JP3584802B2 - 内燃機関用点火装置 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、内燃機関用点火装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
内燃機関を点火するために用いられる点火装置は、内燃機関の回転情報を含む信号を出力する信号発生装置と、該信号発生装置の出力信号から得た回転情報に基づいて決定した点火時期に点火信号を発生する点火時期制御装置と、該点火信号が発生した時に点火用高電圧を発生する点火回路とを備えていて、該点火回路から得られる点火用高電圧を機関の気筒に取り付けられた点火プラグに印加することにより該点火プラグで火花を生じさせて機関を点火する。
【０００３】
この種の点火装置を、２サイクル内燃機関のように、正方向にも逆方向にも回転し得る内燃機関に適用する場合には、該点火装置に、機関の逆回転を防止する機能を持たせることがしばしばある。
【０００４】
内燃機関の逆回転を防止する機能を持たせた点火装置として、内燃機関により駆動される交流発電機内に設けられた発電コイルを利用して、該発電コイルの出力と信号発生装置の出力信号との位相関係から内燃機関が正回転していると判定されるときに点火用高電圧の発生を許可し、内燃機関が逆回転していると判定されるときに点火用高電圧の発生を阻止する点火許否手段を設けたものが知られている。
【０００５】
図８は従来のこの種の点火装置の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式交流発電機内に設けられた発電コイル、２は内燃機関に取り付けられた信号発電機内に設けられて機関の回転情報（機関のクランク軸の特定の回転角度位置を示す回転角度情報及び回転速度情報）を含む信号を発生する信号コイルである。
【０００６】
発電コイル１は、機関のクランク軸の回転角度θに対して例えば図９（Ｂ）に示すような波形を呈する交流電圧Ｖａを、機関の回転に同期して発生する。
【０００７】
信号発電機は、リラクタを有するロータと、該ロータのリラクタに対向する磁極部を有する鉄心に巻回された信号コイル２と、該鉄心に磁気結合された磁石とを備えた誘導子形の発電機からなっていて、信号コイル２は、図９（Ａ）に示すように、機関が正回転しているときに、機関の上死点ＴＤＣに対して進角した位置に設定された基準位置θ1 、及び該基準位置よりも遅角した上死点付近の位置に設定された低速時点火位置θ2 で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。図示の例では、第１の信号Ｖs1が負極性の信号からなり、第２の信号Ｖs2が正極性の信号からなっている。
【０００８】
発電コイル１の出力電圧Ｖａは電圧調整機能付きの電圧変換回路３を通して一定の直流電圧に変換されてバッテリ４に印加されている。図示の電圧変換回路３は、単相ブリッジ（Ｈブリッジ）接続されたダイオードＤ1 〜Ｄ4 からなる整流回路と、該整流回路のブリッジの下辺を構成するダイオードＤ3 及びＤ4 にそれぞれ逆並列接続されたサイリスタＴh1及びＴh2と、整流回路の正極性側の出力端子にカソードが接続されたツェナーダイオードＺＤと、ツェナーダイオードＺＤのアノードとサイリスタＴh1及びＴh2のゲートとの間に接続された抵抗Ｒ1 及びＲ2 とからなっている。
【０００９】
この電圧変換回路３においては、バッテリ４の端子電圧が所定の値を超えた時にツェナーダイオードＺＤが導通してサイリスタＴh1及びＴh2にトリガ信号が与えられる。これにより、サイリスタＴh1及びＴh2が導通して、発電コイル１−サイリスタＴh2−ダイオードＤ3 −発電コイル１の回路または発電コイル１−サイリスタＴh1−ダイオードＤ4 −発電コイル１の回路により発電コイル１の正負の半波の出力を短絡して、バッテリ４に印加される電圧を低下させる。バッテリ４の端子電圧が設定値以下になるとサイリスタＴh1及びＴh2にトリガ信号が与えられなくなるため、両サイリスタを流れる電流が保持電流未満になった時点で両サイリスタが遮断状態になる。これにより発電コイル１の短絡が解除されるため、バッテリ４に印加される電圧が上昇する。これらの動作により、バッテリ４に印加される電圧がほぼ一定の範囲に保たれる。
