JPS6345465A - 自動二輪車搭載内燃エンジン用点火時期制御装置 - 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】 玖Ｊ口り野 本発明は自動二輪車（自動三輪車、４輪バギー車を含む
）に搭載される内燃エンジン用点火時期制迎装置に関す
る。

１旦且韮 内燃エンジンの点火時明制’ｆＢ　ｌａ置は、エンジン
の点火プラグに火花放電を生じさせるために高電圧パル
スを供給する点火時期をエンジン回転数に応じて調節し
てシリンダ内の最適燃焼を達成せんとするものである。

従来の点火時！９］ｔｌＪ　ｔｌ装置としては、エンジ
ン回転数とエンジン負荷に応じて点火時期を予め記憶さ
れたデータマツプからの検索によって設定する装置が特
公昭５４−９２５７Ｍ公報に開示されている。特開昭５
７−６５８６５号公報には簡単な構成でエンジン回転数
に応じて点火時期を設定する装置が開示されている。

このような点火時ｙＡ：ｎｌｌ　ｇａＶｉ　Ｍにおいて
は、エンジン回転数とエンジン負荷とに応じてデータマ
ツプ内で任意に点火時期を決定するものがある。しかし
ながら、自動二輪車に搭載される内燃エンジンの場合、
運転モードとして加速時にはスロットル弁全開で、クル
ージング時には所定のスロットル中間開度で、運転され
る排気量のものがあるので、このような自動二輪車に上
記点火時期制御Ｉｌ装置を用いると機能として余分な部
分があり、不必要に多くのコストがかさむという問題点
があった。

几里曳鳳Ｉ そこで、本発明の目的は、二輪車用の運転モードに合っ
た構成の簡単で低コストの自動二輪車搭載内燃エンジン
用点火時期制御装置を提供することである。

本発明の点火時期制御装置は、エンジンΩ前状態に応じ
て異なるエンジン回転数に対する点火時期特性を設定し
、エンジン高負荷時には低負荷時よりエンジン回転数に
対する点火時期を遅らせかつエンジン回転数の上昇に対
する進角度合が緩かな点火時期特性を設定することを特
徴としている。

支−上一旦 以下、本発明の実施例を図面を参照しつつ説明する。

第１図に示した本発明の一実施例たる自動二輪車搭載内
燃エンジン用点火時期制ｉ１１装置において、エキサイ
タコイル１０は点火時期を制御させるべきエンジン（図
示せず）により回転される交流発電曙の発電出力コイル
である。エキサイタコイル１０の一端はアースされ、他
端はダイオード１１を順方向に、そしてコンデンサ１２
を介して点火コイル１３の１次巻線１３ａの一端に接続
されている。点火コイル１３の２次巻線１３ｂは点火プ
ラグ１４に接続されている。またダイオード１１及びコ
ンデンサ１２の接続線とアースとの間にはＳＣＲ（サイ
リスタ）１５が接続されている。５ＣＲ１５のゲートに
は抵抗１６．１７による分圧回路の出力電圧が供給され
るようになっている。

ダイオード１８は外部端子２０からの逆流防止用ダイオ
ードであり、ダイオード１９はエキサイタコイル１０の
出力電圧が図示の極性と逆の極性になったときにその出
力を短絡するためのダイオードである。以上によって点
火回路■が構成されている。

一方、バルサコイル１９はエンジンサイクルにおける所
定の急進及び最遅角度位置にて正及び負タイミングパル
スを発生するパルス発生コイルである。

また、■、■、■、■は点火回路Ｉの制御回路部で、■
はバルサコイル１９からのタイミングパルスに同期して
第１鋸歯状波電圧を発生する第１鋸歯状波発生回路、■
は正及び負タイミングパルスの間で第２鋸歯状波電圧を
発生する第２鋸歯状波発生回路、■は第１及び第２鋸歯
状波電圧を比較して両者の差が所定値になったときから
上記負タイミングパルスまでの間にオン信号を発生する
比較回路、■は比較回路■の出力により５ＣＲＩ５のゲ
ートにトリガ信号を供給するトリガ信号発生回路である
。

