JPS6318186A - 内燃機関用点火装置 - 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〕 本発明は点火時期制御回路を有する内燃機関用電子式無
接点点火装置に関し、特に手動スタート方式又はキック
スタート方式の内燃機関の始動時に問題となるケッチン
（始動時における瞬間的な逆回転力発生現象）又は逆転
を防止するための内燃機関用電子式無接点点火装置に関
する。

〔従来の技術〕

従来のものは、特開昭５９−１１５４６８号公報に示す
ように、角度センサの位置信号により、作動するフリッ
プフロップを用いて、このフリップフロップの出力と演
算した後の点火信号（比較器の出力）とをＡＮＤ回路に
入力して、始動時には、演算した点火信号の発生を禁止
して、角度センサの位置信号を点火信号とすることで、
始動時に問題となるケッチンまたは逆転を防止している
。

〔発明が解決しようとする問題点〕

ところが、上述した従来のものでは、始動時に進角度演
算信号の発生を禁止するために、フリップフロップ（進
角禁止回路）を別途設ける必要があり、部品点数が増し
、コストアップとなるという問題点がある。

〔問題点を解決するための手段〕

そこで、本発明は、 直流電源と、 内燃機関の第１の回転角度位置およびこれより位相の遅
れた第２の回転角度位置を検出し、それぞれ第１、第２
の角度位置信号を出力する角度位置センサと、 一端に前記直流電源が接続されたコンデンサと、前記第
２の角度位置信号によって、前記コンデンサを放電し、
第１の角度位置信号によって、前記コンデンサを充電す
る定電流回路と、一方に前記コンデンサの他端を、他方
に基準電圧をそれぞれ入力し、前記コンデンサの他端の
電圧が減少して、前記基＄電圧に達した時に、点火信号
を出力する比較手段と、 を備えた内燃機関用点火装置とすることである。

（作用〕 上述した如く、一端に直流電源が接続されたコンデンサ
の他端を、比較手段に入力することで、始動時には、上
記他端はほぼ直流電源の電圧となり、第１の角度位置信
号によって、上記コンデンサを充電し始め、上記コンデ
ンサの他端電圧が低下しても、第２の角度位置信号より
前に、上記コンデンサの他端電圧が基準電圧より低下す
ることがないので、進角演算信号を発生しないようにし
ている。

〔発明の効果〕

従って、本発明は、コンデンサの接続を変えることで、
従来必要としていた進角禁止回路を設ける必要がなく、
部品点数の低減、コストダウンを計ることができるとい
う優れた効果がある。

〔実施例〕

第１図は本発明による内燃機関用電子式無接点点火装置
の回路図を示す。

第１図において、磁石光電磁のコンデンサ充電用発電コ
イル１から発生する主コンデンサ８の充電電流とは逆向
きの電流はダイオード５を通って流れ、大容量（数百μ
Ｆ）の直流電源用コンデンサ１２を充電し、このコンデ
ンサ１２の充電電荷を本発明装置の回路の直流電源とす
る。１１はサイリスタ１９、ツェナーダイオード１４お
よび抵抗器１５より成る定電圧回路で電源電圧のピーク
値を一定値に抑えている。２は磁石発電機の回転子の回
転角度位置を検出する角度位置センサ３．４．６はダイ
オード、７は点火用サイリスク、８は主コンデンサ、９
は点火コイル、９ａ及び９ｂは、それぞれ点火コイル９
の１次コイル及び２次コイル、１０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。参照
番号１３は点火時期制御回路を示しており、同点火時期
制御回路１３にはコンデンサ１２の充電電圧、及び角度
位置センサ２の出力信号電圧が入力として加わり、サイ
リスタ７をトリガする信号電圧を出力する。

第２図は第１図に示した角度位置センサ２の構成図であ
る。

第２図において、磁石発電機の磁性体製ロータ（回転子
）２０の外周には、回転の中心に対して必要進角幅だけ
の機械角を形成する幅の広い突起２１が設けられており
、ロータ２０の外周に対向して配置した永久磁石２３と
信号発生用コイル２４とを有する電磁ピックアップより
なる角度位置センサ２にはロータ２０の１回転につき必
要進角幅だけずれた正及び負の信号電圧が発生する。

