JP3211511B2 - 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、ピックアップコイルか
ら得られる信号に基づいて機関の点火位置を決定する内
燃機関用点火装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】内燃機関用点火装置においては、内燃機
関に取り付けられた信号発電機内に設けられたピックア
ップコイルの出力から回転角度情報と回転速度情報とを
得て点火位置を演算し、演算された点火位置で点火回路
をトリガして点火動作を行わせるようにしている。

【０００３】図８は従来の点火装置の構成例を示したも
ので、同図において１は内燃機関に取り付けられた磁石
発電機内に設けられたエキサイタコイル、２は点火信号
が与えられたときにエキサイタコイル１を電源として、
点火用の高電圧を発生する点火回路で、点火コイル３
と、コンデンサ４と、サイリスタ５と、ダイオード６と
により構成されている。点火回路２の出力は内燃機関の
気筒に取り付けられた点火プラグ７に印加されている。
また８はエキサイタコイルを電源として直流電圧を出力
する電源回路、９は内燃機関に取り付けられた信号発電
機内に設けられたピックアップコイルである。

【０００４】ピックアップコイル９が設けられる信号発
電機は、例えば図９に示したように、リラクタ１０ａを
有して機関の回転軸に取り付けられたロータ１０と、信
号発電子１１とにより構成される。信号発電子１１は、
機関のケースやカバー等に設けられた取付け部に固定さ
れるヨーク１２と、ヨーク１２に設けられた磁石保持面
１２ａに一方の磁極面が当接された磁石１３と、磁石１
３の他方の磁極面に一端が当接された鉄心１４とを備
え、鉄心１４にピックアップコイル９が巻回されてい
る。鉄心１４はその先端部に磁極部１４ａを有してい
て、該磁極部がロータ１０に所定のギャップを介して対
向させられている。この信号発電機においては、ロータ
１０のリラクタ１０ａが鉄心１４の磁極部１４ａに対向
し始める際、及びその対向を終わる際にそれぞれパルス
波形の第１の信号Ｖs1及び第２の信号Ｖs2を発生する。
ここで第１及び第２の信号Ｖs1及びＶs2の波形は例えば
図１０（Ａ）に示す通りで、第１の信号Ｖs1は機関の上
死点よりも一定の角度位相が進んだ第１の回転角度位置
（通常は最大進角位置）θ1 でスレショールドレベル
（信号が入力される回路が識別し得るレベル）Ｖt に達
し、第２の信号Ｖs2は、第１の回転角度位置θ1 よりも
位相が遅れた第２の回転角度位置（通常は最小進角位置
または最大遅角位置）θ2 でスレショールドレベルＶt
に達する。本明細書では、信号Ｖs1及びＶs2がそれぞれ
スレショールドレベルに達する位置をそれぞれの信号の
発生位置とする。

【０００５】なお図１０（Ａ）に示した例では、第１の
回転角度位置θ1 で発生する第１の信号Ｖs1が負極性で
あり、第２の回転角度位置θ2 で発生する第２の信号Ｖ
s2が正極性であるが、回路構成によっては、第１の信号
を正極性とし、第２の信号を負極性とする場合もある。

【０００６】上記ピックアップコイル９の出力は点火位
置演算部１５に与えられる。点火位置演算部１５は、電
源回路８を電源として内燃機関の点火位置を演算し、演
算した位置で点火信号Ｖi を発生する。点火信号Ｖi は
ダイオード１６を通して点火回路のサイリスタ５のゲー
トに与えられている。またピックアップコイル９が第２
の回転角度位置で発生する第２の信号Ｖs2がダイオード
１７を通してサイリスタ５のゲートに与えられ、この第
２の信号Ｖs2が低速時用の点火信号として用いられてい
る。

【０００７】図８の点火装置において、エキサイタコイ
ル１は内燃機関の回転に同期して交流電圧を発生する。
エキサイタコイル１が図示の実線矢印方向の電圧を誘起
すると、エキサイタコイル１からダイオード６と点火コ
イル３の１次コイルと電源回路８とを通してコンデンサ
２が図示の極性に充電される。点火位置演算部１５は、
電源回路８を電源として各回転数における点火位置を演
算し、演算した点火位置で点火信号Ｖi を発生する。こ
の点火信号がダイオード１６を通してサイリスタ５に供
給されると、該サイリスタ５が導通するため、コンデン
サ４の電荷がサイリスタ５と点火コイル３の１次コイル
とを通して放電する。これにより点火コイルの鉄心中で
大きな磁束変化が生じ、該点火コイルの２次コイルに点
火用の高電圧が誘起する。この高電圧は点火プラグ７に
印加されるため、該点火プラグに火花が生じて機関が点
火される。

【０００８】この点火装置においては、機関の始動時の
ように回転数が低く、電源回路８が十分な出力を発生で
きない状態のときに点火位置演算部１５が点火位置を演
算することができず、点火信号Ｖi を発生することがで
きないため、機関の回転数が設定値Ｎs1に達するまでの
間は、ピックアップコイル９が第２の回転角度位置で発
生する第２の信号Ｖs2をダイオード１７を通してサイリ
スタ５に点火信号として供給している。

