JPH01104978A - 内燃機関点火装置 - 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〕 この発明は、機関の逆転時に点火火花の発生を防−だ内
燃機関点火装置に関するものである。

〔従来の技術〕

第５図は従来の内燃機関点火装置を示す回路図であシ、
図において、１は図示しない機関によって矢印２の方向
に駆動されるロータで、Ａ−Ｂ間に所定の突起′ｆ、有
している。

３は上記ロータ１に向かって設置され、機関の第１．第
２のクランク角度位置を検出するセンサでコイル巻線と
磁石などで構成される。

このセンサ３からは第６図に示すように突起の前端Ａ部
がセンサ３と対向したときに、第１の角度信号である正
の電圧を、突起の後端８部がセンサ３を抜けるときに第
２の角度信号である負の電圧を夫々出力する。

ダイオード４のアノードはセンサ３の出力に、そのカソ
ードは７リツゾ７０ツブ回路（以下、ＦＦという）６の
セット入力端子Ｓに夫々接続されている。

ダイオード５のカソードはセンサ３の出力に、そのアノ
ードはＦＦ６のリセット入力端子Ｒに夫々接続されてい
る。

したがって、センサ３の出力電圧のうち、正波はダイオ
ード４ｔ−通過してＦＦ６のセット入力端子Ｓに入シ、
ＦＦ６’にセット状態にし、負波はダイオード５會通過
してＦＦ６のリセット入力端子Ｒに入シ、ＦＦ６をリセ
ット状態にする。

トランジスタ７のペース端子はＦＦ６のＱ出力を受け、
またそのコレクタ端子は点火コイル８の１次巻線に接続
されている。

点火コイル８の１次巻線の他端はバッテリ１０の十端子
に接続され、２次巻線は点火ゾラグ９を経てアース（バ
ッテリ１０のマイナス側電位）に至る。

第７図は第５図の動作を説明するための動作波形図で、
第７図（ａ）はセンサ３の出力電圧、第７図（ｂｌはＦ
Ｆ６のセット入力電圧、第７図［Ｃ）はＦＦ６のリセッ
ト入力電圧、第７図（ｄ）はＦＦ’６のＱ出力電圧、第
７図＋ｅ）はトランジスタ７のコレクタ電圧、第７図（
ｆ）は点火コイル８の２次出力電圧の各波形を示してい
る。

次に動作について説明する。ロータ１の矢印２方向への
回転に応じて突起の前端Ａ部がセンサ３と対向すると、
センサ３には第７図［ａ）のように正電圧が発生し、’
ＦＦ６のセット入力端子Ｓには第７図（ｂ）のようなパ
ルスが入力され、このためＦＦ６はセットされて、ＦＦ
６のＱ出力端子は第７図（ｅ）のようにハイレベルにな
る。

ＦＦ６のＱ出力がハイレベルのため、トランジスタ７は
オン（導通）シ、点火コイル８０１次巻線に第７図ｔｃ
）に示すような電流が流れる。

さらに、ロータ１の回転が進み、突起の後端８部がセン
サ３を抜けるときに、センサ３には負電圧が発生するか
ら、第７図［Ｃ）に示すノソルスがＦＦ６のリセット入
力端子Ｒに加えられ、このＦＦ６はリセットされて、Ｆ
Ｆ６のＱ出力端子はローレベルになる。

ＦＦ６のＱ出力がローレベルだから、トランジスタ７は
オフ（しゃ断）シ、点火コイル８の１次巻線電流が断た
れ、そのとき点火コイル８の２次側に第７図（ｆ）のよ
うな高電圧が発生し、点火ツラグ９に点火火花金得る。

