JPS59180066A - 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】 本発明は内燃機関用点火装置に関し、特に、内燃機関の
高速運転領域において点火角度を遅角させるように自動
的に制御する無接点点火装置の改良に関する。

以下の記載においては、内燃機関をエンジンと略称する
。高回転速度において２サイクル・エンジンの高速性能
を向上させること、またエンジンの過回転を防止するこ
とを目的として、エンジンの高速回転時における点火遅
角制御機能を備えたエンジンの無接点点火装置が提案さ
れている。その１例としては、特開昭５５−１６１９６
７号（特願昭５４−６８９４４号）に開示された内燃機
関点火装置がある。

従来技術による無接点点火装置のための高速遅角装置に
おいては、例えば、設定された点火進角度位置と点火遅
角変位置とに対向するようにエンジンの回転部材上に設
けた永久磁石片と対向するように配設した単一の点火角
度信号発生コイルを使用するものにおいては、点火進角
及び遅角の制御は、上記の固定点火進角度位置を表わす
信号と固定点火遅角度位置を表わす信号との２つの点火
角度信号が発生する角度範囲内に限られていた。

そして、上記の引例のように、単一の点火角度信号発生
コイルの発生する２つの点火角度信号の中の一方の発生
角度範囲内において点火進角及び遅角の制御を行なう場
合は、当然、その制御は２つの点火角度信号の発生角度
範囲外に及ぶことはなかった。

更ニ、エンジンの点火遅角制御の中、エンジン回転速度
が設定された高回転速度を超過して上昇したとき、上記
の固定点火遅角度位置よりも更に遅角した角度位置まで
点火角度を急速に遅らせるように制御するための手段と
して、上記の引例に開示された点火装置においては、上
記の点火進角及び遅角制御用の１つの点火角度信号の発
生角度位置より早く、すなわち進角側に別の信号発生コ
イルを設けておき、それより発生する信号により一定時
間幅のパルスを発生させ、このパルスを用いて、点大進
角及び遅角制御角度範囲内において、所定の点火遅角度
まで点火コイルを駆動するスイッチング素子のトリガを
阻止するマスキングを行ない、上記のパルスの終了時期
にあらためて発生する点火コイル駆動素子のトリガ信号
の発生角度位置まで点火角度を急速に遅角させている。

しかしながらこの場合においても、この急速点火遅角制
御作用はこの点火装置の点火進角及び遅角制御角度範囲
外にまで及ぶものではなかった。

上記の従来技術における不都合を考慮し、本願発明者ら
は、本願発明者らの開発したエンジン点火進角制御装置
に付加すべき、エンジン高速回転時に動作する改良され
た遅角制御装置を発明した。

同遅角制御装置においては、第１高回転速度及び第２高
回転速度を設定し、第１及び第２高回転速度の間におい
ては、別に設けた定電流充電回路を動作させ、エンジン
点火進角制御装置に含まれた進角演算回路の進角演算用
コンデンサに対し追加の充電泪定電流を印加することに
より点火角度の漸進的遅角制御を行ない、更にエンジン
の回転速度が上昇し第２高回転速度を超過すると、パル
ス・を発生し、同パルスにより進角演算回路の出力に直
列に接続されたマスキング回路を駆動して点火進遅角度
信号の供給を阻止し、かつ上記パルスの終了と同時に別
個に発生する点火信号を点火コイルを駆動するスイッチ
ング素子のトリガ入力に送るようにして点火角度の急速
遅角制御を行なう。

従って本発明の目的は、エンジンの点火角度制御装置で
あって、進角演算用コンデンサの充放電電圧に基づいて
点火進角度を演算し点火進角度信号を出力する進角演算
回路と同進角演算回路の出力と直列に接続されたマスキ
ング回路とを備え、エンジン回転速度が１つの設定高回
転速度を超過したことを検出して信号を発生し同検出信
号によりマスキング回路を駆動して進角演算回路の出力
する点火進角度信号の通過を阻止し、かつ上記検出信号
の終了と同期して別の点火信号を発生して点火コイルを
駆動するスイッチング素子のトリガ入力端子を付勢する
構成を備えることにより、エンジン回転速度が上記の１
つの設定高回転速度を超過したときエンジンの急速遅角
制御を行なう点火角度制御装置を有するエンジン用点火
装置を提供することである。

