JPH0218428B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の属する技術分野〕 本発明は内燃機関用の無接点式点火装置に関
し、特に高速域でも着火エネルギーが低下しない
ようにしたものである。

従来から自動車等の内燃機関用の点火装置には
デイストリビユータ内にエンジンの回転と同期し
て開閉する機械式接点（コンタクトポイント）を
具え、これにより点火コイルの１次電流を制御
し、その２次コイルに高圧パルスを発生させるよ
うにしたものが広く使用されていた。ところが、
近年、公害防止や燃費低減等のために、コンタク
トポイントの代わりに無接点式の電磁ピツクアツ
プコイルを用いる無接点式点火装置が実用に供さ
れるようになり、これの制御回路の機能や精度に
対する要求はますます高度になつている。

〔従来技術とその問題点〕

この種の従来の無接点式点火装置の一例とし
て、順バイアス方式による閉角度制御方式の回路
配置を第１図に示す。この装置では、電磁ピツク
アツプコイル１１の出力信号（第２図参照）の大
きさがエンジン回転数に比例することを利用し、
ダイオード１２を介してコンデンサ１３にコイル
１１の出力信号を蓄積し、トランジスタ１４によ
つて順バイアスを制御回路１５に供給し、それに
応じて制御回路１５が出力トランジスタ１６の導
通期間を変化させることによつて点火コイル１７
の１次コイルに流れる電流を制御し、その２次コ
イルに高圧パルスを発生する。この点火装置は、
主として４輪車用として使用されているが、これ
を２輪車に適用するとすれば、次のような欠点が
ある。すなわち、 (1) ２輪車用電磁ピツクアツプコイル１１が発生
するタイミング信号の出力波形には、第３図に
示すように、干渉電圧があり、出力トランジス
タ１６の導通期間をエンジン回転角度に対応さ
せる（以下これを閉角度と称する）と、閉角度
160゜（デユーテイ44％）以上では誤点火が起こ
り易くなる。

(2) 電磁ピツクアツプコイル１１の出力電圧は、
機械的な取付け誤差によつてばらつきが生じ、
その最大出力電圧が最小出力電圧の３倍にも達
するので、閉角度特性のばらつきが必然的に大
きくなる。

かかる欠点を除去するための従来技術として、
エンジン回転に同期し、少くとも第１および第２
の期間からなるタイミング信号を発生する電磁ピ
ツクアツプコイルと、そのタイミング信号に応動
し第１の期間において点火コイルに電流を供給す
る出力トランジスタと、前述のタイミング信号の
第１の期間に充電し第２の期間に放電するコンデ
ンサ回路と、このコンデンサ回路の放電時の出力
電圧が所定レベルになると制御信号を出力し、コ
ンデンサ回路を初期状態にするとともに、上述の
出力トランジスタの動作を制御する制御回路とを
具備した無接点式点火装置が特開昭57―99268号
に示されている。

この従来装置の動作は本発明の実施例の説明に
おいて関連して後述するが、高回転数での閉角制
御がスムーズに行えるように回路素子を決定する
と、回路定数等の制約により低回転数となると閉
角度が大きくなつてしまい、パワーロスが大きく
なる欠点がある。

〔発明の目的〕

本発明は上記従来装置の高回転数領域における
利点を活かしつつ低回転数領域におけるパワーロ
スをより少なくすることのできる無接点式点火装
置を提供することを目的とする。

〔発明の要点〕

本発明は、エンジンの所定回転数を検知して当
該所定回転数以下では入力信号に特別な加工を加
えることなく出力トランジスタのオンオフ制御を
行ない、前記所定回転数以上では従来装置の閉角
制御機能をそのまま活かすようにした点に特徴を
有する。

〔発明の実施例〕

第４図は本発明の実施例の回路図で、２桁の数
字を付した回路素子から構成される回路は前述の
特開昭57―99268号に開示された回路であり、３
桁の数字を付した回路素子から構成される回路
（点線で囲んだ回路）が本発明により追加された
回路である。

