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技術 内燃機関用点火装置

出願人 マーレエレクトリックドライブズジャパン株式会社
発明者 木下敦文五十嵐修
出願日 1996年9月20日 (23年1ヶ月経過) 出願番号 1996-249698
公開日 1998年4月7日 (21年7ヶ月経過) 公開番号 1998-089215
状態 特許登録済
技術分野 点火時期の電気的制御 内燃機関の複合的制御 内燃機関の複合的制御
主要キーワード 点灯負荷 直流定電圧電源 アナログ演算回路 帰還用ダイオード 保護用抵抗 ゲートカソード間 放電用サイリスタ 逆流阻止ダイオード
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重要な関連分野

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図面 (5)

課題

内燃機関回転角度位置を検出するパルス信号波高値の低下を防止してS/N比を大きくし、誤動作を防止した内燃機関用点火装置を提供する。

解決手段

パルサコイルPCが発生するパルス信号Vp1及びVp2を位置検出信号S1 及びS2 に変換して点火位置の制御部12に与える波形整形回路13にバイアス回路13a及び13bを設ける。バイアス回路によりパルサコイルにバイアスをかけてノイズ信号で位置検出信号が発生するのを防止する。バイアス回路13a,13bに対して直列電流制限用抵抗R6 ,R8 を接続することによりバイアス回路のコンデンサC1 及びC2 の充電電流を制限する。抵抗R6 及びR8 の両端にそれぞれ生じる信号電圧Vs1及びVs2を基準電圧Vr1及びVr2と比較することにより位置検出信号S1 及びS2 を発生させる。

概要

背景

一般に内燃機関用点火装置は、点火信号が与えられたときに点火プラグ印加する点火用の高電圧を発生する点火回路と、点火信号の発生位置を制御する制御部とにより構成される。

近年、内燃機関排気ガス浄化や、燃費の節約、あるいは機関の出力の向上などを図るために、機関の点火位置を回転速度などの制御条件に対して正確に制御することが要求されるようになっている。そのため内燃機関用点火装置としては、点火位置を制御する制御部を、マイクロコンピュータアナログ演算回路等により構成したものが用いられるようになっている。

マイクロコンピュータやアナログ演算回路により点火位置の制御部を構成する場合には、該制御部に機関の回転情報を与える必要がある。ここで回転情報とは、機関の特定の回転角度位置を示す情報や、機関の回転速度の情報等である。

例えば、点火位置を制御する制御部をマイクロコンピュータを用いて構成する場合には、機関の特定の回転角度位置を基準位置として設定しておいて、機関の各回転速度における点火位置を、機関がその回転速度で基準位置から点火位置まで回転するのに要する時間の形で演算して、基準位置が検出されたときに該点火位置を与える時間の計測を開始させ、その時間の計測が完了したときに点火回路に点火信号を与えるようにしている。

この場合、制御部は、機関の回転速度の情報と、機関の回転角度位置が基準位置に一致したことの情報とを必要とする。また機関に取り付けられた磁石発電機の出力でマイクロコンピュータに電源電圧を与える場合には、マイクロコンピュータが正常に演算を行うことができない機関の低速時の点火位置を定めるために、機関の回転角度位置が低速時の点火位置に一致したことを示す情報を必要とする。

現在用いられている内燃機関用点火装置においては、上記のような回転情報を得るために機関に誘導子形信号発電機を取り付けている。周知のように、誘導子形の信号発電機は、内燃機関と同期回転するように設けられた回転体リラクタ誘導子)を形成してなるロータと、機関のケースカバー等に固定された信号発電子とにより構成される。一般に信号発電子は、リラクタに対向する磁極部を先端に有する鉄心と、該鉄心に巻回されたパルサコイルと、該鉄心に磁束を流す永久磁石とを有していて、ロータのリラクタが鉄心の磁極部との対向を開始する際及び該対向を終了する際にそれぞれ鉄心内で生じる磁束の変化により、パルサコイルに極性が異なる第1及び第2のパルス信号を発生する。

この種の信号発電機では、そのロータを、内燃機関に取り付けられる磁石発電機の回転子の一部を利用して構成することが多い。

図4は、内燃機関に取付けられるフライホイール磁石発電機の回転子の一部を利用して信号発電機のロータを構成した例を示したもので、同図において1は鉄などの強磁性材料によりカップ状に形成されたフライホイール、2はフライホイール1の周壁部1aの内周に固定された永久磁石であり、フライホイール1と磁石2とにより磁石回転子3が構成されている。フライホイール1はその底壁部の中央部にボス部1bを有していて、該ボス部1bが内燃機関の回転軸クランク軸)4に嵌着されている。

図示の例では、フライホイール1の周壁部の内周に固定された永久磁石2が4極の回転界磁を構成するように着磁され、フライホイール1の内側には、内燃機関のケースやカバー等に設けられた固定子取付け部に固定された4極の固定子5が配置されている。

図示の固定子5は、フライホイールのボス部1aを間隙を介して取り囲むように形成された環状の継鉄部601から90度間隔で4つの突極部602a〜602dを突出させた形状を有する4極の固定子鉄心6と、固定子鉄心6の突極部602a〜602dにそれぞれ巻回された発電コイルWa〜Wdとからなっている。

磁石回転子3と固定子5とにより磁石発電機が構成され、固定子5に設けられた発電コイルWa〜Wdには、機関の回転に伴って交流電圧誘起する。発電コイルWa〜Wdの内、1つの発電コイルWaは、点火装置点火エネルギーを供給するエキサイタコイルとして用いられる。また他の発電コイルWb〜Wdはバッテリ充電や、点灯負荷の駆動等に用いられる。

図4に示した例では、フライホイール1が信号発電機のロータ8を構成する回転体として用いられていて、該フライホイールの周壁部1aの外周に所定の円弧長を有する突起からなるリラクタ8aが形成され、フライホイール1の外側(ロータ8の外側)に、ロータ8とともに誘導子形の信号発電機を構成する信号発電子9が配置されている。信号発電子9は、リラクタ8aに対向する磁極部901aを先端に有する鉄心901と、該鉄心に巻回されたパルサコイルPCと、鉄心901に磁束を流す永久磁石902とを有している。磁石902はその一方の磁極を鉄心901に当接させ、他方の磁極を強磁性材料からなるベース板903に当接させた状態で配置されている。鉄心901、パルサコイルPC、磁石902及びベース板903は、例えば樹脂モールド部904によりモールドされて一体化される。

上記の信号発電子9は、そのベース板903を機関のケースやカバー等に設けられた取付け部に固定することにより機関に取り付けられ、鉄心901の先端の磁極部901aがロータ8の外周に対向させられる。信号発電子9とロータ8とにより、誘導子形の信号発電機10が構成されている。

上記の信号発電機においては、ロータ8のリラクタ8aが信号発電子9の鉄心の磁極部901aとの対向を開始する際及び該対向を終了する際にそれぞれ鉄心901内で生じる磁束の変化により、パルサコイルPCに極性が異なる第1及び第2のパルス信号Vp1及びVp2が誘起する。これらのパルス信号の波形は例えば図3(A)に示すようになる。