第３図は第１図に示した点火時期制御回路１３の内部回
路図である。第１図に示したコンデンサ１２の端子電圧
は脈動するため、それを第３図中の端子Ｖｉｎより定電
圧回路５０に渾いて安定化し、定電圧■゛を得る。この
定電圧Ｖ゛は以下に説明する比較器、論理回路、定電流
回路、フリップフロップ、ゲート回路等の電源として用
いられる。角度位置センサ２の出力は第３図中の端子Ａ
に導かれ、次に抵抗器１０１．１０２．１０３により適
当な電圧値でバイアスされた後、比較器１００及び２０
０の入力の１つに印加される。比較器１００の他方の入
力は、抵抗器１０４と抵抗器１０５との接続点に接続さ
れ、また比較器２００の他方の入力は接地されている。

そして、比較器１００の出力はフリップフロップ３００
のセ・ノド（Ｓ）信号とし、また、比較器２００の出力
はフリップフロップ３００のリセット（Ｒ）信号として
用いられる。ここで、フリップフロップ３００のセット
信号の立上り位置は、高速固定進角位置θ、と一致させ
てあり、リセット信号の立上り位置は低速固定進角位置
θ１と一致させである。

演算用コンデンサ１０８は、並列に定電流回路４００が
接続してあり、一端は定電圧■゛端子、他端は定電流回
路５００、アナログスイッチ６００を介して接地しであ
る。そして、このアナログスイッチ６００は、フリ・７
プフロツプ３００のＱ出力が“１”の時に、閉じるよう
にしである。

また、演算用コンデンサ１０８、定電流回路４００、定
電流回路５００との接続点は、比較器８００の一側入力
に接続されると共に、アナログスイッチ７００を介して
接地されており、このスイッチ７００は、ＯＲ回路９１
０の出力が“ｌ”の時に閉じるように構成されている。

比較器８００の＋側入力には、定電圧■゛を抵抗１０６
．１０７で分圧して、基準電圧Ｖ、が入力されることと
なる。

そして、比較器８００の出力およびフリップフロップ３
００のＱ出力はＡＮＤ回路９００の入力に接続され、Ａ
ＮＤ回路９００の出力と比較器２００の出力とはＯＲ回
路９１０の入力に接続されている。そしてＯＲ回路９１
０の出力信号を出力端子Ｉより点火信号として送り出す
と共に、ＯＲ回路９１０の出力が＠１”の時にスイッチ
７００を閉じ、演算用コンデンサ１０８の低電位側端子
を接地する。

以上に述べた構成を有する本発明による点火時期制御回
路１３の定常回転時の動作をまず第４図に示した波形図
を参照して説明し、次に本考案の狙いである始動時の動
作について説明する。

角度位置センサ２には、第４図（Ａ）に示すように、ロ
ータ２０の１回転につき１サイクルの信号電圧が発生す
る。この信号電圧の正方向電圧と同期して、比較器１０
０の出力には第４図（Ｂ）に示すようなパルス信号が発
生し、他方、負方向電圧と同期して比較器２００の出力
には第４図（Ｃ）に示すようなパルス信号が発生する。

比較器１００の出力はフリップフロップ３００のセット
信号とし、比較器２００の出力はフリップフロップ３０
０のす七ノド信号として用いられる。比較器１００の出
力信号の立上り位置は高速固定進角位置θ、と、また、
比較器２００の出力信号の立上り位置は低速固定進角位
置θ１とそれぞれ一致させであるので、フリップフロッ
プ３００のＱ出力は、第４図（Ｄ）に示したように、高
速固定進角位置θ８で“１”に立上り、低速固定進角位
置θ１で０”に立下がる波形となる。

比較器２００の出力はＯＲ回路９１０を介し、スイッチ
７００を閉じるので、低速固定進角位置θ、で、演算用
コンデンサ１０８の定電位側端子電圧は０　（Ｖ）とな
る。この時、演算用コンデンサ１０８は定電圧■゛端子
ら急速充電され、両端の電圧はＶ”　　（Ｖ）となる。

そして、比較器２００の出力が“０”になると、スイッ
チ６００と７００は共に開いた状態となり、定電流回路
４００には図示矢印方向に定電流ｉｃが流れる。この電
流は、演算用コンデンサ１０８の蓄積電荷が放電するよ
うに働くため、演算用コンデンサ１０８の両端電圧は直
線的に低下して行（。一方、演算用コンデンサ１０８の
低電位側端子電圧＝定電圧■゛−演算用コンデンサ１０
８の両端電圧であるため、演算用コンデンサ１０８の低
電位側端子電圧は直線的に上昇して行（。

