JPS5898662A - 磁石発電機式内燃機関用無接点点火装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 点火装置で、特に、点火時期を決定する信号発生回路に
関する。

従来、磁石発電機を用いた内燃機関用無接点点火装置を
使用する場合、点火装置に進角装置を内蔵する構成とす
るのが一般的であり、その方法としては、低速および高
速時の固定進角をセンサの出力によって制御し、中速部
の進角部社、点火用コンデンサ充電コイルの出力の一部
をトフンエ等を用いて進角用の信号とする方法、あるい
は、低速時および高速時の固定用センサと中速部の進角
専用センサとを組み合わせて信号発生回路とするもので
あつ喪。

ところが、上述した前者の中速部の進角特性を得るため
に点火用コンデンサ充電コイルの出力の一部を使用する
方式のものでは、点火用コンデンサ充電コイルの出力に
応じた回路仕様を作る必要があるため、多種類の磁石発
電機に対応することは難しく、また十分な進角特性が得
難いという欠点がある。更に、磁石発電機にフェライト
磁石を使用した場合、磁石発電機の周囲温度変化に対す
る点火時期変化が大きいという欠点がめる。一方、後者
の低速時および高速時の点火時期固定用センサと中速部
の進角専用センサとを組み合わせる方式のものでは、セ
ンサが２個必要であ夛、コスト高となる欠点がある。ま
た、進角専用センサの出進角特性が変更される場合は、
磁極形状、コア形状等管変更しなければ対応できず、従
って進角特性の設定自由度が小さいという欠点がある。

本発明紘１個のセンサの正負両出力と、磁石発電機の点
火用コンデンサ充電コイｐの正方向出力とによって、低
速固定部、中速進角部および高速固定部からなる進角特
性を得るものである。その構造社、中速−の進角幅に対
応する角度間隔θをもって正負のパルス電圧を発生する
センサ、点火用コンデンサ充電コイμの発生出力または
磁石発電機の他の発電コイルの発生出力を用いて一定電
圧を得る定電圧電源回路、この定電圧電源回路よシ抵抗
を介して充電される演算用コンデンサ、と間次第に放電
する放電回路、およびセンサの最低進角位置にて発生す
る一方の極性のパルス発生時＜演算用コンデンサの電葡
のν令ットを行なうリセット回路よ）構成されている。

そして、放電回路によシ演算用コンデンサの充電電葡が
放電されている間のみ定電圧電源回路の出力電圧と演算
用コンデンサの端子電圧とを比較することにより・て点
火時期を決定することによ）、低速固定部、中速進角部
および高速固定部から成る進角特性を、目的とする。

以下本発明を図に示す実施例について説明する。

第１図は本発明装置の第１実施例を示す電気回路図でＴ
ｏシ、１００は放電回路、８ｏｏはコンパレータ、４０
０は定電圧電源回路、５００はリセット回路、１０００
は点火信号発生回路で、２０００はコンデンサ充電用誘
導電圧発生回路である。１は磁石発電機のコンデンサ充
電コイμで、同一体格の磁石発電機において、従来よシ
線径が４倍程度に太く（例えばＱ−５〜Ｑ、９　ｍｌ　
）　、巻数がｌ／１０程度少ない（例えばＷＯＯ〜６０
０回）ものが用いておる。２は１次巻線２ａおよびｆ次
巻線ｌｂから成る点火コイル、８は点火プラグ、４〜７
はダイオード、８は点火用サイリスタ、９は点火用コン
デンサ、１０社センサ、１１　ｔ　ｌ　８　＃　１４は
コンデンサ、１５〜１８はトランジスタ、１９゜ｇｏは
ツェナーダイオード、２１１１８．〜８６はダイオード
、２７〜８９は抵抗、４０はサイリスタである。

