(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
内燃機関の点火時期に対応して点火信号を出力する点火信号発生回路と、
電源より給電され前記内燃機関に供給する点火用高電圧を発生するための１次電流を前記点火信号に基づき点火コイルに供給する点火回路と、
前記内燃機関により駆動される三相発電機の１相だけの交流出力を入力し、その交流出力波形に対して積分回路を動作させ、その積分回路の積分出力を比較回路にて所定の設定値と比較し、前記交流出力波形の後半または前半を示す制御信号を発生する失火制御信号発生回路と、
前記失火制御信号発生回路からの制御信号と前記三相発電機に配設されたタイミングセンサからの出力信号とに基づき前記点火信号発生回路から前記点火回路に与えられる前記点火信号を阻止する点火阻止回路と
を具備することを特徴とする内燃機関用無接点点火装置。
【請求項２】
内燃機関の点火時期に対応して点火信号を出力する点火信号発生回路と、
電源より給電され前記内燃機関に供給する点火用高電圧を発生するための１次電流を前記点火信号に基づき点火コイルに供給する点火回路と、
前記内燃機関により駆動される三相発電機の１相だけの交流出力を入力し、その交流出力波形が所定値を越える検出信号を信号出力回路から出力し、その信号出力回路からの検出信号に応答して積分回路を動作させ、その積分回路の積分出力を比較回路にて所定の設定値と比較し、前記交流出力波形の後半または前半を示す制御信号を発生する失火制御信号発生回路と、
前記失火制御信号発生回路からの制御信号と前記三相発電機に配設されたタイミングセンサからの出力信号とに基づき前記点火信号発生回路から前記点火回路に与えられる前記点火信号を阻止する点火阻止回路と
を具備することを特徴とする内燃機関用無接点点火装置。
【請求項３】
内燃機関の点火時期に対応して点火信号を出力する点火信号発生回路と、
電源より給電され前記内燃機関に供給する点火用高電圧を発生するための１次電流を前記点火信号に基づき点火コイルに供給する点火回路と、
前記内燃機関により駆動される三相発電機の１相だけの交流出力を入力し、その交流出力波形のほぼ中央を示す特徴部分を波形検出回路にて検出し、前記交流出力波形の後半または前半を示す制御信号を発生する失火制御信号発生回路と、
前記失火制御信号発生回路からの制御信号と前記三相発電機に配設されたタイミングセンサからの出力信号とに基づき前記点火信号発生回路から前記点火回路に与えられる前記点火信号を阻止する点火阻止回路と
を具備することを特徴とする内燃機関用無接点点火装置。
【請求項４】
前記点火信号発生回路は、
前記内燃機関の所定の回転角度位置を検出して点火信号を出力する固定点火位置回路を具備することを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれか１つに記載の内燃機関用無接点点火装置。
【請求項５】
前記失火制御信号発生回路は、前記交流出力波形の正方向出力のほぼ中央から始まる制御信号または最初からほぼ中央までの制御信号を発生することを特徴とする請求項１乃至請求項４のいずれか１つに記載の内燃機関用無接点点火装置。
【請求項６】
前記比較回路は、
前記内燃機関の回転数に応じて前記設定値を補正する補正回路を具備することを特徴とする請求項１乃至請求項５のいずれか１つに記載の内燃機関用無接点点火装置。
【請求項７】
前記補正回路は、前回の前記積分回路の積分出力に応じて前記設定値を補正することを特徴とする請求項６に記載の内燃機関用無接点点火装置。
【請求項８】
前記比較回路は、
前記交流出力波形に応じて前記設定値を補正する補正回路を具備することを特徴とする請求項１乃至請求項５のいずれか１つに記載の内燃機関用無接点点火装置。
【請求項９】
前記補正回路は、前回の前記積分回路の積分出力に応じて前記設定値を補正することを特徴とする請求項８に記載の内燃機関用無接点点火装置。
【請求項１０】
前記積分回路は、前記内燃機関が最低使用回転数であるときに前記交流出力波形が所定値を越える時間幅より十分に長い時定数を持つことを特徴とする請求項１乃至請求項５のいずれか１つに記載の内燃機関用無接点点火装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、三相発電機を内蔵する内燃機関の逆転持続防止及び逆転ケッチン現象を防止する内燃機関用無接点点火装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、内燃機関用無接点点火装置に関連する先行技術文献としては、特開昭６３−２７７８６１号公報にて開示されたものが知られている。このものでは、三相磁石発電機の出力電圧とタイミングセンサ信号との位相関係により逆転検出する技術が示されている。