【００１０】
５は点火時期制御装置を構成するマイクロコンピュータのＣＰＵで、このＣＰＵの２つの入力ポートにそれぞれ抵抗Ｒ3 及びＲ4 を通してＮＰＮトランジスタＴＲ1 及びＴＲ2 のコレクタが接続され、両トランジスタのエミッタは接地されている。
【００１１】
信号コイル２の一端は接地され、他端はダイオードＤ5 のカソード及びダイオードＤ6 のアノードに接続されている。ダイオードＤ5 のアノードは波形整形回路６の非接地側の入力端子に接続され、ダイオードＤ6 のカソードは波形整形回路７の非接地側の入力端子に接続されている。波形整形回路６の出力は抵抗Ｒ5 を通してトランジスタＴＲ1 のベースに与えられ、波形整形回路７の出力は抵抗Ｒ6 を通してトランジスタＴＲ2 のベースに与えられている。
【００１２】
波形整形回路６は信号コイル２が発生する負極性の第１の信号Ｖs1を波形整形して例えば、第１のパルス信号Ｖp1としてトランジスタＴＲ1 のベースに与える。パルス信号Ｖp1が発生している間トランジスタＴＲ1 が導通してそのコレクタの電位を低下させる。ＣＰＵはこの電位の低下により、信号Ｖs1が発生したこと（機関の回転角度位置が基準位置θ1 に一致したこと）を検出する。
【００１３】
同様に、波形整形回路７は、信号コイル２が発生する第２の信号Ｖs2を第２のパルス信号Ｖp2に変換し、このパルス信号をトランジスタＴＲ2 のベースに与える。第２のパルス信号Ｖp2が発生している間トランジスタＴＲ2 が導通してそのコレクタの電位が低下する。ＣＰＵ５はこの電位の低下により、信号Ｖs2が発生したこと（機関の回転角度位置が低速時点火位置θ2 に一致したこと）を検出する。
【００１４】
ＣＰＵ５は、信号Ｖs1が発生してから信号Ｖs2が発生するまでの時間（クランク軸がθ1 からθ2 までの一定の角度を回転するのに要する時間）から内燃機関の回転数を演算し、演算した回転数における機関の点火時期を演算する。ＣＰＵ５は、信号コイル２が第１の信号Ｖs1を発生したときに、演算された点火時期の計測を開始し、演算された点火時期が計測されたときに、点火信号Ｖi を出力する。
【００１５】
機関の始動時や低速時には、機関の回転数が安定せず、回転数を安定に演算できないため、点火時期を演算により決定することが困難である。そのため、内燃機関の低速時には、信号コイル２が低速時点火位置として設定された位置で第２の信号Ｖs2を発生したときにＣＰＵ５が点火信号Ｖi を出力するようになっている。
【００１６】
トランジスタＴＲ2 のベースに、エミッタが接地されたＮＰＮトランジスタＴＲ3 のコレクタが接続されている。トランジスタＴＲ3 のベースはダイオードＤ7 を通して発電コイル１の一端に接続されるとともに、抵抗Ｒ7 を通して図示しない直流電源回路の出力端子に接続されている。またトランジスタＴＲ3 のベースと接地間にアノードを接地側に向けたダイオードＤ8 が接続され、該ダイオードＤ8 を通して順方向電流が流れたときに、その両端に生じる電圧降下により、トランジスタＴＲ3 のベースエミッタ間が逆バイアスされて、該トランジスタＴＲ3 が遮断状態になるようになっている。
【００１７】
発電コイル１の他端には、エミッタが接地されたＮＰＮトランジスタＴＲ4 のコレクタが抵抗Ｒ8 を通して接続され、該トランジスタＴＲ4 のベースは抵抗Ｒ9 を通して図示しない直流電源回路の出力端子に接続されるとともに、ＣＰＵ５の出力ポートに接続されている。ＣＰＵ５は機関の回転速度が低く、機関が逆転するおそれがある間、例えば回転数が３０００ｒｐｍに達するまでの間、トランジスタＴＲ4 がオン状態になるのを許容し、３０００ｒｐｍを超えたときには、該トランジスタＴＲ4 を遮断状態にする。
【００１８】
８は点火回路で、図示の点火回路は、一次コイル及び二次コイルを有する点火コイルＩＧと、該点火コイルの一次電流を制御する一次電流制御回路８ａとからなり、ＣＰＵ５の出力ポートから一次電流制御回路８ａに点火信号Ｖi が与えられるようになっている。一次電流制御回路としては、コンデンサ放電式の回路や、電流遮断形の回路など、適宜の形式のものが用いられる。
【００１９】
