JPS6053182B2 - internal combustion engine ignition system - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は内燃機関の点火装置に関するものであり、特
に低速回転から高速回転まで高エネルギーの点火性能を
持つ点火装置に関するものである。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION The present invention relates to an ignition device for an internal combustion engine, and particularly to an ignition device that has high energy ignition performance from low speed rotation to high speed rotation.

従来周知の高エネルギー点火装置としては特開昭４６
−７６５７号公報に提案されている点火装置がある。こ
の特開昭４６−７６５７号公報による点火装置において
内燃機関と同期して回転する交流発電機の交流出力を整
流しコンデンサに直流電圧として蓄え、この直流電圧を
前記交流出力のバイアス電圧として加えて波形整形回路
に印加することにより点火コイルの一次電流の通電して
いる閉角度を拡大し、点火コイルの一次電流が所定電流
に達すると前記コンデンサの充電電荷を放電させる様に
負帰還して閉角度いいかえれば通電開始時期を修正し、
点火コイルの一次電流が丁度所定の電流値に達した時に
点火時期になる様に閉角度制御をしている。従つて機関
回転数が低く、交流発電機の交流出力電圧が小さい時に
は前記のコンデンサの充電電圧がほとんど零であるので
前記した様な閉角度制御は出来ず、交流出力波形で決る
閉角度で通電することになり余分な時間一次電流が流れ
、点火コイルやパワートランジスタの消費電力が大きく
温度上昇が大きいという問題があつた。As a conventionally well-known high-energy ignition device, the Japanese Patent Application Laid-Open No. 46
There is an ignition device proposed in Japanese Patent No.-7657. In the ignition system according to Japanese Patent Application Laid-Open No. 46-7657, the AC output of an AC generator rotating in synchronization with the internal combustion engine is rectified and stored in a capacitor as a DC voltage, and this DC voltage is added as a bias voltage to the AC output. By applying the voltage to the waveform shaping circuit, the closing angle at which the primary current of the ignition coil is energized is expanded, and when the primary current of the ignition coil reaches a predetermined current, negative feedback is applied to discharge the charge in the capacitor and the closing angle is increased. In other words, correct the energization start time,
The closing angle is controlled so that the ignition timing occurs when the primary current of the ignition coil reaches a predetermined current value. Therefore, when the engine speed is low and the AC output voltage of the alternator is small, the charging voltage of the capacitor is almost zero, so the closing angle control as described above is not possible, and the current is energized at the closing angle determined by the AC output waveform. As a result, the primary current flows for an extra period of time, leading to problems such as large power consumption in the ignition coil and power transistor, and a large temperature rise.

本発明はかかる従来装置の問題を解決すべくなされたも
ので、内燃機関と同期して回転する交流発電機と、この
交流発電機に発生する交流電圧に応動してスイッチング
する波形整形回路と、この波形整形回路の出力に応動し
て点火コイルの一次電流をオンオフするパワートランジ
スタのベース電流を制御するドライブ回路と、内燃機関
の回転数に応じた直流電圧を前記波形整形回路に加えて
前記交流電圧に対する前記波形整形回路のスイッチング
レベルを変更し点火コイルの一次電流が通電している閉
角度を拡大する様に動作する閉角度拡大回路と、前記点
火コイルの一次電流の通電時間を検出し、この通電時間
が所定の時間を越えた時間幅に応じて充電されるコンデ
ンサおよびこのコンデンサの充電電圧の大きさに応じて
放電時定数が切替わる放電回路を備え、このコンデンサ
の充電電圧によつて前記交流電圧に対する前記波形整形
回路のスイッチングレベルを変更し前記点火コイルの一
次電流が通電している閉角度を縮小する様に動作する閉
角度縮小回路とを具備し、高速回転時においては閉角度
拡大回路により閉角度を拡大し通電時間か所定時間以上
になると閉角度縮小回路が動作して常に通電時間が所定
の時間になる様に閉角度制御を行ない、低速回転時にお
いては交流発電機の交流出力が小さく閉角度拡大回路は
動作せず、一方前記と同様に閉角度縮小回路が動作して
常に通電時間が所定の時間になるべく閉角度制御を行な
う様に構成することによつて、低一速回転から高速回転
までの広い範囲にわたつて点火コイルの一次電流が丁度
所定電流に達した点火時期になる様に閉角度制御を行な
つて高エネルギーの点火を行ない、かつ低速回転時にお
いても点火コイルおよびパワトランジスタの消費電力が
少−ない発熱の少なく信頼性の高い点火装置を提供する
ことを目的とするものである。The present invention has been made to solve the problems of such conventional devices, and includes: an alternator that rotates in synchronization with an internal combustion engine; a waveform shaping circuit that switches in response to the alternating current voltage generated in the alternator; A drive circuit that controls the base current of a power transistor that turns on and off the primary current of the ignition coil in response to the output of the waveform shaping circuit; a closing angle expansion circuit that operates to change the switching level of the waveform shaping circuit with respect to voltage and expand the closing angle at which the primary current of the ignition coil is energized; and detecting the energization time of the primary current of the ignition coil; It is equipped with a capacitor that is charged according to the time width in which the energization time exceeds a predetermined time, and a discharging circuit whose discharging time constant is switched according to the magnitude of the charging voltage of this capacitor. and a closing angle reduction circuit that operates to change the switching level of the waveform shaping circuit with respect to the alternating voltage to reduce the closing angle at which the primary current of the ignition coil is energized, and the closing angle decreases during high-speed rotation. The closing angle is expanded by the expansion circuit, and when the energization time exceeds a predetermined time, the closing angle reduction circuit operates to control the closing angle so that the energization time is always the predetermined time. The AC output is small and the closing angle expansion circuit does not operate, while the closing angle reduction circuit operates in the same way as described above to always control the closing angle so that the energization time is a predetermined time. The closing angle is controlled so that the ignition timing reaches the point where the primary current of the ignition coil reaches a predetermined current over a wide range from first speed rotation to high speed rotation, and high energy ignition is achieved during low speed rotation. Another object of the present invention is to provide a highly reliable ignition device that generates less heat and consumes less power in an ignition coil and a power transistor.

