JPS6336423B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、閾値スイツチの投入接続状態におい
て電流を通す電子断続器と、１次巻線が前期断続
器とともに直列回路を形成する点火コイルと、前
記閾値スイツチに前置接続されていて、一つの時
間間隔の経過後その波頭値に達する制御信号を発
生するための信号発生器とを備え、その際前記波
頭値に先行する曲線部分に閾値スイツチの投入接
続閾値があり、また波頭値に後続する曲線部分に
閾値スイツチの遮断閾値があり、更に制御信号に
対して閾値スイツチの投入接続閾値が、１次巻線
を介して導かれる電流に依存して発生される調整
電圧によつて相対的にずれされ、かつ前記投入接
続閾値のずれの方向に対して、１次巻線を流れる
電流の接続時間が基準として用いられ、その際閾
値スイツチの投入接続閾値は、信号発生器から取
出される制御信号に関連して零値の領域にある出
発閾値を有しかつ制御信号によつてのみ、内燃機
関の回転数が低いため１次巻線を流れる電流の持
続時間が著しく長くなる場合波頭値の方向へずら
され、これに対して内燃機関の回転数が高いため
１次巻線を流れる電流の持続時間が著しく短い場
合に反対方向にずらされ、その際積分器から取出
し可能な調整電圧の形成のために、１次巻線を流
れる電流の上昇の際点火コイルにおいて点火花火
に対して十分なエネルギが蓄積されている電流目
標値より下方にある所定の監視値が使用される内
燃機関用点火装置に関する。

斯様な点火装置はドイツ連邦共和国特許第
2549586号明細書によつてすでに公知である。然
るにその場合給電電圧が比較的小さな値を有する
場合およびこれに関連して点火コイルに所属の１
次巻線の分岐回路の抵抗値が例えば高温接続端子
の腐食、および比較的長い配線によつて増加する
場合、内燃機関を始動する際などに制御信号の波
高値が比較的小さくなり、点火過程が開始されな
くなることがある。この場合１次巻線を流れる電
流が監視値に達しないことによつて、比較的小さ
な波高値を有する制御信号は閾値スイツチの投入
接続閾値に達しないようになる。それ故内燃機関
の始動は障害を受ける。

本発明による点火装置は、調整電圧を発生する
積分器を、給電電圧の減少によつて減少する抵抗
値を有する抵抗分岐によつて橋絡するようにし、
抵抗分岐は抵抗とトランジスタとの直列接続を有
し、その場合トランジスタの１つの接続端子に安
定化された電位を加えかつ他方の接続端子には給
電電圧によつて変化する電位を加えるようにし
て、前述の欠点を回避している。

次に本発明の基礎となつた発明につき参考のた
め説明する。

第１図に示した点火装置は図示されてない自動
車に所属の内燃機関に用いられる。この点火装置
は自動車の蓄電池とすることができる直流電源１
から給電される。電源１のプラス端子から作動ス
イツチ２を有する給電源３が接続され、かつマイ
ナス端子からはアース接続線を示す給電線４が接
続されている。給電線３は点火コイル６の１次巻
線５と電子断続器７と監視抵抗８とを介して給電
線４に接続されている。

電子断続器７（npn）トランジスタ７′のエミ
ツタ−コレクタ間によつて形成されている。トラ
ンジスタ７′に向いた１次巻線５の巻線端部は、
点火コイル６に所属の２次巻線９を介して１つの
側が給電線４に接続された点火プラグ１０に接続
されている。勿論２次巻線９を、図示されていな
い配電器を用いて、所定の順序で多数の点火プラ
グに接続することができる。

給電線３は分岐されて極性保護ダイオードとし
て用いられかつ電源１に対して順方向に接続され
たダイオード１１に接続され、かつダイオード１
１から２つの直列接続された抵抗１２，１３を介
してマイナス給電線４に接続されている。これら
の２つの抵抗１２，１３の間に、電源１の電圧の
少くとも略半分の電位を有する制御接続点１４が
設けてある。

