JPH0530993B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上利用される技術分野〕 本発明はコンデンサ放電式の内燃機関用無接点
点火装置に関する。

〔従来技術〕

従来、この種のものの逆転防止装置としてコン
デンサ充電コイルの出力波形と点火信号波形との
AND回路構成によりコンデンサ充電又は点火信
号を無効にし、逆転時に飛び火しないようにする
ものが一般的である。

例えば公知例として特公昭48−44697号公報が
あるが、この方式のものは、電子進角タイプに応
用する場合、点火信号のそれぞれ低速、高速信号
となる正、負波形をコンデンサ充電コイルの１つ
の半波波形の中に入れる必要があり、又、低速信
号と充電波形との重なりにより、充電波形の短絡
によるサイリスタの発熱を避けなければならな
い。そのため、進角幅が大きくとれない。及びス
テータとセンサ位置の設計自由度が小さいという
問題があつた。

〔本発明の目的〕

本発明は上記の問題を解決するため、充電コイ
ルより位相の遅れた出力を作成し、この位相の遅
れた出力とセンサコイルの低速信号との論理をと
ることにより、センサコイルの正、負波形をコン
デンサ充電コイルの１つの半波出力の中に入れる
必要がなく、充電コイルとセンサコイルとの設計
自由度を大幅に向上させることができることを目
的とする。

〔本発明の実施例〕

以下本発明を図に示す実施例について説明す
る。

まず、第１図において、１は多極磁石発電機の
コンデンサ充電コイルで、例えば線径0.3〜1.0
mm、巻数200〜600回のものが用いてある。２は基
準位置にて出力信号を発生するセンサコイル、
４，５はコンデンサ充電コイル１の端子間に互い
に直列接続した分圧抵抗で、その分圧点ａはトラ
ンジスタ６のベースに接続してある。このトラン
ジスタ６はトランジスタ８のベース・エミツタ間
に接続してある。７はトランジスタ８のベース抵
抗、１９は抵抗５に並列接続したコンデンサで、
このコンデンサ１９と抵抗４，５により第１の検
出回路を構成する。また、トランジスタ６はトラ
ンジスタ８のベースを短絡する遮断制御用半導体
スイツチング素子をなし、トランジスタ８はコイ
ル１の順方向出力を短絡する短絡用半導体スイツ
チング素子をなす。１３は点火用コンデンサ、
９，１０はコンデンサ１３に接続した分圧抵抗
で、その分圧点ｂはダイオード１１を介してトラ
ンジスタ６のベースに接続してある。１２は放電
阻止用ダイオード、１５は直流アーク用ダイオー
ド、１６は点火コイルで、１６ａはその１次コイ
ル、１６ｂはその２次コイルである。１７は点火
栓、１８は点火用半導体スイツチング素子をなす
点火用サイリスタで、点火信号がゲートに印加さ
れることにより導通するものである。２３はセン
サコイル２に発生する正方向半波出力および負方
向半波出力を入力としてコンデンサの充放電によ
り点火時期を電子的に決定すると共に、機関低速
時にはセンサコイルの負方向半波出力発生時を点
火時期として点火信号を発生する公知の点火信号
発生回路で、例えば特開昭57−20559号公報に記
載されるごときものが用いてある。５０は充電コ
イル１の負方向半波出力を入力として点火信号発
生回路２３に対して電源電圧を供給するための信
号用電源回路で、抵抗３，２０，３７、ダイオー
ド２１、コンデンサ２２およびツエナーダイオー
ド２９よりなる。６０は充電コイル１の出力を入
力としてこの充電コイル１より位相の遅れた出力
を発生する位相遅れ回路で、抵抗２４、ダイオー
ド２５およびコンデンサ２６よりなる。７０は位
相遅れ回路６０とセンサコイル２の負方向半波出
力とのANDをとる論理回路で、抵抗２７，３９、
トランジスタ２８，４０、およびダイオード４１
よりなる。４２〜４５はダイオードである。

