JP3060856B2 - 内燃機関用点火装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、フライホイール磁石発
電機を電源として用いる内燃機関用点火装置に関するも
のである。

【０００２】

【従来の技術】内燃機関用点火装置は、点火電源と、点
火電源からエネルギーを得て機関の点火位置で点火用の
高電圧を発生する点火電圧発生部と、内燃機関の点火位
置を決定するための信号を点火回路に与える点火信号発
生手段とにより構成される。

【０００３】点火信号発生手段としては、内燃機関の所
定の回転角度位置でパルス状の信号を発生する信号発電
機が多く用いられており、機関にフライホイール磁石発
電機が取り付けられる場合には、該信号発電機が磁石発
電機に内蔵されることが多い。

【０００４】磁石発電機に内蔵される信号発電機は、多
くの場合、フライホイール磁石回転子の回転軸取り付け
用ボス部の外周に形成されたリラクタと、フライホイー
ル磁石回転子の内側で該リラクタにより生じさせられる
磁束変化を検出してパルス状の信号を出力する信号発電
子とにより構成される。信号発電子は、例えば、リラク
タに対向する磁極部を先端に有する鉄心と、該鉄心に巻
回された信号コイルと、該鉄心に磁気結合された永久磁
石とにより構成される。信号コイルには、リラクタが鉄
心の磁極部に対向し始める際、及び該対向を終える際に
それぞれ鉄心内で生じる磁束変化により、極性が異なる
パルス状の信号が誘起する。この種の信号発電機では、
内燃機関の点火位置で信号コイルが一方の極性の信号を
誘起するように、信号発電子の取り付け位置が設定さ
れ、該一方の極性の信号が点火信号として、直接、また
は波形整形回路を通してパルス整形されて点火電圧発生
部の信号入力端子に供給される。

【０００５】点火電圧制御部は、コンデンサ放電式の点
火回路や、磁石発電機内に設けられた点火電源用コイル
を電源とした電流遮断形の点火回路、あるいはバッテリ
を電源とした電流遮断形の点火回路と、必要に応じて設
けられる点火位置制御装置とにより構成される。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】上記のように、信号発
電機を磁石発電機に内蔵した場合には、磁石回転子の磁
石界磁から生じる漏洩磁束により信号発電子にノイズ信
号が誘起するのを避けられない。このノイズ信号が点火
電圧発生部に与えられると、点火位置以外の位置で誤点
火が生じるおそれがある。

【０００７】信号発電機が発生するノイズ信号による誤
動作を防止する機能を持たせた内燃機関用点火装置とし
て、信号発電機の出力端子と点火電圧発生部の信号入力
端子との間にバイアス用コンデンサを挿入するととも
に、該コンデンサに並列に放電用抵抗を接続して、バイ
アス用コンデンサと放電用抵抗とによりノイズ阻止用の
バイアス回路を構成したものがある。この点火装置で
は、信号発電機が発生する信号によりバイアス用コンデ
ンサが充電され、該コンデンサの電荷は放電用抵抗を通
して一定の時定数で放電させられる。この点火装置にお
いては、信号発電機が点火位置を決定するための信号を
発生したときにバイアス用コンデンサの両端に所定レベ
ルの電圧が残留しているように、バイアス用コンデンサ
の放電時定数が設定されており、信号発電機が発生する
ノイズ信号がバイアス用コンデンサの残留電圧よりも低
いときに、該ノイズ信号がバイアス回路により阻止され
るようになっている。

【０００８】磁石回転子の磁極数が比較的少ない場合に
は、信号発電機と点火電圧発生部との間に上記のような
バイアス回路を挿入することにより、ノイズ信号による
誤点火を防止することができる。

【０００９】しかしながら、磁石回転子が多極（例えば
６極以上）に構成される場合には、磁石界磁からの漏洩
磁束が多いため、機関の高速回転時に信号コイルに誘起
するノイズ信号のレベルが大きくなり、上記のようなバ
イアス回路を設けただけでは、ノイズ信号による誤点火
を防ぎきれないという問題があった。

【００１０】本発明の目的は、多極のフライホイール磁
石発電機内に設けた信号発電機を用いて点火信号を得る
ようにした内燃機関用点火装置において、ノイズ信号に
よる誤点火を防止することにある。

【００１１】

【課題を解決するための手段】本発明は、内燃機関の回
転軸に取り付けられるボス部を底壁部の中央に有するほ
ぼカップ状のフライホイールの周壁部の内周に多極の磁
石界磁を形成し、前記ボス部の外周にリラクタを形成し
たフライホイール磁石回転子と、前記フライホイール磁
石回転子の内側で前記リラクタにより生じさせられる磁
束変化を検出して内燃機関の点火位置を定めるための信
号を発生する信号発電子と、前記信号発電子の出力信号
を入力として内燃機関の点火位置で点火用の高電圧を出
力する点火回路とを備えた内燃機関用点火装置に係わる
ものである。

【００１２】本発明においては、磁石回転子の磁極に対
向する位置に該磁石回転子の回転方向に位置をずらした
状態で配置されて、磁石回転子により与えられる磁束が
一方の極性から他方の極性のピークに向かって変化する
過程、及び他方の極性から一方の極性のピークに向かっ
て変化する過程でそれぞれレベルが変化する矩形波信号
を出力する第１及び第２の磁気検出素子と、第１及び第
２の磁気検出素子の出力を入力として両磁気検出素子の
一方の出力が高レベルの状態にあり他方の出力が低レベ
ルの状態にある期間のみ点火許可信号を出力する点火許
可信号発生回路と、信号発電子の出力信号が入力される
点火電圧発生部の信号入力端子間に対して並列に接続さ
れて、点火許可信号が発生しているときに遮断状態を保
って点火電圧発生部に点火信号が与えられるのを許容
し、点火許可信号が発生していない期間は導通し得る状
態を保って信号発電子の出力信号を点火電圧発生部から
側路する信号側路用スイッチとを設ける。そして、信号
発電機が点火位置を定めるための信号を発生したときに
点火許可信号が発生しているように、上記第１及び第２
の磁気検出素子を配置する位置を設定しておく。