点火装置は閾値スイツチ１５を有する。閾値ス
イツチ１５は、反転入力側１７と非反転入力側１
８と非反転入力側１８および制御出力側１９間に
接続された正帰還抵抗２０とを有する演算増幅器
１６によつて構成されている。また演算増幅器１
６は接続線２１を介してダイオード１１のカソー
ドに接続され、かつ接続線２２を介して給電線４
に接続されている。非反転入力側１８へ測定抵抗
２３を介して制御接続点１４に接続されている。
非反転入力側１７は２つの測定抵抗２４，２５の
直列接続と内燃機関によつて駆動される信号発生
器２６とを介して制御接続点１４に接続されてい
る。２つの抵抗２４，２５の共通の接続点は、閾
値スイツチ１５を障害パルスに対して保護するコ
ンデンサ２７を介して制御接続点１４に接続され
ている。信号発生器２６は交流発電機の形成で作
動され、かつ略第２図ａの電圧Ｕ−時間ｔ−線図
に示した形を有する交流電圧を供給する。

また反転入力側１７は抵抗２８を介してマイナ
ス給電線４に接続され、かつ２つの制御分岐回路
２９，３０の並列接続を介して積分器３１に接続
されている。その場合積分器３１の積分値は切換
閾値U2（第２図ａ参照）を変化させる調整電圧で
ある。第１の制御分岐回路２９は抵抗３２とカソ
ードが積分器３１に向いたダイオード３３との直
列接続を有し、また第２の制御分岐回路３０には
抵抗３４とアノードが積分器３１に向いたダイオ
ード３５との直列接続が接続されている。抵抗３
２は２つの部分抵抗３６，３７に分割されてお
り、その場合これらの部分抵抗３６，３７の共通
の接続点はダイオード３８のアノードに接続され
ている。またダイオード３８のカソードは制御接
続点１４に接続されている。また部分抵抗３６，
３７の共通の接続点は抵抗３９と電源１に対して
順方向に接続されたダイオード４０との直列接続
を介して（pnp−）前置トランジスタ４１のコレ
クタに接続されている。前置トランジスタ４１の
ベースは抵抗４２を介して演算増幅器１６の制御
出力側１９に接続されている。また前置トランジ
スタ４１のベースは抵抗４３を介して、かつエミ
ツタは直接に、ダイオード１１のカソードに接続
されている。

最も簡単な場合積分器３１はコンデンサ４４で
構成されており、コンデンサ４４の制御分岐回路
２９，３０とは反対側の接続端子は制御接続点１
４に接続されている。勿論コンデンサ４４を図示
されてない演算増幅器と接続して積分器３１とし
て用いることもできる。

積分器３１の制御分岐回路に向いた接続端子は
第１の（pnp−）制御トランジスタ４５のコレク
タと第２の（npn−）制御トランジスタ４６のコ
レクタとに接続されている。第１の制御トランジ
スタ４５のエミツタは抵抗４７を介して、かつベ
ースは抵抗４８を介して、ダイオード１１のカソ
ードに接続されているので、トランジスタ４５の
エミツタ−コレクタ間に一定の電流が流れる。そ
れ故この回路網は定電流源として作動される。第
２の制御トランジスタ４６のエミツタは抵抗４９
を介して、かつベースは抵抗５０を介して、給電
線４に接続されているので、トランジスタ４６の
エミツタ−コレクタ間にも一定の電流が流れる。
それ故この回路網も定電流源として作動される。
第２の制御トランジスタ４６のベースは抵抗５１
を介して阻止ダイオード５２のアノードに接続さ
れており、阻止ダイオード５２のカソードは、
（npn−）中間トランジスタ５３のコレクタとも
う１つの阻止ダイオード５４のカソードとに接続
されている。阻止ダイオード５４のアノードは抵
抗５５を介して第１の制御トランジスタ４５のベ
ースに接続されている。また阻止ダイオード５２
のアノードは抵抗５６を介して前置トランジスタ
４１のコレクタと抵抗５７の１つの接続端子とに
接続されている。抵抗５７の他方の接続端子は中
間トランジスタ５３のベースに接続されている。
トランジスタ７′に向いた監視抵抗８の接続端子
から抵抗８の分岐アームが接続されており、この
分岐アームは抵抗５８を介して（npn−）監視ト
ランジスタ５９のベースに接続されかつそのトラ
ンジスタのエミツタは給電線４に接続されてい
る。監視トランジスタ５９のコレクタは中間トラ
ンジスタ５３のベースに接続されている。トラン
ジスタ７′に向いた監視抵抗８の接続端子から抵
抗８のもう１つの分岐アームが接続されており、
この分岐アームは抵抗６０を介してnpn形付加ト
ランジスタ６１のベースに接続されかつそのトラ
ンジスタのエミツタからマイナス給電線４に接続
されている。付加トランジスタ６１のコレクタは
もう１つのnpn形トランジスタ６２のベースに接
続され、トランジスタ６２のエミツタ−コレクタ
間はトランジスタ７′のベース−コレクタ間を分
路して接続されているので、トランジスタ７と共
にダーリントン回路を構成している。またトラン
ジスタ６２のベースは抵抗６３を介して前置トラ
ンジスタ４１のコレクタに接続されている。

