JPH0325635B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、磁石発電機式無接点点火装置、特に
ステツプ付き電子進角マグネツトの改良に関する
ものである。

内燃機関の始動時に発生するいわゆるケツチン
グの発生度合を少くするために、始動時の点火時
期をアイドリング時よりも遅らせるいわゆるステ
ツプ付き電子進角マグネトが要求されており、従
来は軸方向にずらしたセンサを２個配置して所要
の点火時期パターンを得ているが、この従来方式
はセンサが２個であるので、コストが高い、
システムの信頼度が落ちる、エンジンレイアウ
ト上不利である、等の欠点がある。なお、従来、
特開昭56−143351号公報には１つのセンサにより
点火時期制御を行う無接点点火装置が示されてい
るが、この従来装置は所望のステツプ付き点火時
期特性が得られるものではない。

本発明は、上記の欠点に鑑みてなされたもので
あり、１つのセンサによりステツプ付き点火時期
特性を得ることができる点火装置を提供すること
を目的とするものである。

しかして、その構成は、１つのセンサにより点
火時期制御を行う無接点点火装置において、コン
デンサ充電コイルとセンサの信号コイルに発生す
る電圧の位相を、前記信号コイルの第１系統の交
番電圧が充電コイルの電圧の正側に、第２系統の
交番電圧が充電コイルの電圧の負側に発生するご
とく配置し、センサの信号コイルに発生する第
１、第２系統の信号電圧を充電コイルの電圧によ
り層別し、かつ信号コイルの電圧でトリガされる
タイマー回路でさらに第２系統の信号電圧を層別
して、ステツプ付き点火時期特性を得るようにし
たことにある。

以下、図面について本発明の実施例を説明す
る。第１図は本発明の一実施例の全回路を示し、
１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
一次コイルおよび二次コイルであり、これらによ
りコンデンサ放電式点火回路をなす。７，８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はレギユレート
用サイリスタと抵抗とツエナーダイオードであ
り、符号８から符号１２によりレギユレータ回路
Ｒをなす。１３，１４，１５，１６，１７は充電
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、１８，１
９，２０は抵抗と、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、符号１５
から符号２０までにより層別回路Ｌをなす、２１
はタイミングセンサの信号コイル、２２，２３は
ダイオードである。２４，２５，２６，２６ａは
抵抗、２７，２８，２９，３０はコンパレータ３
１，３２の基準電圧を作る抵抗、３３はＲ−Ｓフ
リツプフロツプ、３４はフリツプフロツプ３３の
Ｑ出力が“１”になつた時に導通するアナログス
イツチ、３５，３６は定電流回路、３７は演算用
コンデンサ、３９はコンデンサ３７の電荷をリセ
ツトする。（零にする）ためのアナログスイツチ、
３９，４０はコンパレータ４１の基準電圧を作る
抵抗、４２はAND回路、４３はOR回路、４４は
ダイオードであり、符号２５から符号４３までに
より点火時期演算回路Ｇをなす。４５はダイオー
ド、４６は抵抗である。４７はトランジスタ、４
８は抵抗、４９はトランジスタ、５０，５１，５
２，５３，５４，５５は抵抗、５６はタイマー用
コンデンサ、５７，５８は抵抗、５９，６０はト
ランジスタであり、符号４７から符号６０により
タイマー回路Ｔをなす。なお、６１は点火プラグ
を示す。

第２図は、本発明になるマグネトの構造図であ
り、１００は外周にセンサ用突起を備えたマグネ
トロータ、２００は信号コイル２１を内蔵するセ
ンサ、３００はコンデンサ充電コイル１や他の出
力コイルを備えたステータを示す。また、第３図
は本実施例の点火時期パターンを示す。第４図
は、各部の電圧波形を示す。第４図ａはコンデン
サ充電コイル１の無負荷電圧、ｂは信号コイル２
１の電圧、ｃはコンパレータ３２の出力、ｄはコ
ンパレータ３１の出力、ｅはフリツプフロツプ３
３のＱ出力、ｆは演算用コンデンサ３７の電圧、
ｇはタイマー用コンデンサ５６の電圧、ｈは点火
用コンデンサ３の電圧をそれぞれ示す。ロータ１
００が１回転すると、ステータ３００が12極であ
るため、コンデンサ充電コイル１には第４図ａに
示す電圧が発生し、タイミングセンサ２００の信
号コイル２１には第４図ｂ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ａと信号
電圧ｂの位相は、充電コイル１の電圧の負方向極
性の中に第２系統の信号電圧S₃、S₄（特に電圧S₄）
が入るようにそれぞれの部品が配置されている。
充電コイル１の正方向極性の中には第１系統の信
号電圧S₁、S₂が入つている。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
３、点火コイルIGの一次コイル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IGやその他の回路の電源を得ている（ツエナ
ーダイオード１２、抵抗１１およびサイリスタ１
０は電源用コンデンサ９のレギユレータ用回路で
ある）。同時に、負方向出力はダイオード７、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２０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ｂに示す電圧が発生しており、正方向出力
S₁とS₃によりコンパレータ３１は“１”が出力さ
れるよう、抵抗２７，２８，２６ａ，２６，２５
の各値が決められている。また、トランジスタ４
７が導通すればこのトランジスタ４７およびダイ
オード４５を介して点火用サイリスタ６を導通さ
せプラグ６１に点火する。負方向出力S₂とS₄で
は、トランジスタ５９と６０が導通し、タイマー
用コンデンサ５６を充電する様各抵抗値を設定し
てある。充電されたコンデンサ５６の電圧は抵抗
５２，５１で決まる時定数で第４図ｇの様に放電
し、電圧値に応じた所定期間トランジスタ４９を
導通させ、トランジスタ４７が導通（オン）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１７，１９が導通してい
るため、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はコンパレータ３２の
負端子（−）を負方向に引つ張る。この時、この
コンパレータ３２には“１”が出力される様（第
４図ｃ）抵抗２９，３０の値が求められており、
“１”が出力されると、フリツプフロツプ３３の
リセツト、OR回路４３を介してアナログスイツ
チ３８を閉じ演算用コンデンサ３７のリセツト
と、OR回路４３およびダイオード４４を介して
サイリスタ６を導通し、プラグ６１に点火とを行
う。

