JPS6138163A - 内燃機関用点火装置 - Google Patents

内燃機関用点火装置

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JPS6138163A
JPS6138163A JP15847784A JP15847784A JPS6138163A JP S6138163 A JPS6138163 A JP S6138163A JP 15847784 A JP15847784 A JP 15847784A JP 15847784 A JP15847784 A JP 15847784A JP S6138163 A JPS6138163 A JP S6138163A
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coil
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    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02PIGNITION, OTHER THAN COMPRESSION IGNITION, FOR INTERNAL-COMBUSTION ENGINES; TESTING OF IGNITION TIMING IN COMPRESSION-IGNITION ENGINES
    • F02P3/00Other installations
    • F02P3/02Other installations having inductive energy storage, e.g. arrangements of induction coils
    • F02P3/04Layout of circuits
    • F02P3/05Layout of circuits for control of the magnitude of the current in the ignition coil
    • F02P3/051Opening or closing the primary coil circuit with semiconductor devices

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  • Ignition Installations For Internal Combustion Engines (AREA)

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】 〔産業上の利用分野〕 本発明は内燃機関用点火時期制御装置に関し特に、点火
コイルに流れる1次電流飛び上り現象が生じた場合に発
生する点火コイル、点火コイル駆動部の発熱を低減する
点火時期制御装置に関する。
〔従来の技術〕
従来のこの種の内燃機関用点火装置は、例えば特開昭5
6−23564号公報で知られており、この場合、点火
コイルの1次電流を検出し、一定電流に達した期間を示
す信号を入力して点火コイルのオン時間を制御する構成
であり、第5図に概略図を示す。
すなわち、エンジン回転を検出する回転センサ1、通電
時間制御のための入力情報を検出する各種センサ2、回
転センサl、各種センサ2およびイグナイタ4からの情
報を入力して通電時間を演算する演算器3、演算器3の
出力信号を電力増幅して点火コイル5を直接駆動すると
ともに点火コイル−次側電流が成る一定値に達すると定
電流信号を出力するイグナイタ4、イグナイタ4の出力
を受げる点火コイル5、および点火コイル5の出力を受
けるプラグ6を具備する構成である。
第5図に示される内燃機関用点火装置の制御動作は、第
6図に示される制御フローに従う。
第6図において3は上記演算器を示し、31〜37は該
演算器の動作ステップを示し、ステップ31で定電流時
間目標値を算出しくTe)、ステップ32で前回の定電
流時間を計測しくTa)、ステップ33で定電流時間目
標値Teと前回の定電流時間計測値Taとの差を演算し
、ステップ34でエンジン条件による補正量を演算し、
ステップ36で前回のオン時間に該補正量(’Th)を
加算(36ステツプ)し、オフ時間優先(37ステツプ
)して出力する方法である。
第7図のタイムチャートで詳しく説明する。
tlO時刻で(Taxiを計測しくTe)iとの差(T