一次電流制御回路８ａは、点火信号Ｖi が与えられたときに点火コイルＩＧ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誘起させる。点火コイルＩＧの二次コイルに誘起する点火用高電圧は、図示しない内燃機関の気筒に取り付けられた点火プラグＰに印加され、該点火プラグに生じる火花放電により機関が点火される。
【００２０】
図８に示した例では、信号コイル２と、波形整形回路６及び７と、ダイオードＤ5 及びＤ6 と、抵抗Ｒ5 及びＲ6 とにより、内燃機関の回転情報を含む信号を出力する信号発生装置が構成されている。
【００２１】
またトランジスタＴＲ3 及びＴＲ4 と、抵抗Ｒ7 ないしＲ9 と、ダイオードＤ7 及びＤ8 とにより、発電コイル１の出力と信号発生装置の出力信号との位相関係から内燃機関が正回転していると判定されるときに点火用高電圧の発生を許可し、内燃機関が逆回転していると判定されるときに点火用高電圧の発生を阻止する点火許否手段が構成されている。
【００２２】
図８に示した点火装置では、機関が正回転しているときに、図９（Ａ）及び（Ｂ）に示すように、発電コイル１が負の半波の電圧を出力している期間に信号コイル２が信号Ｖs1及びＶs2を発生するように、磁石発電機及び信号発電機が設けられている。
【００２３】
機関が正回転していて、その回転速度が設定値以下のときには、ＣＰＵがトランジスタＴＲ4 を導通状態（そのコレクタエミッタ間に順方向電圧が印加されればコレクタ電流が流れ得る状態）に保持しているため、発電コイル１が負の半波の電圧を発生しているときに発電コイル１から抵抗Ｒ8 と、トランジスタＴＲ4 と、ダイオードＤ8 及びＤ7 とを通して図９（Ｄ）に示すように電流が流れる。この電流が流れている間ダイオードＤ8 の両端に生じる電圧降下によりトランジスタＴＲ3 が遮断状態に保たれるため、信号コイル２が発生する第２の信号Ｖs2はＣＰＵ５により支障なく検出される。したがって、ＣＰＵ５には、信号コイル２が出力する信号Ｖs1及びＶs2から支障なく回転情報が与えられ、機関の点火動作は正常に行われる。
【００２４】
これに対し、機関が逆転しようとした時には、発電コイル１の出力電圧波形が反転するため、該発電コイル１が正の半波の電圧を発生しているときに信号コイル２が信号Ｖs1及びＶs2を発生する状態になる。発電コイル１が正の半波の電圧を発生している状態では、ダイオードＤ8 を通して電流が流れず、トランジスタＴＲ3 が導通しているため、第２のパルス信号Ｖp2はトランジスタＴＲ3 を通してＣＰＵ５（点火時期制御装置）から側路される。そのため、ＣＰＵ５は第２の信号Ｖs2が発生したことを検出できなくなり、点火信号Ｖi を発生することができなくなる。このとき、点火回路８は点火用高電圧を発生することができなくなり、機関の点火動作が停止するため、機関の逆転が阻止される。
【００２５】
【発明が解決しようとする課題】
図８に示した従来の点火装置においては、内燃機関の回転数が低く、発電コイル１の出力が低いときにも、発電コイル１が負の半波の電圧を発生している期間ダイオードＤ8 を通してある程度の大きさの電流を流してトランジスタＴＲ3 を遮断状態にする必要がある。そのため、抵抗Ｒ8 の抵抗値を大きくすることができず、発電コイル１が負の半波の電圧を発生している期間に図９（Ｄ）に示すように、トランジスタＴＲ4 側に相当に大きな電流が流れる。このように、トランジスタＴＲ4 を通して大きな電流が流れている状態では、発電コイル１の負の半波の電圧がバッテリ４の端子電圧を超えることができないため、発電コイル１の負の半波をバッテリの充電に利用することができず、低速時のバッテリの充電性能が低下するという問題があった。
【００２６】
また抵抗Ｒ8 及びトランジスタＴＲ4 を通して大きな電流が流れるため、抵抗Ｒ8 としては１Ｗ程度の大形の素子を用いる必要があり、またトランジスタＴＲ8 としては電流容量が大きい電力用トランジスタを用いる必要があって、装置の制御回路部分が大形化する上に、コストが高くなるのを避けられなかった。
【００２７】
