JP3198943B2 - 内燃機関用点火装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、内燃機関に取り付
けられた信号発電機が発生するパルス信号から得られた
機関の回転情報に基づいて点火時期を制御する内燃機関
用点火装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】一般に内燃機関用点火装置は、点火信号
が与えられたときに点火プラグに印加する点火用の高電
圧を発生する点火回路と、点火信号の発生位置を制御す
る制御部とにより構成される。

【０００３】近年、内燃機関の排気ガスの浄化や、燃費
の節約、あるいは機関の出力の向上などを図るために、
機関の点火位置を回転速度などの制御条件に対して正確
に制御することが要求されるようになっている。そのた
め内燃機関用点火装置としては、点火位置を制御する制
御部を、マイクロコンピュータやアナログ演算回路等に
より構成したものが用いられるようになっている。

【０００４】マイクロコンピュータやアナログ演算回路
により点火位置の制御部を構成する場合には、該制御部
に機関の回転情報を与える必要がある。ここで回転情報
とは、機関の特定の回転角度位置を示す情報や、機関の
回転速度の情報等である。

【０００５】例えば、点火位置を制御する制御部をマイ
クロコンピュータを用いて構成する場合には、機関の特
定の回転角度位置を基準位置として設定しておいて、機
関の各回転速度における点火位置を、機関がその回転速
度で基準位置から点火位置まで回転するのに要する時間
の形で演算して、基準位置が検出されたときに該点火位
置を与える時間の計測を開始させ、その時間の計測が完
了したときに点火回路に点火信号を与えるようにしてい
る。

【０００６】この場合、制御部は、機関の回転速度の情
報と、機関の回転角度位置が基準位置に一致したことの
情報とを必要とする。また機関に取り付けられた磁石発
電機の出力でマイクロコンピュータに電源電圧を与える
場合には、マイクロコンピュータが正常に演算を行うこ
とができない機関の低速時の点火位置を定めるために、
機関の回転角度位置が低速時の点火位置に一致したこと
を示す情報を必要とする。

【０００７】現在用いられている内燃機関用点火装置に
おいては、上記のような回転情報を得るために機関に誘
導子形の信号発電機を取り付けている。周知のように、
誘導子形の信号発電機は、内燃機関と同期回転するよう
に設けられた回転体にリラクタ（誘導子）を形成してな
るロータと、機関のケースやカバー等に固定された信号
発電子とにより構成される。一般に信号発電子は、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
巻回されたパルサコイルと、該鉄心に磁束を流す永久磁
石とを有していて、ロータのリラクタが鉄心の磁極部と
の対向を開始する際及び該対向を終了する際にそれぞれ
鉄心内で生じる磁束の変化により、パルサコイルに極性
が異なる第１及び第２のパルス信号を発生する。

【０００８】この種の信号発電機では、そのロータを、
内燃機関に取り付けられる磁石発電機の回転子の一部を
利用して構成することが多い。

【０００９】図４は、内燃機関に取付けられるフライホ
イール磁石発電機の回転子の一部を利用して信号発電機
のロータを構成した例を示したもので、同図において１
は鉄などの強磁性材料によりカップ状に形成されたフラ
イホイール、２はフライホイール１の周壁部１ａの内周
に固定された永久磁石であり、フライホイール１と磁石
２とにより磁石回転子３が構成されている。フライホイ
ール１はその底壁部の中央部にボス部１ｂを有してい
て、該ボス部１ｂが内燃機関の回転軸（クランク軸）４
に嵌着されている。

【００１０】図示の例では、フライホイール１の周壁部
の内周に固定された永久磁石２が４極の回転界磁を構成
するように着磁され、フライホイール１の内側には、内
燃機関のケースやカバー等に設けられた固定子取付け部
に固定された４極の固定子５が配置されている。

【００１１】図示の固定子５は、フライホイールのボス
部１ａを間隙を介して取り囲むように形成された環状の
継鉄部６０１から９０度間隔で４つの突極部６０２ａ〜
６０２ｄを突出させた形状を有する４極の固定子鉄心６
と、固定子鉄心６の突極部６０２ａ〜６０２ｄにそれぞ
れ巻回された発電コイルＷａ〜Ｗｄとからなっている。

【００１２】磁石回転子３と固定子５とにより磁石発電
機が構成され、固定子５に設けられた発電コイルＷａ〜
Ｗｄには、機関の回転に伴って交流電圧が誘起する。発
電コイルＷａ〜Ｗｄの内、１つの発電コイルＷａは、点
火装置に点火エネルギーを供給するエキサイタコイルと
して用いられる。また他の発電コイルＷｂ〜Ｗｄはバッ
テリの充電や、点灯負荷の駆動等に用いられる。

【００１３】図４に示した例では、フライホイール１が
信号発電機のロータ８を構成する回転体として用いられ
ていて、該フライホイールの周壁部１ａの外周に所定の
円弧長を有する突起からなるリラクタ８ａが形成され、
フライホイール１の外側（ロータ８の外側）に、ロータ
８とともに誘導子形の信号発電機を構成する信号発電子
９が配置されている。信号発電子９は、リラクタ８ａに
対向する磁極部９０１ａを先端に有する鉄心９０１と、
該鉄心に巻回されたパルサコイルＰＣと、鉄心９０１に
磁束を流す永久磁石９０２とを有している。磁石９０２
はその一方の磁極を鉄心９０１に当接させ、他方の磁極
を強磁性材料からなるベース板９０３に当接させた状態
で配置されている。鉄心９０１、パルサコイルＰＣ、磁
石９０２及びベース板９０３は、例えば樹脂モールド部
９０４によりモールドされて一体化される。