【００１３】本発明において、点火電圧発生部は、内燃
機関の点火位置で点火信号が与えられたときに点火コイ
ルの一次電流に急激な変化を生じさせて該点火コイルの
二次コイルに点火用の高電圧を発生させる点火回路を備
えたものであればよく、この点火電圧発生部を構成する
点火回路としては、コンデンサ放電式の点火回路や電流
遮断型の点火回路等、任意の形式の点火回路を用いるこ
とができる。また点火回路の外に点火位置制御装置を備
えて、内燃機関の点火位置を回転数などに応じて制御す
るようにした点火電圧発生部が用いられる場合にも本発
明を適用することができる。

【００１４】点火電圧発生部が点火位置制御装置を持た
ない場合には、信号発電子が発生する信号が点火信号
（点火位置で点火回路をトリガするための信号）として
用いられて、該点火信号が発生したときに点火電圧発生
部が点火用の高電圧を発生する。点火電圧発生部が点火
位置制御装置を備えている場合、該点火位置制御装置
は、信号発電子の出力信号から機関の回転角度情報と回
転数情報とを得て点火位置を演算し、演算した点火位置
で点火回路に点火信号を与える。

【００１５】従って本発明において「点火位置を定める
ための信号」は、点火回路をトリガする点火信号として
用いる信号と、点火位置制御装置に回転角度情報及び回
転数情報を与える信号との双方を包含する。

【００１６】

【作用】上記のように、磁石発電機内に位置をずらして
配置した第１及び第２の磁気検出素子によりフライホイ
ール磁石回転子の磁石界磁から生じる磁束を検出して該
第１及び第２の磁気検出素子からそれぞれ矩形波信号を
発生させ、両矩形波信号の一方が高レベルになり、他方
が低レベルになっている期間点火許可信号を発生させ
て、該点火許可信号が発生している間だけ点火位置を定
めるための信号が点火電圧発生部に与えられるのを許容
するようにすると、信号発電子が発生する大部分のノイ
ズ信号が点火電圧発生部に与えられるのを阻止すること
ができるため、過大なノイズ信号が点火位置を定めるた
めの信号として認識される確率を少なくすることがで
き、ノイズ信号による誤点火を防止して信頼性を高める
ことができる。

【００１７】

【実施例】図１及び図２は本発明の実施例で用いるフラ
イホイール磁石発電機を示したもので、この発電機は、
フライホイール磁石回転子１と固定子２とからなってい
る。

【００１８】フライホイール磁石回転子１は、カップ状
に形成された鉄製のフライホイール１００と、該フライ
ホイールの周壁部１００ａの内周に固定された１２個の
永久磁石Ｍ1 〜Ｍ12とからなり、磁石Ｍ1 〜Ｍ12は回転
子の周方向にＮ極とＳ極とが交互に並ぶように回転子の
径方向に着磁されている。磁石Ｍ1 〜Ｍ12により１２極
の磁石界磁が構成されている。

【００１９】フライホイールの底壁部１００ｂの中央部
には回転軸取り付け用のボス部１００ｃが設けられ、該
ボス部１００ｃが図示しない内燃機関のクランク軸に取
り付けられる。ボス部１００ｃの外周には、ほぼ１８０
度の円弧角を有する大径部と小径部とが形成されてい
て、該大径部によりリラクタＲが構成されている。この
フライホイール磁石回転子１は、内燃機関により駆動さ
れて図示の矢印ＣＷ方向に回転する。

【００２０】固定子２は、環状の継鉄部２００ａの外周
から１２個の突極部Ａ1 〜Ａ12を放射状に突出させた固
定子鉄心２００と、固定子鉄心の突極部Ａ1 〜Ａ12にそ
れぞれ巻回された発電コイルＷ1 〜Ｗ12とからなってい
る。これらの発電コイルの内、突極部Ａ1 に巻回された
発電コイルＷ1 は点火電源用の発電コイルで、この発電
コイルは線径が細いコイル導体を用いて他の発電コイル
よりも多数回巻回されている。他の発電コイルＷ2 〜Ｗ
12は、点灯負荷や、バッテリ充電回路等を駆動するため
に用いられる。

【００２１】固定子２は、図示しない内燃機関のケース
等に設けられた固定子台板上に取り付けられ、固定子鉄
心の継鉄部２００ａに設けられた取り付け孔２００a1に
挿入されたボルトにより該固定子台板に固定される。こ
のように固定子を機関に取り付けた状態では、固定子鉄
心の突極部Ａ1 〜Ａ12の先端の磁極部が磁石回転子１の
磁極に所定のギャップを介して対向し、固定子鉄心の継
鉄部２００ａが回転子のボス部１００ｃを同心的に取り
囲む。

【００２２】磁石回転子のボス部１００ｃと継鉄部２０
０ａとの間に形成された空間には、３つの信号発電子Ｓ
Ｇ1 〜ＳＧ3 が１２０度の角度間隔で配置され、これら
の信号発電子は、固定子台板上に固定子２とともに固定
されている。

【００２３】信号発電子ＳＧ1 〜ＳＧ3 はそれぞれ、リ
ラクタＲに対向する磁極部を先端に有する鉄心Ｃ1 〜Ｃ
3 と、鉄心Ｃ1 〜Ｃ3 にそれぞれ磁気結合された図示し
ない永久磁石と、鉄心Ｃ1 〜Ｃ3 にそれぞれ巻回された
信号コイルＷs1〜Ｗs3とを備え、鉄心Ｃ1 〜Ｃ3 の先端
の磁極部が放射方向からボス部１００ｃの外周に対向さ
せられている。

【００２４】上記信号発電子ＳＧ1 〜ＳＧ3 の信号コイ
ルＷs1〜Ｗs3には、リラクタＲがそれぞれの信号発電子
の磁極部に対向し始める際及び該対向を終える際にそれ
ぞれ鉄心Ｃ1 〜Ｃ3 中で発生する磁束変化により、極性
が異なるパルス状の信号Ｖs1及びＶs2が誘起する。これ
らの信号は多気筒内燃機関の異なる気筒の点火位置を定
めるための信号として用いられる。