以下図に示す実施例に基づき本発明を説明する。The present invention will be explained below based on embodiments shown in the figures.

第１図は本発明の一実施例を示す回路図である。第１図
において、１〜１５，１７〜３３は抵抗、４０はサーミ
スタ５１〜６５はトランジスタ、６６はパワトランジス
タ、７１〜７５はダイオード、８１〜８７はツェナーダ
イオード、９１〜９６はコンデンサ、１００は交流発電
機、１０１は点火コイル、１０２はバッテリ、１８０〜
１８２は抵抗、１８３はツェナーダイオードである。ま
た、一点鎖線で囲つてある１１１は閉角度拡大回路、１
１２は閉角度縮少回路、１１３は電流制限回路のそれぞ
れのおおよその構成要素が示してある。また、トランジ
スタ５３，５４，６１は波形整形回路の主要要素を構成
し、トランジスタ６２，６４，６５はドライブ回路の主
要要素を構成している。トランジスタ５１，６３はそれ
ぞれトランジスタ５３，６４の温度補償を兼ねたダイオ
ードとして用いてある。コンデンサ９１，９５，９６は
誤動作防止用に用いてある。また、コンデンサ９３は点
火コイル１０１の一次電流を模擬的に検出する一次電流
検出用コンデンサであり、コンデンサ９４はコンデンサ
９３の充電電圧が所定の値を越えた時間幅に応じて充電
される閉角度縮少用コンデンサである。次に、その動作
につき説明する。FIG. 1 is a circuit diagram showing an embodiment of the present invention. In FIG. 1, 1 to 15, 17 to 33 are resistors, 40 is a thermistor, 51 to 65 are transistors, 66 is a power transistor, 71 to 75 are diodes, 81 to 87 are Zener diodes, 91 to 96 are capacitors, and 100 is a AC generator, 101 is an ignition coil, 102 is a battery, 180~
182 is a resistor, and 183 is a Zener diode. In addition, 111 surrounded by a dashed line is a closed angle expansion circuit, 1
12 is a closing angle reduction circuit, and 113 is a current limiting circuit. Further, the transistors 53, 54, and 61 constitute the main elements of the waveform shaping circuit, and the transistors 62, 64, and 65 constitute the main elements of the drive circuit. Transistors 51 and 63 are used as diodes that also serve as temperature compensation for transistors 53 and 64, respectively. Capacitors 91, 95, and 96 are used to prevent malfunction. Further, the capacitor 93 is a primary current detection capacitor that simulates the primary current of the ignition coil 101, and the capacitor 94 is a closed angle that is charged according to the time width when the charging voltage of the capacitor 93 exceeds a predetermined value. This is a reduction capacitor. Next, the operation will be explained.

まず、閉角度拡大回路１１１および閉角度縮小１１２を
省いて説明する。交流発電機１００に発生する交流電圧
が正極側の時にはトランジスタ５３がオンし、トランジ
スタ５４がオフ、トランジスタ６１がオフ、トランジス
タ６２がオン、トランジスタ６４がオフ、トランジスタ
６５がオン、パワトランジスタ６６がオンになり、点火
コイル１０１の一次電流を通電する。そして、点火コイ
ル１０１の通電電流が上昇すると電流検出用抵抗３３の
端子電圧が上昇し、遂に所定の電流値に達すると、抵抗
２７，２８を介してトランジスタ６４のベースの電流が
流れ込み、トランジスタ６４，６５およびパワトランジ
スタ６６が活性領域で制御されて、点火コイル１０１の
通電電流が所定の電流値を越えない様に制御される。サ
ーミスタ４０はトランジスタ６３と同様に電流制限回路
１１３の温度補償用に使用してある。次に交流発電機１
００に発生する交流電圧が負極性に変化すると、トラン
ジスタ５３がオフし、トランジスタ５４がオン、トラン
ジスタ６１がオン、トランジスタ６２がオフ、トランジ
スタ６４がオン、トランジスタ６５がオフ、パワトラン
ジスタ６６がオフになり点火コイル１０１の一次電流が
遮断され図示しない点火プラグが放電する。また、サー
ジ電圧等でバッテリ電圧が異常に上昇した場合には抵抗
２０，２１および定電圧ダイオード８３で構成した過電
圧検出回路によりトランジスタ６１がオンしパワトラン
ジスタ６６がオフしパワトランジスタの波壊を防止する
。次に、閉角度拡大回路１１１および閉角度縮小回路１
１２を含めて第２図の波形図を参照して動作を説明する
。First, the description will be made while omitting the closing angle expansion circuit 111 and the closing angle reduction circuit 112. When the AC voltage generated in the AC generator 100 is positive, the transistor 53 is turned on, the transistor 54 is turned off, the transistor 61 is turned off, the transistor 62 is turned on, the transistor 64 is turned off, the transistor 65 is turned on, and the power transistor 66 is turned on. , and the primary current of the ignition coil 101 is energized. Then, as the current flowing through the ignition coil 101 increases, the terminal voltage of the current detection resistor 33 increases, and when it finally reaches a predetermined current value, the base current of the transistor 64 flows through the resistors 27 and 28, and the , 65 and the power transistor 66 are controlled in the active region so that the current flowing through the ignition coil 101 does not exceed a predetermined current value. The thermistor 40, like the transistor 63, is used for temperature compensation of the current limiting circuit 113. Next, alternator 1
