JPH0419385B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は内燃機関用無接点点火装置の点火角度
制御装置に関し、所要の点火進角度及び遅角度制
御特性を具有する改良された点火角度制御装置に
関する。

以下の記載においては、内燃機関をエンジンと
略称する。

従来技術による磁石発電機を電源とするエンジ
ン用無接点点火装置の点火角度制御装置の一例と
しては、特開昭57−20559号公報に開示された点
火進角度信号発生回路を包含している。その構成
及び作用の概要を添付図面の第１図より第４図ま
でを参照して説明した装置がある。

上記の従来装置の無接点点火装置はエンジンに
より駆動される磁石発電機の発電コイルの発生す
る電圧により主コンデンサを充電し、サイリスタ
を経て流過するその放電電流を点火コイルの１次
巻線に導き、その２次巻線に高電圧を誘起する。
この場合に、サイリスタをトリガする時期を電子
回路を用いて制御することにより点火角度を制御
する電子式点火制御装置においては、発電コイル
の出力電圧で大容量のコンデンサを充電して直流
電源電圧を生成し、上記の電子式点火制御装置に
おいて必要とされる安定化直流電圧は更に定電圧
回路を組合わせ使用して供給している。また、前
記点火制御装置において、進角特性を与えるため
に、第１の固定角度位置信号及びこれより位相の
遅れた第２の固定角度位置信号に同期して定電流
交放電を行なうコンデンサを含む積分器を備えて
おり、同コンデンサの両端間に生じる三角波信号
電圧が所定値になる角度位置がエンジンの回転速
度Ｎの上昇に伴い進角方向に移動することを利用
している。

しかしながら上記の磁石発電機式エンジン用無
接点点火装置における点火進角特性に加えて、高
速回転領域における所望の遅角特性（以下高速遅
角特性と略称する）をも具有させたい要求が生じ
た場合には、上記の従来技術の点火制御装置の構
成においては、高速遅角特性を与えるために点火
遅角度制御回路を設けたとき、その中においても
面倒な定電流充放電回路を必要とするために、回
路が複雑となりコスト高になるという欠点があ
る。本発明はかかる従来技術における問題点を解
消することを意図している。

本発明は、エンジン用無接点点火装置の点火角
度制御装置において、点火進角度信号発生回路に
おいてのみ定電流充放電回路を使用し、点火遅角
度制御回路においては定電流充放電回路の使用を
不要にした簡単な構成を用いて、点火進角特性に
加えて所要の高速遅角特性を与えることができる
廉価な改良された点火角度制御装置を提供するこ
とを目的とする。

以下、本発明を図に示す実施例について説明す
る。

第１図は本発明を適用するエンジン用無接点点
火装置の全体的構成１００の概略図である。参照
番号１０１は磁石発電機の発電コイルであり、そ
れに発生する交流電圧を整流素子１０２と点火コ
イル１０５の１次巻線とを経て主コンデンサ１０
４に印加して充電し、所要の点火時期に発生する
点火角度制御装置２００よりの出力信号によりサ
イリスタ１０３をトリガし、主コンデンサ１０４
の充電電荷を点火コイル１０５の１次巻線を経て
急速に放電させることにより点火コイル１０５の
２次巻線に高電圧を誘起し、この高電圧をエンジ
ンの点火栓の火花間隙１０６に導いて点火火花を
発生させる。

第２図は、第１図の中の点火角度制御装置２０
０の具体的回路を、２点鎖線の中に示しており、
第３図は第２図図示の電気回路の各部の信号波形
を、また第４図は第２図図示の回路により得られ
る点火進角及び遅角特性を示している。