以下、第７図のようにロータ１の回転に応じて周期的に
上記動作を繰シ返す。

〔発明が解決しょうとする問題点〕

従来の内燃機関点火装置は以上の工うに構成されている
ので、上記動作は不都合はないが、機関の始動時には次
のような不都合があった。

すなわち、ロータ１の矢印２方向の回転を正目　−転又
は正転、矢印２とは反対の方向の回転を逆回転又は逆転
と表わせば、ロータ１が正伝しているときは上述の説明
通シ、第８図の工うな出力がセンサ３から発せられる。

この第８図において、ｔ４は突起の前端Ａ部がセンサ３
と対向したとき、ｔｓが後端８部とセンサ３が対向した
ときのセンサ３の出力を示す。

一方、ロータ１が逆転しているときの゛センサ３の出力
は第９図の通シで、クランク角度位置に対するセンサ３
の出力電圧極性（正波か負波か）が入れ変わっている（
第９図のｆ４ａは後端８部がセンサ３を抜けるときのセ
ンサ３の出力、ｔｓａは前端Ａ部がセンサ３を抜けると
きのセンサ３の出力信号である）。

したがって、正転でロータ１のＡ部がセンサ３と対向し
たらと、ロータ１の８部が抜ける前にロータ１が逆転を
始めてＡ部を逆転で抜は去ったときを考えてみると、第
１０図（第１０図ｆａ）のａ。

第１０図（ｂ）のｄ、第１０図（ｃｌのｅ、第１０図（
ｄ）のｆは夫々第７図（Ｆｌ）、第７図（ｄ）、第７図
（ｅ）、第７図げ）と同じ）に示す工うに、時点ｔ！に
センサ３から発せられる正波で、第１０図（ｂｌのよう
にトランジスタ７がオンし、時点１．にセンサ３から発
せられる負波で第１０図（Ｃ）のようにトランジスタ７
がオフし、第１０図（ｄ）のように点火コイル８の２次
高電圧出力が発生し、点火プラグ９に点火火花が発生す
る。

このロータ１のＡ部で発せられた点火火花はさらにロー
タ１の逆転全助長する。

このように、秒間の逆転時に点火火花を発し、機関を破
壊するなどの問題点があった。

この発明は上記のような問題点を解消するためになされ
たもので、機関の逆転時に点火火花の発生を防止し、機
関の破壊を防止し、安全な内燃機関点火装置余得ること
′＠：目的とする。

〔問題点全解決するための手段〕

この発明に係る内燃り関点火装置はセンサの出力で制御
されるフリツプフロツプ回路のセットもしくはリセット
状態の時間巾を計測し、この計測時間が所定時間よシも
長くなったこと全検出する検出回路と、この検出回路の
検出出力に応じてフリツプフロツプ回路全リセットもし
くはセットさせない禁止回路とを設けたものである。

〔作　用〕

この発明における検出回路に１シフリップフロップ回路
のセットもしくはリセット状態の計測時間が所定時間Ｊ
よりも長くなったこと全検出すると、禁止回路が点火コ
イルの通電、遮断を行うトランジスタをオフさせないよ
うに作用し、点火火花の発生を防ぐように作用する。

〔実施例〕

以下この発明の一実施例を図について説明する。

第１図において、構成の説明に際し第５図と同一部分に
は同一符号を付してその重複説Ｆ！Ａヲ避け、第５図と
は異なる部分全主体に述べる。

この第１図では、符号１〜１０で示す部分は第５図と同
様であシ、符号２１以降で示す部分が第５図の構成に新
たに付加されたものであシ、この第１図の実施例の特徴
をなす部分である。

すなわち、２１はインバータで、ＦＦ６のＱ出力金量け
、それの位相反転を行ない、その出力はトランジスタ２
２のペースに送るようにしている。

２３は抵抗で、バッテリ１０の（ト）端とトランジスタ
２２のコレクタ間に接続されている。

２４はコンデンサで、トランジスタ２２のコレクタとア
ース間に接続され、抵抗２３とともに時定数回路を形成
している。

２５．２６は各々抵抗で、バッテリ１０の（−）−１端
とアース間に直列に接続され、この抵抗２５．２６の接
続点は所定電圧レベルとなる。

２７はコンパレータ（比較器）で、その日入力端子ハト
ランジスタ２２のコレクタと接続され、（ト）入力端子
は抵抗２５と２６との接続点に接続され、コンデンサ２
４の充電電圧レベルと抵抗２５゜２６の接続点電圧レベ
ルとを比較し、コンデンサ２４の充電電圧レベルの方が
高くなると出力が反転する。

