JPH0633763B2 - 点火時期制御装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は点火時期制御装置に関し、更に詳細には機関の
点火時期を進角制御して点火させる装置に関する。

（従来の技術） 従来、機関の点火時期を制御する装置は第５図および第
６図に示されるように構成されていた。第５図はコンデ
ンサ放電形点火装置（ＣＤＩ）の回路図であり、１は磁
石発電機に設けられた点火用発電コイル、２は進角回路
用電源、３はマスク手段、４は点火用発電コイル１の交
換出力を整流し点火用コンデンサ５に充電するためのダ
イオード、６は後述する信号源より信号を得てコンデン
サ５の電荷を点火コイル７の一次コイル７ａに放出し、
これに伴って二次コイル７ｂに高電圧を誘起して点火プ
ラグ８に放電させ機関を点火する半導体スイッチング素
子のサイリスタを示している。

更に、９ｂは角度位置検出装置の信号コイル、１０はコ
ンデンサ１０ａおよび抵抗１０ｂによって構成される第
１のＣＲバイアス回路、１１はコンデンサ１１ａおよび
抵抗１１ｂによって構成される第２のＣＲバイアス回
路、１２は機関の点火時期を制御する進角回路を示す。

磁石発電機は第６図に示されるように機関に同期して回
転する椀状のフライホイール１３を備え、その周壁内周
面には等しい長さの１２個の磁石１４が磁極を内外周側
に向け且つ該磁極を交互に異にして周方向に整列配置さ
れている。このフライホイール１３の内側空間部には固
定子１５が配置され、該固定子１５は外周囲に磁石１４
に対応して突出した１６個の突極１６ａを備えるリング
状の鉄芯１６を有し、これら各突極１６ａにはそれぞれ
コイルが巻かれて発電コイルを構成している。

多数の発電コイルのうち、１つは比較的に大きく形成さ
れた点火用発電コイル１であり、他は付加電力用発電コ
イル１８である。点火用発電コイル１は機関点火時期制
御回路による機関点火のための電力発生に利用され、他
方、付加電力用発電コイル１８は例えば車輌の照明器具
等点火以外に使用する電力の発生に供される。

フライホイール１３の外周面には角度位置検出装置のト
リガーポール９ｃが設けられており、該トリガーポール
９ｃの先端および後端が電磁ピックアップ装置９の電極
９ａを通過したときにそれぞれ極性の異なる基準信号を
信号コイル９ｂに発生させる。すなわち、この２つの基
準信号は、機関の所定のクランク位置に対応した一方の
極性の第１角度信号ａとこの第１角度信号の発生位置よ
りも所定角度遅れたクランク位置に対応した他方の極性
の第２角度信号ｂとである。これらの基準信号ａ，ｂは
点火用発電コイル１の発生する出力のうち負の半周期の
内の発生するようにトリガーポール９ｃのフライホイー
ル１３に対する位置又は長さが決められている。

次に、このような従来の磁石発電機の動作を第７図の波
形図を参照して説明する。

フライホイール１３の回転により点火用発電コイル１に
発生した交流出力はダイオード４により整流され、点火
用コンデンサ５を充電すると共に進角回路用電源２のダ
イオード２ａにより整流され抵抗２ｂにより電流を制限
してコンデンサ２ｃを充電する。このコンデンサ２ｃに
充電された電荷は、進角回路１２の電源として使用され
る。

他方、信号コイル９ｂの出力の内、一方の極性出力はダ
イオード１９により整流され第１のＣＲバイアス回路１
０を通り第２角度信号ｂとして半導体スイッチング素子
６のゲートへ印加され、他方の極性出力はダイオード２
０により整流され第２のＣＲバイアス回路１１を通り第
１角度信号ａとして進角回路１２に入力され、この進角
回路１２により点火時期が演算されてその演算結果の出
力が同様に半導体スイッチング素子６のゲートに印加さ
れる。その際、機関の点火時期に信号コイル９ｂの出力
によって決定される一方の極性の信号（第２角度信号
ｂ）、或いは他方の極性の信号（第１角度信号ａ）を受
けて進角回路１２により決定される信号のどちらかの点
火信号によりスイッチング素子６が導通されるので、点
火用コンデンサ５に充電された電荷は点火コイル７に通
電され、点火プラグ８に飛火を生ずる。

ところで、点火用発電コイル１の出力は、マスク手段３
を構成するトランジスタ３ａのベースに抵抗３ｂを介し
て印加され且つコレクタは半導体スイッチング素子１３
のゲートに接続され、またエミッタはアースされている
ので、このトランジスタ３ａのコレクタとエミッタ間は
点火用発電コイル１の出力によりオンオフする。すなわ
ち、このトランジスタ３ａは、点火用発電コイル１の出
力が正波の時オンする結果、点火信号を側路して無効に
し、他方その出力が負波の時オフして点火信号を有効に
する。