h)iを求め、(Th)iに補正係数(K)iを乗じて
(To)iを加えて(’l’o)i++を出力する。
t2o20時刻Ta)i++を計測しくTe)iとの差
(Th)i十+を求め、(Th)i++に補正係数(K
)i++を乗じて(To)i41を加えて(To)i+
2を出力する。以下同様の制御を繰り返す。
次に1次電流飛び上りが発生した場合について第8図で
説明する。
tso時刻において飛び上りを検出する。
その検出方法はt4040時刻算した(Th)i +4
 * (K)  t + 4値とtso時刻で計測した
(Ta)i+5値とを比較しくTh)i+4*(K)i
+4< (Ta)i+sの場合は飛び上りと判断して(
To)i+sに(Th)i+5*(K)t+sを加えて
(To)i+sを出力する。
〔発明が解決しようとする問題点〕
このような従来の制御方法には次の問題点がある。
(1) t s o時刻において飛び上りを検出したと
きにはすでにその点火においては定電流目標値(’l”
e)i+sより大きな定電流期間でありこの期間での点
火コイル及び点火コイル駆動用のイグナイタの発熱増加
要因となる。
(2)t8080時刻いては飛び上りが発生しなかった
ので逆に1次電流不足により失火する可能性がある。
本発明は2.上述した従来の技術を鑑みて、点火コイル
の1次電流の飛び上りが生じても、1次電流の定電流期
間を一定に保つものである。
〔問題点を解決するための手段〕
点火コイルの1次電流を検出する電流検出用抵抗と、こ
の電流検出用抵抗に流れる電流に応じた電圧を入力して
、前記点火コイルの1次電流を所定値に制御する定電流
制御部と、前記点火コイルへの通電開始時に、前記点火
コイルに流れる1次電流に応じた電圧を保持するサンプ
ルホールド回路と、前記点火コイルへの通電開始時に、
前記点火コイルの時定数に対応した時定数の立ち上りで
ある信号を出力する積分回路と、前記サンプルホールド
回路の出力と前記積分回路の出力とを比較し、前記サン
プルホールド回路の出力が大きい場合には、前記定電流
制御部に前記サンプルホールド回路の出力を入力し、小
さい場合には、設定電圧を前記定電流制御部に入力する
アナログ信号切替え回路とを有する内燃機関用点火装置
とすることである。
〔作用〕
点火コイルの一次電流の飛び上りが生じても、飛び上り
が生じていない時の点火コイルの一次電流の立ち上り量
と対応、比較して、−次電流の飛び上り量までは、−次
電流の飛び上り量を保持し、その後点火コイルに一次電
流を流すようにしたので、常に一次電流の定電流期間を
一定に行う。
〔実施例〕
以下本発明を図に示す実施例について説明する。
第3図に示すように、シグナルロータ1oo1がら、点
火コイル1800点火時期を検出し、制御する点火時期
制御回路100oが接続されている。
そして回転角センサは1001と1002で構成され、
1001は内燃機関の基準位置を検出するために、ディ
トリピユータ内に構成した強磁性材料のシグナルロータ
であり、例えば各気筒毎にBTDC90°CA(上死点
前90度クランクアングル)の位置に突起を有する構造
である。また1002は電磁ピックアップであり、シグ
ナルロータ1001とによる鎖交磁束変化により、内燃
機関の各気筒の基準位置である電気信号を発生する。
1003は従来より周知の電圧レベル比較型の整形回路
であり、電磁ピンクアップ1002の信号を波形整形し
て、演算部を構成するマイクロコンピュータ(MPU)
1004の割り込み入力端子INTに供給する。
マイクロコンピュータ1004は、例えば68系8ビツ
トマイクロコンピユータ(6801)である。電磁ピッ
クアップ1002と整形回路1003とMPU1004
とにより、点火時期制御回路を構成している。
そして整形回路1003で整形した信号波形をMp01
oo4により、機関の負荷の大きさおよび回転数等の機
関パラメータから目標とする点火時期を制御すると共に
、回転数が変化しても点火コイルへの通電時間をほぼ一
定にし、点火コイルの通電時を制御している。そして、
第3図に示す回路は、従来公知のものであるため、詳細
な説明は省略します。(また公知資料としては、例えば
、特開昭57−195’ 867号公報に示されていま
す。)そして、第2図Aに示すように、点火コイル18
0への通電開始時に立ち下がり、次に通電時間をほぼ一
定にして、点火コイル180の点火時期に立ち上がる点
火時期制御矩形波を発生する。