かくして、インバータ２１、トランジスタ２２、抵抗２
３、コンデンサ２４、抵抗２５．２６、コンパレータ２
７とにＩシ検出回路１００？構成している。

２８はトランジスタで、そのエミッタはバッテリ１０の
田）端子に、そのペースはコンパレータ２７の出力端子
に、そのコレクタはＦＦ６のリセット入力端子Ｒに夫々
接続され、コンパレータ２７の出力状態に応じてオン−
オフし、ＦＦ６のセット又はリセットヲ禁止する禁止回
路を形成している。

次に動作について説明する。第２図は第１図の動作を説
明するための動作波形図であシ、第２図（ａｌ　〜第２
図（ｄ）は第１図の信号ａ　−ｄ　ｔ−禁止し、第２図
（ｅ）　〜第２図（ｉ）は第１図の信号Ｇ、１．Ｈ，Ｊ
を夫々示し、第２図（ｉ）、第２図（ｊｌは夫々第１図
の信号ｅ、ｆｔ−示している。

すなわち、第２図（Ｃ）の信号Ｇはインバータ２１の出
力電圧、第２図（ｇ）の信号Ｈはコンパレータ２７の（
ハ）入力端子電圧、第２図げ）の信号Ｉはコンパレータ
２７の（利入力端子電圧、第２図（ｈ）の信号Ｊはコン
パレータ２７の出力電圧を示す。

今、時点ｔｌＧでセンサ３よシ第２図（ａｌに示す正波
が発せられ、これによシ、ＦＦ６のセット入力端子Ｓに
は第２図（ｂ）の信号すが加えられ、ＦＦ６のＱ出力は
第２図（ｄ）のようにハイレベルとなってトランジスタ
７がオンとなシ、そのコレクタには、第２図１ｉ）の信
号ｅが現われ、点火コイル８の１次巻線に電流が流れ始
める。

また、時点ｔｌＧでインバータ２１の出力Ｇが第２図（
ｅ）に示すようにローレベルに落ち、トランジスタ２２
がオフするから、コンデンサ２４には、抵抗２３を通し
て充電電流が流れ、第２図（ｇ）のようにコンデンサ２
４の端子電圧が上昇し始める。

時点ｔｌｌまでの間、コンデンサ２４の端子電圧は上昇
を続けるが、第２図げ）の工電圧レベルまでは到達しな
いから、コンパレータ２７の出力Ｊ（第２図（ｈ））は
ハイレベルのままであシ、したがって、トランジスタ２
８はオフのままである。

このため、時点ｔｌｌで発せられたセンサ３の負波はダ
イオード５ｔ−通して第２図（Ｃ）に示す信号ＣがＦＦ
６のリセット入力端子４に到達し、ＦＦ６をリセットし
、そのＱ出力がローレベルに落ち、トランジスタ７がオ
フとなシ、点火コイル８０１次巻線がしゃ断され、点火
プラグ９に点火火花が発生する。

時点ｔ１２のセンサ３の正波で上述と同じくコンデンサ
２４の充電が開始されセンサ３の次の負波出力の発せら
れる前の時点ｔ１３でコン７ぞレータ２７の（ト）入力
端子電圧レベルに到達すると、そこでコンパレータ２７
の出力が反転して、ローレベルに落ちるから、それまで
オフし続けていたトランジスタ２８がオンし、ＦＦ６の
リセット入力端子Ｒの電位をハイレベルに吊シ上げる。

