JP2007198190A - Non-contact ignition device of internal combustion engine - Google Patents

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To stably control the operation of an internal combustion engine at an arbitrarily set ignition timing with good control response and without being affected by the mounting accuracy between a rotor and a core. <P>SOLUTION: During the starting of the internal combustion engine, a switching element 12 is driven by a control pulse provided by the negative induced voltage of a trigger coil 1 for each rotation of the internal combustion engine. After the internal combustion engine is started, the switching element 12 is driven by a control pulse provided by two positive induced voltages of the trigger coil 1 for each rotation of the internal combustion engine. <P>COPYRIGHT: (C)2007,JPO&INPIT

Description

本発明は、内燃機関の点火時期を調整可能にするコンデンサ充放電式の、内燃機関の無接点点火装置に関する。   The present invention relates to a non-contact ignition device for an internal combustion engine of a capacitor charge / discharge type that makes it possible to adjust the ignition timing of the internal combustion engine.

従来の内燃機関の無接点点火装置として、例えば、磁極を持ったロータの回転時に、エキサイタコイルが誘起した電圧を点火用充放電コンデンサに充電し、この充放電コンデンサに充電した電荷を、トリガコイルが誘起した電圧によってスイッチされるスイッチング素子を通じて、イグニッションコイルに供給するものがある。   As a conventional non-contact ignition device for an internal combustion engine, for example, when a rotor having a magnetic pole rotates, a voltage induced by an exciter coil is charged into a charge / discharge capacitor for ignition, and the charge charged in the charge / discharge capacitor is converted into a trigger coil. Some of them are supplied to the ignition coil through a switching element that is switched by a voltage induced by.

この内燃機関の無接点点火装置では、内燃機関の回転数、つまり、前記ロータの回転数が上昇すると、これとともに点火用充放電コンデンサの充放電タイミングが早くなり、遂には内燃機関の回転数が設定回転数を超えて上昇してしまい、内燃機関の焼付きを生じる場合がある。   In this contactless ignition device for an internal combustion engine, when the rotational speed of the internal combustion engine, that is, the rotational speed of the rotor is increased, the charging / discharging timing of the charging / discharging capacitor for ignition is accelerated, and finally the rotational speed of the internal combustion engine is increased. There is a case where the engine speed increases beyond the set rotational speed and the internal combustion engine is seized.

一方、これに対し、内燃機関の回転数を監視する複数のスイッチング素子およびインピーダンス素子などを用いて、内燃機関が設定回転数に達したとき、点火用充放電コンデンサの点火タイミングを遅らせるなどして、内燃機関の過回転を電気的制御にて防止できるようにした内燃機関の無接点点火装置が、提供されている。   On the other hand, by using a plurality of switching elements and impedance elements that monitor the rotational speed of the internal combustion engine, when the internal combustion engine reaches a set rotational speed, the ignition timing of the ignition charge / discharge capacitor is delayed. There is provided a non-contact ignition device for an internal combustion engine that can prevent over-rotation of the internal combustion engine by electrical control.

ところが、このような電気的制御による従来の内燃機関の無接点点火装置は、2個以上のスイッチング素子やインピーダンス素子を用いているために、実装のための占有空間が大きくなるほか、回路構成が複雑となり、装置全体のコストが高くなる。   However, the conventional contactless ignition device for an internal combustion engine based on such electrical control uses two or more switching elements and impedance elements, so that it occupies a large space for mounting and has a circuit configuration. It becomes complicated and the cost of the whole apparatus becomes high.

これに対し、内燃機関の無接点点火装置に、点火用充放電コンデンサの充放電タイミングを設定する時定数回路等を付加するのみで、回路構成を複雑化することなく、ローコストに内燃機関の過回転を防止する内燃機関の無接点点火装置が提供されている。   On the other hand, by adding a time constant circuit for setting the charging / discharging timing of the ignition charging / discharging capacitor to the non-contact ignition device of the internal combustion engine, it is possible to reduce the cost of the internal combustion engine at low cost without complicating the circuit configuration. A non-contact ignition device for an internal combustion engine that prevents rotation is provided.

この内燃機関の無接点点火装置では、磁石を挟んで配置された磁極を有するロータと、該ロータに対向配置されて、エキサイタコイルおよびトリガコイルを巻装したコアーと、エキサイタコイルの正の誘起電圧を充電する点火用充放電コンデンサとを設け、トリガコイルの正の誘起電圧が所定のトリガレベルに達したときにスイッチング素子をトリガして、前記点火用充放電コンデンサの電荷をイグニッションコイルに供給するようにしている(例えば、特許文献1参照)。   In this non-contact ignition device for an internal combustion engine, a rotor having a magnetic pole disposed with a magnet interposed therebetween, a core disposed opposite to the rotor and wound with an exciter coil and a trigger coil, and a positive induced voltage of the exciter coil And an ignition charge / discharge capacitor for charging the ignition coil, and when the positive induced voltage of the trigger coil reaches a predetermined trigger level, the switching element is triggered to supply the charge of the charge / discharge capacitor for ignition to the ignition coil. (For example, refer to Patent Document 1).

