JPS6119972A - 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】 〔産業上の利用分野〕 本発明は内燃機関用無接点点火装置に関し、特に回転変
動の非常に大きい低速時においても、安定した点火動作
を行なう電子式の内燃機関用無接点点火装置に関するも
のである。

〔従来の技術〕

従来は、機関の回転に同期して、機関の１回転に付き１
回の正、負の信号電圧を発生するセンサを設け、このセ
ンサ信号の正方向電圧を第１の固定角度信号Ｓ１として
用いると共に、この第１の固定角度信号Ｓ１の立上り位
置θＨを高速固定位置と一致させ、また負方向電圧を第
２の固定角度信号Ｓ２として用いると共に、この第２の
固定角度信号Ｓ２の立上り位置θしを低速固定位置と一
致させ、この第２の固定角度信号Ｓ２の立下り位置θし
′から、定電流で演算用コンデンサを充電し、第１の固
定角度信号Ｓ１の立上り位置θＨからは、定電流で放電
させることにより三角波を発生させ、この三角波の下降
部が、基準電圧Ｖｓと交差しない低速時は、低速固定位
置θ、を点火時期とし、中速の進角途上の回転数におい
ては、三角波の下降部が基準電圧Ｖｓと交差する位置を
点火時期とし、そして、三角波の上昇部が基準電圧Ｖｓ
に達しない高速時は、高速固定位置θｔ→を点火時期と
する電子式の内燃機関用無接点点火装置が提案されてい
る。

しかし、この装置では、回転変動の非常に大きい低速時
に過進角となり、機関が圧縮を乗り込えられずに上死点
手前で逆転し、ケッチンが発生したり、あるいは、機関
が破損することがある。この原因は第３図に示す如く、
例えば、機関アイドリング状態で、低速固定位置θＨ１
、θし２で正常に点火していたものが、混合気のムラに
より一時的に回転変動が大きくなり、圧縮圧力が増大す
る高速固定位置θＨ３付近から急激に瞬時回転数が低下
し、本来ならθし３′で低速固定信号が来るべきものが
、θし３へと大きく遅れてしまうことにより、（第３図
の横軸は時間軸である）低速固定位置θし３より大きく
進んだθ「の位置で、三角波は基準電圧Ｖｓに達し、こ
の位置が点火時期となることによる。ここで、θＦの位
置は、回転変動が大きい程、進角側となり、この過進角
により、前記問題が発生する。

また、コンデンサと、このコンデンサの定電流充電回路
、及び比較器から成る回転数検出回路を備え、設定回転
数以下では、点火信号を消す回路が公知となっている（
例えば特開昭５７−２０５５９号公報）、シかし、この
回路を応用した場合は、点火信号そのものが消える為、
急激な回転数低下があった時、点火が行われないことに
なり、ケソキンは発生しないものの、エンジンが停止し
てしまうという問題がある。

〔発明が解決しようとする問題点〕

そこで本発明は、低速時に回転変動があっても過進角す
ることなく、低速固定位置で確実に点火できるようにす
るものである。

〔問題点を解決するための手段〕

そのため本発明は機関の回転と同期して第１の基準角度
位置及び第２の基準角度位置を検出するセンサと、進角
演算用コンデンサを含み、前記第２の基準角度位置から
第１の基準角度位置まで前記演算用コンデンサを充電し
、前記第１の基準角度位置からは、この充電電荷を放電
させることにより三角波を形成して、この三角波の下降
部が基準電圧となった時を進角途上の点火時期とする進
角演算回路とを備える内燃機関用無接点点火装置におい
て、前記演算用コンデンサもしくはこの演算用コンデン
サと同期して充電される別の制御用コンデンサの電圧と
設定電圧とを比較する比較器を含み、前記演算用コンデ
ンサもしくは制御用コンデンサの電圧が設定値より高い
時は前記演算用コンデンサの放電を阻止して低速固定位
置を点火時期とするための回転変動対策回路を備える内
燃機関用無接点点火装置を提供するものである。