次に、この実施例に使用する磁石発電機の構造
について説明する。第２図において、３０は碗状
ロータ、３１はロータ３０の内周面に固定したリ
ング状の主磁石で図のごとくＮ，Ｓ交互に12極に
等間隔で着磁してある。３２は内燃機関の側壁に
固定されるリング状のステータコアで、その外周
には12個の突出部３２ａ〜３２ｌが等間隔で形成
してある。３３は10個の突出部３２ｃ〜３２ｌに
それぞれ巻数されると共に互いに直列接続された
ランプ負荷用コイルで、ランプ等の負荷の電源を
なすものである。３４は内燃機関のクランク軸に
図示せぬボトルによつて固定されるボスで、ボス
３４に図示せぬリベツトを介してロータ３０が固
定してある。３５はロータ３０の外周において、
内燃機関の側壁に固定した点火信号用タイミング
センサで、径方向に着磁した永久磁石３５ａと、
この永久磁石３５ａに固定したコア３５ｂとコア
３５ｂに巻かれたセンサコイル２とよりなる。３
６はロータ３０の外周部に所定間隔にわたつて設
けた磁性体よりなる突起で、この突起３６と対向
する位置にコア３５ｂが設けてあつて、コア３５
ｂと突起３６とが対向することによる磁束変化に
よつて、センサコイル２には第３図ｂで示すごと
く正方向の半波と負方向の半波とを所定間隔で持
つ出力電圧が発生する。コンデンサ充電コイル１
は２つの突出部３２ａ，３２ｂに巻かれると共に
互いに直列接続され、主磁石３１の回転によつて
コンデンサ充電コイル１には第３図ａに示すごと
く磁石発電機のロータ１回転につき６サイクルの
無負荷交流電圧が発生する。

今、機関正転時において、充電コイル１に第１
図の実線矢印方向（正方向）の半波出力が発生し
始めると、コイル１→抵抗７→トランジスタ８の
ベース・エミツタ→アース→ダイオード４３の回
路でトランジスタ８にベース電流が流れ、このト
ランジスタ８のコレクタ・エミツタ間が導通し、
コイル１の出力は短絡される。このときのトラン
ジスタ８の短絡電流の増大に伴い、トランジスタ
８のコレクタ・エミツタ間の電圧降下が大きくな
り、抵抗４，５よりなる分圧回路の接続点ａの電
圧が上昇する。この電圧が設定値（例えば短絡電
流が0.5〜4Aに相当する電圧値）になるとトラン
ジスタ６が導通し、トランジスタ８のベース・エ
ミツタ間を短絡するので、トランジスタ８のコレ
クタ・エミツタ間はOFFし、短絡電流が急激に
遮断される。、このときコイル１には第３図ｃの
実線で示すごとく、大きな誘導電圧が発生し、こ
の高電圧によりコンデンサ１３を、コイル１→ダ
イオード１２→コンデンサ１３→ダイオード１５
→アース→ダイオード４３の回路で、第３図ｄの
実線あるいは破線で示すごとく充分に充電する。

ここで、機関回転数の低速時などにおいて、充
電コイル１に誘起される高電圧が比較的低い場合
には、コンデンサ１３に充電される電圧が設定値
以上にならないため、第３図ｃの実線で示すごと
く磁石発電機の１回転につき６回発生する充電コ
イル１の高電圧によつてコンデンサ１３が第３図
ｄの実線で示すごとく多重充電される。

これに対し、機関の中高速回転時などにおい
て、充電コイル１に誘起される高電圧が比較的高
くなり、例えば第３図ｄの破線で示すごとく、充
電コイル１に誘起される２発目の高電圧によつ
て、コンデンサ１３の充電電圧が設定値以上にな
ると、分圧抵抗９，１０の分圧点の電位がトラン
ジスタ６を導通させるのに充分な値になつて、こ
のトランジスタ６を導通させ、トランジスタ８の
ベースを短絡する。これにより、充電コイル１に
３発目以降の正方向半波出力が発生してもトラン
ジスタ８は導通せず、充電コイル１に高電圧が誘
起されず、従つて、それ以降のコンデンサ１３の
充電がされなくなつてコンデンサ１３の過充電が
防止される。このときの、充電コイル１の出力電
圧、コンデンサ１３の充電電圧を第３図ｃ，ｄの
破線でそれぞれ示す。

また、このように機関中高速時のように充電コ
イル１に誘起される高電圧が比較的高いときにお
けるトランジスタ８のON，OFF動作回数を減少
させることによつて、トランジスタ８の発熱を押
さえ、熱暴走を防止することができる。