第２図の中の(1)は、内燃機関の第１の固定角度
位置θ_H及び第２の固定角度位置θ_Lをそれぞれ示す
２つの信号（セツト信号及びリセツト信号）を発
生させるために、磁石発電機の回転子を含む内燃
機関の回転部分に設けた幅の広い突起と対向する
位置に配設した、永久磁石片と組合わせて使用さ
れる角度位置センサの電磁ピツクアツプコイルで
ある。角度センサのコイル１に内燃機関１回転当
り１回発生する信号（第３図ａ）は、定電圧電源
V_CC及び抵抗器２，３，４により与えられるバイ
アス電圧に重畳して比較器５及び６に印加され
る。この信号波形の正方向電圧波形は比較器５に
おいて参照電圧V_aと比較され、その出力端に正
パルスのセツト信号（第３図ｂ）が発生しフリツ
プフロツプ７のセツト入力端子Ｓに送られる。他
方負方向電圧波形は比較器６において参照電圧
V_bと比較され、その出力端に正パルスのリセツ
ト信号（第３図ｃ）が発生しフリツプフロツプ７
のリセツト入力端子Ｒに送られる。

第２図図示の点火角度制御装置２００の１部を
なす参照番号３００で示した部分は、進角演算用
コンデンサ１１の定電流充放電作用を利用した点
火進角度信号発生回路を示している。フリツプフ
ロツプ７のＱ出力信号（第３図ｄ）により駆動さ
れるスイツチ８と、点火角度制御装置２００の出
力信号（サイリスタ１０３のトリガ信号）により
駆動されるスイツチ１２とが開路している期間
は、定電圧電源V_CCより定電流充電回路１０を経
て供給される定電流i_cによるコンデンサ１１の充
電期間であり、第３図ｆ図示のコンデンサ１１の
端子電圧波形ｆの中の右上りの波形部分で示され
る。第１の固定角度位置θ_Hにおいて発生する第３
図ｂのセツト信号によりフリツプフロツプ７より
第３図ｄのＱ出力信号が出力するとスイツチ８を
とじ、それにより定電流放電回路９が閉路する。
コンデンサ充放電回路３００において、スイツチ
１２が開路しスイツチ８が閉路した状態では、コ
ンデンサ１１の電荷は定電流（i_d−i_c）の放電速
度で放電するように回路定数が選定されており、
このときのコンデンサ１１の放電電圧波形は第３
図ｆの中の右下りの波形部分で示される。コンデ
ンサ１１の端子電圧は比較器１３に導かれて基準
電圧V_dと比較され、その出力端に第３図ｇの矩
形波信号を発生する。比較器１３の出力信号ｇ
は、フリツプフロツプ７のＱ出力信号ｄとともに
AND回路１４に印加され、その出力端に第３図
ｊに示した矩形波信号を発生する。AND回路１
４の出力信号ｊは、前述の比較器６の出力リセツ
ト信号ｃとともにOR回路１５の入力端に印加さ
れ、その出力端に第３図ｋに示した最終出力信号
ｋを発生する。出力信号ｋは、その立上り角度位
置θ_Fにおいてサイリスタ１０３をトリガし、第１
図の火花間隙１０６に火花放電を生じ、同時にス
イツチ１２に送られ、それを駆動して閉路させコ
ンデンサ１１を短絡して瞬時完全放電させるの
で、、コンデンサ１１の端子電圧は第３図ｆに示
したように瞬時に零ボルトに落下し、引続き出力
信号ｋの立下り角度位置において開始される点火
進角度信号発生回路３００の次の動作サイクルに
備える。第３図ｆにおけるコンデンサ１１の端子
電圧の右下りの定電流放電波形部と基準電圧V_d
との交点できまる点火角度は、内燃機関の回転速
度Ｎの上昇とともに左方に移動、すなわち進角す
るので、第４図中の折れ線ａ，ｂ，ｃ，ｄ，ｅに
示したような点火進角特性が得られる。以上は従
来技術の回路による点火進角特性と同じである。

次に、上述の従来技術の回路による点火進角特
性に加えて高速遅角特性をも具有させることを目
的として、一例として示した上述の従来技術によ
る回路と組合せて使用する本発明による点火遅角
度制御回路４００を、２サイクルエンジンに適用
した場合の一実施例について、以下に説明する。

なお、、第３図は、第２図の全体装置の点火進
角及び遅角特性を示した第４図の中にN₁で示し
たエンジン回転速度における第２図図示の装置の
回路の各部の信号波形を示している。

