JP3926476B2 - トランジスタ式点火装置 - Google Patents
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Description
【発明の属する分野】
本発明は二輪車用点火装置のバッテリがはずれた場合にも確実にIGNコイルに必要電流を通電し、点火エネルギーを確保できる点火構成を有したトランジスタ式点火装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
図8、図9及び図10は従来のトランジスタ式点火回路、そのバッテリ接続時の各部動作波形図及びバッテリオープン時の各部動作波形図で、図中1は発電機、2はREG RECT、3はバッテリー、4は波形整形回路、5は点火時期制 御回路、6は通電時間制御回路、7はF/F回路、8は制御回路、9はIGNコイル、R1は抵抗、Q1はスイッチングトランジスタである。
【0003】
図8において使用する電源電圧はバッテリーの直流電源であることを前提としている。まず、制御回路8の機能としては、点火するタイミングを決定する点火時期制御回路5とIGNコイルの通電時間を決定するトランジスタ通電時間制御回路6からなり、5、6回路からの信号を基にトランジスタQ1に駆動信号を出力するF/F回路7から構成される。これを基に動作を説明すると、PCのタイミング信号を基準として、回転数に対し、トランジスタQ1が一定の通電時間になるように6のトランジスタ通電制御回路で通電開始タイミングを演算し、トランジスタQ1を駆動して点火時期タイミングの点でトランジスタQ1をOFFすることで、IGNコイルを介し、プラグへ点火し、エンジンを動作させる。
【0004】
次に、電源電圧に関し、バッテリ電源が外れ、発電機出力のみになった場合、図10のようになり、トランジスタQ1の通電時間中に電源電圧が無くなったり、電源不足したりし、点火エネルギー不足となり、失火及び着火性が悪化する問題点がある。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、現在のトランジスタ式点火装置に関しては、電源電圧のバッテリーがはずれて、発電機出力にのみになった場合に点火エネルギー不足が生じる。これを解決するために発電機出力波形が発生している間を必要最大の通電時間とし、通電エネルギーが不足する場合はサブコイルを用いてエネルギー加算をすることで点火エネルギー不足を解消することを課題としている。
【0006】
【課題を解決するための手段】
本発明はバッテリオープン時に点火コイルのエネルギー不足を解消するために、バッテリ接続時に点火コイルに流れる電流を基準として点火コイルへの通電時間を調整して所要のエネルギーを確保し、又極端に電流不足が生じた時は、エネルギー加算手段又は電圧昇圧手段(コンバータ)を付加することによりいずれの状態でも交流出力のみで点火を可能にする。
【0007】
【発明の実施の形態】
請求項1の発明はバッテリ又は発電コイルの発生電圧を電源供給源として、制御回路の信号によりトランジスタをオン、オフ制御してイグニッションコイル(IGNコイル)にキック電圧を発生させ、エンジンを点火するトランジスタ式点火装置において、該制御回路は、バッテリオープン検出手段と、点火時期制御手段と通電時間制御手段を備え、該IGNコイルを通電する時間と、点火時期を得られる時間の範囲に発電コイルの位相を合わせ、発電コイルの出力のみでIGNコイルにエネルギーを供給可能にしたことを特徴とする。
【0008】
本発明の第2の特徴は図2に示すように、バッテリ接続時の直流レベルと、バッテリオープン時の脈流を検出する2つの入力の充電時間差を利用して電源供給源の電源波形の状態を判別するようにしたバッテリオープン検出手段を用いたことである。
【0009】
本発明の第3の特徴は図1に示すように、IGNコイルにエネルギー加算手段を設け、通電電流検出信号が所定値の時、該エネルギー加算手段を動作せしめるようにしたことである。
【0010】
本発明の第4の特徴は図6に示すように、バッテリ又は発電コイルの発生電圧を電源供給源として、制御回路の信号によりトランジスタをオン、オフ制御してイグニッションコイル(IGNコイル)にキック電圧を発生させ、エンジンを点火するトランジスタ式点火装置において、バッテリオープン検出手段と、点火時期制御手段及び通電時間制御手段を有する制御回路と、該電源供給源に接続されたDC−DCコンバータを備えバッテリオープン時、該制御回路を介して該コンバータを動作せしめて、IGNコイルへの通電時間を調整するようにしたものである。