上記のように、磁石発電機の回転子の一部を利用して信号発電機のロータを構成した場合には、パルサコイルPCがフライホイール1の内周に取り付けられた磁石2から生じる漏洩磁束の変化を検出して、図3(A)にVn1及びVn2で示したようなノイズ信号を発生することが多い。また内燃機関から伝達される振動等によりパルサコイルにノイズ信号が誘起することもある。

パルサコイルPCに誘起する第1及び第2のパルス信号Vp1及びVp2の発生位置(パルス信号のレベル回路により認識され得るしきい値レベルに達する位置)は、点火位置の制御を行うために必要な回転情報を得るのに都合がよい位置に設定される。例えば、マイクロコンピュータを用いて点火位置を制御する場合には、第1のパルス信号Vp1を点火位置の計測を開始する基準位置で発生させ、第2のパルス信号Vp2を機関の低速時の点火位置で発生させるようにパルス信号Vp1及びVp2の発生位置を設定する。このように設定しておけば、第1のパルス信号Vp1が発生したことを検出することにより基準位置の情報を得ることができ、第2のパルス信号が発生したことを検出することにより機関の低速時の点火位置の情報を得ることができる。またパルス信号の発生間隔、例えば、第1のパルス信号Vp1が発生してから第2のパルス信号Vp2が発生するまでの時間を計測することにより、機関の回転速度の情報を得ることができる。

上記のような信号発電機により点火位置を制御するようにした点火装置では、信号発電機から得られるパルス信号を、波形整形回路により制御部で扱うのに都合がよい波形の位置検出信号に変換して、該位置検出信号を制御部に与えるようにしている。

図2は、上記の信号発電機を用いて、マイクロコンピュータにより機関の点火位置を制御するようにした従来の点火装置の構成を示したもので、同図において11は点火回路、12は点火回路を制御する制御部、13´はパルサコイルPCから得られる第1及び第2のパルス信号Vp1及びVp2をそれぞれ制御部12が認識し得る波形に変換して第1及び第2の位置検出信号S1 及びS2 を発生する波形整形回路である。

図示の点火回路11は、コンデンサ放電式の回路として周知のもので、点火コイルIGと、点火コイルIGの一次側に設けられた点火エネルギ蓄積用コンデンサCiと、磁石発電機内に設けられたエキサイタコイルWaの一方の半サイクル出力電圧コンデンサCi を一方の極性に充電する点火エネルギ蓄積用コンデンサ充電回路と、導通した際にコンデンサCi の電荷を点火コイルの一次コイル放電させるように設けられた放電用サイリスタThiとを備えている。図示の例では、エキサイタコイルWaの一端及び点火コイルIGの一次コイルの一端が接地され、該一次コイルの被接地側の端子にコンデンサCi の一端が接続されている。コンデンサCi の他端はカソードを該コンデンサCi 側に向けた整流用ダイオードDi1を通してエキサイタコイルWaの非接地側端子に接続されている。コンデンサCi とダイオードDi1との接続点と接地間にカソードを接地側に向けた放電用サイリスタThiが接続され、サイリスタThiのゲートカソード間には抵抗Ri が接続されている。また点火コイルの一次コイルの両端にはカソードを接地側に向けたダイオードDi2が接続されている。点火コイルIGの二次コイルの一端は該点火コイルの一次コイルの非接地側端子に接続され、二次コイルの他端は機関の気筒に取り付けられた点火プラグPの非接地側端子に接続されている。

上記の点火回路11においては、エキサイタコイルWaが図示の矢印方向の一方の半サイクルの電圧を誘起したときに、ダイオードDi とコンデンサCiとダイオードDi2及び点火コイルIGの一次コイルとを通して電流が流れて、コンデンサCi が図示の極性に充電される。制御部12からサイリスタThiのゲートに点火信号Vi が与えられると、該サイリスタが導通するため、コンデンサCi の電荷がサイリスタThiと点火コイルIGの一次コイルとを通して放電する。この放電により点火コイルの鉄心中で大きな磁束変化が生じるため、該点火コイルの二次コイルに点火用の高電圧Vh が発生する。この高電圧Vh は点火プラグPに印加されるため、該点火プラグに火花が生じ、機関が点火される。

波形整形回路13´は、パルサコイルPCの一端に第1の逆流阻止ダイオードD1 を通して一端が接続された第1のコンデンサC1 及び該第1のコンデンサの両端に並列に接続された第1の放電用抵抗R1 からなる第1のバイアス回路13aと、パルサコイルPCの他端に第2の逆流阻止ダイオードD2 を通して一端が接続された第2のコンデンサC2 及び該第2のコンデンサの両端に並列に接続された第2の放電用抵抗R2 からなる第2のバイアス回路13bと、パルサコイルPCから第1のバイアス回路13aを通してベース電流が与えられて導通するNPNトランジスタTR1 と、パルサコイルPCから第2のバイアス回路13bを通してベース電流が与えられて導通するNPNトランジスタTR2 と、第1及び第2の電流帰還用のダイオードD3 及びD4 とを備えた回路からなっている。

制御部12は、マイクロコンピュータ12aと、点火信号出力回路12bとにより構成され、波形整形回路13´のトランジスタTR1 及びTR2 のコレクタがそれぞれマイクロコンピュータ12aの入力ポートA1 及びA2 に接続されている。

図示の点火信号出力回路12bは、エミッタが図示しない直流電源正極端子に接続され、ベースが抵抗Ra1を通してマイクロコンピュータ12aの出力ポートBに接続されたPNPトランジスタTRa と、トランジスタTRa のコレクタに一端が接続された抵抗Ra2と、抵抗Ra2の他端と点火回路のサイリスタThiのゲート(点火回路の点火信号入力端子)との間にアノードを抵抗Ra2側に向けて接続されたダイオードDa とからなっている。

図2に示した波形整形回路13´においては、パルサコイルPCが第1のパルス信号Vp1を発生したときに、第1の逆流阻止ダイオードD1 と第1のバイアス回路13aのコンデンサC1 とトランジスタTR1 のベースエミッタ間回路と第1の電流帰還用ダイオードD3 とを通して電流が流れる。これによりトランジスタTR1 にベース電流が与えられるため、該トランジスタTR1 が導通し、該トランジスタのコレクタの電位が低下する。制御部12を構成するマイクロコンピュータ12aはこの電位の低下を第1の位置検出信号S1 として認識する。

第1のコンデンサC1 の電荷は、放電用抵抗R1 を通して一定の時定数で放電していく。図2の点火装置では、機関の低速時においても、次に第1のパルスVp1が発生したときに、第1のコンデンサC1 に所定の電圧が残留しているように、コンデンサC1 の放電時定数が設定されている。したがって、次に第1のパルス信号Vp1が発生したときには、コンデンサC1 の両端の電圧がパルサコイルPCにバイアス電圧として印加され、パルス信号Vp1がこのバイアス電圧を超えたときにトランジスタTR1 にベース電流が流れる。

パルサコイルPCが第2のパルス信号Vp2を発生すると、第2の逆流阻止ダイオードD2 と第2のバイアス回路13bのコンデンサC2 とトランジスタTR2のベースエミッタ間回路と第2の電流帰還用ダイオードD4 とを通して電流が流れる。これによりトランジスタTR2 にベース電流が与えられるため、該トランジスタTR2 が導通し、該トランジスタのコレクタの電位が低下する。マイクロコンピュータ12aはこの電位の低下を第2の位置検出信号S2 として認識する。