従って、この内燃機関の無接点点火装置では、例えばトリガコイルの前記正の誘起電圧を充電する充放電回路を設けて、内燃機関が設定回転数以上となったとき、充放電回路の放電時定数にもとづく前記スイッチング素子のオンにより、前記点火用充放電コンデンサの充電を禁止することができる。従って、内燃機関が失火状態となり、内燃機関の回転数の上昇(過回転)を抑えることができる。
特開2001−193618号公報
Therefore, in this non-contact ignition device for an internal combustion engine, for example, a charge / discharge circuit for charging the positive induced voltage of the trigger coil is provided, and when the internal combustion engine exceeds the set rotational speed, the discharge time constant of the charge / discharge circuit The charging / discharging capacitor for ignition can be prohibited by turning on the switching element based on the switching element. Therefore, the internal combustion engine is in a misfire state, and an increase in the rotational speed (overspeed) of the internal combustion engine can be suppressed.
JP 2001-193618 A

しかしながら、かかる従来の内燃機関の無接点点火装置にあっては、アナログ的に変化するトリガコイルの誘起電圧を用いて、前記スイッチング素子を駆動制御しているため、内燃機関の点火タイミングを進めたり遅らせたりする進角、遅角や失火の各制御応答が遅いという不都合があった。   However, in such a conventional contactless ignition device for an internal combustion engine, the switching element is driven and controlled using an induced voltage of a trigger coil that changes in an analog manner, and therefore the ignition timing of the internal combustion engine is advanced. There was an inconvenience that each control response of the advance angle, retard angle and misfire was delayed.

また、マグネットや磁極を持つロータと、エキサイタコイルやトリガコイルを持つコアーとの取付(主にギャップ)精度のばらつき等により、制御される点火タイミングや失火タイミングにばらつきが生じるという問題があった。   In addition, there is a problem in that the ignition timing and misfire timing to be controlled vary due to variations in mounting (mainly gap) accuracy between a rotor having a magnet or magnetic pole and a core having an exciter coil or trigger coil.

本発明は、かかる従来の問題を解決するものであり、トリガコイルの誘起電圧から得られる制御パルスのデジタル処理により、制御応答が良好で、ロータおよびコアー相互の取付精度に影響されずに、設定された点火タイミングにて内燃機関を安定的に運転制御できる内燃機関の無接点点火装置を提供することを目的とする。   The present invention solves such a conventional problem, and the control response is good by the digital processing of the control pulse obtained from the induced voltage of the trigger coil, and the setting is made without being affected by the mounting accuracy between the rotor and the core. It is an object of the present invention to provide a contactless ignition device for an internal combustion engine capable of stably controlling the operation of the internal combustion engine at the ignition timing.

前記目的達成のために、本発明にかかる内燃機関の無接点点火装置は、内燃機関の始動開始時は、内燃機関の1回転ごとに前記トリガコイルの負の誘起電圧に基づいて得られる1つの制御パルスにより前記スイッチング素子を駆動し、内燃機関始動後は、内燃機関の1回転ごとに前記トリガコイルの2つの正の誘起電圧に基づいて得られる1つの制御パルスにより、前記スイッチング素子を駆動する制御手段を備えることを特徴とする。   To achieve the above object, a contactless ignition device for an internal combustion engine according to the present invention is obtained based on a negative induced voltage of the trigger coil for each rotation of the internal combustion engine at the start of start of the internal combustion engine. The switching element is driven by a control pulse, and after the internal combustion engine is started, the switching element is driven by one control pulse obtained based on two positive induced voltages of the trigger coil every rotation of the internal combustion engine. Control means is provided.

この構成により、トリガコイルの負の誘起電圧から得た制御パルスを利用して、内燃機関を速やかに起動させることができるとともに、起動後はトリガコイルの正の誘起電圧から得た制御パルスを利用して、任意に設定した回転速度および点火タイミング状態へ内燃機関の運転を速やかに移行させることができる。   With this configuration, the internal combustion engine can be started quickly using the control pulse obtained from the negative induced voltage of the trigger coil, and the control pulse obtained from the positive induced voltage of the trigger coil is used after activation. Thus, the operation of the internal combustion engine can be promptly shifted to the arbitrarily set rotation speed and ignition timing state.

また、本発明にかかる内燃機関の無接点点火装置は、前記制御手段を、前記2つの正の誘起電圧に基づくパルス信号の発生タイミングに対し、この誘起電圧に基づいて得られた前記デジタル制御パルスを、内燃機関の点火タイミングを進める方向にまたは遅らせる方向に制御するマイクロコンピュータとしたことを特徴とする。   Further, the non-contact ignition device for an internal combustion engine according to the present invention is configured such that the control means has the digital control pulse obtained based on the induced voltage with respect to the generation timing of the pulse signal based on the two positive induced voltages. Is a microcomputer that controls the ignition timing of the internal combustion engine to be advanced or delayed.