第１鋸歯状波発生回路■においては、バルサコイル１９
の発生電圧がダイオード２１を介してツェナーダイオー
ド２２に印加されツェナー電圧Ｖ２に定電圧化され゛電
圧供給線９に出力される。この電圧供給線とアースとの
間にはダイオード２３とコンデンサ２４とが直列に接続
されコンデンサ２４が充電されるようになっている。コ
ンデンサ２４には抵抗２５とコンデンサ２６との直列回
路が並列に接続されている。また電圧供給線ｐはダイオ
ード２７を順方向に、そしてコンデンサ２８及び抵抗２
９の並列回路を介して抵抗２５とコンデンサ２６との接
続線に接続されている。この接続線には抵抗３０を介し
てＮＰＮトランジスタ３１のコレクタが接続されている
。トランジスタ３１のベースはアースされ、エミッタは
抵抗３２を介してアースされている。またエミッタはバ
ルサコイル１つの一端とダイオード３３、そしてコンデ
ンサ３４及び抵抗３５の並列回路を介して接続されてい
る。

次に、第２１ｉ！歯状波発生回路■においては、電圧供
給線ｇとアースとの間にダイオード４１とコンデンサ４
２とが直列に接続されてコンデンサ４２が充電されるよ
うになっている。コンデンサ４２には抵抗４３．４４及
びコンデンサ４５の直列回路が並列に接続されている。

また電圧供給ｇ！ｊとアースとの間には３つの抵抗４６
ないし４８が接続されて分圧回路をなしている。抵抗４
６，４７による分圧電圧はＮＰＮトランジスタ４９のベ
ース電圧として供給される。トランジスタ４９のコレク
タは電圧供給線１に接続され、エミッタは抵抗４４とコ
ンデンサ４５との接続線に接続されている。分圧回路の
抵抗４８にはダイオード５０とＮＰＮトランジスタ５１
のコレクタ・エミッタ間との直列列路が並列に接続され
ている。トランジスタ５１のベースには電圧供給線ｐか
ら電圧が抵抗５２．５３を直列に介して供給される。抵
抗５２．５３の接続線にはスロットルスイッチ５４が接
続されている。スロットルスイッチ５４はエンジン気化
器のスロットル弁（図示せず）の開度が所定開度以上に
なるとオンとなるスイッチであり、オン時にトランジス
タ５１のベース電位をアース電位に等しくしてトランジ
スタ５１をオフせしめる。また抵抗４３の両端間にはＰ
ＮＰトランジスタ５５が接続されている。すなわらトラ
ンジスタ５５のエミッタがコンデンサ４２に側に、コレ
クタが抵抗４４側に接続されている。トランジスタ５５
にはバイアス抵抗としてエミッタ・ベース間に抵抗５６
が接続され、またベースとトランジスタ５１のコレクタ
との間に抵抗５７が接続されている。

次いで、比較回路■はＰＮＰトランジスタ６１と抵抗６
２とからなる。トランジスタ６１のエミッタはコンデン
サ４５の端子に接続され、ベースはコンデンサ２６の端
子に接続され、コンデンサ４５の端子電圧がコンデンサ
２６の端子電圧より大になるとトランジスタ６１がオン
しトランジスタ６１のコレクタから電流が抵抗６２を介
してトリガ信号発生回路Ｖに出力されるようになってい
る。

トリガ信号発生回路Ｖはトランジスタ６５．６６及び抵
抗６７ないし６９から構成されている。

ＮＰＮトランジスタ６５のベースは比較回路■の抵抗６
２に接続されると共に抵抗６７を介してアースされ、エ
ミッタは直接アースされている。またコレクタは抵抗６
８を介してＰＮＰトランジスタ６６のベースに接続され
ている。トランジスタ６６のエミッタはコンデンサ４２
の端子に接続され、コレクタは点火回路工の抵抗１６．
１７による分圧回路に接続されている。

