JPS6056269B2 - マグネト点火装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は無接点式マグネト用電子式点火装置に関する
もので、特に機関の回転に応じて、その点火時期を制御
するものである。

従来、ごの種の機関点火装置は、機関の点火時期に発
生する点火信号によりサイリスタやトランジスタの如き
半導体開閉素子を開閉させて点火コイルの２次側に点火
電圧を発生させるものであるから、機関の回転に同期し
て発生する点火信号波形によつて、点火時期はおのずと
決定されてしまうことになる。

すなわち、低速域のケツチン防止のための進角程度であ
れば、応えることが出来ていたが、中速から高速回転域
で機関の馬力維持のための遅角特性等が要求された場合
はその要求に応えることが出来ないという欠点があつた
。 この発明は、上記欠点を解消し、しかも以下に述べ
る中速から高速にかけて精度のよい点火時期特性が得ら
れるマグネト点火装置を提供するものである。 以下、
この発明を図に示す実施例について説明する。

ます、第１図乃至第６図に示す一実施例において、１は
電源装置である図示しないマグネトの発電コイルで、機
関の回転に同期して正負の交流電圧を発生する。２、３
はこの発電コイルの出力を整流するダイオード、４はこ
のダイオード２により整流された上記発電コイル１の出
力により充電されるるコンデンサ、５はこのコンデンサ
の放電回路に接続された点火コイルで、上記コンデンサ
４と直列接続された１次次コイル５ａ）点火プラグ６に
接続された２次コイル５ｂとからな’る。

７は上記コンデンサ４の放電回路に設けられた開閉素
子であるサイリスタで、このサイリスタ７の導通時に上
記コンデンサ４の充電々荷が上記１次コイルに放電され
る。

８は角度位置検出装置で門ある点火信号発生用の信号コ
イルで、機関の回転に同期し、その機関の所定のクラン
ク位置に対応した一方の極性の第１の角度信号ａとこの
第１の角度信号の発生位置よりもθ度遅れたクランク位
置に対応した角度巾の広い他方の極性の第２の角度信号
ｂを発生する。

９，１０，１１，１７は逆流阻止用のダイオード、１２
，１３は上記サイリスタ７のゲートに接続された抵抗、
１４は上記第２の角度信号ｂをアース側路するように接
続されたトランジスタ、１５は上記第１の角度信号ａに
よつて演算開始し機関の運転状態に応じた点火時期を演
算する点火時期演算回路で、この出力は抵抗１６を介し
て上記トランジスタ１４のベースに接続されている。

上記抵抗１６とトランジスタ１４で上記信号コイル８の
他方の極性の第２の角度信号ｂの側路を制御する回路を
構成している。この回路１５の詳細は第３図に示す。次
に第２図において、第２図は上記第１と第２の角度位置
検出装置の機構部を示すもので、１８は磁石発電機のフ
ライホイルで、筒状を呈している。

２０はその内周面に固着された４個の永久磁石、この４
個の永久磁石２０は互いに異極をなして隣接する。

１９は上記永久磁石２０と径方向に微少間隔を介して対
設されたステータコアで上記信号コイル８が巻回されて
おり、フライホイル１８の回転に伴う永久磁石２０の回
転により上記信号コイル８に第１図に示す信号電圧Ａ，
ｂを発生させる。

次に、第３図において、第３図は上記点火時期演算回路
１５の詳細回路で、図中２２は上記信号コイル８のａ信
号出力を波形整形する波形整形回路、２２１，２２２，
２２３，２２８抵抗、２２４は電圧比較器（以下コンパ
レータと称す）、２２５，２２７はコンデンサ、２２６
はダイオー．ド、２３はフリップフロップ回路、２４は
このフリツプフ咄ンプ回路に接続され、機関回転数に応
じて所定の出力を発する演算回路、２４１，２４２，２
４３，２４６，２４７は抵抗、２４４，２４５はダイオ
ード、２４０はコンデンサ、２４８は演算増巾器（以下
オペアンプと称す）、２４９は電圧比較器（以下コンパ
レータと称す）、２５は上記信号コイル８の出力信号ａ
の整形出力を回転数信号としてとらえ回転数に比例した
直流電圧に変換する回転数一電圧変換回路（以下Ｆ−Ｖ
回・路と称す）である。上記フリップフロップ回路２３
の一方の入力端子Ｓは、上記波形整形回路２２に接続さ
れ、他方の入力端子Ｒは上記コンパレータ２４９の出力
に接続されている。