〔作　用〕

これにより、機関の回転変動が非常に大きい低速時には
演算用コンデンサもしくは制御用コンデンサの電圧が設
定値より高くなって、第１の基準角度位置よりの演算用
コンデンサの放電が阻止されることにより、この演算用
コンデンサの電圧が基準電圧に下降するのを阻止して進
角信号の発生が阻止さ、れ、低速固定位置が点火時期と
なる。

〔実施例〕

以下、本発明による内燃機関用無接点点火装置を実施例
に従っ“て詳細に説明する。

磁石発電機を用いた単気筒４サイクル内燃機関用電子式
無接点点火装置に適用した場合について説明する。

第２図は本発明による内燃機関用無接点点火装置の回路
図を示す。

第２図において、磁石発電機のコンデンサ充電コイル１
の反コンデンサ充重電流はダイオード５を介して流れ、
大容量（数百μＦ）の直流電源用コンデンサ１２を充電
し、このコンデンサ１２の充電電荷を直流電源とする。

１１はサイリスタ１９、ツェナーダイオード１４および
抵抗器１５より成る定電圧回路で電源電圧のピーク値を
一定値に抑えている。２はセンサ、３，４．６はグイオ
−ト、７はサイリスク、８は主コンデンサ、９は点火コ
イル、９ａ、９ｂは、点火コイル９の１次コイルと２次
コイル、ＩＯは点火栓でこれらにより公知のコンデンサ
放電式点火回路を構成する。

点火時期制御回路１３にはコンデンサ１２の充電電圧（
ダイオード５のカソード側電圧）、コンデンサ１２の電
圧、及びセン−＋２の信号電圧が入力として加わり、サ
イリスタ７をトリガする信号電圧を出力するものである
。“′ 第４図は第２図に示されるセンサ２の構成図である。

第２図において磁石発電機の磁性体製口〜夕２０の外周
には、必要進角幅だけの機械角をもった幅の広い突起２
１が設けられており、ロータ２゜の外周に配置した永久
磁石２３と信号コイル２４とを有する電磁ピックアップ
よりなるセンサ２にはロータ２０の１回転にっき１サイ
クルの信号電圧が必要進角幅丈ずれて正、負に発生ずる
。

第１図は第２図に示される点火時期制御回路１３の内部
回路図を示す。第１図においてコンデンサ１２の電圧は
脈流となるため、これを定電圧回路５０により安定化し
、定電圧■＋を得る。この定電圧Ｖ＋は比較器、論理回
路、定電流回路、フリップフロップ、ゲート回路等の１
！源として用いられる。センサ２の出力は抵抗器１０１
，１０２゜１０３により適当な値でバイアスされた後、
比較器１００，２００の入力とする。比較器１００の他
の一方の入力は、抵抗器１０４と抵抗器１０５の接続点
に接続され、また比較器２００の他の一方の入力は接地
されている。そして、比較器１゜Ｏの出力は回転変動対
策回路９５０（後述する）を通してフリップフロップ３
００のセット信号とし、また、比較器２００の出力はフ
リップフロ・７ブ３００のリセット信号とする。ここで
、フリップフロップ３００のセット信号の立上り位置は
、高速固定進角位置θＨと一致させ、リセット信号の立
上り位置は低速固定進角位置θしと一致させている。演
算用コンデンサ１０８はアナログスイッチ６００及び７
００が共に開いている状態では、定電流回路４００によ
り定電流ｉｃで充電され、逆にスイッチ６００が閉じ、
スイッチ７００が開いている状態では第１図の如く定電
流ｔｃ及びｉｄが流れるが、ここ’ｆ（ｉ　ｄ　＞　ｉ
　ｃとなるように設定しであるため、演算用コンデンサ
１０８の電荷は定電流１ｄ−４ｃで放電することになる
。スイ／チロ００はフリップフロップ３００のＱ出力が
“ｌ゛のとき閉じるように構成されており、スインチア
００はＯＲ回路９１０の出力が“１”の時に閉じるよう
に構成されている。定電圧Ｖ＋は抵抗器１０６，１０７
により分圧され、抵抗器１゜７の両端電圧を基準電圧Ｖ
ｓとし、この基準電圧Ｖｓと演算用コンデンサ１０８の
電圧とを比較器８００の入力とし、比較器８００の出力
とフリップフロップ３００のＱ出力とはＡＮＤ回路９０
０に接続され、ＡＮＤ回路９００の出方とフリップフロ
ップ３００のリセット信号とはＯＲ回路９１０に接続さ
れている。そしてＯＲ回路９１０の出力を点火信号とす
ると共に、ＯＲ回路９１０の出力が“ｌ”の時、スイッ
チ７００を閉じ、演算用コンデンサ１０８の電荷を瞬時
に放電させる。