かかる構成の本発明による点火時期制御装置においては
、バルサコイル１９から第２図（Ａ）に示すように正及
び負タイミングパルスが発生する。

前述した如く、この正及び負タイミングパルスはエンジ
ンサイクルにおける点火時期最進角度位置及び最遅角度
位置に発生するようになっており、換言すれば、正及び
負タイミングパルスによって点火時期変動範囲を定めて
いるのである。この正タイミングパルスはダイオード２
１を介してツェナーダイオード２２に供給され、ツェナ
ーダイオード２２のツェナー電圧Ｖｚにされて電圧供給
線ｐに供給される。この電圧供給＠ｆＪからの電圧はダ
イオード２３を介してコンデンサ２４に供給され平滑さ
れるのでコンデンサ２４の端子電圧は第２図（Ｂ）に示
すようにほぼ一定に保持される。

このコンデンサ２４の端子電圧は抵抗２５を介してコン
デンサ２６を充電せしめ、コンデンサ２６の端子電圧は
第２図（Ｅ）に示すように徐々に上昇する。また正タイ
ミングパルス発生時に電圧供給線１から電圧がダイオー
ド４１を介してコンデンサ４２に印加されコンデンサ４
２の充電によりその端子電圧は第２図（Ｃ）に示すよう
に直ちにほぼ印加電圧まで上昇する。

スロットル弁の開度が所定開度以下のためスロットルス
イッチ５４がオンであるときにはトランジスタ５１のベ
ース電位がほぼアース電位に等しくなるのでトランジス
タ５１がオフとなる。トランジスタ５１のオフにより抵
抗４８の端子電圧がダイオード５０、抵抗５７を介して
トランジスタ５５にベースに供給されるのでトランジス
タ５５がオフとなる。よって、抵抗４６ないし４８によ
る分圧電圧に応じたコレクタ電流がトランジスタ４９を
流れてコンデンサ４５を急激に充電させる。

この充電によりコンデンサ４５が達する電圧レベルはコ
ンデンサ４２の端子電圧より低いのでコンデンサ４２の
蓄電電荷による電流が抵抗４３．４４を介してコンデン
サ４５に流れ込みコンデンサ４５の端子電圧を第２図（
Ｄ）に実線で示すように徐々に上昇させ鋸歯状波電圧が
得られる。

次に、負タイミングパルスがパルサコイル１９から出力
されると、負タイミングパルスによる電流がダイオード
３３、抵抗３５．３２を流れてトランジスタ３１のエミ
ッタ電位をアース電位より低下させるのでトランジスタ
３１がオンとなる。

これによりコンデンサ２６の蓄電電荷が抵抗３０、トラ
ンジスタ３１、そして抵抗３２を介して放電する。コン
デンサ２６の端子電圧が低下するためトランジスタ６１
がオンとなり、更にトランジスタ６５．６６をオンさせ
るのでコンデンサ４２の蓄電電荷による電流がトランジ
スタ６６、抵抗１６．１７を介してアースに流れること
により５ＣＲ１５のゲートにトリガ信号が印加して５Ｃ
ＲＩ５がオンとなる。５ＣＲ１５のオンによりコンデン
サ１２の蓄電電荷が点火コイル１３の１次巻線１３ａに
放電されるので、この放電エネルギーにより点火コイル
１３の２次巻線１３ｂに高電圧が発生し、点火プラグ１
４には火花放電が生じる。

エンジン回転数Ｎｅが上昇してＮｅｔ　＜Ｎｅ＜Ｎ　ｅ
　２の範囲では第２鋸歯状波発生回路■から出力される
第２鋸南状波電圧はエンジン回転数Ｎｅの上昇に従って
第３図に示すようにＰｌの位置（最遅点火時期θ１）か
ら図の左側にＰ２　、Ｐ３の如く移動することになり、
第２鋸山状波電圧の傾斜は第１鋸歯状波発生回路■から
出力される第１鋸歯状波電圧の傾斜より大きく設定され
ているので第２鋸歯状波電圧が第１鋸南状波電圧を越え
るタイミングが早くなるのである。すなわちコンデンサ
４５の端子電圧がコンデンサ２６の端子電圧より所定値
（この場合、トランジスタ６１のベース・エミッタ間電
圧）だけ大になることによりトランジスタ６１がオンと
なり、上記と同様にトリガ信号により点火プラグ１４に
は火花放電が生じて点火時期が進角するのである。

