JPS60128974A - 磁石発電機式無接点点火装置 - 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】 （産業上の利用分野） 本発明は、磁石発電機式無接点点火装置に関し、特に内
燃機関の逆転時には点火を停止させるための構成を有す
るステップ進角付き電子進角マグネットの改良に関する
ものである。

〔発明の背景〕

従来、内燃機関の始動時に逆転した場合、点火信号が出
力されて点火が行われると逆転が継続して行われたり、
あるいはケッチン現象を生じてエンジンのクランク軸と
連動する部材に対しても好ましくない影響を与えるとう
問題が発生するので、逆転時には点火動作を行なわない
ことが望まれている。

〔本発明の目的〕

本発明は、上記の問題点に鑑みてなされたもので、内燃
機関の逆転時に点火動作を停止し、正転時には１つのセ
ンサによりステップ進角付き点火時期特性を得ることが
できる磁石発電機式無接点点火装置を提供することを目
的とするものである。

〔本発明の構成〕

本発明になる磁石発電機式無接点点火装置は、ロータ外
周に２つの突起を設け、且つコンデンサ充電コイルに発
生する交番電圧の一部に休止部を設けた磁石発電機と、
１回転当り２系統の交番電圧を発生する１つのセンサと
、コンデンサ放電式点火回路と前記センサ１つの極性の
信号電圧が導入されたとき、前記点火回路に出力を発す
ると共に他の極性の信号電圧が導入されたときに進角演
算を行い、その結果を点火回路に出力する点火時期演算
回路と、前記コンデンサ充電コイルの１つの極性におい
て導通する第１層別回路と、信号コイルの１つの極性の
信号電圧に応じた所定期間導通する第２層別回路と、正
転、逆転に対応する信号を導入して回転数を検出するス
テップ回転数検出回路とによって構成されている。

〔実施例〕

以下、本発明を、図に示す実施例について説明する。第
１図は本発明になる磁石発電機式無接点点火装置の一実
施例の構成を示す電気回路図で、■はコンデンサ充電コ
イル、２はダイオード、３は点火用コンデンサ、４．５
は点火コイルＩＧの一部コイルおよび二次コイル、６は
サイリスタ、７はダイオードであり、上記各部品により
コンデンサ放電式点火回路を構成している。８はダイオ
ード、９は後述する点火時期演算回路の電源用コンデン
サ、１０．１１．１２は夫々レギュレータ用サイリスク
と抵抗とツェナーダイオードであり、上記符号８から符
号１２により電源回路Ｒを構成している。１３，１４，
１５，１６．１７は夫々充電コイル１の負方向電圧を検
出する抵抗、ダイオード、抵抗、抵抗およびトランジス
タであり、１８．１９．２０は充電コイル１が負方向電
圧のとき導通するトランジスタと抵抗であり、上記符号
１５から符号２０までの部品により第１層別回路りを構
成している。２１はタイミングセンサの信号コイル、２
２，２３．４９はダイオードである。２４，２５，２６
，２７．２８および２９゜３０はそれぞれコンパレータ
３１および３２の基準電圧を作る抵抗、３３はＲ−Ｓフ
リップフロップ、３４はフリップフロップ３３のＱ出力
が“１″になった時に導通するアナログスイッチ、３５
゜３６は定電流回路、３７は演算用コンデンサ、３８は
コンデンサ３７の電荷をリセットする（零にする）ため
のアナログスイッチ、３９．４０はコンパレータ４１の
基準電圧を作る抵抗、４２．４４はＡＮＤ回路、４３は
ＯＲ回路、４５はセント回路であり、上記符号２４がら
符号４５までの部品により点火時期演算回路Ｇを構成し
ている。４７゜４８はダイオード、４６はサイリスタ６
のゲート・カソード間の抵抗である。５５．５６はトラ
ンジスタ、５０，５１，５２，５７．５８は抵抗、５４
はタイマー用コンデンサ、５３はツェナーダイオードで
あり、前記符号５０から符号５８までの部品により第２
層別回路Ｔを構成している。６０．６１，６２，６３，
６４，６８，６９，７１゜７２．７３は抵抗、６５，６
６．７０．７４はトランジスタ、６７はタイマー用コン
デンサであり、前記符号６Ｏから７４までの部品により
ステップ回転数検出回路Ｍを構成している。なお、７５
は点火プラグである。