【００２５】また固定子台板上には、固定子の発電コイ
ルＷ10とＷ11との間に位置させて、磁石回転子１の磁石
界磁から生じる磁束を検出する第１及び第２の磁気検出
素子Ｈ1 及びＨ2 が配置されている。これらの磁気検出
素子Ｈ1 及びＨ2 は、磁石回転子の回転方向にわずかに
位置をずらした状態で配置されていて、磁石回転子１に
より与えられる磁束が一方の極性から他方の極性のピー
クに向かって変化する過程、及び他方の極性から一方の
極性のピークに向かって変化する過程でそれぞれレベル
が変化する矩形波信号Ｖq1及びＶq2をわずかな位相差を
もたせて出力する。図示の例では、第１の磁気検出素子
Ｈ1 が第２の磁気検出素子Ｈ2 よりも位相が進んだ位置
に配置され、第１の矩形波信号Ｖq1が第２の矩形波信号
Ｖq2よりも一定の角度だけ位相が進んだ位置で発生す
る。第１及び第２の磁気検出素子Ｈ1 及びＨ2 として
は、ホールＩＣを用いるのが適当である。

【００２６】図３は１気筒の内燃機関を点火するものと
して本実施例の電気的構成を概略的に示したもので、同
図において３は点火電圧発生部、４は信号発生部であ
る。点火電圧発生部３は、一次コイルＬp 及び二次コイ
ルＬs を有する点火コイルＩＧと、点火コイルＩＧの一
次側に設けられて点火電源用コイルＷ1 によりダイオー
ドＤi を通して一方の極性に充電される点火エネルギー
蓄積用コンデンサＣi と、ゲートに点火信号Ｖi が与え
られたときに導通してコンデンサＣi の電荷を点火コイ
ルＩＧの一次コイルＬp に放電させる放電制御用スイッ
チとしてのサイリスタＳi とからなっている。この例で
は、点火電源用コイルＷ1 の一端が接地され、該点火電
源用コイルＷ1 の非接地側の端子にダイオードＤ1 のア
ノードが接続され、該ダイオードＤi のカソードと接地
間にコンデンサＣi が接続されている。コンデンサＣi
の非接地側端子にサイリスタＳi のアノードが接続さ
れ、サイリスタＳi のカソードと接地間に点火コイルＩ
Ｇの一次コイルＬp が接続されている。サイリスタＳi
のゲートカソード間に抵抗Ｒi が接続され、サイリスタ
Ｓi のゲートと接地間に信号コイルＷs1が接続されてい
る。この例では、サイリスタＳi と抵抗Ｒi と点火コイ
ルＩＧとにより点火主回路３Ａが構成され、ダイオード
Ｄi とコンデンサＣi とにより点火電源部３Ｂが構成さ
れている。

【００２７】上記の点火電圧発生部３を構成する回路
は、コンデンサ放電式の回路として周知のものである。
即ち、点火電源用コイルＷ1 が図示の矢印方向の正の半
サイクルの電圧を誘起すると、該電圧によりダイオード
Ｄi を通してコンデンサＣi が図示の極性に充電され
る。サイリスタＳi のゲートに点火信号Ｖi が与えられ
ると、該サイリスタＳi が導通するため、コンデンサＣ
i の電荷がサイリスタＳiと点火コイルＩＧの一次コイ
ルＬp とを通して放電する。この放電により点火コイル
の鉄心中で大きな磁束変化が生じるため、二次コイルＬ
s に点火用の高電圧が誘起し、該高電圧が点火プラグＰ
に印加される。これにより点火プラグＰに火花が生じ、
機関が点火される。

【００２８】信号発生部４は、信号発電子ＳＧ1 と第１
及び第２の磁気検出素子Ｈ1 及びＨ2 と点火許可信号発
生回路５と信号側路用スイッチ６とからなっている。

【００２９】図４は、図３の点火装置の各部の信号波形
及び磁気検出素子が検出する磁束波形を機関の回転角θ
に対して示したものである。磁石回転子１が回転する
と、磁気検出素子Ｈ1 が検出する磁束Φが図４（Ａ）に
示すように変化する。第１の磁気検出素子Ｈ1 は、図４
（Ｂ）に示したように、磁束Φが一方の極性から他方の
極性のピークに向かって変化する過程で所定のレベル−
Φt を超えたときに低レベルから高レベルに変化し、磁
束Φが他方の極性から一方の極性のピークに向かって変
化する過程で所定のレベルΦt を超えたときに高レベル
から低レベルに変化する第１の矩形波信号Ｖq1を出力す
る。また第２の磁気検出素子Ｈ2 は、同様に磁束の変化
を検出して、図４（Ｃ）に示したように第１の矩形波信
号Ｖq1に対して僅かに位相が遅れた第２の矩形波信号Ｖ
q2を出力する。

【００３０】第１の磁気検出素子Ｈ1 が出力する第１の
矩形波信号Ｖq1及び第２の磁気検出素子Ｈ2 が出力する
第２の矩形波信号Ｖq2は点火許可信号発生回路５に入力
され、該点火許可信号発生回路から得られる点火許可信
号が信号側路用スイッチ６に与えられている。

【００３１】点火許可信号発生回路５は、第１及び第２
の磁気検出素子の出力Ｖq1及びＶq2を入力として、両磁
気検出素子の一方の出力Ｖq1またはＶq2が高レベルの状
態にあり他方の出力Ｖq2またはＶq1が低レベルの状態に
ある期間のみ点火許可信号Ｖa を出力する。この点火許
可信号Ｖa は、例えば図４（Ｄ）に示した通りで、この
例では、点火許可信号発生回路５の出力端子の電位が低
レベルになっている状態を点火許可信号が発生している
状態とし、該出力端子の電位が高レベルになっている状
態を点火許可信号が発生していない状態としている。

【００３２】信号側路用スイッチ６は、点火電圧発生部
３の信号入力端子間（サイリスタＳi のゲートと接地
間）に並列に接続されていて、点火許可信号Ｖa が発生
しているときにのみ遮断状態を保って信号発電子から点
火電圧発生部３の信号入力端子に信号発電子の出力信号
が供給されるのを許容し、点火許可信号Ｖa が発生して
いないときには導通し得る状態を保って、信号発電子の
出力信号を点火電圧発生部３の信号入力端子から側路す
る。