エンジン回転数Ｎｅが所定回転数Ｎ　ｅ　２を越えると
、正タイミングパルス発生と同時に所定電圧だけ直ちに
上昇する第２鋸歯状波電圧の前縁部分において第３図の
Ｐ３の如く第２鋸南状波電圧が第１鋸歯状波電圧を越え
るのでトランジスタ６１がオンとなり、トリガ信号によ
り点火プラグ１４には火花放電が生じて点火時期が進角
するのである。この状態においては急進の点火時期θ２
が得られのである。

次に、スロットル弁の開度が所定開度より大になると、
スロットルスイッチ５４がオフとなり、正タイミングパ
ルス発生時に電圧供給線ｐから抵抗５２．５３を介して
トランジスタ５１０ベース電流が流れトランジスタ５１
がオンとなる。トランジスタ５１のオンにより抵抗４７
と４８との接続線がほぼアース電位に等しくなり、トラ
ンジスタ４つのベースに供給される分圧゛電圧が低下し
、トランジスタ４９のコレクタ電流が低下する。正タイ
ミングパルス発生時に、このコレクタ電流によって充電
されて達するコンデンサ４５の端子電圧はスロットルス
イッチ５４のオン時よりも低くなる。また抵抗５６．５
７によりトランジスタ５５にベース電流が供給されるの
でトランジスタ５５がオンとなり、コンデンサ４２の蓄
電電荷による電流がトランジスタ５５、抵抗４４を介し
てコンデンサ４５に流れ込みコンデンサ４５の端子電圧
を第２図（Ｄ）に破線で示すように徐々に上昇させスロ
ットルスイッチ５４のオン時よりも傾斜が大きい第２ｔ
！Ａ歯状波電圧が得られる。

スロットルスイッチ５４のオフの場合、エンジン回転数
Ｎｅが所定回転数Ｎｅ＋以下ではスロットルスイッチ５
４のオンの場合と同様の動作により負タイミングパルス
の発生と同時に点火プラグ１４には火花放電が生じる。

エンジン回転数Ｎｅが所定回転数Ｎｅｔより大ではコン
デンサ４５の端子電圧がコンデンサ２６の端子電圧より
所定値だけ大になることによりトランジスタ６１がオン
となり点火プラグ１４に火花放電が生じることはスロッ
トルスイッチ５４のオン時と同様である。

ところが、スロットルスイッチ５４のオン時より第２鋸
南状波電圧が低くかつその傾斜が大きいのでエンジン回
転数Ｎｅの上昇に従って点火時期は早くなるが、スロッ
トルスイッチ５４のオン時より遅い進角具合となるので
ある。またエンジン回転数Ｎｅ２より大なる所定回転数
Ｎｅ３までエンジン回転数Ｎｅの上昇に従って点火時期
は早くなり、所定回転数Ｎ８ｇ以上ではスロットルスイ
ッチ５４のオン時と同様に正タイミングパルス発生と同
時の点火時期、すなわち急進の点火時期θ２となる。

かかる本発明による点火時期制御装置においては、スロ
ットル弁開度が所定開度以下である場合には、第４図の
実線の如く所定回転数Ｎｅｔ以上ではノッキングゾーン
に接近する手前までエンジン回転数に対して点火時期を
進角させ、所定回転数Ｎ８２以上では最進点火時期θ２
に設定した点火時期特性が得られる。スロットル弁開度
が所定開度より大である場合には、第４図の破線の如く
所定回転数Ｎｅｔ以上では高出力のエンジン出力要求ゾ
ーン内においてエンジン回転数に対して点火時期を進角
させ、所定回転数Ｎｅｚ以上では最進点火時期θ２にさ
せた点火時期特性が得られる。