【０００３】
また、特開昭６３−２８０８６４号公報にて開示されたものが知られている。このものでは、三相磁石発電機出力の２相分を取出して、ＡＮＤ（論理積）をとる範囲を広げることで逆転時の点火を防止する技術が示されている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、前者においては、三相磁石発電機に接続される負荷及び回転数によってはその出力における正と負との角度幅に差が生じて正の角度幅が長くなり、更に、タイミングセンサに対向する突起幅が広いと、タイミングセンサ出力と三相磁石発電機出力のＡＮＤをとる範囲が非常に狭くなり、逆転失火できなくなるという不具合があった。
【０００５】
また、後者のように、三相磁石発電機の２相分の位相を識別して出力端子を接続するものはコスト高となるという不具合があった。
【０００６】
そこで、この発明は、かかる不具合を解決するためになされたもので、三相発電機出力のうち１相分だけの出力とタイミングセンサ信号とで確実に位相検出でき、逆転時に失火可能な内燃機関用無接点点火装置の提供を課題としている。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
請求項１の内燃機関用無接点点火装置によれば、点火信号発生回路で内燃機関の点火時期に対応して出力される点火信号に基づき点火回路で電源から給電され内燃機関に供給する点火用高電圧を発生するための１次電流が点火コイルに供給される。一方、失火制御信号発生回路では内燃機関により駆動される三相発電機の１相だけの交流出力が入力され、その交流出力波形に対して積分回路で積分動作が行われ、その積分出力が比較回路で所定の設定値と比較され、交流出力波形の後半または前半を示す制御信号が発生され、その制御信号に基づき点火阻止回路で点火信号発生回路から点火回路に与えられる点火信号が内燃機関の逆転時に失火され阻止される。このため、三相発電機の１相だけの交流出力で適切な角度幅の制御信号を得ることができ、内燃機関の正転時に点火回路に出力される点火信号が、内燃機関の逆転時にあっては阻止されることで確実に失火させることができる。
【０００８】
請求項２の内燃機関用無接点点火装置によれば、点火信号発生回路で内燃機関の点火時期に対応して出力される点火信号に基づき点火回路で電源から給電され内燃機関に供給する点火用高電圧を発生するための１次電流が点火コイルに供給される。一方、失火制御信号発生回路では内燃機関により駆動される三相発電機の１相だけの交流出力が入力され、その交流出力波形が所定値を越える検出信号が信号出力回路から出力され、その検出信号に応答して積分回路で積分動作が行われ、その積分出力が比較回路で所定の設定値と比較され、交流出力波形の後半または前半を示す制御信号が発生され、その制御信号に基づき点火阻止回路で点火信号発生回路から点火回路に与えられる点火信号が内燃機関の逆転時に失火され阻止される。このため、三相発電機の１相だけの交流出力で適切な角度幅の制御信号を得ることができ、内燃機関の正転時に点火回路に出力される点火信号が、内燃機関の逆転時にあっては阻止されることで確実に失火させることができる。
【０００９】
請求項３の内燃機関用無接点点火装置によれば、点火信号発生回路で内燃機関の点火時期に対応して出力される点火信号に基づき点火回路で電源から給電され内燃機関に供給する点火用高電圧を発生するための１次電流が点火コイルに供給される。一方、失火制御信号発生回路では内燃機関により駆動される三相発電機の１相だけの交流出力が入力され、その交流出力波形のほぼ中央を示す特徴部分が波形検出回路にて検出され、交流出力波形の後半または前半を示す制御信号が発生され、その制御信号に基づき点火阻止回路で点火信号発生回路から点火回路に与えられる点火信号が内燃機関の逆転時に失火され阻止される。このため、三相発電機の１相だけの交流出力で適切な角度幅の制御信号を得ることができ、内燃機関の正転時に点火回路に出力される点火信号が、内燃機関の逆転時にあっては阻止されることで確実に失火させることができる。
【００１０】
請求項４の内燃機関用無接点点火装置では、請求項１乃至請求項３のいずれか１つの点火信号発生回路が内燃機関の所定の回転角度位置を検出して点火信号を出力する固定点火位置回路を備えている。このような出力信号を発生する固定点火位置回路は構成が簡単であって、確実に点火信号を発生させることができる。
【００１１】
請求項５の内燃機関用無接点点火装置では、請求項１乃至請求項４のいずれか１つの失火制御信号発生回路で交流出力波形の正方向出力のほぼ中央から始まる制御信号または最初からほぼ中央までの制御信号が発生される。このように、制御信号の角度幅を交流出力波形の正方向出力のほぼ中央に対して前後で適宜設定できるため、点火回路への点火信号を内燃機関の逆転時に確実に阻止し失火させることができる。