先ず、点火装置全体の動作を説明する。磁石発電機とし
てＸＸ＠の磁石発電様を使用した場合、コンデンサ充電
コイμｍには第８図−）に示すごとく磁石発電機のロー
タの１回転につき６サイクルの無負葡交流電圧が発生す
る。今、充電コイＡ／１にコンデンサ充電側半波出力が
発生し始めると、コイ／Ｌ’ｌ→ダイオード鴫→抵抗８
７→トランジスタ１６のベース・エミッターアースの回
路でトランジスタ１６にベース電流が流れ、このトラン
ジスタ１６のコレクタ、エミッタ間が導通し、コイ／ｌ
／１の出力は短絡される。この短絡電流の増大に伴ない
、トランジスタ１６のコレクタ、エミッタ間の電圧降下
が大きくな夛、抵抗８８．３９よシなる分圧回路の接続
点ａの電圧が上昇する。この電圧が設定値になるとサイ
リスタ４０が導通し、トランジスタ】６０ペース・エミ
ッタ間を短絡スるので、トランジスタ１６のコレクタ・
エミーツタ１１ 間ＦｉＯＦＦｌ、、短絡電流が急激に遺断される。この
ときコイ／１／ｌＫは第２図ｆｂｌに示すとと〈パルス
状の大きな誘導電圧が磁石発電機のロータの１回転につ
き６回発生し、この各電圧によシダイオード４〜６を介
して点火用コンデンサ９が第３図（０）に示すごとく階
段状に充電される。この状態で、点火信号発生回路１０
００からサイリスタ８のゲートに点火信号が加ると、こ
のサイリスタ８が導通し、コンデンサ９に充電された電
荷は、サイリスタ８および点火コイＡ’１１の１次巻線
！ａを介して急激に放電し、この時、点火コイＡ／ｇの
８次巻線２ｂに発生する高電圧によって点火プフグ８に
点火水孔が発生する。また、ダイオード６は直流アーク
用に設けであるが、省略すれば交流アークとなる。

次に、点火信号発生回路１０００の概要を第１図に示す
回路図、および中速部の進角途上における回路各部の電
圧波形図を示す第２図に基づき説明する。センサ１０に
は、第２図り）に示す正、負のパルスが発生する。この
正、ｊＦのパルスは、充電コイ／％／ｌに所定の誘導電
圧が発生してから充電コイ／Ｉ／１に次のコンデンサ充
電側半波出力が発生する直前までの間において磁石発電
機の１回転につき各１回発生し、その間隔０は、中速部
の進角幅に対応する。第１図において、充電コ仁１の八
゛。

パルス状の高電圧入力され、抵抗８７、ダイオ−＾ ド！６、ツェナーダイオードｓＯ１およびコンデンサ１
４よシ構成される定電圧電源回路４００は、抵抗８４を
介して演算用コンデンサ１３を充電するが、センサ１０
の負パルス（第１図図示の破線矢印方向）が第３図１）
で示すごとく最低進角位置Ｐｓで発生すると、その出力
は、抵抗８５を介してトランジスタ１８のペースに加わ
るため、トランジスタ１８が導通し、演算用コンデンサ
１２１に蓄えられた電荷は、リセット回路５００の一部
、即ち、ダイオード３４、トランジスタ１８を介して瞬
時に放電する。しかし、演算用コンデンサ１８は、抵抗
８４を介して定電圧ｗＬ＃回路４００に接続されている
ため、センサ１０の負パＡ／スが消滅すると再び充電を
開始し、その端子電圧Ｖａイ３は第２図＋ｅｌの実線で
示すごとく次第に上昇する。

次に、ａｇ１図図示の実線矢印方向のセンサ１０の正バ
Ｖスが第２図１）で示すごとく最大進角位置ＰＭで発生
すると、ダイオード２１を介してコンデンサ１１が充電
され、抵抗２９を介してトランジスタ】５が導通し、放
電回路１００が動作して浦算用コンデンサ１８に蓄えら
れた電荷をダイオード７を介して徐々に放電するため、
コンデンサ１８の端子電旺ＶＣ４３は第２図＋ｅｌで示
すごとく下降を始める。この放電はセンサ１０の負パル
スによってリセット回路５００が動作し、ダイオード２
８、トランジスタ１８を介してコン、デンサ１１の電荷
カリセットされると同時に終了するため、センサ】０の
正パルス発生位置Ｐｗから負パルス発生位置Ｐｓまでの
区間持続する。従って、演算用コンデンサ１８の端子電
圧Ｖｃ＋ｓは第２図（６１の実線で示す三角形状の波形
となる。尚、演算用コンデンサ１８は常時充電されてい
るが、（放１１流）〉（充電電流）となるように設定し
であるため、ＰｍからＰｓまでの区間は、見かけ上放電
のみが行なわれているようになる。

