是本發(fā)明所涉及的內(nèi)燃機(jī)用點(diǎn)火裝置的又一實(shí)施例的電路圖。
[0030]圖6是本發(fā)明所涉及的內(nèi)燃機(jī)用點(diǎn)火裝置的又一實(shí)施例的電路圖。
【具體實(shí)施方式】
[0031]以下，使用附圖對(duì)本發(fā)明所涉及的內(nèi)燃機(jī)用點(diǎn)火裝置的幾個(gè)實(shí)施例進(jìn)行說明。圖1是將內(nèi)燃機(jī)用點(diǎn)火裝置100設(shè)置在與通用的內(nèi)燃機(jī)(發(fā)動(dòng)機(jī))的曲軸連接的飛輪的外周側(cè)的主視圖。本發(fā)明中使用的通用的內(nèi)燃機(jī)的排氣量為大約lOOOcc以下，能夠用于灌木切害概、割草機(jī)、舷外掛機(jī)等。
[0032]此外，點(diǎn)火裝置100不具備電池等外部電源，而采用拉拽繩索等來起動(dòng)的反沖起動(dòng)器方式或腳踏起動(dòng)方式等手動(dòng)起動(dòng)方式。由于利用這些手動(dòng)起動(dòng)方式以及為了簡(jiǎn)化構(gòu)成，因此并未搭載電池。
[0033]在反沖起動(dòng)器方式的內(nèi)燃機(jī)中，通過拉拽繩索而使與內(nèi)燃機(jī)連結(jié)的未圖示的曲軸進(jìn)行旋轉(zhuǎn)。在曲軸安裝有鐵制的飛輪2。在飛輪2的外周的一部分形成的凹部5內(nèi)，固定設(shè)置有I個(gè)沿飛輪2的徑向被著磁的永磁鐵4。飛輪2和永磁鐵4構(gòu)成了磁鐵轉(zhuǎn)子10。在磁鐵轉(zhuǎn)子10中，由永磁鐵4的外側(cè)的磁極(圖1中的N極)、和在凹部5的兩側(cè)導(dǎo)出的I對(duì)磁極(圖1例中的S極)構(gòu)成3極的磁鐵勵(lì)磁。
[0034]另一方面，在內(nèi)燃機(jī)的外殼或護(hù)罩等固定了作為定子的點(diǎn)火裝置100，與磁鐵轉(zhuǎn)子10對(duì)置。點(diǎn)火裝置100在前端部具有與磁鐵轉(zhuǎn)子10的磁極對(duì)置的磁極部13、14，并具有彼此隔開配置的磁軛15、16和與該磁軛大致呈直角連接的方棒形的芯體12。由芯體12和磁軛15、16形成為C字型。
[0035]在芯體12，卷繞了線圈33，在該線圈33的外周側(cè)，還卷繞了次級(jí)線圈31。進(jìn)而，如在后面詳細(xì)敘述的那樣，線圈33由初級(jí)線圈和充電線圈構(gòu)成。次級(jí)線圈31的外周側(cè)通過由樹脂構(gòu)成的外殼11來覆蓋。
[0036]在外殼11內(nèi)，除了線圈33、次級(jí)線圈31以外，還將初級(jí)電流控制電路的構(gòu)成部件搭載于基板32來進(jìn)行了埋設(shè)。從外殼11的一端，導(dǎo)出了一端側(cè)與次級(jí)線圈L2連接的高壓線21。經(jīng)由高壓線21將在次級(jí)線圈31產(chǎn)生的感應(yīng)電壓施加給安裝于內(nèi)燃機(jī)的氣缸的火花塞22。
[0037]圖2中示出本發(fā)明所涉及的點(diǎn)火裝置100的一實(shí)施例的電路圖，圖3中示出使該點(diǎn)火裝置100執(zhí)行動(dòng)作時(shí)的電流波形以及開關(guān)元件Tr的動(dòng)作狀態(tài)。圖2所示的點(diǎn)火裝置100所具有的線圈L相當(dāng)于圖1的線圈33，考慮裝置的小型化以及制作的容易度，其由同一線徑的繞組構(gòu)成。線圈33以中間抽頭Tap為邊界，分為初級(jí)線圈L1和充電線圈L eH。換言之，初級(jí)線圈L1和充電線圈Lch以抽頭Tap為連接部進(jìn)行串聯(lián)連接。