【０００９】図１０（Ｂ）は図８の点火装置により得ら
れる点火特性の例を示したもので、同図に実線で示した
例では、始動回転数から設定回転数Ｎs1までの間は第２
の回転角度位置θ2 で点火が行われ、設定回転数Ｎs1を
超える領域では第１の点火位置θ1 で点火が行われる。
また同図に破線で示した例では、設定回転数Ｎs1からＮ
s2までの領域で点火位置が第２の回転角度位置θ2 から
第１の回転角度位置θ1 まで直線的に進角し、設定回転
数Ｎs2を超える領域では点火位置が第１の回転角度位置
θ1 に固定される。図示してないが、内燃機関によって
は、機関の高速時に点火位置を遅角させるように制御す
る場合もある。

【００１０】

【発明が解決しようとする課題】図８に示した点火装置
では、内燃機関の回転数が設定回転数Ｎs1に達するまで
の低速領域でピックアップコイル９が発生する第２の信
号Ｖs2をそのまま点火信号として点火回路２に供給して
いた。このように、ピックアップコイルの出力をそのま
ま低速時の点火信号として用いた場合には、機関の回転
数が低く、ピックアップコイル９の出力がサイリスタ５
のトリガレベルに達することができないときに機関を点
火することができないため、ピックアップコイルの出力
が点火回路２のトリガレベル（図８の例ではサイリスタ
５のトリガレベル）に達する回転数が機関の始動回転数
になる。そのためピックアップコイルが設けられている
信号発電機の性能のばらつきや点火回路のトリガレベル
のばらつきにより機関の始動回転数が変化するという問
題があった。

【００１１】特に、ピックアップコイルの出力は信号発
電機の信号発電子とロータとの間のエアギャップ長によ
り大きく変化するため、エアギャップ長がばらつくと機
関の始動性が大きく影響を受ける。エアギャップ長が広
がり過ぎると機関の始動時にピックアップコイルの出力
が点火回路のトリガレベルに達することができなくなる
ため、機関の始動が困難になることがあり、またエアギ
ャップ長が狭すぎる状態になると機関の始動回転数が低
くなり過ぎていわゆるケッチン（爆発時にピストンが押
し戻される現象）が生じ、手動スタートやキックスター
トにより機関を始動する場合に運転者に怪我をさせるお
それがある。

【００１２】本発明の目的は、ピックアップコイルの出
力特性や点火回路のトリガレベルのばらつきにより機関
の始動回転数がばらつくのを防止することができるよう
にした内燃機関用点火装置を提供することにある。

【００１３】

【課題を解決するための手段】本発明は、内燃機関によ
り駆動される磁石発電機内に設けられたエキサイタコイ
ルと、内燃機関の上死点よりも進んだ位置に設定された
第１の回転角度位置及び該第１の回転角度位置よりも遅
れた位置に設定された第２の回転角度位置でそれぞれ第
１及び第２の信号を発生するピックアップコイルと、エ
キサイタコイルを電源として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、磁石発電機を
電源として直流電圧を発生する電源回路と、ピックアッ
プコイルの出力を入力として内燃機関の各回転数におけ
る点火位置を演算して演算した点火位置で点火回路に点
火信号を与える点火位置演算部と、磁石発電機の出力を
整流して点火位置演算部の電源端子に与える直流電圧を
発生する電源回路とを備えている内燃機関用点火装置に
係わるものである。

【００１４】本発明においては、点火回路よりもトリガ
レベルが低い半導体スイッチ回路を備えて電源回路から
該半導体スイッチ回路を通して点火回路に点火信号を与
える低速時点火信号供給回路と、内燃機関の回転数に相
応した大きさの回転数検出信号を出力する回転検知回路
と、回転数検出信号の大きさが設定値以上のときに低速
時点火信号供給回路から点火回路に点火信号が与えられ
るのを許容し、回転数検出信号の大きさが設定値未満の
ときには低速時点火信号供給回路から点火回路に点火信
号が与えられるのを阻止する低速時点火解除回路とを設
けて、ピックアップコイルが発生する第２の信号を低速
時点火信号供給回路の半導体スイッチにトリガ信号とし
て供給するようにした。上記第１の回転角度位置及び第
２の回転角度位置はそれぞれ機関の最大進角位置及び最
小進角位置であることが多いが、点火位置を演算して演
算した点火位置で点火信号を発生させるためには、機関
の特定の回転角度位置を検出できればよいので、第１及
び第２の回転角度位置は必ずしも最大進角位置及び最小
進角位置でなくてもよい。ピックアップコイルが発生す
る２つの出力信号は、機関の回転角度情報（信号の発生
位置により与えられる。）と、回転数情報（２つの信号
の発生間隔または信号の発生周期により与えられる。）
とを点火位置演算部に与え得るものであればよい。但し
第２の回転角度位置は、機関の始動領域での点火位置と
して適当な位置である必要がある。

【００１５】ピックアップコイルが設けられる信号発電
機は、図９に例示したようなロータ側にリラクタを有す
るものに限られるものではなく、ロータ側に磁石界磁を
有する信号発電機であってもよい。

【００１６】点火回路は、点火信号が与えられたときに
トリガされて動作する半導体スイッチを備えていて、そ
の半導体スイッチの動作により点火コイルの１次電流に
急激な変化を生じさせて点火用の高電圧を誘起させる回
路であればよい。

【００１７】点火位置演算部は、ピックアップコイルの
出力から少なくとも回転角度位置の情報を得て点火位置
を演算するものであればよく、回転数の情報は他の手段
により得るようにしてもよい。この点火位置演算部は、
アナログ演算回路を用いたものでもよく、マイクロコン
ピュータを用いたものでもよい。