閾値スイツチ１５を作動する制御信号は、制御
接続点１４に電位に関して、少くとも波高値U1
（第２図ａ参照）に増加してから再び減少するよ
うに変化する。その場合波高値U1には瞬時にで
はなく所定の時間間隔の経過後に到達する。それ
故少くとも信号発生器２６から生ずる交流電圧周
期の制御接続点１４に関してプラスの半波W1を
制御信号として用いるべきである。抵抗２８を用
いて、先ず内燃機関が始動された際閾値スイツチ
１５をプラスの半波W1によつて投入接続可能か
つ遮断可能にするように、閾値スイツチ１５を作
動するようにしている。それ故第２図ａからわか
るように、内燃機関が始動された際閾値スイツチ
１５の投入接続閾値U2と閾値スイツチ１５の遮
断閾値U3とは、信号発生器２６から供給される
交流電圧周期の零値にかなり接近している。

それ故作動スイツチ２は閉成されているが内燃
機関が回転していない場合、トランジスタ７′の
エミツタ−コレクタ間は確実に非導通状態であ
り、１次巻線５を介して電流は流れない。それ故
長時間に亘つて点火コイル６が相当加熱されかつ
破損するようなことはない。

投入接続閾値U2は、内燃機関を始動加速する
場合プラスの半波W1の波高値U1に向かつてＡの
方向に移行し、また回転数が更に増加した場合
は、この波高値U1とは反対の方向Ｂに再び遠去
かるように、変化する。その場合投入接続閾値
U2は、プラスの半波W1の波高値U1から少くと
も信号発生器２６で生ずる交流電圧周期のマイナ
スの半波の波高値U4に接近した部分まで、遠去
かるようにすることができる。

遮断閾値U3は、内燃機関の回転数が増加しか
つ投入接続閾値U2が波高値U1から遠去かつてま
だ初期位置に戻らない場合、その位置に保持され
る。そこで投入接続閾値U2が初期位置に達した
際、更に回転数が増加すると遮断閾値U3と投入
接続閾値U2とは共通にＢの方向に移行する。そ
の場合実際には遮断閾値U3は投入接続閾値U2に
対してずれて移行する。

第２図ｃの電圧Ｕ−時間ｔ−線図に示すよう
に、先ず閾値スイツチ１５が投入接続されると積
分器３１で生ずる積分値U6の第１の変化△U5が
生ずるように、投入接続閾値U2を変化させる。
第１の変化△U5の終了とそれに続く積分器に生
ずる積分値U8の第２の変化の開始とは第２図ｂ
の（１次）電流Ｉ−時間ｔ−線図に示した監視値
J1への１次巻線５を流れる電流の増加に依存して
行われる。第２の変化△U7は閾値スイツチ１５
の遮断によつて終了する。また積分器３１に生ず
る積分値U9は、新たに第１の変化が生ずるまで
略そのままに保持される。その場合第１の変化△
U5と第２の変化△U7とは、内燃機関の回転数が
一定に保持された場合第２図で値U8に立てた垂
線Ｅに関して相互に対称な位置を有し、第１の変
化△U5から第２の変化△U7への切換時期が監視
値J1によつて相応して選択されるように、定める
と有利である。その場合１次巻線５を流れる電流
は監視値J1を越えた後なお設定値J2まで増加し
て、点火コイル６に十分な点火エネルギーを蓄積
させることができる。