【００３３】図４（Ｅ）は、上記信号側路用スイッチの
オンオフ動作を示しており、該信号側路用スイッチは、
点火許可信号Ｖa が発生しているときにのみオフ状態を
保って、点火電圧発生部３に点火信号Ｖi が与えられる
のを許容する。

【００３４】そして本実施例においては、信号コイルＷ
s1が信号Ｖs1及びＶs2［図４（Ｆ）参照］を発生すると
きに点火許可信号Ｖa が発生しているように、第１及び
第２の磁気検出素子Ｈ1 及びＨ2 をそれぞれ配置する位
置が設定されている。図３に示した例では、信号コイル
Ｗs1が発生する信号Ｖs1及びＶs2の内、正極性の信号Ｖ
s1が点火信号として点火電圧発生部３に供給される。

【００３５】上記のように構成すると、信号発電子が点
火位置を定めるための信号を発生したときには必ず点火
許可信号が発生して、点火位置を定めるための信号が点
火電圧発生部に与えられるのを許容するため、点火動作
は支障なく行なわれる。

【００３６】また各点火許可信号が発生している僅かな
期間だけ信号発電子の出力信号が点火電圧発生部に与え
られるのが許容されるため、信号発電子から点火電圧発
生部にノイズ信号が与えられる確率を少なくすることが
できる。従って、第１及び第２の矩形波信号Ｖq1及びＶ
q2の位相差を十分に小さくして、点火許可信号Ｖa のパ
ルス幅を、信号Ｖi を点火電圧発生部に与えるために必
要最小限の大きさに制限しておくことにより、点火位置
以外の位置で点火動作が行われるのを確実に防ぐことが
できる。

【００３７】図５は、図１及び図２に示した磁石発電機
を用いて６気筒内燃機関を点火する点火装置を構成した
実施例を示したもので、この例では、６個の点火主回路
３A1〜３A6がそれぞれ内燃機関の第１ないし第６の気筒
に対して設けられている。点火主回路３A1〜３A6はそれ
ぞれ、点火コイルＩＧ1 〜ＩＧ6 とサイリスタＳi1〜Ｓ
i6と抵抗Ｒi1〜Ｒi6とにより、図３に示した点火主回路
３Ａと全く同様に構成され、これらの点火主回路が発生
する点火用の高電圧が第１ないし第６の気筒にそれぞれ
取り付けられた点火プラグＰ1 〜Ｐ6 に印加されてい
る。

【００３８】点火電源部３Ｂは、２つの点火エネルギ蓄
積用コンデンサＣia及びＣibを備え、コンデンサＣiaの
非接地側端子は、カソードを該コンデンサＣia側に向け
たダイオードＤiaを通して点火電源用コイルＷ1 の一端
に接続されている。またコンデンサＣibの非接地側端子
はカソードを該コンデンサＣib側に向けたダイオードＤ
ibを通して点火電源用コイルＷ1 の他端に接続されてい
る。点火電源用コイルＷ1 の一端と接地間及び他端と接
地間にそれぞれアノードを接地側に向けたダイオードＤ
1b及びＤ1aが接続されている。この例では、コンデンサ
Ｃia及びＣibと、ダイオードＤia及びＤibと、ダイオー
ドＤ1a及びＤ1bとにより点火回路の電源部３Ｂが構成さ
れている。

【００３９】点火エネルギ蓄積用コンデンサＣiaは、点
火電源用コイルＷ1 が発生する図示の実線矢印方向の正
の半サイクルの出力により、ダイオードＤiaとダイオー
ドＤ1aとを通して図示の極性に充電される。この点火エ
ネルギ蓄積用コンデンサＣiaは第１の気筒ないし第３の
気筒に対して共通に設けられたもので、第１ないし第３
の気筒用の点火主回路３A1〜３A3のサイリスタＳi1〜Ｓ
i3のアノードがコンデンサＣiaの非接地側端子に共通に
接続されている。

【００４０】また点火エネルギ蓄積用コンデンサＣib
は、点火電源用コイルＷ1 が発生する図示の破線矢印方
向の負の半サイクルの出力により、ダイオードＤibとダ
イオードＤ1bとを通して図示の極性に充電される。この
点火エネルギ蓄積用コンデンサＣibは第４の気筒ないし
第６の気筒に対して共通に設けられたもので、第４ない
し第６の気筒用の点火主回路３A4〜３A6のサイリスタＳ
i4〜Ｓi6のアノードがコンデンサＣiaの非接地側端子に
共通に接続されている。

【００４１】信号発電子ＳＧ1 〜ＳＧ3 にそれぞれ設け
られた信号コイルＷs1〜Ｗs3の一端はそれぞれダイオー
ドＤ21〜Ｄ23を通して点火主回路３A1〜３A3のサイリス
タＳi1〜Ｓi3のゲートに接続され、信号コイルＷs1〜Ｗ
s3の他端はそれぞれダイオードＤ24〜Ｄ26を通して点火
主回路３A4〜３A6のサイリスタＳi4〜Ｓi6のゲートに接
続されている。また信号コイルＷs1〜Ｗs3の一端と接地
間にそれぞれアノードを接地側に向けたダイオードＤ31
〜Ｄ33が接続され、信号コイルＷs3，Ｗs1及びＷs2の他
端と接地間にそれぞれアノードを接地側に向けたダイオ
ードＤ34，Ｄ35及びＤ36が接続されている。

【００４２】点火許可信号発生回路５は、エミッタが接
地されたＮＰＮトランジスタＴＲ1からなる反転回路５
ａと、ナンド回路５ｂとを備えている。トランジスタＴ
Ｒ1のベースは抵抗Ｒ1 を通して第１の磁気検出素子
（ホールＩＣ）Ｈ1 の出力端子に接続され、コレクタは
抵抗Ｒ2 を通して図示しない直流電源の正極側出力端子
に接続されるとともに、抵抗Ｒ3 を通してナンド回路５
ｂの一方の入力端子に接続されている。また第２の磁気
検出素子Ｈ2 の出力端子は抵抗Ｒ4 を通してナンド回路
５ｂの他方の入力端子に接続されている。