第2のコンデンサC2 の電荷は、第2のバイアス回路13bの放電用抵抗R2を通して一定の時定数で放電していくが、この第2のバイアス回路においても、次に第2のパルスVp2が発生したときに、第2のコンデンサC2 に所定の電圧が残留しているように、コンデンサC2 の放電時定数が設定されている。したがって、次に第2のパルス信号Vp2が発生したときには、コンデンサC2 の両端の電圧がパルサコイルPCにバイアス電圧として印加され、第2のパルス信号Vp2がこのバイアス電圧を超えたときにトランジスタTR2 にベース電流が流れる。

マイクロコンピュータ12aは、第1の位置検出信号S1 が発生してから第2の位置検出信号S2 が発生するまでに要する時間、または第1の位置検出信号S1 が発生してから次に再び第1の位置検出信号S1 が発生するまでに要する時間を計測して、計測した時間から機関の回転速度を演算し、演算された回転速度における機関の点火位置をマップ演算式等を用いて演算する。マイクロコンピュータ12aはまた、第1の位置検出信号S1 が発生したときに既に演算されている点火位置の計測を開始し、その計測が完了した時に出力ポートBの電位を接地電位まで低下させる。これによりトランジスタTRa が導通し、図示しない直流電源からトランジスタTRa と抵抗Ra2とダイオードDa とを通して点火回路11のサイリスタThiに点火信号Vi が与えられる。

上記のように、波形整形回路13´にバイアス回路13a及び13bを設けておくと、パルサコイルがパルス信号を発生したときにバイアス回路のコンデンサの両端に生じているバイアス電圧を適当に設定しておくことにより、ノイズ信号Vn1及びVn2により位置検出信号が発生して制御部12が誤動作するのを防ぐことができる。

なお図4に示した例では、リラクタ8aが突起からなっているが、リラクタをフライホイール(ロータを構成する回転体)の外周に設けた凹部により形成する場合もある。

概要

内燃機関の回転角度位置を検出するパルス信号の波高値の低下を防止してS/N比を大きくし、誤動作を防止した内燃機関用点火装置を提供する。

パルサコイルPCが発生するパルス信号Vp1及びVp2を位置検出信号S1 及びS2 に変換して点火位置の制御部12に与える波形整形回路13にバイアス回路13a及び13bを設ける。バイアス回路によりパルサコイルにバイアスをかけてノイズ信号で位置検出信号が発生するのを防止する。バイアス回路13a,13bに対して直列電流制限用抵抗R6 ,R8 を接続することによりバイアス回路のコンデンサC1 及びC2 の充電電流を制限する。抵抗R6 及びR8 の両端にそれぞれ生じる信号電圧Vs1及びVs2を基準電圧Vr1及びVr2と比較することにより位置検出信号S1 及びS2 を発生させる。

目的

本発明の目的は、パルス信号の波高値が低下するのを防止して、S/N比を十分に大きくし、制御部に誤信号が与えられるおそれをなくした内燃機関用点火装置を提供することにある。

効果

実績

技術文献被引用数
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請求項1

点火信号が与えられたときに点火用の高電圧を発生する点火回路と、内燃機関に取り付けられた誘導子形信号発電機内に設けられていて内燃機関の第1の回転角度位置及び第2の回転角度位置でそれぞれ極性が異なる第1のパルス信号及び第2のパルス信号を発生するパルサコイルと、前記パルサコイルの一端に第1の逆流阻止ダイオードを通して一端が接続されて前記第1のパルス信号により充電される第1のコンデンサ及び該第1のコンデンサに並列に接続された第1の放電用抵抗からなる第1のバイアス回路と、前記パルサコイルの他端に第2の逆流阻止ダイオードを通して一端が接続されて前記第2のパルス信号により充電される第2のコンデンサ及び該第2のコンデンサに並列に接続された第2の放電用抵抗からなる第2のバイアス回路とを有して、前記第1のパルス信号がしきい値レベルを超えた時及び第2のパルス信号がしきい値レベルを超えた時にそれぞれ第1の位置検出信号及び第2の位置検出信号を発生する波形整形回路と、前記第1及び第2の位置検出信号から得られる内燃機関の回転情報に基づいて前記点火信号の発生位置を制御する制御部とを備えた内燃機関用点火装置において、前記波形整形回路は、前記第1のコンデンサの他端側で前記第1のバイアス回路に対して直列に接続されて前記第1のパルス信号が発生したときに前記第1のコンデンサに流れる充電電流を制限する第1の電流制限用抵抗と、第1の基準電圧を発生する第1の基準電圧発生回路と、前記第1のパルス信号が発生したときに前記第1の電流制限用抵抗の両端に生じる第1の信号電圧を前記第1の基準電圧と比較して第1の信号電圧が第1の基準電圧よりも高くなったときに前記第1の位置検出信号を発生する第1の電圧比較器と、前記第2のコンデンサの他端側で前記第2のバイアス回路に対して直列に接続されて前記第2のパルス信号が発生したときに前記第2のコンデンサに流れる充電電流を制限する第2の電流制限用抵抗と、第2の基準電圧を発生する第2の基準電圧発生回路と、前記第2のパルス信号が発生したときに前記第2の電流制限用抵抗の両端に生じる第2の信号電圧を前記第2の基準電圧と比較して第2の信号電圧が第2の基準電圧よりも高くなったときに前記第2の位置検出信号を発生する第2の電圧比較器とを具備していることを特徴とする内燃機関用点火装置。

技術分野

0001

本発明は、内燃機関に取り付けられた信号発電機が発生するパルス信号から得られた機関回転情報に基づいて点火時期を制御する内燃機関用点火装置に関するものである。

背景技術

0002

一般に内燃機関用点火装置は、点火信号が与えられたときに点火プラグ印加する点火用の高電圧を発生する点火回路と、点火信号の発生位置を制御する制御部とにより構成される。

0003

近年、内燃機関の排気ガス浄化や、燃費の節約、あるいは機関の出力の向上などを図るために、機関の点火位置を回転速度などの制御条件に対して正確に制御することが要求されるようになっている。そのため内燃機関用点火装置としては、点火位置を制御する制御部を、マイクロコンピュータアナログ演算回路等により構成したものが用いられるようになっている。

0004

マイクロコンピュータやアナログ演算回路により点火位置の制御部を構成する場合には、該制御部に機関の回転情報を与える必要がある。ここで回転情報とは、機関の特定の回転角度位置を示す情報や、機関の回転速度の情報等である。

0005

例えば、点火位置を制御する制御部をマイクロコンピュータを用いて構成する場合には、機関の特定の回転角度位置を基準位置として設定しておいて、機関の各回転速度における点火位置を、機関がその回転速度で基準位置から点火位置まで回転するのに要する時間の形で演算して、基準位置が検出されたときに該点火位置を与える時間の計測を開始させ、その時間の計測が完了したときに点火回路に点火信号を与えるようにしている。