[0038]由中間抽頭Tab規(guī)定的初級(jí)線圈L1的中間抽頭Tab側(cè)與作為電路切換元件而發(fā)揮作用的功率晶體管Tr的集電極連接。功率晶體管Tr的發(fā)射極側(cè)與用于測(cè)量初級(jí)電流的電阻R1連接，功率晶體管Tr的基極側(cè)與包含ROM、RAM的CPU42連接。在由中間抽頭Tab規(guī)定的充電線圈LeH的端部，連接了二極管D 10此外，次級(jí)線圈L2的一端側(cè)與二極管D i連接，另一端側(cè)與火花塞22連接。
[0039]CPU42與旋轉(zhuǎn)檢測(cè)電路41以及電源電路連接。對(duì)于旋轉(zhuǎn)檢測(cè)電路41而言，例如可以使用與上述專利文獻(xiàn)I中記載的基準(zhǔn)位置檢測(cè)電路同樣的檢測(cè)電路。電源電路由電容器C1和齊納二極管ZD:的并聯(lián)電路構(gòu)成。將二極管D 2、03分別與旋轉(zhuǎn)檢測(cè)電路41以及電源電路連接。進(jìn)而，與這些各電路并聯(lián)地連接了二極管D4。
[0040]對(duì)于具有上述構(gòu)成的內(nèi)燃機(jī)用點(diǎn)火裝置的反沖起動(dòng)器方式的內(nèi)燃機(jī)而言，通過拉拽與起動(dòng)器連結(jié)的繩索，從而曲軸旋轉(zhuǎn)。若曲軸旋轉(zhuǎn)，則如圖1所示安裝于曲軸的飛輪2進(jìn)行旋轉(zhuǎn)，在位于飛輪2的外周側(cè)的永磁鐵4與芯體12的磁極間產(chǎn)生磁通量變化，由點(diǎn)火裝置100的初級(jí)線圈L1以及充電線圈L εΗ構(gòu)成的線圈33 (L)進(jìn)行發(fā)電。
[0041]這時(shí)，若曲軸旋轉(zhuǎn)而磁鐵4接近芯體12，則在線圈L在微小的旋轉(zhuǎn)角Θ的期間感應(yīng)正方向電壓。若曲軸的旋轉(zhuǎn)繼續(xù)進(jìn)行則正方向電壓減少，并在磁鐵面對(duì)芯體12的期間，感應(yīng)負(fù)方向電壓。磁鐵4面對(duì)芯體12的期間所感應(yīng)的負(fù)方向電壓在磁鐵4即將遠(yuǎn)離芯體12之前再次變化為正方向電壓。該正方向電壓的感應(yīng)僅在微小的旋轉(zhuǎn)角Θ的期間產(chǎn)生。
[0042]通過曲軸的旋轉(zhuǎn)，從而在初級(jí)線圈L1以及充電線圈Lch，如上所述產(chǎn)生正方向或負(fù)方向的感應(yīng)電壓，所以在圖2所示的電路中，產(chǎn)生由ia以及ib所示的交流電力。圖2的逆時(shí)針方向的電流ia是在上述正方向電壓產(chǎn)生時(shí)所產(chǎn)生的電流。由該電流ia和將初級(jí)線圈L1以及充電線圈Lch串聯(lián)連接的總電感L產(chǎn)生的電力用于點(diǎn)火裝置100的電源、由旋轉(zhuǎn)檢測(cè)電路41產(chǎn)生的旋轉(zhuǎn)脈沖，從最佳的低轉(zhuǎn)速區(qū)得到高電壓的輸出。
[0043]另一方面，圖2的順時(shí)針方向的電流ib是在上述負(fù)方向電壓產(chǎn)生時(shí)所產(chǎn)生的電流。該電流ib提供對(duì)該點(diǎn)火裝置100的火花塞22的施加電壓，從線圈L中分離初級(jí)線圈L1，確立電流I1流過作為開關(guān)元件的晶體管Tr、電阻R的路徑。