【００１８】電源回路は磁石発電機の出力を半波整流ま
たは全波整流して直流電圧を発生する回路であればよい
が、磁石発電機の出力は回転数により変動するので、こ
の電源回路には、出力電圧を一定値以下に制限する回
路、または出力電圧を一定値に保つ回路を設けておくの
が好ましい。

【００１９】なお電源回路の電源として用いる発電コイ
ルは点火回路を駆動するエキサイタコイルでもよく、他
の発電コイルでもよい。

【００２０】低速時点火信号供給回路に用いる半導体ス
イッチ回路は、点火回路よりもトリガレベルが低く、か
つピックアップコイルが発生する第２の信号によりオン
オフ制御が可能なものであればよい。この半導体スイッ
チ回路は、単一のスイッチ素子からなっていてもよく、
導通した際に電源回路から点火回路に点火信号を与える
主の半導体スイッチ素子とピックアップコイルが発生す
る第２の信号が与えられたときに動作して該主の半導体
スイッチ素子をトリガするトリガ用のスイッチ素子とを
備えたものでもよい。

【００２１】回転検知回路は、機関の少なくとも低速領
域で回転数に相応した大きさの回転数検出信号を出力す
る回路であればよい。従来回転数を検出する回路として
は、機関に取り付けられた発電機の出力電圧が回転数に
相応していることを利用して、該発電機の出力電圧の大
きさから回転数を検出する回路や信号発電機の出力周波
数や磁石発電機内の発電コイルの出力周波数を電圧信号
に変換する回路等種々の回路が用いられているが、本発
明ではこれらいずれの回路を用いてもよい。

【００２２】低速時点火解除回路は、回転数検出信号の
大きさが設定値未満のときに低速時点火信号供給回路か
ら点火回路に点火信号が与えられるのを阻止し、回転数
検出信号大きさが設定値以上のときに低速時点火信号供
給回路を通して点火信号が与えられるのを許容する回路
であればよい。点火信号の供給を阻止する回路の構成と
しては、点火回路の点火信号入力端子に対して並列に信
号側路用のスイッチ回路を設けて、該スイッチ回路を導
通させることにより点火信号を点火回路から側路するこ
とにより点火信号の供給を阻止する回路と、低速時点火
信号供給回路と点火回路の点火信号入力端子との間にス
イッチ回路を介在させて、該スイッチ回路を導通させる
ことにより点火信号の供給を許容し、該スイッチ回路を
遮断状態にすることにより点火信号の供給を阻止する回
路とが考えられるが、本発明においてはこれらいずれの
回路を用いてもよい。

【００２３】低速時点火解除回路における回転数の設定
値は、ケッチン現象を生じさせることなく機関を始動さ
せることができる回転数の最低値に等しく設定しておく
のが好ましい。なおこの設定値は、当然のことながら、
点火位置演算部１５により点火位置を決定することが必
要になる回転数よりも低い値に設定される。

【００２４】

【作用】上記のように、低速時にピックアップコイルが
第２の信号を発生したときに、点火回路よりもトリガレ
ベルが低い半導体スイッチ回路を導通させて、電源回路
から半導体スイッチ回路を通して点火信号を供給するよ
うに構成すると、点火動作を開始させるために必要な第
２の信号のレベルを低くすることができるため、機関の
始動回転数を低くすることができ、機関の始動性を高め
ることができる。また上記のように、機関の回転数を検
出する回転検知回路と低速時点火解除回路とを設けて、
回転数検出信号が設定値未満のときに低速時点火信号供
給回路から点火回路に点火信号が与えられるのを阻止す
るようにすると、回転数が設定値に達するまでの間は点
火信号が供給されないため、信号発電機のエアギャップ
が狭すぎて第２の信号電圧の波高値が低速時点火信号供
給回路の半導体スイッチをトリガし得るレベルに達する
回転数が低くなり過ぎる場合でも、回転数が設定値に達
したときに点火動作を開始させることができる。従って
始動回転数が低くなり過ぎてケッチン現象が生じるのを
防ぐことができる。

【００２５】

【実施例】図１は本発明の実施例の概略構成を示したも
ので、同図において１は内燃機関に取り付けられた磁石
発電機内に設けられたエキサイタコイル、２はエキサイ
タコイル１を電源として、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コンデンサ放電点火回路であ
る。この例では、点火回路２が、図８に示したものと同
様に、点火コイル３と、コンデンサ４と、サイリスタ５
とダイオード６とからなっている。なお一般にコンデン
サ放電式の点火回路は、点火コイルと、点火コイルの１
次側に設けられてエキサイタコイルの出力により一方の
極性に充電されるコンデンサと、コンデンサの電荷を点
火コイルの１次コイルに放電させるためのスイッチ素子
とを備えた回路であればよく、その具体的な構成は図１
に示した例に限らない。例えば、図１に示した例では、
コンデンサ４が点火コイル３の１次コイルに対して直列
に接続され、コンデンサ４と点火コイルの１次コイルと
の直列回路に対して並列にサイリスタ５が接続されてい
るが、コンデンサ４とサイリスタ５との位置を入れ替え
て、サイリスタ５を点火コイル３の１次コイルに対して
直列に接続し、サイリスタ５と点火コイル３の１次コイ
ルとの直列回路の両端にコンデンサ４を並列に接続する
回路構成をとる場合もある。またコンデンサ４の電荷を
放電させるスイッチとしてはサイリスタ５に代えてトラ
ンジスタやＦＥＴを用いることもできる。更に、エキサ
イタコイル１に対して並列にトランジスタ等のスイッチ
素子を接続してエキサイタコイルに正の半サイクルの誘
起電圧が発生したときに該スイッチ素子を導通させ、エ
キサイタコイルの正の半サイクルの誘起電圧がピーク付
近に達したときに該スイッチ素子を遮断状態にすること
によりエキサイタコイルに高い電圧を誘起させて、この
誘起電圧でコンデンサ４を充電するようにした回路を用
いる場合もある。