この構成により、予め用意されたプログラムに従って、内燃機関回転数に応じた点火タイミングの進角制御、遅角制御および失火制御を、デジタル処理により最適に実施させることができる。また、コアーおよびロータ間のギャップに構造上のばらつきに影響されずに、点火時期や失火回転数を高精度かつ迅速に設定することができる。   With this configuration, it is possible to optimally perform advance control, retard control and misfire control of ignition timing according to the internal combustion engine speed according to a program prepared in advance by digital processing. Further, the ignition timing and the misfire rotation speed can be set with high accuracy and speed without being affected by the structural variation in the gap between the core and the rotor.

また、本発明にかかる内燃機関の無接点点火装置は、前記制御手段が、前記2つの正の誘起電圧の発生タイミングに基づき内燃機関回転数を監視し、内燃機関がプログラムで設定した失火回転数になったとき、前記スイッチング素子を駆動して、前記点火用充放電コンデンサに対する充電を停止させることを特徴とする。   Further, in the non-contact ignition device for an internal combustion engine according to the present invention, the control means monitors the internal combustion engine speed based on the generation timing of the two positive induced voltages, and the misfire rotational speed set by the internal combustion engine by a program. In this case, the switching element is driven to stop charging the ignition charge / discharge capacitor.

この構成により、内燃機関の回転数を、予め設定した点火タイミングで所定回転数に急速制御することができる。   With this configuration, the rotational speed of the internal combustion engine can be rapidly controlled to a predetermined rotational speed at a preset ignition timing.

本発明は、制御手段を有し、この制御手段に、内燃機関の始動開始時は、トリガコイルの負の誘起電圧に基づいて、また、内燃機関の起動後は、前記トリガコイルの正の誘起電圧に基づいてそれぞれ得られるパルス信号から、内燃機関の点火制御用の制御パルスを生成させ、この制御パルスによりスイッチング素子を駆動させることにより、内燃機関を速やかに起動させることができるとともに、内燃機関の起動後は、任意に設定した回転速度および点火タイミング状態へ内燃機関の運転を速やかに移行させることができるものである。   The present invention has a control means, which is based on the negative induced voltage of the trigger coil when starting the internal combustion engine, and that the trigger coil is positively induced after starting the internal combustion engine. By generating a control pulse for ignition control of the internal combustion engine from each pulse signal obtained based on the voltage and driving the switching element by this control pulse, the internal combustion engine can be started quickly, and the internal combustion engine After starting, the operation of the internal combustion engine can be promptly shifted to an arbitrarily set rotational speed and ignition timing state.

以下、本発明の実施形態を、図面を参照して説明する。   Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.

図1は、本発明の実施形態による内燃機関の無接点点火装置の要部構成を一部破断して示す正面図、図2は、本発明の実施形態による内燃機関の無接点点火装置を示す回路図である。   FIG. 1 is a partially cutaway front view of a main part configuration of a contactless ignition device for an internal combustion engine according to an embodiment of the present invention. FIG. 2 shows a contactless ignition device for an internal combustion engine according to an embodiment of the present invention. It is a circuit diagram.

図1において、無接点点火装置を構成するトリガコイル1およびエキサイタコイル2が、コ字状コアー8の両脚部8a、8bにそれぞれ巻装されている。ここでは、エキサイタコイル2が後述のロータ3の回転方向4側の脚部8bに巻装され、トリガコイル1がこの回転方向とは反対側にある脚部8aに巻装されている。   In FIG. 1, a trigger coil 1 and an exciter coil 2 constituting a contactless ignition device are wound around both leg portions 8 a and 8 b of a U-shaped core 8. Here, the exciter coil 2 is wound around a leg portion 8b on the rotation direction 4 side of the rotor 3, which will be described later, and the trigger coil 1 is wound around a leg portion 8a on the opposite side to the rotation direction.

また、コアー8の対向位置に、前記ロータ3が高速回転可能に配置されている。このロータ3は、アルミなどの非磁性の円柱状ブロックからなり、この円柱状ブロックには、磁石5を挟むようにして、一対の磁極6、7が埋設されている。   Further, the rotor 3 is arranged at a position facing the core 8 so as to be capable of high-speed rotation. The rotor 3 is made of a non-magnetic columnar block such as aluminum, and a pair of magnetic poles 6 and 7 are embedded in the columnar block with a magnet 5 interposed therebetween.

これらの磁極6、7は、ロータ3の外周に一部が露出しており、ロータ3の回転中にコアー8の両脚部8a、8b端面に対向状態にて通過可能となっている。また、コアー8の両脚部8a、8b端面は、円弧状に形成され、ロータ3の外周面に対して一定幅のギャップ(距離)を保持可能にしている。   A part of the magnetic poles 6 and 7 is exposed on the outer periphery of the rotor 3, and can pass through the end surfaces of both the leg portions 8 a and 8 b of the core 8 while the rotor 3 is rotating. Further, the end surfaces of both the leg portions 8 a and 8 b of the core 8 are formed in an arc shape so that a gap (distance) having a constant width can be held with respect to the outer peripheral surface of the rotor 3.