回転変動対策回路９５０は定電圧■＋を抵抗器９５１．
９５２により分圧し、抵抗器９５２の両端電圧を基準電
圧Ｖｐとし、この基準電圧Ｖｐを比較器９６０の十人力
とし、演算用コンデンサ１０８の電圧を一人力とし、比
較器９６０の出力と比較器１０．０の出力とをＡＮＤ回
路９７０の入力とし、ＡＮＤ回路９７０の出力をフリッ
プフロップ３００のセント信号としている。ここで点線
は従来回路を示している。

以上に記載された如く構成された点火時期制御回路１３
の動作を第５図に示される波形図で説明するが、初めに
従来回路（第１図の点線回路）で説明し、その後、本発
明の回転変動対策回路９５０がある場合の動作を説明゛
する。センサ２には第５図（Ａ）の如く、ロータ２０の
１回転につき１サイクルの信号電圧が発生する。この信
号電圧の正方向電圧と同期して比較器１００の出力に第
５図（Ｂ）の如く、パルス信号が発生し、また負方向電
圧と同期して比較器２００の出力に第５図（Ｃ）の如く
、パルス信号が発生する。比較器】００の出力はフリッ
プフロップ３００のセント信号とし、比較器２００の出
力はフリップフロップ３００のり、セント信号とする。

セット信号の立上り位置は高速固定進角位置θＨと、リ
セット信号の立上り位置は低速固定進角位置θＬとそれ
ぞれ一致させているので、フリップフロップ３００のＱ
出力は第５図（Ｄ）の如く、高速固定進角位置θ８で“
１”に立上り、低速固定進角位置θしで“０”に立下が
る。フリップフロップ３００のＱ出力が１″の時スイッ
チ６００は閉しるため、定電流ｉｃにより充電されてい
た演算用コンデンサ１０８の電荷はセット信号の立上り
位置（高速固定進角位置）より定電流１ｄ−ｉｃで放電
し始め、演算用コンデンサ１０１３の電圧は低下し始め
る。そして、この電圧と抵抗器１０６，１０７により設
定された基準電圧Ｖｓとを比較器８００の入力とし〔演
算用コンデンサ１０８の電圧〈抵抗器１０６，１０７の
分圧点の電圧Ｖｓ）の時、比較器８００の出力は“１”
となる（第５図（Ｇ））第５図（Ｃ）は中速の進角時の
状態を表わすものであり、低速固定進角時、及び高速固
定進角時の状態については後述する。比較器８００の出
力とフリップフロップ３００のＱ出力とはＡＮＤ回路９
００を介し、ＡＮＤ回路９００の出力は、第５図（Ｈ）
の如くになる。そして、ＡＮＤ回路９００の出力とフリ
ップフロップ３００のリセット信号とはＯＲ回路９１０
を介し、ＯＲ回路９１０の出力（第５図（Ｉ））がサイ
リスタ７をｌ・リガさせるための点火信号となると共に
、点火信号が“１”となると、スイッチ７００は閉じる
ので、演算用コンデンサ１０８の電荷は点火信号の立上
り位置で瞬時に放電する。そして、スイッチ６００及、
び７００が共に開く位置、すな、わち点火信号の立下り
位置より演算用コンデンサ１０８は再び定電流ｉｃで充
電が開始され、演算用コンデンサ１０Ｂの電圧は第５図
（Ｆ）の如く変化する。