【００４３】信号側路用スイッチ６は、エミッタが接地
されたＮＰＮトランジスタＴＲ2 からなり、点火主回路
３A1〜３A6のサイリスタＳi1〜Ｓi6のゲートにそれぞれ
アノードが接続されたダイオードＤ51〜Ｄ56のカソード
がトランジスタＴＲ2 のコレクタに共通接続されてい
る。即ち、トランジスタＴＲ2 からなる信号側路用スイ
ッチ６は、ダイオードＤ51〜Ｄ56を通して点火回路の点
火信号入力端子間（サイリスタＳi1〜Ｓi6のゲート接地
間）に対して並列に接続されている。

【００４４】図５の実施例の各部の電圧波形及び磁気検
出素子が検出する磁束波形を図６に示してある。図６
（Ａ）は一方の点火エネルギ蓄積用コンデンサＣiaの両
端の電圧Ｖcaを示したもので、コンデンサＣiaは、点火
電源用コイルＷ1 が順次発生する２山の正の半サイクル
の電圧で充電されてその両端の電圧が上昇し、第１気
筒、第２気筒、及び第３気筒のそれぞれの点火位置θi
1，θi2，及びθi3で点火動作が行なわれる際に放電さ
せられてその両端の電圧が零になる。なお実際には、コ
ンデンサＣiaが放電したときに生じる振動により、コン
デンサＣiaの両端の電圧に振動波形が現れるが、この振
動波形の図示は省略されている。また点火エネルギ蓄積
用コンデンサＣibの両端の電圧波形の図示も省略されて
いる。

【００４５】図６（Ｈ），（Ｊ）及び（Ｉ）に示したよ
うに、信号コイルＷs1，ＷS2及びＷs3はそれぞれリラク
タＲが信号発電子ＳＧ1 ，ＳＧ2 及びＳＧ3 の磁極部に
対向し始める際に正極性の信号Ｖs11 ，Ｖs12 及びＶs1
3 を発生し、該対向を終える際に負極性の信号Ｖs21 ，
Ｖs22 及びＶs23 を発生する。

【００４６】この例では、角度θi1の位置で信号コイル
Ｗs1から正極性の信号Ｖs11 がダイオードＤ21を通して
サイリスタＳi1のゲートに与えられたときに第１気筒の
点火が行われ、角度θi2及びθi3の位置で信号コイルＷ
s2及びＷs3から正極性の信号Ｖs12 及びＶs13 がそれぞ
れダイオードＤ22及びＤ23を通してサイリスタＳi2及び
Ｓi3のゲートに与えられたときに第２気筒及び第３気筒
の点火が行われる。また角度θi4の位置で信号コイルＷ
s3から負極性の信号Ｖs23 がダイオードＤ24を通してサ
イリスタＳi4のゲートに与えられたときに第４気筒の点
火が行われ、角度θi5及びθi6の位置で信号コイルＷs1
及びＷs2からそれぞれ負極性の信号Ｖs21 及びＶs22 が
ダイオードＤ25及びＤ26を通してサイリスタＳi5及びＳ
i6のゲートに与えられたときにそれぞれ第５気筒及び第
６気筒の点火が行われる。

【００４７】第１の磁気検出素子Ｈ1 は図６（Ｂ）に示
すような磁束Φの波形を検出して同図（Ｃ）に示したよ
うな第１の矩形波信号Ｖq1を出力し、第２の磁気検出素
子Ｈ2 は磁束Φよりも僅かに位相が遅れた磁束を検出し
て図６（Ｄ）に示すような第２の矩形波信号Ｖq2を出力
する。第１の矩形波信号Ｖq1が高レベルになっている期
間トランジスタＴＲ1 が導通し、該矩形波信号が低レベ
ルになっている期間トランジスタＴＲ1 が遮断状態にな
るため、該トランジスタのコレクタには図６（Ｅ）に示
したように第１の矩形波信号Ｖq1を反転させた波形の矩
形波信号Ｖq1´が得られる。この矩形波信号Ｖq1´は、
矩形波信号Ｖq2とともにＮＡＮＤ回路からなる信号出力
回路５ｂに入力される。信号出力回路５ｂは、２つの入
力信号Ｖq1´及びＶq2がともに高レベルになっている期
間その出力端子の電位が低レベルの状態（点火許可信号
が発生した状態）を保持し、その他の期間は出力端子の
電位が高レベルの状態を保持する。信号出力回路５ｂの
出力端子の電位が高レベルの状態（点火許可信号が発生
していない状態）にあるときにはトランジスタＴＲ2 に
ベース電流が与えられるため、該トランジスタＴＲ2 が
導通して、信号コイルＷs1〜Ｗs3の出力を点火主回路３
Ａ1 〜３Ａ6 から側路する。また信号出力回路５ｂの出
力端子の電位が低レベルになっているとき（点火許可信
号Ｖa が発生しているとき）には、図６（Ｇ）に示すよ
うにトランジスタＴＲ2 が遮断状態に保持されるため、
信号コイルＷs1〜Ｗs3から点火主回路３Ａ1 〜３Ａ6 に
支障なく点火信号が与えられる。従って、信号コイルＷ
s1〜Ｗs3がそれぞれ正規の信号を発生したときにのみ点
火主回路３Ａ1 〜３Ａ6 に点火信号が与えられ、信号コ
イルＷs1〜Ｗs3が発生するノイズ信号によって点火主回
路３Ａ1 〜３Ａ6 に点火信号が与えられることはない。

【００４８】図５に示した例では、信号コイルＷs1〜Ｗ
s3と、ダイオードＤ21〜Ｄ26と、ダイオードＤ31〜Ｄ36
と、ダイオードＤ51〜Ｄ56と、第１及び第２の磁気検出
素子Ｈ1 及びＨ2 と、点火許可信号発生回路５と、信号
側路用スイッチ６とにより、信号発生部４が構成されて
いる。