When the AC voltage generated at 00 changes to negative polarity, transistor 53 is turned off, transistor 54 is turned on, transistor 61 is turned on, transistor 62 is turned off, transistor 64 is turned on, transistor 65 is turned off, and power transistor 66 is turned off. Then, the primary current of the ignition coil 101 is cut off, and the ignition plug (not shown) is discharged. Additionally, when the battery voltage rises abnormally due to surge voltage, etc., an overvoltage detection circuit composed of resistors 20 and 21 and a constant voltage diode 83 turns on the transistor 61 and turns off the power transistor 66, preventing wave damage to the power transistor. do. Next, the closing angle expansion circuit 111 and the closing angle reduction circuit 1
The operation will be explained with reference to the waveform diagram of FIG. 2 including 12.

第２図において波形図ａは交流発電機１００の交流出力
を示し、波形図ｂはトランジスタ５３のコレクタ出力を
示し、波形図Ｃはコンデンサ９３の充電電圧波形を示し
、波形図ｄはトランジスタ５７のコレクタ出力を示し、
波形図ｅはコンデンサ９４の充電電圧波形を示す。今、
内燃機関の回転数が充分高いとすると、交流発電機１０
０の交流出力は充分大きい。従つて、コンデンサ９２は
機関回転数に応じた直流電圧で充電され、トランジスタ
５３にはエミッタフォロワのトランジスタ５２および抵
抗６を介して順方向バイアスが供給されている。従つて
、トランジスタ５３が交流発電機１００の交流出力に対
してスイッチングするレベルは第２図波形ａ図示の様に
Ｖ１だけ下げられており、トランジスタ５３はＰ１でオ
フしＱ１でオンし、Ｐ２でオフする。すなわち波形ａ図
示のＱｌ，Ｐ２間が点火コイル１０１の通電時間になる
。すなわち、閉角度拡大回路１１１により閉角度が拡大
されている。この通電時間中にはトランジスタ５４がオ
フしトランジスター５６がオフする。従つて、−コンデ
ンサ９３は第２図波形ｃ図示の様に充電され、ツェナー
ダイオード８２のツェナー電圧まで充電されるとトラン
ジスタ５７がオンしそのコレクタ出力は第２図波形ｄ図
示の様になる。すなわちトランジスタ５７は．トランジ
スタ５３がオンしてから所定時間Ｔだけ遅れてオンする
。この時間Ｔの大きさはバッテリ電圧、抵抗１２、コン
デンサ９３、ツェナーダイオード８２のツェナー電圧に
より決まり、バッテリ電圧が低い時には時間Ｔは長くな
る。時間Ｔの−設定は点火コイル１０１の一次電流が所
望の大きさになるまでの時間に合わせることが望ましい
。そして、コンデンサ９４は第２図波形ｅ図示の様にト
ランジスタ５７がオンしトランジスタ５８がオフしてい
る区間すなわち点火コイル１０１の通電時間から所定時
間Ｔを引いた残りの時間抵抗１５を介して充電され、そ
の他の区間は、抵抗１８０〜１８２、ツェナーダイオー
ド１８３、およびトランジスタ５９のベース電流として
放電する。そして、コンデンサ９４の充電電荷はダーリ
ントン接続したトランジスタ５９，６０、抵抗１７およ
びダイオード７３を介してトランジスタ５３のエミッタ
抵抗８に負帰還される。トランジスタ５ノ５はトランジ
スタ６１のコレクタ信号で制御されるのでトランジスタ
５３がオフの時トランジスタ５５もオフしており、前記
の様に負帰還がかかりトランジスタ５３が逆方向バイア
スを受けることになる。そして、トランジスタ５３がオ
フの区間中逆方向バイアスを受ける。このことはすなわ
ち第２図波形ｄ（７）Ｐ２点でトランジスタ５３がオフ
した後次にトランジスタ５３がオンする点Ｑ２が前記の
順方向バイアスＶ１と逆方向バイアスＶ２とによつて決
定されることになる。そして、トラーンジスタ５３がオ
ンした後はトランジスタ５５もオンするので逆方向バイ
アスがなくなり、次のオフ点Ｐ３は順方向バイアス■１
のみによつて決まる。すなわち、このトランジスタ５５
はトランジスタ５３のスイッチングの正帰還作用を行い
、特に、低速回転で交流発電機１００の交流出力が小さ
くまた傾斜がゆるやかな時の発振防止に効果がある。前
記した様に閉角度縮小回路１１２による逆方向バイアス
Ｖ２は点火コイル１０１の通電時間から所定時間Ｔを引
いた時間幅に応動し、トランジスタ５３のオン点すなわ
ち点火コイル１０１の通電開始点を順方向バイアスＶ１
のみで決まるＱ１点からＱ２点に変更して閉角度を縮小
する。閉角度を縮小しすぎた場合には、次の点火サイク
ルにおける（通電時間−Ｔ）の時間幅が小さくなり逆バ
イアスＶ２が小さくなる結果閉角度の縮小度を修正し、
通電時間をほぼＴに制御する。次に内燃機間の低速回転
時につき説明する。低速回転時においては交流発電機１
００の交流出力は非常に小さい。従つて閉角度拡大回路
１１１のコンデンサ９２の充電電圧はほとんど零であり
、順方向バイアスＶ１はほとんど零であり、閉角度縮小
回路１１２がない場合には交流発電機１００の交流出力
の零クロス点（第２図波形ａの場合はＸｌ，Ｙｌ点）で
決定される点でトランジスタ５３がスイッチングする。
そして、低速回転である為その時の点火コイル１０１の
通電時間は時間Ｔ比べ非常に長くなる。従来装置におい
てはこの場合の閉角度は何ら補正できなかつたが、本発
明装置においては高速回転時に説明したと同様の作動で
閉角度縮小回路１１２がトランジスタ５３に逆バイアス
を供給し通電時間をほぼＴに制御する。第３図は本発明
の点火装置に用いる閉角度縮小回路１１２の他の実施例
を示す要部電気回路図である。第３図において、１３１
〜１３９は抵抗、１４１〜１４７はトランジスタである
。トランジスタ１４１と１４２，１４３と１４４，１４
５と１４６は同一種のトランジスタで温度補償してある
。第３図図示の回路の主構成要素はトランジスタ１４３
と１４４による差動増幅器であり、第１図図示の回路で
はツェナーダイオード８２により所定時間Ｔを検出して
いたものを温度補償した差動増幅を用いてより精度よく
検出するようにしたものである。第４図は本発明の点火
装置に用いる閉角度縮小回路１１２のさらに他の実施例
を示す要部電気回路図である。In FIG. 2, waveform chart a shows the AC output of the alternator 100, waveform chart b shows the collector output of the transistor 53, waveform chart C shows the charging voltage waveform of the capacitor 93, and waveform chart d shows the AC output of the transistor 57. shows the collector output,
Waveform diagram e shows the charging voltage waveform of capacitor 94. now,
If the rotational speed of the internal combustion engine is high enough, the alternator 10