【００１４】上記の信号発電子９は、そのベース板９０
３を機関のケースやカバー等に設けられた取付け部に固
定することにより機関に取り付けられ、鉄心９０１の先
端の磁極部９０１ａがロータ８の外周に対向させられ
る。信号発電子９とロータ８とにより、誘導子形の信号
発電機１０が構成されている。

【００１５】上記の信号発電機においては、ロータ８の
リラクタ８ａが信号発電子９の鉄心の磁極部９０１ａと
の対向を開始する際及び該対向を終了する際にそれぞれ
鉄心９０１内で生じる磁束の変化により、パルサコイル
ＰＣに極性が異なる第１及び第２のパルス信号Ｖp1及び
Ｖp2が誘起する。これらのパルス信号の波形は例えば図
３（Ａ）に示すようになる。

【００１６】上記のように、磁石発電機の回転子の一部
を利用して信号発電機のロータを構成した場合には、パ
ルサコイルＰＣがフライホイール１の内周に取り付けら
れた磁石２から生じる漏洩磁束の変化を検出して、図３
（Ａ）にＶn1及びＶn2で示したようなノイズ信号を発生
することが多い。また内燃機関から伝達される振動等に
よりパルサコイルにノイズ信号が誘起することもある。

【００１７】パルサコイルＰＣに誘起する第１及び第２
のパルス信号Ｖp1及びＶp2の発生位置（パルス信号のレ
ベルが回路により認識され得るしきい値レベルに達する
位置）は、点火位置の制御を行うために必要な回転情報
を得るのに都合がよい位置に設定される。例えば、マイ
クロコンピュータを用いて点火位置を制御する場合に
は、第１のパルス信号Ｖp1を点火位置の計測を開始する
基準位置で発生させ、第２のパルス信号Ｖp2を機関の低
速時の点火位置で発生させるようにパルス信号Ｖp1及び
Ｖp2の発生位置を設定する。このように設定しておけ
ば、第１のパルス信号Ｖp1が発生したことを検出するこ
とにより基準位置の情報を得ることができ、第２のパル
ス信号が発生したことを検出することにより機関の低速
時の点火位置の情報を得ることができる。またパルス信
号の発生間隔、例えば、第１のパルス信号Ｖp1が発生し
てから第２のパルス信号Ｖp2が発生するまでの時間を計
測することにより、機関の回転速度の情報を得ることが
できる。

【００１８】上記のような信号発電機により点火位置を
制御するようにした点火装置では、信号発電機から得ら
れるパルス信号を、波形整形回路により制御部で扱うの
に都合がよい波形の位置検出信号に変換して、該位置検
出信号を制御部に与えるようにしている。

【００１９】図２は、上記の信号発電機を用いて、マイ
クロコンピュータにより機関の点火位置を制御するよう
にした従来の点火装置の構成を示したもので、同図にお
いて１１は点火回路、１２は点火回路を制御する制御
部、１３´はパルサコイルＰＣから得られる第１及び第
２のパルス信号Ｖp1及びＶp2をそれぞれ制御部１２が認
識し得る波形に変換して第１及び第２の位置検出信号Ｓ
1 及びＳ2 を発生する波形整形回路である。

【００２０】図示の点火回路１１は、コンデンサ放電式
の回路として周知のもので、点火コイルＩＧと、点火コ
イルＩＧの一次側に設けられた点火エネルギ蓄積用コン
デンサＣi と、磁石発電機内に設けられたエキサイタコ
イルＷａの一方の半サイクルの出力電圧でコンデンサＣ
i を一方の極性に充電する点火エネルギ蓄積用コンデン
サ充電回路と、導通した際にコンデンサＣi 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
電用サイリスタＴhiとを備えている。図示の例では、エ
キサイタコイルＷａの一端及び点火コイルＩＧの一次コ
イルの一端が接地され、該一次コイルの被接地側の端子
にコンデンサＣi の一端が接続されている。コンデンサ
Ｃi の他端はカソードを該コンデンサＣi 側に向けた整
流用ダイオードＤi1を通してエキサイタコイルＷａの非
接地側端子に接続されている。コンデンサＣi とダイオ
ードＤi1との接続点と接地間にカソードを接地側に向け
た放電用サイリスタＴhiが接続され、サイリスタＴhiの
ゲートカソード間には抵抗Ｒi が接続されている。また
点火コイルの一次コイルの両端にはカソードを接地側に
向けたダイオードＤi2が接続されている。点火コイルＩ
Ｇの二次コイルの一端は該点火コイルの一次コイルの非
接地側端子に接続され、二次コイルの他端は機関の気筒
に取り付けられた点火プラグＰの非接地側端子に接続さ
れている。

【００２１】上記の点火回路１１においては、エキサイ
タコイルＷａが図示の矢印方向の一方の半サイクルの電
圧を誘起したときに、ダイオードＤi とコンデンサＣi
とダイオードＤi2及び点火コイルＩＧの一次コイルとを
通して電流が流れて、コンデンサＣi が図示の極性に充
電される。制御部１２からサイリスタＴhiのゲートに点
火信号Ｖi が与えられると、該サイリスタが導通するた
め、コンデンサＣi の電荷がサイリスタＴhiと点火コイ
ルＩＧの一次コイル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、
該点火コイルの二次コイルに点火用の高電圧Ｖh が発生
する。この高電圧Ｖh は点火プラグＰに印加されるた
め、該点火プラグに火花が生じ、機関が点火される。