本発明装置の点火角度制御装置は、更に進角演算回路内
の進角演算用コンデンサの充電端子に接続された出力端
を有する別の定電流充電回路を備え、エンジン回転速度
が上記の１つの設定高回転速度より低い他の設定高回転
速度を超過したことを検出して信号を発生し同検出信号
により上記の定電流充電回路を駆動して進角演算用コン
デンサの付加充電を開始する構成を有することにより、
エンジン回転速度が上記の他の設定高回転速度を超過し
たときその超過速度の大きさに応じてエンジンの漸進的
点火遅角制御を行なうことを可能にするものである。

以下、添附図面を参照しつつ本発明装置の構成及び作用
を説明する。

第１図は、２００で示す本発明装置の点火角度制御装置
を含んだエンジン用無接点点火装置の全体的構成１００
を概略的に示している。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１
０４に印加してそれを充電し、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スイッ
チング素子１０３（第１図にはその１例としてサイリス
タを示している）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１
０６に導いて点大火花を発生させる。

第２図は、第１図の中の点火角度制御装置２００の構成
を概略的にブロック図で示している。

第２図において、角度位置センサのピックアップコイル
１の出力は波形整形回路２に接続されており、波形整形
回路２の出力はフリップフロップ回路３に接続されてい
る。このフリップフロップ回路３の出力には、進角演算
回路４と一定幅パルス発生回路５とが接続されている。

進角演算回路４の出力はマスキング回路１１を介してＯ
Ｒ回路１２の一方の入力に接続されており、ＯＲ回路１
２の出力は、点火コイルの一次巻線を流れる１次電流の
スイッチングを行なう第１図図示のスイッチング素子１
０３のトリガ入力端子に接続される。

一方、一定幅パルス発生回路５の出力は？■変換回路（
周波数−電圧変換回路〕６に接続されており、このＦＶ
変換回路６の出力には比較回路７と比較回路９とが接続
されている。比較回路７の出力は、定電流充電回路８を
介して進角演算回路４に接続されており、また比較回路
９の出力はマスキング回路１１とパルス発生回路１０と
に接続されている。このパルス発生回路１０の出力はＯ
Ｒ回路１２の他方の入力に接続されている。

第３図は本発明装置の点火進角遅角特性を示している。

θ１及びθ２は、それぞれあらかじめ設定された第１固
定点火角度及び第２固定点火角度を示す。エンジン回転
速度Ｎが上昇してＮ３に達すると第１固定点火角度θ１
から直線的に進角をはじめ、Ｎ２を超過すると進角度は
飽和状態となり、第２固定点火角度θ２にとどまる。エ
ンジン回転速度ＮがＮＱを越えると、高速遅角領域に入
り、ＮｏよりＮ１までの間は点火角度θは直線的に遅角
する。エンジン回転速度Ｎが更に上昇しＮ１を超過した
場合は、いつでも直ちに、点火角度θは第１固定点火角
度θ１より更に遅角した設定遅角度θ、まで急速に遅角
する。ここで、Ｎ３　ａ　Ｎ２　ｅＮｏ及びＮｏはいず
れもあらかじめ設定されたエンジン回転速度である。ま
た、第３図に示した進角遅角動作は、エンジン回転速度
Ｎの変化とともに可通約に行なわれるものである。

進角演算回路４は、エンジン回転速度Ｎが設定回転速度
Ｎ２以下のとき進角演算を行ない、またエンジン回転速
度Ｎが設定回転速度Ｎｏ以上で設定回転速ｆＮ１以下の
ときは、比較回路７により定電流充電回路８を駆動して
第２固定点火角度θ２から第１固定点火角度θ１に向か
う遅角演算を行なうものである。また、比較回路９は、
比較回路７とともにＦＶ変換回路６よりの出力信号によ
って駆動される。エンジン回転速度Ｎが設定回転速度Ｎ
１以上になると比較回路９が動作し、マスキング回路１
１により進角演算回路４の出力をマスクし、同時に他方
ではパルス発生回路１０を駆動して、点火角度θ、より
遅れた設定点火角度θ、で点大信号を発生させる。

次に、上に述べたような回路構成を有する本発明装置の
作用を、第４図、第５図及び第６図を参照して説明する
。

エンジン回転速度Ｎが設定回転速度Ｎ。以下のときの回
路各部の波形の位相関係を第４図に示す。

１ 第４図において、Ａは角度位置センサのピックアップコ
イル１の出力電圧波形を示し、Ｂは波形整形回路２の１
つの出力信号波形、Ｃは波形整形回路２の他の１つの出
力信号波形、Ｄはフリップフロップ回路３の出力信号波
形、Ｇは、フリップフロップ回路３の信号でトリガされ
た後一定時間幅を有するパルスを発生するパルス発生回
路（例えば、単安定マルチバイブレータ）５の出力パル
ス、Ｈ及びＸは一定幅パルス発生回路５の出力パルスに
よってトリガされるＦＶ変換回路６の出力電圧波形、Ｅ
は進角演算回路４の中において、進角演算用コンデンサ
（第７図中に２７で示す）が、定電流充電回路と、フリ
ップフロップ回路３の出力信号りによって駆動される定
電流放電回路とより送られる電流により充放電を繰り返
すとき生じる充放電電圧波形を示している。また、充放
電電圧波形Ｅの中に示された■１は、進角演算回路４の
中において充放電電圧波形Ｅのレベルと比較するために
設定されたしきい値を示している。