The AC output of 0 is sufficiently large. Therefore, the capacitor 92 is charged with a DC voltage corresponding to the engine speed, and a forward bias is supplied to the transistor 53 via the emitter follower transistor 52 and the resistor 6. Therefore, the level at which the transistor 53 switches with respect to the AC output of the AC generator 100 is lowered by V1 as shown in waveform a in FIG. 2, and the transistor 53 is turned off at P1, turned on at Q1, and turned on at P2. Turn off. That is, the period between Ql and P2 shown in the waveform a corresponds to the energization time of the ignition coil 101. That is, the closing angle is expanded by the closing angle expansion circuit 111. During this energization time, transistor 54 is turned off and transistor 56 is turned off. Therefore, - capacitor 93 is charged as shown in waveform c in FIG. 2, and when charged to the Zener voltage of Zener diode 82, transistor 57 is turned on and its collector output becomes as shown in waveform d in FIG. That is, the transistor 57. After the transistor 53 is turned on, it is turned on with a delay of a predetermined time T. The magnitude of this time T is determined by the battery voltage, the Zener voltage of the resistor 12, the capacitor 93, and the Zener diode 82, and the time T becomes longer when the battery voltage is low. It is desirable that the time T be set to match the time required for the primary current of the ignition coil 101 to reach a desired level. Then, the capacitor 94 is charged via the resistor 15 during the period in which the transistor 57 is on and the transistor 58 is off, as shown in the waveform e in FIG. The other sections are discharged as the base current of the resistors 180 to 182, the Zener diode 183, and the transistor 59. The charge in the capacitor 94 is then negatively fed back to the emitter resistor 8 of the transistor 53 via the Darlington-connected transistors 59 and 60, the resistor 17, and the diode 73. Since the transistor 5 is controlled by the collector signal of the transistor 61, when the transistor 53 is off, the transistor 55 is also off, and negative feedback is applied as described above, so that the transistor 53 receives a reverse bias. Then, during the off period, the transistor 53 receives a reverse bias. This means that the point Q2 at which the transistor 53 turns on after it turns off at point P2 of the waveform d(7) in FIG. 2 is determined by the forward bias V1 and the reverse bias V2. become. Then, after the transistor 53 is turned on, the transistor 55 is also turned on, so there is no reverse bias, and the next off point P3 is the forward bias ■1
Depends only on That is, this transistor 55
performs a positive feedback effect on the switching of the transistor 53, and is particularly effective in preventing oscillation when the AC output of the alternator 100 is small and the slope is gentle at low speed rotation. As described above, the reverse direction bias V2 by the closing angle reduction circuit 112 responds to the time width obtained by subtracting the predetermined time T from the energization time of the ignition coil 101, and changes the ON point of the transistor 53, that is, the energization start point of the ignition coil 101, in the forward direction. Bias V1
The closing angle is reduced by changing the Q1 point, which is determined by only the Q1 point, to the Q2 point. If the closing angle is reduced too much, the time width of (energization time - T) in the next ignition cycle becomes smaller, and the reverse bias V2 becomes smaller. As a result, the degree of reduction of the closing angle is corrected,
The energization time is controlled to approximately T. Next, explanation will be given regarding low speed rotation between the internal combustion engines. During low speed rotation, AC generator 1
The AC output of 00 is very small. Therefore, the charging voltage of the capacitor 92 of the closing angle expansion circuit 111 is almost zero, the forward bias V1 is almost zero, and if there is no closing angle reduction circuit 112, the zero cross point of the AC output of the alternator 100 The transistor 53 switches at a point determined by (points Xl and Yl in the case of waveform a in FIG. 2).