0006

この場合、制御部は、機関の回転速度の情報と、機関の回転角度位置が基準位置に一致したことの情報とを必要とする。また機関に取り付けられた磁石発電機の出力でマイクロコンピュータに電源電圧を与える場合には、マイクロコンピュータが正常に演算を行うことができない機関の低速時の点火位置を定めるために、機関の回転角度位置が低速時の点火位置に一致したことを示す情報を必要とする。

0007

現在用いられている内燃機関用点火装置においては、上記のような回転情報を得るために機関に誘導子形の信号発電機を取り付けている。周知のように、誘導子形の信号発電機は、内燃機関と同期回転するように設けられた回転体リラクタ誘導子)を形成してなるロータと、機関のケースカバー等に固定された信号発電子とにより構成される。一般に信号発電子は、リラクタに対向する磁極部を先端に有する鉄心と、該鉄心に巻回されたパルサコイルと、該鉄心に磁束を流す永久磁石とを有していて、ロータのリラクタが鉄心の磁極部との対向を開始する際及び該対向を終了する際にそれぞれ鉄心内で生じる磁束の変化により、パルサコイルに極性が異なる第1及び第2のパルス信号を発生する。

0008

この種の信号発電機では、そのロータを、内燃機関に取り付けられる磁石発電機の回転子の一部を利用して構成することが多い。

0009

図4は、内燃機関に取付けられるフライホイール磁石発電機の回転子の一部を利用して信号発電機のロータを構成した例を示したもので、同図において1は鉄などの強磁性材料によりカップ状に形成されたフライホイール、2はフライホイール1の周壁部1aの内周に固定された永久磁石であり、フライホイール1と磁石2とにより磁石回転子3が構成されている。フライホイール1はその底壁部の中央部にボス部1bを有していて、該ボス部1bが内燃機関の回転軸クランク軸)4に嵌着されている。

0010

図示の例では、フライホイール1の周壁部の内周に固定された永久磁石2が4極の回転界磁を構成するように着磁され、フライホイール1の内側には、内燃機関のケースやカバー等に設けられた固定子取付け部に固定された4極の固定子5が配置されている。

0011

図示の固定子5は、フライホイールのボス部1aを間隙を介して取り囲むように形成された環状の継鉄部601から90度間隔で4つの突極部602a〜602dを突出させた形状を有する4極の固定子鉄心6と、固定子鉄心6の突極部602a〜602dにそれぞれ巻回された発電コイルWa〜Wdとからなっている。

0012

磁石回転子3と固定子5とにより磁石発電機が構成され、固定子5に設けられた発電コイルWa〜Wdには、機関の回転に伴って交流電圧誘起する。発電コイルWa〜Wdの内、1つの発電コイルWaは、点火装置点火エネルギーを供給するエキサイタコイルとして用いられる。また他の発電コイルWb〜Wdはバッテリ充電や、点灯負荷の駆動等に用いられる。

0013

図4に示した例では、フライホイール1が信号発電機のロータ8を構成する回転体として用いられていて、該フライホイールの周壁部1aの外周に所定の円弧長を有する突起からなるリラクタ8aが形成され、フライホイール1の外側(ロータ8の外側)に、ロータ8とともに誘導子形の信号発電機を構成する信号発電子9が配置されている。信号発電子9は、リラクタ8aに対向する磁極部901aを先端に有する鉄心901と、該鉄心に巻回されたパルサコイルPCと、鉄心901に磁束を流す永久磁石902とを有している。磁石902はその一方の磁極を鉄心901に当接させ、他方の磁極を強磁性材料からなるベース板903に当接させた状態で配置されている。鉄心901、パルサコイルPC、磁石902及びベース板903は、例えば樹脂モールド部904によりモールドされて一体化される。

0014

上記の信号発電子9は、そのベース板903を機関のケースやカバー等に設けられた取付け部に固定することにより機関に取り付けられ、鉄心901の先端の磁極部901aがロータ8の外周に対向させられる。信号発電子9とロータ8とにより、誘導子形の信号発電機10が構成されている。

0015

上記の信号発電機においては、ロータ8のリラクタ8aが信号発電子9の鉄心の磁極部901aとの対向を開始する際及び該対向を終了する際にそれぞれ鉄心901内で生じる磁束の変化により、パルサコイルPCに極性が異なる第1及び第2のパルス信号Vp1及びVp2が誘起する。これらのパルス信号の波形は例えば図3(A)に示すようになる。

0016

上記のように、磁石発電機の回転子の一部を利用して信号発電機のロータを構成した場合には、パルサコイルPCがフライホイール1の内周に取り付けられた磁石2から生じる漏洩磁束の変化を検出して、図3(A)にVn1及びVn2で示したようなノイズ信号を発生することが多い。また内燃機関から伝達される振動等によりパルサコイルにノイズ信号が誘起することもある。

0017

パルサコイルPCに誘起する第1及び第2のパルス信号Vp1及びVp2の発生位置(パルス信号のレベル回路により認識され得るしきい値レベルに達する位置)は、点火位置の制御を行うために必要な回転情報を得るのに都合がよい位置に設定される。例えば、マイクロコンピュータを用いて点火位置を制御する場合には、第1のパルス信号Vp1を点火位置の計測を開始する基準位置で発生させ、第2のパルス信号Vp2を機関の低速時の点火位置で発生させるようにパルス信号Vp1及びVp2の発生位置を設定する。このように設定しておけば、第1のパルス信号Vp1が発生したことを検出することにより基準位置の情報を得ることができ、第2のパルス信号が発生したことを検出することにより機関の低速時の点火位置の情報を得ることができる。またパルス信号の発生間隔、例えば、第1のパルス信号Vp1が発生してから第2のパルス信号Vp2が発生するまでの時間を計測することにより、機関の回転速度の情報を得ることができる。

0018

上記のような信号発電機により点火位置を制御するようにした点火装置では、信号発電機から得られるパルス信号を、波形整形回路により制御部で扱うのに都合がよい波形の位置検出信号に変換して、該位置検出信号を制御部に与えるようにしている。

0019

図2は、上記の信号発電機を用いて、マイクロコンピュータにより機関の点火位置を制御するようにした従来の点火装置の構成を示したもので、同図において11は点火回路、12は点火回路を制御する制御部、13´はパルサコイルPCから得られる第1及び第2のパルス信号Vp1及びVp2をそれぞれ制御部12が認識し得る波形に変換して第1及び第2の位置検出信号S1 及びS2 を発生する波形整形回路である。

0020

図示の点火回路11は、コンデンサ放電式の回路として周知のもので、点火コイルIGと、点火コイルIGの一次側に設けられた点火エネルギ蓄積用コンデンサCiと、磁石発電機内に設けられたエキサイタコイルWaの一方の半サイクル出力電圧コンデンサCi を一方の極性に充電する点火エネルギ蓄積用コンデンサ充電回路と、導通した際にコンデンサCi の電荷を点火コイルの一次コイル放電させるように設けられた放電用サイリスタThiとを備えている。図示の例では、エキサイタコイルWaの一端及び点火コイルIGの一次コイルの一端が接地され、該一次コイルの被接地側の端子にコンデンサCi の一端が接続されている。コンデンサCi の他端はカソードを該コンデンサCi 側に向けた整流用ダイオードDi1を通してエキサイタコイルWaの非接地側端子に接続されている。コンデンサCi とダイオードDi1との接続点と接地間にカソードを接地側に向けた放電用サイリスタThiが接続され、サイリスタThiのゲートカソード間には抵抗Ri が接続されている。また点火コイルの一次コイルの両端にはカソードを接地側に向けたダイオードDi2が接続されている。点火コイルIGの二次コイルの一端は該点火コイルの一次コイルの非接地側端子に接続され、二次コイルの他端は機関の気筒に取り付けられた点火プラグPの非接地側端子に接続されている。