また、センサコイル２の第３図ｂで示す出力信
号を入力として点火信号発生回路２３により電子
的に点火時期を演算して点火信号を発生し、この
点火信号により、サイリスタ１８が導通し、コン
デンサ１３の充電電荷をコンデンサ１３→サイリ
スタ１８→アース→点火コイル１６の１次コイル
１６ａの回路で急激に放電させ、点火コイル１６
の２次コイル１６ｂに高電圧を得て、点火栓１７
に点火火花を発生する。

また、充電コイル１の第１図破線で示す出力に
より、抵抗２４およびダイオード４２を介してコ
ンデンサ２６を充電し、このコンデンサ２６の端
子電圧は、機関正転時において、第３図ｅで示す
ごとくの波形となる。そして、このコンデンサ２
６の端子電圧が第１図図示極性（正方向）のと
き、トランジスタ２８が導通してトランジスタ４
０が導通する。ここで、機関正転時においては、
コンデンサ２６の端子電圧が正方向でトランジス
タ４０が導通しているときにセンサコイル２に負
方向半波出力が発生するため、ダイオード４１お
よびトランジスタ４０を介してこの負方向半波出
力が点火信号発生回路２３に印加される。これに
より、点火信号発生回路２３が動作して点火信号
が発生するため、正常な点火動作がなされる。

しかしながら、機関逆転時には充電コイル１お
よびセンサコイル２の出力電圧の極性が正転時に
対し反転し、第３図ｆおよびｇで示す波形になる
と共に、コンデンサ２６の端子電圧は第３図ｈで
示すごとく、正転時に対し極性を反転したものよ
りさらにθ°位相がずれたものとなる。ここで、機
関逆転時には、コンデンサ２６の端子電圧が負方
向でトランジスタ４０が遮断しているときにセン
サコイル２に負方向出力が発生するため、この負
方向出力は点火信号発生回路２３に印加されな
い。これにより、点火信号発生回路２３が動作せ
ず、点火信号が発生しないため、点火動作がなさ
れず、機関の逆回転の継続が防止される。このと
き、機関が停止するまで、充電コイル１に数回の
コンデンサ充電側半波出力が発生するが、コンデ
ンサ１３の充電電圧が所定値以上になるとトラン
ジスタ８がON，OFFしなくなるため、コンデン
サ１３が過充電されることはない。

なお、第１図の実施例に対し、抵抗９，１０、
ダイオード１１に代わり、ツエナーダイオードと
抵抗との直列回路よりなる第２の検出回路を直
接、コンデンサ１３の充電側端子と第１図のａ点
との間に挿入してもよい。この方が低速時のコン
デンサ充電電荷の抵抗９側への漏洩をなくすこと
ができ、コンデンサ１３の充電電圧の低下を防ぐ
ことができる。

第４図は本発明装置の他の実施例を示すもの
で、第１図図示の実施例に対し、充電コイル１の
正極側端子とアース間との間に位相遅れ回路６０
を挿入し、ダイオード４２の順方向電圧降下によ
つてこのコンデンサ２６を充電するようにしたも
のであり、この第４図図示の実施例によつても、
第１図図示の実施例と同様に作動する。

〔本発明の効果〕

以上述べたように本発明においては、コンデン
サ充電コイルの出力を位相遅れ回路に入力してこ
のコイルより位相の遅れた出力を発生し、この位
相の遅れた出力とセンサコイルの後から発生する
半波出力との論理を論理回路によりとつて、機関
正転時のみセンサコイルの後から発生する半波出
力を点火信号発生回路に通すから、正転時と逆転
時とにおける位相遅れ回路の出力位相差を十分大
きくとることができて、センサコイルの正、負波
形をコンデンサ充電コイルの１つの半波出力の中
に入れることなく機関の逆転を確実に防止するこ
とができ、これによつて、充電コイルとセンサコ
イルとの設計自由度を大幅に向上させることがで
きるというすぐれた効果がある。