なお、磁極6、7のサイズおよび設置間隔と、前記コアー8の両脚部8a、8bのサイズおよび間隔は、後述の充放電コンデンサの充放電タイミングやトリガタイミングに応じて設定されている。   In addition, the size and installation interval of the magnetic poles 6 and 7 and the size and interval of both the leg portions 8a and 8b of the core 8 are set according to the charge / discharge timing and trigger timing of the charge / discharge capacitor described later.

図2は、前記内燃機関の無接点点火装置を示す回路図である。同図において、エキサイタコイル2にはダイオード9、点火用充放電コンデンサ10およびイグニッションコイル11の一次コイル11aが直列接続され、これらは、エキサイタコイル2が誘起する正の電圧を点火用充放電コンデンサ10に充電する充電回路を構成している。   FIG. 2 is a circuit diagram showing a contactless ignition device for the internal combustion engine. In the figure, a diode 9, an ignition charging / discharging capacitor 10 and a primary coil 11a of an ignition coil 11 are connected in series to the exciter coil 2, and these generate a positive voltage induced by the exciter coil 2 in the ignition charging / discharging capacitor 10 Constitutes a charging circuit for charging.

また、点火用充放電コンデンサ10は、スイッチング素子としてのサイリスタ12のアノード・カソードおよびイグニッションコイル11の一次コイル11aとともに直列接続されている。これらのサイリスタ12およびイグニッションコイル11は、点火用充放電コンデンサ10の充電電荷をイグニッションコイル11の1次コイル11aへ放電する放電回路を構成している。   The ignition charge / discharge capacitor 10 is connected in series with the anode / cathode of the thyristor 12 as a switching element and the primary coil 11a of the ignition coil 11. The thyristor 12 and the ignition coil 11 constitute a discharge circuit that discharges the charge of the ignition charge / discharge capacitor 10 to the primary coil 11 a of the ignition coil 11.

これによれば、サイリスタ12がトリガされて導通したとき、前記点火用充放電コンデンサ10の充電電荷をイグニッションコイル11に放出する。なお、このサイリスタ12は、トリガによってエキサイタコイル2をシャントして点火用充放電コンデンサ11への充電を阻止するようにも機能する。   According to this, when the thyristor 12 is triggered and becomes conductive, the charge of the ignition charge / discharge capacitor 10 is discharged to the ignition coil 11. The thyristor 12 also functions to prevent charging of the ignition charge / discharge capacitor 11 by shunting the exciter coil 2 by a trigger.

さらに、前記イグニッションコイル11の二次コイル11bには点火プラグ13が接続されている。さらに、前記サイリスタ12のアノード・カソード間には、充放電コンデンサ10に対する電圧充電用を兼ねる逆流防止用のダイオード14が接続されている。   Further, a spark plug 13 is connected to the secondary coil 11 b of the ignition coil 11. Further, between the anode and the cathode of the thyristor 12, a backflow preventing diode 14 that also serves to charge the charge / discharge capacitor 10 is connected.

一方、トリガコイル1の両端子には、制御パルスを出力する制御手段としてのマイクロコンピュータ(マイコン)15が接続されている。このマイクロコンピュータ15の出力端子には、前記制御パルスを入力するための前記サイリスタ12のゲートが接続されている。   On the other hand, both terminals of the trigger coil 1 are connected to a microcomputer 15 as control means for outputting a control pulse. The output terminal of the microcomputer 15 is connected to the gate of the thyristor 12 for inputting the control pulse.

前記マイクロコンピュータ15は、トリガコイル1が誘起する電圧を波形整形し、デジタル変換して、所定のプログラムに従って信号波形処理を実施し、得られた制御パルスを、前記サイリスタ12のゲートに入力するように機能する。   The microcomputer 15 shapes the voltage induced by the trigger coil 1, converts it to digital, performs signal waveform processing according to a predetermined program, and inputs the obtained control pulse to the gate of the thyristor 12. To work.

従って、マイクロコンピュータ15は、内燃機関の始動開始時は、内燃機関の1回転ごとに前記トリガコイル1の負の誘起電圧に基づいて得られる1つの制御パルスにより前記サイリスタ12を駆動し、内燃機関始動後は、内燃機関の1回転ごとに前記トリガコイル1の2つの正の誘起電圧に基づいて得られる1つの制御パルスにより、前記サイリスタ12を駆動する。   Therefore, when starting the internal combustion engine, the microcomputer 15 drives the thyristor 12 with one control pulse obtained based on the negative induced voltage of the trigger coil 1 for each rotation of the internal combustion engine. After starting, the thyristor 12 is driven by one control pulse obtained based on two positive induced voltages of the trigger coil 1 for each rotation of the internal combustion engine.