なお図８に示した例では、発電コイル１の出力で充電されるバッテリ４を設けて、該バッテリの出力でＣＰＵ等を駆動するようにしているが、バッテリを省略して、発電コイル１の出力電圧を整流して直流定電圧を得る電源回路の出力電圧でＣＰＵ等を駆動するバッテリレスの点火装置の場合には、機関の極低速時にＣＰＵ等に充分な電力を与えることができなくなるため、機関の始動回転数が高くなって機関の始動性が悪くなるという問題があった。
【００２８】
本発明の目的は、発電コイルに大きな電流を流すことなく発電コイルの出力電圧と信号コイルの出力との位相関係から機関の逆転を検出できるようにして、機関の低速時に発電コイルの負荷駆動能力が低下するのを防止した内燃機関用点火装置を提供することにある。
【００２９】
本発明の他の目的は、電流容量が大きい高価な素子を用いることなく、機関の逆転を防止する機能を持たせ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。
【００３０】
【課題を解決するための手段】
本発明は、内燃機関の回転情報を含む信号を出力する信号発生装置と、該信号発生装置の出力信号から得た回転情報に基づいて決定した点火時期に点火信号を発生する点火時期制御装置と、点火信号が発生した時に点火用高電圧を発生する点火回路と、内燃機関により駆動される交流発電機内に設けられた発電コイルの出力と信号発生装置の出力信号との位相関係から内燃機関が正回転していると判定されるときに点火用高電圧の発生を許可し、内燃機関が逆回転していると判定されるときに点火用高電圧の発生を阻止する点火許否手段とを備えた内燃機関用点火装置に係わるものである。上記発電コイルはその両端が非接地状態で設けられていて、該発電コイルの出力電圧が電圧調整機能付きの電圧変換回路を通して直流電圧に変換されてバッテリに印加されているものとする。
【００３１】
本発明においては、内燃機関の正回転時に、発電コイルが一方の極性の半波の電圧を出力している期間に信号発生装置が信号を出力し、内燃機関の逆転時には発電コイルが他方の極性の半波の電圧を出力している期間に信号発生装置が信号を出力するように交流発電機及び信号発生装置が設けられる。
【００３２】
また本発明で用いる点火許否手段は、発電コイルの出力電圧を入力として、該出力電圧が一方の極性の半波の期間にあるとき及び他方の極性の半波の期間にあるときにそれぞれ第１の状態及び第２の状態になる電圧応動デバイスを備えていて、該電圧応動デバイスが第１の状態にある期間に信号発生装置が信号を出力したときに点火用高電圧の発生を許可し、該電圧応動デバイスが第２の状態にある期間に信号発生装置が信号を出力したときに点火用高電圧の発生を阻止するように構成される。
【００３３】
上記電圧応動デバイスとしては、発電コイルの実質的な負荷とならないように、十分に大きな入力インピーダンスを有するデバイスを用いる。
【００３４】
上記のように、発電コイルの出力電圧を入力インピーダンスが十分に大きい電圧応動デバイスに入力して、該電圧応動デバイスの状態と信号発生装置の信号との位相関係から機関の回転方向を判定するようにすると、発電コイルに殆ど電流を流すことなく機関の回転方向を判定することができるため、機関の低速時に発電コイルの負荷駆動能力が低下するのを防ぐことができる。
【００３５】
また上記のように構成すると、電流容量が大きい素子を用いる必要がないため装置の大形化を招いたり、コストの上昇を招いたりすることなく点火装置に逆転防止機能を持たせることができる。
【００３６】
上記点火許否手段は、上記電圧応動デバイスが第１の状態にあるときに信号発生装置の出力信号が点火時期制御装置に入力されるのを許可して点火用高電圧の発生を許可し、電圧応動デバイスが第２の状態にあるときに信号発生装置の出力信号の少なくとも一部が点火時期制御装置に入力されるのを阻止して点火用高電圧の発生を阻止するように構成するのが好ましい。
【００３７】
上記電圧応動デバイスとしては入力インピーダンスが十分に大きい電圧比較器を用いることができる。この場合、発電コイルの両端を非接地状態にして、該発電コイルの両端の対地電圧を電圧比較器に入力することにより、発電コイルの出力電圧が一方の極性の半波の期間にあるとき及び他方の極性の半波の期間にあるときにそれぞれ比較器の出力を第１の状態及び第２の状態にする。また導通した際に信号発生装置の出力信号の少なくとも一部を点火時期制御装置から側路するスイッチ素子を設けて、電圧比較器の出力が第１の状態にあるときに該スイッチ素子を遮断状態に保持し、電圧比較器の出力が第２の状態にあるときに該スイッチを導通状態にするように、電圧比較器の出力によりスイッチ素子を制御するようにする。