第７図には、上記従来の磁石発電機における磁石の磁束
波形Ａ、点火用発電コイル１に発生する電圧波形Ｂ、信
号コイル９ｂに発生する電圧波形Ｃ、機関が逆転した時
に点火用発電コイル１に発生する電圧波形Ｄ、および機
関逆転時に信号コイル９ｂに発生する電圧波形Ｅが示さ
れている。この波形付からも明らかなように、正点時に
点火用発電コイル１の発生電圧が負波の時マスク手段３
のトランジスタ３ａは遮断状態となるため点火信号は有
効となるからこの間に点火信号が半導体スイッチング素
子６のゲートに供給される。他方、機関逆転時には点火
信号の発生する期間は点火用発電コイル１の発生電圧が
正転時とは逆に正波となるのでこの間の点火信号は無効
となって機関の逆転時の点火は行なわれず、継続した機
関の逆転が防止され、またケッチンも防止できる。

（発明が解決しようとする問題点） しかしながら、長さの等しい１２の磁石を備える磁石発
電機を用いたＣＤＩでは、点火用発電コイル１の出力の
内の半サイクルは３０度であり、従ってこの間隔内に点
火信号を発生させなければならず、点火信号の出力波形
の正波，負波の幅が５度程度あるから、そのため点火時
期の進角幅が２０度以下に制限されるという欠点があっ
た。

本発明の目的は、かかる従来の問題点を解決して、充分
な出力を得られる多極磁石発電機において角度位置検出
装置の発生する基準信号間隔を広げて進角幅を大きくす
ることによってあらゆる機関の点火時期に対応させるこ
とのできる磁石発電機を提供することにある。

（問題点を解決するための手段） 本発明の点火時期制御装置は、点火用発電コイルの出力
電圧における極性によって半導体スイッチング素子に入
力される点火信号を有効無効にするマスク手段を備える
機関点火回路と、機関の回転に同期し前記点火用発電コ
イルの極性変更時に対応して第１角度信号および第２角
度信号を発生させる角度位置検出装置と、前記第１角度
信号に基づいて点火時期を演算し点火信号を半導体スイ
ッチ素子に入力する進角回路と、前記第２角度信号を矩
形整形する波形整形回路と、該波形整形回路の出力信号
を微分し微分波形信号として前記半導体スイッチング素
子に入力させる微分回路とを含んで構成されている。

（作用） 本発明の点火時期制御装置によると、機関に同期してフ
ライホイールが回転すると点火用発電コイルに交換出力
が発生する。そして、角度位置検出装置の信号コイルに
発生する基準信号はトリガーポールの位置および長さの
設定により点火用発電コイルの出力の極性の変わる位置
で発生する。従って、基準信号間の間隔を長くなるため
進角幅は大きくなる。しかし、機関逆転時には第２角度
信号が電源電圧の正波と負波との変更点で発生するた
め、該第２角度信号の一部が半導体スイッチング素子の
ゲートに入力されないようにこれを波形整形した後微分
波形信号として電源電圧の負波内に入れられる。これに
よって当該信号はマスクされて無効とされ、点火動作信
号として作用しない。

（実施例） 以下、本発明の磁石発電機を添付図面に示された好適な
実施例について更に詳細に説明する。

第１図には本発明の一実施例に係る機関点火時期制御装
置におけるコンデンサ放電形点火回路３０が示され、ま
た第２図には本発明の前記実施例における磁石発電機の
一部が示されている。

第２図に示される磁石発電機は、基本的には第６図に示
される従来のものと同じであるが、椀状のフライホイー
ル１３の外周面に設けられた角度位置検出装置のトリガ
ーポール３１の位置と長さが従来のものとは異なる。す
なわち、トリガーポール３１は、後述する第３図の波形
図で明らかなようにフライホイール１３の回転に伴って
各磁石１４の磁束を点火用発電コイル１が鎖交する際該
点火用発電コイル１に発生する出力電圧の極性が変わる
時、即ち正波から負波および負波から正波に変わる時に
基準信号（第１角度信号ａおよび第２角度信号ｂ）を電
磁ピックアップ装置９の信号コイル９ｂに発生すべくそ
の先端３１ａおよび後端３１ｂが電磁ピックアップ装置
９の電極９ａを通過するようにその位置および長さが設
定されている。