【００２２】波形整形回路１３´は、パルサコイルＰＣ
の一端に第１の逆流阻止ダイオードＤ1 を通して一端が
接続された第１のコンデンサＣ1 及び該第１のコンデン
サの両端に並列に接続された第１の放電用抵抗Ｒ1 から
なる第１のバイアス回路１３ａと、パルサコイルＰＣの
他端に第２の逆流阻止ダイオードＤ2 を通して一端が接
続された第２のコンデンサＣ2 及び該第２のコンデンサ
の両端に並列に接続された第２の放電用抵抗Ｒ2 からな
る第２のバイアス回路１３ｂと、パルサコイルＰＣから
第１のバイアス回路１３ａを通してベース電流が与えら
れて導通するＮＰＮトランジスタＴＲ1 と、パルサコイ
ルＰＣから第２のバイアス回路１３ｂを通してベース電
流が与えられて導通するＮＰＮトランジスタＴＲ2 と、
第１及び第２の電流帰還用のダイオードＤ3 及びＤ4 と
を備えた回路からなっている。

【００２３】制御部１２は、マイクロコンピュータ１２
ａと、点火信号出力回路１２ｂとにより構成され、波形
整形回路１３´のトランジスタＴＲ1 及びＴＲ2 のコレ
クタがそれぞれマイクロコンピュータ１２ａの入力ポー
トＡ1 及びＡ2 に接続されている。

【００２４】図示の点火信号出力回路１２ｂは、エミッ
タが図示しない直流電源の正極端子に接続され、ベース
が抵抗Ｒa1を通してマイクロコンピュータ１２ａの出力
ポートＢに接続されたＰＮＰトランジスタＴＲa と、ト
ランジスタＴＲa のコレクタに一端が接続された抵抗Ｒ
a2と、抵抗Ｒa2の他端と点火回路のサイリスタＴhiのゲ
ート（点火回路の点火信号入力端子）との間にアノード
を抵抗Ｒa2側に向けて接続されたダイオードＤa とから
なっている。

【００２５】図２に示した波形整形回路１３´において
は、パルサコイルＰＣが第１のパルス信号Ｖp1を発生し
たときに、第１の逆流阻止ダイオードＤ1 と第１のバイ
アス回路１３ａのコンデンサＣ1 とトランジスタＴＲ1
のベースエミッタ間回路と第１の電流帰還用ダイオード
Ｄ3 とを通して電流が流れる。これによりトランジスタ
ＴＲ1 にベース電流が与えられるため、該トランジスタ
ＴＲ1 が導通し、該トランジスタのコレクタの電位が低
下する。制御部１２を構成するマイクロコンピュータ１
２ａはこの電位の低下を第１の位置検出信号Ｓ1 として
認識する。

【００２６】第１のコンデンサＣ1 の電荷は、放電用抵
抗Ｒ1 を通して一定の時定数で放電していく。図２の点
火装置では、機関の低速時においても、次に第１のパル
スＶp1が発生したときに、第１のコンデンサＣ1 に所定
の電圧が残留しているように、コンデンサＣ1 の放電時
定数が設定されている。したがって、次に第１のパルス
信号Ｖp1が発生したときには、コンデンサＣ1 の両端の
電圧がパルサコイルＰＣにバイアス電圧として印加さ
れ、パルス信号Ｖp1がこのバイアス電圧を超えたときに
トランジスタＴＲ1 にベース電流が流れる。

【００２７】パルサコイルＰＣが第２のパルス信号Ｖp2
を発生すると、第２の逆流阻止ダイオードＤ2 と第２の
バイアス回路１３ｂのコンデンサＣ2 とトランジスタＴ
Ｒ2のベースエミッタ間回路と第２の電流帰還用ダイオ
ードＤ4 とを通して電流が流れる。これによりトランジ
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、該トランジスタのコレクタの電位
が低下する。マイクロコンピュータ１２ａはこの電位の
低下を第２の位置検出信号Ｓ2 として認識する。

【００２８】第２のコンデンサＣ2 の電荷は、第２のバ
イアス回路１３ｂの放電用抵抗Ｒ2を通して一定の時定
数で放電していくが、この第２のバイアス回路において
も、次に第２のパルスＶp2が発生したときに、第２のコ
ンデンサＣ2 に所定の電圧が残留しているように、コン
デンサＣ2 の放電時定数が設定されている。したがっ
て、次に第２のパルス信号Ｖp2が発生したときには、コ
ンデンサＣ2 の両端の電圧がパルサコイルＰＣにバイア
ス電圧として印加され、第２のパルス信号Ｖp2がこのバ
イアス電圧を超えたときにトランジスタＴＲ2 にベース
電流が流れる。

【００２９】マイクロコンピュータ１２ａは、第１の位
置検出信号Ｓ1 が発生してから第２の位置検出信号Ｓ2
が発生するまでに要する時間、または第１の位置検出信
号Ｓ1 が発生してから次に再び第１の位置検出信号Ｓ1
が発生するまでに要する時間を計測して、計測した時間
から機関の回転速度を演算し、演算された回転速度にお
ける機関の点火位置をマップや演算式等を用いて演算す
る。マイクロコンピュータ１２ａはまた、第１の位置検
出信号Ｓ1 が発生したときに既に演算されている点火位
置の計測を開始し、その計測が完了した時に出力ポート
Ｂの電位を接地電位まで低下させる。これによりトラン
ジスタＴＲa が導通し、図示しない直流電源からトラン
ジスタＴＲa と抵抗Ｒa2とダイオードＤa とを通して点
火回路１１のサイリスタＴhiに点火信号Ｖi が与えられ
る。

【００３０】上記のように、波形整形回路１３´にバイ
アス回路１３ａ及び１３ｂを設けておくと、パルサコイ
ルがパルス信号を発生したときにバイアス回路のコンデ
ンサの両端に生じているバイアス電圧を適当に設定して
おくことにより、ノイズ信号Ｖn1及びＶn2により位置検
出信号が発生して制御部１２が誤動作するのを防ぐこと
ができる。

【００３１】なお図４に示した例では、リラクタ８ａが
突起からなっているが、リラクタをフライホイール（ロ
ータを構成する回転体）の外周に設けた凹部により形成
する場合もある。