【００４９】上記の実施例では、点火許可信号発生回路
５を反転回路とＮＡＮＤ回路とにより構成したが、この
点火許可信号発生回路は、矩形波信号Ｖq1及びＶq2の内
の一方が高レベルの状態にあり、他方が低レベル（また
は零レベル）の状態にある期間点火許可信号を発生する
ものであればよく、上記実施例の構成に限定されない。
例えば図７に示したように、図５に示した点火許可信号
発生回路のＮＡＮＤ回路をＯＲ回路で置き換えて該ＯＲ
回路により信号出力回路５ｃを構成した回路でもよい。

【００５０】図７の点火許可信号発生回路５は、第１の
矩形波信号Ｖq1を反転させた信号Ｖq1´及び第２の矩形
波信号Ｖq2の少なくとも一方が高レベルになっている期
間高レベルの状態を保持し、矩形波信号Ｖq1´及びＶq2
の双方が低レベルのときに低レベルの状態（点火許可信
号が発生した状態）を保持する信号を出力する。

【００５１】上記の各実施例では、点火許可信号Ｖa を
低レベルの信号としたが、信号側路用スイッチ６の構成
によっては、該点火許可信号を高レベルの信号としても
よい。

【００５２】上記の実施例では、点火電圧発生部３を構
成する点火回路としてコンデンサ放電式の回路を用いた
が、電流遮断形の点火回路を用いることもできる。図９
はその一例を示したもので、この例では点火電源用コイ
ルＷ1 の両端に一次電流制御用スイッチとしてのトラン
ジスタＴＲi のコレクタエミッタ間回路が並列に接続さ
れている。トランジスタＴＲi のベースコレクタ間には
抵抗Ｒb が接続され、トランジスタＴＲi のベースエミ
ッタ間に遮断制御用スイッチとしてのサイリスタＴhiが
接続されている。点火電源用コイルＷ1 の両端には点火
コイルＩＧの一次コイルが並列に接続され、点火コイル
の二次コイルの両端に点火プラグＰが接続されている。

【００５３】図９に示した点火回路では、点火電源用コ
イルＷ1 が図示の実線矢印方向の電圧を誘起したときに
トランジスタＴＲi にベース電流が流れて該トランジス
タが導通し、点火電源用コイルＷ1 からトランジスタＴ
Ｒi のコレクタエミッタ間を通して電流が流れる。サイ
リスタＴhiのゲートに点火信号が与えられると、該サイ
リスタＴhiが導通するためトランジスタＴＲi が遮断状
態になり、点火電源用コイルＷ1 に高い電圧が誘起す
る。この電圧が点火コイルＩＧにより更に昇圧されて該
点火コイルの二次コイルから点火用の高電圧が出力され
る。

【００５４】図９の例では、点火電源用コイルＷ1 が点
火コイルＩＧと別個に設けられているが、点火コイルＩ
Ｇを磁石発電機の電機子に設けて、該点火コイルＩＧの
一次コイルを点火電源用コイルとして用いる場合もあ
る。その場合の点火回路は図９の回路からコイルＷ1 を
除去した回路になる。また図９の回路においては、遮断
制御用スイッチとしてサイリスタＴhiを用いているが、
このスイッチとしてトランジスタを用いる場合もある。

【００５５】更に、図１０に示すように、バッテリＢを
電源とした電流遮断形の点火回路を用いる場合にも本発
明を適用できる。図１０において、１０ａ，１０ｂはそ
れぞれ信号コイルＷs1が発生する正極性信号Ｖs1及びＶ
s2をパルス波形に整形する波形整形回路、１１は波形整
形回路１０ａ，１０ｂからそれぞれ与えられるパルス信
号によりセット及びリセットされて矩形波状の制御信号
Ｖi を出力するフリップフロップ回路、ＴＲi はコレク
タエミッタ間回路が点火コイルＩＧの一次コイルに対し
て直列に接続された一次電流制御用スイッチとしてのト
ランジスタ、Ｂは点火コイルＩＧの一次コイルとトラン
ジスタＴＲi のコレクタエミッタ間回路との直列回路の
両端に接続されたバッテリである。

【００５６】図１０に示した点火装置では、制御信号Ｖ
i が発生したときにトランジスタＴＲi が導通してバッ
テリから点火コイルＩＧの一次コイルに一次電流を流
す。信号Ｖs2が発生して制御信号Ｖi が零になるとトラ
ンジスタＴＲi が遮断状態になるため、一次電流が遮断
され、点火動作が行われる。この場合は、信号Ｖs2が点
火信号となる。

【００５７】上記の各実施例では、信号コイルの出力を
直接点火信号としているが、信号コイルが出力する正極
性信号及び負極性信号から得た回転角度情報及び回転速
度度情報に基づいて点火位置を演算して、演算された点
火位置で点火信号を発生させるようにした点火位置制御
装置が点火電圧発生部に設けられる場合にも、本発明を
適用することができる。

【００５８】上記の実施例では、第１及び第２の磁気検
出素子Ｈ1 及びＨ2 を近接した位置に並べて配置した
が、本発明においては、両磁気検出素子が僅かな位相差
を持った矩形波信号Ｖq1及びＶq2を発生して、一方の矩
形波信号が高レベルの状態にあり、他方の矩形波信号が
低レベルの状態にあるときに発生する点火許可信号が信
号発電子の正規の信号の発生位置で発生するようになっ
ていればよく、第１及び第２の磁気検出素子は必ずしも
近接した位置に並んでいなくなもよい。