この実施例において△U5、△U7の変化は同じ
電流によつて生ぜしめられる。

第２図ｄの電圧Ｕ−時間ｔ−線図に示したよう
に閾値スイツチ１５の出力側１９において、閾値
スイツチの遮断された状態即ち時間間隔t1〜t2の
電位U10は少くとも略プラス給電線３の電位であ
り、かつ閾値スイツチの投入接続された状態即ち
時間間隔t2〜t3の電位U11は少くとも略マイナス
給電線４の電位であるようにすべきである。

前述の点火装置は次のように作動する： 作動スイツチ２が閉成されかつ内燃機関が作動
された場合、信号発生器２６から生ずる制御信号
が閾値スイツチ１５の投入接続閾値U2に達する
と、閾値スイツチの制御出力側１９に、略マイナ
ス給電線４の電位に相応する電位U11が生ずる。
そこで前置トランジスタ４１のベース−エミツタ
間を介して制御電流が投入されることによつて、
前置トランジスタ４１のエミツタ−コレクタ間は
導通する。それ故もう１つのトランジスタ６２の
ベース−エミツタ間にそれに依存してトランジス
タ７′のベース−エミツタ間とに制御電流が流れ
るので、トランジスタ７′のエミツタ−コレクタ
間も導通しかつ１次巻線５を介して電流が流れは
じめる。

また導通した前置トランジスタ４１のエミツタ
−コレクタ間を介して中間トランジスタ５３のベ
ース−エミツタ間に制御電流が供給されるので、
中間トランジスタ５３のエミツタ−コレクタ間は
導通して第１の制御トランジスタ４５のベース−
エミツタ間に制御電流を供給し、制御トランジス
タ４５のエミツタ−コレクタ間も導通する。それ
によつて積分器３１でこれまでの積分値U6に第
１の変化△U5が生じ、この変化は１次巻線５を
流れる電流が監視値J1に達すると直ちに終了す
る。そこで監視抵抗８の電圧降下は監視トランジ
スタ５９のエミツタ−コレクタ間が導通するよう
な値に達する。それによつて中間トランジスタ５
３のベース−エミツタ間は短絡されかつ今度はト
ランジスタ５３のエミツタ−コレクタ間が非導通
状態になるので、第１の制御トランジスタ４５の
エミツタ−コレクタ間は電流を遮断する状態に制
御される。それによつて前置トランジスタ４１の
エミツタ−コレクタ間を介して第２の制御トラン
ジスタ４６のベース−エミツタ間に制御電流が供
給され、かつ今度は導通したトランジスタ４６の
エミツタ−コレクタ間によつて、実際に存在する
積分値U8から開始する第２の変化△U7が生ず
る。この第２の変化△U7は、信号発生器２６で
生ずる制御信号が閾値スイツチ１５の遮断閾値
U3に達すると直ちに終了する。その場合前述の
ように閾値スイツチ１５の制御出力側１９に、少
くとも略プラス給電線３の電位に相応する電位
U10が生ずる。そこで前置トランジスタ４１のベ
ース−エミツタ間を介して制御電流が流れなくな
ることによつて、エミツタ−コレクタ間は再び非
導通状態になる。またそれによつて第２の制御ト
ランジスタ４６のベース−エミツタ間を流れる制
御電流が消失するので、そのエミツタ−コレクタ
間は非導通状態になりかつ積分器３１で第２の変
化△U7が終了する。前置トランジスタ４１のエ
ミツタ−コレクタ間が電流を遮断する状態に移行
すると、トランジスタ７′のエミツタ−コレクタ
間も非導通状態になることによつて、１次巻線５
を流れる電流は遮断されかつ２次巻線に高電圧パ
ルスが生ずる。この高電圧パルスは点火プラグ１
０で電気火花（点火火花）を発生させる。