Since the ignition coil 101 rotates at a low speed, the energization time of the ignition coil 101 at that time is much longer than the time T. In the conventional device, the closing angle could not be corrected at all in this case, but in the device of the present invention, the closing angle reduction circuit 112 supplies a reverse bias to the transistor 53 in the same manner as described during high-speed rotation, and the energization time is almost reduced. Control to T. FIG. 3 is an electrical circuit diagram of a main part showing another embodiment of the closing angle reduction circuit 112 used in the ignition device of the present invention. In Figure 3, 131
139 are resistors, and 141 to 147 are transistors. Transistors 141 and 142, 143 and 144, 14
5 and 146 are temperature-compensated transistors of the same type. The main component of the circuit shown in FIG. 3 is the transistor 143.
and 144, and the circuit shown in Figure 1 detects T for a predetermined time using the Zener diode 82, but it uses a temperature compensated differential amplifier to detect it more accurately. . FIG. 4 is an electrical circuit diagram showing still another embodiment of the closing angle reduction circuit 112 used in the ignition system of the present invention.

第４図において、１５１〜１５５は抵抗、１６１〜１６
４はトランジスタであり、これらによつて放電電流増幅
回路１７０が構成してある。まず、抵抗１８０とツェナ
ーダイオード１８３との直列回路がない場合における第
４図図示の放電電流増幅回路１７０の動作を第５図、第
６図の波形図を参照して説明する。まず、トランジスタ
１６１と１６２の組み合わせおよびトランジスタ１６３
と１６４の組み合わせはそれぞれ同一種のトランジスタ
を用いて温度補償を行なつた電流増幅回路であつて、そ
れぞれ抵抗１５２と１５３の電圧降下および抵抗１５４
と１５５の電圧降下が等しくなる様に電流増幅する。従
つて、コンデンサ９４の放電電流が抵抗１５１，１５２
およびトランジスタ１６１を介して流れている限り抵抗
１５５およびトランジスタ１６牡ダイオード７３を介し
てトランジスタ５３に逆方向バイアスを供給する。従つ
て、トランジスタ５３のエミッタ抵抗に供給される逆方
向バイアス電圧は第６図図示の波形ｈの様に初期電圧■
０から指数関数カーブで変化する電圧となる。第５図、
第６図において、横軸は時間、縦軸は電圧である。また
、波形ｆは交流発電機１００の交流出力の正極性のピー
ク電圧Ｖを波形間隙ｔに対してプロットしたものである
。一般に交流発電機１００の出力は機関回転数に対して
直線的に増加するので波形ｆは１／ｔの関数になる。一
方、第１図、第３図、第４図図示の回路の場合には、逆
方向バイアス電圧はトランジスタ５９，６０によるエミ
ッタフォロワおよび抵抗１７、ダイオード７３を介して
供給されるのでコンデンサ９４の充電電圧がトランジス
タ５９，６０およびダイオード７３の順電圧降下分以下
になると逆方向バイアスを供給できなくなる。従つて、
実質的な逆方向バイアスは第５図図示の波形ｇの様に、
時刻ＴＯで零になるので交流発電機１００の交流出力の
波形周期がＴＯ以上の超低速回転時には逆方向バイアス
がかからない。また、一方時刻ｔにおける逆方向バイア
ス電圧値が、波形周期がｔの時の交流発電機１００の交
流出力の正極性のピーク電圧を越えるとトランジスタ５
３はオンできず点火ミスとなる。すなわち第５図、第６
図の逆方向バイアス電圧波形Ｇ，ｈは必ず波形ｆの下側
になければならない。従つて、第５図図示の波形ｇの様
にコンデンサ９４の放電時定数を大きくすると波形ｇ〉
波形ｆの時刻ｔに相当する波形周期の回転数区間で点火
ミスとなる。一方、第６図図示の波形ｆおよび波形ｈに
おいては、波形ｆが１／ｔの関数であり波形ｈは指数関
数であるのでその差は極小値を持つ。従つて、その極小
点で波形ｈが波形ｆ以上にならない様に回路定数を設定
しておけば、前記した様にコンデンサ９４の放電電流が
抵抗１５１，１５２お”よびトランジスタ１６１を介し
て流れている限りトランジスタ５３に逆方向バイアスを
供給するので、機関の超低速時においても逆方向バイア
スによつて閉角度を縮小して点火コイル１０１の通電時
間をほぼＴに制御するので制御性能が高い。さらに、第
１図、第３図、第４図図示の回路では、コンデンサ９４
の放電回路に抵抗１８０とツェナーダイオード１８３の
直列回路が挿入されている。従つて、コンデンサ９４の
充電電圧がツエナータイオード１８３のツェナー電圧に
比して高“いか低いかにより放電時定数が切替わる。よ
つて、逆方向バイアスは第５図図示の波形ｇおよび第６
図図示の波形ｈに対しそれぞれ第７図図示の波形１およ
び第８図図示の波形ｊの様にｔが小さい時により高く設
定できる。これはｔが小さい時、すなわち機関の高速回
転時に大きな逆方向バイアスをかけ得ることを示し、高
速回転時における制御性能がより向上する。さらに、本
発明の思想を応用して逆方向バイアス波形を多段の折れ
線近似曲線にして波形ｆに近づければさらに制御性能を
向上できる。また、閉角度拡大回路１１１や閉角度縮小
回路１１２の時定数回路ではコンデンサに並列にサーミ
スタを配置して温度特性を向上することも可能である。In Fig. 4, 151-155 are resistors, 161-16
4 is a transistor, which constitutes a discharge current amplification circuit 170. First, the operation of the discharge current amplifier circuit 170 shown in FIG. 4 in the case where there is no series circuit of the resistor 180 and the Zener diode 183 will be described with reference to the waveform diagrams of FIGS. 5 and 6. First, the combination of transistors 161 and 162 and the transistor 163
The combinations of and 164 are current amplifier circuits that perform temperature compensation using transistors of the same type, and the voltage drop of the resistors 152 and 153 and the voltage drop of the resistor 154 are respectively
The current is amplified so that the voltage drops at and 155 are equal. Therefore, the discharge current of the capacitor 94 is