フリップフロップ回路２３の一方の出力端子Ｑは抵抗２
４２を介して上記オペアンプ２４８の反転入力端子（以
下（−）端子と称す）に接続されているととにダイオー
ド２４５と抵抗２４３の直列回路を介して上記オペアン
プ２４８の（一罵子に接続されている。上記オペアンプ
２４８の非反転入力端子（以下（十罵子と称す）は抵抗
２４１、ダイオード２４４を介して上記Ｆ−Ｖ回路２５
の出力端子に接続）されるとともに、抵抗２４６と２４
７で図示しない電源を分圧してバイアスされている。

オペアンプ２４８の出力端子は上記コンパレータ２４９
の←→端子に接続されているとともにコンデンサ２４０
を介して自分自身の←→端子に接続されている。コンパ
レータ２４９の非反転入力端子０→はアースに接地され
ている。

第４図は上記Ｆ−Ｖ回路２５の出力特性を示すもので、
２５０はその特性の一例で図では直線的に変化する場合
を示す。

又、この特性は第４図に示すように、回転数Ｎ１のとき
の電圧Ｖｒｌがオペアンプ２４８のバイアス電圧と等し
く設定してあつて、オペアンプ２４８の（＋）の端子電
圧は特性２５１のように変化する。次に第５図において
、時間線ｂ−ｊは上記第３図中の各部の電圧Ａ−Ｈの夫
々タイムチャートを示すものであり、図中時間線ａはク
ランク位置の各符号を示すタイムチャートであり、Ｍは
機関の要求する最大進角位置よりも若干進んだ位置を示
し、第１の角度信号を発生する。

Ｓは第２の角度信号の発生位置を示し、Ｔは上死点を示
す。次に上記実施例の動作を説明する。まず、第１図に
示すＣＤＩ式のマグネト点火装置にあつては、電源コイ
ル１の整流出力によりコンデンサ４を図示極性に充電し
、その充電電荷を機関の点火時期、即ち信号コイル８の
出力電圧ａを入力とする点火時期演算回路１５の出力発
生時期もしくは信号コイル８の出力電圧ｂの発生時期に
各々サイクリスタ７を導通させて点火コイル５の１次コ
イル５ａに印加し、その２次コイルゆに高電圧を発生さ
せ、点火プラグ６に火花を飛ばすものである。

そこで、次にサイリスタ７の導通時期、即ち点火時期の
調整手段を進角特性線図第６図を含めて詳細に説明する
。

今、機関が第６図に示す回転数Ｎ１よりも高くＮＯより
も低い回転数で一定速で回転しており、かつその場合の
点火進角度が零ではなくＴ位置から角度αだけ進んだ位
置であると第１図、第３図の動作は次のようになる。

まず、Ｆ−■回路２５は機関の回転数に対応した出力電
圧をカウント又は積分し、その出力電圧２５０はバイア
ス電圧Ｖｒｌよりも高い値にある。

この出力電圧２５０はオペアンプ２４８の入力電圧とな
り、そのオペアンプ２４８のプラス端子電圧２５１は第
４図の特性のように回転とともに変化する。一方、フリ
ップフロップ回路２３は位置Ｍにおける出力電圧Ｃのハ
イレベルの立上がりによリセットされ、その出力電圧Ｅ
はハイレベルになる。

出力電圧Ｅがハイレベルになると第３図に示した電圧極
性に充電されていたコンデンサ２０は下式に示す電流１
２で放電し始める。上式かられかるようにこの放電電流
１２の大さは、抵抗２４２の抵抗値が一定であればオペ
アンプ２４８の（＋）端子電圧２５１に依存し、この領
域てはＦ−Ｖ回路２５の出力電圧２５０に依存すること
になる。