この点火装置は、エンジンの回転に同期したタ
イミング信号を発生する電磁ピツクアツプコイル
回路４１，高圧パルスを発生する点火コイル４
２，この点火コイル４２に１次電流を供給する出
力トランジスタ回路４３，この出力トランジスタ
回路４３の閉角度制御を行う閉角度制御コンデン
サ回路４５および電源４６からなる。電磁ピツク
アツプコイル回路４１は、抵抗５１とツエナーダ
イオード５２の直列回路を有し、ツエナーダイオ
ード５２の両端に生ずる一定電圧を制御回路４４
に供給する。また、このツエナーダイオード５２
の両端に、抵抗５３と図示極性のダイオード５４
からなる直列回路を接続し、抵抗５３とダイオー
ド５４の接続点に電磁ピツクアツプコイル５５の
一端を接続する。電磁ピツクアツプコイル５５の
他端は、抵抗５６を介して制御回路４４のトラン
ジスタ５８のベースに接続する。この電磁ピツク
アツプコイル５５は、エンジンの回転に同期し
て、第５図Ａに示すように、第１の期間t₁でほぼ
零から正方向に増加する波形を有する出力電圧を
発生し、第２の期間t₂においては負電圧から零に
向つて増加し、期間t₁とは異なる波形の出力電圧
を発生する。

制御回路４４は、複数のスイツチングトランジ
スタ５８，５９，６０，６１，６２と比較器７７
を有している。いま、タイミング信号をトランジ
スタ５８に供給し、それが第１の期間t₁において
所定のレベルを越えたとすれば、第５図Ｂに示す
ように、トランジスタ５８は導通し、従つて、そ
れぞれトランジスタ５９が非導通、トランジスタ
６０が導通、さらにトランジスタ６２が非導通と
なるから、出力トランジスタ回路４３におけるダ
ーリントン接続のトランジスタ８４，８５が導通
し、点火コイル４２に１次電流が供給される。と
ころが、タイミング信号が第２の期間t₂になる
と、トランジスタ５８は、第５図Ｂに示すよう
に、非導通となるから、トランジスタ５９が導通
し、トランジスタ６０は非導通になる。この期間
t₂においては、トランジスタ６２は、前段のトラ
ンジスタ６１の状態に依存して、導通もしくは非
導通になる。制御回路４４は、さらにスイツチン
グトランジスタ６６，７６，７４を有している。
トランジスタ６６，７６は、トランジスタ６０が
非導通（すなわち、タイミング信号の第２の期間
t₂）のときに導通し、トランジスタ６６はコンデ
ンサ回路４５の放電開始を制御し、またトランジ
スタ７６はトランジスタ７４とともに比較器７７
の基準電圧回路の定数を設定する。比較器７７
は、基準電圧とコンデンサ回路４５の電圧を比較
し、後述するように所定の条件を満足すると高レ
ベルの電圧を出力し、これを抵抗７８を介してコ
ンデンサ回路４５にフイードバツクして、コンデ
ンサ回路４５を初期状態にするとともに、抵抗７
９を介してトランジスタ６１の導通制御を行う。
コンデンサ回路４５は、抵抗６５とダイオード６
７からなる充電回路、放電用抵抗６８および抵抗
７０とトランジスタ７１からなる初期化回路を有
している。タイミング信号の第１の期間t₁におい
ては、トランジスタ６６が非導通となるから、コ
ンデンサ６９に抵抗６５とダイオード６７を介し
て充電電流が供給され、コンデンサ６９は、第５
図Ｃのように、ツエナーダイオード５２による一
定電圧に向つて徐々に充電される。しかし、第２
の期間t₂になると、トランジスタ６６が導通し、
ダイオード６７は逆バイアスになつて非導通とな
るため、コンデンサ６９は抵抗６８を介して放電
を開始する。このとき、制御回路４４において
は、トランジスタ７６が導通し、トランジスタ７
４が非導通となつて、抵抗７２，７３で前述の一
定電圧を分圧した電圧が、比較器７７に基準電圧
として入力される。比較器７７は、この基準電圧
とV_rとコンデンサ６９の端子電圧V_c（第５図Ｃ参
照）とを比較し、V_c≧V_rのときに低レベル電圧
Ｌを、またV_c＞V_rのときに高レベル電圧Ｈをそ
れぞれ出力する（第５図Ｄ参照）。そこで、コン
デンサ６９の端子電圧V_cが低下してV_c＜V_rにな
ると、比較器７７は高レベル電圧Ｈを抵抗７８，
７９をそれぞれ介してトランジスタ７１，６１に
供給するから、トランジスタ７１，６１が導通す
る。このため、コンデンサ６９は抵抗７０，トラ
ンジスタ７１を通して急速に放電し、初期状態に
戻る。また、トランジスタ６１が導通すると、ト
ランジスタ６２は非導通になり、出力トランジス
タ８５，８４が導通することになるから、第２の
期間t₂においても点火コイル４２に１次電流I_cが
流れ、着火エネルギーの補償が行なわれる。第５
図Ｅ，Ｆ，Ｇは、それぞれトランジスタ６１，６
２の動作と１次電流I_cとの関係を示す波形図であ
る。