0021

上記の点火回路11においては、エキサイタコイルWaが図示の矢印方向の一方の半サイクルの電圧を誘起したときに、ダイオードDi とコンデンサCiとダイオードDi2及び点火コイルIGの一次コイルとを通して電流が流れて、コンデンサCi が図示の極性に充電される。制御部12からサイリスタThiのゲートに点火信号Vi が与えられると、該サイリスタが導通するため、コンデンサCi の電荷がサイリスタThiと点火コイルIGの一次コイルとを通して放電する。この放電により点火コイルの鉄心中で大きな磁束変化が生じるため、該点火コイルの二次コイルに点火用の高電圧Vh が発生する。この高電圧Vh は点火プラグPに印加されるため、該点火プラグに火花が生じ、機関が点火される。

0022

波形整形回路13´は、パルサコイルPCの一端に第1の逆流阻止ダイオードD1 を通して一端が接続された第1のコンデンサC1 及び該第1のコンデンサの両端に並列に接続された第1の放電用抵抗R1 からなる第1のバイアス回路13aと、パルサコイルPCの他端に第2の逆流阻止ダイオードD2 を通して一端が接続された第2のコンデンサC2 及び該第2のコンデンサの両端に並列に接続された第2の放電用抵抗R2 からなる第2のバイアス回路13bと、パルサコイルPCから第1のバイアス回路13aを通してベース電流が与えられて導通するNPNトランジスタTR1 と、パルサコイルPCから第2のバイアス回路13bを通してベース電流が与えられて導通するNPNトランジスタTR2 と、第1及び第2の電流帰還用のダイオードD3 及びD4 とを備えた回路からなっている。

0023

制御部12は、マイクロコンピュータ12aと、点火信号出力回路12bとにより構成され、波形整形回路13´のトランジスタTR1 及びTR2 のコレクタがそれぞれマイクロコンピュータ12aの入力ポートA1 及びA2 に接続されている。

0024

図示の点火信号出力回路12bは、エミッタが図示しない直流電源正極端子に接続され、ベースが抵抗Ra1を通してマイクロコンピュータ12aの出力ポートBに接続されたPNPトランジスタTRa と、トランジスタTRa のコレクタに一端が接続された抵抗Ra2と、抵抗Ra2の他端と点火回路のサイリスタThiのゲート(点火回路の点火信号入力端子)との間にアノードを抵抗Ra2側に向けて接続されたダイオードDa とからなっている。

0025

図2に示した波形整形回路13´においては、パルサコイルPCが第1のパルス信号Vp1を発生したときに、第1の逆流阻止ダイオードD1 と第1のバイアス回路13aのコンデンサC1 とトランジスタTR1 のベースエミッタ間回路と第1の電流帰還用ダイオードD3 とを通して電流が流れる。これによりトランジスタTR1 にベース電流が与えられるため、該トランジスタTR1 が導通し、該トランジスタのコレクタの電位が低下する。制御部12を構成するマイクロコンピュータ12aはこの電位の低下を第1の位置検出信号S1 として認識する。

0026

第1のコンデンサC1 の電荷は、放電用抵抗R1 を通して一定の時定数で放電していく。図2の点火装置では、機関の低速時においても、次に第1のパルスVp1が発生したときに、第1のコンデンサC1 に所定の電圧が残留しているように、コンデンサC1 の放電時定数が設定されている。したがって、次に第1のパルス信号Vp1が発生したときには、コンデンサC1 の両端の電圧がパルサコイルPCにバイアス電圧として印加され、パルス信号Vp1がこのバイアス電圧を超えたときにトランジスタTR1 にベース電流が流れる。

0027

パルサコイルPCが第2のパルス信号Vp2を発生すると、第2の逆流阻止ダイオードD2 と第2のバイアス回路13bのコンデンサC2 とトランジスタTR2のベースエミッタ間回路と第2の電流帰還用ダイオードD4 とを通して電流が流れる。これによりトランジスタTR2 にベース電流が与えられるため、該トランジスタTR2 が導通し、該トランジスタのコレクタの電位が低下する。マイクロコンピュータ12aはこの電位の低下を第2の位置検出信号S2 として認識する。

0028

第2のコンデンサC2 の電荷は、第2のバイアス回路13bの放電用抵抗R2を通して一定の時定数で放電していくが、この第2のバイアス回路においても、次に第2のパルスVp2が発生したときに、第2のコンデンサC2 に所定の電圧が残留しているように、コンデンサC2 の放電時定数が設定されている。したがって、次に第2のパルス信号Vp2が発生したときには、コンデンサC2 の両端の電圧がパルサコイルPCにバイアス電圧として印加され、第2のパルス信号Vp2がこのバイアス電圧を超えたときにトランジスタTR2 にベース電流が流れる。

0029

マイクロコンピュータ12aは、第1の位置検出信号S1 が発生してから第2の位置検出信号S2 が発生するまでに要する時間、または第1の位置検出信号S1 が発生してから次に再び第1の位置検出信号S1 が発生するまでに要する時間を計測して、計測した時間から機関の回転速度を演算し、演算された回転速度における機関の点火位置をマップ演算式等を用いて演算する。マイクロコンピュータ12aはまた、第1の位置検出信号S1 が発生したときに既に演算されている点火位置の計測を開始し、その計測が完了した時に出力ポートBの電位を接地電位まで低下させる。これによりトランジスタTRa が導通し、図示しない直流電源からトランジスタTRa と抵抗Ra2とダイオードDa とを通して点火回路11のサイリスタThiに点火信号Vi が与えられる。

0030

上記のように、波形整形回路13´にバイアス回路13a及び13bを設けておくと、パルサコイルがパルス信号を発生したときにバイアス回路のコンデンサの両端に生じているバイアス電圧を適当に設定しておくことにより、ノイズ信号Vn1及びVn2により位置検出信号が発生して制御部12が誤動作するのを防ぐことができる。

0031

なお図4に示した例では、リラクタ8aが突起からなっているが、リラクタをフライホイール(ロータを構成する回転体)の外周に設けた凹部により形成する場合もある。

発明が解決しようとする課題

0032

図4に示したような誘導子形の信号発電機を用いる場合、無負荷時には波高値が十分に高いパルス信号を得ることができるが、パルサコイルに負荷電流を流すとパルス信号の波高値が低下してしまう。

0033

図3(A)は誘導子形の信号発電機が無負荷状態にあるときに発生する信号の波形を示しており、この状態では、パルス信号Vp1及びVp2の波高値V1 及びV2 がノイズ信号Vn1及びVn2の波高値V3 及びV4 よりも十分に高い値を示している。例えば、機関の回転速度が5000[rpm]のときには、無負荷時のパルス信号Vp1及びVp2の波高値V1 及びV2 が55[V]程度であり、ノイズ信号Vn1及びVn2の波高値V3 及びV4 は4[V]程度である。