【００３８】
上記記点火許否手段は、発電コイルの一端と接地間に接続された抵抗（Ｒ 21 ）と、ソースが接地されるとともにゲートが前記発電コイルの他端に接続されて導通した際に信号発生装置の出力信号の少なくとも一部を点火時期制御装置から側路するように設けられたＭＯＳＦＥＴ（Ｆ 1 ）と、ＭＯＳＦＥＴのゲートと接地間に接続された他の抵抗（Ｒ 22 ）とにより構成することもできる。
【００３９】
この場合、点火許否手段は、発電コイルの出力電圧が一方の極性の半波の期間にあるときにＭＯＳＦＥＴが遮断状態を保持して信号発生装置の出力信号が点火時期制御装置に入力されるのを許可することにより点火用高電圧の発生を許可し、発電コイルの出力電圧が他方の極性の半波の期間にあるときにＦＥＴが導通状態になって信号発生装置の出力信号の少なくとも一部を点火時期制御装置から側路することにより点火用高電圧の発生を阻止する。
【００４０】
【発明の実施の形態】
図１は本発明に係わる内燃機関用点火装置の構成例を示したもので、同図において図８に示した従来の点火装置の各部と同等の部分にはそれぞれ同一の符号を付してある。図２及び図４は機関が正回転しているときの各部の電圧波形とトランジスタＴＲ3 のオンオフ動作とを示しており、図３及び図５は機関が逆回転しているときの各部の電圧波形とトランジスタＴＲ3 のオンオフ動作とを示している。
【００４１】
図１の点火装置においては、発電コイル１が非接地状態にされていて、該発電コイル１の一端が抵抗Ｒ11とダイオードＤ11とを通して電圧比較器ＣＰの反転入力端子に接続され、発電コイル１の他端が抵抗Ｒ12とダイオードＤ12とを通して電圧比較器ＣＰの非反転入力端子に接続されている。電圧比較器ＣＰの反転入力端子と接地間には抵抗Ｒ13とコンデンサＣ1 とが並列に接続され、電圧比較器ＣＰの非反転入力端子と接地間には抵抗Ｒ14とコンデンサＣ2 とが並列に接続されている。比較器ＣＰの出力端子はコレクタがトランジスタＴＲ2 のベースに接続され、エミッタが接地されたトランジスタＴＲ3 のベースに接続されている。即ち、発電コイル１の一端の対地電位Ｖ1 及び他端の対地電位Ｖ2 がそれぞれ比較器ＣＰの反転入力端子及び非反転入力端子に入力されている。電圧比較器ＣＰと抵抗Ｒ13及びＲ14とが発電コイル１の実質的な負荷とならないようにするため、電圧比較器ＣＰとしては、その入力インピーダンスが十分に高いものが用いられ、抵抗Ｒ13及びＲ14としては、抵抗値が十分に大きなものが用いられている。
【００４２】
図１の点火装置においては、機関が正回転しているときに、発電コイル１が正の半波の電圧を発生している間に、信号コイル２が信号Ｖs1及びＶs2（図２Ｄ）を出力し、機関が逆回転しているときには、発電コイル１が負の半波の電圧を発生している間に信号コイル２が信号Ｖs2´及びＶs1´（図３Ｄ）を出力するように、磁石式交流発電機と信号発電機とが設けられている。
【００４３】
図２（Ｄ）に示したように、信号発電機２は、機関が正回転しているときに、機関の上死点ＴＤＣよりも十分に進角した位置に設定された基準位置θ1 で第１の信号Ｖs1を発生し、機関の上死点付近に設定された低速時の点火位置θ2 で第２の信号Ｖs2を発生する。波形整形回路６及び７はそれぞれ第１及び第２の信号Ｖs1及びＶs2を波形整形して図２（Ｅ）及び（Ｆ）に示すような第１及び第２のパルス信号Ｖp1及びＶp2を発生する。
【００４４】
機関の回転方向が反転したときには、信号コイル２は図３（Ｄ）に示すように、先ず機関の上死点よりも僅かに遅角した位置θ2 ´で負極性の信号Ｖs2´を発生し、次いでθ2 ´よりも更に遅角した位置θ1 ´で正極性の信号Ｖs1´を発生する。信号発電機は誘導子形の発電機からなっているため、信号コイルが先に発生する信号及び後から発生する信号の極性は、機関の回転方向が変化しても変わらない。
【００４５】
