートである。また第５図は
第１図実施例の進角特性図である。 次に実施例の動作を説明する。 まず、第１図に示すCDI式の点火装置にあつて
は、発電コイル１の整流出力によりコンデンサ４
を図示極性に充電し、その充電々荷を機関の点火
時期、即ち信号コイル８の出力電圧ａ入力とする
点火時期演算回路１４の出力発生時期、もしくは
信号コイル８の出力電圧ｂの発生時期に、サイリ
スタ７を導通させて点火コイル５の１次コイル５
ａに放電し、その２次コイル５ｂに高電圧を発生
させ、点火プラグ６に火花を飛ばすものである。 さて、この考案の要旨であるサイリスタ７の導
通時期制御、即ち、点火時期の制御について、第
３図、第４図及び第５図を用い詳述する。 まず、信号コイル８の信号出力ａの発生時期は
第４図Ａに示すごとく機関の上死点位置Ｔより進
んだ位置Ｍとし、信号出力ｂの発生時期は第４図
Ｂに示すごとく信号出力ａの発生位置Ｍより遅
く、Ｔ位置より早い位置Ｓとする。Ｍ位置で生じ
た信号出力ａは波形整形回路２０によつて微分パ
ルスに変換され、フリツプフロツプ２１のＳ端子
に与えられる。フリツプフロツプ２１はＳ端子に
入力が与えられるとセツトされる。即ち、出力端
子Ｑの出力電圧はハイレベル（以下Ｈレベルと称
す）となる。Ｑ端子がＨレベルになるとレジスタ
２２１を介して第２図の図示極性に充電されてい
たコンデンサ２２４の電荷は下式にす電流i₂で放
電し始める。 i₂＝フリツプフロツプ２１のＨレベルの出力電圧値−オペアンプ２２５の（＋）端子電圧値／レジスタ２２１の抵
抗値

【表】 の抵抗値
上式から理解できるように、この充電々流i₁の
大きさは抵抗２２１，２２３の抵抗値が一定だあ
ればオペアンプ２２５の（＋）端子電圧値に依存
する。したがつて、放電々流i₂と同様N₂回転以下
は電圧Vr₂に、N₂回転以上はＶ_F-Vによつて決定
される。 一方、フリツプフロツプ２１の短形波出力がレ
ジスタ１５１を介して、トランジスタ１５３に与
えられると、Ｌ−Ｈレベルが反転するため、フリ
ツプフロツプ２１のＬレベル出力になつた瞬時か
らコンデンサ１５５は充電され、Ｈレベルになつ
た瞬時からコンデンサ１５５に放電する。従つて
第２図Ｅ点の波形は第４図Ｅに示すがごとくにな
る。ここでＦ−Ｖ回路２４の出力が、トランジス
タ１５３のベース・エミツタ間電圧降下とダイオ
ード１５４の電圧降下の和の値Vr₁よりも低い値
である時、即ち、N₁回転以下の場合は、フリツ
プフロツプ２１がＨレベルになつてもトランジス
タ１５３のベース電流はダイオード１５７を介し
てＦ−Ｍ回路２４へ側路されてしまうため、トラ
ンジスタ１５３は導通しない。よつて第２図Ｅ点
の波形は上述のごとき微分波は現われない事にな
る。以上の様に点火時期演算回路１４並びに演算
出力制御回路１５はＦ−Ｖ回路２４の出力によつ
て制御される。即ち、N₁回転数末満は信号コイ
ル８のａ出力に基ずく点火時期演算回路１４の出
力はサイリスタ７のゲートへは与えられないた
め、サイリスタ７は信号コイル８のｂ出力のみに
よつて導通される。即ち、第５図N₁回転以下は
点火位置Ｓで発火する。N₁からN₂回転域では点
火時期演算回路１４の出力Ｅも、信号コイル８の
ｂ出力も、サイリスタ７のゲートへ与えられる
が、点火時期演算回路１４の出力Ｅの方が早いた
めサイリスタ７はＥによつて導通する。また上述
の通りN₁からN₂の回転域ではＦ−Ｖの出力電圧
（Ｖ_F-V）はVr₂以下であるため、オペアンプ２２
５の（＋）端子電圧は常にVr₂である。よつてコ
ンデンサ２２４の充電、放電の電流比i₁／i₂は回
転数に対し不変のため、コンデンサ２２４の充
電、放電時間比もまた不変である。即ちＭ位置か
ら始まるコンデンサ２２４の放電が終了するまで
のクランク角度は一定となる。従つて第５図の
N₁からN₂に示すごとくＳ位置より進んだ位置に
て一定点火位置となる。N₂からN₃の回転域で
は、Ｆ−Ｖ回路２４の出力電圧Ｖ_F-VがVr₂を上
廻るためコンデンサ２２４の充電、放電の比が変
化する。この変化量はＶ_F-Vに反比例するため、
第５図N₂からN₃に示すごとく点火位置が遅れて
来る。N₃回転以上もＦ−Ｖ回路２４の出力電圧
Ｖ_F-Vが増加している限り点火時期演算回路１４
の出力発生時期は遅れて来るが、N₃回転にて信
号コイル８のｂ出力と一致しその後も遅れる事に
なれば、サイリスタ７は信号コイル８のｂ出力に
よつて導通するため、第５図に示すごとく点火位
置は再びＳ位置にて一定となる。 上記において信号コイル８はａ出力・ｂ出力を
得るために個別に設けても同等の効果を奏する。
また点火装置はCDIだけでなく、いかなる点火装
置、例えばトランジスタを用いた電流遮断方式の
点火装置でも同等の効果を奏する。 以上の様に、この考案は、機関の要求する進遅
角特性を、回転数−電圧変換回路の出力を受けて
制御せしめる様に為したため、機関の回転数変動
に対し、極めて正確に追従せしめる事が出来る。
また、クランク角度を設定する信号コイル出力が
時間巾の狭い急俊なパルスにても第１図、第２図
に示す電気回路は十分作動するため、点火時期の
位置精度も高める事が出来る。また、信号コイル
のａ，ｂ出力の角度位置を変更せずとも点火時期
演算回路内の一部部品の定格値を変更（本実施例
ではレジスタ２２１，２２３）するだけで容易に
点火時期を変更する事が出来る。