第６図は第１図に示される演算用コンデンサ１０８の波
形図を示す。低速固定進角時、中速進角時、高速固定進
角時の各状態での演算用コンデンサ１０８の電圧は第６
図Ｎし、ＮＭ、Ｎ、の如くになる。すなわち、低速固定
進角時は演算用コンデンサ１０８の充電時間が長いため
、第６図のＮＬの如く高速固定進角位置θＨでの電圧が
高くなり、基準電圧ＶＳまで電圧が低下する位置は低速
固定進角位置θしより遅れるが、ＯＲ回路９１０により
低速固定進角位置θしで点火が行われる。そして、回転
が上昇すると充電時間が短くなるため、θＨでの演算用
コンデンサ１０８の電圧は低くなり、このため、基／ｌ
！電圧Ｖｓまで低下する位置も徐々に進角側に移行し、
やがてθＬより進みとなる。つまり、ある回転数まで上
昇すると、低速固定進角位置θしより進角し始める。こ
の状態が第２図のＮＭである。更に回転が上昇すると、
点火時期は高速固定進角位置θＨに近づいていき、やが
て演算用コンデンサ１０８の電圧は第６図のＮＨの如く
、θＨでも基準電圧Ｖｓより低くなる。この状態では比
較器８００の出力は常に“１”となり、点火時期はフリ
ップフロップ３００のＱ出力が“１”に立上る位置、す
なわち高速固定進角位置θＨとなる。つまり回転がこれ
以上上昇しても点火時期はθＨで固定となる。

次に本発明の回転変動対策回路９５０の動作について、
第６図に示す演算用コンデンサ１０８の電圧で説明する
。第６図で、Ｎ、はアイドリング回転時、Ｎｏは進角開
始時を表している。Ｎｏ時にθＨの位置における演算用
コンデンサ１０Ｂの電圧がｖｐ’になるとすると、第１
図の比較器９６（１）＋入力には、■ｐ′より若干高い
電圧Ｖｐがあらかじめ設定してあって、印加しである（
Ｖｐｌよ定電圧■１を抵抗器９５１．９５２により分圧
して得られる）。そして、この比較器９６０の一人力は
、演算用コンデンサ１０８に接続しであるので、例えば
、第６図のＮＺ（アイドリング回転）時は、θ、〜θ、
の間、比較器９６０の出力は０″となる。

この比較器９６０の出力と、比較器１００の出力（第１
の固定角度信号）とがＡＮＤ回路９７０の入力となる為
、Ｎ、時は比較器１００の出力、すなわち第１の固定角
度信号は、フリップフロップ３００のセント信号となら
ない。この為、フリノブフロップ３００のＱ出力は１０
″のままで変化しないので、演算用コンデン号１０８は
、θＨより放電せず、第６図のＮＸ時に示す如くの波形
となる（従来回路では、第６図の点線の如くぐなる）。

従って、前述した如く、例えば、混合気のムラ等が原因
で、圧縮工程で急激に瞬時回転数が低下しても、第１の
固定角度位置θＨから、演算用コンデンサ１０８が放電
しないので、基準電圧Ｖｓに達することがなく、必ず、
低速固定位置θ。

で点火が行われる。

そして、進角開始回転数Ｎｏより、やや低い回転数で、
比較器１００の出力（第１の固定角度信号）がフリップ
フロ７ブ３００のセント入力となる為、これ以上の回転
数においては、従来回路と同じ動作となる。

