JP2009127498A - 点火制御装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 漏れ電流が発生しても、失火用トランジスタがオンされることを防止し、したがって点火時期信号を確実にトリガーに送り、点火時期に確実に点火プラグで点火させることができる点火制御装置を提供する。
【解決手段】 マグネット発電機２と、制御装置本体３と、ピックアップコイル４と、イグニッションコイル５とからなり、マグネット発電機には、充電用コイル６が備わり、制御装置本体３内には、コンデンサ８と、第一抵抗部材１２と失火用トランジスタ１３からなる失火制御回路１１とが備わり、第一抵抗部材１２の一方の端部は、充電経路１４において、コンデンサ８の手前側に接続され、充電用コイル６の両端は、一方の端部が充電経路１４に、他方の端部が制御内部電源供給経路１７に接続され、内部電源供給経路１７に、一端が接地された第二抵抗部材２８が接続され、第二抵抗部材２８の抵抗値は、第一抵抗部材１２の抵抗値より低い。
【選択図】 図１

Description

この発明は、内燃機関の点火制御を行うための点火制御装置に関するものである。

図３は従来の点火制御装置の概略図である。

図示したように、従来の点火制御装置５１は、マグネット発電機５２と、制御装置本体５３と、ピックアップコイル５４と、イグニッションコイル５５とからなる。マグネット発電機５２には、充電用コイル５６が備わる。マグネット発電機５２のロータの外周には、ピックアップコイル５４を用いて点火時期信号を検出するための突起５７が備わる。

制御装置本体５３には、充電用コイル５６から供給された電力が充電されるコンデンサ５８と、コンデンサ５８からイグニッションコイル５５に対して放電させるためのトリガー５９と、ピックアップコイル５４からの信号によってトリガー５９をオンにする点火信号形成回路６０と、点火信号形成回路６０とトリガー５９の間に接続された失火制御回路６１とが備わる。この失火制御回路６１は、第一抵抗部材６２と失火用トランジスタ６３からなる。

第一抵抗部材６２の一方の端部は、マグネット発電機５２からの充電経路６４において、コンデンサ５８の手前側に備わるダイオード６５よりもさらに手前側に接続される。すなわち、マグネット発電機５２内の充電用コイル５６からコンデンサ５８に向けて充電経路６４が形成され、この充電経路６４には、充電用コイル５６から見て、失火制御回路６１、ダイオード６５、コンデンサ５８の順に各部材がそれぞれ接続される。

充電用コイル５６の両端は、制御装置本体５３の入力端子７１，７２とそれぞれ接続され、一方の端部が充電経路６４に、他方の端部が制御装置本体５３内の各回路に電力を供給するための電源回路６６に通じる内部電源供給経路６７に接続される。充電経路６４と内部電源供給経路６７は、制御装置本体５３内に備わる短絡回路６８の両端とそれぞれ接続される。

充電経路６４には、外部スイッチ用失火制御回路６９が接続される。この外部スイッチ用失火制御回路６９は、スイッチ７０と接続され、このスイッチ７０がオンになると、強制的に失火させるものである。このスイッチ７０は利用者が手動で操作することができる。

この点火制御装置５１を用いて点火制御を行う場合、以下のようになる。

マグネット発電機５２を回転させて、充電用コイル５６から充電経路６４を介してコンデンサ５８に充電する。この充電は、マグネット発電機５２の正側発電で行われる。正側発電とは、入力端子７１に出る正弦波が正の場合、すなわち、入力端子７１の電圧が正の場合の発電のことである。したがって、入力端子７１は、正側電源入力端子（以下、ＢＲ端子という）となる。これに対し、入力端子７２の電圧が正の場合、すなわち入力端子７１の電圧が負の場合に発電することが負側発電であり、したがって入力端子７２は負側電源入力端子（以下、ＧＷ端子という）となる。負側発電で得られた電力は、内部電源供給経路６７を介して電源回路６６に供給され、制御装置本体５３内の各回路で使用される。

負側発電の際に、ＧＷ端子７２の電位によっては、電源回路６６あるいは制御装置本体５３内の各回路の耐圧を超えてしまい、これらの部品等に不具合が生じる。これを回避するため、ＧＷ端子７２の電位が高くなったときに、短絡回路６８がオンとなる。短絡回路６８は、サイリスタ７６とツェナーダイオード７７で構成される。ＧＷ端子７２の電圧がツェナーダイオード７７のツェナー電圧を超えるとサイリスタ７６がオンとなり、ＧＷ端子７２の電圧を前記ツェナー電圧以下にし、電源回路６６等の保護を図っている。すなわち、短絡回路６８は、これらの保護回路としての役割を果たす。