【００１２】
請求項６の内燃機関用無接点点火装置では、請求項１乃至請求項５のいずれか１つの比較回路の補正回路で内燃機関の回転数に応じて設定値が補正される。このため、より適切な角度幅の制御信号を得ることができ、点火回路への点火信号を内燃機関の逆転時に確実に阻止し失火させることができる。
【００１３】
請求項７の内燃機関用無接点点火装置では、請求項６の補正回路で前回の積分回路の積分出力に応じて設定値が補正される。このため、より適切な設定値となり、結果として適切な角度幅の制御信号を得ることができ、点火回路への点火信号を内燃機関の逆転時に確実に阻止し失火させることができる。
【００１４】
請求項８の内燃機関用無接点点火装置では、請求項１乃至請求項５のいずれか１つの比較回路における補正回路で交流出力波形に応じて設定値が補正される。このため、より適切な角度幅の制御信号を得ることができ、点火回路への点火信号を内燃機関の逆転時に確実に阻止し失火させることができる。
【００１５】
請求項９の内燃機関用無接点点火装置では、請求項８の補正回路で前回の積分回路の積分出力に応じて設定値が補正される。このため、より適切な設定値となり、結果として適切な角度幅の制御信号を得ることができ、点火回路への点火信号を内燃機関の逆転時に確実に阻止し失火させることができる。
【００１６】
請求項１０の内燃機関用無接点点火装置では、請求項１乃至請求項５のいずれか１つの積分回路が内燃機関が最低使用回転数であるときに交流出力波形が所定値を越える時間幅より十分に長い時定数を持つものである。したがって、積分回路からの出力信号はその入力信号である三相発電機の１相だけの交流出力波形における時間幅分をほぼ立上がり時間とすることができ、比較回路で波形整形されたのちの制御信号の角度幅を狭めて後半の方にずらすことができる。更に、積分回路出力のピーク値を回転数に関わらずほぼ一定にできる。このため、比較回路の所定値を一定電圧とすることができ、補正回路を省いた簡単な構成で確実に逆転失火できる。
【００１８】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を具体的な実施の形態に基づいて説明する。
【００１９】
〈実施の形態１〉
図１は本発明の第一の実施の形態にかかる内燃機関用無接点点火装置の全体構成を示す回路図、図２は図１を動作させたときのタイムチャートであり、図２（ａ）は正転時、図２（ｂ）は逆転時を示す。
【００２０】
図１において、１は三相磁石発電機等の三相発電機、１ａ，１ｂ，１ｃは三相発電機１の各相の電機子巻線である。三相発電機１の電機子巻線１ａ，１ｂ，１ｃの各出力端子ａ，ｂ，ｃは整流と定電圧出力のための出力制御回路２を介してバッテリ３及びバッテリ３に並列に接続されたランプ等の電気負荷４と接続される。このうち、三相発電機１の出力端子ａは失火制御信号発生回路２５０を形成する積分回路３００と接続される。また、三相発電機１に配設されたタイミングセンサ１ｆは点火制御回路２００と接続されると共に、固定点火位置回路５００と接続される。なお、三相発電機１の１相の出力端子ａの交流出力波形（電圧信号）Ｖａとタイミングセンサ１ｆの電圧信号Ｖｄとの位相関係は、図２に示すように予め設定されている。
【００２１】
５は回路電源供給用のダイオードであり、ダイオード５はバッテリ３が逆接続されたときに回路を保護する。なお、本実施の形態では、バッテリ３及び三相発電機１の整流出力を電源としているが、バッテリ３または三相発電機１の整流出力のいずれか一方のみを電源としてもよい。６はＤＣ−ＤＣコンバータであり、ＤＣ−ＤＣコンバータ６は点火回路１００の点火用コンデンサ８を充電するための電流を出力する。点火回路１００は、点火用コンデンサ８の他、後述の点火信号Ｖｆを入力して点火開始するためのサイリスタ７、逆起電力を防止するダイオード９からなり、本実施の形態における点火回路１００は容量放電点火回路を形成している。また、１０は点火コイルであり、点火コイル１０は鉄芯に巻回された１次側コイル１１ａ及び２次側コイル１１ｂからなる。１２は点火プラグ、１３は回路保護用抵抗、１４はａ相検出用抵抗である。
【００２２】
点火制御回路２００は点火時期等を制御し、定電圧Ｖｃｃの出力端子も内蔵している。積分回路３００は三相発電機１の出力端子ａの出力信号Ｖａを抵抗１５を介しコンデンサ１８に充電し、出力が下がったときに抵抗１７とダイオード１６との直列回路及び抵抗１５を介して放電するように構成されている。充電の時定数は、内燃機関の使用最低回転数における充電時間以上となるように予め設定されており、放電の時定数よりも大きく設定されている。