次に、この内燃機関の無接点点火装置の動作を、図3に示す回路各部のタイミングチャートを参照しながら説明する。まず、内燃機関が作動し、ロータ3が図1において矢印4方向に回転すると、このロータ3に対向するコアー8上のトリガコイル1およびエキサイタコイル2には、図3(a)、(g)に示す波形の電圧がそれぞれ誘起される。   Next, the operation of the contactless ignition device for the internal combustion engine will be described with reference to the timing chart of each part of the circuit shown in FIG. First, when the internal combustion engine is operated and the rotor 3 rotates in the direction of the arrow 4 in FIG. 1, the trigger coil 1 and the exciter coil 2 on the core 8 facing the rotor 3 are provided with FIGS. Each voltage of the waveform shown in FIG.

そして、このエキサイタコイル2の誘起電圧のうち、正の電圧はダイオード9、およびイグニッションコイル11の一次コイル11aを介して、点火用充放電コンデンサ10に印加され、この点火用充放電コンデンサ10に電荷が充電される。この充電電荷は、図3(f)に示すように、後述の放電タイミングまで保持される。   Of the induced voltage of the exciter coil 2, a positive voltage is applied to the charge / discharge capacitor 10 for ignition via the diode 9 and the primary coil 11 a of the ignition coil 11, and the charge / discharge capacitor 10 for charge is charged. Is charged. As shown in FIG. 3F, this charged charge is held until a discharge timing described later.

一方、トリガコイル1の誘起電圧は、エキサイタコイル2の、正の誘起電圧の立ち上がりより所定周期進んで立ち下がって、マイクロコンピュータ15に入力されている。   On the other hand, the induced voltage of the trigger coil 1 falls after a predetermined period from the rising of the positive induced voltage of the exciter coil 2 and is input to the microcomputer 15.

前記マイクロコンピュータ15は、トリガコイル1の誘起電圧を波形整形し、設定レベルを超える正負の電圧から、図3(b)に示すような、2つの正の入力パルスp1、p2と、図3(c)に示すような1つの正の入力パルスp3とをそれぞれ取り出して認識する。   The microcomputer 15 shapes the induced voltage of the trigger coil 1 and generates two positive input pulses p1 and p2 as shown in FIG. 3B from positive and negative voltages exceeding the set level, and FIG. Each positive input pulse p3 as shown in c) is extracted and recognized.

ここで、図3(b)は、図3(a)の正の入力電圧に基づいて得られた正のパルスp1、p2であり、図3(c)は、図3(a)の負の入力電圧に基づいて得られる正のパルスp3である。また、パルスp3は、2つのパルスp1、p2間に位置している。   Here, FIG. 3B is the positive pulses p1 and p2 obtained based on the positive input voltage of FIG. 3A, and FIG. 3C is the negative pulse of FIG. This is a positive pulse p3 obtained based on the input voltage. The pulse p3 is located between the two pulses p1 and p2.

内燃機関の起動時においては、マイクロコンピュータ15は、認識した図3(c)に示すパルスp3に同期して生成した幅の狭い、図3(d)に示すパルスp5を制御パルスとして、これをサイリスタ12のゲートに入力する。この制御パルスp5は、充放電コンデンサ10の電荷を、内燃機関の次の回転周期で放電するために利用される。   At the start of the internal combustion engine, the microcomputer 15 uses the pulse p5 shown in FIG. 3 (d), which is generated in synchronization with the recognized pulse p3 shown in FIG. 3 (c), as a control pulse. Input to the gate of the thyristor 12. The control pulse p5 is used for discharging the charge of the charge / discharge capacitor 10 at the next rotation cycle of the internal combustion engine.

従って、この制御パルスp5の出力によってサイリスタ12がトリガされると、1周期前に充放電コンデンサ10に充電されていた充電電荷が、サイリスタ12のアノード、カソードを通してイグニッションコイル11の一次コイル11aに放電される。このため、二次コイル11bには瞬時に高電圧が印加され、点火プラグ13に火花が発生し、内燃機関内の混合気に着火が行われる。   Therefore, when the thyristor 12 is triggered by the output of the control pulse p5, the charge charged in the charge / discharge capacitor 10 one cycle before is discharged to the primary coil 11a of the ignition coil 11 through the anode and cathode of the thyristor 12. Is done. For this reason, a high voltage is instantaneously applied to the secondary coil 11b, a spark is generated in the spark plug 13, and the air-fuel mixture in the internal combustion engine is ignited.

この内燃機関起動時における制御パルスp5による混合気の着火は、内燃機関の起動時の、例えば2〜6回転程度分実施される。これにより、内燃機関の回転はスムースに立ち上がって、次第に通常運転モード(メインモード)の回転数に上昇していく。   The ignition of the air-fuel mixture by the control pulse p5 at the time of starting the internal combustion engine is performed for, for example, about 2 to 6 revolutions at the time of starting the internal combustion engine. As a result, the rotation of the internal combustion engine rises smoothly and gradually increases to the rotation speed of the normal operation mode (main mode).