ここで、ＦＶ変換回路６は、−例として、第７２ 図に示したように、定電流回路３３、スイッチ回路３４
、抵抗３５及びコンデンサ３６で構成され、それは、一
定幅パルス発生回路５の出力Ｇにより１定時間ごとにス
イッチ回路３４を閉じることによって抵抗３５、コンデ
ンサ３６による充放電をくりかえし、Ｆｖ変換回路６の
出力は、第４図、第５図及び第６図中に示したＨ及びＸ
のような脈動波形をもつ。そして、エンジン回転速度Ｎ
が設定回転速度Ｎｏ以下のときは、第４図に示したよう
に、Ｆｖ変換回路６の出力電圧波形ＨおよびＫは、それ
ぞれ比較回路７及び９のしきい値■２及びｖ３以下であ
り、従って比較回路７及び９の出力は第４図図示の工及
びＬのように零であるため、ＯＲ回路１２の出力には、
進角演算回路４の充放電電圧波形Ｅが進角度θ１から０
２の間でしきい値ｖ１　　を横切る時に発生するパルス
、すなわち進角演算回路４の出力点火信号Ｆをそのまま
発生する。

次に、エンジン回転速度Ｎが上昇し設定回転速度Ｎｏ以
上で設定回転速度Ｎ工具下になると、第５図に示すよう
な位相関係になり、Ｆｖ変換回路６の出力電圧波形Ｈは
比較回路７のしきい値■２を越えるので比較回路７は出
力信号工を発生し、それはフリップフロップ回路３の出
力信号りとともに定電流充電回路８に送られ、それを駆
動することにより進角演算回路４に追加の充電電流を供
給し、その中の進角演算用コンデンサ（第７図中の進角
演算用コンデンサ２７）を充電する。この充電によりＥ
の充放電電圧波形は持ち上げられるので充放電電圧波形
Ｅはより大きくしきい値Ｖ工をこえることになり、それ
により、点火信号Ｐの発生位置はθ２からθ、へ向かう
方向に遅角する。

エンジン回転速度Ｎがさらに上昇し設定回転速度Ｎ０以
上になると、第６図に示すような位相関係になり、ＩＩ
′ｖ変換回路６の出力電圧波形には、比較回路９のしき
い値ｖ３を越える。このとき比較回路９の出力信号りに
より駆動されたマスキング回路１１が進角演算回路４で
発生するθｌから０２までの間の点火信号Ｆをマスクす
る。同時に、比較回路９の出力波形りの立下り位置にお
いてトリガされるパルス発生回路１０により、Ｍに示す
ようにθ１よりも遅れた設定点火角度位置θ６において
点火パルスを発生させ、ＯＲ回路１２を経て第１図図示
のスイッチング素子１０３のトリが入力端子に送給する
。

第７図に、本発明装置の点火角度制御装置の具体的回路
構成を示す。

第７図においては、第２図の構成素子と同−又は対応す
る素子は同一符号で示しである。１は角度位置センサの
ピックアップコイル、２は波形整形回路、３はフリップ
フロップ回路、５は一定幅パルス発生器を示す。第２図
に示した進角演算回路４は、第７図においては定電流回
路２４及び２５、進角演算用コンデンサ２７、スイッチ
回路２６及び２８、比較器２９、ＡＮＤ回路３０ならび
にＯＲ回路３１により構成されている。また、第２図中
のＦＶ変換回路６は、第７図においては定電流回路３３
、抵抗３５、コンデンサ３６及びスイッチ回路３４によ
り構成されている。第２図中の比較回路７は、第７図で
は比較器７で、第２図中の比較回路９は、第７図では比
較器９で構成さ５ はＮＯＲ回路３９、定電流回路４０及びスイッチ回路４
１で構成される。第２図中のマスキング回路１１は、第
７図ではスイッチ回路４４、比較器４５及びＡＮＤ回路
４６で構成される。第２図中のパルス発生回路１０は、
第７図においてはインバータ回路４２とパルス発生器４
３とにより構成さ回路構成を示す第７図について説明す
る。ここでは、第２図、第３図、第４図、第５図及び第
６図を参照した上記の説明との重複を避け、進角演算回
路４、定電流充電回路８及びマスキング回路１１の作用
を主として説明する。