【００２３】
また、失火制御信号発生回路２５０を形成する比較回路４００は点火制御回路２００からの定電圧Ｖｃｃ出力を抵抗２１と抵抗２２とにより予め設定された分圧値である所定電圧の設定値Ｖｒと積分回路３００におけるコンデンサ１８の充放電電圧信号Ｖｂとをコンパレータ２３にて比較する。２０はコンパレータ２３の入力保護用の抵抗、１９はコンパレータ２３の負入力保護用のダイオードである。
【００２４】
固定点火位置回路５００は抵抗２４，２５及びトランジスタ２６からなり、タイミングセンサ１ｆからの電圧信号Ｖｄの正方向の出力が所定値Ｖｓに対応した矩形波Ｖｅを出力する。点火阻止回路６００は抵抗３０及びトランジスタ３１からなり、比較回路４００の制御信号ＶｃがＨ（高）レベルで固定点火位置回路５００の出力信号ＶｅがＬ（低）レベルのときにダイオード３２を介して点火回路１００のサイリスタ７のゲートに点火信号Ｖｆを出力する。
【００２５】
次に、図２のタイムチャートを参照し、その動作について説明する。
【００２６】
〈正転時の動作：図２（ａ）参照〉
正転時には各出力信号は、図２（ａ）のような位相関係となる。三相発電機１の出力端子ａの出力信号Ｖａにより抵抗１５を介しコンデンサ１８が充電され、その出力信号Ｖａが下がったときは抵抗１７とダイオード１６との直列回路及び抵抗１５を介しコンデンサ１８が放電される。このコンデンサ１８の電圧信号Ｖｂがコンパレータ２３で所定電圧の設定値Ｖｒと比較され、コンパレータ２３はコンデンサ１８の電圧信号Ｖｂが設定値Ｖｒ以下のときＬレベル、設定値Ｖｒ以上のときＨレベルの信号を出力する。
【００２７】
一方、三相発電機１の出力に同期した突起１ｅによるタイミングセンサ１ｆからの出力信号Ｖｄが抵抗２４を介しトランジスタ２６のベースに流れるとトランジスタ２６はＯＮとなり、タイミングセンサ１ｆの正方向の電圧幅が所定値Ｖｓに対応したＬレベルの矩形波Ｖｅが出力される。すると、トランジスタ３１はＯＦＦとなりそのコレクタ電圧は比較回路４００のコンパレータ２３の出力であるＨレベルとなる。したがって、正転時には比較回路４００の制御信号ＶｃのＨレベルと固定点火位置回路５００の出力信号ＶｅのＬレベルが重なる範囲が存在するため、点火信号Ｖｆが点火回路１００に出力され点火動作が行われる。
【００２８】
〈逆転時の動作：図２（ｂ）参照〉
逆転時には各出力信号は、図２（ｂ）のような位相関係となる。このときには、比較回路４００の制御信号ＶｃのＨレベルと固定点火位置回路５００の出力信号ＶｅのＬレベルとが重なる範囲が存在しないため、点火信号Ｖｆは出力されず失火となる。
【００２９】
ここで、上述の実施の形態における積分回路３００の効果について、図１から積分回路３００をなくした図３の回路図及びその動作状態を示す図４のタイムチャートを参照して説明する。なお、図３は図１の回路図から積分回路をなくした回路図で、図４は図３の回路動作を示すタイムチャートであり、図４（ａ）は正転時、図４（ｂ）は逆転時を示す。
【００３０】
積分回路がない図３の回路においては、点火信号Ｖｆが図４（ａ）の正転時と同様に、図４（ｂ）に実線で示すように、逆転時においても現出することとなり、逆転時に失火させることができない。積分回路がない図３の回路で逆転失火が成立するのは、図４（ｂ）に破線でタイミングセンサ１ｆからの出力信号Ｖｄを示すように、比較回路４００の制御信号Ｖｃが同じであるとすると、出力信号Ｖｄの負方向出力から正方向出力までの角度幅が狭い、即ち、タイミングセンサ１ｆに対向する突起１ｅ幅が小さい場合のみである。
【００３１】
このように、図２及び図４のタイムチャートの比較から分かるように、図１の回路では積分回路３００を用いて三相発電機１の出力信号Ｖａに対応する比較回路４００の制御信号ＶｃのＨレベル幅を狭めて後ろの方にずらすことで、タイミングセンサ１ｆに対向する突起１ｅの幅が大きい場合でも逆転失火が可能となる。
【００３２】
また、本実施の形態の構成では、以下に説明するように比較回路４００の制御信号Ｖｃの角度幅のバラツキが抑えられるため良好な逆転失火動作が行われる。
【００３３】
三相発電機１の出力端子ａの出力信号Ｖａは回転数に比例して大きくなる。これに対し積分回路３００の充電時定数を充分大きく設定すると、そのピーク電圧Ｖｐは回転数ｎに関わりなくほぼ一定となる（図２の信号Ｖｂ参照）。
【００３４】
この理由を考えるに、簡単のため、三相発電機１の出力信号Ｖａに代えて矩形波とする。ここで、三相発電機１の極数を１２−１８極とすると、１相の電気出力１サイクルは機械角６０°で正方向の角度幅は約４０°となる。また、三相発電機１の出力電圧は低速においては回転数に比例する。そこで、１０００ｒｐｍで１４Ｖに達する割合で回転数に比例するとする。回転数ｎ〔ｒｐｍ〕に比例した電圧ｖ（ｎ）  〔Ｖ〕で機械角θ＝４０〔°〕の間、コンデンサ１８を充電したとするとコンデンサ１８のピーク電圧Ｖｐは、次式（１）にて求められる。