つまり、機関の回転数の上昇に伴ない放電電流１２は小
さくなり、その特性の傾きは緩やかになり、フリップフ
ロップ２３のハイレベルの出力電圧Ｅの角度巾は広くな
る。以上のようにして得られたハイレベルの出力電圧Ｅ
の角度巾かすなわち演算回路２４の演算結果に相当する
ものである。次にコンデンサ２４０の放電開始によりオ
ペアンプ２４８の出力電圧Ｄは第５図に示すように降下
し、ゼロ電圧に達するとコンパレータ２４９の出力には
、正のパルス電圧が発生し、この正のパルス電圧がリセ
ット入力となる。

フリップフロップ回路２３は、その入力端子Ｒに上記リ
セットパルスが入るとリセットされ、その出力電圧Ｅは
ローレベルになる。次に以上のようにしてフリップフロ
ップ回路２３の出力電圧Ｅがローレベルになると第３図
に示したコンデンサ２４０は、図示した極性の向きに下
式に示す電流１１で充電し始める。

上式かられかるように、この充電電流１１の大きさは抵
抗２４３，２４２の抵抗値が一定であればオペアンプ２
４８の（＋）端子電圧２５１に依存する。

すなわち、この領域てはＦ−Ｖ回路２３の出力電圧２５
０に依存することになり、回転数が上がるとともに充電
電流１１は大きくなり、その電流特性の傾きは急峻にな
る。

以上のようにこの領域では回転数の上昇とともにフリッ
プフロップ２３のハイレベル出力電圧Ｅの角度巾が広く
なることになる。ここで上述した動作で得られた演算回
路１５の出力電圧Ｅを第１図に示すようにトランジスタ
１４のベースに抵抗１６を介して供給するとともに、上
記トランジスタ１４のコレクタを、信号コイル８の出力
ｂをアース側に側路するように接続すると、第５図のＡ
及びＨ信号とＦ信号の位置関係から、サイリスタ７のゲ
ート信号は第５図のＧ波形となる。

即ち、機関の回転数がＮ。

Ｉ：ニ．Ｎ１との間の回転域にあつてはその回転数が上
昇するにつれてフリップフロップ２３のハイレベル出力
電圧Ｅの立下り時期が遅れるため、サイリスタ７の導通
時期が遅れ、結局点火時期は機関の回転数の上昇につれ
遅れることになる。そして、機関の回転数がＮ。回転に
達すると、Ｆ−■回路２５の出力電圧２５０並びにオペ
アンプ２４８の０→端子電圧２５１は一定となるので、
フリップフロップ２３のハイレベル出力電圧Ｅの立下り
時期が機関の回転数の上昇に拘わらず一定となり、従つ
て機関の点火時期も一定となる。次に第６図に示す回転
数Ｎ１より低くＮ２よりも高い領域で再び位置Ｍにて出
力電圧Ｂがハイレベルになると上記同様フリップフロッ
プ回路２３がセットされ、コンデンサ２４０が放電され
る。

この時、第４図からもわかるようにＦ−Ｖ回路２５の出
力電圧２５０は、バイアス電圧Ｖｒ，よりも低いので、
Ｆ−Ｖ回路２５の出力電圧２５０は、放電電流Ｉ２に寄
与せず、放流電流Ｉ。は下式に示すようになる。上式か
られかるように、この領域では放電電流Ｉ，の大きさは
、回転数に拘わらず一定値である。

又、充電電流Ｉ，もとなり、回転数に拘わらず一定値で
ある。

以上よりこの領域では、フリップフロップ回路２３のハ
イレベル出力電圧王の角度巾は回転数に拘わらず一定値
となる。従つてトランジスタ４、サイリスタ７の導通時
期も機関回転数に拘わらず一定となり機関の点火時期も
一定となる。次に第６図に示す回転数Ｎ。よりも低い領
域では、信号コイル８の出力電圧ａによるコンデンサ２
４０の放電電流Ｉ。、充電電流Ｉ，は上記と同様に一定
値となり、フリップフロップ回路２３のハイレベル出力
電圧Ｅの角度巾は回転数に拘らず一定値となる。一方、
信号コイル８の出力電圧ｂは第５図ｇに示す如く、その
電圧値は回転数が低いため小さいものとなつている。