0034

ところが、パルサコイルPCに図2に示したような波形整形回路を接続した場合には、パルス信号Vp1及びVp2が発生したときにバイアス回路のコンデンサC1 及びC2 とトランジスタTR1 及びTR2 のベース・エミッタ間とを通して大きな充電電流が流れるため、図3(B)に示したようにパルス信号Vp1及びVp2の波高値が大幅に低下し、パルス信号Vp1及びVp2とノイズ信号Vn1及びVn2との差が小さくなってしまう。実測結果によると、図2の波形整形回路13´を用いた場合、機関の回転速度が5000[rpm]のときのパルス信号Vp1及びVp2の波高値V1 及びV2 は6[V]程度まで低下し、ノイズ信号の波高値V3 及びV4 (=4[V])と大差なくなってしまう。これは、パルス信号Vp1及びVp2が発生している時間が0.2[msec]程度と極めて短く、コンデンサC1 及びC2 の充電を行っている間にパルス信号Vp1及びVp2が消滅してしまうことによると思われる。

0035

上記のように、図2に示したような波形整形回路を用いた従来の点火装置では、パルス信号の波高値が相当に低くなるため、バイアス回路13a及び13bが発生するバイアス電圧を十分に高くすることができなかった。そのため、何らかの原因で波高値が高いノイズ信号が発生すると、該ノイズ電圧によっても位置検出信号が発生して、制御部に誤った情報を与え、点火装置が誤動作するという問題があった。特に、機関の高速時には大きな振動が発生するため、その振動の周波数が信号発電機の機械系共振周波数と一致すると、パルサコイルから大きなノイズ信号が発生することがある。

0036

従来は、磁石発電機の磁石からの漏洩磁束を低くする工夫をしたり、機関から信号発電機に伝達される機械的振動をできるだけ低くしたりする工夫をして、上記のような問題が起こるのを防いでいたが、機関のレイアウト上、信号発電機に伝達される振動を低くすることが難しいこともあり、制御部に誤信号が与えられるのを完全に防ぐことは難しかった。

0037

なお図4に示した例では、信号発電機のロータを構成する回転体としてフライホイール1を用いて、該フライホイールの周壁部1aの外周にリラクタ8aを形成しているが、フライホイール1のボス部1bの外周にリラクタを設ける場合もある。フライホイールのボス部の外周にリラクタを形成した場合には、パルサコイルが、磁石発電機の回転子の磁石から生じる漏洩磁束の影響を強く受けるため、フライホイールの外周にリラクタを設ける場合よりも更にパルサコイルに誘起するノイズ信号のレベルが高くなる。

0038

また磁石発電機の回転子を利用することなく、信号発電機のロータを構成するために専用に設けた回転体にリラクタを形成する場合もある。この場合には、磁石回転子の磁石から生じる漏洩磁束の影響を少なくすることができるが、信号発電機の機械系が内燃機関の振動を受けることに起因するノイズの発生を無くすことはできない。

0039

本発明の目的は、パルス信号の波高値が低下するのを防止して、S/N比を十分に大きくし、制御部に誤信号が与えられるおそれをなくした内燃機関用点火装置を提供することにある。

課題を解決するための手段

0040

本発明は、点火信号が与えられたときに点火用の高電圧を発生する点火回路と、内燃機関に取り付けられた誘導子形の信号発電機内に設けられていて内燃機関の第1の回転角度位置及び第2の回転角度位置でそれぞれ極性が異なる第1のパルス信号及び第2のパルス信号を発生するパルサコイルと、パルサコイルの一端に第1の逆流阻止ダイオードを通して一端が接続されて第1のパルス信号により充電される第1のコンデンサ及び該第1のコンデンサに並列に接続された第1の放電用抵抗からなる第1のバイアス回路と、パルサコイルの他端に第2の逆流阻止ダイオードを通して一端が接続されて第2のパルス信号により充電される第2のコンデンサ及び該第2のコンデンサに並列に接続された第2の放電用抵抗からなる第2のバイアス回路とを有して第1のパルス信号がしきい値レベルを超えた時及び第2のパルス信号がしきい値レベルを超えた時にそれぞれ第1の位置検出信号及び第2の位置検出信号を発生する波形整形回路と、第1及び第2の位置検出信号から得られる内燃機関の回転情報に基づいて前記点火信号の発生位置を制御する制御部とを備えた内燃機関用点火装置に係わるものである。

0041

本発明においては、上記波形整形回路を、第1のコンデンサの他端側で第1のバイアス回路に対して直列に接続されて第1のパルス信号が発生したときに第1のコンデンサに流れる充電電流を制限する第1の電流制限用抵抗と、第1の基準電圧を発生する第1の基準電圧発生回路と、第1のパルス信号が発生したときに第1の電流制限用抵抗の両端に生じる第1の信号電圧を第1の基準電圧と比較して第1の信号電圧が第1の基準電圧よりも高くなったときに第1の位置検出信号を発生する第1の電圧比較器と、第2のコンデンサの他端側で第2のバイアス回路に対して直列に接続されて第2のパルス信号が発生したときに第2のコンデンサに流れる充電電流を制限する第2の電流制限用抵抗と、第2の基準電圧を発生する第2の基準電圧発生回路と、第2のパルス信号が発生したときに第2の電流制限用抵抗の両端に生じる第2の信号電圧を第2の基準電圧と比較して第2の信号電圧が第2の基準電圧よりも高くなったときに第2の位置検出信号を発生する第2の電圧比較器とを備えた回路により構成した。

0042

上記第1の基準電圧は、機関が始動回転数で回転している状態で第1のパルス信号が発生した時に第1の電流制限用抵抗の両端に生じる第1の信号電圧の波高値(第1の信号電圧の最小値)よりも低い一定値に設定しておく。また第2の基準電圧は、機関が始動回転数で回転している状態で第2のパルス信号が発生した時に第2の電流制限用抵抗の両端に生じる第2の信号電圧の波高値(第2の信号電圧の最小値)よりも低い一定値に設定しておく。

0043

上記のように構成すると、第1及び第2のパルス信号が発生したときに、第1及び第2のバイアス回路のコンデンサを通して流れる充電電流が制限されるため、第1及び第2のパルス信号の波高値がつぶされることがない。従って、両パルス信号の波高値をノイズ信号の波高値に比べて十分に高くしてS/N比を大きくすることができ、バイアス回路により発生させるバイアス電圧を十分に高くして、制御部に誤信号が与えられるのを防ぐことができる。

発明を実施するための最良の形態

0044

図1は本発明に係わる点火装置の構成例を示したものである。同図において、波形整形回路13以外の部分は図2に示した従来の点火装置と全く同様に構成されており、図1において、図2に示した点火装置の各部と同一の部分にはそれぞれ同一の符号を付してある。

0045

図1に示した波形整形回路13においても、パルサコイルPCの一端に第1の逆流阻止ダイオードD1 を通して一端が接続された第1のコンデンサC1 と、該コンデンサC1 の両端に並列に接続された第1の放電用抵抗R1 とにより第1のバイアス回路13aが構成され、パルサコイルPCの他端に第2の逆流阻止ダイオードD2 を通して一端が接続された第2のコンデンサC2 と、該コンデンサC2 の両端に並列接続された第2の放電用抵抗R2 とにより第2のバイアス回路13bが構成されている。