次に、上述のように構成された無接点式点火装
置の動作について、さらに第５図Ａ〜Ｇと第６図
Ａ〜Ｃの波形図を参照して説明する。

電磁ピツクアツプコイル５５は、第５図Ａに示
すように、エンジンの回転に同期してタイミング
信号を発生し、その第１の期間t₁においては、ト
ランジスタ５８が導通し（第５図Ｂ）、そのため
トランジスタ６０，８５，８４が導通するが、ト
ランジスタ５９，６２は非導通になる。トランジ
スタ８５，８４が導通すると、点火コイル４２に
１次電流I_c（第５図Ｇ）が流れ、着火エネルギー
の蓄積が行なわれる。このとき、トランジスタ６
６は非導通になるから、コンデンサ６９は抵抗６
５，ダイオード６７を介して供給される電流で充
電を開始し、この充電は期間t₁を通じて継続する
（第５図Ｃ）。また、トランジスタ７６が非導通、
トランジスタ７４が導通するため、比較器７７の
基準電圧はきわめて低い電圧になり、比較器７７
は低レベルＬの出力電圧（第５図Ｄ）をトランジ
スタ６１，７１に供給し、従つてトランジスタ６
１，７１は期間t₁においては非導通状態にある。

次いで、タイミング信号の第２の期間t₂におい
ては、負電圧がトランジスタ５８に供給され、ト
ランジスタ５８が非導通にあるため、トランジス
タ６０，８５，８４が非導通、トランジスタ５
９，６２が導通する。そして、点火コイル４２の
１次電流がしや断され、期間t₁において点火コイ
ル４２に蓄積されたエネルギーが放出されるの
で、その２次側に高電圧、例えば30kVが誘起し、
点火プラグに火花放電が生じる。また、この期間
t₂においては、トランジスタ６６，７６が導通す
るため、コンデンサ６９が抵抗６８を介して放電
を開始するほか、トランジスタ７４の非導通にと
もなつて、比較器７７に基準電圧V_rが供給され
る。コンデンサ６９の放電は緩やかであるが、そ
の端子電圧V_cが基準電圧V_rより低くなると（V_c
＜V_r）、比較器７７は高レベルＨの出力電圧（第
５図Ｄを発生してトランジスタ７１にフイードバ
ツクするため、このトランジスタ７１が導通し、
コンデンサ６９は、第５図Ｃに示すように、急激
に放電し初期状態に戻る。比較器７７の高レベル
Ｈの出力電圧はトランジスタ６１にも供給される
ので、このトランジスタ６１が導通、トランジス
タ６２が非導通（第５図Ｅ）となつて、出力トラ
ンジスタ８５，８４が導通し（第５図Ｆ参照）、
点火コイル４２に１次電流I_c（第５図Ｇ）が流れ
はじめる。このようにして、点火コイル４２の１
次電流I_cの導通開始時期を早め、閉角度を大きく
することができる。

そこで、エンジン回転数が高くなると、第６図
Ａに示すように、電磁ピツクアツプコイル５５の
出力波形自体は実質的な変化はないが、期間t₁，
t₂が短くなるため、第６図Ｂに点線で示すよう
に、コンデンサ６９の充電電圧が低下する。従つ
て、コンデンサ６９の端子電圧は、期間t₂におい
て、放電によつて徐々に低下するが、その電圧が
高速回転時には低速回転時より早く基準電圧V_r
に達し、第６図Ｃに点線で示すように、１次電流
I_cの閉角度が高速回転時に大きくなり、着火エネ
ルギーの低下を補償することができる。