上述したコンデンサ５８への充電と同時に、ピックアップコイル５４は、マグネット発電機５２のロータに形成された突起５７を検出し、マグネット発電機５２のロータの回転を波形として制御装置本体５３に出力する。このピックアップコイル５４からの波形は、内燃機関のクランク軸（図示省略）が低回転の場合、点火信号形成回路６０からの出力により点火時期ごとにトリガー５９をオンにし、コンデンサ５８を放電させ、イグニッションコイル５５の一次側の電圧を変化させ、二次側にそれを伝える。これにより、内燃機関の点火プラグ（図示省略）で点火する。

マグネット発電機５２が逆転した場合、点火してしまうとケッチンを起こすという不具合が生じる。これを防止するため、逆転した場合には、ＢＲ端子電圧により、失火用トランジスタ６３をオンにし、点火信号形成回路６０からの信号が失火制御回路６１に流れ、トリガー５９はオンしない。このため、マグネット発電機５２が逆転した場合に、点火させないこと（失火）が可能となり、ケッチンを防止できる。

内燃機関のクランク軸（図示省略）が高回転になると、点火信号形成回路６０からの出力よりも早く進角信号形成回路７５により点火時期ごとにトリガー５９がオンにされる。

以上より、点火制御装置５１は、マグネット発電機５２の正側発電によりコンデンサ５８を充電し、負側発電により制御装置本体５３に電源を供給し、ピックアップコイル５４により点火時期を決定し、点火時期信号ごとにコンデンサ５８を放電して点火するものである。

図４は従来の点火制御装置を用いて点火制御を行ったときのタイムチャート図である。なお、以下においても、図３における符号を付して説明する。

図示したように、正側発電は図のａの領域を示し、負側発電は図のｂの領域を示す。両端子７１，７２の電圧が突出して高くない時間帯は、ともに発電していない、入れ替わりの状態である（図のｃの領域）。突起５７からのパルサは、負側発電からこの入れ替わりの領域に入力される。このパルサ入力のあったとき（図の下側に突出した信号があったとき）が、点火時期である。

入れ替わりの時間帯は、ＢＲ端子７１もＧＷ端子７２も電位が定まらず、不安定な状態である。このとき、コンデンサ５８からＢＲ端子方向へ電流が流れようとし、このとき、ダイオード６５から漏れ電流が流れるが、電位が定まっていないＢＲ端子７１の方向には流れず、第一抵抗部材６２を通り、失火用トランジスタ６３をオンにする。漏れ電流は、例えば７９μＡ程度のわずかなものであるが、第一抵抗部材６２の抵抗値は数百ｋΩ（例えば２００ｋΩ）と大きいため、わずかな漏れ電流であっても失火用トランジスタ６３をオンにすることができる。したがって、点火時期信号が失火制御回路６１の失火用トランジスタ６３に送られ、トリガー５９には送られず、点火時期にもかかわらず、トリガー５９がオンされないことになる。このため、点火されるべき時期（図のｄの領域）に失火用トランジスタ６３がオンされて点火信号がマスクされるため（図では点火信号を一点鎖線で示している）、点火できない。

一方で、点火制御回路が特許文献１に記載されている。この点火制御装置は、点火用コンデンサの充放電を制御するためのサイリスタを確実にターンオフさせるものである。しかしながら、特許文献１では、正側発電や負側発電の概念はなく、漏れ電流については何ら考慮されていない。

特開平１０−４７２１７号公報

この発明は、上記従来技術を考慮したものであって、漏れ電流が発生しても、失火用トランジスタがオンされることを防止し、したがって点火時期信号を確実にトリガーに送り、点火時期に確実に点火プラグで点火させることができる点火制御装置を提供することを目的とする。