また、この第2図への矩形波を入力端子1に入力してい
る。
端子2には、電源電圧が印加されている。
100は単安定回路であり、この単安定回路100には
、単安定回路部品101と抵抗103とコンデンサ10
2とで構成される。そして単安定回路部品101は、例
えば東芝製の製品名TC40478P相当品である。ま
た、単安定回路部品101のマイナストリガ(−TR)
には、端子1が接続されている。さらに、抵抗103、
コンデンサ102および抵抗103とコンデンサ102
との接続点は、それぞれ単安定回路部品101に接続さ
れている。そして単安定回路部品101の出力(Q)よ
り、第2図Aの点火コイル180への通電開始時である
立ち下がりタイミングで作動して、第2図Cの一定パル
ス幅(約百μsである)で、高レベルを出力する。また
、第2図Cのパルス幅は、コンデンサ102および抵抗
103で設定する。
110は積分回路である。抵抗111は、端子2とトラ
ンジスタ113のコレクタとの間に接続されている。ま
た抵抗112は、端子1とトランジスタ113のベース
との間に接続されている。
トランジスタ113のエミッタは接地されている。
またコンデンサ114は、一端がトランジスタ113の
コレクタに接続され、他端は接地している。
そして抵抗111とコンデンサ114とで設定される時
定数は抵抗111を調整して、点火コイル180のイン
ダクタンスと内部抵抗とで設定される時定数と同じにし
である。また積分回路110のトランジスタ113のコ
レクタから出る三角波の出力信号は、第2図Bに示す。
120はアナログ信号切替え回路である。
121.122は抵抗である。123.124はそれぞ
れ第1、第2のアナログスイッチであり、例えば東芝社
の製品名TC40668P相当品である。125はイン
バータであり、例えば東芝社の製品名TC4069BP
相当品である。そして第1のアナログスイッチ123の
入力側123aは、抵抗121と抵抗122の接続点に
接続されている。また抵抗121の一端は、端子2に接
続され、抵抗122の一端は接地されている。第2のア
ナログスイッチ124の入力側124aはサンプルホー
ルド回路140の出力に接続されている。第1のアナロ
グスイッチ123の出力側123bと第2のアナログス
イッチ124の出力側124bとは、接続されている。
そして第1のアナログスイッチ123のコントロール端
子123Cは、インバータ125を介して、比較器13
0の出力側に接続されている。また、第2のアナログス
イッチ124のコントロール端子124Cは、比較器1
30の出力側に接続されている。
比較器130は、例えば日本電気社の製品名Upc27
7C相当品である。そして比較器130の反転入力側は
、積分回路110のトランジスタ113のコレクタに接
続され、非反転入力側は、サンプルホールド回路140
の演算増幅器143の出力に接続されている。
140はサンプルホールド回路である。141はアナロ
グスイッチであり、例えば東芝社の製品名TC4066
8P相当品である。142はコンデンサであり、143
はバッファの働きをする演算増幅器で、例えば日本電気
社の製品名upc1251Cである。そしてアナログス
イッチ141の入力側141aは、一端を接地した抵抗
150の他端に接続され、出力側141bは、演算増幅
器143のプラス入力端子に接続されている。またコン
トロール端子141Cは、単安定回路100の単安定回
路部品101の出力に接続されている。さらに一端を接
地したコンデンサ142の他端は、演算増幅器143の
プラス入力端子とアナログスイッチ141の入力側14
1aとの間に接続されている。また演算増幅器143の
マイナス入力端子と出力側とは、接続されている。
抵抗150の両端側の電位差で、点火コイル180の1
次電流値を検出する。抵抗150の抵抗値は、例えば約
50mΩである。
160は定電流制御部である。161.162.165
は抵抗である。163.166.169.170はトラ
ンジスタである。164は比較器であり、例えば日本電
気社の製品名upc277C相当品である。168はツ
ェナーダイオードであり、そのツェナー電圧は340v
程度のものであり、トランジスタ169.170の保護
作用を果している。そしてトランジスタ163のベース
は、抵抗161を介して、端子1に接続され、コレクタ
ば、抵抗162を介して、端子2に接続され、エミッタ
は接地されている。また、比較器164の反転入力側は