【００３２】

【発明が解決しようとする課題】図４に示したような誘
導子形の信号発電機を用いる場合、無負荷時には波高値
が十分に高いパルス信号を得ることができるが、パルサ
コイルに負荷電流を流すとパルス信号の波高値が低下し
てしまう。

【００３３】図３（Ａ）は誘導子形の信号発電機が無負
荷状態にあるときに発生する信号の波形を示しており、
この状態では、パルス信号Ｖp1及びＶp2の波高値Ｖ1 及
びＶ2 がノイズ信号Ｖn1及びＶn2の波高値Ｖ3 及びＶ4
よりも十分に高い値を示している。例えば、機関の回転
速度が５０００［ｒｐｍ］のときには、無負荷時のパル
ス信号Ｖp1及びＶp2の波高値Ｖ1 及びＶ2 が５５［Ｖ］
程度であり、ノイズ信号Ｖn1及びＶn2の波高値Ｖ3 及び
Ｖ4 は４［Ｖ］程度である。

【００３４】ところが、パルサコイルＰＣに図２に示し
たような波形整形回路を接続した場合には、パルス信号
Ｖp1及びＶp2が発生したときにバイアス回路のコンデン
サＣ1 及びＣ2 とトランジスタＴＲ1 及びＴＲ2 のベー
ス・エミッタ間とを通して大きな充電電流が流れるた
め、図３（Ｂ）に示したようにパルス信号Ｖp1及びＶp2
の波高値が大幅に低下し、パルス信号Ｖp1及びＶp2とノ
イズ信号Ｖn1及びＶn2との差が小さくなってしまう。実
測結果によると、図２の波形整形回路１３´を用いた場
合、機関の回転速度が５０００［ｒｐｍ］のときのパル
ス信号Ｖp1及びＶp2の波高値Ｖ1 及びＶ2 は６［Ｖ］程
度まで低下し、ノイズ信号の波高値Ｖ3 及びＶ4 （＝４
［Ｖ］）と大差なくなってしまう。これは、パルス信号
Ｖp1及びＶp2が発生している時間が０．２［msec］程度
と極めて短く、コンデンサＣ1 及びＣ2 の充電を行って
いる間にパルス信号Ｖp1及びＶp2が消滅してしまうこと
によると思われる。

【００３５】上記のように、図２に示したような波形整
形回路を用いた従来の点火装置では、パルス信号の波高
値が相当に低くなるため、バイアス回路１３ａ及び１３
ｂが発生するバイアス電圧を十分に高くすることができ
なかった。そのため、何らかの原因で波高値が高いノイ
ズ信号が発生すると、該ノイズ電圧によっても位置検出
信号が発生して、制御部に誤った情報を与え、点火装置
が誤動作するという問題があった。特に、機関の高速時
には大きな振動が発生するため、その振動の周波数が信
号発電機の機械系の共振周波数と一致すると、パルサコ
イルから大きなノイズ信号が発生することがある。

【００３６】従来は、磁石発電機の磁石からの漏洩磁束
を低くする工夫をしたり、機関から信号発電機に伝達さ
れる機械的振動をできるだけ低くしたりする工夫をし
て、上記のような問題が起こるのを防いでいたが、機関
のレイアウト上、信号発電機に伝達される振動を低くす
ることが難しいこともあり、制御部に誤信号が与えられ
るのを完全に防ぐことは難しかった。

【００３７】なお図４に示した例では、信号発電機のロ
ータを構成する回転体としてフライホイール１を用い
て、該フライホイールの周壁部１ａの外周にリラクタ８
ａを形成しているが、フライホイール１のボス部１ｂの
外周にリラクタを設ける場合もある。フライホイールの
ボス部の外周にリラクタを形成した場合には、パルサコ
イルが、磁石発電機の回転子の磁石から生じる漏洩磁束
の影響を強く受けるため、フライホイールの外周にリラ
クタを設ける場合よりも更にパルサコイルに誘起するノ
イズ信号のレベルが高くなる。

【００３８】また磁石発電機の回転子を利用することな
く、信号発電機のロータを構成するために専用に設けた
回転体にリラクタを形成する場合もある。この場合に
は、磁石回転子の磁石から生じる漏洩磁束の影響を少な
くすることができるが、信号発電機の機械系が内燃機関
の振動を受けることに起因するノイズの発生を無くすこ
とはできない。

【００３９】本発明の目的は、パルス信号の波高値が低
下するのを防止して、Ｓ／Ｎ比を十分に大きくし、制御
部に誤信号が与えられるおそれをなくした内燃機関用点
火装置を提供することにある。

【００４０】

【課題を解決するための手段】本発明は、点火信号が与
えられたときに点火用の高電圧を発生する点火回路と、
内燃機関に取り付けられた誘導子形の信号発電機内に設
けられていて内燃機関の第１の回転角度位置及び第２の
回転角度位置でそれぞれ極性が異なる第１のパルス信号
及び第２のパルス信号を発生するパルサコイルと、パル
サコイルの一端に第１の逆流阻止ダイオードを通して一
端が接続されて第１のパルス信号により充電される第１
のコンデンサ及び該第１のコンデンサに並列に接続され
た第１の放電用抵抗からなる第１のバイアス回路と、パ
ルサコイルの他端に第２の逆流阻止ダイオードを通して
一端が接続されて第２のパルス信号により充電される第
２のコンデンサ及び該第２のコンデンサに並列に接続さ
れた第２の放電用抵抗からなる第２のバイアス回路とを
有して第１のパルス信号がしきい値レベルを超えた時及
び第２のパルス信号がしきい値レベルを超えた時にそれ
ぞれ第１の位置検出信号及び第２の位置検出信号を発生
する波形整形回路と、第１及び第２の位置検出信号から
得られる内燃機関の回転情報に基づいて前記点火信号の
発生位置を制御する制御部とを備えた内燃機関用点火装
置に係わるものである。