一方、内燃機関が起動し、回転数が徐々に上昇すると、マイクロコンピュータ15は、認識した図3(b)に示すようなパルスp1に基づいて、図3(e)に示す制御パルスp4を生成し、この制御パルスp4をサイリスタ12のゲートに入力する。なお、マイクロコンピュータ15は、前記始動時に内燃機関が前記2〜6回転したタイミングで、図3(d)の制御パルスp5の出力を停止させ、内燃機関の7回転目からは、パルスp1に基づいて生成される制御パルスp4を出力する。   On the other hand, when the internal combustion engine is started and the rotational speed gradually increases, the microcomputer 15 generates the control pulse p4 shown in FIG. 3 (e) based on the recognized pulse p1 shown in FIG. 3 (b). The control pulse p4 is input to the gate of the thyristor 12. The microcomputer 15 stops the output of the control pulse p5 in FIG. 3 (d) at the timing when the internal combustion engine has rotated 2-6 times at the start, and based on the pulse p1 from the seventh rotation of the internal combustion engine. The control pulse p4 generated in this way is output.

前記制御パルスp4は、パルスp1の立ち上がりタイミングからパルスp2の立ち上がりタイミングまでの時間t1内に位置するように、マイクロコンピュータ15による信号処理によって出力される。   The control pulse p4 is output by signal processing by the microcomputer 15 so as to be located within a time t1 from the rising timing of the pulse p1 to the rising timing of the pulse p2.

前記パルスp1の立ち上がりタイミングからパルスp2の立ち上がりタイミングまでの前記時間t1は、内燃機関の回転数(回転速度)に関する情報であり、この時間t1内における制御パルスp4の位置(時間t2)もまた内燃機関回転数に関する情報である。   The time t1 from the rising timing of the pulse p1 to the rising timing of the pulse p2 is information on the rotational speed (rotational speed) of the internal combustion engine, and the position (time t2) of the control pulse p4 within the time t1 is also the internal combustion engine. Information on the engine speed.

そして、前記制御パルスp4は、前記サイリスタ12のゲートに入力されてこれをトリガし、前記充放電コンデンサ10の放電タイミング、つまり内燃機関の点火タイミングを決定する制御信号となる。従って、この制御信号は、内燃機関の回転速度を決定する情報となる。   The control pulse p4 is input to the gate of the thyristor 12 to trigger it, and becomes a control signal for determining the discharge timing of the charge / discharge capacitor 10, that is, the ignition timing of the internal combustion engine. Therefore, this control signal becomes information for determining the rotational speed of the internal combustion engine.

この制御パルスp4を、パルスp1に対してマイクロコンピュータ15によるデジタル処理によって、進角方向〈矢印S方向〉または遅角方向(矢印R方向)に移動させることで、内燃機関の点火タイミングを、ユーザが内燃機関の特性に応じて自由に設定することができる。   By moving the control pulse p4 in the advance direction <arrow S direction> or the retard direction (arrow R direction) by digital processing by the microcomputer 15 with respect to the pulse p1, the ignition timing of the internal combustion engine is set to the user. Can be freely set according to the characteristics of the internal combustion engine.

マイクロコンピュータ15は、前記時間t1を計測することによって現在の内燃機関回転数を把握し、一周期後にトリガコイル1から得られる最初の前記パルスp1波形を基準にして、任意に設定された時間t2で、図3(f)に示すように充放電コンデンサ10の電荷を放電させる。   The microcomputer 15 grasps the current internal combustion engine speed by measuring the time t1, and arbitrarily sets the time t2 based on the first pulse p1 waveform obtained from the trigger coil 1 after one cycle. Thus, the charge of the charge / discharge capacitor 10 is discharged as shown in FIG.

これにより、内燃機関の点火タイミングが制御される。この時間t2(点火タイミング)は、プログラムによるデジタル信号処理によって内燃機関回転数ごとに任意に設定しておくことができる。   Thereby, the ignition timing of the internal combustion engine is controlled. This time t2 (ignition timing) can be arbitrarily set for each engine speed by digital signal processing by a program.

従って、コンピュータ15がプログラムにより制御パルスp4の位置を切り替えることで、内燃機関の回転数が十分に立ち上がった後、減速操作を認識した場合に、内燃機関の回転数を前記プログラムに従って予め設定されたアイドリング回転数に安定保持させておくことができる。また、その後、前記プログラムに従って、適時に目的回転数に速やかに立ち上げることも可能になる。   Therefore, when the computer 15 switches the position of the control pulse p4 by a program and the speed of the internal combustion engine rises sufficiently and then recognizes a deceleration operation, the speed of the internal combustion engine is preset according to the program. It can be held stably at idling speed. In addition, after that, it is possible to quickly start up to the target rotational speed in a timely manner according to the program.