さらに、充電コイルの発生出力を短絡してお
き、この短絡電流が充分流れているときに短絡電
流を遮断し、この遮断時に充電コイルに誘起され
る高電圧によつてコンデンサを充電すると共に、
このコンデンサの電圧が所定値以上になると短絡
電流が流れないようにすれば、機関逆転時におい
て、逆転の継続を防止すべく点火信号が発生しな
くなつても、コンデンサが過充電されるのを簡単
な構成で確実に防止することができると共に、そ
の時のコンデンサ充電コイル及び短絡用半導体ス
イツチング素子の発熱を少なくすることができる
という優れた効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明装置の一実施例を示す電気回路
図、第２図は第１図図示装置に適用する磁石発電
機を示す底面図、第３図は第１図図示装置の作動
説明に供する各部波形図、第４図は本発明装置の
他の実施例を示す電気回路図である。 １……コンデンサ充電コイル、２……センサコ
イル、４，５，１９……第１の検出回路を構成す
る分圧抵抗、コンデンサ、６……遮断制御用半導
体スイツチング素子を構成するトランジスタ、８
……短絡用半導体スイツチング素子をなすサイリ
スタ、９，１０，１１……第２の検出回路を構成
する分圧抵抗とダイオード、１３……コンデン
サ、１６……点火コイル、１６ａ……１次コイ
ル、１６ｂ……２次コイル、１７……点火栓、１
８……点火用半導体スイツチング素子をなす点火
用サイリスタ、２３……点火信号発生回路、６０
……位相遅れ回路、７０……論理回路。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 磁石発電機のコンデンサ充電コイルと、この
   充電コイルに発生する電圧によつて充電されるコ
   ンデンサと、１次コイルおよび２次コイルを有す
   る点火コイルと、一方の極性の半波出力と他方の
   極性の半波出力とを所定の間隔で出力するセンサ
   コイルと、このセンサコイルの先に発生する一方
   の極性の半波出力および後から発生する他方の極
   性の半波出力を入力として点火時期を電子的に決
   定して点火信号発生する点火信号発生回路と、前
   記充電コイルの出力を入力として、この充電コイ
   ルより位相の遅れた出力を発生する位相遅れ回路
   と、この位相遅れ回路の出力と前記センサコイル
   の後から発生する半波出力との論理をとつて、機
   関正転時のみ前記センサコイルの後から発生する
   他方の極性の半波出力を前記点火信号発生回路に
   通す論理回路と、前記点火信号発生回路よりの点
   火信号により導通して前記コンデンサの充電電荷
   を前記点火コイルの１次コイルに供給するための
   点火用半導体スイツチング素子と、前記点火コイ
   ルの２次コイルに接続した点火栓とを備える内燃
   機関用無接点点火装置。 ２ 磁石発電機のコンデンサ充電コイルと、この
   充電コイルの一方の半波出力を実質的に短絡する
   短絡用半導体スイツチング素子と、この短絡用半
   導体スイツチング素子の制御信号を短絡する遮断
   制御用半導体スイツチング素子と、前記短絡用半
   導体スイツチング素子に短絡電流が充分流れてい
   るとき前記遮断制御用半導体スイツチング素子を
   導通させるための第１の検出回路と、前記短絡用
   半導体スイツチング素子の遮断時に前記充電コイ
   ルに誘起される高電圧によつて充電されるコンデ
   ンサと、１次コイルおよび２次コイルを有する点
   火コイルと、前記コンデンサの充電電圧を検出
   し、この電圧が所定値以上になると前記遮断制御
   用半導体スイツチング素子を導通させるための第
   ２の検出回路と、一方の極性の半波出力と他方の
   極性の半波出力とを所定の間隔で出力するセンサ
   コイルと、このセンサコイルの先に発生する一方
   の極性の半波出力および後から発生する他方の極
   性の半波出力を入力として点火時期を電子的に決
   定して点火信号を発生する点火信号発生回路と、
   前記充電コイルの出力を入力として、この充電コ
   イルより位相の遅れた出力を発生する位相遅れ回
   路と、この位相遅れ回路の出力と前記センサコイ
   ルの後から発生する他方の極性の半波出力との論
   理をとつて機関の正転時のみ前記サンサコイルの
   後から発生する他方の極性の半波出力を前記点火
   信号発生回路に通す論理回路と、前記点火信号発
   生回路よりの点火信号により導通して前記コンデ
   ンサの充電電荷を前記点火コイルの１次コイルに
   供給するための点火用半導体スイツチング素子
   と、前記点火コイルの２次コイルに接続した点火
   栓とを備える内燃機関用無接点点火装置。