前記目的を達成するため、請求項１の発明では、マグネット発電機と、制御装置本体と、ピックアップコイルと、イグニッションコイルとからなり、前記マグネット発電機には、充電用コイルが備わり、前記マグネット発電機のロータの外周には、前記ピックアップコイルで点火時期信号を検出するための突起が備わり、前記制御装置本体内には、前記充電用コイルから供給された電力が充電されるコンデンサと、当該コンデンサから前記イグニッションコイルに対して放電させるためのトリガーと、前記ピックアップコイルからの点火時期信号によって前記トリガーをオンにする点火信号形成回路と、当該点火信号形成回路と前記トリガーの間に接続された失火制御回路とが備わり、当該失火制御回路は、第一抵抗部材と失火用トランジスタからなり、前記第一抵抗部材の一方の端部は、前記マグネット発電機から前記コンデンサへの充電経路において、前記コンデンサの手前側に備わるダイオードよりもさらに手前側に接続され、前記充電用コイルの両端は、前記制御装置本体と接続され、一方の端部が前記充電経路に、他方の端部が前記制御装置本体内の各回路へ電力を供給するための電源回路に通じる内部電源供給経路に接続され、前記充電経路と前記内部電源供給経路は、前記制御装置本体内に備わる短絡回路の両端とそれぞれ接続され、前記内部電源供給経路に、一端が接地された第二抵抗部材が接続され、当該第二抵抗部材の抵抗値は、前記第一抵抗部材の抵抗値より低いことを特徴とする点火制御装置を提供する。

また、請求項２の発明では、前記第二抵抗部材の抵抗値は１〜９ｋΩ、前記第一抵抗部材の抵抗値は１００〜９００ｋΩであることを特徴としている。

請求項１の発明によれば、内部電源供給経路に、一端が接地された第二抵抗部材が接続されるため、コンデンサからの漏れ電流の流れる経路が形成される。すなわち、第二抵抗部材を接続することにより、内部電源供給経路における充電用コイルと制御装置本体との接続部分であるＧＷ端子の電位が定まり、充電経路における充電用コイルと制御装置本体との接続部分であるＢＲ端子の電位も定まる。これにより、コンデンサから、ダイオード、ＢＲ端子、充電用コイル、ＧＷ端子、第二抵抗部材を経てアースされる放電経路が形成される。さらに、第二抵抗部材の抵抗値が第一抵抗部材の抵抗値よりも低いため、漏れ電流はこの放電経路を通る。この放電経路により、漏れ電流は、第一抵抗部材を通って失火用トランジスタに流れる経路と、上記放電経路に分流される。このため、失火用トランジスタに流れる電流を、失火用トランジスタをオンするだけのしきい値より下げることができる。したがって、漏れ電流により失火制御されることがなくなり、確実な点火制御を行うことができる。

請求項２の発明によれば、第二抵抗部材の抵抗値は１〜９ｋΩ、第一抵抗部材の抵抗値は１００〜９００ｋΩであるため、漏れ電流が第二抵抗部材に流れやすくなり、ＧＷ端子の電圧が小さくなる。したがって、さらに確実に、漏れ電流による失火制御を抑制し、的確な点火制御を行うことができる。

この発明は、内部電源供給経路に一端が接地された第二抵抗部材を接続し、漏れ電流の放電経路を形成して分流を起こし、点火時期信号を確実にトリガーに送ることができる点火制御装置である。

図１はこの発明に係る点火制御装置の概略図である。

図示したように、点火制御装置１の基本的な構成は、図３で示したものと同様である。すなわち、点火制御装置１は、マグネット発電機２と、制御装置本体３と、ピックアップコイル４と、イグニッションコイル５とからなる。マグネット発電機２には、充電用コイル６が備わる。マグネット発電機２のロータの外周には、ピックアップコイル４を用いて点火時期信号を検出するための突起７が備わる。

制御装置本体３には、充電用コイル６から供給された電力が充電されるコンデンサ８と、コンデンサ８からイグニッションコイル５に対して放電させるためのトリガー９と、ピックアップコイル４からの信号によってトリガー９をオンにする点火信号形成回路１０と、点火信号形成回路１０とトリガー９の間に接続された失火制御回路１１とが備わる。この失火制御回路１１は、第一抵抗部材１２と失火用トランジスタ１３からなる。なお、コンデンサ８への充電は、上述した正側発電の際に行われる。

第一抵抗部材１２の一方の端部は、マグネット発電機２からの充電経路１４において、コンデンサ８の手前側に備わるダイオード１５よりもさらに手前側に接続される。すなわち、マグネット発電機２内の充電用コイル６からコンデンサ８に向けて充電経路１４が形成され、この充電経路１４には、充電用コイル６から見て、失火制御回路１１、ダイオード１５、コンデンサ８の順に各部材がそれぞれ配設される。また、第一抵抗部材１２の他方の端部は、失火用トランジスタ１３のベース側に接続される。