このように、プログラム上で前記時間t2を予め固定的または任意に設定しておくことで、内燃機関の回転数を設定、変更することができる。これにより、点火プラグへの点火電圧の供給タイミングを調節し、例えば内燃機関の過回転防止や高速領域からアイドリング領域への内燃機関回転の急速応答制御を、簡単に実施することができる。   In this way, the rotational speed of the internal combustion engine can be set and changed by setting the time t2 in advance fixedly or arbitrarily on the program. As a result, the supply timing of the ignition voltage to the spark plug can be adjusted, and for example, over-rotation prevention of the internal combustion engine and rapid response control of the internal combustion engine rotation from the high speed region to the idling region can be easily performed.

また、内燃機関の回転数は、図3(b)の時間t1で確認できるため、失火させようとする内燃機関回転数をプログラムで予め設定しておくことができる。これにより、この失火させようとする内燃機関回転数となった際、図3(e)に示すような制御パルスp4をサイリスタ12のゲートに速やかに入力することで、前記充放電コンデンサ10への充電を阻止することができ、失火を容易、確実に実現できる。   Further, since the rotational speed of the internal combustion engine can be confirmed at time t1 in FIG. 3B, the rotational speed of the internal combustion engine to be misfired can be set in advance by a program. Thus, when the internal combustion engine speed to be misfired is reached, the control pulse p4 as shown in FIG. 3 (e) is promptly input to the gate of the thyristor 12, thereby supplying the charge / discharge capacitor 10 to the charge / discharge capacitor 10. Charging can be prevented and misfire can be realized easily and reliably.

この場合において、失火からの復帰回転数を設定しておくことにより、失火後に点火を再開させて、内燃機関を再起動することもできる。   In this case, it is possible to restart the internal combustion engine by restarting the ignition after the misfire by setting the return rotation speed from the misfire.

このように、マイクロコンピュータを用いたデジタル制御では、プログラムの設定により内燃機関の点火タイミングの進角制御や遅角制御を容易に実施でき、コアー8およびロータ3間のギャップのばらつきなどによって、点火時期や失火回転数がばらつくことを防止することができる。   As described above, in the digital control using the microcomputer, the advance control and retard control of the ignition timing of the internal combustion engine can be easily performed by setting the program, and the ignition is controlled by the variation in the gap between the core 8 and the rotor 3. It is possible to prevent the timing and misfire rotation speed from varying.

また、従来のコアー8、ロータ3、エキサイタコイル2、トリガコイル1を、そのままあるいは各コイル1、2の巻数変更のみで利用できるため、これらをマイクロコンピュータ15とともに収納可能な、従来のカップケース(図示しない)を用いて、内燃機関への取付けを容易に行うことができる。   Further, since the conventional core 8, rotor 3, exciter coil 2 and trigger coil 1 can be used as they are or only by changing the number of turns of each coil 1 and 2, a conventional cup case (which can be stored together with the microcomputer 15) (Not shown) can be easily attached to the internal combustion engine.

以上のように、本実施形態によれば、マイクロコンピュータ15などの制御手段を設け、この制御手段により、内燃機関の始動開始時は、トリガコイル1の負の誘起電圧に同期して得られる制御パルスp5によりサイリスタ12などのスイッチング素子12を駆動し、内燃機関始動後は、前記トリガコイル1の正の誘起電圧に基づいて得られるパルス信号から内燃機関の点火タイミングを制御する制御パルスp4を生成し、この制御パルスp4によりスイッチング素子12を駆動することにより、前記トリガコイル1の負の誘起電圧から得たデジタルパルスを利用して、内燃機関を速やかに起動させることができるとともに、起動後はトリガコイル1の正の誘起電圧から得たデジタルパルスを利用して、任意に設定した回転速度および点火タイミング状態へ内燃機関の運転を速やかに移行させることができる。   As described above, according to the present embodiment, the control means such as the microcomputer 15 is provided, and the control means obtains the control obtained in synchronization with the negative induced voltage of the trigger coil 1 when the internal combustion engine starts. The switching element 12 such as the thyristor 12 is driven by the pulse p5, and after starting the internal combustion engine, a control pulse p4 for controlling the ignition timing of the internal combustion engine is generated from the pulse signal obtained based on the positive induced voltage of the trigger coil 1 Then, by driving the switching element 12 with this control pulse p4, the digital pulse obtained from the negative induced voltage of the trigger coil 1 can be used to quickly start the internal combustion engine. Using the digital pulse obtained from the positive induced voltage of the trigger coil 1, an arbitrarily set rotation speed and ignition timing It can be quickly migrate operation of the internal combustion engine to the timing condition.

また、前記点火タイミングはデジタル制御によってなされるため、コアー8およびロータ3の構造上の各種誤差に影響されずに、回転数ごとに設定可能になる。   In addition, since the ignition timing is digitally controlled, it can be set for each rotation speed without being affected by various structural errors of the core 8 and the rotor 3.