【００３５】
【数１】
0003557749.tif 000002
【００３６】
ここで、ｖ（ｎ）  ＝１４ｎ／１０００，ｔ＝θ／６ｎ＝４０／６ｎである。
【００３７】
そこで、時定数τ〔ｓ〕をパラメータとしてピーク電圧Ｖｐ〔Ｖ〕と回転数ｎ〔×１０００ｒｐｍ〕との関係を示すと図５のようになる。
【００３８】
図５は本発明の一実施の形態にかかる内燃機関用無接点点火装置における時定数τをパラメータとしてピーク電圧Ｖｐと回転数ｎとの関係を示す特性図である。
【００３９】
３００ｒｐｍで４０°回転する時間〔ｓ〕は０．０２２ｓ、１００ｒｐｍで４０°回転する時間〔ｓ〕は０．０６７ｓである。これに対し、図５から分かるように、時定数τを例えば、０．０１ｓにすると、ピーク電圧Ｖｐは回転数によって変わるため、積分回路３００による充放電電圧信号Ｖｂは図６に示すように変化する。ここで、所定電圧の設定値Ｖｒを５００ｒｐｍのときのピーク電圧Ｖｐの１／２に設定し、実線は５００ｒｐｍ、一点鎖線は１０００ｒｐｍのときの各状態を表している。
【００４０】
図６は図５の特性を考慮した図１の回路動作を示すタイムチャートである。
【００４１】
図６から、逆転時の１０００ｒｐｍのときでは比較回路４００の制御信号ＶｃのＨレベルの幅が広がって、固定点火位置回路５００の矩形波ＶｅのＬレベルと重なる範囲が現れてくることが分かる。したがって、幅は狭いが点火信号Ｖｆが現れてしまう。通常の点火信号より幅が狭くても、点火用サイリスタのトリガを行うに充分であれば点火してしまう。
【００４２】
このように、充電時定数τが充分に大きくない場合には逆転失火動作の自由度が狭くなることがある。つまり、進角幅（タイミングセンサ１ｆからの出力信号Ｖｄの負方向出力と正方向出力との間の角度に相当）を大きく取りたいときには、上記逆転失火動作を行える回転数範囲が狭くなり、逆にその回転数範囲を広く取りたいときには進角幅を狭くせざるを得なくなることがある。
【００４３】
これに対し、時定数τを充分大きく、例えば、０．０５ｓにすると、図５に示すように、３００ｒｐｍ以上ではピーク電圧Ｖｐはほぼ一定となる。ピーク電圧Ｖｐがほぼ一定であれば、比較回路４００の所定電圧の設定値Ｖｒを一定電圧としても、比較回路４００の制御信号Ｖｃの立上がり位置はほぼ同じとなるため、制御信号Ｖｃの矩形波がなす角度幅を回転数に関わりなく一定とすることができる。したがって、図６において、１０００ｒｐｍのときでも５００ｒｐｍと同じく充放電電圧信号Ｖｂは実線のようになり逆転失火動作が可能であることが分かる。
【００４４】
また、比較回路４００の制御信号Ｖｃの矩形波がなす角度幅が多少変わっても問題がないときには１００ｒｐｍ以上からにも適用可能と考えられる。
【００４５】
三相発電機１の出力端子ａの出力信号Ｖａは実際には矩形波ではないが、時定数τの設定値によりピーク電圧Ｖｐが回転数によらずほぼ一定となることは容易に推定できる。なお、積分回路３００の時定数を、図２の信号Ｖｂに示すように、充電側よりも放電側を小さくしてある理由は、次回の充電までに放電を終えることで次回の充電に影響を及ぼさないようにするためである。
【００４６】
このように、本実施の形態の内燃機関用無接点点火装置は、内燃機関の点火時期に対応して点火信号Ｖｆを出力する点火制御回路２００及び固定点火位置回路５００からなる点火信号発生回路と、バッテリ３より給電され前記内燃機関に供給する点火用高電圧を発生するための１次電流を点火信号Ｖｆに基づき点火コイル１０に供給する点火回路１００と、前記内燃機関により駆動される三相発電機１の１相だけの交流出力を入力し、その交流出力波形Ｖａの後半または前半を示す制御信号Ｖｃを発生する失火制御信号発生回路２５０と、失火制御信号発生回路２５０からの制御信号Ｖｃに基づき前記点火信号発生回路から点火回路１００に与えられる点火信号Ｖｆを阻止する点火阻止回路６００とを具備するものである。
【００４７】
したがって、点火信号発生回路としての点火制御回路２００及び固定点火位置回路５００で内燃機関の点火時期に対応して出力される点火信号Ｖｆに基づき点火回路１００でバッテリ３から給電され内燃機関に供給する点火用高電圧を発生するための１次電流が点火コイル１０に供給される。一方、失火制御信号発生回路２５０では内燃機関により駆動される三相発電機１の１相だけの交流出力が入力され、その交流出力波形Ｖａの後半または前半を示す制御信号Ｖｃが発生され、その制御信号Ｖｃに基づき点火阻止回路６００で点火信号発生回路から点火回路１００に与えられる点火信号Ｖｆが内燃機関の逆転時に失火され阻止される。このため、三相発電機１の１相だけの交流出力波形Ｖａを用いて内燃機関の逆転時には点火信号Ｖｆの点火回路１００への出力を阻止して確実に失火させることができる。