【００２６】８はエキサイタコイル１の正の半サイクル
の出力を整流して直流電圧を出力する電源回路、９は内
燃機関に取り付けられた信号発電機内に設けられたピッ
クアップコイルであり、ピックアップコイル９は、内燃
機関の上死点よりも進んだ位置に設定された第１の回転
角度位置及び該第１の回転角度位置よりも遅れた位置に
設定された第２の回転角度位置でそれぞれ第１及び第２
の信号を発生する。本実施例では、第１の回転角度位置
が最大進角位置に等しく設定され、第２の回転角度位置
が最小進角位置（最大遅角位置）に等しく設定されてい
る。１５はピックアップコイル９の出力を入力として内
燃機関の各回転数における点火位置を演算して演算した
点火位置で点火回路２のサイリスタ５に点火信号を与え
る点火位置演算部で、電源回路８の出力が点火位置演算
部１５の電源端子に与えられている。この実施例の点火
位置演算部１５は、ピックアップコイル９が発生する信
号により積分区間が定められる複数の積分回路と、該複
数の積分回路から得られる積分電圧を比較演算して点火
信号を出力する比較回路とを備えたアナログ式の演算回
路からなっている。この点火位置演算部１５が出力する
点火信号はダイオード１６を通して点火回路２のサイリ
スタ５のゲートに与えられている。

【００２７】２０は低速時点火信号供給回路で、電源回
路８の出力端子にエミッタが接続されたＰＮＰトランジ
スタＴr1と、エミッタが接地され、コレクタが抵抗Ｒ1
を通してトランジスタＴr1のベースに接続されたＮＰＮ
トランジスタＴr2と、トランジスタＴr1のコレクタに一
端が接続された抵抗Ｒ2 とからなり、抵抗Ｒ2 の他端が
ダイオード１７を通してサイリスタ５のゲートに接続さ
れている。トランジスタＴr1及びＴr2と抵抗Ｒ1 及びＲ
2 とにより、第２の信号Ｖs2によりトリガされて電源回
路８から点火回路２に点火信号を与える半導体スイッチ
回路が構成されている。ここでトランジスタＴr2として
は、サイリスタ５よりも十分にトリガレベルが低いもの
（ｈfeが十分に大きいもの）が用いられ、ピックアップ
コイル９から得られる第２の信号Ｖs2が、サイリスタ５
をトリガするレベルに達しない状態でも、トランジスタ
Ｔr2のコレクタエミッタ間を通してトランジスタＴr1に
十分なベース電流（トランジスタＴr1を導通状態にする
のに十分なベース電流）を流すことができるようになっ
ている。

【００２８】ダイオード１６及び１７はオア回路を構成
しており、点火位置演算部１５及び低速時点火信号供給
回路２０のいずれかが信号を発生したときにダイオード
１６またはダイオード１７を通して点火回路に点火信号
が与えられるようになっている。

【００２９】本発明においてはまた、機関の回転数を検
出して回転数検出信号Ｖn を出力する回転検知回路２１
と、回転数検出信号の大きさが設定値Ｎo 以上のときに
低速時点火信号供給回路２０から点火回路２に点火信号
が与えられるのを許容し、回転数検出信号の大きさが設
定値Ｎo 未満のときには低速時点火信号供給回路から点
火回路に点火信号が与えられるのを阻止する低速時点火
解除回路２２とが設けられる。

【００３０】本実施例の回転検知回路２１は、電源回路
８の一部を通してエキサイタコイル１の出力電圧を検出
することにより回転数を検出して回転数検出信号Ｖn を
出力する回路からなっている。また低速時点火解除回路
２２は、回転数検出信号Ｖnを回転数の設定値Ｎo を与
える基準信号と比較して、回転数検出信号Ｖn の大きさ
が基準信号の大き以上になっているときに信号供給回路
２０からダイオード１７を通して点火信号Ｖi が与えら
れるのを許容し、回転数検出信号Ｖn の大きさが基準信
号の大きさよりも小さいときにはダイオード１７のアノ
ードの電位Ｖaを接地電位に保って、ダイオード１７を
通して点火回路２に点火信号が与えられるのを阻止する
回路からなっている。低速時点火解除回路２２の電源端
子には電源回路８から電源電圧が与えられている。