0046

パルサコイルPCの他端と接地間にはアノードを接地に向けた第1の電流帰還用ダイオードD3 が接続され、該ダイオードD3 の両端には、抵抗値が十分に大きい抵抗R3 と静電容量が小さいコンデンサC3 とが並列に接続されている。またパルサコイルPCの一端と接地間にアノードを接地側に向けた第2の電流帰還用ダイオードD4 が接続され、該ダイオードD4 の両端には、抵抗値が十分に大きい抵抗R4 と静電容量が小さいコンデンサC4 とが並列に接続されている。

0047

第1のコンデンサC1 の他端には第1の保護用抵抗R5 を通して第1の電流制限用抵抗R6 の一端が接続され、該電流制限用抵抗R6 の他端は接地されている。従って、パルサコイルPCが第1のパルス信号Vp1を発生すると、パルサコイルPCから第1の逆流阻止ダイオードD1 と第1のコンデンサC1 と第1の保護用抵抗R5 及び第1の電流制限用抵抗R6 と第1の帰還用ダイオードD3 とを通して制限された充電電流が流れ、コンデンサC1 が図示の極性に充電される。この充電電流により第1の電流制限用抵抗R6 の両端に第1の信号電圧Vs1が発生する。

0048

図示の例では、第1の電流制限用抵抗R6 の一端に第1の保護用ダイオードD5 のアノードが接続され、該ダイオードのカソードは負極が接地された図示しない直流定電圧電源の正極端子に接続されている。保護用ダイオードD5 は、第1の信号電圧Vs1が過大になった場合に図示しない直流定電圧電源側に電流を流して該信号電圧Vs1を電源電圧以下に制限するために設けられている。

0049

第2のコンデンサC2 の他端には第2の保護用抵抗R7 を通して第2の電流制限用抵抗R8 の一端が接続され、該電流制限用抵抗R8 の他端は接地されている。従って、パルサコイルPCが第2のパルス信号Vp2を発生すると、パルサコイルPCから第2の逆流阻止ダイオードD2 と第2のコンデンサC2 と第2の保護用抵抗R7 及び第2の電流制限用抵抗R8 と第2の帰還用ダイオードD4 とを通して制限された充電電流が流れ、コンデンサC2 が図示の極性に充電される。この充電電流により第2の電流制限用抵抗R8 の両端に第2の信号電圧Vs2が発生する。

0050

電流制限用抵抗R8 の一端には第2の保護用ダイオードD6 のアノードが接続され、該ダイオードD6 のカソードは図示しない直流定電圧電源の正極端子に接続されている。この保護用ダイオードD6 により第2の信号電圧Vs2が電源電圧以下に制限される。

0051

上記第1の電流制限用抵抗R6 の抵抗値及び第2の電流制限用抵抗R8 の抵抗値は、第1及び第2のパルス信号Vp1及びVp2の波高値がつぶされるのを防ぐために十分な程度にコンデンサC1 及びC2 の充電電流を制限するように、十分大きな値に設定しておく。

0052

図示しない直流定電圧電源の出力端子間にはまた、抵抗R9 及びR10の直列回路からなる第1の基準電圧発生回路13cと、抵抗R11及びR12の直列回路からなる第2の基準電圧発生回路13dとが接続されている。第1の基準電圧発生回路13cは、直流定電圧電源の出力電圧Eを分圧して抵抗R10の両端に第1の基準電圧Vr1を発生する。また第2の基準電圧発生回路13dは図示しない直流定電圧電源の出力電圧Eを分圧して抵抗R12の両端に第2の基準電圧Vr2を発生する。第1の基準電圧Vr1は、機関が始動回転数で回転している状態で第1のパルス信号Vp1が発生したときに第1の電流制限用抵抗R6 の両端に発生する第1の信号電圧Vs1の波高値よりも小さい一定値に設定されている。また第2の基準電圧Vr2は、機関が始動回転数で回転している状態で第2のパルス信号Vp2が発生したときに第2の電流制限用抵抗R8 の両端に発生する第2の信号電圧Vs2の波高値よりも小さい一定値に設定されている。

0053

第1の電流制限用抵抗R6 の両端に得られる第1の信号電圧Vs1は、第1の基準電圧Vr1とともに第1の電圧比較器CP1 に入力されている。図示の例では、第1の信号電圧Vs1及び第1の基準電圧Vr1がそれぞれ比較器CP1 の反転入力端子及び非反転入力端子に入力され、第1の信号電圧Vs1が第1の基準電圧Vr1を超えた時に比較器CP1 の出力端子の電位が高レベルの状態から低レベルの状態に変化するようになっている。比較器CP1 の出力端子は抵抗R13を通して図示しない直流定電圧電源の正極端子に接続されるとともに、制御部12を構成するマイクロコンピュータ12aの入力ポートA1 に接続されている。

0054

また第2の電流制限用抵抗R8 の両端に得られる第2の信号電圧Vs2は、第2の基準電圧Vr2とともに第2の電圧比較器CP2 に入力されている。図示の例では、第2の信号電圧Vs2及び第2の基準電圧Vr2がそれぞれ比較器CP2 の反転入力端子及び非反転入力端子に入力され、第2の信号電圧Vs2が第2の基準電圧Vr2を超えた時に比較器CP2 の出力端子の電位が高レベルの状態から低レベルの状態に変化するようになっている。比較器CP2 の出力端子は抵抗R14を通して図示しない直流定電圧電源の正極端子に接続されるとともに、マイクロコンピュータ12aの入力ポートA2 に接続されている。その他の点は図2に示した従来の点火装置と全く同様に構成されている。

0055

図1に示した点火装置において、パルサコイルPCが機関の第1の回転角度位置で第1のパルス信号Vp1を発生し、該第1のパルス信号Vp1がコンデンサC1の両端の電圧(バイアス電圧)を超えると、パルサコイルPCから第1の逆流阻止ダイオードD1 と第1のコンデンサC1 と抵抗R5 及びR6 と電流帰還用ダイオードD3 とを通して電流が流れ、コンデンサC1 が図示の極性に充電される。このコンデンサC1 の充電電流により第1の電流制限用抵抗R6 の両端に第1の信号電圧Vs1が発生する。この信号電圧Vs1が第1の基準電圧Vr1を超えると比較器CP1 の出力端子の電位が高レベルから低レベルへと変化する。マイクロコンピュータ12aはこの電位の低下を第1の位置検出信号S1 として認識して、内燃機関の回転角度位置が第1の回転角度位置に一致したことを検出する。

0056

第1のコンデンサC1 の電荷は、第1の放電用抵抗R1 を通して一定の時定数で放電するため、コンデンサC1 の両端に生じるバイアス電圧は次第に低下していく。コンデンサC1 が放電する時間が長い機関の低速時においてもバイアス電圧がノイズ信号の波高値よりも高い値を保持するように、コンデンサC1 の放電時定数を十分に大きく設定しておく。