【図面の簡単な説明】

第１図は、この考案の一実施例を示す電気回路
図、第２図は第１図実施例に更に詳細を示す電気
回路図、第３図は第３図のＦ−Ｖ回路２４の出力
特性を示す動作線図、第４図は第１図実施例の動
作を説明する動作波形図、第５図は第１図の実施
例による進角特性図である。 図中、１は発電コイル、５は点火コイル、６は
点火プラグ、７はサイリスタ、８は信号コイル、
９，１０，１１，１２はダイオード、１３はレジ
スタ、１４は点火時期演算回路、１５は演算出力
制御回路、２０は波形整形回路、２１はフリツプ
フロツプ、２２は演算回路、２４はＦ−Ｖ回路で
ある。尚、図中、同一符号は同一又は相当部分を
示す。

Claims (1)

1. 【実用新案登録請求の範囲】 (1) 電源より点火コイルへの通電を制御する開閉
   素子、機関の回転に同期し、上記機関の所定の
   クランク位置に対応した第１の角度信号を発生
   する第１の角度位置検出装置、上記機関の回転
   に同期し、上記第１の角度信号より所定角遅れ
   たクランク位置に対応した第２の角度信号を発
   生する第２の角度位置検出装置、上記第１の角
   度信号によつて演算を開始し、機関の要求する
   点火遅角量を演算する点火時期演算回路、上記
   点火時期演算回路出力を、所定の回転数以下に
   おいて側路せしめる制御回路を備え、上記開閉
   素子に上記第２の角度信号を回転信号として与
   えると共に、上記第１の角度信号を上記点火時
   期演算回路と上記制御回路とを介した後角度信
   号として与えるようにした事を特徴とする内燃
   機関点火装置。 (2) 角度位置検出装置を第１角度信号を一方極性
   波、第２角度信号を他の一方極性波とする１つ
   の検出装置とした事を特徴とする実用新案登録
   請求の範囲第１項記載の内燃機関点火装置。 (3) 制御回路を点火時期演算回路の回転数−電圧
   変換量に応動して作動せしめる事を特徴とする
   実用新案登録請求の範囲第１項または第２項記
   載の内燃機関点火装置。