他方、第１図に示されるコンデンサ放電形点火回路３０
において、第５図に示される従来の回路と同一又は相当
する部分は同一の参照符号を付してその説明を省略す
る。第１図の回路図において、３２は波形整形回路で信
号コイル９ｂに発生した正側の基準信号を波形整形して
矩形波ｃ（第３図の波形Ｆ）とするものである。また、
３３は微分回路で、点火用発電コイル１の出力電圧の極
性が正波から負波へ変わる変更点を境にして正波負波両
方に跨がる前記矩形波を微分して一方の極性内に入る急
峻に変化するパルス信号ｄ（第３図の波形Ｇ）とするも
のである。このような微分波形信号をとることにより後
述する理由によって進各幅を最大源に大きくとりながら
も機関逆転時の点火誤動作を防止する。

次に、前述の機関点火時期制御装置の動作を第３図の波
形図を参照して説明する。

フライホイール１３の回転によって機関が点火される基
本動作は従来の場合と変わらないが、第３図の点火用発
電コイルの出力波形Ｂからも明らかなように点火用発電
コイル１に発生する交流電圧に対応して基準信号ａ，ｂ
は波形Ｃの如く正波から負波および負波から正波へ変化
する変更点上に発生させられる。これにより、基準信号
間隔は長くなり進角幅は非常に大きくとることができ
る。しかし、基準信号ａ，ｂを変更点上に発生させるよ
うにしたことにより機関逆転時の点火誤動作の問題が生
ずる。

すなわち、機関が逆転すると前述したように点火用発電
コイルに発生する交流出力は第４図の波形Ｄに示される
ように正波と負波が正転時とは逆に出る。そして、基本
的には基準信号間に出る点火信号は、その間の点火発電
コイルの出力電圧が正波であるためマスク手段３によっ
て無効となって点火動作を起さない。しかし、機関逆転
時に生ずる第２角度信号ｂ′（第４図の波形Ｅ）はその
山が電源電圧の正波と負波の変更点上にあるためその山
の負側に入る半分の信号はマスクされず半導体スイッチ
ング素子６のゲートに入力され、その結果点火動作を起
すこととなる。そこで、この実施例では、この第２角度
信号ｂ′については第４図の波形Ｆの如く矩形波形ｃ′
にした後これを波形Ｇの如く微分波形信号ｄ′とするこ
とにより電源電圧の負波内に入るようにしたため、この
信号ｄ′は点線で示されるように無効とされ、このよう
な逆転時の点火誤動作を完全に防止できる。

なお、前述した実施例では、１２の磁石をそれぞれ独立
した個々の磁石として説明してきたが、リング状の素材
に周方向に所定数の磁極即ちＮ極，Ｓ極を交互に着磁し
たものでもよく、或いは例えば３つのセグメントに複数
の磁極を着磁してこれを組合せてリング状にしたもので
あってもよく、従って、ここで用いた「磁石」なる用語
は一つの極性の着磁領域を指すものであって複数の磁極
をもつ一体物か又は別体のものかを特定するものではな
い。

また、前述の実施例ではトリガーポール３１をフライホ
イール１３の外周面に形成したが、これは機関と同期し
て回転する別の回転体でもよく、かならずしもフライホ
イールに限定されるものではない。

（発明の効果） 以上説明したように、本発明の機関点火時期制御装置に
よれば、機関逆転時に点火誤動作を起すことなく進角幅
を広くとれるため機関のあらゆる点火時期に対応させる
ことができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例に係る機関点火時期制御装置
におけるコンデンサ放電形点火回路図、第２図は機関点
火時期制御装置における磁石発電機を部分的に示す正面
図、第３図はこの磁石発電機におけるフライホイール内
周面の磁石における磁束波形に対応させて点火用発電コ
イルの出力波形等を示す波形図、第４図は機関逆転時に
発生する各出力波形を示す第３図と同様な波形図、第５
図は従来のコンデンサ放電形点火回路図、第６図は従来
の磁石発電機を示す正面図、第７図は第６図の磁石発電
機の磁石における磁束波形に対応させて点火用発電コイ
ルの出力波形等を示す波形図である。 １……点火用発電コイル、３……マスク手段、６……半
導体スイッチング素子、９ｂ……信号コイル、１２……
進角回路、１３……フライホイール、１４……磁石、３
０……コンデンサ放電形点火回路、３１……トリガーポ
ール、３２……波形整形回路、３２……微分回路。 なお、各図中同一符号は同一部分又は相当部分を示す。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】点火用発電コイルの出力電圧における極性
   によって半導体スイッチング素子に入力される点火信号
   を有効無効にするマスク手段を備える機関点火回路と、
   機関の回転に同期し前記点火用発電コイルの極性変更時
   に対応して第１角度信号および第２角度信号を発生させ
   る角度位置検出装置と、前記第１角度信号に基づいて点
   火時期を演算し点火信号を半導体スイッチ素子に入力す
   る進角回路と、前記第２角度信号を矩形整形する波形整
   形回路と、該波形整形回路の出力信号を微分し微分波形
   信号として前記半導体スイッチング素子に入力させる微
   分回路とを含む点火時期制御装置。