次に、高速固定進角位置θ８でフリップフロップ３００
のＱ出力が“１”となり、スイッチ６００が閉じると、
定電流回路５００により、図示矢印方向に定電流ｉｄが
流れる。ここで、ｉｄ＞ｉｃとなるように設定しである
ため、１ｄ−ｉｃの電流が演算用コンデンサ１０８を充
電するように流れ、演算用コンデンサ１０８の両端電圧
はθ８の位置から直線的に上昇する。したがって、演算
用コンデンサ１０８の低電位側端子電圧は直線的に下降
し始める。（第４図（Ｆ）に示す）そして、この演算用
コンデンサ１０８の低電位側端子電圧と抵抗器１０６及
び１０７により設定された基準電圧■、とを比較器８０
０により比較し、（演算用コンデンサ１０８の端子電圧
）〈（抵抗器１０６．１０７の分圧点の電圧ＶＳ）の時
、比較器８００の出力は１１”となる（第４図（Ｇ））
。ここで、第４図は内燃機関が中速の場合の進角時の状
態を表わしており、低速固定進角時、及び高速固定進角
時の状態については後述する。比較器８００の出力とフ
リップフロップ３００のＱ出力とはＡＮＤ回路９００の
入力に導かれ、ＡＮＤ回路９００の出力は、第４図（Ｈ
）に図示のようになる。そして、ＡＮＤ回路９００の出
力と比較器２００の出力とはＯＲ回路９１０の入力に導
かれ、ＯＲ回路９１０の出力（第４図（Ｉ））にサイリ
スタ７をトリガさせるための点火信号が発生する。この
点火信号が“ｌ”になると、スイッチ７００が閉じるの
で、演算用コンデンサ１０８の低電位側端子電圧は点火
信号の立上り位置でＯｖとなり、演算用コンデンサ１０
８は急速充電され、両端の電圧はＶ”　　（Ｖ）となる
。そして、スイッチ６００及び７００が共に開く位置、
すなわち点火信号の立下り位置より演算用コンデンサ１
０８の電荷は再び定電流ｉｃで放電し始め、演算用コン
デンサ１０８の両端電圧は直線的に低下し、したがって
、演算用コンデンサ１０８の低電位側端子電圧は第４図
（Ｆ）に図示のように上昇する。

第５図は第３図に示した演算用コンデンサ１０８の低電
位側端子電圧の波形図を示す。低速固定進角時、中速進
角時、高速固定進角時の各状態における演算用コンデン
サ１０８の低電位側端子電圧の波形は、第５図図示のＮ
Ｌ、Ｎ、４、ＮＨのようになる。すなわち、低速固定進
角時は定電流Ｉ　Ｃ−による演算用コンデンサ１０８の
放電時間が長いため、演算用コンデンサ１０８の両端電
圧は低くなり、第５図の中のＮ、の如く高速固定進角位
置θ８において演算用コンデンサ１０８の低電位側電圧
が高くなり、次に演算用コンデンサ１０８の低電位側電
圧が基準電圧Ｖ、まで低下する角度位置は低速固定進角
位置θＬより遅れるので、ＯＲ回路９１０により低速固
定進角位置θ、で点火が行われる。そして、演算用コン
デンサ１０８の低電位側電圧がθ、において基準電圧■
３に等しくなるような内燃機関回転速度ＮＴＬ以下では
、点火位置は低速固定進角位置θ、にとどまることにな
る。

内燃機関の回転速度が上昇すると定電流ｉｃによる放電
時間が短くなるため、θ８における演算用コンデンサ１
０８の低電位側電圧は低くなり、このため演算用コンデ
ンサ１０８の低電位側電圧が基準電圧■、まで低下する
位置は徐々に進角側へ移行してθ、より進むことになる
。つまり、ある回転速度まで上昇すると、低速固定進角
位置θ１より進角し始める。この進角開始後の状態が第
５図のＮＭで示しである。さらに内燃機関の回転速度が
上昇すると、点火時期は高速固定進角位置θ８に近づき
、やがて演算用コンデンサ１０８の低電位側電圧は第５
図図示のＮ９の如く、θＨでも基準電圧■、より低くな
る。そして、演算用コンデンサ１０８の低電位側電圧が
０８において■ｓに達する内燃機関回転速度Ｎ７Ｈ以上
では比較器８００の出力は常に“１″となり、点火時期
はフリップフロップ３００のＱ出力が“１”に立上る位
置、すなわち高速固定進角位置θ８となる。つまり内燃
機関回転速度が上記の臨界高回転速度ＮＴＭ以上に上昇
しても点火時期はθ８に固定される。

以上に説明した点火角度の内燃機関回転速度に対する変
化の状況を第７図に示す。

次に、本発明装置が有効に作用する内燃機関の始動時、
すなわち、磁石発電機が回転し始める時の動作を、第６
図を参照して説明する。第６図において、（Ｊ）は定電
圧回路５０の出力電圧■゛を示す。

