JPH0346670B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ この発明は、自動車等の内燃機関に装着する点
火時期制御装置に係り、特に、２サイクルおよび
４サイクル内燃機関の逆転防止を計つた内燃機関
用点火時期制御装置に関する。

［従来の技術］ 内燃機関用点火時期制御装置においては、点火
時期を得るために、回転誘導子型信号発生器が広
く用いられている。

第１０図は、従来の信号発生器１の概略構成を
示すものである。図において、２はクランク軸の
回転に同期して回転するフライホイールであり、
フライホイール２の外周には、磁化されたリラク
タ３が突設されている。このリラクタ３がパルサ
４の近傍を通過すると、パルサ４から第１１図に
示すような出力信号が得られ、これによつて内燃
機関の点火タイミングがとられる。

［発明が解決しようとする問題点］ ところで、上述した従来の点火時期制御装置に
あつては、信号発生器１の出力信号はは、第１１
図ａ，ｂに示すように、エンジンの回転方向が正
転時と逆転時とで同一となり、電気的に区別でき
なかつた。このため、エンジンが逆方向に回転す
る可能性があつた。

この発明は、このような背景の下になされたも
ので、逆転防止を計ることのできる内燃機関用点
火時期制御装置を提供することを目的とする。

［問題点を解決するための手段］ 上記問題点を解決するためにこの発明は、クラ
ンク軸と同期して回転する回転誘導子型の信号発
生手段の出力信号を点火信号とする内燃機関用点
火時期制御装置において、前記クランク軸の回転
毎に各一対のパルスを出力する第１、第２のパル
サを有し、前記第１のパルサから出力されたパル
スの一方と前記第２のパルサか出力されたパルス
の一方のみ位相が一致し、かつ前記クランク軸の
回転方向によつて前記各一対のパルスの位相関係
が逆転するとともに前記位相の一致するパルスの
極性が反転するように構成された信号発生手段
と、前記位相の等しい一組のパルスから前記クラ
ンク軸の回転方向を判定する判定手段と、ピーク
値がエンジンの回転数に対応して減少する鋸歯状
波を前記クランク軸が正転のときに発生する鋸歯
状波発生回路と、前記クランク軸の回転に同期
し、かつ立ち上がり電圧および傾斜角がほぼ一定
の衝撃波を発生する衝撃発生回路と、前記鋸歯状
波と衝撃波とを比較する比較回路と、発電コイル
の電圧によりコンデンサを充電し、該コンデンサ
の充電電荷をスイツチング手段によつて点火コイ
ルに放電させるようにした主回路と、前記比較回
路の出力により前記スイツチング手段をオンにす
るゲート回路とを具備することを特徴とする。

［作用］ 上記構成によれば、位相が一致するパルスの極
性がエンジンの正転時と逆転時とで反転するた
め、エンジンの正転、逆転を容易に判別すること
ができる。これによつて、エンジンの正転時のみ
点火を行うようにすることができる。また、鋸歯
状波と衝撃波の大小関係によつて、エンジンの回
転速度に応じた最適の進み角制御を行うことがで
きる。

［実施例］ 以下、図面を参照して、本発明の実施例を説明
する。

第１図はこの発明の第１実施例の構成を示す回
路図である。図において、は主回路である。こ
の主回路は、エンジンより回転駆動される交流
発電機（ACG）の発電コイルEXTと、発電コイ
ルEXTの出力を整流するダイオードＤ６と、整
流後の直流電流により充電されるコンデンサＣ
と、一次側巻線が前記コンデンサＣと直列接続さ
れた点火コイルgcと、コンデンサＣの充電電
荷を前記一次側巻線に放電させて、点火コイル
gcの二次側に接続された点火プラグSPに火花を
発生させるサイリスタSCRと、サイリスタSCR
のゲート接続された分圧抵抗Ｒ８，Ｒ９と、発電
コイルEXTの出力端に接続されたダイオードＤ
１，Ｄ２とから構成されている。

次に、は逆転検出回路である。この逆転検出
回路は、パルサPC１，PC２の出力によつてエ
ンジンの回転方向を検出するものであり、パルサ
PC１，PC２を含む信号発生器１１の構成は第２
図のようになつている。

