JPS61149573A - 磁石発電機式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） 本発明は磁石発電機を電源とする内燃機関用無接点点火
装置に関し、特に始動時等の回路用電源電圧の上昇過程
においても安定した点火動作を行なう電子式内燃機関用
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Ｓ、として
用いると共に、この第１の固定角度信号Ｓ１の立ち上が
り位置θ８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の立ち下がり位置θ、を低速固定
位置と一致させ、進角演算回路は、前記第２の固定角度
信号Ｓ２の立ち下がり位置θ、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Ｓ、の立ち上が
り位置θ□がらは、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
一致する位置を点火時期とする。また、始動時等のアイ
ドリング状態の低速時は、回路用電源電圧が十分に得ら
れない為、第２の固定角度信号ｓ２であるセンサ信号の
負方向電圧で直接点火用サイリスクを駆動して、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、進角演算回路の三角波の下降部が基準電圧Ｖ
ｓ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θ
□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、始動時、回路用電源電圧の上昇
過程では過進角となり、機関が圧縮を乗り越えられずに
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図に示すごとく、例えば回路用電源電圧
が一定値（飽和値）の場合（第３図（Ａ）中、破線で示
す）、演算用コンデンサ電圧の三角波（第３図（Ｃ）の
破線で示す）の下降部は基準電圧Ｖｓと交差せず、点火
位置は低速固定位置θＬＩ＋　　θＬ２であるが、それ
に対し、始動時等の回路用電源電圧の上昇過程（第３図
（Ａ）の実線で示す）では、三角波の電圧値は低くなる
（第３図（Ｃ）の実線で示す）ため、低速固定位置θ１
．。

θＬ２よりも大きく進んだθＦｉｒ　　０７□の位置で
三角波の下降部は基準電圧Ｖｓに達し、この位置が点火
時期となることによる。ここでθ、の位置は、三角波の
上昇開始位置から、下降部のＶｓと交差する位置までの
、電源電圧上昇分が大きい程、進角側となる。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５７−２０
５５９号公報）。

（発明が解決しようとする問題点） しかし、この回路を応用した場合でも、前述と同様始動
時等の回路用電源電圧が上昇過程ではコンデンサ電圧が
低くなる為、設定回転数以上と判定し、禁止回路として
の正常な機能をはたすことができないという問題がある
。

又、始動時等のこの種の問題に対しては、始動タイマー
等の禁止回路により、一定時間、進角信号のマスクをす
ることでトラブルの発生を防止することも可能であるが
（なお、このような構成は公知ではなく、本発明者らが
上記問題を解決するために案出した別の発明である）、
エンジンの種類、始動方法、発電機出力、回路の消費電
力等により回路用電源電圧の上昇特性は種々異なり、シ
ステム構成ごとにタイマ一時間を検討、設定しなければ
ならず、且つ点火装置の共通化も困難であるという問題
がある。

そこで本発明は、バッテリ等の他の電源を用いずに、磁
石発電機出力を電源供給源とした回路用電源電圧回路を
用い、始動時等、電源電圧の上昇過程においても過進角
することなく、低速固定位置で確実に点火できる様に、
且つ電源電圧上昇特性の種々異なるシステム構成におい
ても共通化可能な様にするものである。

（問題点を解決するための手段） そのため本発明は、内燃機関により駆動される磁石発電
機と、内燃機関の回転と同期ル、機関の所定クランク位
置に対応した第１の基準角度位置およびこの第１の基準
角度位置よりも所定角度遅れたクランク位置に対応した
第２の基準角度位置を検出するセンサと、このセンサの
出力信号を基準角度信号として人力し、点火時期信号を
出力する点火時期制御回路と、前記磁石発電機の出力を
回路用電源電圧供給源とする定電圧回路とを備えた磁石
発電機式内燃機関用無接点点火装置において、前記定電
圧回路は、その定電圧制御素子と直列接続された電源電
圧飽和検出手段を有し、かつこの電源電圧飽和検出手段
からの信号によってセットされるセット回路と、このセ
ット回路よりの出力に応動して前記点火時期制御回路を
制御し、前記セット回路がセットされる以前の場合は、
前記第２の基準角度位置を点火位置とするための進角制
御回路とを備える磁石発電機式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、始動時、回路用電源電圧の上昇過程では、
定電圧回路の定電圧制御素子と直列接続された電源電圧
飽和検出手段により、定電圧制御素子の動作時が検知で
き、この検出信号によって動作するセット回路により、
電源電圧の略飽和時が検出できる。従って、セット回路
に応動する進角制御回路により点火時期制御回路を制御
することにより、電源電圧が飽和するまでは進角信号の
発生を阻止し、低速固定位置が点火位置となる。