なお、第５図に示すように測定したスロットル弁開度θ
ｔｈに対するエンジン出力特性から点火時期特性を切り
換える所定開度の値を決定し、ギヤレシオとの関係から
運転モードに応じた適切な出力特性を得ることができる
。

なお、上記した本発明の実施例においては、１つのパル
サコイルによって異なる２つの点火時期特性が得られる
ようにしたが、２つのバルサコイルを用いて点火時期を
設定する回路を個別に設けて第６図に示すようにスロッ
トルスイッチのオフ時には実線の点火時期特性を得る一
方の回路によって、またスロットルスイッチのオン時に
は破線の点火時期特性を得る他方の回路によって点火プ
ラグに火花放電を生じさせるようにしても良い。

また、上記した本発明の実施例においては、エンジン負
荷としてスロットル弁開度を検出しているが、これに限
らず、例えば、エンジン吸気管内圧力Ｐａを圧力センサ
、又は圧力スイッチによって検出して吸気管内圧力ＰＢ
が所定圧力より高負圧のときには第４図又は第６図の実
線の点火時期特性を設定し、吸気管内圧力Ｐ日が所定圧
力より低負圧のとき第４図又は第６図の破線の点火時期
特性を設定するようにしても良い。なお、第７図に示す
ように測定した吸気管内圧力ＰＢに対するエンジン出力
特性から点火時期特性を切り換える所定圧力の値を決定
し、ギヤレシオとの関係から運転モードに応じた適切な
出力特性を得ることができる。

また、第４図、第６図の点火時期特性のうち高負荷側の
ものをエンジン出力要求ゾーンの略中央線より下へ設定
すると、エンジン燃焼音の発生を低く押さえることがで
きる。

ｌ粧曵１ 以上の如く、本発明の点火時期制御装置においては、エ
ンジン低負荷時にはエンジン回転数の上昇に対して点火
時期を急激に進角する点火時期特性と、エンジン高負荷
時には低ｆ４荷時よりエンジン回転数に対し遅角しかつ
エンジン回転数の上背に対する進角度合が緩かな点火時
期特性とを有するので加速のときには高負荷で、クルー
ジングのときには低負荷となる運転モードに適合した簡
単な構成の自動二輪車用点火時期制御装百を得ることが
できるのである。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の実施例を示す回路図、第２図及び第３
図は第１図の回路の各部の動作を示す波形図、第４図及
び第６図は各点火時期特性を示す図、第５図はスロット
ル弁開度をパラメータとしたエンジン回転数−エンジン
出力特性を示す図、第７図は吸気管内圧力をパラメータ
としたエンジン回転数−エンジン出力特性を示す図であ
る。 主要部分の符号の説明 ■・・・・・・点火回路 ■・・・・・・第１鋸歯状波発生回路 ■・・・・・・第２鋸歯状波発生回路 ■・・・・・・比較回路 ■・・・・・・トリガ信号発生回路 １０・・・・・・エキサイタコイル １３・・・・・・点火コイル １４・・・・・・点火プラグ １９・・・・・・パルサコイル

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 自動二輪車搭載内燃エンジン用点火時期制御装置であつ
   て、エンジン負荷状態を表わす負荷検出信号を発生する
   検出手段と、前記負荷検出信号に応じて異なるエンジン
   回転数に対する点火時期特性を設定する点火時期特性設
   定手段と、該点火時期特性設定手段によって設定された
   点火時期特性に従つてエンジン回転数に応じて点火時期
   を決定してその点火時期に点火を指令するする点火指令
   手段とを含み、前記点火時期特性設定手段は、エンジン
   高負荷時には低負荷時よりエンジン回転数に対する点火
   時期を遅らせかつエンジン回転数の上昇に対する進角度
   合が緩かな点火時期特性を設定することを特徴とする点
   火時期制御装置。