【００４１】本発明においては、上記波形整形回路を、
第１のコンデンサの他端側で第１のバイアス回路に対し
て直列に接続されて第１のパルス信号が発生したときに
第１のコンデンサに流れる充電電流を制限する第１の電
流制限用抵抗と、第１の基準電圧を発生する第１の基準
電圧発生回路と、第１のパルス信号が発生したときに第
１の電流制限用抵抗の両端に生じる第１の信号電圧を第
１の基準電圧と比較して第１の信号電圧が第１の基準電
圧よりも高くなったときに第１の位置検出信号を発生す
る第１の電圧比較器と、第２のコンデンサの他端側で第
２のバイアス回路に対して直列に接続されて第２のパル
ス信号が発生したときに第２のコンデンサに流れる充電
電流を制限する第２の電流制限用抵抗と、第２の基準電
圧を発生する第２の基準電圧発生回路と、第２のパルス
信号が発生したときに第２の電流制限用抵抗の両端に生
じる第２の信号電圧を第２の基準電圧と比較して第２の
信号電圧が第２の基準電圧よりも高くなったときに第２
の位置検出信号を発生する第２の電圧比較器とを備えた
回路により構成した。

【００４２】上記第１の基準電圧は、機関が始動回転数
で回転している状態で第１のパルス信号が発生した時に
第１の電流制限用抵抗の両端に生じる第１の信号電圧の
波高値（第１の信号電圧の最小値）よりも低い一定値に
設定しておく。また第２の基準電圧は、機関が始動回転
数で回転している状態で第２のパルス信号が発生した時
に第２の電流制限用抵抗の両端に生じる第２の信号電圧
の波高値（第２の信号電圧の最小値）よりも低い一定値
に設定しておく。

【００４３】上記のように構成すると、第１及び第２の
パルス信号が発生したときに、第１及び第２のバイアス
回路のコンデンサを通して流れる充電電流が制限される
ため、第１及び第２のパルス信号の波高値がつぶされる
ことがない。従って、両パルス信号の波高値をノイズ信
号の波高値に比べて十分に高くしてＳ／Ｎ比を大きくす
ることができ、バイアス回路により発生させるバイアス
電圧を十分に高くして、制御部に誤信号が与えられるの
を防ぐことができる。

【００４４】

【発明の実施の形態】図１は本発明に係わる点火装置の
構成例を示したものである。同図において、波形整形回
路１３以外の部分は図２に示した従来の点火装置と全く
同様に構成されており、図１において、図２に示した点
火装置の各部と同一の部分にはそれぞれ同一の符号を付
してある。

【００４５】図１に示した波形整形回路１３において
も、パルサコイルＰＣの一端に第１の逆流阻止ダイオー
ドＤ1 を通して一端が接続された第１のコンデンサＣ1
と、該コンデンサＣ1 の両端に並列に接続された第１の
放電用抵抗Ｒ1 とにより第１のバイアス回路１３ａが構
成され、パルサコイルＰＣの他端に第２の逆流阻止ダイ
オードＤ2 を通して一端が接続された第２のコンデンサ
Ｃ2 と、該コンデンサＣ2 の両端に並列接続された第２
の放電用抵抗Ｒ2 とにより第２のバイアス回路１３ｂが
構成されている。

【００４６】パルサコイルＰＣの他端と接地間にはアノ
ードを接地に向けた第１の電流帰還用ダイオードＤ3 が
接続され、該ダイオードＤ3 の両端には、抵抗値が十分
に大きい抵抗Ｒ3 と静電容量が小さいコンデンサＣ3 と
が並列に接続されている。またパルサコイルＰＣの一端
と接地間にアノードを接地側に向けた第２の電流帰還用
ダイオードＤ4 が接続され、該ダイオードＤ4 の両端に
は、抵抗値が十分に大きい抵抗Ｒ4 と静電容量が小さい
コンデンサＣ4 とが並列に接続されている。

【００４７】第１のコンデンサＣ1 の他端には第１の保
護用抵抗Ｒ5 を通して第１の電流制限用抵抗Ｒ6 の一端
が接続され、該電流制限用抵抗Ｒ6 の他端は接地されて
いる。従って、パルサコイルＰＣが第１のパルス信号Ｖ
p1を発生すると、パルサコイルＰＣから第１の逆流阻止
ダイオードＤ1 と第１のコンデンサＣ1 と第１の保護用
抵抗Ｒ5 及び第１の電流制限用抵抗Ｒ6 と第１の帰還用
ダイオードＤ3 とを通して制限された充電電流が流れ、
コンデンサＣ1 が図示の極性に充電される。この充電電
流により第１の電流制限用抵抗Ｒ6 の両端に第１の信号
電圧Ｖs1が発生する。

【００４８】図示の例では、第１の電流制限用抵抗Ｒ6
の一端に第１の保護用ダイオードＤ5 のアノードが接続
され、該ダイオードのカソードは負極が接地された図示
しない直流定電圧電源の正極端子に接続されている。保
護用ダイオードＤ5 は、第１の信号電圧Ｖs1が過大にな
った場合に図示しない直流定電圧電源側に電流を流して
該信号電圧Ｖs1を電源電圧以下に制限するために設けら
れている。