第２図において、フライホイール１２の外周に
は、一対のリラクタ１３，１４が突設されてい
る。これらのリラクタ１３，１４は、フライホイ
ール１２の周方向にずれるとともに、フライホイ
ール１２の軸方向にもずれている。そして、リラ
クタ１３，１４に対向して一対のパルサPC１，
PC２が設けられ、正転のときは、リラクタ１３
の通過終了点をパルサPC１が検出するときに、
リラクタ１４の通過開始点ををパルサPC２が検
出し、逆転のときには、リラクタ１４の通過終了
点をパルサPC２が検出するときに、リラクタ１
３の通過開始点をパルサPC１が検出するように
なつている。

この場合、パルサ１５，１６の巻線の巻回方向
と、フライホイール１２の回転方向によつて、パ
ルサPC１，PC２からは、第３図に示すようなパ
ルス信号が出力される。

まず、パルサPC１／PC２の巻線方向が正／逆
の場合は、第３図ａに示すように、正転のときに
は、パルサPC１の第２パルスと、パルサPC２の
第１パルスとが共に正極性で同位相となり、逆転
のときには、上記パルスが共に負極性で同位相と
なる。

また、パルサPC１／PC２の巻線方向が逆／正
のときには、第３図ｂに示すように、正転のとき
にはパルサPC１の第２パルスとパルサPC２の第
１パルスとが共に負極性で同位相となる一方、逆
転のときには、上記パルスが共に正極性で同位相
となる。

更に、パルサPC１／PC２の巻線方向が逆／逆
あるいは／正の場合は、第３図ｃ，ｄに示すよう
に、正負のパルスが同位相で出力される。

再び第１図に戻る。なお、以下においては、パ
ルサPC１，PC２の出力は第３図ｂに示すものと
し、パルサPC１，PC２から出力される同位相の
負極性パルスがエンジン点火の進み角最小（進み
角制御開始）のタイミングを示し、パルサPC１
から出力される正極性パルスが進み角最大（進み
角制御終了）タイミングを指示するものとする。

さて、第１図のＱ７，Ｑ８はトランジスタであ
り、トランジスタＱ７，Ｑ８の各エミツタＥはパ
ルサPC１，PC２の出力端にそれぞれ接続されて
いる。また、トランジスタＱ７，Ｑ８の各ベース
Ｂは、抵抗RbとコンデンサCbの並列回路を介し
て接地されている。更に、トランジスタＱ７，Ｑ
８の各コレクタＣは、抵抗Rc，Raの直列回路を
介して電源端に接続され、抵抗Rc，Raの各接続
点がオアゲートORの入力端に接続されている。
なお、オアゲートORの各入力端にはダイオード
Daが逆方向接続されている。

上記構成の逆転検出回路によれば、パルサ
PC１，PC２の出力がともに負のときのみ、すな
わち、エンジンが正転のときだけ、トランジスタ
Ｑ７，Ｑ８が同時にオンとなり、オアゲートOR
から“Ｌ”レベルの信号が出力される。

次に、第１図のは、ピーク電圧がエンジン回
転数に反比例する鋸歯状波を発生する鋸歯状波発
生回路である。鋸歯状波発生回路は、抵抗Re
とダイオードＤ３との直列回路を介して供給され
る発電コイルEXTからの電圧を一定の直流電圧
に変換する定電圧ダイオードDz１と、この定電
圧ダイオードDzlに並列接続されたコンデンサＣ
３と、コンデンサＣ３から、抵抗Ｒ４を介して供
給される電流を充電するコンデンサＣ４と、オア
ゲートORの出力が“Ｌ”レベルのときに、コン
デンサＣ４に蓄積された電荷をオアゲートORの
方に流して放電させる抵抗１０とから構成され、
コンデンサＣ４の一端から傾斜角が一定の鋸歯状
波が得られる。

また、は、立ち上がり電圧および傾斜角がほ
ぼ一定で、かつエンジンの回転に同期する衝撃波
を発生する衝撃波発生回路である。この衝撃波発
生回路は、パルサPC１から出力されダイオー
ドＤ５，Ｄ４を介して供給される正極性のパルス
によつて充電されるコンデンサＣ１と、前記ダイ
オードＤ５およびトランジスタＱ１を介して充電
されるコンデンサＣ２とを有し、コンデンサＣ２
は、まず分圧抵抗Ｒ１，Ｒ２の比によつて決まる
初期値（立ち上がり電圧）まで充電され、次に、
抵抗Ｒ３を介してコンデンサＣ１から供給される
電流により、定電圧ダイオードDz２によつて決
まる電圧に向けて充電される。この結果、コンデ
ンサＣ２の一端からは、パルサPC１から出力さ
れる正極性のパルスと同期して前記立ち上がり電
圧に瞬間的に立ち上がり、続いて抵抗Ｒ３とコン
デンサＣ２で決まる時定数で、定電圧ダイオード
Dz２の電圧に向けて速やかに上昇する波形（衝
撃波）が得られる。