As long as the current flows through transistor 161, reverse bias is provided to transistor 53 through resistor 155 and diode 73. Therefore, the reverse bias voltage supplied to the emitter resistor of the transistor 53 is equal to the initial voltage .
The voltage changes from 0 in an exponential curve. Figure 5,
In FIG. 6, the horizontal axis is time and the vertical axis is voltage. Further, the waveform f is a graph obtained by plotting the positive polarity peak voltage V of the AC output of the AC generator 100 against the waveform gap t. Generally, the output of the alternator 100 increases linearly with the engine speed, so the waveform f becomes a function of 1/t. On the other hand, in the case of the circuits shown in FIG. 1, FIG. 3, and FIG. When the voltage becomes less than the forward voltage drop of transistors 59, 60 and diode 73, reverse bias cannot be supplied. Therefore,
The substantial reverse bias is as shown in the waveform g shown in FIG.
Since it becomes zero at time TO, no reverse bias is applied when the AC generator 100 rotates at a very low speed in which the waveform period of the AC output is equal to or higher than TO. On the other hand, if the reverse bias voltage value at time t exceeds the positive peak voltage of the AC output of the AC generator 100 when the waveform period is t, the transistor 5
3 will not turn on and will result in ignition error. That is, Figures 5 and 6
The reverse bias voltage waveforms G and h in the figure must always be below the waveform f. Therefore, if the discharge time constant of the capacitor 94 is increased as shown in the waveform g shown in FIG.
An ignition error occurs in the rotation speed section of the waveform period corresponding to time t of waveform f. On the other hand, in the waveform f and waveform h shown in FIG. 6, since the waveform f is a function of 1/t and the waveform h is an exponential function, the difference therebetween has a minimum value. Therefore, if the circuit constants are set so that the waveform h does not exceed the waveform f at the minimum point, the discharge current of the capacitor 94 will flow through the resistors 151, 152 and the transistor 161 as described above. Since the reverse bias is supplied to the transistor 53 as long as the engine is running at a very low speed, the closing angle is reduced by the reverse bias and the energization time of the ignition coil 101 is controlled to approximately T, resulting in high control performance. Furthermore, in the circuits shown in FIGS. 1, 3, and 4, the capacitor 94
A series circuit of a resistor 180 and a Zener diode 183 is inserted in the discharge circuit. Therefore, the discharge time constant changes depending on whether the charging voltage of the capacitor 94 is higher or lower than the Zener voltage of the Zener diode 183. Therefore, the reverse bias is determined by the waveforms g and 6 shown in FIG.
The waveform h shown in the figure can be set higher when t is small, as in waveform 1 shown in FIG. 7 and waveform j shown in FIG. 8, respectively. This indicates that a large reverse bias can be applied when t is small, that is, when the engine rotates at high speed, and the control performance during high speed rotation is further improved. Furthermore, if the idea of the present invention is applied to make the reverse bias waveform a multi-stage polygonal line approximate curve to bring it closer to the waveform f, control performance can be further improved. Furthermore, in the time constant circuits of the closing angle expansion circuit 111 and the closing angle reduction circuit 112, it is also possible to improve the temperature characteristics by arranging a thermistor in parallel with the capacitor.

