(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
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。
【請求項２】
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。
【請求項３】
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。
【請求項４】
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。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【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
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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