ここで、上記ダイオードＤ５によつて整流され
たパルサPC１の出力は、定電圧ダイオードDz３
により一定の電圧とされる。また、コンデンサＣ
２の充電電圧を規制する定電圧ダイオードDz２
の電圧は、上述した定電圧ダイオードDz１の電
圧より低く、かつ後述する進み角制御が適切に行
なわれる値に設定されている（第４図ｄ，ｉ参
照）。

上記コンデンサＣ２を放電し、その電圧波形を
瞬間的に立ち下げて衝撃波を完成するのは、比較
器Ｖである。すなわち、比較器Ｖは、前記コンデ
ンサＣ２の一端にエミツタＥが接続されたトラン
ジスタＱ２を有し、コンデンサＣ４の電圧（鋸歯
状波）がコンデンサＣ２の働圧（衝撃波）より低
くなつたときにコンデンサＣ２を放電する。

トランジスタＱ２がオンとなつて、コンデンサ
Ｃ２が放電されると、抵抗Ｒ５を介してゲート回
路が起動され、サイリスタSCRが点弧される。
このゲート回路は、トランジスタＱ２がオンの
ときにオンとなるランジスタＱ３と、トランジス
タＱ３がオンのときにオンとなるトランジスタＱ
４とを有し、トランジスタＱ４がオンのときにコ
ンデンサＣ１に充電された電荷によつて、サイリ
スタSCRを点弧するようになつている。なお、
図中、Ｒ６〜Ｒ７およびＲ１４は抵抗である。

このような構成によれば、コンデンサＣ２は、
次の条件のときに放電してサイリスタSCRを点
弧し、エンジンの進み角制御を行う。なお、エン
ジンの回転数Neは、N0→N1→N2と次第に上昇
するものとする。

(1) エンジンの回転数が低設定値N0→N1のと
き。

この場合は、第４図に符号Ａ，Ｂで示すよう
に、鋸歯状波（コンデンサＣ４の電圧）が衝撃
波（コンデンサＣ２の電圧）よりも常に高い。
従つて、コンデンサＣ２が放電され、サイリス
タSCRが点弧されてエンジンが点火されるの
は、オアゲートORの出力が“Ｌ”レベルにな
り、トランジスタＱ２がオンになつたときだけ
である。すなわち、第４図の正転時で、パルサ
PC１，PC２から負極性のパルスが同位相で出
力されてトランジスタＱ７，Ｑ８がともにオン
となつた場合だけである。

ここで、上記位相の一致した負極性パルス
は、既に述べたように、エンジンの点火進み角
が最小のタイミングで出力さるようになつてい
るから、エンジンの回転数が低い今の場合、進
み角最小でエンジンの点火が行なわれることに
なる。

(2) エンジンの回転数が中設定値Ｎ１〜Ｎ２のと
き。

この場合は、第４図に符号Ｃ，Ｄで示すよう
に、衝撃波の電圧が鋸歯状波の電圧を追い越し
ていく。そして、この追い越の発生したタイミ
ングで、トランジスタＱ２がオンとなり、サイ
リスタSCRが点弧され、エンジンが点火され
る。この場合、衝撃波の立ち上がり電圧と傾斜
角とはエンジンの回転数が変化してもほぼ一定
に保たたれるのに対し、鍔歯状波のピーク電圧
はエンジンの回転数に応じて低減するので、サ
イリスタSCRの点弧時期は、エンジンの回転
数が上昇するにつれて早まる。すなわち、エン
ジン点火の進み角は次第の大きくなる。

(3) エンジンの回転数が高設定値Ｎ２以上のと
き。この場合は、第４図に符号Ｅで示すよう
に、衝撃波の立ち上がり電圧が鋸歯状波の電圧
を越えるため、パルサPC１から正極性のパル
スが出力され、コンデンサＣ２が充電されると
直ちにトランジスタＱ２がオンとなり、サイリ
スタSCRが点弧される。そして、このとき、
エンジン点火の進み角は最大となる。