付加トランジスタ６１は、１次巻線５を流れる
電流が有効な点火火花を発生するのに必要な設定
値J2に達した後で、更に増加しないようにするた
めに、用いられる。そこで斯様な設定値J2に達し
た際、付加トランジスタ６１のエミツタ−コレク
タ間は監視抵抗の電圧降下によつて幾分導通さ
れ、かつそれによつてトランジスタ７′のエミツ
タ−コレクタ間を流れる電流は制限される。この
場合内燃機関が始動される際１次巻線５を流れる
電流は設定値J2に達した後でもなお時間間隔（t2
〜t3）に亘つて流れ、それによつて内燃機関で作
動される車両が加速される際１次巻線５を流れる
電流の持続時間が短縮されたとしても十分な点火
エネルギーが蓄積されるような構成にすることが
推奨される。

内燃機関を始動加速する場合、第２の変化△
U7は第１の変化△U5より比較的長時間に亘つて
行われるので、積分値U9は第２の変化△U7の後
でその都度第１の変化△U5が行われる以前の積
分値U6に対してマイナスの値を有するようにな
る。これによつて第１の制御分岐回路２９を介し
て反転入力側１７で、閾値スイツチ１５の投入接
続閾値U2がプラス方向Ａに移行するように作動
される。更に内燃機関の回転数が増加すると、積
分器３１で第２の変化△U7は第１の変化△U5よ
り短時間しか行われなくなるので、第２の変化△
U7の後の積分値U9は第１の変化△U5が行われる
以前の積分値U6に対してプラスの値を有するよ
うになる。これによつて先ず第１の制御分岐回路
２９を介して、かつ次には積分値U9が制御接続
点１４に関してプラスになるので第１の制御分岐
回路２９に比べて低インピーダンスの第２の制御
分岐回路３０を介して、反転入力側１７で、閾値
スイツチ１５の切換閾値U2がマイナス方向Ｂに
移行するように作動される。

また前置トランジスタ４１のエミツタ−コレク
タ間を導通状態に切換制御すると、ダイオード４
０と抵抗３９とダイオード３８とを介して制御接
続点１４に接続された分岐回路が作動されること
によつて、閾値スイツチ１５の投入接続された状
態で部分抵抗３６，３７の共通の接続点は少くと
も略制御接続点１４の電位を有し、かつ積分器３
１から閾値スイツチ１５に対して行われる制御は
阻止される。これによつて閾値スイツチ１５の投
入接続閾値U2が初期位置とプラスの半波W1の波
高値U1との間の部分で変化する場合、閾値スイ
ツチ１５の遮断閾値U3に安定な値を持たせるこ
とが、簡単に実現されるようになる。それ故点火
時期を積分器３１によつて障害なく制御できる。
斯様な安定化は比較的大きな回転数においてまつ
たく必要でなくなる、それはその場合、交流電圧
周期の波高値U1に続く部分は比較的急激に減少
するからである。

前述の点火装置において、例えば高温、接続端
子の腐食、および長い配線によつて、始動操作な
どの際制御信号の波高値が比較的小さくなり、ま
たその場合非常に小さな給電電圧しか供給され
ず、かつこれに関連して１次巻線５の分岐回路で
比較的大きな抵抗値を有する場合、点火過程が開
始されなくなることを阻止できない。その場合１
次巻線５を介して流れる電流は監視値J1に達しな
いので、第１の変化△U5は電圧値U8で中断され
ずに時点t3まで継続し、かつ閾値スイツチ１５の
切換閾値を実際の関係には相応させずに大きく変
化する調整電圧が生ずる。そこで斯様な場合は比
較的小さな波高値U1を有する制御信号で閾値ス
イツチ１５の切換閾値U2に達することはなく、
ひいては点火過程が開始されないことがある。