第２図は本発明になる磁石発電機式無接点点火装置にお
けるマグネトの構造を示す模式図で、１Ｏ０は、外周に
２つのセンサ用突起１０１．．１０２を、内側に磁極配
置を一部不規則にした磁石１Ｏ３を備えたマグネトロー
タであり、２００は前記信号コイル２１を内蔵するセン
サで、３００は前記コンデンサ充電コイルｌや他の出力
コイルを備えたステータである。第３図は本発明装置に
おける点火時期パターンを示す特性図である。第４図は
内燃機関の正転時における本発明装置各部の電圧波形図
、第５図は内燃機関の正転時における本発明装置のコン
デンサ充電コイル１の出力とセンサ２００の出力との位
相関係を示す図、第６図は内燃機関の逆転時における本
発明装置のコンデンサ充電コイル１の出力とセンサ２０
０の出力との位相関係を示す図で、前記第４図乃至第６
図において、（ａ）はコンデンサ充電コイル１の無負荷
電圧波形図、（ｂｌは信号コイル２１の電圧波形図、（
Ｃ）はコンパレータ３２の出力波形図、ｃｄ）はコンパ
レータ３１の出力波形図、（６１はフリップフロップ３
３のＱ出力波形図、（ｆｌは演算用コンデン＋３７の電
圧波形図、（幻は点火用コンデンサ３の電圧波形図、（
ｈ）はタイマー用コンデンサ５４の電圧波形図、＋１）
は第２層別回路Ｔのトランジスタ５５の導通期間を示す
図、０１は点火時期演算回路ＧのＡＮＤ回路４４の出力
波形図、（ｋ）はタイマー用コンデンサ６７の電圧波形
図、（１）はステップ回転数検出回路Ｍのトランジスタ
７０の導通期間を示す図、輪はコンデンサ充電コイル１
の負方向出力を検知する抵抗１３の両端電圧波形図であ
る。

次に上記構成になる本発明磁石発電機式無接点点火装置
の作動について説明する。前記第２図図示のマグネトは
ロータ１００の１２極磁極配置を一部不規則にしてあり
、ステータ３００が１２極であるため、ロータ１００が
１回転するとステータのコンデンサ充電コイルｌには第
４図（ａｌに示す如く一部休止部をもった出力電圧が発
生する、タイミングセンサ２００の信号コイル２１には
第４図（ト））に示す２系統の電圧が発生する。そして
、充電コイル１の電圧と信号コイルの電圧の位相は、充
電コイル１の出力休止部の中に第１系統の信号電圧５ｌ
１３２が入り、充電コイルｌの電圧の負方向極性の中に
第２系統の信号電圧Ｓ　３　＋　３４（特に電圧３４）
が入るようにそれぞれの部品が配置されている。コンデ
ンサ充電コイル１の正方向出力はダイオード２．コンデ
ンサ３１点火ｈイルＩＧの一部コイル４およびダイオー
ド７を介して電流を流し、点火用コンデンサ３を充電し
て点火用電源を得る。また、負方向電圧は、ダイオード
８．コンデンサ９．抵抗１３およびダイオード１４を介
して電流を流し、電源用コンデンサ９を充電し、点火時
期演算回路Ｇの各ＩＣやその他の回路の電源を得ている
（ツェナーダイオード１２、抵抗１１およびサイリスタ
１Ｏは電源用コンデンサ９のレギュレータ用回路である
）。同時に、負方向出力は電源回路Ｒ１抵抗１６．１５
およびダイオード１４を介して電流を流しトランジスタ
１７を導通させる。一方、タイミングセンサ２００の信
号コイル２１には、第４図中）に示す電圧が発生してお
り、正方向出力Ｓ＋とＳ３によりコンパレータ３１に“
１″が出力されるよう、抵抗２７゜２８．２４，２６．
２５の各値が決められている。

またトランジスタ５６．７４が導通すればこのトランジ
スタ５６．７４および抵抗７３．ダイオード４８を介し
て点火用サイリスタ６を導通させ、プラグ７５に点火す
る。負方向出力Ｓ２と８４とでは、タイマー用コンデン
サ５４を充電するよう各抵抗値を設定しである。充電さ
れたコンデンサ５４の電圧は抵抗５２．５１で決る時常
数で第４図（ｈｌのように放電し、電圧値に応じた所定
期間トランジスタ５５を導通させ、トランジスタ５６を
導通（オン）可能とする。コンデンサ充電コイル１の負
方向出力の時は前述の通りトランジスタ１７が導通して
いるため、充電コイル１の負方向出力時に発生する信号
コイル２１の負方向出力Ｓ４はトランジスタ１９を介し
てコンパレータ３２の負端子（−）を負方向に引っ張る
。この時、このコンパレータ３２には“１″が出力され
るよう（第４図（Ｃ））抵抗２９．３０の値が決められ
ており、“１”が出力されると、セット回路４５のセッ
ト、フリップフロップ３３のリセット、ＯＲ回路４３を
介してアナログスイッチ３８を閉じ演算用コンデンサ３
７のリセットと、ＡＮＤ回路４４およびダイオード４７
を介して号イリスタロを導通し、プラグ７５に点火とを
行う。また、ＡＮＤ回路４４から１１”が出力されると
、ステ・ツブ回転数検出回路Ｍのトランジスタ６５．６
６は導通し、タイマー用コンデンサ６７を充電するよう
、各抵抗値を設定しである。充電されたコンデンサ６７
の電圧は抵抗６８．６９で決まる時定数で第４図（ｋ）
のように放電し、所定期間トランジスタ７０を導通させ
、トランジスタ７４を導通（オン）可能とする。