本発明の内燃機関の無接点点火装置は、トリガコイルの誘起電圧から得られるデジタル制御パルスによるスイッチング制御により、良好な制御応答が得られるとともに、ロータおよびコアー相互の取付精度に影響されずに、設定された点火タイミングにて内燃機関を安定的に運転制御できるという効果を有し、内燃機関の点火時期を制御可能にする内燃機関の無接点点火装置等として有用である。   The contactless ignition device for an internal combustion engine of the present invention can obtain a good control response by switching control with a digital control pulse obtained from the induced voltage of the trigger coil, and is not affected by the mounting accuracy between the rotor and the core. The internal combustion engine can be stably controlled at a set ignition timing, and is useful as a non-contact ignition device for an internal combustion engine that can control the ignition timing of the internal combustion engine.

本発明の実施形態による内燃機関の無接点点火装置の要部構成を一部破断して示す正面図である。1 is a partially cutaway front view of a main part configuration of a contactless ignition device for an internal combustion engine according to an embodiment of the present invention. 本発明の実施形態による内燃機関の無接点点火装置を示す回路図である。1 is a circuit diagram showing a contactless ignition device for an internal combustion engine according to an embodiment of the present invention. 図2における回路各部の信号波形を示すタイミングチャートである。3 is a timing chart showing signal waveforms at various parts of the circuit in FIG. 2.

符号の説明Explanation of symbols

1 トリガコイル
2 エキサイタコイル
3 ロータ
5 磁石
6、7 磁極
8 コアー
10 充放電コンデンサ
11 イグニッションコイル
12 サイリスタ(スイッチング素子)
13 点火プラグ
15 マイクロコンピュータ(制御手段)
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Trigger coil 2 Exciter coil 3 Rotor 5 Magnet 6, 7 Magnetic pole 8 Core 10 Charging / discharging capacitor | condenser 11 Ignition coil 12 Thyristor (switching element)
13 Spark plug 15 Microcomputer (control means)

Claims (3)

磁石を挟んで配置された2つの磁極を有するロータと、該ロータに対抗配置されて、エキサイタコイルおよびトリガコイルを巻装したコアーと、 前記エキサイタコイルの正の誘起電圧を充電する点火用充放電コンデンサと、前記トリガコイルの誘起電圧によりトリガされて導通し、前記点火用充放電コンデンサの電荷をイグニッションコイルに供給するスイッチング素子と、を有する内燃機関の無接点点火装置であって、内燃機関の始動開始時は、内燃機関の1回転ごとに前記トリガコイルの負の誘起電圧に基づいて得られる1つの制御パルスにより前記スイッチング素子を駆動し、内燃機関始動後は、内燃機関の1回転ごとに前記トリガコイルの2つの正の誘起電圧に基づいて得られる1つの制御パルスにより、前記スイッチング素子を駆動する制御手段を備えたことを特徴とする内燃機関の無接点点火装置。 A rotor having two magnetic poles arranged with a magnet interposed therebetween, a core disposed opposite to the rotor and wound with an exciter coil and a trigger coil, and charging / discharging for ignition charging a positive induced voltage of the exciter coil A non-contact ignition device for an internal combustion engine comprising a capacitor and a switching element that is triggered by an induced voltage of the trigger coil to be conductive and supplies a charge of the ignition charge / discharge capacitor to an ignition coil. At the start of starting, the switching element is driven by one control pulse obtained based on the negative induced voltage of the trigger coil for every rotation of the internal combustion engine. After the internal combustion engine is started, every time the internal combustion engine is rotated A single control pulse obtained based on two positive induced voltages of the trigger coil causes the switching element to Contactless ignition system for an internal combustion engine characterized by comprising a dynamic control unit. 前記制御手段は、前記2つの正の誘起電圧の発生タイミングに対し、その正の誘起電圧に基づいて得られる前記制御パルスを、内燃機関の点火タイミングを進める方向にまたは遅らせる方向に制御するマイクロコンピュータであることを特徴とする請求項1に記載の内燃機関の無接点点火装置。 The control means controls the control pulse obtained based on the positive induced voltage with respect to the generation timing of the two positive induced voltages in a direction to advance or delay the ignition timing of the internal combustion engine. The contactless ignition device for an internal combustion engine according to claim 1, wherein: 前記制御手段は、前記2つの正の誘起電圧の発生タイミングに基づき内燃機関回転数を監視し、内燃機関がプログラムで設定した失火回転数になったとき、前記スイッチング素子を駆動して、前記点火用充放電コンデンサに対する充電を停止させることを特徴とする請求項1に記載の内燃機関の無接点点火装置。 The control means monitors the internal combustion engine speed based on the generation timing of the two positive induced voltages, and when the internal combustion engine reaches a misfire speed set by a program, drives the switching element to 2. The non-contact ignition device for an internal combustion engine according to claim 1, wherein charging to the charge / discharge capacitor is stopped.
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