、第1、第2のアナログスイッチ123.124の出力
側123b、124bとの接続点に接続され、非反転入
力側は、抵抗150の他端に接続されている。さらに、
比較器164の出力側は、抵抗165を介してトランジ
スタ166のベースに接続されている。そしてトランジ
スタ166のコレクタは、トランジスタ163のコレク
タと抵抗162との間に接続され、エミッタは接地して
いる。そしてトランジスタ169のベースには、トラン
ジスタ166のコレクタが接続されている。また、トラ
ンジスタ169のコレクタは、トランジスタ170のコ
レクタに、エミッタはトランジスタ170のベースに、
それぞれ接続されている。そしてトランジスタ170の
エミッタは、抵抗150に接続されている。さらに、ト
ランジスタ169のベースにツェナーダイオード168
のアノード側が、トランジスタ169のコレクタにツェ
ナーダイオード168のカソード側が接続されている。
そして、端子2とツェナーダイオード168のカソード
側との間に、点火コイル180が接続されている。
点火コイル180は、1次コイル181と、点火プラグ
183に高電圧を送る2次コイル182とで構成される
次に、上記構成においてその作動を説明する。
第2図Aは、端子1の入力信号であり、第3図の回路に
より演算制御された点火信号である。第2図Bは、積分
回路110の出力信号、第2図Cは、単安定回路100
の出力信号、第2図りは、サンプルホールド回路140
の出力信号、第2図Eは比較器130の出力信号、第2
図Fは、アナログ信号切替え回路120の出力信号、第
2図Gは、定電流制御部160の比較器164の出力信
号、第2図Hは、抵抗150の端子間電圧を示す定電流
制御部160の出力信号である。
端子1に、第2図Aの点火信号の高レベルが印加してい
る間、抵抗161を介して、トランジスタ163をオン
させる。そしてこのトランジスタ163のオンの間、ト
ランジスタ169のベース・エミッタ間を短絡して、点
火コイル180への通電を遮断している。次に、端子1
に点火信号の低レベルが入力され、立ち下がりタイミン
グ(tO,t3、t7.1++)でトランジスタ163
をオフする。すると、端子2の電源電圧により、抵抗1
62を介して、飽和領域でトランジスタ169.170
をオンさせる。そして、トランジスタ170のオンによ
り、端子2の電源電圧が点火コイル180の1次コイル
181に通電される。
そして1次電流検出抵抗150の電位差である第2図H
に示すように、to−tlの間、点火コイル180のイ
ンダクタンスと内部抵抗との時定数で、1次コイル18
1の電流が増加する。また、第2図Aの点火コイル18
0への通電開始時である立ち上がりタイミング(t2、
t6、tlo)でトランジスタ163がオンして、トラ
ンジスタ169.170をオフする。すると、点火コイ
ル180の1次コイル181に電源電圧より流れる電流
が遮断されて、2次コイル182に高電圧を供給し、点
火プラグ183に点火火花を佳しさせる。
立ち下がりのtoタイミングでは、単安定回路100よ
り、第2図Cの一定パルス幅である高レベルを出力す乞
。そしてこの信号の高レベルの間、サンプルホールド回
路140のアナログスイッチ141をオンする。しかし
、1次コイル181の1次電流の飛び上がりが発生しな
かったので、比較器143には、電圧が入力されずに、
第2図りであるサンプルホールド回路の出力は、低レベ
ルとなる。そして、比較器130のマイナス入力側には
、積分回路110の出力である第2図Hの三角波が入力
され、プラス入力側には、低レベルが入力されるため、
比較器130の出力を低レベルとする。そこで、インバ
ータ125を介してアナログ信号切替え回路120の第
1のアナログスイッチ123をオンし、また第2のアナ
ログスイッチ124はオフする。すると、電源電圧を抵
抗121.122によって、分割した電圧を、第2図H
のアナログ信号切替え回路120の出力とする。
そして、この出力のレベルを比較器164のマイナス入
力側に入力させる。また、プラス入力側には、1次コイ
ル181の1次電流に対応する抵抗150の電圧が入力
されていて、最初は、マイナス入力側がプラス入力側に
比較して大きいため、比較器164の出力は、第2図G
に示すように低レベルとなっている。従って、トランジ
スタ166はオフしていると共に、トランジスタ170
の導通により、1次コイル181に電源電圧より、1次