一方、上記(1)〜(3)に対して、エンジンが逆転し
始めたときには、第４図ｆ，ｇに示すように、パ
ルサPC１，PC２からの出力は負極性で同位相に
なることはない。このため、トランジスタＱ７，
Ｑ８のいずれか一方は必ずオフとなり、オアゲー
トORからの出力は常に“Ｈ”レベルである（第
４図ｈ）。従つて、コンデンサＣ４は放電されず、
次第に充電され、定電圧ダイオードDz１の定電
圧に到達する。このとき定電圧ダイオードDz１
の電圧は定電圧ダイオードDz２の電圧より高い
から、コンデンサＣ４の電圧はコンデンサＣ２の
電圧より高い。従つて、コンデンサＣ２は放電さ
れず、サイリスタSCRの点弧およびエンジンの
点火は行なわれない。

こうして、この実施例によれば、エンジンの逆
転時の失火がなされ、エンジンの逆転が防止され
る。

次に、第５図は、この発明の第２実施例の構成
をしめすブロツク図である。図において、パルサ
PC３，PC４の出力は、ダイオードＤ１０，Ｄ１
１を介して進み角回路２０，２１に供給されてい
る。この進み角回路２０，２１は、第１図の回路
〜からなるもので、ゲート回路の出力がダ
イオードＤ１２，Ｄ１３を介して第１図の抵抗Ｒ
８に供給されるようになつている。また、逆転検
出回路の出力端は、ダイオードＤ１４，Ｄ１５
を介して鋸歯状波発生回路の抵抗１０に接続さ
れている。

上記パルサPC３，PC４は、パルサによるリラ
クタの検出が同時に始まるか、同時に終わるかの
いずれかの形式のもので、検出開始点あるいは検
出終了点で出力される、位相の一致する一組のパ
ルスの極性によつてエンジンの回転方向を検出し
ようとするものである。第６図にこれらのパルス
PC３，PC４を持つ信号発生器４１の構成を示
す。

第６図において、フライホイール１２の外周に
は、長さの異なる一対のリラクタ４３，４４が突
設されている。これらのリラクタ４３，４４はフ
ライホイール１２の軸方向および周方向にずれて
設けられている。また、リラクタ４３，４４には
パルサPC３，PC４が対向配置され、フライホイ
ール１２が正転のときには、リラクタ４３，４４
の通過終了点がパルサPC３，PC４に同時に検出
され、逆転時には、リラクタ４３，４４の通過開
始点がパルサPC３，PC４に同時に検出されるよ
うになつている。

従つて、パルサPC３，PC４の出力信号は、第
７図に示すようになる。例えば、パルサPC３，
PC４の巻線方向が共に正方向で、フライホイー
ル１２が正転のときには、パルサPC３，PC４の
各第２パルサが正極性で位相が一致し、逆転のと
きには、パルサPC３，PC４の各第１パルスが負
極性で位相が一致する（第７図ａ）。また、巻線
方向が共に逆方向でフライホイール１２が正転の
ときには、パルサPC３，PC４の各第２パルスが
負極性で位相が一致し、逆転のときには、パルサ
PC３，PC４の第１パルスが正極性で一致する等
であり、他の場合は、第７図ｃ，ｄに示す通りで
ある。

このような構成において、第７図ｂに示すよう
に、パルサPC３，PC４から同位相の負極性パル
スが出力されるときに進み角最小で、パルサPC
３からは進み角が小さい正極性のパルスが出力さ
れ、パルサPC４からは進み角が大きい正極性の
パルスが出力されるものとする。また、パルス
PC３側の衝撃波の立ち上がり電圧は、第８図に
示すように、パルサPC４側の衝撃波の立ち上が
り電圧よりも高く設定されている。すなわち、パ
ルサPC３側の進み角回路２０の分圧抵抗Ｒ１，
Ｒ２の比Ｒ１／Ｒ２は、パルサPC４側の進み角
回路２１のそれより小さく設定してあるものとす
る。

このような設定において、エンジンの回転数が
第９図に示すように、Na→Nb→Nc→Ndと順次
上昇すると、次のようにして２段進み角制御が行
なわれる。

(1) エンジン回転数NeがNaより小さいとき。

この場合は、パルサPC３、PC４から位相の
等しい負極性のパルスがでたときに、進み角回
路２０，２１のコンデンサＣ２が同時に放電さ
れて、サイリスタSCRが点弧され、エンジン
が点火される。つまり、エンジンは進み角最小
で点火される。

(2) エンジン回転数NaがNa〜Nbのとき。

この場合は、第８図、第９図に示すように、
パルサPC３側の衝撃波発生回路によつて形
成された、パルス幅が狭くかつ立ち上がり電圧
の高い衝撃波の電圧が鋸歯状波の電圧を追い越
すこととなり、この追い越しが発生したタイミ
ングでサイリスタSCRが点弧される。すなわ
ち、エンジンはパルサPC３側からの出力信号
によつて進み角制御され、進み角は次第に増加
する。