また、上述した実施例によれば、充電電流に比べて約１
０倍大きな放電電流が、機関低速時に阻止されることに
なるため、消費電力の低減が可能となり、特に低速時に
おいて発生出力が低下する磁石発１！機を電源とする点
火装置においては、点火性能を向上することができる。

なお、第１図では回転変動対策回路９５０としてＡＮＤ
回路９７０を備えているが、一般に比較器の出力はオー
ブンコレクタとなっているので、第７図の如く、ＡＮＤ
回路９７０を省略して比較器９６０の出力と比較器１０
０の出力とを共通に接続してフリツプフロップ３００の
セント信号としても良い。この場合、比較器９６０の出
力トランジスタＴｒで、比較器１００の出力を吸い込む
ようにしである。

また、第８図に示す如く、比較器２００の出力によって
低速固定位置にて閉じるアナログスイッチ７５０により
リンセトされて、定電流回路４５０により定電流で充電
される制御コンデンサ１０９を設けて、この制御コンデ
ンサ１０９の出力を比較器９６０の一人力に加え、低速
回転時に制御コンデンサ１０９の電圧が抵抗器９５１，
９５２により決まる設定値より高くなることによって、
比較器９６０の出力を“０゛とするようにしてもよい。

ここで、定電流回路４５０の代わりに抵抗器を用いて制
御コンデンサ１０９を飽和曲線で充電するようにしても
よい。

また、低速固定位置を決定するためにセンサ２とは別の
回転位置センサの信号をサイリスタ７のゲートに印加す
ることもできる。

また、本発明は磁石発電機を電源とする容量放電式に限
らず、バッテリを電源とするトランジスタ点火装置にも
適用出来る。

〔発明の効果〕

以上述べたように本発明においては、機関の回転変動が
非富に大きい低速時には□演算用コンデンサもしくは制
御用コンデンサの電圧が設定値より高くなって、第１の
基準角度位置よりの演算用コンデンサの放電が阻止され
ることにより、この演算用コンデンサの電圧が基準電圧
に下降するのを阻止して進角信号の発生が阻止され、低
速固定位置が点火時期となるから、低速時に回転変動が
あっても過進角することなく、低速固定位置で確実に点
火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における点火時期制御回
路の詳細回路を示す電気回路図、第２図は上記実施例の
全体構成を示す電気回路図、第３図は従来装置の作動説
明に供する各部波形図、第４図は上記実施例におけるセ
ンサ部分の構造を示す模式斜視、図、第５図は上記実施
例の作動説明に供する各部波形図、第６図は上記実施例
における演算用コンデンサの波形図、第７図は上記点火
時期制御回路の他の実施例を示す要部電気回路図、第８
図は上記点火時期制御回路のさらに他の実施例を示す電
気回路図である。 ２・・・センサ、１３・・・点火時期制御回路、１０８
・・・演算用コンデンサ、１０９・・・制御用コンデン
サ、９５０・・・回転変動対策回路、９６０・・・比較
器。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 機関の回転と同期して第１の基準角度位置及び第２の基
   準角度位置を検出するセンサと、進角演算用コンデンサ
   を含み、前記第２の基準角度位置から第１の基準角度位
   置まで前記演算用コンデンサを充電し、前記第１の基準
   角度位置からは、この充電電荷を放電させることにより
   三角波を形成して、この三角波の下降部が基準電圧とな
   った時を進角途上の点火時期とする進角演算回路とを備
   える内燃機関用無接点点火装置において、前記演算用コ
   ンデンサもしくはこの演算用コンデンサと同期して充電
   される別の制御用コンデンサの電圧と設定電圧とを比較
   する比較器を含み、前記演算用コンデンサもしくは制御
   用コンデンサの電圧が設定値より高い時は前記演算用コ
   ンデンサの放電を阻止して低速固定位置を点火時期とす
   るための回転変動対策回路を備える内燃機関用無接点点
   火装置。