充電用コイル６の両端は、制御装置本体３の入力端子２１，２２とそれぞれ接続され、一方の端部が充電経路１４に、他方の端部が制御装置本体３内の各回路に電力を供給するための電源回路１６に通じる内部電源供給経路１７に接続される。この電源回路１６内には、コンデンサ（図示省略）が備わり、上述した負側発電の際にこのコンデンサへの充電が行われる。充電経路１４と内部電源供給経路１７は、制御装置本体３内に備わる短絡回路１８の両端とそれぞれ接続される。短絡回路１８には、サイリスタ２６とツェナーダイオード２７が備わる。

充電経路１４には、外部スイッチ用失火制御回路１９が接続される。この外部スイッチ用失火制御回路１９は、スイッチ２０と接続され、このスイッチ２０がオンになると、強制的に失火させるものである。このスイッチ２０は利用者が手動で操作することができる。

ピックアップコイル４は、マグネット発電機２のロータ外周に形成された突起７を検出し、ピックアップコイル４からの波形は、内燃機関のクランク軸（図示省略）が低回転の場合、点火信号形成回路１０からの出力、クランク軸が高回転の場合は、進角信号形成回路２５からの出力により、点火時期ごとにトリガー９がオンにされ、コンデンサ８を放電させ、イグニッションコイル５の一次側の電圧を変化させ、二次側にそれを伝える。これにより、内燃機関の点火プラグ（図示省略）で点火される。

以上のような点火制御装置１を用いた点火制御については、上述した従来の点火制御と同様であるが、この発明に係る点火制御装置１の内部電源供給経路１７には、一端が接地された第二抵抗部材２８が接続される。この第二抵抗部材２８を内部電源供給経路１７に形成することにより、漏れ電流の放電経路を形成することができ、ＢＲ端子２１、ＧＷ端子２２の電位が定まる。なお、第一抵抗部材１２が数百ｋΩ（１００〜９００ｋΩ）程度であるのに対し、第二抵抗部材２８は数ｋΩ（１〜９ｋΩ）程度である。

すなわち、内部電源供給経路１７に、一端が接地された第二抵抗部材２８が接続されるため、コンデンサ８からの漏れ電流の流れる経路が形成される。第二抵抗部材２８を接続することにより、内部電源供給経路１７における充電用コイル６と制御装置本体３との接続部分であるＧＷ端子２２の電位が定まるので、これに伴い充電経路１４における充電用コイル６と制御装置本体３との接続部分であるＢＲ端子２１の電位も定まる。これにより、ＢＲ端子２１とＧＷ端子２２の間は電位が定まらない浮いた状態とはならず、コンデンサ８から、ダイオード１５、ＢＲ端子２１、充電用コイル６、ＧＷ端子２２、第二抵抗部材２８を経てアースされる放電経路が形成される。さらに、第二抵抗部材２８の抵抗値は、第一抵抗部材１１の抵抗値より低いため、漏れ電流はこの放電経路を確実に通る。この放電経路により、漏れ電流は、第一抵抗部材１２を通って失火用トランジスタ１３に流れる経路と、上記放電経路に分流される。このため、失火用トランジスタ１３に流れる電流を、失火用トランジスタ１３をオンするだけのしきい値より下げることができる。したがって、漏れ電流により失火制御されることがなくなり、確実な点火制御を行うことができる。

また、第二抵抗部材２８の抵抗値は１〜９ｋΩ、第一抵抗部材１２の抵抗値は１００〜９００ｋΩであるため、漏れ電流が第二抵抗部材に流れやすくなり、ＧＷ端子の電圧が小さくなる。したがって、さらに確実に、漏れ電流による失火制御を抑制し、的確な点火制御を行うことができる。なお、本願出願人は、漏れ電流が７９μＡの場合に、第一抵抗部材１１の抵抗値が２００ｋΩで、第二抵抗部材２８の抵抗値が９ｋΩ（第二抵抗部材２８の抵抗値は第一抵抗部材１１の抵抗値の約１／２２）の場合に分流が生じ、失火用トランジスタ１３がオンされないことを確認している。

図２はこの発明に係る点火制御装置を用いて点火制御を行ったときのタイムチャート図である。なお、以下においても、図１における符号を付して説明する。

図示したように、正側発電はＢＲ端子２１の電圧が高い領域（図の上側が電圧が高い）で行われ（図のａの領域）、負側発電はＧＷ端子２２の電圧が高い領域（図の上側が電圧が高い）に行われる（図のｂの領域）。両端子２１，２２の電圧が突出して高くない領域は、ともに発電していない、入れ替わりの状態である（図のｃの領域）。突起７からのパルサは、この入れ替わりの領域に入力される。このパルサ入力のあったとき（図の下側に突出した信号があったとき）が、点火時期である。