0057

またパルサコイルPCが機関の第2の回転角度位置で第2のパルス信号Vp2を発生し、該第2のパルス信号Vp2がコンデンサC2 の両端の電圧(バイアス電圧)を超えると、パルサコイルPCから第2の逆流阻止ダイオードD2 と第2のコンデンサC2 と抵抗R7 及びR8 と電流帰還用ダイオードD4 とを通して電流が流れ、第2のコンデンサC2 が図示の極性に充電される。コンデンサC2 の充電電流により第2の電流制限用抵抗R8 の両端に第2の信号電圧Vs2が発生する。この信号電圧Vs2が第2の基準電圧Vr2を超えると比較器CP2 の出力端子の電位が高レベルから低レベルへと変化する。マイクロコンピュータ12aはこの電位の低下を第2の位置検出信号S2 として認識して、内燃機関の回転角度位置が第2の回転角度位置に一致したことを検出する。

0058

第2のコンデンサC2 の電荷は、第2の放電用抵抗R2 を通して一定の時定数で放電するため、コンデンサC2 の両端に生じるバイアス電圧は次第に低下していく。コンデンサC2 が放電する時間が長い機関の低速時においてもバイアス電圧がノイズ信号の波高値よりも高い値を保持するように、コンデンサC2 の放電時定数を十分に大きく設定しておく。

0059

上記のように、第1のバイアス回路13a及び第2のバイアス回路13bにそれぞれ直列に抵抗値が十分に大きい第1及び第2の電流制限用抵抗R6 及びR8を接続しておくと、第1及び第2のコンデンサC1 及びC2 はそれぞれ、第1及び第2のパルス信号が発生したときに抵抗値が十分に大きい電流制限用抵抗R6及びR8 を通して充電されるため、パルス信号Vp1及びVp2の波高値がつぶされることはなく、図3(C)に示したように、第1及び第2のパルス信号Vp1及びVp2の波高値V1 及びV2 をそれぞれノイズ信号Vn1及びVn2よりも十分に大きくすることができる。

0060

実測結果によれば、図3(C)において、機関の回転速度が5000[rpm ]のときに、ノイズ信号Vn1及びVn2の波高値V3 及びV4 は4[V]であるのに対し、第1のパルス信号Vp1及び第2のパルス信号Vp2の波高値V1 及びV2 は例えば20[V]程度まで高くすることができ、S/N比を十分に大きくすることができることが確認された。パルス信号Vp1及びVp2の波高値は、電流制限用抵抗R6 及びR8 の抵抗値を調整することにより、適宜に調整することができる。

0061

図1に示した波形整形回路13において、第1及び第2の保護用抵抗R5 及びR7 はそれぞれ比較器CP1 及びCP2 を保護するために設けられている。これらの保護用抵抗R5 及びR7 は、それぞれ抵抗R6 の一端(非接地側端子)と比較器CP1 の非反転入力端子との間、抵抗R8 の一端(非接地側端子)と比較器CP2 の非反転入力端子との間に接続するようにしてもよい。また比較器CP1,CP2 によっては、保護用抵抗R5 及びR7 を省略することもできる。

0062

上記の例では、マイクロコンピュータ12aを用いて点火位置を制御するように制御部12を構成しているが、制御部に用いるマイクロコンピュータ12aは点火位置のみを制御するのではなく、内燃機関に燃料を供給するインジェクタや、排気タイミングを制御する排気バルブ等の他の制御対象をも併せて制御するものであってもよい。また点火位置を制御する制御部12は、複数の積分回路から得た積分電圧を比較することにより点火位置を求めるようにしたアナログ式演算回路を用いるものでもよい。制御部12でアナログ式の演算回路を用いる場合には、点火動作を行わせる範囲を定めるために、機関の最大進角位置と最小進角位置とを検出する必要があるため、多くの場合、最大進角位置及び最小進角位置でそれぞれ第1のパルス信号及び第2のパルス信号を発生させる。

0063

図1に示した例において、抵抗R3 ,R4 及びコンデンサC3 ,C4 は、信号発電機が発生するノイズ信号の内周波数が高い成分を除去するために設けられている。周波数成分が高いノイズ信号が問題にならない場合には、これらの抵抗及びコンデンサを省略することができる。

0064

上記の例では、点火回路11としてコンデンサ放電式の回路を用いたが、本発明において点火回路は、点火信号が与えられたときに点火用の高電圧を発生するものであればよく、その形式は問わない。例えば、点火信号が与えられたときに点火コイルの一次コイルに流しておいた電流を遮断することにより点火コイルの二次コイルに点火用の高電圧を発生させる電流遮断形の回路を用いることもできる。

0065

上記の例では、第1の信号電圧Vs1及び第2の信号電圧Vs2がそれぞれ第1の基準電圧Vr1及び第2の基準電圧Vr2を超えたときに第1及び第2の電圧比較器CP1 及びCP2 の出力端子の電位を高レベルの状態から低レベルの状態に変化させて、その電位の低下を位置検出信号として用いるようにしたが、制御部の構成によっては、第1の信号電圧Vs1及び第2の信号電圧Vs2がそれぞれ第1の基準電圧Vr1及び第2の基準電圧Vr2を超えたときに第1及び第2の電圧比較器CP1 及びCP2 の出力端子の電位を低レベルの状態から高レベルの状態に変化させて、その電位の上昇を位置検出信号として用いるようにしてもよい。

0066

上記の例では、第1のパルス信号が負極性のパルスからなり、第2のパルス信号が正極性のパルスからなっているが、第1のパルス信号を正極性とし、第2のパルス信号を負極性とする場合もある。

発明の効果

0067

以上のように、本発明によれば、バイアス回路に対して直列に電流制限用抵抗を接続して、該電流制限用抵抗の両端の電圧を基準電圧と比較することにより位置検出信号を発生させるようにしたので、バイアス回路のコンデンサを通して流れる充電電流を制限してパルス信号の波高値の低下を抑制することができる。従って、本発明によれば、S/N比を十分に大きくして制御部に誤信号が与えられるのを防ぐことができ、信号発電機が発生するノイズ信号により点火装置の誤動作が生じるのを防ぐことができる。

図面の簡単な説明

0068

図1本発明に係わる内燃機関用点火装置の構成例を示した回路図である。
図2従来の内燃機関用点火装置の構成例を示した回路図である。
図3信号発電機から得られるパルス信号の波形を示したもので、(A)は無負荷時の波形を示し、(B)及び(C)はそれぞれ従来の点火装置及び本発明に係わる点火装置における負荷時の波形を示している。
図4内燃機関用点火装置を駆動するために用いられている発電機の構成例を概略的に示した断面図である。

--

0069

PCパルサコイル
10信号発電機
11点火回路
12 制御部
13波形整形回路
13a 第1のバイアス回路
13b 第2のバイアス回路
13c 第1の基準電圧発生回路
13d 第2の基準電圧発生回路
D1 第1の逆流阻止ダイオード
D2 第2の逆流阻止ダイオード
C1 第1のコンデンサ
C2 第2のコンデンサ
R1 第1の放電用抵抗
R2 第2の放電用抵抗
R6 第1の電流制限用抵抗
R8 第2の電流制限用抵抗
CP1 第1の電圧比較器
CP2 第2の電圧比較器

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