まず、角度位置センサのピックアップコイル１よりは、
エンジンの回転とともに、第１の固定角度θ１及び第２
の固定角度θ２に対応して、第７図に示したように、そ
れぞれ第１及び第２角度信号Ａを発生する。第１及び第
２角度信号は波形成形回路２により波形整形され、それ
ぞれパルス０及び６ Ｂとなる。パルスＢ及びＯはそれぞれフリップフロップ
回路のセット及びリセット入力端子に導かれ、フリツプ
フレ２ブ回路の出力には矩形波信号りを生じる。

進角演算回路４においては、進角演算用コンデンサ２７
は定電流回路２４により定電流の供給を受けて充電され
、その端子電圧は直線状に上昇する。フリップフロップ
３の出力矩形波信号りが入力するとスイッチ回路２６を
閉じるので、進角演算用コンデンサ２７は、より大きい
定電流回路２５の定電流と定電流回路２４の定電流との
差の電流により放電し、その端子電圧は直線状に下降す
る。進角演算用コンデンサ２７の充放電電圧波形瓦は、
比較器２９の十入力端子に印加され、その−入力端子に
印加されている基準信号の電圧■１と比較される。比較
器２９の出力信号はフリップ７０ツブ３の出力矩形波信
号りとともにＡＮＤ回路３０の入力端に導かれる。ＡＮ
Ｄ回路３０の出力信号はパルス０とともにＯＲ回路３１
の入力端に導かれ、ＯＲ回路３１はその出力端に点火信
号Ｆを発生する。また、パルスＯは同時にスイッチ回路
２８にも送給され、それを一時的に閉じることにより進
角演算用コンデンサ２７を完全に放電させ＼定電流回路
２４による次の充電サイクルの用意をする。

定電流充電回路８に含まれた定電流回路４０は、スイッ
チ回路４１を介して進角演算回路４の進角演算用コンデ
ンサ２７の充電端子に接続されている。エンジン回転速
度Ｎが上昇して設定回転速度ＮＱを超過すると、比較回
路７はその出力端に矩形波信号工を発生する。比較回路
７の出力信号工は、フリップフロップ回路３の出力矩形
波信号りとともに定電流充電回路８の中のＮＯＲ回路３
９の入力端に送られる。ＮＯＲ回路３９は出力信号Ｊを
発生し、それによりスイッチ回路４１を閉じ、定電流回
路４０より進角演算用コンデンサ２７へ速度Ｎ１を超過
すると、比較回路９はその出力端に矩形波信号りを発生
し、それはマスキング回路１１に送られ、その中のスイ
ッチ回路４４を駆動しそれを閉成する。スイッチ回路４
４が閉じる前には、比較器４５の十入力端子には、その
−入力端子に印加された電圧■４より大きい電圧■。０
が印加され、その出力端には高レベル出力信号を発生し
、それをＡＮＤ回路４６の一方の入力端に送りそのゲー
トを開いている。信号りによって駆動されてスイッチ回
路４４が閉じると、比較器４５の出力信号は低レベルに
なるのでＡＮＤ回路４６のゲートを閉じる。ＡＮＤ回路
４６の他方の入力端には進角演算回路４よりの出力点火
信号Ｆが送られているので、信号りがマスキング回路１
１に印加されることによりマスキング回路は点火信号Ｆ
をマスクし、その通過を阻止する。

矩形波信号りは同時に、インバータ回路４２とパルス発
生器４３とにより構成されているパルス発生回路１０に
印加される。矩形波信号りが立下るとき、パルス発生回
路１０の中のインバータ回路４２は高レベル信号を出力
してパルス発生器４３を駆動し、その出力端より、進角
演算回路４９ より発生する点火信号Ｆとは別個の急速遅角点大信号Ｍ
を発生しＯＲ回路１２の一方の入力端に送給する。

ＯＲ回路１２は、マスキング回路１１を通過した点火信
号Ｆ′及び急速遅角点大信号Ｍをそれぞれその入力端に
受け、そのいずれか一方をその出力信号Ｐとして点火コ
イルを駆動するスイッチング素子１０３のトリガ入力端
子に送給する。