（実施例） 以下、本発明による磁石発電機式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
図は本発明による磁石発電機式内燃機関用無接点点火装
置の第１実施例を示す。

第２図において、１は磁石発電機のコンデンサ充電コイ
ル、３．４はダイオード、５はサイリスク、６は点火用
コンデンサ、７は点火コイル、７ａ、７ｂは点火コイル
７の１次コイルと２次コイル、８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。２は永
久磁石と信号コイルとを有した電磁ピックアップよりな
るセンサで、磁石発電機のロータ外周に設けられた長突
起誘導子（図示せず）により、ロータの１回転につき１
サイクルの正、負の信号電圧が発生し、第４図（Ｃ）に
示すが如く、正の出力信号は高速固定位置θイ、負の出
方信号は低速固定位置θ、と一致する。磁石発電機のコ
ンデンサ充電コイル１の正方向出力（第２図中矢印方向
）は、点火用コンデンサ６を充電すると共に、回路用電
源である定電圧回路２０を構成するダイオード２１．抵
抗２２を介して、電源用コンデンサ２３を充電する。

ツェナーダイオード２４．及び該ツェナーダイオード２
４と直列接続されている電源電圧飽和検出手段である抵
抗２５により、電源用コンデンサ２３の充電々圧のピー
ク値は略一定に抑えられる。

この電源用コンデンサ２３の電圧は後述する点火時期制
御回路３０．電源電圧禁止回路４ｏの電源電圧となる。

点火時期制御回路３ｏは前記センサ２の正、負の基準角
度信号を入力し、点火時期を電子的に演算して進角信号
を出力する公知（例えば特開昭５７−２０５５９号公報
）のコンデンサ充放電式の進角演算回路を有した回路で
ある。この回路３０の出力は電源電圧禁止回路４ｏに入
力される。この電源電圧禁止回路４ｏは定電圧回路２０
の電源電圧飽和検出手段である抵抗２５の両端電圧を入
力信号とし、この電源電圧が略飽和値に達したことを検
出し、前記点火時期制御回路３０の出力をダイオード９
を介してサイリスタ５のゲートに供給するのを可能とす
る様に制御する。

また、前記センサ２の正、負の出力信号はダイオードｉ
ｏ、ｔｔによって、低速固定位置θ、にて発生する負の
出力信号のみが、ダイオード１０を介して常にサイリス
タ５のゲートに入る。

第１図は第２図に示される電源電圧禁止回路４０の内部
回路を示す。電源電圧飽和検出手段である抵抗２５の端
子電圧は、比較器１００の子端子に入力され、比較器１
００の他の一方の入力は抵抗１０１，１０２の接続点に
接続されており、電圧検出回路４１を構成している。こ
の回路４１の出力は、抵抗２０１，２０２，２０３，２
０４゜２０５．２０６．）ランリスタ２０７，２０８゜
２０９によって構成される七ノド回路４２に入力される
。このセット回路４２の出力は進角制御回路をなすＡＮ
Ｄ回路３００に接続され、ＡＮＤ回路３００の他の入力
端子は点火時期制御回路３０の出力端子と接続されてい
る。さらに、ＡＮＤ回路３００の出力は電源電圧禁止回
路４０の出力としてダイオード９を介してサイリスタ５
のゲートに接続されている。