第２図の中の本発明による点火遅角度制御回路
４００において、参照番号１６はNOT回路を示
し、１８は、NOT回路１６の出力端と、また抵
抗器１７を介して定電定電源V_ccと、その一端が
接続された遅角演算用充放電コンデンサを示す。
コンデンサ１８の他端は、抵抗器１９とダイオー
ド２０との並列回路を経て接地すると同時に、比
較器２１の負入力端子に導かれている。なお、比
較器２１の正入力端子には基準電圧V_THが印加さ
れている。

次に、上記の点火遅角度制御回路４００を含む
第２図図示の点火角度制御装置２００の作用を、
第３図に示した、第２図の装置の各部の信号波形
図と第４図の点火進角及び遅角特性図とを参照し
つつ説明する。

点火遅角度制御回路４００において、エンジン
の回転角度が第１の固定角度位置θ_Hに達すると、
フリツプフロツプ７の出力端子より第３図ｅに
示す出力信号が出力され、それがNOT回路１
６により反転され、次にNOT回路１６の出力は、
抵抗器１９及びコンデンサ１８により微分され第
３図ｈに示す波形となる。

上記の微分波形は、第１の固定角度位置θ_Hにお
いて、零ボルトから抵抗器１７の値Ｒ１と抵抗器
１９の値Ｒ２との比により決まる電圧値V₀へ飛
躍的に上昇した後、抵抗器１７及び１９の値Ｒ１
及びＲ２とコンデンサ１８の値ｃ２とによつて決
定される時定数τをもつて指数関数的に低下して
ゆく第３図ｈに図示した電圧波形を有し、その大
きさをV_ioとすれば、V_io＝V₀・ε^-t/〓で表わされ
る。この電圧V_ioは比較器２１の負入力端子に送
られその正入力端子に加えられた基準電圧V_THと
比較され、比較器２１の出力端には第３図ｉに示
した出力信号を発生する。

上記の微分波形が尖頭値V₀から基準電圧値V_TH
まで低下するに要する時間をｔとすれば、ｔ＝｜
−τ・1n（V_THV₀）｜（ｓ）で表わされ、一定値と
なる。エンジンの回転速度をＮ（rpm）とすれば
時間ｔの間にエンジンが回転する角度は６・Ｎ・
ｔ（度）となり、エンジン回転速度Ｎの大きさに
比例する。このことは、第３図ｉに示した比較器
２１の出力信号ｉの波形が、第１の固定角度位置
θ_Hにおいて「１」レベルから「０」レベルに立下
つてから次に再び「１」レベルに復帰するまでの
エンジン回転角度はエンジン回転速度Ｎに比例し
て増大すること、換言すればエンジン回転速度Ｎ
とともに遅角する特性が得られることを意味す
る。

次に第２の固定角度位置θ_Lに至りNOT回路１
６の出力が「０」レベルに下がると、コンデンサ
１８の充電電荷は、NOT回路１６及びダイオー
ド２０を通り瞬時に放電し、次の電作サイクルの
開始に備える。これにより上記の遅角作用はθ_Lを
越えて行なわれることはないことが理解できるで
あろう。

上記の比較器２１の出力信号ｉは、第２図の点
火進角度信号発生回路３００の比較器１３の出力
信号ｇ及びフリツプフロツプ回路７のＱ出力信号
ｄとともにAND回路１４の入力端に送られ、そ
の出力端に第３図ｊに示した矩形波信号ｊを発生
する。AND回路１４の出力矩形波信号ｊは、比
較器６の出力リセツト信号ｃとともにOR回路１
５の入力端に印加され、その出力端に第３図ｋに
示す最終出力信号ｋを発生する。既に述べた通
り、出力信号ｋは、その立上り角度位置θ_Fにおい
てサイリスタ１０３をトリガし、同時に出力信号
ｋの立下り角度位置よりはじまる点火進角度信号
発生回路３００の次の動作サイクルの初期化を行
なう。

以上説明した第２図図示の全体装置により、第
４図に実線の折れ線ａ，ｂ，ｃ，ｇ，ｈで示した
ように所要の進角後遅角する特性を得ることがで
きる。すなわち第４図の中の折れ線ａ，ｂ，ｃ，
ｄ，ｅで示す右上りの進角特性は点火進角度信号
発生回路３００により与えられ、同図中の折れ線
ｆ，ｃ，ｇ，ｈで示す右下りの遅角特性は本発明
による点火遅角度制御回路４００により与えられ
る。そしてこれらの進角特性と遅角特性との間の
転移が行なわれるエンジン回転速度N_Tは、エン
ジン回転速度の上昇とともに左方に移行する第３
図ｇの矩形波電圧の立上り点と反対に右方に移行
する第３図ｉの矩形波電圧の立上り点とが一致す
る点によつて与えられることになる。