【００５９】以上、本発明の好ましい実施例につき説明
したが、本明細書に開示した発明の主な態様を挙げると
下記の通りである。

【００６０】（１） 多極のフライホイール磁石回転子
と固定子とを備えたフライホイール磁石発電機と、前記
フライホイール磁石回転子の回転軸取り付け用ボス部の
外周に形成されたリラクタと、前記リラクタにより与え
られる磁束変化を検出して内燃機関の点火位置を定める
ための信号を発生する信号発電子とを有する信号発電機
と、前記点火位置を定めるための信号を入力として内燃
機関の点火位置で点火用の高電圧を出力する点火電圧発
生部とを備えた内燃機関用点火装置において、前記磁石
回転子の磁極に対向する位置に該磁石回転子の回転方向
に位置をずらした状態で配置されて、前記磁石回転子に
より与えられる磁束が一方の極性から他方の極性のピー
クに向かって変化する過程、及び他方の極性から一方の
極性のピークに向かって変化する過程でそれぞれレベル
が変化する第１及び第２の矩形波信号を出力する第１及
び第２の磁気検出素子と、前記第１及び第２の矩形波信
号を入力として両矩形波信号の一方が高レベルの状態に
あり他方が低レベルの状態にある期間のみ点火許可信号
を出力する点火許可信号発生回路と、前記信号発電子の
出力信号が入力される点火電圧発生部の信号入力端子間
に対して並列に接続されて、前記点火許可信号が発生し
ているときに遮断状態を保って前記点火電圧発生部に信
号発電子の出力信号が与えられるのを許容し、前記点火
許可信号が発生していない期間は導通し得る状態を保っ
て前記信号発電子の出力信号を前記点火電圧発生部から
側路する信号側路用スイッチとを具備し、前記信号発電
機が点火位置を定めるための信号を発生したときに前記
点火許可信号が発生しているように、前記第１及び第２
の磁気検出素子を配置する位置が設定されていることを
特徴とする内燃機関用点火装置。

【００６１】（２） 多極のフライホイール磁石回転子
と少なくとも点火電源用コイルを有する固定子とからな
るフライホイール磁石発電機と、前記フライホイール磁
石回転子の回転軸取り付け用ボス部の外周に形成された
リラクタと、前記リラクタにより与えられる磁束変化を
検出して点火位置を定めるための信号を発生する信号発
電子とを有する信号発電機と、前記点火電源用コイルを
電源とし、前記点火位置を定める信号を入力として内燃
機関の点火位置で点火用の高電圧を出力する点火電圧発
生部とを備えた内燃機関用点火装置において、前記磁石
回転子の磁極に対向する位置に該磁石回転子の回転方向
に位置をずらした状態で配置されて、前記磁石回転子に
より与えられる磁束が一方の極性から他方の極性のピー
クに向かって変化する過程、及び他方の極性から一方の
極性のピークに向かって変化する過程でそれぞれレベル
が変化する第１及び第２の矩形波信号を出力する第１及
び第２の磁気検出素子と、前記第１及び第２の矩形波信
号を入力として両矩形波信号の一方が高レベルの状態に
あり他方が低レベルの状態にある期間のみ点火許可信号
を出力する点火許可信号発生回路と、前記信号発電子の
出力信号が入力される点火電圧発生部の信号入力端子間
に対して並列に接続されて、前記点火許可信号が発生し
ているときに遮断状態を保って前記点火電圧発生部に信
号発電子の出力信号が与えられるのを許容し、前記点火
許可信号が発生していない期間は導通し得る状態を保っ
て前記信号発電子の出力信号を前記点火電圧発生部から
側路する信号側路用スイッチとを具備し、前記信号発電
機が点火信号を発生したときに前記点火許可信号が発生
するように、前記第１及び第２の磁気検出素子を配置す
る位置が設定されていることを特徴とする内燃機関用点
火装置。

【００６２】（３） カップ状に形成されて底壁部の中
央に設けられたボス部が内燃機関の回転軸に取り付けら
れるフライホイールと該フライホイールの内周に取り付
けられた永久磁石とを有して該永久磁石により等角度間
隔で並ぶ２ｎ極（ｎは２以上の整数）の磁石界磁を構成
したフライホイール磁石回転子と、環状の継鉄部の外周
から前記磁石界磁に対向する磁極部を先端に有する複数
の突極部を放射状に突出させた固定子鉄心と該固定子鉄
心の突極部に巻回された発電コイルとを有して少なくと
も１つの突極部に巻回された発電コイルを点火電源用コ
イルとした固定子とを備えたフライホイール磁石発電機
と、前記継鉄部の内側で回転する前記フライホイールの
ボス部の外周に設けられたリラクタと、前記ボス部と継
鉄部との間に配置されて前記リラクタにより与えられる
磁束変化を検出して内燃機関の点火位置を定めるための
信号を発生する信号発電子とを有する信号発電機と、前
記点火電源用コイルを電源とし、前記点火位置を定める
ための信号を入力として内燃機関の点火位置で点火用の
高電圧を発生する点火回路とを備えた内燃機関用点火装
置において、前記磁石回転子の磁極に対向する位置に該
磁石回転子の回転方向に位置をずらした状態で配置され
て、前記磁石回転子により与えられる磁束が一方の極性
から他方の極性のピークに向かって変化する過程、及び
他方の極性から一方の極性のピークに向かって変化する
過程でそれぞれレベルが変化する第１及び第２の矩形波
信号を出力する第１及び第２の磁気検出素子と、前記第
１及び第２の矩形波信号を入力として両矩形波信号の一
方が高レベルの状態にあり他方が低レベルの状態にある
期間のみ点火許可信号を出力する点火許可信号発生回路
と、前記信号発電子の出力信号が入力される点火電圧発
生部の信号入力端子間に対して並列に接続されて、前記
点火許可信号が発生しているときに遮断状態を保って前
記点火電圧発生部に信号発電子の出力信号が与えられる
のを許容し、前記点火許可信号が発生していない期間は
導通し得る状態を保って前記信号発電子の出力信号を前
記点火電圧発生部から側路する信号側路用スイッチとを
具備し、前記信号発電機が点火信号を発生したときに前
記点火許可信号が発生するように、前記第１及び第２の
磁気検出素子を配置する位置が設定されていることを特
徴とする内燃機関用点火装置。

【００６３】（４） 前記第１及び第２の磁気検出素子
は、前記固定子鉄心の隣り合ういずれか２つの突極部間
に形成された間隙内に配置されている上記３項に記載の
内燃機関用点火装置。

【００６４】（５） 前記第１及び第２の磁気検出素子
はホールＩＣからなっている上記１項、２項、３項また
は４項に記載の内燃機関用点火装置。

【００６５】（６） 前記点火電圧発生部は、点火コイ
ルと、前記点火コイルの一次側に設けられて前記点火電
源用コイルの出力により一方の極性に充電される点火エ
ネルギ蓄積用コンデンサと、導通したときに前記コンデ
ンサの電荷を点火コイルの一次コイルに放電させるよう
に設けられた放電用スイッチとを備えたコンデンサ放電
式の点火回路を備えている上記１項、２項、３項、４項
または５項のいずれかに記載の内燃機関用点火装置。