【0011】
【実施例】
図1は本発明の一実施例回路図で図中1は発電機、1aは発電機の交流電圧波形を整流し、直流電圧にする装置である。1bはバッテリであり、発電機からの交流電圧出力をREG RECTを通して直流電圧を充電すると同時に制御回路 及び12のイグニションコイルに電圧を供給する。2は点火タイミングコイルより発生した出力を波形整形する波形整形回路である。3は波形整形のタイミングを基準に必要な点火時期を演算するための点火時期演算回路である。4はイグニションコイルにエネルギーを供給するために必要な通電時間の開始を制御する通電時間制御回路である。5は4の通電時間制御回路の出力でトランジスタQ1を導通開始(ON)し、3の点火時期回路の出力で導通停止(OFF)させるためのF/F回路である。6はイグニションコイルに通電している時の電流値を検出する電流検出回路である。7はバッテリが電源として接続されているか、開放状態かを検出するバッテリオープン検出回路である。8はイグニションコイルの一次側コイルと並列にバックアップコイルL1を接続するかどうかを決めるバックアップコイル追加回路である。9は8のバックアップコイル追加回路の出力により、イグニッションコイル一次側コイルと並列にバックアップコイルL1を接続する切り替え回路である。
【0012】
図2は本発明に適用するバッテリオープン検出回路、図3、図4及び図5は本発明の実施例を説明する各部動作波形図で、図3はバッテリオープン検出動作波形図、図4はバッテリオープン各部動作波形図、図5は通電制御動作波形図である。
【0013】
次に、これを動作するにはまず、1bのバッテリーが接続されている通常の使用状態では電源電圧が回転数に対してほぼ一定の電圧を有するので点火タイミングコイルより、検出された信号を2の波形整形した波形を基に4で回転数に対応した時間を算出し、トランジスタQ1の通電開始する時間を決定して5のF/F回路をセットし、トランジスタQ1を通電させる。次に、2の波形整形した波形を基に一回転の回転数または回転時間を算出し、回転数に応じた点火時期を決定し、5のF/F回路をリセットして、トランジスタQ1を通電を解除させる。これにより、IGNコイルを通してエンジンに着火する。このように、安定した電源電圧では回転数に対して通電時間制御のみでIGNコイルの一次側に常に一定のエネルギーを蓄積できる。
【0014】
次に、バッテリーがオープン状態になったときを7のバッテリーオープン検出回路でバッテリーはずれが検出されると、図3の様にトランジスタQ1を導通する最大通電時間は発電機出力の波形が発生しているTduty値となる。この状態から4の通電時間制御はこの範囲で動作させることになる。この方法を図3のバッテリーオープン時の通電制御を基に説明する。
【0015】
まず、入力電源電圧にバッテリーが接続されている状態からバッテリーがはずれて発電機の交流出力のみになった電源電圧波形を図3に示す。また、この状態を検出するバッテリーオープン検出回路例を示す。図2の回路においてU1により電源電圧レベルを検出する。U1の各入力はa入力で(a)電圧を検出し、∂b入力で(b)電圧を検出する。このとき、回路の定数は(a)電圧>(b)電圧になるような抵抗R1、R2、R3、R4とし、また、コンデンサC1、C2の定数はC1 C2とし、a入力時定数>b入力時定数とする。このことにより、バッテリー接続時、U1の出力波形は“L”となり、バッテリーオープン時、U1の出力波形は“H”となり、バッテリーオープンの状態が検出できる。次に、バッテリーオープン状態を検出した場合トランジスタQ1を通電するタイミングをU1出力の立ち上がり点dを最大時間とすることができる。これにより、トランジスタQ1を通電できる入力電源が有る区間(バッテリーオープンデューティ)で動作ができる。
【0016】
次に、このバッテリーオープンデューティ区間に対して通電時間制御するためには図4(c)の立ち上がりタイミングαと点火タイミングコイルの負波形の立ち下がりを固定点火位置βとすると5のF/F回路におけるトランジスタQ1を駆動する区間がα〜β区間となる。この区間でIGNコイルに通電し、点火させる。まず、通電時間は6の電流検出回路で抵抗R3に発生した電圧を検出し、これに比例した通電時間を決定する。つまり、図5に示すように、トランジスタQ1通電電流I0値が大きいときI1は通電時間t1とし通電電流I0値が、小さい時I2は通電時間t2とすることで常にトランジスタQ1通電電流I0値が一定にな るように通電時間をα〜β区間で調整される。