したがって、点火時期たる上記入れ替わりの領域（図のｃの領域）に、確実に点火させる必要がある。従来は、コンデンサ８からの漏れ電流が、失火制御回路１１に流れ、失火用トランジスタ１３をオンにし、点火信号がトリガー９に送られず、点火時期にもかかわらず、トリガー９がオンされない事態が生じていた。しかし、第二抵抗部材２８を設けたことにより、漏れ電流は第二抵抗部材２８の方向にも流れるため、漏れ電流が失火用制御回路１１と第二抵抗部材２８の両方向に分散される。したがって、失火制御回路１１に流れる電流値を失火用トランジスタ１３がオンになる電流のしきい値より下げることができるので、上記入れ替わりの時間帯に、失火用トランジスタ１３がオンになることはない。このため、この時間帯において入力された点火信号が、確実にトリガー９に送られ、コンデンサ８が放電できる。これにより、確実な点火が可能になる。

この発明に係る点火制御装置の概略図である。 この発明に係る点火制御装置を用いて点火制御を行ったときのタイムチャート図である。 従来の点火制御装置の概略図である。 従来の点火制御装置を用いて点火制御を行ったときのタイムチャート図である。

符号の説明

１：点火制御装置、２：発電用マグネット、３：制御装置本体、４：ピックアップコイル、５：イグニッションコイル、６：充電用コイル、７：突起、８：コンデンサ、９：トリガー、１０：点火信号形成回路、１１：失火制御回路、１２：第一抵抗部材、１３：失火用トランジスタ、１４：充電経路、１５：ダイオード、１６：電源回路、１７：内部用電源供給回路、１８：短絡回路、１９：外部スイッチ用失火制御回路、２０：スイッチ、２１：ＢＲ端子、２２：ＧＷ端子、２５：進角信号形成回路、２６：サイリスタ、２７：ツェナーダイオード、２８：第二抵抗部材、５１：点火制御装置、５２：発電用マグネット、５３：制御装置本体、５４：ピックアップコイル、５５：イグニッションコイル、５６：充電用コイル、５７：突起、５８：コンデンサ、５９：トリガー、６０：点火信号形成回路、６１：失火制御回路、６２：第一抵抗部材、６３：失火用トランジスタ、６４：充電経路、６５：ダイオード、６６：電源回路、６７：内部用電源供給回路、６８：短絡回路、６９：外部スイッチ用失火制御回路、７０：スイッチ、７１：ＢＲ端子、７２：ＧＷ端子、７５：進角信号形成回路、７６：サイリスタ、７７：ツェナーダイオード

Claims (2)

1. マグネット発電機と、制御装置本体と、ピックアップコイルと、イグニッションコイルとからなり、
   前記マグネット発電機には、充電用コイルが備わり、
   前記マグネット発電機のロータの外周には、前記ピックアップコイルで点火時期信号を検出するための突起が備わり、
   前記制御装置本体内には、前記充電用コイルから供給された電力が充電されるコンデンサと、当該コンデンサから前記イグニッションコイルに対して放電させるためのトリガーと、前記ピックアップコイルからの点火時期信号によって前記トリガーをオンにする点火信号形成回路と、当該点火信号形成回路と前記トリガーの間に接続された失火制御回路とが備わり、
   当該失火制御回路は、第一抵抗部材と失火用トランジスタからなり、
   前記第一抵抗部材の一方の端部は、前記マグネット発電機から前記コンデンサへの充電経路において、前記コンデンサの手前側に備わるダイオードよりもさらに手前側に接続され、
   前記充電用コイルの両端は、前記制御装置本体と接続され、一方の端部が前記充電経路に、他方の端部が前記制御装置本体内の各回路へ電力を供給するための電源回路に通じる内部電源供給経路に接続され、
   前記充電経路と前記内部電源供給経路は、前記制御装置本体内に備わる短絡回路の両端とそれぞれ接続され、
   前記内部電源供給経路に、一端が接地された第二抵抗部材が接続され、
   当該第二抵抗部材の抵抗値は、前記第一抵抗部材の抵抗値より低いことを特徴とする点火制御装置。
2. 前記第二抵抗部材の抵抗値は１〜９ｋΩ、前記第一抵抗部材の抵抗値は１００〜９００ｋΩであることを特徴とする請求項１に記載の点火制御装置。

Images