以上に記載された如く構成された実施例についての動作
を第４図に示される波形図を用いて説明する。内燃機関
により駆動される磁石発電機は４極構造のロータを用い
た場合で説明する。磁石発電機のコンデンサ充電コイル
１は第４図（Ａ）の如く、ロータの１回転につき２サイ
クルの交番出力を発生する。又、センサ２は第４図（Ｃ
）の如く、所定クランク角度位置θ８．θＬにて１サイ
クルの正、負の信号電圧が発生する。今、機関の始動直
後において、電源用コンデンサ２３は、コンデンサ充電
コイル１の正方向出力発生時に、ダイオード２１．抵抗
２２を介して充電され、負方向出力発生時は負荷となる
各回路を介して放電を行ない、第４図（Ｂ）に示すが如
く充放電を繰り返して定電圧制御素子であるツェナーダ
イオード２４のツェナー電圧■２に相当する飽和値まで
上昇してゆく。そして、電源用コンデンサ２３の電圧が
・ンエナー電圧■２に達すると、ツェナーダイオード２
４にはブレーク電流が流れ、ツェナーダイオード２４と
直列接続された電源電圧飽和検出手段である抵抗２５の
両端には第４図（Ｄ）の如くブレーク電流に応じた電圧
が発生する。この様に、電源用コンデンサ２３の電圧が
飽和値に達すると、電源電圧飽和検出手段２５の両端に
は、機関の回転と同期したコンデンサ充電コイル１の正
方向出力の発生時にパルス状の電圧が発生ずる。

電源電圧禁止回路４０の電圧検出回路４１において、前
記電源電圧飽和検出手段２５の両端電圧が設定電圧Ｖｓ
以上になった時、コンパレータ１００はパルス状のトリ
ガ信号（第４図（Ｅ））を発生する。セット回路４２に
おいて、コンパレータ１００にトリガ信号が発生すると
トランジスタ２０７は導通状態となる。このトランジス
タ２０７が導通するとトランジスタ２０９，２０８も導
通状態となり、その後、コンパレータ１００のトリガ（
言分がなくなっても、トランジスタ２０９．２０８は導
通状態を保持し続け、コンパレータ１００のトリガ信号
の立上り時に同期して、七ノド回路４２の出力は第４図
（Ｆ）の如く“１ルベル状態となりセットされる。この
様に、電源電圧が飽和値に達するとセット回路４２の出
力は“１”レベルとなるので、ＡＮＤ回路３００により
点火時期制御回路４０の進角信号出力は点火信号として
サイリスタ５に供給される。従って、定電圧回路２０の
電源電圧が飽和値に達しない間は、点火時期制御回路３
０の出力はサイリスタ５に供給されることなく、センサ
２の基準角度位置θ、にて発生する負方向出力信号がダ
イオード１０を介して直接、サイリスタ５のゲートに供
給される為、低速固定位置θ、が点火位置となる。この
様に本実施例によれば、始動時、回路用電源電圧の上昇
過程では、電源電圧が飽和値に達するまでは点火時期制
御回路３０の出力をサイリスタ５に供給することはなく
、低速固定位置θ１が点火時期となり、過進角を防止で
きる。

なお、上述した第１実施例では、回路用電源としての定
電圧回路２０の電源供給源を磁石発電機のコンデンサ充
電コイル１の正方向出力とし、且つ定電圧制御素子とし
てツェナーダイオード２４のみの簡単な回路構成で説明
したが、これらに限定するものでなく、第５図及び第６
図に示す第２゜第３実施例の如く、コンデンサ充電コイ
ル１の負方向出力を電源供給源としてもよい。又、コン
デンサ充電コイル１以外の磁石発電機の他の発電コイル
を電源供給源としたものにも適用できることはいうまで
もない。

又、第５図に示す第２実施例の如く、トランジスタ２６
．抵抗２７．平滑コンデンサ２８等を追加した公知の定
電圧回路２０゛を用いてもよく、この実施例においては
ツェナーダイオード２４と直列接続した抵抗２５が電源
電圧飽和検出手段としての役割をし、第１実施例と同様
な動作を行なう。