【００４９】第２のコンデンサＣ2 の他端には第２の保
護用抵抗Ｒ7 を通して第２の電流制限用抵抗Ｒ8 の一端
が接続され、該電流制限用抵抗Ｒ8 の他端は接地されて
いる。従って、パルサコイルＰＣが第２のパルス信号Ｖ
p2を発生すると、パルサコイルＰＣから第２の逆流阻止
ダイオードＤ2 と第２のコンデンサＣ2 と第２の保護用
抵抗Ｒ7 及び第２の電流制限用抵抗Ｒ8 と第２の帰還用
ダイオードＤ4 とを通して制限された充電電流が流れ、
コンデンサＣ2 が図示の極性に充電される。この充電電
流により第２の電流制限用抵抗Ｒ8 の両端に第２の信号
電圧Ｖs2が発生する。

【００５０】電流制限用抵抗Ｒ8 の一端には第２の保護
用ダイオードＤ6 のアノードが接続され、該ダイオード
Ｄ6 のカソードは図示しない直流定電圧電源の正極端子
に接続されている。この保護用ダイオードＤ6 により第
２の信号電圧Ｖs2が電源電圧以下に制限される。

【００５１】上記第１の電流制限用抵抗Ｒ6 の抵抗値及
び第２の電流制限用抵抗Ｒ8 の抵抗値は、第１及び第２
のパルス信号Ｖp1及びＶp2の波高値がつぶされるのを防
ぐために十分な程度にコンデンサＣ1 及びＣ2 の充電電
流を制限するように、十分大きな値に設定しておく。

【００５２】図示しない直流定電圧電源の出力端子間に
はまた、抵抗Ｒ9 及びＲ10の直列回路からなる第１の基
準電圧発生回路１３ｃと、抵抗Ｒ11及びＲ12の直列回路
からなる第２の基準電圧発生回路１３ｄとが接続されて
いる。第１の基準電圧発生回路１３ｃは、直流定電圧電
源の出力電圧Ｅを分圧して抵抗Ｒ10の両端に第１の基準
電圧Ｖr1を発生する。また第２の基準電圧発生回路１３
ｄは図示しない直流定電圧電源の出力電圧Ｅを分圧して
抵抗Ｒ12の両端に第２の基準電圧Ｖr2を発生する。第１
の基準電圧Ｖr1は、機関が始動回転数で回転している状
態で第１のパルス信号Ｖp1が発生したときに第１の電流
制限用抵抗Ｒ6 の両端に発生する第１の信号電圧Ｖs1の
波高値よりも小さい一定値に設定されている。また第２
の基準電圧Ｖr2は、機関が始動回転数で回転している状
態で第２のパルス信号Ｖp2が発生したときに第２の電流
制限用抵抗Ｒ8 の両端に発生する第２の信号電圧Ｖs2の
波高値よりも小さい一定値に設定されている。

【００５３】第１の電流制限用抵抗Ｒ6 の両端に得られ
る第１の信号電圧Ｖs1は、第１の基準電圧Ｖr1とともに
第１の電圧比較器ＣＰ1 に入力されている。図示の例で
は、第１の信号電圧Ｖs1及び第１の基準電圧Ｖr1がそれ
ぞれ比較器ＣＰ1 の反転入力端子及び非反転入力端子に
入力され、第１の信号電圧Ｖs1が第１の基準電圧Ｖr1を
超えた時に比較器ＣＰ1 の出力端子の電位が高レベルの
状態から低レベルの状態に変化するようになっている。
比較器ＣＰ1 の出力端子は抵抗Ｒ13を通して図示しない
直流定電圧電源の正極端子に接続されるとともに、制御
部１２を構成するマイクロコンピュータ１２ａの入力ポ
ートＡ1 に接続されている。

【００５４】また第２の電流制限用抵抗Ｒ8 の両端に得
られる第２の信号電圧Ｖs2は、第２の基準電圧Ｖr2とと
もに第２の電圧比較器ＣＰ2 に入力されている。図示の
例では、第２の信号電圧Ｖs2及び第２の基準電圧Ｖr2が
それぞれ比較器ＣＰ2 の反転入力端子及び非反転入力端
子に入力され、第２の信号電圧Ｖs2が第２の基準電圧Ｖ
r2を超えた時に比較器ＣＰ2 の出力端子の電位が高レベ
ルの状態から低レベルの状態に変化するようになってい
る。比較器ＣＰ2 の出力端子は抵抗Ｒ14を通して図示し
ない直流定電圧電源の正極端子に接続されるとともに、
マイクロコンピュータ１２ａの入力ポートＡ2 に接続さ
れている。その他の点は図２に示した従来の点火装置と
全く同様に構成されている。

【００５５】図１に示した点火装置において、パルサコ
イルＰＣが機関の第１の回転角度位置で第１のパルス信
号Ｖp1を発生し、該第１のパルス信号Ｖp1がコンデンサ
Ｃ1の両端の電圧（バイアス電圧）を超えると、パルサ
コイルＰＣから第１の逆流阻止ダイオードＤ1 と第１の
コンデンサＣ1 と抵抗Ｒ5 及びＲ6 と電流帰還用ダイオ
ードＤ3 とを通して電流が流れ、コンデンサＣ1 が図示
の極性に充電される。このコンデンサＣ1 の充電電流に
より第１の電流制限用抵抗Ｒ6 の両端に第１の信号電圧
Ｖs1が発生する。この信号電圧Ｖs1が第１の基準電圧Ｖ
r1を超えると比較器ＣＰ1 の出力端子の電位が高レベル
から低レベルへと変化する。マイクロコンピュータ１２
ａはこの電位の低下を第１の位置検出信号Ｓ1 として認
識して、内燃機関の回転角度位置が第１の回転角度位置
に一致したことを検出する。

【００５６】第１のコンデンサＣ1 の電荷は、第１の放
電用抵抗Ｒ1 を通して一定の時定数で放電するため、コ
ンデンサＣ1 の両端に生じるバイアス電圧は次第に低下
していく。コンデンサＣ1 が放電する時間が長い機関の
低速時においてもバイアス電圧がノイズ信号の波高値よ
りも高い値を保持するように、コンデンサＣ1 の放電時
定数を十分に大きく設定しておく。