【００３１】なお図１においてダイオード２３は、エキ
サイタコイルの負の半サイクルの電圧を短絡するための
ダイオードである。

【００３２】図１の実施例において、機関の始動時に回
転数が設定値Ｎo に達しない状態では、低速時点火解除
回路２２がダイオード１７のアノードの電位Ｖa を接地
電位に保持している。そのためこの状態では、低速時点
火信号供給回路２０からダイオード１７を通して点火回
路に点火信号が与えられることはない。またこの状態で
は、点火位置演算部１５が点火信号を発生せず、点火位
置演算部１５側から点火信号が与えられることはないた
め、点火動作は行われない。

【００３３】機関の回転数が設定値に達すると、低速時
点火解除回路２２がダイオード１７のアノードの電位を
非接地電位にして該ダイオード１７を通して点火信号が
与えられるのを許容するため、ピックアップコイル９が
第２の信号Ｖs2を発生したときにトランジスタＴr2及び
Ｔr1が導通し、電源回路８からトランジスタＴr1のエミ
ッタコレクタ間と抵抗Ｒ2 とダイオード１７とを通して
点火回路２に点火信号Ｖi が与えられる。従って、第２
の回転角度位置θ2 でサイリスタ５が導通してコンデン
サ４の電荷を点火コイル３の１次コイルに放電させ、こ
れにより点火コイル３の２次コイルに高電圧を誘起させ
て点火動作を行わせる。

【００３４】従来の点火装置による場合には、信号発電
機のロータと信号発電子の磁極部との間のエアギャップ
Ｇのばらつきによるピックアップコイル９の出力特性の
ばらつきによって、点火動作が開始される回転数Ｎi が
大きく影響を受ける。ここで機関の点火動作開始回転数
Ｎi の最適な範囲を図７のＮ1 ないしＮ2 の範囲である
とすると、従来の点火装置においては信号発電機のエア
ギャップＧと点火動作開始回転数Ｎi との関係が図７の
直線イのようになり、エアギャップＧが大きくなると点
火動作開始回転数Ｎi が最適の範囲の上限値Ｎ2 よりも
高くなって機関の始動性が悪くなる。

【００３５】これに対し、低速時点火信号供給回路２０
を設け、回転検知回路２１及び低速時点火解除回路２２
を設けなかったとした場合の点火動作開始回転数Ｎi と
エアギャップＧとの関係を示すと図７の直線ロのように
なり、エアギャップＧが大きい場合でも点火動作開始回
転数Ｎi を低くすることができ、機関の始動性を改善で
きる。

【００３６】しかしこの場合には、エアギャップＧが狭
くなった場合に、点火動作開始回転数Ｎi が最適な範囲
の下限Ｎ1 よりも低くなり、ケッチンを生じるおそれが
でてくる。

【００３７】そこで、上記実施例のように、回転検知回
路２１と低速時点火解除回路２２とを設けて、機関の回
転数が設定値以上になるまでの間点火回路に点火信号が
与えられるのを阻止するようにすると、図７の直線ハの
ようにエアギャップＧの変化に対して始動回転数Ｎi を
一定（設定値Ｎo に等しい。）にすることができ、信号
発電機のエアギャップのばらつきにより始動回転数が変
動するのを防いで、常に良好な始動性を得ることができ
る。

【００３８】図１の実施例の各部を具体的にした実施例
を図２に示した。図２において図１の各部に該当する部
分には同一の符号を付してある。図２において、点火回
路２は、保護用の抵抗Ｒ3 〜Ｒ5 及びコンデンサＣ2 と
フライホイールダイオードＤ1 とが追加されている点を
除き、図１に示したものと同様に構成されている。

【００３９】電源回路８はダイオードＤ2 とコンデンサ
Ｃ3 ，Ｃ4 と、抵抗Ｒ6 ，Ｒ7 と、ツェナーダイオード
ＺＤ1 とにより構成されている。エキサイタコイル１の
誘起電圧Ｖe の正の半サイクルが立ち上がるとダイオー
ドＤ2 を通してコンデンサＣ3 がエキサイタコイルの誘
起電圧のピークまで充電される。エキサイタコイルの正
の半サイクルの誘起電圧がピークを過ぎるとコンデンサ
Ｃ3 の電荷が抵抗Ｒ6及びＲ7 を通してコンデンサＣ4
に移行し、コンデンサＣ4 が図示の極性に充電される。
コンデンサＣ4 の両端にはツェナーダイオードＺＤ1 の
ツェナー電圧に等しい一定の直流電圧Ｖccが得られる。
この電圧Ｖccが各部の電源電圧として用いられる。

【００４０】電源回路の抵抗Ｒ6 とＲ7 との接続点と接
地間にコンデンサＣ5 が接続され、ダイオードＤ2 とコ
ンデンサＣ3 と抵抗Ｒ6 とコンデンサＣ5 とにより、回
転検知回路２１が構成されている。コンデンサＣ3 の電
荷は、エキサイタコイルの正の半サイクルの誘起電圧が
ピークを過ぎた後に抵抗Ｒ6 を通してコンデンサＣ5に
移行するため、コンデンサＣ5 の両端には、機関の回転
数Ｎに対して図６に示すように変化する回転数検出信号
Ｖn が得られる。