今、磁石発電機がθ８の位置から回転し始めたとすると
、定電圧回路５０の出力は直ちに（１０３ｍｓ程度）■
゛に達する。第６図（Ｆ）の実線は、演算用コンデンサ
１０８の低電位側電圧で、定電圧■゛の上昇部では、コ
ンデンサ結合のため、電源（■゛）と同じように上昇す
る。（この時点では、演算用コンデンサ１０８は全（充
電されない）そして、定電流回路４００は、定電流ｉｃ
を流そうとするが、演算用コンデンサ１０８は全く充電
電荷が無いため、実際には、ここでは電流が流されない
（電荷の移動が悪い）。

そして、θ８の位置で、フリップフロップ３００のＱ出
力が“ｌ”となってスイッチ６００が閉じると、定電流
回路５００により定電流ｉｄが流れ始める。ここでｉｄ
＞ｉｃとなるように設定しであるため、それらの差の電
流１ｄ−ｉｃが演算用コンデンサ１０８を充電するよう
に流れ、演算用コンデンサ１０８の両端電圧は上昇し始
める。

したがって、演算用コンデンサ１０８の低電位側電圧は
、■゛から直線的に低下し始める。そして、θ１の位置
で比較器２００の出力がＯＲ回路９１０を介してスイッ
チ７００を閉じるので、演算用コンデンサ１０８の低電
位側端子はＯｖと成り、この時、演算用コンデンサ１０
８の両端電圧は■０■となる。以下２サイクル目以降の
演算用コンデンサ１０８の電圧波形は、既に述べた定常
回転時と同じである。第６図（Ｆ）の点線は、従来回路
での演算コンデンサ電圧波形で、図から明らかなように
、磁石発電機がθ８から回転し始めると、１サイクル目
は、演算用コンデンサの充電角度が小さいため、θ８に
おける演算用コンデンサの電圧が低く、したがって、θ
８から放電を始めると、過進角した位置で基準電圧■、
に達するものである。

一方、本発明によれば、θ、の位置で、演算用コンデン
サ１０８の低電位側電圧は■゛と最も高い電圧であるた
め、θ４からこの電圧が下降し始めても、基準電圧■、
まで低下することはない。

したがって、１サイクル目の過進角も発生しない。

以上のように本考案によれば、なんら回路を付加するこ
となく、始動時の過進角を防止することが可能である。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明による内燃機関用電子式無接点点火装置
の全体的構成を示す概略回路図である。 第２図は第１図に図示の角度位置センサ２の概略構成を
示す１部破断斜視図である。 第３図は第１図に図示の点火時期制御回路１３の概略電
子回路図である。 第４図は第３図に図示の点火時期制御回路１３の電子回
路の各部の信号波形図である。 第５図は第３図に図示の点火時期制御回路１３の中の演
算用コンデンサ１０８の低電位側端子電圧波形の内燃機
関回転速度による変化を示す信号波形図である。 第６図は、内燃機関の始動時における、第３図に図示の
点火時期制御回路１３の定電圧電源５０の出力電圧と、
演算用コンデンサ１０８の低電位側端子電圧との変化を
示す波形図である。 第７図は内燃機関回転速度に対する点火角度の変化を示
す特性図である。 １・・・磁石発電機のコンデンサ充電用発電コイル。 ２・・・角度位置センサ９７・・・点火用サイリスタ、
８・・・主コンデンサ、９・・・点火コイル、９ａ、９
ｂ・・・それぞれ点火コイル９の１次コイル及び２次コ
イル、１０・・・点火栓、１２・・・直流電源用コンデ
ンサ。 １３・・・点火時期制御回路、５０・・・定電圧回路、
−１００，２００・・・比較器、１０８・・・コンデン
サ、３００・・・フリップフロップ、４００，５００・
・・定電流回路、６００．７００・・・アナログスイッ
チ、８００・・・比較器、９００・・・ＡＮＤ回路、９
１０・・・ＯＲ回路。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 直流電源と、 内燃機関の第１の回転角度位置およびこれより位相の遅
   れた第２の回転角度位置を検出し、それぞれ第１、第２
   の角度位置信号を出力する角度位置センサと、 一端に前記直流電源が接続されたコンデンサと、前記第
   ２の角度位置信号によって、前記コンデンサを放電し、
   第１の角度位置信号によって、前記コンデンサを充電す
   る定電流回路と、 一方に前記コンデンサの他端を、他方に基準電圧をそれ
   ぞれ入力し、前記コンデンサの他端の電圧が減少して、
   前記基準電圧に達した時に、点火信号を出力する比較手
   段と、 を備えた内燃機関用点火装置。