また、本発明の実施例においては閉角度拡大回路１１１
は交流発電機１００の交流出力を整流して内燃機関の回
転数と共に変化する直流電圧を作り順方向バイアスとし
て波形整形回路のトランジスタ５３に印加しているが、
例えば波形整形回路出力の微分信号を整流充電したり、
波形整形回路出力で単安定マルチバイブレータをトリガ
しその出力を平滑した直流電圧を順方向バイアスとして
もよい。Further, in the embodiment of the present invention, the closing angle expansion circuit 111
rectifies the AC output of the AC generator 100 to create a DC voltage that changes with the rotation speed of the internal combustion engine and applies it as a forward bias to the transistor 53 of the waveform shaping circuit.
For example, by rectifying and charging the differential signal output from a waveform shaping circuit,
A monostable multivibrator may be triggered by the output of the waveform shaping circuit, and a DC voltage obtained by smoothing the output may be used as the forward bias.

以上説明した様に本発明点火装置においては、内燃機関
と同期して回転する交流発電機と、この交流発電機に発
生する交流電圧に応動してスイッチングする波形整形回
路と、この波形整形回路の出力に応動して点火コイルの
一次電流をオンオフするパワトランジスタのベース電流
を制御するドライブ回路と、内燃機関の回転数に応た電
圧を前記波形整形回路に加えて前記交流電圧に対する前
記波形整形回路のスイッチングレベルを変更して前記点
火コイルの一次電流が通電している閉角度を拡大する様
に動作する閉角度拡大回路と、前記点火コイルの一次電
流の通電開始点より充電され、この一次電流の通電状態
を模擬的に検出する一次電流検出用コンデンサ、このコ
ンデンサの充電電圧が所定の値を越えた時間幅に応じて
充電される閉角度縮小用コンデンサおよび、この閉角度
縮小用コンデンサの充電電圧によつて前記交流電圧に対
する前記波形整形回路のスイッチングレベルを変更し、
前記点火コイルの一次電流が通電している閉角度を縮小
する様に動作する閉角度縮小回路とを具備しているから
、内燃機関が低速回転動作であつて交流出力が小さい時
においても閉角度縮小回路が動作して通電時間が所定の
時間になる様に閉角度制御を行い、これによつて低速回
転時の点火コイルおよびパワトランジスタの消費電力が
少なく発熱が少なく、信頼性が高いという優れた効果が
ある。As explained above, the ignition system of the present invention includes an alternator that rotates in synchronization with the internal combustion engine, a waveform shaping circuit that switches in response to the alternating current voltage generated in the alternator, and a waveform shaping circuit that switches in response to the alternating current voltage generated in the alternator. a drive circuit that controls the base current of a power transistor that turns on and off the primary current of the ignition coil in response to the output; and the waveform shaping circuit that applies a voltage corresponding to the rotational speed of the internal combustion engine to the waveform shaping circuit and applies the voltage to the alternating current voltage. a closing angle expansion circuit that operates to expand the closing angle at which the primary current of the ignition coil is applied by changing the switching level of the ignition coil; A primary current detection capacitor that simulates the energization state of the capacitor, a capacitor for reducing the closing angle that is charged according to the time width when the charging voltage of this capacitor exceeds a predetermined value, and a charging capacitor for reducing the closing angle. changing the switching level of the waveform shaping circuit for the alternating current voltage depending on the voltage;
Since it is equipped with a closing angle reduction circuit that operates to reduce the closing angle at which the primary current of the ignition coil is flowing, the closing angle can be reduced even when the internal combustion engine is operating at a low speed and the AC output is small. The reduction circuit operates and the closing angle is controlled so that the energization time is the predetermined time, and as a result, the ignition coil and power transistor consume less power during low speed rotation, generate less heat, and are highly reliable. It has a positive effect.

さらに、低速回転から高速回転まで通電時間が所定の時
間になる様に閉角度拡大回路および閉角度縮小回路の動
作で制御するから、点火時期に達した時の点火コイルの
一次電流が所定の電流値に達しており高エネルギーの点
火が行なえるという優れた効果がある。さらに、前記閉
角度縮小用コンデンサを充電電圧の大きさに応じて放電
時定数が切り替わる放電回路を介して放電する様に構成
したから、閉角度縮小用コンデンサの放電力ーブを交流
発電機の交流出力電圧の波形周期に対する特性カーブに
近づけることができるので、閉角度の縮小の制御性能が
向上し、高速回転から超低速回転まで応答よく閉角度制
御ができるという優れた効果がある。Furthermore, since the closing angle enlargement circuit and the closing angle reduction circuit are controlled so that the energization time is a predetermined time from low speed rotation to high speed rotation, the primary current of the ignition coil when the ignition timing is reached is the predetermined current. It has the excellent effect of achieving high energy ignition. Furthermore, since the capacitor for reducing the closing angle is configured to be discharged through a discharge circuit whose discharge time constant is switched depending on the magnitude of the charging voltage, the discharge curve of the capacitor for reducing the closing angle is changed from that of the alternating current generator. Since the characteristic curve for the waveform period of the AC output voltage can be approximated, the control performance for reducing the closing angle is improved, and there is an excellent effect that the closing angle can be controlled with good response from high-speed rotation to extremely low-speed rotation.