次に、第３図に示す回転数Ｎ〜２未満（Ｎ＋回転時）の
低速時（内燃機関の始動時）の動作を説明する。ロータ
１００が回転するとコンデンサ充電コイル１には第４図
＋１１に示す電圧が発生し、正方向出力で点火用コンデ
ンサ３を第４図（ｇ）に示すように階段状に充電して行
く、充電コイル１の負方向出力により電源用コンデンサ
９が充電され、定電流回路３６を介して演算用コンデン
サ３７が第４図（ｆ）のように定電流充電される。次に
信号コイル２１に正の電圧ＳＬが発生し、コンパレータ
３１から“１”が出力され、フリップフロップＪ３のＱ
出力が１１”にセットし、アナログスイッチ３４が閉じ
るため、演算用コンデンサ３７が定電流回路３５および
スイッチ３４を介して第４図（ｆｌの実線のように定電
流放電を開始する。一方、信号コイル２１に負の電圧Ｓ
２が発生していない間はトランジスタ５５は未だ導通し
ていない、更にロータ１００が回転し、信号コイル２１
に電圧Ｓ２が発生すると、ダイオード４９を介してタイ
マー用コンデンサ５４を充電する。充電された電荷は抵
抗５２．５１で第４図（ｈｌの実線の如く放電され、ト
ランジスタ５５を第４図（１１の如く一定期間導通させ
トランジスタ５６を導通可能としている。また、充電コ
イル１の出力休止部であるため、第１層別回路りのトラ
ンジスタ１７．１９が遮断しているので、電圧Ｓ２はコ
ンパレータ３２へモ出力されない。次に、正方向の信号
電圧Ｓ３が発生すると、第２層別回路Ｔのトランジスタ
５６がすでに導通状態になっているため、この電圧ｓ３
がステップ回転数検出回路Ｍに入力される。またコンパ
レータ３１の正端子にも入力され第４図（ｄｌの如く出
力″１″が出るが、セットされているフリップフロップ
３３にセット信号が入るだけであり、点火動作はしない
、そして、最後に第４図山）のように負の信号電圧Ｓ４
が信号コイル２１に発生すると、前述の電圧Ｓ２と同様
の動作によりタイマー用コンデンサ５４を充電する。同
時に第１層別回路りのトランジスタ１７がコンデンサ充
電コイル１の負方向出力により導通しているため、トラ
ンジスタ１９も導通し、コンパレータ３２の負端子は信
号電圧Ｓ４で引っ張られ“ｌ”を出力する。

コンパレータ３２に°出力”１”が出ると（第４図（Ｃ
１）、セット回路４５をセット、フリップフロップ３３
をリセットすると同時に、ＡＮＤ回路４４およびダイオ
ード４７を介してサイリスタ６のゲートへ出力されサイ
リスタ６が導通し、プラグ７５に点火する。なお、ＯＲ
回路４３の出力はアナログスイッチ３８にも加えられ、
このスイッチ３８が閉じることにより演算用コンデンサ
３７の電荷が瞬時に放電され、リセットされる（第４図
（ｆ））また、ＡＮＤ回路４４の出力信号はステップ回
転数検出回路Ｍにも供給されており、この信号によりト
ランジスタ６５．６６が導通し、タイマー用コンデンサ
６７を充電する。充電された電荷は抵抗６８．６９で第
４図（ｋ）の実線の如く放電され、トランジスタ７０を
第４図＋１１の如く一定期間導通させ、トランジスタ７
４を導通可能としている。

しかし、Ｎ２回転未満（Ｎ＋回転）では前述トランジス
タ７０の導通期間内（第４図（ｌ））に信号電圧Ｓ３は
発生していないため、この電圧Ｓ３がサイリスタ６には
入力されない。第３図図示のＮ２回転未満では以上の動
作を繰り返し、信号電圧Ｓ４の発生位置によって定まる
点火時期θＬ２が得られる。