【００４８】
また、本実施の形態の内燃機関用無接点点火装置における点火信号発生回路は、タイミングセンサ１ｆの出力信号Ｖｄに基づき固定点火位置信号Ｖｅを出力する固定点火位置回路５００を具備するものである。
【００４９】
このような三相発電機１の出力に同期した１つの突起１ｅに対向して設けられるタイミングセンサ１ｆは構成が簡単であって、確実に出力信号Ｖｄを発生させることができる。
【００５０】
そして、本実施の形態の内燃機関用無接点点火装置の失火制御信号発生回路２５０は、交流出力波形Ｖａの正方向出力のほぼ中央から始まる制御信号Ｖｃまたは最初からほぼ中央までの制御信号Ｖｃを発生するものである。
【００５１】
したがって、制御信号Ｖｃの出力角度幅を交流出力波形Ｖａの正方向出力のほぼ中央に対して前後で適宜設定できるため、点火回路１００への点火信号Ｖｆを内燃機関の逆転時に確実に阻止し失火させることができる。
【００５２】
加えて、本実施の形態の内燃機関用無接点点火装置における失火制御信号発生回路２５０は、交流出力波形Ｖａが所定値としての０〔Ｖ〕を越える期間に対応して積分動作を行う積分回路３００と、積分回路３００の積分出力信号Ｖｂを所定の設定値Ｖｒと比較して制御信号Ｖｃを出力する比較回路４００とを具備するものである。
【００５３】
したがって、失火制御信号発生回路２５０では、積分回路３００で交流出力波形Ｖａが０〔Ｖ〕を越える期間に対応して積分動作が行われ、その積分出力信号Ｖｂが比較回路４００で所定の設定値Ｖｒと比較され制御信号Ｖｃが出力される。このため、制御信号Ｖｃの角度幅をタイミングセンサ１ｆからの出力信号Ｖｄに対して適切に設定でき、点火回路１００への点火信号Ｖｆを内燃機関の逆転時に確実に阻止し失火させることができる。
【００５４】
ところで、上記実施の形態の内燃機関用無接点点火装置における積分回路３００は、その前段に図示しないコンパレータ等からなる信号出力回路を設け、三相発電機１の１相だけの交流出力波形Ｖａをその信号出力回路に入力させ、交流出力波形Ｖａが信号出力回路の比較電圧である所定値を越えることで検出信号を出力し、その電圧一定の検出信号に応答して定電圧による一定時定数の積分動作をさせることができる。これにより、より適切な角度幅の制御信号Ｖｃを得ることができ、点火回路１００への点火信号Ｖｆを内燃機関の逆転時に確実に阻止し失火させることができる。
【００５５】
また、上記実施の形態の内燃機関用無接点点火装置における比較回路４００は、内燃機関の回転数に応じて設定値Ｖｒを図示しないピークホールド回路等からなる補正回路で補正することで、より適切な角度幅の制御信号Ｖｃを得ることができ、点火回路１００への点火信号Ｖｆを内燃機関の逆転時に確実に阻止し失火させることができる。
【００５６】
更に、上記補正回路は、前回の積分回路３００の積分出力信号Ｖｂに応じてそのピーク値の１／２に設定値Ｖｒが補正されることで、より適切な設定値Ｖｒとなり、結果として適切な角度幅の制御信号Ｖｃを得ることができ、点火回路１００への点火信号Ｖｆを内燃機関の逆転時に確実に阻止し失火させることができる。
【００５７】
そして、上記実施の形態の内燃機関用無接点点火装置における失火制御信号発生回路２５０は、三相発電機１の１相だけの交流出力波形Ｖａを積分回路でそのまま積分し、その積分出力信号Ｖｂと設定値Ｖｒとをコンパレータ等からなる比較回路で比較して制御信号Ｖｃを出力するような回路構成とすることで、適切な角度幅の制御信号Ｖｃを得ることができ、点火回路１００への点火信号Ｖｆを内燃機関の逆転時に確実に阻止し失火させることができる。
【００５８】
加えて、上記比較回路は、交流出力波形Ｖａに応じて設定値Ｖｒをピークホールド回路等からなる補正回路で補正することで、より適切な角度幅の制御信号Ｖｃを得ることができ、点火回路１００への点火信号Ｖｆを内燃機関の逆転時に確実に阻止し失火させることができる。
【００５９】
加えてまた、上記補正回路は、前回の積分回路３００の積分出力信号Ｖｂに応じて設定値Ｖｒが補正されることで、より適切な設定値Ｖｒとなり、結果として適切な角度幅の制御信号Ｖｃを得ることができ、点火回路１００への点火信号Ｖｆを内燃機関の逆転時に確実に阻止し失火させることができる。
【００６０】