【0017】
また、高回転領域等で通電時間がα〜β区間の最大値αになったときはこのままでIGNコイルを蓄えるにエネルギー不足になる。そこで、これ以上通電電流I0値を大きくする必要になったとき、8のバックアップコイル追加回路を介し てバックアップコイルL1をIGNコイルの一次側と並列に接続することでトランジスタQ1通電電流I0値が大きくなると同時にトランジスタQ1がOFF時 IGNコイルの一次側のインダクタンス分と、バックアップコイルL1のインダクタンス分が加算されるのでIGNコイルの二次側に発生されるエネルギーも増加する。このことにより、前記同様の通電電流と通電時間の関係が同時に成り立つので再び、トランジスタQ1通電電流I0値が一定になるように通電時間をα 〜β区間で調整が可能となる。
【0018】
図6は本発明の他の実施回路図で、図中10は昇圧用のDC−DCコンバータ、又図7は該コンバータ10の一回路例で1は発振器、2は充電電圧検出回路、T1は昇圧トランス、D1は整流ダイオード、C1は電源平滑コンデンサである。即ちこの回路では電源がバッテリーオープン状態になって発電機の交流出力のみになった場合でもDC−DCコンバータを介して、昇圧し、直流高電圧にすることで常に必要電源電圧が確保できる。さらにこれを電源としてIGNコイルに供給することで通電時間を短くすることができ、発電機の交流出力発生区間の通電時間でエンジン動作に必要な点火エネルギーを確保できる。
【0019】
【発明の効果】
本発明は電源系統がバッテリーがオープン状態になって発電機の交流出力のみになり、通電区間が狭くなっても点火必要エネルギー不足が発生することを防止できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施例
【図2】本発明の実施例に適用するバッテリオープン検出回路
【図3】本発明のバッテリオープン検出動作波形
【図4】本発明のバッテリーオープン動作波形
【図5】通電制御動作波形
【図6】本発明の他の実施例
【図7】本発明の他の実施例に適用するコンバータ
【図8】従来トランジスタ方式点火装置の例
【図9】電流遮断時の点火波形図(定常時)
【図10】電流遮断時の点火波形図(バッテリーオープン時)
【符号の簡単な説明】
1 発電機
1a 整流電圧調整装置
1b バッテリ
2 波形整形回路
3 点火時期制御回路
4 通電時間制御回路
5 F/F回路(フリップフロップ)
6 電流検出回路
7 バックオープン検出回路
8 バッテリアップコイル追加回路
9 切替回路
10 制御回路
11 コンバータ回路
12 イグニッション(IGN)コイル
Q1 トランジスタ
Claims (4)
- バッテリ又は発電コイルの発生電圧を電源供給源として、制御回路の信号によりトランジスタをオン、オフ制御してイグニッションコイル(IGNコイル)にキック電圧を発生させ、エンジンを点火するトランジスタ式点火装置において、該制御回路は、バッテリオープン検出手段を備え、このバッテリオープン検出手段は、前記バッテリ接続時の直流レベルと、バッテリオープン時の脈流を検出する2つの入力の充電時間差を利用して電源供給源の電源波形の状態を判別するように構成してあることを特徴とするトランジスタ式点火装置。
- バッテリ又は発電コイルの発生電圧を電源供給源として、制御回路の信号によりトランジスタをオン、オフ制御してイグニッションコイル(IGNコイル)にキック電圧を発生させ、エンジンを点火するトランジスタ式点火装置において、該制御回路は、通電時間制御手段を備え、この通電時間制御手段は、前記発電コイルの前サイクル時の前記IGNコイルへの通電電流検出信号を基に、次サイクル時のトランジスタの導通タイミングを制御するように構成してあることを特徴とするトランジスタ式点火装置。
- 前記制御回路は、通電時間制御手段を備え、この通電時間制御手段は、前記発電コイルの前サイクル時の前記IGNコイルへの通電電流検出信号を基に、次サイクル時のトランジスタの導通タイミングを制御するように構成してある請求項1記載のトランジスタ式点火装置。
- 前記IGNコイルにエネルギー加算手段を設け、前記通電電流検出信号が所定値の時、該エネルギー加算手段を動作せしめるようにした請求項2又は3記載のトランジスタ式点火装置。
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