本点火装置は、逆流阻止用ダイオード７が挿入されてい
るととによって、前述した演算用コンデンサ１８の充電
電荷を放電回路１００にょシ放電しているときのみに演
算用コンデンサ１３の端子電圧ＶＯ，ｓ　と第３図−１
の一点鎖線で示すコンデンサ１４の電圧Ｖａｔ４　（基
準電圧）との差をコンパレータ８００によって比較し、
Ｖａｌ３がＶａｌ　４より一定電位（トランジスタ１７
のペース・エミッタ間電圧ＶｉｍＩ７　　）低くなった
時、（フンνスタ１’Ｆが導通して点火信号を発生させ
る４のである。以下、Ｖｅｌ　４およびｖａｔｓの波形
に基づいて、低速固定部、中速進角部および高速固定部
における動作を第８図乃至第す図に示すセンサ出カシよ
び演算用コンデンサ端子電圧Ｖｇｓ＋３波形を用いて説
明する。

α）低速固定部（第３図参照） この傾城では、演算用コンデンサ１８の充電時間（＠２
図四に示すＰ３からＰｇまでに要する時間）が長いため
、その端子電圧Ｖｃ＋ｓは第登、−図（ｂｌに示すごと
く高く、（Ｖｃｌ　ｔ−Ｖａｌｓ　＜Ｖｎｇ＋ｙ）の状
態となっている。しかし、センサｌＯの負パルスが抵抗
８６を介してサイリスタ８のゲートに点火信号として印
加される。従って負パルス発生位置Ｐｓが点火位置とな
る。

伐）中速進角部（第４図参照） 演算用コンデンサ１８は、回転数上昇に伴って充電時間
が短かくなるため、その端子電圧’１ｃ１３は、第４図
１ｂ）に示すごとく回転数がＮ１→Ｎ１→Ｎ２→Ｎ璽（
Ｎｓ＜Ｎｌ　＜Ｎ、＜Ｎｍ）と上昇するに従って次第に
低下する。一方、基準電圧Ｖｃ１４は一定であるため、
両者の差（Ｔａｘ４−Ｖ（’目）がＶＢＥＩ７に達する
位置、即ち点火位置は、回転数上昇に伴って低速固定位
置Ｐ＄からＰ、、Ｐ２へと進角し、最終的に高速固定位
置ＰＩＧＣ達する。

（８）高速固定部（第５図参照） 更に回転数が上昇すると、Ｖｃｌｇは更に低下すｌ’、
士ンサ１０の正パルス発生位置Ｐｗ、ヨｔ）進角側では
放電回路１００のトランジスタ１６が導通しないため、
それ以前でトランジスタ１７が導通することはなく、こ
の）フンジスタ１７が導通する位置は、正パルス発生位
置ＰＩで固定となシ、これ以上進角しない。

なお、第令図の中速進角時および第す図の高速固定時に
おいて社、点火位置Ｐ、、Ｐ２　、Ｐｇにてトランジス
タｌテが導通してサイリスタ８に点火信号が印加されて
コンデンサ９の充電電荷が放電された後、最低進角位置
ＰｓにてセンサｌＯの負パｉｖｙが抵抗ｓ６を介して直
接サイリスタ８０ゲーＦに印加されるが、すでに点火用
コンデンサ９の充電電１ｔＩｕ放電してお夛、かつ充電
コイＡ／１にも高電圧が誘起されていないのでサイリス
タ８が導通することはない。