【００５７】またパルサコイルＰＣが機関の第２の回転
角度位置で第２のパルス信号Ｖp2を発生し、該第２のパ
ルス信号Ｖp2がコンデンサＣ2 の両端の電圧（バイアス
電圧）を超えると、パルサコイルＰＣから第２の逆流阻
止ダイオードＤ2 と第２のコンデンサＣ2 と抵抗Ｒ7 及
びＲ8 と電流帰還用ダイオードＤ4 とを通して電流が流
れ、第２のコンデンサＣ2 が図示の極性に充電される。
コンデンサＣ2 の充電電流により第２の電流制限用抵抗
Ｒ8 の両端に第２の信号電圧Ｖs2が発生する。この信号
電圧Ｖs2が第２の基準電圧Ｖr2を超えると比較器ＣＰ2
の出力端子の電位が高レベルから低レベルへと変化す
る。マイクロコンピュータ１２ａはこの電位の低下を第
２の位置検出信号Ｓ2 として認識して、内燃機関の回転
角度位置が第２の回転角度位置に一致したことを検出す
る。

【００５８】第２のコンデンサＣ2 の電荷は、第２の放
電用抵抗Ｒ2 を通して一定の時定数で放電するため、コ
ンデンサＣ2 の両端に生じるバイアス電圧は次第に低下
していく。コンデンサＣ2 が放電する時間が長い機関の
低速時においてもバイアス電圧がノイズ信号の波高値よ
りも高い値を保持するように、コンデンサＣ2 の放電時
定数を十分に大きく設定しておく。

【００５９】上記のように、第１のバイアス回路１３ａ
及び第２のバイアス回路１３ｂにそれぞれ直列に抵抗値
が十分に大きい第１及び第２の電流制限用抵抗Ｒ6 及び
Ｒ8を接続しておくと、第１及び第２のコンデンサＣ1
及びＣ2 はそれぞれ、第１及び第２のパルス信号が発生
したときに抵抗値が十分に大きい電流制限用抵抗Ｒ6及
びＲ8 を通して充電されるため、パルス信号Ｖp1及びＶ
p2の波高値がつぶされることはなく、図３（Ｃ）に示し
たように、第１及び第２のパルス信号Ｖp1及びＶp2の波
高値Ｖ1 及びＶ2 をそれぞれノイズ信号Ｖn1及びＶn2よ
りも十分に大きくすることができる。

【００６０】実測結果によれば、図３（Ｃ）において、
機関の回転速度が５０００［rpm ］のときに、ノイズ信
号Ｖn1及びＶn2の波高値Ｖ3 及びＶ4 は４［Ｖ］である
のに対し、第１のパルス信号Ｖp1及び第２のパルス信号
Ｖp2の波高値Ｖ1 及びＶ2 は例えば２０［Ｖ］程度まで
高くすることができ、Ｓ／Ｎ比を十分に大きくすること
ができることが確認された。パルス信号Ｖp1及びＶp2の
波高値は、電流制限用抵抗Ｒ6 及びＲ8 の抵抗値を調整
することにより、適宜に調整することができる。

【００６１】図１に示した波形整形回路１３において、
第１及び第２の保護用抵抗Ｒ5 及びＲ7 はそれぞれ比較
器ＣＰ1 及びＣＰ2 を保護するために設けられている。
これらの保護用抵抗Ｒ5 及びＲ7 は、それぞれ抵抗Ｒ6
の一端（非接地側端子）と比較器ＣＰ1 の非反転入力端
子との間、抵抗Ｒ8 の一端（非接地側端子）と比較器Ｃ
Ｐ2 の非反転入力端子との間に接続するようにしてもよ
い。また比較器ＣＰ1，ＣＰ2 によっては、保護用抵抗
Ｒ5 及びＲ7 を省略することもできる。

【００６２】上記の例では、マイクロコンピュータ１２
ａを用いて点火位置を制御するように制御部１２を構成
しているが、制御部に用いるマイクロコンピュータ１２
ａは点火位置のみを制御するのではなく、内燃機関に燃
料を供給するインジェクタや、排気タイミングを制御す
る排気バルブ等の他の制御対象をも併せて制御するもの
であってもよい。また点火位置を制御する制御部１２
は、複数の積分回路から得た積分電圧を比較することに
より点火位置を求めるようにしたアナログ式の演算回路
を用いるものでもよい。制御部１２でアナログ式の演算
回路を用いる場合には、点火動作を行わせる範囲を定め
るために、機関の最大進角位置と最小進角位置とを検出
する必要があるため、多くの場合、最大進角位置及び最
小進角位置でそれぞれ第１のパルス信号及び第２のパル
ス信号を発生させる。

【００６３】図１に示した例において、抵抗Ｒ3 ，Ｒ4
及びコンデンサＣ3 ，Ｃ4 は、信号発電機が発生するノ
イズ信号の内周波数が高い成分を除去するために設けら
れている。周波数成分が高いノイズ信号が問題にならな
い場合には、これらの抵抗及びコンデンサを省略するこ
とができる。

【００６４】上記の例では、点火回路１１としてコンデ
ンサ放電式の回路を用いたが、本発明において点火回路
は、点火信号が与えられたときに点火用の高電圧を発生
するものであればよく、その形式は問わない。例えば、
点火信号が与えられたときに点火コイルの一次コイルに
流しておいた電流を遮断することにより点火コイルの二
次コイルに点火用の高電圧を発生させる電流遮断形の回
路を用いることもできる。