電流が流れる。すると、第2図Hの示すように、抵抗1
50の電圧が徐々に増加する。さらに、1、時にこの電
圧が増え、比較器164のプラス入力側がマイナス入力
側よりも太き(なると、比較器164の出力が高レベル
となり、トランジスタ166を不飽和領域で作動させる
。このトランジスタ166の導通により、トランジスタ
170が不飽和領域で作動して、トランジスタ170に
流れる電流を一定にする。そして、t、−t2の間は、
比較器164のプラス側入力、マイナス側入力電圧がほ
ぼ等しくなるように定電流制御して、点火コイル180
の1次コイル181を流れる1次電流値を所定時間所定
値に保持している。
点火コイルの一次電流を大きくするために、閉角度を大
きくすると、反対に一次電流が流れない時間を短(なる
ため、点火プラグでアーク放電が終わらないうちに、次
のタイミングで通電を開始するため一次電流が流れ出す
ようになる。すると点火コイルの2次側に残っているエ
ネルギーによって、1次コイルのインダクタンスを減少
させるため見かけ上、1次コイルは内部抵抗のみとなり
通電と同時に急激に電流が流れて、−次電流が飛び上が
った状態となり、これを−次電流の飛び上がりという。
次に、1次コイル181の1次電流を飛び上がりが発生
したt3のタイミングについて説明する。
上述したtoタイミングの時と同様に、t3タイミング
で、単安定回路lOOの出力の高レベルが出力され、こ
の高レベルの間、サンプルホールド回路140のアナロ
グスイッチ141をオンする。
この時、第2図Hには1次電流の飛び上りによる1次電
流信号レベルが現れていて、この信号レベルを、演算増
幅143のプラス入力側に入力する。
また、コンデンサ142に充電し、アナログスイッチ1
41がオフの間、コンデンサ142の充電電荷により、
演算増幅器143の出力が一定期間保持される。この演
算増幅器143の出力信号には、V、なる1次電流の飛
び上り量に応じた重圧値が現れる。
そして、始めは、比較器130のマイナス入力側に入力
され、点火コイル180の1次コイル181を流れる1
次電流の時定数と同じにしである積分回路110の出力
の三角波信号に比べて、プラス入力側に入力される第2
図りの■!電圧値が大きいため、比較器130の出力は
高レベルを出力する。すると、第1のアナログスイッチ
123は、インバータ125を介してオフし、第2のア
ナログスイッチ124はオンする。従って、アナログ信
号切替え回路120は、サンプルホールド回路140の
出力信号V、をそのまま出力する。
よって、比較器164の出力が高レベルとなり、トラン
ジスタ166を不飽和領域で作動させる。
このトランジスタ166の導通により、トランジスタ1
70が不飽和領域で作動し、トランジスタ170のコレ
クタ・エミッタ間を流れる電流を一定にする。そして、
積分回路110の三角波の出力が、サンプルホールド回
路140の出力よりも小さい間では、1次電流の飛び上
り量に等しい電流値に保持している。
次に、t4タイミングにおいて、積分回路110の三角
波の出力信号が、サンプルホールド回路140の出力信
号V、よりも太き(なると、比較器130の出力が低レ
ベルとなる。すると、第1のアナログスイッチ123が
オンし、第2のアナログスイッチ124がオフして、ア
ナログ信号切替え回路120は、抵抗121.122に
よる電源電圧の分割電圧を出力する。そしてこの分割電
圧を比較器164のマイナス入力側に入力する。
これを受けて、比較器164のマイナス入力側がプラス
入力側よりも大きくなり、比較器164の出力を低レベ
ルにする。従って、トランジスタ166はオフして、ト
ランジスタ170を飽和領域でオンさせる。すると、定
電流制御部160は、1次コイル181の1次電流を、
抵抗150の電圧がアナログ信号切替え回路120の出
力よりも大きくなるt5まで、ある時定数で増加させる
そして、t5〜点火タイミングt6の間は、上述したt
、=t2の間と同様に、1次電流を所定時間、所定値に
制御することができる。
なお、t7〜tloの間においても、上述したように、
1次電流の飛び上り量に応じて、1次電流を所定時間、
所定値の定電流制御することができる。
ここで電源電圧が変っても積分回路110、アナログ信
号切替え回路120ともに電源電圧信号を入力している
ため支障はない。又、コイル180のインダクタンスと
内部抵抗による時定数に個体差があるが抵抗111、コ