以上の動作によシ第６図に示すごとき点火進角特性が得
られる。

また、上述した実施例においては、センサｉ。

の正、負のバ〜ヌを、充電コイルｌＫ所定の誘導高電圧
が発生してから充電コイμｌに次のコンデンサ充電側半
波出力が発生する直前までの区間において発生させ、放
電回路１００によシ演算−月コンデンサ１８の充電電荷
を放電させているトランジスタ１７の導通可能区間（点
火信号発生区間）には充電コ旬１に高電圧が誘起されな
いようにしたから、充電コイル１に誘起される高電圧に
よりノイズが発生してもこのノイズ信号によりトランジ
スタ１７が導通して誤点火することがないと共に、点火
時期制御による点火時期の変化によシ充電コイｆｉ７１
に誘起される高電圧によるコンデンサ９の充電が１回分
増減して、コンデンサ９の１回当りの充ｔｔ圧が変動す
るのを防止できる。

第７図は本発明装置の第２実施例を示すもので、上記第
１実施例に対し、リセット回路５００中のトランジスタ
１８、抵抗８６を省略し、ダイオード２３．２４のカソ
ードをサイリスタ８のアノードに接続したものである。

この実施例によれば、サイリスタ８に点火信号が印加さ
れこのサイリスタ８が導通することにより、演算用コン
デンサ１８およびコンデンサ１１の充電ｉｎをダイオー
ドａｓ　、２４およびサイリスタ８を介して瞬時に放電
する。そして、これらコンデンサ）１．１３および点火
用コンデンサ９の充電電荷がすべて瞬時に放電されるこ
とにより、サイリスタ８が直ちに辿断する。これにより
、第８図（ｂｌに示すごとく演算用コンデンサ１８は定
電圧電源回路４００より抵抗３４を介して再び充電され
るが、最低進角位置Ｐｓにてセンサ１０の負パルスが抵
抗３６を介して直接サイリスタ８のゲートに印加されて
サイリスタ８を再度導通することによシ、第８図（１す
に示すごとく演算用コンデンサ１３の充電電荷を瞬時に
放電させ、この最低進角位置Ｐｓより演算用コンデンサ
Ｉｓの充電を開始させる。ここで、２回目のサイリスタ
８の導通時には点火用コンデンサ９に充電電荷が蓄えら
れていないため、点火プフグ３に点火火花が発生するこ
とはない。

なお、上述した各実施例においては、通常より線径が太
くて巻数の少ないコンデンサ充電コイルｌを用い、コン
デンサ充電用鰐導電圧発生回絡２０００により充電コイ
Ａ／１に高電圧を誘起させるようにしたが、コンデンサ
充電用誘導電圧発生回路２０００を有しない通常のコン
デンサ充電コイｔｖｋ暦いるものにも本発明を適用する
ことができる。

また、上述した各実施例において、コンパレータｓｏｏ
’ｌ構成するトランジスター７０代わシにブログラマブ
ｙユニジャンクショントランジスタ（ＰＵＴ）等の他の
比較用スイッチ素子を用いることができる。

また、上述した各実施例においては、コンデンサ充電コ
イル１のコンデンサ充電側半波出力を定電圧電源回路４
００に入力して定電圧出力を得るようにしたが、充電コ
イ〜ｌの反コンデンサ充電側半波出力や磁石発電機に設
けられた他の発電コイルの発生出力を定電圧電源回路４
００に入力して定電圧出力を得るようにしてもよい。

以上述べたように本発明においては、点火進角幅に相当
する角度間隔をもってセンサに正負の極凸 性電圧を発生させ、磁石発電機のコンデンサ充電Ｉ＼ コイルの発生出力または磁石発電機の他の発電コイμの
発生出力によシ定電圧電源回路に得られる一定電圧によ
って演算用コンデンサを次第に充電し、この演算用コン
デンサの充電電荷を点火進角あ 幅に相当する角度間隔わるいは最高進角位置から点火位
置までの角度間隔の区間、放電回路により次第に放電し
、センサに発生する一方の極性の電圧によって最低進角
位置にて演算用コンデンサの充電電荷をリセット回路に
よシ一時に放電させ、定電圧電源回路よりの定電圧と機
関回転数の上昇に伴ってピーク電圧が低下する演算用コ
ンデンサの端子電圧とを比較用スイッチ素子により比較
して放電回路が動作しているときに演算用コンデンサの
端子電圧が定電圧回路の定電圧より低くなると比較用ス
イッチ素子が導通して点火用サイリスタにゲート信号を
印加させ、かつこの比較用スイッチ素子および放電回路
の接続点と演算用コンデンサとの関に逆流阻止用のダイ
オードを挿入したから、以下に述べるごとき優れた効果
がある。