【００４１】ピックアップコイル９は、図９に示したも
のと同様な誘導子形の信号発電機内に設けられていて、
図４（Ａ）に示したように第１の回転角度位置（この実
施例では最大進角位置）θ1 及び第２の回転角度位置
（この例では最小進角位置）θ2 でそれぞれスレショー
ルドレベル以上になる負極性の第１の信号Ｖs1及び正極
性の第２の信号Ｖs2を発生する。ピックアップコイル９
の両端にはノイズ吸収用の小容量のコンデンサＣ6 と抵
抗Ｒ8 とが並列に接続されている。ピックアップコイル
９が発生する第２の信号Ｖs2は、ダイオードＤ3 と抵抗
Ｒ9 及びコンデンサＣ7 の並列回路からなるバイアス回
路と抵抗Ｒ10とを通して低速時点火信号供給回路２０の
トランジスタＴr2のベースに入力されている。トランジ
スタＴr2のコレクタはダイオードＤ4 と抵抗Ｒ1 とを通
してトランジスタＴr1のベースに接続され、トランジス
タＴr2のベースエミッタ間及びトランジスタＴr1のベー
スエミッタ間にはそれぞれ抵抗Ｒ11及びＲ12が接続され
ている。ピックアップコイル９が発生した第２の信号Ｖ
s2の電圧値が抵抗Ｒ9 とコンデンサＣ7 との並列回路の
両端の電圧（バイアス電圧）を超えると、トランジスタ
Ｔr2にベース電流が与えられて該トランジスタＴr2及び
トランジスタＴr1が導通し、電源回路８からトランジス
タＴr1と抵抗Ｒ2 とダイオードＤ１７とを通して点火回
路２のサイリスタ５のゲートに点火信号Ｖi が与えられ
る。

【００４２】低速時点火解除回路２２は、比較器ＣＰ1
と抵抗Ｒ13〜Ｒ16とからなっていて、比較器ＣＰ1 の出
力端子がダイオード１７のアノードに接続されている。
比較器ＣＰ1 の非反転入力端子には、回転数検出信号Ｖ
n を抵抗Ｒ13とＲ14とにより分圧して得た電圧Ｖn ´が
入力され、比較器ＣＰ1 の反転入力端子には、電源電圧
Ｖccを抵抗Ｒ15とＲ16とにより分圧して得た基準電圧Ｖ
r が入力されている。本実施例では、点火位置演算部１
５が、制御信号発生回路２５と、第１の積分回路２６
と、第２の積分回路２７と、前記トランジスタＴr2が構
成要素の一部を兼ねているリセット回路２８と、比較回
路２９とからなっている。

【００４３】制御信号発生回路２５は、トランジスタＴ
r3及びＴr4と、抵抗Ｒ17〜Ｒ19と、ダイオードＤ5 と、
コンデンサＣ8 とからなっていて、ピックアップコイル
９が発生する第１の信号Ｖs1が抵抗Ｒ20とコンデンサＣ
9 との並列回路からなるバイアス回路を介してトランジ
スタＴr3のベースに入力されている。

【００４４】第１の積分回路２６は、トランジスタＴr5
と、抵抗Ｒ21ないしＲ24と、感温抵抗素子Ｒt と、可変
抵抗器ＶＲ1 と、積分コンデンサＣ10とからなり、第２
の積分回路２７は、抵抗Ｒ25と可変抵抗器ＶＲ2 と積分
コンデンサＣ11とからなっている。

【００４５】またリセット回路２８は、前記トランジス
タＴr2とダイオードＤ6 ないしＤ8と抵抗Ｒ26とからな
り、ピックアップコイル９が第２の信号Ｖs2を発生して
トランジスタＴr1が導通したときに、コンデンサＣ8 及
びＣ10がほぼ瞬時に放電させられ、コンデンサＣ10が抵
抗Ｒ26を通して短時間で放電させられるようになってい
る。

【００４６】比較回路２９は、比較器ＣＰ2 と、抵抗Ｒ
27とからなり、第１の積分回路２６のコンデンサＣ10の
両端に得られる積分電圧Ｖc1及び第２の積分回路２７の
コンデンサＣ11の両端に得られる積分電圧Ｖc2がそれぞ
れ比較器ＣＰ2 の非反転入力端子及び反転入力端子に入
力されている。

【００４７】図２の実施例において、エキサイタコイル
１は、機関の回転に伴って図５（Ａ）に示すような交流
波形の電圧Ｖe を発生する。図５（Ａ）において実線で
示した波形は回転数が設定値未満のときの電圧Ｖe の波
形を示し、破線で示した波形は、回転数が設定値を超え
たときの電圧Ｖe の波形を示している。エキサイタコイ
ル１が図５（Ａ）に実線で示した波形の電圧を発生して
いるときに比較器ＣＰ1 に入力される電圧（回転検知回
路２１のコンデンサＣ5 の両端の電圧Ｖn に相応してい
る）Ｖn ´の波形は、図５（Ｂ）に実線で示したように
なり、エキサイタコイル１が図５（Ａ）に破線で示した
波形の電圧Ｖe を発生しているときの電圧Ｖn ´の波形
は、図５（Ｂ）に破線で示したようになる。

【００４８】機関の始動時に機関の回転数が設定値より
も低い間は、回転数に相応した大きさの電圧Ｖn ´が基
準電圧Ｖr よりも低くなっているため、比較器ＣＰ1 の
出力端子の電位はほぼ接地電位になり、図５（Ｃ）に実
線で示したようにダイオード１７のアノードの電位Ｖa
がほぼ接地電位（厳密には比較器の出力段のスイッチ素
子の両端の電圧降下に相当する残留電圧が存在する）に
保たれる。この状態では、電源回路８からトランジスタ
Ｔr1を通して与えられる点火信号が殆どすべて接地回路
に流れるため、点火回路２への点火信号の供給が阻止さ
れる。