したがって、そのあと時点ｔ１４でセンサ３から負波出
力電圧が発せられるが、ＦＦ６のリセット入力端子Ｒに
は到達できず、ＦＦ６のＱ出力はセット状態、すなわち
ハイレベルを継続している。

このため、時点ｔ１２でオンしたトランジスタ７は時点
ｔｌＡを過ぎてもオンを継続し、点火プラグ９には時点
、ｔ１４で点火火花は出ない。

ここで、時点ｔＺ２からｔｌｇまでの時間巾はコンデン
サ２４の端子電圧が所定電圧レペルエに達するまでの時
間であるから、コンデンサ２４の容忙。

抵抗２３，２５．２６の値を適宜穴めることにニジ、所
望の時間巾に設定することができる。

一方、ロータ１のＢ部はロータ１の正転のときの点火位
置であるから、機関のクランク角度で言えば、概略圧縮
上死点から圧縮上死点前１０°程度のところである。

したがって、第１０図に示したように時点ｔｌでロータ
１のＡ部が正転でセンサ３と対向した後、時点ｔ３でロ
ータ１が正転から逆転へ切シ換わる角度位置はｐ−夕１
のＢ部に近い可能性が高い。

それは、ロータ１のＢ部に近づくほど囁関の圧縮圧力が
上が９、この圧縮圧力による反抗トルクが今回問題とし
ている磯ＩＡの逆転を生むものである。

したがって、時点ｔｌから１２までの時間巾は第８図で
示すようなロータ正転で発生する時点ｔ４から１、まで
の時間巾よりも長いのが通例である。

このため、コンパレータ２７の作動レベルなロータ１の
正転時には、作動しないよう、ロータ１の逆転時には作
動するよう設定することが実用上はぼ可能である。

第３図はこの発明の第２の実施例を示す回路図である。

第３図において、３１は図示しない機関を始動させるた
めのスタータ、３２はこのスタータとバッテリ１０の（
−＠端子の間に設けられるスタータへの通電を継続する
スイッチ、３３はスタータ３１とスイッチ３２の接続点
に接がれるインバータで、入力電圧に対して反転した出
力電圧を発する。スイッチ３２とインバータ３３はスタ
ータ３１への通電状態の有無を判別する判別手段２００
を構成している。

３４はインバータで、コンパレータ２７の出力端子に接
続され、入力電圧に対して反転した出力電圧を発する。

３５は２人力のナントゲートで、第１の入力端子にはイ
ンバータ３４の出力が、第２の入力端子にはインバータ
３３の出力がそれぞれ入力するように接続され、第１．
第２の入力がともにハイレベルのときのみ出力がローレ
ベルとなって、他の入力条件下では出力はノ・イレペル
である。また、ナントゲート３５の出力はトランジスタ
２８のペースに接続される。

その他の構成は第１図と同様であシ、その構成の説明を
省略する。

次に動作について説明する。第４図は第３図の動作を説
明するための動作波形図で、第４図（ａ）〜第４図ｆｈ
）は第３図［ａ）〜第３図（ｈ）と同じである。

また、第４図（ｊ）の信号にはインバータ３４の出力電
圧、第４図！ｋ）の信号りはスタータ３１の舅、■子電
圧、第４図ｆｉｌの信号Ｍはインバータ３３の出力電圧
、第４図−の信号Ｎはナントゲート３５の出力宛圧全示
す。第４図ｔｎ＋、第４図（０）はそれぞれ第２図ｆｉ
）、第２図（ｊ）と同じである。

今、時点ｔｘｔからコンデンサ２４の端子電圧が第゛４
図（ｇ）に示すように上昇全始め、時点ｔ２２でコンパ
レータ２７の反転レベルに達しく第４図ｆｈ））、コン
ノぞレータ２７の出力はハイレベルからローレベルに落
ちる。