Ｎ２回転になると、前述のステップ回転数検出回路Ｍに
おけるタイマー用コンデンサ６７の放電時間が第４図伽
）の破線のように相対的に長くなり、トランジスタ７０
が導通している間に信号電圧Ｓ３が発生するため、信号
電圧Ｓ３はダイオード４８を介してサイリスタ６を導通
させ、点火する。従って、第３図図示の回転数Ｎ　２　
ｋ？おいては、信号電圧Ｓ３の発生位置で定まる点火時
期θＨ２にステップが生じる。なお、回転数Ｎ２におい
ては、次に信号電圧Ｓ４が発生し第４図（ｃｌのような
コンパレータ３２に出力″１″が出ることによりサイリ
スタ６．を導通させても、点火用コンデンサ３に電荷が
ないため点火せず、フリップフロップ３３および演算用
コンデンサ３７をリセットする。以上のようにＮ２回転
においては点火時期がθＬ２からθＨ２にステップし、
信号電圧Ｓ３による点火はＮ３回転まで繰り返される。

ロータ１００の回転が高くなると、点火時期演算回路Ｇ
の演算用コンデンサ３７が充電される時間も短くなるた
め、このコンデンサ３７の電圧は次第に低くなり、Ｎ２
’回転以上になると、演算用コンデンサ３７の定電流放
電時の電圧が第４図（ｆ）のごとく基準電圧ＶＴＨｌに
達しく低下し）、Ｎ２’回転以上では、信号電圧８２等
の発生位置に係りなく演算用コンデンサ３７の放電によ
る電圧がコンパレータ４１の基準電圧ＶＴＨＩに達した
時点でこのコンパレータ４１に出力“１′″が発生し、
ＡＮＤ回路４２、ＯＲ回路４３、ＡＮＤ回路４４および
ダイオード４７を介してサイリスタ６を導通させ、点火
動作を行う、この動作はＮ５回転まで繰り返され、定電
流充電、定電流放電、定電圧検出を行なっているため、
回転数上昇により演算用コンデンサ３７の充電時間が短
くなり放電開始時の電圧が低くなるにつれて、点火時期
は直線的に進角して行く、従って、Ｎ３回転以上Ｎ５回
転までは、第３図に示すような直線的な進角特性が得ら
れる。

Ｎ５回転になると、第４図（ｆｌに二点鎖線で示すよう
に信号電圧Ｓ、が発生する時に演算用コンデンサ３７の
充電電圧がコンパレータ４１の基準電圧ＶＴＨｌに達す
るので、このコンパレータ４１から出力“ｌ”が発生し
ている。信号コイル２１から信号電圧ＳＬがコンパレー
タ３１に加わると、フリップフロップ３３のＱ端子、Ａ
ＮＤ回路４２．０Ｒ回路４３、ＡＮＤ回路４４およびダ
イオード４７を介してサイリスタ６を導通させ点火させ
る。

正の信号電圧Ｓ３および負の信号電圧Ｓ４によりても、
サイリスタ６は導通するが、コンデンサ３に電荷がない
ため点火はしない。また、負の信号電圧Ｓ４により点火
時期演算回路Ｇはリセットされ、信号電圧ＳＬによる点
火動作が繰り返される（電圧ｓ、２は第２層別回路Ｔを
所定期間導通させる）、Ｎ５回転を超えると、信号電圧
８１発生時にはコンデンサ３７の充電電圧がコンパレー
タ４１の基準電圧より低くなるので、この電圧Ｓ＋によ
るコンパレータ３１の出力に基き号イリスタロを導通さ
せ点火する。

上記の正転時の動作をまとめると、Ｎ２回転未満では負
の信号電圧Ｓ４の発生位置により決まる固定の点火時期
θＬ２、Ｎ２回転ではステップ回転数検出回路Ｍの導通
により電圧’ｓ　４から正の信号電圧Ｓ３による点火時
期θＨ２ヘステップし、Ｎ２回転からＮ３回転では電圧
′Ｓ３による固定の点火時期θＨ２、Ｎ３回転からＮ５
回転では演算回路Ｇによる直線進角、Ｎ５回転以上では
信号電圧ＳＬの発生位置によって決る固定の点火時期θ
Ｈ１となる特性を得ることができる。