更に、上記積分回路は、内燃機関が最低使用回転数であるときに交流出力波形Ｖａが所定値を越える時間幅より十分に長い時定数を持つものである。したがって、積分回路３００からの出力信号Ｖｂはその入力信号である三相発電機１の１相だけの交流出力波形Ｖａにおける時間幅分をほぼ立上がり時間とすることができ、比較回路４００で波形整形されたのちの制御信号Ｖｃの角度幅を狭めて後半の方にずらすことができる。更に、積分電圧Ｖｂのピーク値を回転数に関わらずほぼ一定にできる。このため、比較回路の所定値を一定電圧とすることができ、補正回路を省いた簡単な構成で確実に逆転失火できる。
【００６１】
次に、本発明の第一の実施の形態にかかる内燃機関用無接点点火装置の変形例を示す図７の回路図に基づいてその相違点について説明する。
【００６２】
図７は、図１における固定点火位置回路５００と点火阻止回路６００との間に微分回路５５０を配設し接続したものであり、図１と同様の構成または相当部分からなるものについては同一符号及び同一記号を付してその詳細な説明を省略する。
【００６３】
図７において、微分回路５５０はコンデンサ２７、抵抗２８及びダイオード２９からなる。なお、ダイオード２９は負方向出力を短絡することで点火阻止回路６００のトランジスタ３１のベースを保護するためのものである。
【００６４】
この構成における動作について、図８を参照して説明する。図８は図７の回路動作を示すタイムチャートである。
【００６５】
図７及び図８において、タイミングセンサ１ｆからの出力信号Ｖｄの正方向出力が所定値Ｖｓに対応し、立上がりに同期して微分回路５５０から幅の短い矩形波からなる出力信号Ｖｅが点火阻止回路６００に出力される。即ち、微分回路５５０では、固定点火位置回路５００のトランジスタ２６がＯＮしたときに微分回路５５０のコンデンサ２７を介して点火阻止回路６００のトランジスタ３１のベース電位を瞬間的に下げるのみとなる。この出力信号Ｖｅは、図８に示すように、Ｌレベル出力の時間幅が上述の実施の形態よりも短いものである。よって、図７のタイミングセンサ１ｆに対向する突起１ｅ幅が更に大きい場合においても、図８（ｂ）に示すように、時間的な余裕が生じることで逆転失火が確実に行われる。
【００６６】
このように、本変形例は、タイミングセンサ１ｆからの出力信号Ｖｄが微分回路５５０で微分された出力信号Ｖｅを点火阻止回路６００に入力するものである。これにより、出力信号ＶｅにおけるＬレベル出力の時間幅が短くされ、逆転時にはその出力信号ＶｅのＬレベル範囲と比較回路４００からの制御信号ＶｃのＨレベル範囲とを確実に重ならないようにできるため逆転時には、より確実に点火信号Ｖｆを発生しないようにでき逆転失火することができる。
【００６７】
ところで、比較回路４００のコンパレータ２３の反転（−）入力端子側に印加される所定電圧の設定値Ｖｒにヒステリシスを設けるようにすると、比較回路４００からの出力信号を後ろ側に長く延ばすことが可能となるため、タイミングセンサ１ｆに対向する突起１ｅ幅が更に広いものであっても対応できることとなる。
【００６８】
また、上記実施の形態の点火回路１００は、容量放電式としたが、本発明を実施する場合には、これに限定されるものではなく、点火コイル１０の１次電流を遮断する方式のものであってもよい。このときには、ＤＣ−ＤＣコンバータ６は不要となる。
【００６９】
更に、上記実施の形態のタイミングセンサ１ｆは、その出力信号Ｖｄを点火制御回路２００と固定点火位置回路５００とに並列に入力するものとしたが、本発明を実施する場合には、これに限定されるものではなく、固定点火位置回路５００のみに入力し、点火阻止回路６００で位相論理をとったのちの点火信号Ｖｆを点火制御回路２００に入力するようにしてもよい。
【００７０】
〈実施の形態２〉
図９は本発明の第二の実施の形態にかかる内燃機関用無接点点火装置の全体構成を示す回路図、図１０は図９を動作させたときのタイムチャートであり、図１０（ａ）は正転時、図１０（ｂ）は逆転時を示す。なお、図１と同様の構成または相当部分からなるものについては同一符号及び同一記号を付してその詳細な説明を省略する。
【００７１】
以下、図１との相違点について説明する。
【００７２】
図９において、三相発電機１の１相だけの出力端子ａの交流出力波形Ｖａは、抵抗４１，４２で分圧されピークホールド回路４３、コンパレータ４５の反転（−）入力端子及びコンパレータ４６の非反転（＋）入力端子に入力されている。ピークホールド回路４３からの出力信号は分圧回路４４を介してコンパレータ４５の非反転（＋）入力端子に入力されている。また、コンパレータ４６の反転（−）入力端子は０〔Ｖ〕に接地されている。このコンパレータ４５からの出力信号はフリップフロップ回路４７のリセット（Ｒ）端子に入力され、一方、コンパレータ４６からの出力信号はフリップフロップ回路４７のセット（Ｓ）端子及びＮＯＴゲート４８を介してピークホールド回路４３のリセット（Ｒ）端子に入力されている。そして、フリップフロップ回路４７の出力端子（Ｑ）からの出力信号である制御信号ＱはＡＮＤゲート６１に入力されている。