このため、時点ｔＺＭでインバータ３４の出力Ｋ（第４
図（ｊ））はハイレベルに上がるが、このときはスイッ
チ３２が閉じているから、スタータ３１の端子電圧りは
ハイレベルであシ、インバータ３３のＩＩＩＭ（第４図
（１）　）はローレベル、ナンドケート３５の出力Ｎ（
第４図（ロ）がハイレベルとなシ、ナントゲート３５の
出力Ｎには変化がなく、ハイレベルのままである。

し＞’Ｃがって、トランジスタ２８もオフのままである
から、続く時点ｔｚｓで発せられるセンサ３の負波出力
電圧はＦＦ６のリセット入力端子Ｒに到達し、ＦＦ６に
リセットするから、そのＱ出力はハイレイルからローレ
ベルに落ち、トランジスタ７がオフし、点火プラグ９Ｖ
ｃ点火火花が出る。

時点ｔ２４では、スイッチ２２が閉から開に変わる、換
言すれば、スタータ３１への通電が断定れる。そのあと
時点ｈｓから充電が開始され、コンデンサ２４の端子電
圧Ｈが時点ｔｚａで比較レベル工電圧を越えると、コン
パレータ２７の出力電圧Ｊがローレベルに落ち、インバ
ータ３４の出力電圧Ｋがハイレベルに上がる。

このときは、時点ｔｚｚのときとちがってインバータ３
２の出力電圧Ｍもハイレベルであるから、ナントゲート
３５の第１．第２の入力端子がともにハイレベルとなる
。

したがって、時点ｈｓでナントゲート３５の出力はロー
レイルとなって、ここで初めてトランジスタ２８がオン
する。トランジスタ２８がオンするから、ＦＦ６のリセ
ット入力端子Ｒはハイレベルに持ち上がシ、その後、時
点ｂｙにセンサ３から発せられる負波出力はＦＦ６のリ
セット入力端子Ｒには到達し得す、したがって、時点ｔ
ｘｔにてＦＦ６はセット状態を維持したままである。

これによって、点火プラグ９に点火火花は出ない。この
第３図の実施例はスタータ３１に通電中はスタータ３１
からの駆動力があるため、機関が圧縮上死点を乗シ越え
られずに逆転することはまれであって、スタータ３１１
Ｃ通電のないときに機関の逆転が発生し易いという事実
に基づいて、第１図の実施例をさらに改良したものであ
る。