【００６５】上記の例では、第１の信号電圧Ｖs1及び第
２の信号電圧Ｖs2がそれぞれ第１の基準電圧Ｖr1及び第
２の基準電圧Ｖr2を超えたときに第１及び第２の電圧比
較器ＣＰ1 及びＣＰ2 の出力端子の電位を高レベルの状
態から低レベルの状態に変化させて、その電位の低下を
位置検出信号として用いるようにしたが、制御部の構成
によっては、第１の信号電圧Ｖs1及び第２の信号電圧Ｖ
s2がそれぞれ第１の基準電圧Ｖr1及び第２の基準電圧Ｖ
r2を超えたときに第１及び第２の電圧比較器ＣＰ1 及び
ＣＰ2 の出力端子の電位を低レベルの状態から高レベル
の状態に変化させて、その電位の上昇を位置検出信号と
して用いるようにしてもよい。

【００６６】上記の例では、第１のパルス信号が負極性
のパルスからなり、第２のパルス信号が正極性のパルス
からなっているが、第１のパルス信号を正極性とし、第
２のパルス信号を負極性とする場合もある。

【００６７】

【発明の効果】以上のように、本発明によれば、バイア
ス回路に対して直列に電流制限用抵抗を接続して、該電
流制限用抵抗の両端の電圧を基準電圧と比較することに
より位置検出信号を発生させるようにしたので、バイア
ス回路のコンデンサを通して流れる充電電流を制限して
パルス信号の波高値の低下を抑制することができる。従
って、本発明によれば、Ｓ／Ｎ比を十分に大きくして制
御部に誤信号が与えられるのを防ぐことができ、信号発
電機が発生するノイズ信号により点火装置の誤動作が生
じるのを防ぐことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係わる内燃機関用点火装置の構成例を
示した回路図である。

【図２】従来の内燃機関用点火装置の構成例を示した回
路図である。

【図３】信号発電機から得られるパルス信号の波形を示
したもので、（Ａ）は無負荷時の波形を示し、（Ｂ）及
び（Ｃ）はそれぞれ従来の点火装置及び本発明に係わる
点火装置における負荷時の波形を示している。

【図４】内燃機関用点火装置を駆動するために用いられ
ている発電機の構成例を概略的に示した断面図である。

【符号の説明】

ＰＣ パルサコイル １０ 信号発電機 １１ 点火回路 １２ 制御部 １３ 波形整形回路 １３ａ 第１のバイアス回路 １３ｂ 第２のバイアス回路 １３ｃ 第１の基準電圧発生回路 １３ｄ 第２の基準電圧発生回路 Ｄ1 第１の逆流阻止ダイオード Ｄ2 第２の逆流阻止ダイオード Ｃ1 第１のコンデンサ Ｃ2 第２のコンデンサ Ｒ1 第１の放電用抵抗 Ｒ2 第２の放電用抵抗 Ｒ6 第１の電流制限用抵抗 Ｒ8 第２の電流制限用抵抗 ＣＰ1 第１の電圧比較器 ＣＰ2 第２の電圧比較器

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平３−286181（ＪＰ，Ａ) 特開 昭62−85173（ＪＰ，Ａ) 特開 昭61−190169（ＪＰ，Ａ) 実開 昭61−69478（ＪＰ，Ｕ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) F02P 5/15 F02D 45/00 362

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 点火信号が与えられたときに点火用の高
   電圧を発生する点火回路と、 内燃機関に取り付けられた誘導子形の信号発電機内に設
   けられていて内燃機関の第１の回転角度位置及び第２の
   回転角度位置でそれぞれ極性が異なる第１のパルス信号
   及び第２のパルス信号を発生するパルサコイルと、 前記パルサコイルの一端に第１の逆流阻止ダイオードを
   通して一端が接続されて前記第１のパルス信号により充
   電される第１のコンデンサ及び該第１のコンデンサに並
   列に接続された第１の放電用抵抗からなる第１のバイア
   ス回路と、前記パルサコイルの他端に第２の逆流阻止ダ
   イオードを通して一端が接続されて前記第２のパルス信
   号により充電される第２のコンデンサ及び該第２のコン
   デンサに並列に接続された第２の放電用抵抗からなる第
   ２のバイアス回路とを有して、前記第１のパルス信号が
   しきい値レベルを超えた時及び第２のパルス信号がしき
   い値レベルを超えた時にそれぞれ第１の位置検出信号及
   び第２の位置検出信号を発生する波形整形回路と、 前記第１及び第２の位置検出信号から得られる内燃機関
   の回転情報に基づいて前記点火信号の発生位置を制御す
   る制御部とを備えた内燃機関用点火装置において、 前記波形整形回路は、 前記第１のコンデンサの他端側で前記第１のバイアス回
   路に対して直列に接続されて前記第１のパルス信号が発
   生したときに前記第１のコンデンサに流れる充電電流を
   制限する第１の電流制限用抵抗と、 第１の基準電圧を発生する第１の基準電圧発生回路と、 前記第１のパルス信号が発生したときに前記第１の電流
   制限用抵抗の両端に生じる第１の信号電圧を前記第１の
   基準電圧と比較して第１の信号電圧が第１の基準電圧よ
   りも高くなったときに前記第１の位置検出信号を発生す
   る第１の電圧比較器と、 前記第２のコンデンサの他端側で前記第２のバイアス回
   路に対して直列に接続されて前記第２のパルス信号が発
   生したときに前記第２のコンデンサに流れる充電電流を
   制限する第２の電流制限用抵抗と、 第２の基準電圧を発生する第２の基準電圧発生回路と、 前記第２のパルス信号が発生したときに前記第２の電流
   制限用抵抗の両端に生じる第２の信号電圧を前記第２の
   基準電圧と比較して第２の信号電圧が第２の基準電圧よ
   りも高くなったときに前記第２の位置検出信号を発生す
   る第２の電圧比較器とを具備していることを特徴とする
   内燃機関用点火装置。