【００６６】（７） 前記点火電圧発生部は、点火電源
用コイルの両端に並列に接続されて点火電源用コイルが
一方の極性の半サイクルの電圧を誘起したときに導通し
て該点火電源用コイルに短絡電流を流す電流制御用スイ
ッチと、点火信号が与えられたときに導通して前記電流
制御用スイッチを遮断状態にするように設けられた遮断
制御用スイッチとを備え、前記電流制御用スイッチが遮
断状態になったときに前記点火電源用コイルに誘起する
電圧を昇圧して点火用の高電圧を出力する電流遮断形の
点火回路を備えていることを特徴とする上記１項、２
項、３項、４項または５項のいずれかに記載の内燃機関
用点火装置。

【００６７】（８） 前記点火許可信号発生回路は、第
１の矩形波信号及び第２の矩形波信号の一方を反転させ
る反転回路と、前記第１の矩形波信号及び第２の矩形波
信号の他方と前記反転回路の出力とがともに高レベルの
状態にある期間前記点火許可信号を出力する信号出力回
路とからなっている上記１項、２項、３項、４項、５
項、６項または７項のいずれかに記載の内燃機関用点火
装置。

【００６８】（９） 前記点火許可信号発生回路は、第
１の矩形波信号及び第２の矩形波信号の一方を反転させ
る反転回路と、第１の矩形波信号及び第２の矩形波信号
の他方と前記反転回路の出力とがともに低レベルのとき
に前記点火許可信号を出力する信号出力回路とからなっ
ている上記１項、２項、３項、４項、５項、６項または
７項のいずれかに記載の内燃機関用点火装置。

【００６９】

【発明の効果】以上のように、本発明によれば、磁石発
電機内に位置をずらして配置した第１及び第２の磁気検
出素子によりフライホイール磁石回転子の磁石界磁から
生じる磁束を検出して該第１及び第２の磁気検出素子か
らそれぞれ矩形波信号を発生させ、両矩形波信号の一方
が高レベルになり、他方が低レベルになっている期間点
火許可信号を発生させて、該点火許可信号が発生してい
る間だけ信号発電子の出力信号が点火電圧発生部に与え
られるのを許容するようにしたので、信号発電子が発生
する大部分のノイズ信号が点火電圧発生部に与えられる
のを阻止して、過大なノイズ信号が点火位置を定めるた
めの信号として認識される確率を少なくすることがで
き、ノイズ信号による誤点火を防止して信頼性を高める
ことができる利点がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例で用いる磁石発電機の構成を示
した正面図である。

【図２】図１の磁石発電機の半部の縦断面図である。

【図３】本発明の実施例の電気的構成を示した回路図で
ある。

【図４】図３の各部の信号波形と磁気検出素子が検出す
る磁束波形とを示した波形図である。

【図５】本発明の他の実施例を示した回路図である。

【図６】図５の各部の信号波形と磁気検出素子が検出す
る磁束波形とを示した波形図である。

【図７】本発明で用いる点火許可信号発生回路の変形例
を示した回路図である。

【図８】図７の各部の信号波形を示した波形図である。

【図９】本発明で用いる点火電圧発生部の他の構成例を
示した回路図である。

【図１０】本発明で用いる点火電圧発生部の更に他の構
成例を示した回路図である。

【符号の説明】

１ フライホイール磁石回転子 １００ フライホイール １００ｃ ボス部 Ｒ リラクタ Ｍ1 〜Ｍ12 磁石 Ｗ1 点火電源用コイル Ｗ2 〜Ｗ12 発電コイル ２ 固定子 ２００ 固定子鉄心 ３ 点火電圧発生部 ４ 信号発生部 ５ 点火許可信号発生回路 ６ 信号側路用スイッチ Ｈ1 第１の磁気検出素子 Ｈ2 第２の磁気検出素子

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) F02P 7/067 303 F02P 7/067 301 F02P 1/02

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 内燃機関の回転軸に取り付けられるボス
   部を底壁部の中央に有するほぼカップ状のフライホイー
   ルの周壁部の内周に多極の磁石界磁を形成し、前記ボス
   部の外周にリラクタを形成したフライホイール磁石回転
   子と、前記フライホイール磁石回転子の内側で前記リラ
   クタにより生じさせられる磁束変化を検出して内燃機関
   の点火位置を定めるための信号を出力する信号発電子
   と、前記信号発電子の出力信号を入力として内燃機関の
   点火位置で点火用の高電圧を出力する点火電圧発生部と
   を備えた内燃機関用点火装置において、 前記磁石回転子の磁極に対向する位置に該磁石回転子の
   回転方向に位置をずらした状態で配置されて、前記磁石
   回転子により与えられる磁束が一方の極性から他方の極
   性のピークに向かって変化する過程、及び他方の極性か
   ら一方の極性のピークに向かって変化する過程でそれぞ
   れレベルが変化する矩形波信号を出力する第１及び第２
   の磁気検出素子と、 前記第１及び第２の磁気検出素子の出力を入力として両
   磁気検出素子の一方の出力が高レベルの状態にあり他方
   の出力が低レベルの状態にある期間のみ点火許可信号を
   出力する点火許可信号発生回路と、 前記信号発電子の出力信号が入力される点火電圧発生部
   の信号入力端子間に対して並列に接続されて、前記点火
   許可信号が発生しているときに遮断状態を保って前記点
   火電圧発生部に信号発電子の出力信号が与えられるのを
   許容し、前記点火許可信号が発生していない期間は導通
   し得る状態を保って前記信号発電子の出力信号を前記点
   火電圧発生部から側路する信号側路用スイッチとを具備
   し、 前記信号発電機が点火位置を定めるための信号を発生し
   たときに前記点火許可信号が発生しているように、前記
   第１及び第２の磁気検出素子を配置する位置が設定され
   ていることを特徴とする内燃機関用点火装置。