【００７３】
また、タイミングセンサ１ｆからの出力信号Ｖｄは、固定点火位置回路５００及び微分回路５５０′を介してＡＮＤゲート６１に入力され、そのＡＮＤゲート６１からの出力である点火信号Ｖｆは点火回路１００のサイリスタ７のゲートに入力されている。
【００７４】
次に、図１０のタイムチャートを参照し、その動作について説明する。
【００７５】
図１０は図９の回路動作を示すタイムチャートである。
【００７６】
各出力信号は正転時には図１０（ａ）、また、逆転時には図１０（ｂ）のような位相関係となる。図９において、三相発電機１の出力端子ａの交流出力波形Ｖａがピークホールド回路４３にてピークホールドされ、分圧回路４４で少しだけ下げたところの波形（図１０に交流出力波形Ｖａとして破線にて表示）と元の波形Ｖａ（図１０に交流出力波形Ｖａとして実線にて表示）とが比較回路４５で比較される。すると、２つの波形が交差する交点が現れるため、この交点を捉えてフリップフロップ回路４７がリセットされる。なお、フリップフロップ回路４７は交流出力波形Ｖａの０〔Ｖ〕でセットされる。そして、フリップフロップ回路４７からの出力波形である制御信号Ｑ（図１０に信号Ｑとして表示）とタイミングセンサ１ｆからの出力信号Ｖｄが固定点火位置回路５００で所定値Ｖｓに対応して波形整形され微分回路５５０′で微分された短時間の矩形波Ｖｅ（図１０に信号Ｖｅとして表示）とがＡＮＤゲート６１に入力される。この結果、ＡＮＤゲート６１から正転時には点火信号Ｖｆが出力され、逆転時には点火信号Ｖｆが出力されないため、内燃機関の逆転時には確実に失火させることができる。
【００７７】
このように、本実施の形態の内燃機関用無接点点火装置における失火制御信号発生回路２５０′は、交流出力波形Ｖａのほぼ中央を示す特徴部分を検出して制御信号Ｑを出力するピークホールド回路４３、分圧回路４４、コンパレータ４５，４６、フリップフロップ回路４７及びＮＯＴゲート４８からなる波形検出回路を具備するものである。
【００７８】
したがって、失火制御信号発生回路では、波形検出回路で交流出力波形Ｖａのほぼ中央を示す特徴部分が検出され制御信号Ｑが出力される。このため、適切な時間幅の制御信号Ｑを得ることができ、点火回路１００への点火信号Ｖｆを内燃機関の逆転時に確実に阻止し失火させることができる。
【００７９】
なお、交流出力波形Ｖａのほぼ中央を示す特徴部分は、上記実施の形態では、交流出力波形Ｖａの変化方向が正から負へ切換わった部分としたが、交流出力波形Ｖａの最大値部分等を用いてもよい。
【図面の簡単な説明】
【図１】図１は本発明の第一の実施の形態にかかる内燃機関用無接点点火装置の全体構成を示す回路図である。
【図２】図２は図１の回路動作を示すタイムチャートである。
【図３】図３は図１の回路図から積分回路をなくした回路図である。
【図４】図４は図３の回路動作を示すタイムチャートである。
【図５】図５は本発明の一実施の形態にかかる内燃機関用無接点点火装置における時定数τをパラメータとしてピーク電圧Ｖｐと回転数ｎとの関係を示す特性図である。
【図６】図６は図５の特性を考慮した図１の回路動作を示すタイムチャートである。
【図７】図７は本発明の第一の実施の形態にかかる内燃機関用無接点点火装置の変形例を示す回路図である。
【図８】図８は図７の回路動作を示すタイムチャートである。
【図９】図９は本発明の第二の実施の形態にかかる内燃機関用無接点点火装置の全体構成を示す回路図である。
【図１０】図１０は図９の回路動作を示すタイムチャートである。
【符号の説明】
１                三相発電機
１ａ，１ｂ，１ｃ  電機子巻線
１ｆ              タイミングセンサ
２                出力制御回路
３                バッテリ
４                電気負荷
６                ＤＣ−ＤＣコンバータ
１０                点火コイル
１２                点火プラグ
１００                点火回路
２００                点火制御回路
２５０                失火制御信号発生回路
３００                積分回路
４００                比較回路
５００                固定点火位置回路
６００                点火阻止回路
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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