以上の設定を基に以下動作を説明する。まず、
第３図の回転数N₁未満の低速時（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ａ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ｈに示す様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の様に定電流充電され
る。次に、信号コイル２１に正の電圧S₁が発生
し、コンパレータ３１から“１”が出力され、フ
リツプフロツプ３３のＱ出力が“１”にリセツト
し、アナログスイツチ３４が閉じるため、演算用
コンデンサ３７が定電流回路３５およびスイツチ
３４を介して第４図ｆの実線の様に定電流放電を
開始する。一方、信号コイル２１に負の電圧S₂が
発生していない間は、トランジスタ６０はまだ導
通しておらず、トランジスタ４９，４７も遮断
（オフ）しているため、サイリスタ６へなにも出
力されない。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２２
を介してトランジスタ６０のベースが負にバイア
スされ、トランジスタ６０が導通してタイマー用
コンデンサ５６を充電する。充電された電荷は抵
抗５２，５１で第４図ｇの実線の如く放電され、
トランジスタ４９を一定期間導通させトランジス
タ４７も導通しているが、N₁回転未満の低い回
転では、この間に他の信号電圧がトランジスタ４
７には入らない様に時定数が設定されているた
め、サイリスタ６へはなにも出力されない。ま
た、充電コイル１が正方向出力であるため、層別
回路Ｌ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へも出力されな
い。次に、正方向の信号電圧S₃が発生しても、タ
イマー回路Ｔのトランジスタ４７がすでに遮断さ
れているためこの電圧S₃サイリスタ６に入力され
ず、コンパレータ３１の正端子には入力され第４
図ｄのごとく出力“１”が出るが、セツトされて
いるフリツプフロツプ３３にセツト信号が入るだ
けであり、点火動作はしない。そして、最後に、
第４図ｂの様に負の信号電圧S₄がコイル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５６を充電する。同時に、層別
回路Ｌ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で引つ張られ“１”を出力する。
コンパレータ３２に出力“１”が出ると（第４図
ｃ）、フリツプフロツプ３３をリセツトすると同
時に、OR回路４３およびダイオード４４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６１に点火する。尚、OR回路
４３の出力はアナログスイツチ３８にも加えら
れ、このスイツチ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ツト
される（第４図ｆ）。第３図示のN₁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
よつて定まる点火時期θ₁（遅角）が得られる。

N₁回転になると、前述のタイマー回路Ｔにお
けるタイマー用コンデンサ５６の放電時間が第４
図ｇの一点鎖線の様に相対的に長くなり、トラン
ジスタ４７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４５を介して
サイリスタ６を導通させ、点火する。従つて、第
３図図示の回転数N₁においては、信号電圧S₃の
発生位置で定まる点火時期θ₂にステツプが生じ
る。なお、回転数N₁においては、次に信号電圧
S₄が発生し第４図ｃのようにコンパレータ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、フリツプフロツプ３３、および演算用
コンデンサ３７をリセツトする。以上の様にN₁
回転においては点火時期がθ₁からθ₂にステツプ
し、信号電圧S₃による点火はN₂回転まで繰り返
えされる。

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V_THに達し（低下し）N₂回転以上で
は、信号電圧S₂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４
１の基準電圧V_TH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およびダイオード４４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N₃回転まで繰り返され、定電流充電、定電流
放電、定電圧検出を行なつているため、回転数上
昇により演算用コンデンサ３７の充電時間が短か
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。従つて、N₂回
転以上N₃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。