上述の実施例の説明においては、角度位置セン
サは永久磁石片と組合わせて使用する電磁ピツク
アツプコイル１を含むものを示したが、これに限
ることはなく磁気抵抗素子、ホール素子等を用い
ることができる。この場合の角度位置センサの出
力信号としては、直接に、第１の固定角度位置θ_H
において「１」レベルに立上り、θ_Hより位相の遅
れた第２の固定角度位置θ_Lにおいて「０」レベル
に立下る信号を得ることが可能である。

以上説明した本発明による点火遅角度制御回路
を包含したエンジン用無接点点火装置の点火角度
制御装置によれば、従来技術による点火進角制御
装置に対しきわめて簡単な構成の点火遅角度制御
回路を組合せることにより、所要の点火進角及び
遅角特性を有する廉価な改良された点火角度制御
装置を得ることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明を適用するエンジン用無接点点
火装置の全体的構成の概略図である。第２図は本
発明による点火角度制御装置の一実施例を示す概
略回路図である。第３図は第２図図示の本発明に
よる点火角度制御装置の電気回路の各部の信号波
形図である。第４図は第２図図示の装置により得
られる点火進角及び遅角特性を示す点火進角及び
遅角特性図である。 符号の説明、１…角度位置センサの電磁ピツク
アツプコイル、５，６，１３，２１…比較器、７
…フリツプフロツプ、９…定電流放電回路、１０
…定電流充電回路、１１，１８…コンデンサ、１
４…AND回路、１５…OR回路、１６…NOT回
路、１８，１９…微分回路、１０１…磁石発電機
の発電コイル、１０３…サイリスタ、１０４…主
コンデンサ、１０５…点火コイル、１０６…火花
間隙、２００…点火角度制御装置、３００…点火
進角度信号発生回路、４００…点火遅角度制御回
路。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 内燃機関用無接点点火装置の点火角度制御装
   置であつて 前記内燃機関の第１の固定角度位置及びこれよ
   り位相の遅れた第２の固定角度位置を検出し、そ
   れぞれ第１の固定角度位置信号及び第２の固定角
   度位置信号を出力する角度位置センサ、 前記角度位置センサのそれぞれの出力信号に応
   答して、前記第１の固定角度位置において１つの
   電位から他の電位に変位し、続いて前記第２の固
   定角度位置において、もとの前記１つの電位に復
   帰する矩形波信号を発生する波形整形回路、 前記波形整形回路の出力端と定電圧電源端子と
   の間に接続した抵抗と、定電流回路を介すること
   なく、前記抵抗を通る充電電流により充電される
   遅角演算用コンデンサとからなる定時間設定波形
   発生回路、 前記定時間設定波形発生回路の出力電圧と基準
   電圧の大きさとを比較することにより、点火遅角
   度信号を表す矩形波信号を発生する第１の比較回
   路 進角演算用コンデンサと、前記波形整形回路の
   出力矩形波信号に応答し、前記第２の固定角度位
   置から前記第１の固定角度位置まで前記進角演算
   用コンデンサを一定電流値で充電する第１の定電
   流回路と、前記第１の固定角度位置から前記第２
   の固定角度位置まで前記進角演算用コンデンサを
   一定電流値で放電する第２の定電流回路と、前記
   進角演算用コンデンサの端子電圧と基準電圧の大
   きさとを比較する第２の比較回路とを含み、該第
   ２の比較回路の比較出力信号として点火進角度信
   号を発生する点火進角度信号発生回路、並びに 前記点火進角度信号発生回路の出力点火進角度
   信号と前記第１の比較回路の出力矩形波信号と前
   記波形整形回路の出力矩形波信号とを入力し、点
   火進角度及び遅角度信号を発生する論理回路 を包含した内燃機関用無接点点火装置の点火角度
   制御装置。