負）定電圧電源回路の定電圧をコンデンサ充電コイルあ
るいは磁石発電機の他の発電コイルの発生出力により得
ている丸め、バッテリーｆ用いることなく充分な定電圧
が得られ、各部の作動が安定化する。

（ｊｌ＋　　定電圧ｔ＃回路の出力電圧によシ充電され
る演算用コンデンサの充放電波形と定電圧電源回路の定
電圧とを比較用スイッチ素子で比較することによって点
火時期を決定するため、基準電圧発生回路を別に設ける
必要がなく、かつ進角特性の設定自由度が大きい。しか
も、低速固定部（最低進角位置）および高速固定部（最
高進角位置）をそれぞれ、センサの負および正のパルス
と一致させているため、固定部の点火時期の安定性は非
常に良い。

（３）　　低速固定部、中速進角部および高速固定部よ
り成る点火時期特性を、中速の進角幅に対応する角度間
隔で正負のパルスを発生する１個のセンサおよび磁石発
電機の点火用コンデンサ充電コイル出力のみから実現す
ることができるため、回路構成が簡単で安価な点火装置
を提供できる。

【図面の簡単な説明】 第１図は本発明装置の第１実施例を示す電気回路図、第
８図乃至第す図社第１図図示装置の作動説明に供する各
部波形図、第６図は第１図図示装置における点火進角特
性図、第７図は本発明装置の第８実施例を示す電気回路
図、第８図は第７図図示装置の作動説明に供する各部波
形図である。 ｌ−コンデンサ充電コイル、２一点火コイ＃、８一点火
プフグ、７−逆流阻止用のダイオード、８・・・点火用
サイリスタ、９・一点火用コンデンサ、ｌＯ・・・セン
サ、１３・・・演算用コンデンサ、１７・・・比較用ス
イッチ素子としてのトランジスタ、１００・・・放電回
路、４００・・・定電圧電源回路、５００・・・リセッ
ト回路。 代理人弁理士　　岡　部　　　静 第３図 第４図 ζｒ）５図 ｔイ□ メ　６　図 ＮｔＮ２　　　　　可転敷

Claims (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の発生出力により点
   火用コンデンサ管充電し、この点火用コンデンサの充電
   電荷を点火用サイリスタの導通によシ点火コイルの１次
   巻線を介して放電するようにした磁石発電機式内燃機関
   用無接点点火装置において、点火進角幅に相当する角度
   間隔をもって正負の極性の電圧を発生するセンサと、前
   記コンデンサ充電コイルの発生出力または磁石発電機の
   他の発電コイ〜の発生出力によ）一定電圧を得る定電圧
   電源回路と、この定電圧電［回路の一定電圧により次第
   に充電される演算用コンデンサと、この演算用コンデン
   サの充電電荷を前記点火進角幅に相当する角度間隔ある
   いは最大進角位置から点火位置までの区間次第に放電す
   る放電回路と、前記センサに発生する一方の極性の電圧
   によって最低進角位置にて前記演算用コンデンサの充電
   電荷を瞬時に放電させるリセット回路と、前記定電圧電
   源回路よりの定電圧管直接基準電圧として入子電圧とを
   比較し、この演算用コンデンサの充電電荷を前記放電回
   路により放電している時に前記演算用コンデンサの端子
   電圧が前記基準電圧より低くなると導通して前記点火用
   サイリスタにゲート信号を印加させる良めの比較用スイ
   ッチ素子とこの比較用スイッチ素子および前記放電回路
   の接続点と前記演算用コンデンサ゛との間に挿入された
   逆流阻止用のダイオードとを備える磁石発電機式％式％