〔発明の効果〕

以上のようにこの発明によれば、機関によって回転され
るロータをセンサで検出し、このセンサの出力で駆動さ
れるＦＦのセットまたはリセット状態の時間巾を検出回
路で計測してその計測が所定時間以上になると禁止回路
でＦＦｋリセットまたはセットさせないようにして機関
の逆転時には点火火花を出さないように構成したので、
機関を破壊しない安全な内燃機関点火装置が得られる効
果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の一実施例による内燃機関点火装置の
回路図、第２図は第１図の実施例の動作全説明するため
の動作波形図、第３図はこの発明の第２の実施例を示す
回路図、第４図は第３図の実施例の動作を説明するため
の動作波形図、第５図は従来の内燃機関点火装置の回路
図、第６図は第５図の内燃機関点火装置におけるロータ
１回転のセンサの出力を示す波形図、第７図は第５図の
動作を説明するための動作波形図、第８図は同上ロータ
の正転時のセンサの出力を示す波形図、第９図は同上ロ
ータの逆転時のセンサの出力を示す波形図、第１０図は
第６図の内燃′８Ａ関点火装置における機関逆転時の火
花の発生状況を説明するための動作波形図である。 １・・・ロータ％３・・・センサ、６・・・フリップフ
ロップ回路、７，２２．２８・・・トランジスタ、８・
・・点火コイル、２４・・・コンデンサ、２７・・・コ
ンパレータ、１００・・・検出回路。 なお、因中同−符号は同−又は相当部分を示す。 代理人　　　大　　岩　　増　　継 竿２図 第４図 第５図 第７０ 第８図 Ａ端が対向したとぎ ロータ正転 第１０図 手続補正書（自発） １．事件の表示　　　特願昭６２−２５９９３０号２、
発明の名称 内燃機関点火装置 ３、補正をする者 事件との関係　特許出願人 住　所　　　　東京都千代田区丸の内二丁目２番３号。 名　称　　（６０１）三菱電機株式会社代表者志岐守哉 ４、代理人 氏名　（７３７５）弁理士大岩増雄 （３１！絡先０３（２１３）３４２１特許部）５、補正
の対象 明細書の発明の詳細な説明と図面の簡単な説明の各欄６
、　補正の内容 （１）明細書第５頁２行目の「（Ｃ）のように」を「（
ｄ）のように」と補正する。 （２）　　同第５頁５行目の「第７図（Ｃ）に示すよう
な」を削除する。 （３）　　同第６頁１５行目の「３を抜けるときの」を
「３と対向したときの」と補正する。 （４）　　同第７真５行目の「第１０図（ｂ）のように
」を「第１０図（Ｃ）のように」と補正する。 （５）同第１０頁１３行目の「信号ａ　−ｄを禁止し、
」を「信号ａ　％　ｄを示し、」と補正する。 （６）同第１０頁１３行目から同頁１４４行目「第２図
（ｅ）〜第２図（ｉ）は」を「第２図（ｅ）〜第２図（
ロ）は」と補正する。 （７）　　同第１２２頁１行目「入力端子４に到達し、
ｊを「入力端字Ｒに到達し、」と補正する。 （８）同第１２２頁３行目ら同頁４行目の「１次巻線が
しゃ断され」を「１次電流がしゃ断され」と補正する。 １′９）　　同第１４頁１０行目の「接続点に接がれる
」を「接続点につながれる」と補正する。 ０［ｌ）　　同第１５頁１８行目の「（第４図０１））
Ｊを削除する。 ００　同第１６頁１５行目の「スイッチ２２が」を「ス
イッチ３２が」と補正する。 ０２１　　同第１７７頁２行目ら同頁３行目の「インバ
ータ３２の出力電圧」を「インバータ３３を「第１０図
は第５図の」と補正する。 ０４　　第３図の別紙の通り補正する。 Ｑつ　第４図の別紙の通り補正する。 ７、　添付書類の目録 （１）　第３図及び第４図を各々訂正した各図面各１通
以　　上 第４　図

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）内燃機関の第１、第２のクランク角度に対応した
   第１、第２の角度信号を発生するセンサと、このセンサ
   の第１の角度信号でセットもしくはリセットされ第２の
   角度信号でリセットもしくはセットされるフリップフロ
   ップ回路と、このフリツプフロツプ回路の出力に基づい
   て点火コイルの１次電流を制御して上記第２の角度信号
   に基づいて点火動作を行なうトランジスタと、上記フリ
   ツプフロツプ回路のセットもしくはリセット状態の時間
   巾を計測し、この計測時間が所定時間よりも長くなつた
   ことを検出する検出回路と、この検出回路の検出出力に
   応じて上記フリップフロップ回路をリセットもしくはセ
   ットさせないようにする回路とを備えた内燃機関点火装
   置。
2. （２）検出回路は上記フリップフロップ回路の出力状態
   に応じて充放電されるコンデンサと、このコンデンサの
   充電電圧を所定電圧レベルと比較するコンパレータとか
   らなることを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の内
   燃機関点火装置。
3. （３）検出回路は上記フリップフロップ回路の出力に応
   じて充放電されるコンデンサと、このコンデンサの充放
   電電圧を所定電圧レベルと比較するコンパレータと、上
   記内燃機関を始動させるスタータと、このスタータの通
   電状態の有無を判別する判別手段と、この判別手段出力
   と上記コンパレータの出力との論理処理を行なう論理回
   路とを備えてなることを特徴とする特許請求の範囲第１
   項記載の内燃機関点火装置。