【００４９】回転数が設定値以上になると、電圧Ｖn ´
が基準電圧Ｖr 以上になるため、比較器ＣＰ1 の出力端
子の電位が高レベルになり、図５（Ｃ）に破線で示した
ようにダイオード１７のアノードの電位Ｖa が高レベル
になって点火回路２への点火信号の供給が許容される。
従って機関の始動操作を開始した後、回転数が設定値に
達すると、図３（Ｂ）に示したように、ピックアップコ
イル９が最小進角位置θ2 で第２の信号Ｖs2を発生した
ときに、トランジスタＴr1が導通し、図３（Ｃ）に示す
ように、電源回路８からトランジスタＴr1と抵抗Ｒ2 と
ダイオード１７とを通して点火回路２に点火信号Ｖi が
与えられる。これにより点火動作が行われ、機関が始動
させられる。

【００５０】また点火位置演算部１５の動作は次の通り
である。ピックアップコイル９が第１の信号Ｖs1を発生
すると、制御信号発生回路２５のトランジスタＴr3及び
Ｔr4が導通するため、電源回路８からトランジスタＴr4
を通してコンデンサＣ8 が瞬時にほぼ電源電圧Ｖccまで
充電される。ピックアップコイル９が第２の信号Ｖs2を
発生すると、コンデンサＣ8 の電荷がダイオードＤ6 と
トランジスタＴr2とを通して瞬時に放電させられるた
め、コンデンサＣ8 の両端には図４（Ｂ）に示したよう
に、第１の回転角度位置θ1 から第２の回転角度位置θ
2 まで高レベルの状態を保持する矩形波状の制御信号Ｖ
q が得られる。

【００５１】コンデンサＣ8 の両端に制御信号Ｖq が発
生すると、第１の積分回路２６のトランジスタＴr5が導
通するため、コンデンサＣ8 の電荷によりトランジスタ
Ｔr5を通して積分コンデンサＣ10が充電される。コンデ
ンサＣ10の両端の電圧がトランジスタＴr5のベース電位
に達するとトランジスタＴr5が遮断状態になるため、コ
ンデンサＣ10はコンデンサＣ8 の電荷により抵抗Ｒ24と
可変抵抗器ＶＲ1 とを通して所定の時定数で充電され
る。ピックアップコイル９が第２の信号Ｖs2を発生する
とコンデンサＣ10の電荷が放電させられる。従って積分
コンデンサＣ10の両端には、図４（Ｃ）に示したように
第１の回転角度位置θ1 で瞬時に一定電圧まで立ち上が
った後、一定の傾きで上昇して第２の回転角度位置でほ
ぼ零に戻る（厳密にはダイオードＤ7 の順方向電圧降下
とトランジスタＴr2のコレクタエミッタ間の電圧降下と
の和の電圧がコンデンサＣ10の両端に残留する。）波形
の積分電圧Ｖc1が得られる。

【００５２】また第２の積分回路２７においては、電源
回路８の出力により抵抗Ｒ25と可変抵抗器ＶＲ2 とを通
して積分コンデンサＣ11が充電され、ピックアップコイ
ル９が第２の信号Ｖs2を発生してトランジスタＴr2が導
通するとコンデンサＣ11の電荷が小抵抗Ｒ26とダイオー
ドＤ8 とを通して放電させられる。従って、積分コンデ
ンサＣ11の両端には、図４（Ｃ）に示したように、機関
が第２の回転角度位置θ2 で抵抗Ｒ26の両端電圧とダイ
オードＤ8 の順方向電圧降下とトランジスタＴr2のコレ
クタエミッタ間の電圧降下との和に相当する残留電圧ま
で下降した後、所定の傾きで上昇する波形の積分電圧Ｖ
c2が得られる。

【００５３】比較回路２９の比較器ＣＰ2 は積分電圧Ｖ
c1とＶc2とを比較して、積分電圧Ｖc2が積分電圧Ｖc1以
下になったときにその出力端子の電位を高レベルに変化
させる。比較器ＣＰ2 の出力端子の電位が高レベルにな
ると、電源回路８から抵抗Ｒ27とダイオード１６とを通
して点火回路２に点火信号が与えられる。

【００５４】積分コンデンサＣ11を充電する時間（機関
が１回転するのに要する時間）は回転数の上昇に伴って
短くなっていくため、積分コンデンサＣ11の両端の電圧
Ｖc2の波高値は回転数の上昇に伴って低くなっていく。

【００５５】図４（Ｄ）において、実線で示したＶc2の
波形は点火位置の進角が開始される前の低速時の波形を
示しており、鎖線で示した積分電圧Ｖc2の波形は進角動
作が開始される回転数Ｎs1（図１０Ｂ参照）よりも僅か
に高い回転数における波形を示している。また破線で示
した積分電圧Ｖc2の波形は更に高い回転数における波形
を示している。

【００５６】積分コンデンサＣ10を充電する時間も回転
数の上昇に伴って短くなっていくが、この積分コンデン
サＣ10の充電区間はもともと短いため、回転数の上昇に
伴う積分コンデンサＣ10の両端の電圧の下降率は積分コ
ンデンサＣ11の両端の電圧の下降率に比べて十分に小さ
い。そのため、回転数が上昇していくと、積分電圧Ｖc2
が積分電圧Ｖc1以下になる位置が進んでいき、図４
（Ｅ）または（Ｆ）に示したように、点火信号Ｖi が発
生する位置θi が進んでいく。