N₃回転になると、第４図ｆに二点鎖線で示す
ように、信号電圧S₁が発生する時に演算用コンデ
ンサ３７の充電々圧がコンパレータ４１の基準電
圧V_THに達するので、このコンパレータ４１から
出力“１”が発生している。コイル２１から信号
電圧S₁が、コンパレータ３１に加わるとフリツプ
フロツプ３３のＱ端子、AND回路４２、OR回路
４３およびダイオード４４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によつても、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はリセツトされ、信号電圧S₁による点火動
作が繰り返えされる（電圧S₂はタイマー回路Ｔを
所定期間、導通させる）。N₃回転を超えると、信
号電圧S₁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S₁によるコンパレータ３１の出力に基き
サイリスタ６を導通させ点火する。

上記の動作をまとめると、N₁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θ₁、N₁回転ではタイマー回路Ｔの導通によ
り電圧S₄から正の信号電圧S₃による点火時期θ₂へ
ステツプしN₁回転からN₂回転では電圧S₃による
固定の点火時期θ₂、N₂回転からN₃回転までは演
算回路Ｇによる直線進角、N₃回転以上では信号
電圧S₁の発生位置によつて決る固定の点火時期θ₃
となる特性を得ることが出来る。

なお、上記実施例においては、信号コイル２１
の信号電圧を層別するためにコンデンサ充電コイ
ル１の負方向電圧を利用したが、このコイル１の
正方向電圧を利用しても良く、また、磁石発電機
の他の出力コイルの電圧、又は別に設けたセンサ
の出力電圧を利用するようにしても良い。また、
上記実施例においては、ロータ１００とステータ
３００の極数は12極として本発明を説明したが、
８極などの他の極数であつても良い。

以上述べたごとく、本発明は、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１つの極性の信号電圧が加えられたとき点火
回路へ信号を出力すると共に演算用コンデンサの
リセツト及び定電流充電の開始を行ない、他の極
性の信号電圧が導入されたとき定電流放電を開始
し、定電圧に達した時に点火回路に信号を出力す
る点火時期演算回路と、センサが第１系統の信号
電圧を発生するときに正又は負の出力電圧を発生
し第２系統の信号電圧を発生するときに負又は正
の出力電圧を発生するように位相を持つコイル
と、このコイルの後者の電圧において導通する層
別回路と、センサの一つの極性の電圧値に応じた
所定期間に導通するタイマー回路を備えると共
に、センサの一つの極性の信号電圧を層別回路を
介して演算回路に導入可能とし、他の極性の信号
電圧を前記演算回路に加え、かつこの信号電圧を
タイマー回路を介して点火回路に導入可能とした
ものであるから、センサの交番信号電圧を層別す
ることができ、同じ極性の信号電圧であつても、
第１系統の一つの極性の電圧によつては点火回路
を作動させることなく、第２系統の同じ極性の電
圧によつては層別回路および演算回路を介して点
火回路を作動させることにより、ステツプ付き点
火時期特性を有する点火装置を提供することがで
きるという効果がある。しかも、センサが１つ備
えられるのみであるから、コストが低く、システ
ムの信頼度が上り、エンジンレイアウト上に有利
であるなどの数々の優れた効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例を示す電気回路図、
第２図は上記実施例における磁石発電機の構造
図、第３図は本発明装置の点火時期パターンを示
す特性図、第４図は第１図に示す回路の各部の電
圧波形を示す特性図である。 １……コンデンサ充電コイル、３……点火用コ
ンデンサ、４，５……点火コイルの一次コイルお
よび二次コイル、６……サイリスタ、２１……信
号コイル、１００……ロータ、２００……セン
サ、Ｇ……点火時期演算回路、Ｌ……層別回路、
Ｔ……タイマー回路。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 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、このセンサの一つの極性の信号電圧が
   導入されたとき前記点火回路へ信号を出力すると
   共に演算用コンデンサのリセツト及び定電流充電
   の開始を行い、他の極性の信号電圧が導入された
   とき定電流放電を開始し、定電圧に達した時に前
   記点火回路に信号を出力する点火時期演算回路
   と、前記センサが第１系統の信号電圧を出力する
   ときに正又は負の出力電圧を発生し第２系統の信
   号電圧を出力するときに負又は正の出力電圧を発
   生するように位相を持つコイルと、このコイルの
   後者の電圧において導通する層別回路と、前記セ
   ンサの前記一つの極性の電圧値に応じた所定期間
   に導通するタイマー回路を備えると共に、前記セ
   ンサの前記一つの極性の信号電圧を前記層別回路
   を介して前記演算回路に導入可能とし、前記他の
   極性の信号電圧を前記演算回路に加え、かつこの
   信号電圧を前記タイマー回路を介して前記点火回
   路に導入可能としたことを特徴とする磁石発電機
   式無接点点火装置。