従つて、演算回路５の出力Ｅによりトランジスタ１４を
側路しても、その側路を完了した時（出力電圧Ｅの立下
り時期）にはＧ点の電圧はサイクリスタ７の導通電圧Ｖ
ｃに達していなく、従つて演算回路１５の演算結果は点
火に寄与しなく、信号コイル８の出力電圧ｂがサイクリ
スタ７の導通電圧Ｖ。

に達した時にサイリスタ７が導通し、機関を点火させる
。従つて、このような低い回転領域では、角度巾３の広
い信号コイル８の出力ｂのみにより上記サイクリスタ７
の導通に寄与することになるので、第６図の２６の如く
進角特性が得られる。

これは、角度巾の広い信号が回転の上昇とともに、成長
するためである。４： 以上の如き動作で進角特性は第６図の実線で示２７のよ
うな特性が得られる。

すなわち、回転数Ｎ，以下では信号コイル８の出力電圧
ｂの出力波形Ｅの成長とともに進角し、Ｎ。以上では信
号コイル８の出力電圧ｂの出力波形Ｆのスレツシホール
ドレベルＶｃ以下は、上記演算結果によつて得られた出
力信号Ｅのハイレベルによつてハイレベル期間全て側路
されるので、点火時期としては演算回路１５の演算結果
によつて得られた出力信号Ｅのパルス立下り時期、即ち
ハイレベルからローレベルになる位置となる。以上のよ
うにこの発明は、機関の中速から高速に関して馬力等の
関係で点火時期の精度を必要とされる回転領域において
は、第１の角度信号の発生位置より、その第１の角度信
号の発生位置と発生周期との関数として定められるクラ
ンク位置までの信号巾を演算出力する点火時期演算回路
により点火時期を決定しており、又、機関低速時の比較
的精度を必要としない回転領域では、上記第１の角度信
号の発生位置よりも所定角度遅れたクランク位置に対応
じた第２の角度信号の回転の上昇に伴なう信号波形の成
長を利用して点火時期を決定するようにしているので、
機関の中速から高速にかけても精度のよい点火時期特性
を得ることができるので、機関の低速から高速まで良好
なる点火時期特性を有する点火装置が提供できる。

しかも、１個の角度位置検出装置により、第１、第２の
角度信号を発生させるようにしているので、構成が簡単
となる利点も有する。

【図面の簡単な説明】

第１図は、この発明の一実施例を示す電気回路図、第２
図は、第１図実施例の角度位置検出レベル装置の構造を
示す正面図、第３図は、第１図実施例の更に詳細を示す
電気回路図、第４図は、第３図のＦ−Ｖ回路の出力特性
を示す動作線図、第５図は第１図実施例の動作を説明す
る動作波形図、第６図は、第１図の実施例による進角特
性線図である。 図中、１は発電コイル、５は点火コイル、６は点火プラ
グ、７はサイリスタ、８は信号コイル、１４はトランジ
スタ、１５は点火時期演算回路、２２は波形整形回路、
２３はフリップフロップ回路、２４は演算回路、２５は
Ｆ−Ｖ回路、３０は制御回路である。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 機関の回転に同期して正負の出力を発生しその整流
   出力を点火コイルに通電し得る電源装置、上記点火コイ
   ルへの通電を制御する開閉素子、上記機関の回転に同期
   し、上記機関の所定のクランク位置に対応した一方の極
   性の第１角度信号とこの第１の角度信号の発生位置より
   も所定角度遅れたクランク位置に対応し上記開閉素子に
   直接供給される他方の極性の第２の角度信号を発生する
   １個の角度位置検出装置、上記第１の角度信号の発生位
   置より、上記第１の角度信号の発生位置と上記第１の角
   度信号の発生周期との関数として定められるクランク位
   置までの信号巾を演算出力する点火時期演算回路、及び
   上記点火時期演算回路の演算結果によつて得られた信号
   により上記第２の角度信号を側路する制御回路を備えた
   マグネト点火装置。