ところで、今まで説明した回路はコンデンサ６
９の充放電を基礎にした回路であるで、高回転領
域での閉角角制御をスムーズに行おうとすると、
コンデンサの充放電時定数を小さくしなければな
らず、このために低回転領域では閉角度が大きく
なりすぎて、出力トランジスタに長時間無駄な電
流が流れ続け、損失が大きくなつてしまう欠点が
ある。

そこで本発明では、比較器１００を新たに設
け、この比較器１００にて、抵抗１０１と１０２
による設定値（所定回転数Ｎに対応する設定値）
と、回転数に関係する電気量としてのコンデンサ
６９の電位とを比較し、回転数がＮを越えている
場合にはトランジスタ１０４をOFFして比較器
７７による従来の閉角制御回路が機能するように
する。

回転数がＮを下まわつているときには、比較器
１００とトランジスタ１０４をONさせるので、
トランジスタ６１は比較器７７の出力の有無にか
かわらずOFFとなり、トランジスタ６２がトラ
ンジスタ６０のON，OFFと逆の関係でのOFF，
ONとなる。すなわち、入力信号の反転，非反転
の加工のみで出力トランジスタ８５，８４を制御
することになる。トランジスタ１０５，抵抗１０
６はトランジスタ６０のOFF時に比較器１００
による制御が働かないようにするために付加した
ものである。

かくして回転数が低い場合の動作波形は第７図
に示すとおりとなる。第７図においてＡはピツク
アツプコイル５５の電圧，Ｂはトランジスタ５８
の出力，Ｃはコンデンサ６９の電位，Ｄはトラン
ジスタ１０４の動作状態，Ｅはトランジスタ６２
の出力，Ｆは点火コイル４２の一次電流，Ｇは点
火コイル４２の二次電圧波形を示す。

〔発明の効果〕

このように、本発明によれば従来回路に簡単な
回路を付加するだけで、広範囲な回転数領域にわ
たつて損失の少ない閉角度制御を行わせることが
可能となる。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来の無接点式点火装置の回路図、第
２図および第３図は第１図における電磁ピツクア
ツプコイルによるタイミング信号の波形図、第４
図は本発明による無接点式点火装置の一実施例を
示す回路図、第５図はその各部の波形図、第６図
は高速回転時における閉角度制御を説明するため
の波形図、第７図は低速回転時における本発明に
よる閉角度制御を説明するための波形図である。 ４１…電磁ピツクアツプコイル回路、４２…点
火コイル、４３…出力トランジスタ回路、４４…
閉角度制御回路、４５…コンデンサ回路、４６…
電源、１００…比較器、１０４…トランジスタ。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ エンジンの回転に同期し、少くとも第１およ
   び第２の期間からなるタイミング信号を発生する
   電磁ピツクアツプコイルと、前記タイミング信号
   に応動し前記第１の期間において点火コイルに電
   流を供給する出力トランジスタと、前記タイミン
   グ信号の前記第１の期間に充電し前記第２の期間
   に放電するコンデンサ回路と、このコンデンサ回
   路の放電時の出力電圧が所定のレベルになると制
   御信号を出力し、前記コンデンサ回路を初期状態
   にするとともに、前記出力トランジスタの動作を
   制御する第１の制御回路とを具備してなる無接点
   式点火装置において、前記タイミング信号の第１
   の期間に出力トランジスタを導通させ同じく第２
   の期間に出力トランジスタを非導通とさせる第２
   の制御回路と、エンジンの所定の回転数を検知し
   て当該回転数以下では第２の制御回路の出力を、
   また当該回転数以上では第１の制御回路の出力を
   出力トランジスタに供給する回転数検知切換回路
   とを設けたことを特徴とする無接点式点火装置。 ２ 特許請求の薄囲第１項記載の装置において、
   回転数検知切換回路の回転数検知入力としてコン
   デンサ回路の端子電圧を用いることを特徴とする
   無接点式点火装置。