以上の説明により明らかなように、本発明によるエンジ
ン用点火装置によれば、無接点点火装置における点火進
角制御作用と併せて、エンジン回転速度Ｎが設定高回転
速度Ｎ１を超過したとき急速遅角制御が可能になる。な
お更に、エンジン回転速度Ｎが設定回転速度のＮＱとＮ
１との間にあるときは、エンジン回転速度Ｎの変化に対
し直線的に変わる遅角制御を行なうことができ、これを
上記の急速遅角制御と併用することができる。

また、本発明装置を適用した無接点点火装置においては
、単一の角度位置センサを用いてすべての進角及び遅角
制御のための基準回転角度信号を０ 得ることができる。

本発明装置は上記のようなすぐれた利点を有するので、
コンパクトな構成を用いて、エンジンの高速運転性能を
向上させるために、またエンジンの過回転防止のために
、大きな効果を与えることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明装置の点火角度制御装置を含んだエンジ
ン用無接点点火装置の全体的構成を示す概略図である。 第２図は、本発明装置の点火角度制御装置の構成を概略
的に示すブロック線図である。 第６図は、本発明による内燃機関用点火装置の点火進角
遅角特性曲線図である。 第４図、第５図及び第６図は、本発明装置の動作を説明
するための回路各部の動作波形図である。 第７図は、本発明装置の点火角度制御装置の具体的回路
構成を示す電気回路図である。 （符号の説明） １・・・角度位置センサのピックアップコイル、２・・
・波形整形回路、３・・・アリツブフロップ回路、４・
・・進角演算回路、５・・・一定幅パルス発生回路、６
・・・ＦＶ変換回路、７，９・・・比較回路、８・・・
定電流充電回路、１０・・・パルス発生回路、１１・・
・マスキング回路、１２・・・ｏｎ＠路、２４．２５・
・・定電流回路、２６．２８・・・スイッチ回路、２７
・・・進角演算用コンデンサ、２９・・・比較器、３０
・・・ＡＮＤ回路、３１・・・ＯＲ回路、１００・・・
エンジン用無接点点火装置、１０１・・・磁石発電機の
発電コイル、１０２・・・整流素子、１０３・・・スイ
ッチング素子、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。 代理人　浅　村　　　皓 外４名 牙１図　　　　　　　　　　ぢ′ 牙２図 牙３図　（４５） ト↑ｌコ 莢 ＭＩＩ　　　　　　　　（ＬＯ） １

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 （１１点火角度制御装置を有する内燃機関用点火装置に
   おいて、前記点火角度制御装置は、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
   ・変位置を検出し、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、
   前記第１及び第２の固定角度位置信号に応答し定電流回
   路を介して充放電を行なう進角演算用コンデンサと、前
   記進角演算用コンデンサの端子電圧を基準信号の電圧と
   比較し比較結果を表わす矩形波信号を出力する比較回路
   と、前記比較回路の出力矩形波信号と前記第１及び第２
   の固定角度位置信号とに応答して点火進角度信号を出力
   する論理回路とを含む進角演算回路、 前記内燃機関の回転速度が１つの設定高回転速度を超過
   したことを表わすパルス信号を発生する回路、 前記進角演算回路の出力と直列に接続され、前記１つの
   設定高回転速度パルス信号に応動して前記進角演算回路
   の出力信号の通過を阻止するマスキング回路、 前記１つの、設定高回転速度パルス信号の終了に同期し
   て点火パルス信号を発生するパルス発生回路、及び 入力端が前記マスキング回路の出力端と前記パルス発生
   回路の出力端とに接続された論理和回路を包含しており
   、前記内燃機関の回転速度が前記１つの設定高回転速度
   を超過したとき前記内燃機関の急速点大遅角制御を行な
   うように構成された内燃機関用点火装置。 （２、特許請求の範囲第１項に記載の内燃機関用点火装
   置であって、前記点火角度制御装置は、更に、前記内燃
   機関の回転速度が前記１つの設定高回転速度より低い他
   の設定高回転速度を超過したことを表わすパルス信号を
   発生する回路、及び定電流回路を含み、かつ前記進角演
   算回路内の前記進角演算用コンデンサの充電端子に接続
   された出力端を有し、前記他の設定高回転速度パルス信
   号に応動して、前記進角演算用コンデンサの付加充電用
   の定電流の供給を開始する別の定電流充電回路、 を包含しており、前記内燃機関の回転速度が前記他の設
   定高回転速度を超過したとき前記内燃機関の回転速度と
   前記他の設定高回転速度との差に応じて前記内燃機関の
   漸進的点火遅角制御を行なうように構成された内燃機関
   用点火装置。