又、第６図に示す第３実施例の如く、ダイオード２１．
電源用コンデンサ２３の直列回路に並列接続された、ツ
ェナーダイオード２４．抵抗２２゜サイリスク２６゛よ
り構成された公知のレギュレータ回路の、定電圧制御素
子であるサイリスク２６′のカソードに直列接続された
抵抗２５を有した構成の定電圧回路２０″を用いても、
抵抗２５がサイリスタ２６゛の動作時を検知して、電源
電圧飽和検出手段としての役目を果たし、上記第１実施
例と同様な効果が得られる。

又、上述した第１実施例では、電源電圧禁止回路４０は
、点火時期制御回路３０の出力を制御して過進角を防止
した構成となっているが、電源電圧禁止回路４０のセッ
ト回路４２の出力を用いて、点火時期制御回路３０の入
力、もしくは内部信号を制御して進角演算の開始時期を
制御する進角制御回路を用いたり、点火時期制御回路３
０の進角値演算パラメータ（例えば、演算用コンデンサ
への充電々流、放電々流、及び基準電圧等）を制御し、
過進角しない様に演算パラメータ値を制御する進角制御
回路を用いても過進角は防止できる。

又、電源電圧禁止回路４０において、電圧検出回路４１
を省略し、電源電圧飽和検出手段である抵抗２５の端子
間電圧によりセット回路４２を直接セット動作するよう
にしてもよい。

又、点火回路としてはコンデンサ放電式の点火回路に限
らず、磁石発電機を電源とするハソテリレスの点火回路
であればどのようなものでも適用可能である。

（発明の効果） 以上述べたように本発明においては、始動時等の電源回
路の電源電圧上昇過程では、定電圧回路の定電圧制御素
子と直列接続された電源電圧飽和検出手段により、定電
圧制御素子の動作時が検知されてセット回路を駆動し、
進角制御回路により点火時期制御回路を制御することに
よって、電源電圧が飽和するまでは進角信号の発生を阻
止し、低速固定位置を点火時期とするから、定電圧回路
の電源電圧上昇過程に哀いても過進角を防止して低速固
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。

さらに、電源電圧の絶対値を検出するのではなく、定電
圧回路の定電圧制御素子の動作時を検出するから、定電
圧制御素子のバラツキ、温度特性などに大きく影響され
ることなく、且つセット回路を有している為、電源電圧
のリップルなどを考慮せずに略飽和値を検出でき、種々
異なる電源電圧上昇特性を有するシステム構成において
も、共通化が可能であるという大きな効果を有する。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明装置の第１実施例の要部構成の詳細回路
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図は上記実施例の作動説明に供する各部
波形図、第５図及び第６図は本発明装置の第２．第３実
施例の要部構成をそれぞれ示す電気回路図である。 １・・・磁石発電機のコンデンサ充電コイル、２・・・
センサ、３０・・・点火時期制御回路、２０・・・定電
圧回路、２４．２６’・・・定電圧制御素子をなすツェ
ナーダイオードとサイリスク、２５・・・電源電圧飽和
検出手段をなす抵抗、４２・・・セット回路、３００・
・・進角制御回路をなすＡＮＤ回路。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 内燃機関により駆動される磁石発電機と、内燃機関の回
   転と同期し、機関の所定クランク位置に対応した第１の
   基準角度位置およびこの第１の基準角度位置よりも所定
   角度遅れたクランク位置に対応した第２の基準角度位置
   を検出するセンサと、このセンサの出力信号を基準角度
   信号として入力し、点火時期信号を出力する点火時期制
   御回路と、前記磁石発電機の出力を回路用電源電圧供給
   源とする定電圧回路とを備えた磁石発電機式内燃機関用
   無接点点火装置において、前記定電圧回路は、その定電
   圧制御素子と直列接続された電源電圧飽和検出手段を有
   し、かつこの電源電圧飽和検出手段からの信号によって
   セットされるセット回路と、このセット回路よりの出力
   に応動して前記点火時期制御回路を制御し、前記セット
   回路がセットされる以前の場合は、前記第２の基準角度
   位置を点火位置とするための進角制御回路とを備える磁
   石発電機式内燃機関用無接点点火装置。