(3) エンジン回転数NeがNb〜Ncのとき。

この場合は、パルサPC３側の衝撃波が立ち
上がるタイミングで衝撃波の電圧が鋸歯状波の
電圧を追い越しエンジン点火が行なわれる。従
つて、この間の進み角は一定である。

(4) エンジン回転数NeがNc〜Ndのとき。

この場合は、パルサPC４側の衝撃波発生回
路によつて形成された、パルス幅が広くかつ
立ち上がり電圧の低い衝撃波が、鋸歯状波の電
圧を追い越す形となり、この追い越しが発生し
たタイミングでサイリスタSCRが点弧される。
すなわち、エンジンはパルサPC４側の出力信
号によつて点火され、進み角が次第に増加す
る。

(5) エンジン回転数NeがNd以上のとき。

この場合は、パルサPC４側の幅広の衝撃波
の立ち上がりが、鋸歯状波の電圧を超えるよう
になり、進み角は最大となり、これ以上進み角
が大きくなることはない。

こうして、この第２実施例によれば、２段進み
角特性を得ることができる。

なお、第２実施例に用いたパルサPC３，PC４
を第１実施例に適用しても、第１実施例と同様の
作用、効果を奏することができる。また、パルサ
PC３，PC４を利用すれば、上述した２段進み角
制御だけでなく、２段遅れ角制御や周波数検出等
が可能である。

［発明の効果］ 以上説明したように、この発明は、エンジンに
回転にともなつて、出力信号の位相関係と極性が
共に逆転するような一対の信号発生手段によつ
て、エンジンの回転方向を検出し、正転のときの
み点火するようにしたので、エンジンの逆転を防
止することができる。この結果、内燃機関の肉厚
を薄くでき、小型軽量化が可能である。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の第１実施例の構成を示す回
路図、第２図は同実施例のパルサPC１，PC２を
有する信号発生器の構成を示す図で、同図Ａ，Ｂ
はそれぞれＣのＡ−Ａ線、Ｂ−Ｂ線矢視図、第３
図はパルサPC１，PC２の出力波形を示す波形
図、第４図は上記実施例の動作を説明するための
タイムチヤート、第５図はこの発明の第２実施例
の構成を示すブロツク図、第６図は同実施例のパ
ルサPC３，PC４を有する信号発器の構成を示す
図で、同図のＡ，ＢはそれぞれＣのＡ−Ａ線、Ｂ
−Ｂ線矢視図、第７図はパルサPC３，PC４の出
力波形を示す波形図、第８図、第９図は同実施例
の動作を説明するためのグラフ、第１０図は従来
の信号発生器の構成を示す概略図、第１１図は同
信号発生器から出力されるパルス波形を示す波形
図である。 ……主回路、……逆転検出回路、……鋸
歯状波発生回路、……衝撃波発生回路、……
比較器、……ゲート回路、１１，４１……信号
発生器、PC１〜PC４……パルサ、SCR……サイ
リスタ（スイツチング手段）。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ クランク軸と同期して回転する回転誘導子型
   の信号発生手段の出力信号を点火信号とする内燃
   機関用点火時期制御装置ににおいて、前記クラン
   ク軸の回転毎に各一対のパルスを出力する第１、
   第２のパルサを有し、前記第１のパルサから出力
   されたパルスの一方と前記第２のパルサから出力
   されたパルスの一方のみ位相が一致し、かつ前記
   クランク軸の回転方向によつて前記各一対のパル
   スの位相関係が逆転するとともに前記位相の一致
   するパルスの極性が反転するように構成された信
   号発生手段と、前記位相の等しい一組のパルスか
   ら前記クランク軸の回転方向を判定する判定手段
   と、ピーク値がエンジンの回転数に対応して減少
   する鋸歯状波を前記クランク軸が正転のときに発
   生する鋸歯状波発生回路と、前記クランク軸の回
   転に同期し、かつ立ち上がり電圧および傾斜角が
   ほぼ一定の衝撃波を発生する衝撃波発生回路と、
   前記鋸歯状波と衝撃波とを比較する比較回路と、
   発電コイルの電圧によりコンデンサを充電し、該
   コンデンサの充電電荷をスイツチング手段によつ
   て点火コイルに放電させるようにした主回路と、
   前記比較回路の出力により前記スイツチング手段
   をオンにするゲート回路とを具備することを特徴
   とする内燃機関用点火時期制御装置。