図１に示した点火装置において、発電コイル１の波高値が設定電圧ＶB よりも高いときには、発電コイル１の一端及び他端の対地電位Ｖ1 及びＶ2 がそれぞれ図２（Ａ）及び（Ｂ）または図３（Ａ）及び（Ｂ）に示したような波形を呈し、発電コイル１の波高値が設定電圧ＶB よりも低いときには、発電コイル１の一端及び他端の対地電位Ｖ1 及びＶ2 がそれぞれ図４（Ａ）及び（Ｂ）または図５（Ａ）及び（Ｂ）に示したような波形を呈する。
【００４６】
比較器ＣＰは、電位Ｖ1 が電位Ｖ2 よりも高い期間その出力端子の電位を零レベルの状態（第１の状態）にし、電位Ｖ2 が電位Ｖ1 よりも高い期間その出力端子の電位を高レベル（第２の状態）にする。比較器ＣＰの出力端子の電位が高レベルの状態にあるときにトランジスタＴＲ3 が導通し、比較器ＣＰの出力端子の電位が零ベル（接地電位）のときにトランジスタＴＲ3 が遮断状態になる。
【００４７】
したがって、図２ないし図５の（Ｃ）に示したように、トランジスタＴＲ3 は、発電コイル１が正の半波（この例では一方の極性の半波）の電圧を発生している期間遮断状態になり、発電コイル１が負の半波（この例では他方の極性の半波）の電圧を発生している期間導通状態になる。
【００４８】
機関が正回転しているときには、図２または図４に示したように、トランジスタＴＲ3 が遮断状態にあるときに波形整形回路７がパルス信号Ｖp2を発生するため、該パルス信号Ｖp2がＣＰＵ５（点火時期制御装置）から側路されることはない。
【００４９】
また機関が逆回転しているときには、トランジスタＴＲ3 が導通状態にあるときに波形整形回路７がパルス信号Ｖp1´を発生するため、該パルス信号Ｖp1´がＣＰＵ５から側路される。
【００５０】
このように、機関が正回転しているときには、波形整形回路７から出力されるパルス信号がＣＰＵ５に入力されるため、機関の点火動作は支障なく行われ、機関の運転が支障なく行われる。これに対し、機関が逆回転したときには、波形整形回路７から出力されるパルス信号Ｖp1´がＣＰＵに入力されないため、点火動作が行われなくなる。そのため、機関が失火し、機関の逆転が阻止される。
【００５１】
上記の例では、比較器ＣＰと、抵抗Ｒ11ないしＲ14と、コンデンサＣ1 及びＣ2 と、ダイオードＤ11及びＤ12とにより、回転方向判定回路が構成され、この判定回路とトランジスタＴＲ3 とにより点火許否手段が構成されている。
【００５２】
上記のように構成すると、発電コイル１から回転方向判定回路側に殆ど電流が流れず、電圧比較器（電圧応動デバイス）ＣＰが発電コイルの実質的な負荷とならないため、回転方向判定回路側で電力が消費されることが殆どない。そのため、機関の低速時の負荷駆動性能を何等低下させることなく、点火装置に逆転防止機能を持たせることができる。
【００５３】
図６は本発明に係わる点火装置の他の構成例を示したもので、この例では、電圧変換回路３´として図１に示したものとは異なるものが用いられている。図６に示した例で用いられている電圧変換回路３´は、ダイオードＤ1 ，Ｄ2 及びサイリスタＴh1及びＴh2からなる周知の制御整流回路と、トランジスタＴＲ5 及びＴＲ6 と、ダイオードＤ13ないしＤ15とツェナーダイオードＺＤと、抵抗Ｒ15ないしＲ17とからなるサイリスタ制御回路とにより構成されている。
【００５４】
図６に示した電圧変換回路３´において、発電コイル１の出力電圧の波高値が設定値ＶB よりも低いときには、ツェナーダイオードＺＤが遮断状態にあって、トランジスタＴＲ6 が遮断状態にあるため、トランジスタＴＲ5 が導通する。この状態では、トランジスタＴＲ5 と抵抗Ｒ15とダイオードＤ13及びＤ14とを通してサイリスタＴh1及びＴh2にトリガ信号が与えられるため、発電コイル１の出力電圧は、ダイオードＤ1 ，Ｄ2 とサイリスタＴh1，Ｔh2とからなる制御整流回路を通して全波整流されてバッテリに供給される。
【００５５】
これに対し、発電コイル１の出力電圧が設定値ＶB を超えた時には、ツェナーダイオードＺＤが導通状態になってトランジスタＴＲ6 が導通し、トランジスタＴＲ5 が遮断状態になるため、サイリスタＴh1及びＴh2へのトリガ信号の供給が停止する。したがって、電圧変換回路３´の出力が停止し、バッテリ４に印加される電圧が設定値を超えるのが防止される。