【図面の簡単な説明】 第１図は本発明装置の一実施例を示す電気回路図、第２
図はその動作説明に供する各部波形図、第３図および第
４図は第１図図示装置に適用する閉角度縮小回路１１２
の他の実施例をそれぞれ示す要部電気回路図、第５図乃
至第８図はそれぞれ第１図又は第３図および第４図図示
回路の動作説明に供する波形図である。 ５３，５４，６１・・・波形整形回路の主要構成要素と
してのトランジスタ、６２，６４，６５・・・ドライブ
回路の主要構成要素としてのトランジスタ、６６・・・
パワトランジスタ、９４・・・コンデンサ、１００・・
・交流発電機、１０１・・・点火コイル、１０２・・・
バッテリ、１１１・・・閉角度拡大回路、１１２・・・
閉角度縮小回路、１１３・・・定電流制限回路、１８０
〜１８３・・・放電回路を構成する抵抗とツェナーダイ
オード。[Brief Description of the Drawings] Fig. 1 is an electric circuit diagram showing an embodiment of the device of the present invention, Fig. 2 is an electric circuit diagram showing an embodiment of the device of the present invention;
The figure is a waveform diagram of each part to explain its operation, and FIGS. 3 and 4 are closed angle reduction circuits 112 applied to the device shown in FIG. 1.
5 to 8 are waveform diagrams for explaining the operation of the circuit shown in FIG. 1, FIG. 3, and FIG. 4, respectively. 53, 54, 61... Transistors as main components of the waveform shaping circuit, 62, 64, 65... Transistors as main components of the drive circuit, 66...
Power transistor, 94... Capacitor, 100...
・AC generator, 101...Ignition coil, 102...
Battery, 111...Closing angle expansion circuit, 112...
Closed angle reduction circuit, 113... constant current limit circuit, 180
~183...Resistor and Zener diode that constitute the discharge circuit.

Claims (1)

【特許請求の範囲】 １ 点火コイルと、この点火コイルの一次電波をオンオ
フするパワートランジスタと、内燃機関と同期して回転
する交流発電機と、この交流発電機に発生する交流電圧
に応動してスイッチングする波形整形回路と、この波形
整形回路の出力に応動して前記パワートランジスタのベ
ース電流を制御するドライブ回路と、前記内燃機関の回
転数に応じた電圧を前記波形整形回路に加えて前記交流
電圧に対する前記波形整形回路のスイッチングレベルを
変更して前記点火コイルの一次電流が通電している閉角
度を拡大する様に動作する閉角度拡大回路と、前記点火
コイルの一次電流の通電開始点より充電され、この一次
電流の通電状態を模擬的に検出する一次電流検出用コン
デンサ、このコンデンサの充電電圧が所定の値を越えた
時間幅に応じて充電される閉角度縮小用コンデンサおよ
びこの閉角度縮小用コンデンサの充電電圧の大きさに応
じて放電時定数が切替わる放電回路を備え、前記閉角度
縮小用コンデンサの充電電圧によつて前記交流電圧に対
する前記波形整形回路のスイッチングレベルを変更し、
前記点火コイルの一次電流が通電している閉角度を縮小
するように動作する閉角度縮小回路とを具備する内燃機
関用点火装置。 ２ 前記閉角度縮小回路は、前記コンデンサの充電電圧
に応じて前記波形整形回路のトランジスタに逆方向のバ
イアスを印加するものよりなる特許請求の範囲第１項記
載の内燃機関用点火装置。 ３ 前記コンデンサはバッテリ電圧の大きさに応じて充
電電圧が変化する特許請求の範囲第１項記載の内燃機関
用点火装置。[Claims] 1. An ignition coil, a power transistor that turns on and off the primary radio waves of the ignition coil, an alternator that rotates in synchronization with the internal combustion engine, and an alternating current generator that responds to the alternating current voltage generated in the alternator. a waveform shaping circuit for switching; a drive circuit for controlling the base current of the power transistor in response to the output of the waveform shaping circuit; and a drive circuit for controlling the base current of the power transistor in response to the output of the waveform shaping circuit; a closing angle expansion circuit that operates to change the switching level of the waveform shaping circuit with respect to voltage to expand the closing angle at which the primary current of the ignition coil is energized; A primary current detection capacitor that is charged and that simulates the conduction state of this primary current, a closing angle reduction capacitor that is charged depending on the time width when the charging voltage of this capacitor exceeds a predetermined value, and this closing angle. comprising a discharging circuit whose discharging time constant is switched according to the magnitude of the charging voltage of the reducing capacitor, and changing the switching level of the waveform shaping circuit with respect to the AC voltage depending on the charging voltage of the closing angle reducing capacitor;
An ignition device for an internal combustion engine, comprising: a closing angle reduction circuit that operates to reduce the closing angle at which the primary current of the ignition coil is flowing. 2. The ignition device for an internal combustion engine according to claim 1, wherein the closing angle reduction circuit applies a reverse bias to the transistor of the waveform shaping circuit in accordance with the charging voltage of the capacitor. 3. The ignition device for an internal combustion engine according to claim 1, wherein the charging voltage of the capacitor changes depending on the magnitude of the battery voltage.