ンデンサ114により時定数を抵抗111で調整すれば
適合できる。
次に1次電流値は抵抗121.122の分割電圧値を調
整すれば適合できる。
第4図に従来技術と本発明との比較を示す。ここで、実
線は従来における波形で、点線は本発明における波形で
ある。また、第4図(alは1次コイル181の1次電
流の波形図、(b)はトランジスタ170の内部抵抗の
波形図、(C1はトランジスタ170の消費電力の波形
図、(d)はコイル180の内部抵抗の波形図、(e)
はコイル180の消費電力の波形図である。従って、ト
ランジスタ170の消費電力およびコイル180の消費
電力は、第4図(c+、(elに示すように、それぞれ
斜線で示される部分が、消費電力の低下分とすることが
できる。
また、積分回路110の出力信号の時定数と、点火コイ
ル180の1次コイル181の1次電流の時定数とを同
じとしているが、サンプルホールド回路140の出力と
の兼ね合いにより、積分回路110の出力信号の時定数
を、1次電流を所定時−間、所定値の定電流制御をする
ように、1次コイル181の1次電流の時定数に応じた
ものとすればよい。
〔発明の効果〕
以上述べたように本発明においては、点火コイルの1次
電流を所定値に制御する定電流制御部と点火コイルへの
通電開始時に、点火コイルの時定数に対応した時定数の
立ち上りである信号を出力する積分回路と、点火コイル
に流れる1次電流に応じた電圧を保持するサンプルホー
ルド回路の出    ゛力と前記積分回路の出力とを比
較し、前記サンプルホールド回路の出力が大きい場合に
は、前記定電流制御部に前記サンプルホールド回路の出
力を入力し、小さい場合には、設定電圧を前記定電流制
御部に入力するアナログ信号切替え回路とを有したから
、点火コイルの1次電流の飛び上りが生じても、この飛
び上りを点火コイルへの通電する時期で検知し、点火コ
イルの1次電流の飛び上りが生じても、飛び上りが生じ
ていない時の点火コイルの1次電流の立ち上り量と対応
、比較して、1次電流の飛び上り量までは、1次電流の
飛び上り量を保持し、−その後点火コイルに1次電流を
流すようにしたので、いつも1次電流を所定期間、所定
値に定電流制御することができ、また定電流制御するこ
とにより、点火コイルおよび点火コイルの駆動用トラン
ジスタの消費電力を低下することができるという優れた
効果がある。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の要部の一実施例を示す電気回路図、第
2図は上記実施例の作動説明に供するタイミングチャー
ト、第3図は上記実施例の端子1に接続されるブロック
図、第4図は上記実施例と従来例との比較を示す波形図
、第5図は従来の適用を受ける点火コイルの通電制御シ
ステムを示す概要図、第6図は上述した従来の制御フロ
ー図、第7図、第8図は第6図の制御フローにおける動
作を説明するための波形図である。 110・・・積分回路、120・・・アナログ信号切替
え回路、140・・・サンプルホールド回路、150・
・・電流検出用抵抗、160・・・定電流制御部、18
0・・・点火コイル。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 点火コイルの1次電流を検出する電流検出用抵抗と、こ
    の電流検出用抵抗に流れる電流に応じた電圧を入力して
    、前記点火コイルの1次電流を所定値に制御する定電流
    制御部と、前記点火コイルへの通電開始時に、前記点火
    コイルに流れる1次電流に応じた電圧を保持するサンプ
    ルホールド回路と、前記点火コイルへの通電開始時に、
    前記点火コイルの時定数に対応した時定数の立ち上りで
    ある信号を出力する積分回路と、前記サンプルホールド
    回路の出力と前記積分回路の出力とを比較し、前記サン
    プルホールド回路の出力が大きい場合には、前記定電流
    制御部に前記サンプルホールド回路の出力を入力し、小
    さい場合には、設定電圧を前記定電流制御部に入力する
    アナログ信号切替え回路とを有する内燃機関用点火装置
JP15847784A 1984-07-27 1984-07-27 内燃機関用点火装置 Granted JPS6138163A (ja)

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