前述の欠点を回避するために本発明において、
調整電圧を供給する積分器３１は、給電電圧の減
少によつて減少する抵抗値を有する抵抗６４によ
つて橋絡されている。その場合抵抗分岐６４は、
小さな方の給電電圧限界値で調整電圧によつては
閾値スイツチ１５が影響を受けないように、構成
されている。本発明の有利な実施例において、抵
抗分岐６４は抵抗６５と（npn−）トランジスタ
６６に所属のエミツタ−コレクタ間との直列接続
を有し、その場合トランジスタ６６のベースは抵
抗６７を介してツエナーダイオード６８のカソー
ドに接続されており、またツエナーダイオード６
８のアノードは給電電源４に接続されている。ま
たツエナーダイオード６８のカソードは抵抗６９
を介してダイオード１１のカソードに接続されて
いる。その場合給電電圧が減少すると、積分器３
１から供給される調整電圧が閾値スイツチ１５に
与える影響は減少してトランジスタ６６に所属の
エミツタ−コレクタ間の導通率は増加する。これ
はトランジスタ６６に所属のベースの電位はツエ
ナーダイオード６８によつて一定に保持されるの
に対してトランジスタ６６のエミツタの電位は給
電電圧に依存して変化することによつて実現され
る。

本発明により付加的に接続された制御可能な抵
抗分岐６４により、給電電圧が減少しても、積分
器３１のコンデンサ４４が過度に充電されること
が阻止される。それにより、給電電圧が所定値を
下回つても、積分器の充電が不充分であるため通
電時間が延長され、点火コイル５に比較的に長い
時間エネルギーが供給される。このようにして本
発明の基礎となる回路において本発明による手段
を補充することにより、給電電圧が減少しても十
分な点火エネルギーが得られる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明による点火装置と本発明の基礎
となる発明の点火装置を示す回路略図、第２図ａ
〜ｄは第１図の点火装置の動作を説明する線図で
ある。 ６……点火コイル、１０……点火プラグ、１５
……閾値スイツチ、２９，３０……制御分岐回
路、３１……積分器、６４……抵抗分岐。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 閾値スイツチの投入接続状態において電流を
   通す電子断続器と、１次巻線が前期断続器ととも
   に直列回路を形成する点火コイルと、前記閾値ス
   イツチに前置接続されていて、一つの時間間隔の
   経過後その波頭値に達する制御信号を発生するた
   めの信号発生器とを備え、その際前記波頭値に先
   行する曲線部分に閾値スイツチの投入接続閾値が
   あり、また波頭値に後続する曲線部分に閾値スイ
   ツチの遮断閾値があり、更に制御信号に対して閾
   値スイツチの投入接続閾値が、１次巻線を介して
   導かれる電流に依存して発生される調整電圧によ
   つて相対的にずらされ、かつ前記投入接続閾値の
   ずれの方向に対して、１次巻線を流れる電流の接
   続時間が基準として用いられ、その際閾値スイツ
   チ１５の投入接続閾値（U2）は、信号発生器２
   ６から取出される制御信号に関連して零値の領域
   にある出発閾値を有しかつ制御信号によつての
   み、内燃機関の回転数が低いため１次巻線５を流
   れる電流の持続時間が著しく長くなる場合波頭値
   （U1）の方向Ａへずらされ、これに対して内燃機
   関の回転数が高いため１次巻線５を流れる電流の
   持続時間が著しく短い場合に反対方向にずらさ
   れ、その際積分器から取出し可能な調整電圧の形
   成のために、１次巻線５を流れる電流の上昇の際
   点火コイル６において点火花火に対して十分なエ
   ネルギが蓄積されている電流目標値（J2）より下
   方にある所定の監視値（J1）が使用される内燃機
   関用点火装置において、調整電圧を発生する積分
   器３１は、給電電圧の減少によつて減少する抵抗
   値を有する抵抗分岐６４によつて橋絡されてお
   り、抵抗分岐６４は抵抗６５とトランジスタ６６
   との直列接続を有し、その場合トランジスタ６６
   の１つの接続端子に安定化された電位を加えかつ
   他方の接続端子には給電電圧によつて変化する電
   位を加えるようにしたことを特徴とする内燃機関
   用点火装置。 ２ 小さな方の給電電圧限界値で調整電圧による
   影響を与えないように抵抗分岐６４を選択した特
   許請求の範囲第１項記載の内燃機関用点火装置。