【００５７】上記の実施例では、エキサイタコイル１の
出力の正の半サイクルの出力の一部を電源回路８に供給
して直流電圧を得るようにしたが、エキサイタコイル１
の負の半サイクルの出力を電源回路８に供給して直流電
圧を得る構成をとることもできる。なお電源回路８の電
源として用いる発電コイルは必ずしもエキサイタコイル
でなくてもよい。

【００５８】図２に示した実施例の点火位置演算部１５
は、機関の回転数の所定の領域で進角特性を得るように
点火信号を発生させるが、本発明において点火位置演算
部１５により得られる点火特性は任意である。点火位置
演算部１５は積分演算により点火位置を演算するアナロ
グ式のものに限られるものではなく、マイクロコンピュ
ータを用いて点火位置を演算する点火位置演算部が用い
られる場合にも本発明を適用することができる。

【００５９】

【発明の効果】以上のように、本発明によれば、低速時
にピックアップコイルが第２の信号を発生したときに、
点火回路よりもトリガレベルが低い半導体スイッチ回路
を導通させて、電源回路から半導体スイッチ回路を通し
て点火信号を供給するように構成したので、点火動作を
開始させるために必要な第２の信号のレベルを低くする
ことができ、機関の始動回転数を低くして機関の始動性
を高めることができる利点がある。

【００６０】また本発明においては、機関の回転数を検
出する回転検知回路と低速時点火解除回路とを設けて、
回転数検出信号が設定値未満のときに低速時点火信号供
給回路から点火回路に点火信号が与えられるのを阻止す
るようにしたので、信号発電機のエアギャップが狭すぎ
る場合でも回転数が設定値に達したときに点火動作を開
始させることができ、始動回転数が低くなり過ぎてケッ
チン現象が生じるのを防ぐことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例の構成を概略的に示した構成図
である。

【図２】本発明の更に具体的な実施例を示した回路図で
ある。

【図３】図２の実施例の低速時点火信号供給回路の動作
を説明するための信号波形図である。

【図４】図２の実施例の点火位置演算部の動作を説明す
るための信号波形図である。

【図５】図２の実施例の低速時点火解除回路の動作を説
明するための信号波形図である。

【図６】図２の実施例における回転検知回路の出力信号
と回転数との関係を示した線図である。

【図７】従来の点火装置及び本発明に係わる点火装置に
ついて点火動作開始回転数と信号発電機のエアギャップ
との関係を示した線図である。

【図８】従来の点火装置の構成を示した回路図である。

【図９】内燃機関用点火装置で用いられている信号発電
機の一例を示した構成図である。

【図１０】（Ａ）は信号発電機から得られる信号波形を
示した波形図である。（Ｂ）は内燃機関用点火装置によ
り得られる点火特性を例示した線図である。

【符号の説明】

１ エキサイタコイル ２ 点火回路 ３ 点火コイル ４ コンデンサ ５ サイリスタ ７ 点火プラグ ８ 電源回路 ９ ピックアップコイル １５ 点火位置演算部 １６，１７ ダイオード ２０ 低速時点火信号供給回路 ２１ 回転検知回路 ２２ 低速時点火解除回路

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平１−138371（ＪＰ，Ａ) 特開 昭56−75222（ＪＰ，Ａ) 特開 昭61−229972（ＪＰ，Ａ) 実開 昭60−180774（ＪＰ，Ｕ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) F02P 5/15 F02P 3/08 302 F02P 7/067 303

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 内燃機関により駆動される磁石発電機内
   に設けられたエキサイタコイルと、内燃機関の上死点よ
   りも進んだ位置に設定された第１の回転角度位置及び該
   第１の回転角度位置よりも遅れた位置に設定された第２
   の回転角度位置でそれぞれ第１及び第２の信号を発生す
   るピックアップコイルと、前記エキサイタコイルを電源
   として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、前記磁石発電機を電源として直流電
   圧を発生する電源回路と、前記ピックアップコイルの出
   力を入力として内燃機関の各回転数における点火位置を
   演算して演算した点火位置で前記点火回路に点火信号を
   与える点火位置演算部と、前記磁石発電機の出力を整流
   して前記点火位置演算部の電源端子に与える直流電圧を
   発生する電源回路とを備えている内燃機関用点火装置に
   おいて、 前記点火回路よりもトリガレベルが低い半導体スイッチ
   回路を備えて前記電源回路から該半導体スイッチ回路を
   通して前記点火回路に点火信号を与える低速時点火信号
   供給回路と、 内燃機関の回転数に相応した大きさの回転数検出信号を
   出力する回転検知回路と、 前記回転数検出信号の大きさが設定値以上のときに低速
   時点火信号供給回路から点火回路に点火信号が与えられ
   るのを許容し、回転数検出信号の大きさが設定値未満の
   ときには低速時点火信号供給回路から点火回路に点火信
   号が与えられるのを阻止する低速時点火解除回路とを具
   備し、 前記第２の信号が低速時点火信号供給回路の半導体スイ
   ッチにトリガ信号として与えられていることを特徴とす
   る内燃機関用点火装置。