次に内燃機関の逆転時の動作について説明する。

正転時には第５図に示すように、コンデンサ充電コイル
１の出力と信号コイル２１の出力が得られるよう設定し
である。逆転時には第６図に示すように・はぼθＨ１＋
　θし１．θＨ２・　θし２にて発生する信号コイル２
１の出力電圧の極性は反転し、Ｓ　Ｉ　’＊　３２　′
＋　３３　”＋　３４　’となる。また、充電コイルｌ
の出力も同様に反転する。このような位相関係では、第
１層別回路りにおいて、充電コイルｌの負方向出力発生
時には、信号コイル２１の負極性信号電圧Ｓ　ＩＺ　３
３　’共に位相が一致せず、コンパレータ３２の出力は
“θ″状態ままとなる。従って、セット回路４５はセッ
トされず、その出力Ｑは“０”となるためＡＮＤ回路４
４か谷はサイリスタ６への信号は供給されず点火しない
。また、第２層別回路Ｔにおいては、信号コイル２１の
負極性信号電圧３３’によってタイマー用コンデンサ５
４は充電され、トランジスタ５５は導通状態となり、信
号電圧　３２’はトランジスタ５６を介してステップ回
転数検出回路Ｍへ供給可能となるが、ステップ回転数検
出回路Ｍは前記演算回路ＧのＡＮＤ回路４４からの信号
が供給されないため、トランジスタ６５．７０゜７４は
非導通となり信号電圧３２”もサイリスタ６へ供給され
ず、点火不能となる。

なお、前記実施例においは、磁石発電機のロータ１０．
０を変則着磁により、磁極配置を一部不規則にして、コ
ンデンサ充電コイルｌの出力に一部休止部を設けたが、
磁石の廃止などによってもコンデンサ充電コイルｌの出
力に一部休止部を設けることができる。また、前記実施
例では、ロータ１００とステータ３００の極数は１２極
として説明したが、８極などの他の極数であってもよい
。

また、前記実施例でのステップ回転数検出回路Ｍの回転
検出入力信号としてＡＮＤ回路４４の出力信号を用いた
が、コンパレータ３２の出力信号等、正転、逆転に対応
して信号の有無を生じる信号波ならばよい。

〔本発明の効果〕

上述のように構成された本発明になる磁石発電機式無接
点点火装置においては、正転時には点火時期制御回路及
びステップ回転数検出回路の出力によりステップ進角付
き点火時期特性が得られ、逆転時には各回路出力から点
火回路に出方が供給されないために点火動作を停止する
という効果が大である。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明になる磁石発電機無接点点火装置の一実
施例の構成を示す電気回路図、第２図は本発明装置にお
けるマグネトの構造を示す模式図、第３図は本発明装置
における点火時期パターンを示す特性図、第４図は内燃
機関の正転時における本発明装置各部の電圧波形図、第
５図は内燃機関の正転時における本発明装置のコンデン
サ充電コイル１の出力とセンサ２００の出力との位相関
係を示す図、第６図は内燃機関の逆転時における本発明
装置のコンデンサ充電コイル１の出力とセンサ２００の
出力との位相関係を示す図である。 １・・・コンデンサ充電コイル、２１・・・信号コイル
、Ｒ・・・電源回路、Ｇ・・・点火時期演算回路、Ｌ・
・・第１層別回路、Ｔ・・・第２層別回路、Ｍ・・・ス
テップ回転数検出回路、３・・・点火用コンデンサ、６
・・・サイリスタ、１０１，４０２・・・センサ用突起
、１０３・・・ロータの磁石、１００・・・マグネトロ
ータ、３００・・・ステータ、２００・・・センサ。 代理人弁理士　岡　部　隆

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. コンデンサ放電式点火回路と、磁石発電機の１回転に２
   系統の交番信号電圧を出力する１つのセンサと、このセ
   ンサの出力信号を複数の基準角度信号として入力し、前
   記点火回路に信号を出力する点火時期制御回路を有し、
   前記磁石発電機は、−前記センサが第１系統の信号電圧
   を出力するときは出力を発せず、第２系統の信号電圧を
   出力するときは負又は正の出力を発生するように位相を
   もつコンデンサ充電コイルを有□し、前記点火時期制御
   回路は、前記センサの極性の冥なる複数の信号電圧を基
   準角度信号として点火時期を演算し、前記点火回路に出
   力を発する演算回路と、前記充電コイルの電圧において
   導通する第１層別回路と、前記センサの１つの極性の電
   圧に応じた所定期間に導通するタイマー回路を有□した
   第２層別回路を備えると共に、前記第２層別回路の出力
   信号を導入可能とし、前記磁石発電機の正転、逆転に対
   応して前記出力信号を前記点火回路へ点火信号として供
   給制御するステップ回転数検出回路を備えたことを特徴
   とする磁石発電機式無接点点火装置。