【００５６】
図７は本発明に係わる点火装置の更に他の構成例を示したもので、この例では、電圧応動デバイスとして電圧制御素子であるＦＥＴ（電界効果トランジスタ）Ｆ1 が用いられている。ＦＥＴ Ｆ1 のソースは接地され、ドレインはトランジスタＴＲ2 のベースに接続されるとともに抵抗Ｒ 20 を通して電源に接続されている。また発電コイル１の一端は抵抗Ｒ21を通して接地され、発電コイル１の他端はＦＥＴ Ｆ1 のゲートに接続されている。ＦＥＴのゲートと接地間には抵抗Ｒ22が接続されている。
【００５７】
この例では、ＦＥＴ Ｆ1 と抵抗Ｒ20ないしＲ22とにより、点火許否手段が構成されている。その他の点は図１に示した点火装置と同様に構成されている。
【００５８】
図７に示した例では、発電コイル１の出力電圧が一方の極性の半波（正の半波）にあって、発電コイル１の一端の対地電位Ｖ1 が他端の対地電位Ｖ2 よりも高い状態にあるときにＦＥＴ Ｆ1 が遮断状態を保持して、波形整形回路７の出力信号がトランジスタＴＲ2 を通してＣＰＵ５に入力されるのを許容する。また発電コイル１の出力電圧が他方の極性の半波（負の半波）にあって、発電コイル１の一端の対地電位Ｖ1 が他端の対地電位Ｖ2 よりも低い状態にあるときにはＦＥＴＦ1 が導通状態を保持して、波形整形回路７から出力される信号をＣＰＵ５から側路することにより、波形整形回路７からトランジスタＴＲ2 を通してＣＰＵ５に信号が入力されるのを禁止する。
【００５９】
機関が正回転しているときには、ＦＥＴ Ｆ1 が遮断状態にある間に波形整形回路７がパルス信号Ｖp2を発生するため、点火動作は支障なく行われるが、機関が逆回転したときには、ＦＥＴ Ｆ1 が導通状態にあるときに波形整形回路７がパルス信号を発生するため、該波形整形回路７からＣＰＵ５に信号が与えられるのが阻止され、点火動作が停止させられる。
【００６０】
上記の例ではＣＰＵ（マイクロコンピュータ）を用いて点火時期制御装置を構成しているが、本発明は、アナログ回路を用いて点火時期制御装置を構成する場合にも適用することができる。
【００６１】
【発明の効果】
以上のように、本発明によれば、発電コイルの出力電圧を入力インピーダンスが十分に大きい電圧応動デバイスに入力して、該電圧応動デバイスの状態と信号発生装置の信号との位相関係から機関の回転方向を判定するようにしたので、発電コイルに殆ど電流を流すことなく機関の回転方向を判定することができる。そのため、機関の低速時に発電コイルの負荷駆動能力を低下させることなく、点火装置に逆転防止機能を持たせることができる。
【００６２】
また本発明では、電流容量が大きい素子を用いる必要がないため装置の大形化を招いたり、コストの上昇を招いたりすることなく点火装置に逆転防止機能を持たせることができる利点がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係わる点火装置の構成例を示した回路図である。
【図２】機関が正回転していて、発電コイルの出力電圧の波高値が設定値を超えているときの図１の各部の電圧波形を示した波形図である。
【図３】機関が逆回転していて、発電コイルの出力電圧の波高値が設定値を超えているるときの図１の各部の電圧波形を示した波形図である。
【図４】機関が正回転していて、発電コイルの出力電圧の波高値が設定値よりも低いときの図１の各部の電圧波形を示した波形図である。
【図５】機関が逆回転していて、発電コイルの出力電圧の波高値が設定値よりも低いときの図１の各部の電圧波形を示した波形図である。
【図６】本発明に係わる点火装置の他の構成例を示した回路図である。
【図７】本発明に係わる点火装置の更に他の構成例を示した回路図である。
【図８】従来の点火装置の構成例を示した回路図である。
【図９】図８の点火装置の各部の電圧波形を示した波形図である。
【符号の説明】
１…発電コイル、２…信号コイル、３，３´…電圧変換回路、４…バッテリ、５…ＣＰＵ、６，７…波形整形回路、８…点火回路、ＣＰ…電圧比較器（電圧応動デバイス）、ＴＲ3 …トランジスタ、Ｆ1 …ＦＥＴ（電圧応動デバイス）。

Claims (2)

1. 内燃機関の回転情報を含む信号を出力する信号発生装置と、前記信号発生装置の出力信号から得た回転情報に基づいて決定した点火時期に点火信号を発生する点火時期制御装置と、前記点火信号が発生した時に点火用高電圧を発生する点火回路と、前記内燃機関により駆動される交流発電機内に設けられた発電コイルの出力と前記信号発生装置の出力信号との位相関係から前記内燃機関が正回転していると判定されるときに前記点火用高電圧の発生を許可し、前記内燃機関が逆回転していると判定されるときに前記点火用高電圧の発生を阻止する点火許否手段とを備え、前記発電コイルはその両端が非接地状態で設けられて、該発電コイルの出力電圧が電圧調整機能付きの電圧変換回路を通して直流電圧に変換されてバッテリに印加されている内燃機関用点火装置において、
   前記内燃機関の正回転時には前記発電コイルが一方の極性の半波の電圧を出力している期間に前記信号発生装置が信号を出力し、前記内燃機関の逆転時には前記発電コイルが他方の極性の半波の電圧を出力している期間に前記信号発生装置が信号を出力するように前記交流発電機及び信号発生装置が設けられ、
   前記発電コイルはその両端が非接地状態で設けられ、
   前記点火許否手段は、前記発電コイルの両端の対地電圧を比較して、該発電コイルの両端の電圧が前記一方の極性の半波の期間にあるとき及び他方の極性の半波の期間にあるときにそれぞれ出力が第１の状態及び第２の状態になる電圧比較器と、導通した際に前記信号発生装置の出力信号の少なくとも一部を前記点火時期制御装置から側路するように設けられていて前記電圧比較器の出力が第１の状態にあるときに遮断状態を保持し、前記電圧比較器の出力が第２の状態にあるときに導通状態になるように前記電圧比較器の出力により制御されるスイッチ素子とを備えてなり、
   前記電圧比較器は、前記発電コイルの実質的な負荷とならないように、十分に大きな入力インピーダンスを有していること、
   を特徴とする内燃機関用点火装置。
2. 内燃機関の回転情報を含む信号を出力する信号発生装置と、前記信号発生装置の出力信号から得た回転情報に基づいて決定した点火時期に点火信号を発生する点火時期制御装置と、前記点火信号が発生した時に点火用高電圧を発生する点火回路と、前記内燃機関により駆動される交流発電機内に設けられた発電コイルの出力と前記信号発生装置の出力信号との位相関係から前記内燃機関が正回転していると判定されるときに前記点火用高電圧の発生を許可し、前記内燃機関が逆回転していると判定されるときに前記点火用高電圧の発生を阻止する点火許否手段とを備え、前記発電コイルはその両端が非接地状態で設けられて、該発電コイルの出力電圧が電圧調整機能付きの電圧変換回路を通して直流電圧に変換されてバッテリに印加されている内燃機関用点火装置において、
   前記内燃機関の正回転時には前記発電コイルが一方の極性の半波の電圧を出力している期間に前記信号発生装置が信号を出力し、前記内燃機関の逆転時には前記発電コイルが他方の極性の半波の電圧を出力している期間に前記信号発生装置が信号を出力するように前記交流発電機及び信号発生装置が設けられ、
   前記点火許否手段は、前記発電コイルの一端と接地間に接続された抵抗（Ｒ 21 ）と、ソースが接地されるとともにゲートが前記発電コイルの他端に接続されて導通した際に前記信号発生装置の出力信号の少なくとも一部を前記点火時期制御装置から側路するように設けられたＭＯＳＦＥＴ（Ｆ 1 ）と、前記ＭＯＳＦＥＴのゲートと接地間に接続された他の抵抗（Ｒ 22 ）とからなっていて、前記発電コイルの出力電圧が前記一方の極性の半波の期間にあるときに前記ＭＯＳＦＥＴが遮断状態を保持して前記信号発生装置の出力信号が前記点火時期制御装置に入力されるのを許可することにより前記点火用高電圧の発生を許可し、前記発電コイルの出力電圧が前記他方の極性の半波の期間にあるときに前記ＭＯＳＦＥＴが導通状態になって前記信号発生装置の出力信号の少なくとも一部を前記点火時期制御装置から側路することにより前記点火用高電圧の発生を阻止するように構成されている こと、
   を特徴とする内燃機関用点火装置。

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