[0044]具體來說，若正方向的感應(yīng)電壓作用于初級(jí)線圈L1以及充電線圈LCH，則因?yàn)槭钦较虻母袘?yīng)電壓，所以二極管D1成為通電狀態(tài)。然后，因?yàn)槎O管D 2、03也成為通電狀態(tài)，所以電源電路40的電容器Cl帶正電。但是，由于不能從電源電路40得到使CPU42執(zhí)行動(dòng)作的規(guī)定的工作電力，因此CPU42不能向功率晶體管Tr的基極供給電壓。結(jié)果，功率晶體管Tr的集電極-發(fā)射極間的通電依然被阻斷。即圖2中，由箭頭Ia所示的電流流經(jīng)由充電線圈Lra、初級(jí)線圈L1、二極管D3、電容器C1、二極管D1形成的電路。
[0045]若曲軸的旋轉(zhuǎn)繼續(xù)進(jìn)行，在初級(jí)線圈L1以及充電線圈Lch產(chǎn)生負(fù)方向的感應(yīng)電壓，則二極管D1' D 3成為通電阻斷，二極管D 4成為通電狀態(tài)。進(jìn)而齊納二極管ZD:使從電容器C1放電的電荷所產(chǎn)生的電壓成為給定值以上，向CPU42通電。因?yàn)閺碾娫措娐?0得到了 CPU42的驅(qū)動(dòng)電力，所以CPU42供給功率晶體管Tr的基極電壓。由此，產(chǎn)生感應(yīng)電流Ib。這期間，晶體管Tr的集電極-發(fā)射極間通電，由箭頭所示的電流1^流過將初級(jí)線圈L i以及晶體管Tr、二極管D4連結(jié)的電路。
[0046]然后，若曲軸的旋轉(zhuǎn)角Θ成為給定角度，則CPU42阻斷對(duì)功率晶體管Tr的基極的通電，晶體管Tr的集電極-發(fā)射極間的通電被阻斷。結(jié)果，對(duì)初級(jí)線圈1^的通電被阻斷，所以初級(jí)線圈L1的電流成為O，在次級(jí)線圈L2產(chǎn)生感應(yīng)電壓，施加電壓作用于火花塞22。
[0047]然后即使曲軸的旋轉(zhuǎn)繼續(xù)進(jìn)行，從CPU42不供給晶體管Tr的基極電壓的狀態(tài)也得到維持，晶體管Tr的集電極-發(fā)射極間保持阻斷不變。若曲軸的旋轉(zhuǎn)進(jìn)一步繼續(xù)進(jìn)行，再次在初級(jí)線圈L1感應(yīng)正的感應(yīng)電壓，則將電荷蓄電到電源電路40的電容器(^中。該蓄電在從次級(jí)線圈1^對(duì)火花塞22的下次施加時(shí)被利用。
[0048]由于線圈L像這樣執(zhí)行動(dòng)作，因此線圈L作為整體而設(shè)定為作為脈沖發(fā)生器線圈、充電線圈LeH所需要的高電感。此外，由于以抽頭Tap與充電線圈L eH分開來作為初級(jí)線圈L1S揮作用，因此在作為初級(jí)線圈L1最合適的匝數(shù)(低阻抗)的部分配設(shè)抽頭Tap。由此，可以得到初級(jí)電流I1所需要的高電流的輸出。
[0049]由于如此對(duì)在點(diǎn)火裝置100的點(diǎn)火線圈部的初級(jí)側(cè)配置的線圈33 (L)進(jìn)行了設(shè)定，因此即使在起動(dòng)時(shí)的低速時(shí)，也能夠在電源、旋轉(zhuǎn)脈沖的生成中有效地靈活運(yùn)用正方向電壓。此外，能夠在點(diǎn)火動(dòng)作中靈活運(yùn)用負(fù)方向電壓，可以得到以下說明的最佳點(diǎn)火性能。
[0050]關(guān)于使用了作為切換開關(guān)的功率晶體管Tr的最佳點(diǎn)火動(dòng)作，引用圖3的電流波形圖以及開關(guān)元件Tr的狀態(tài)圖來進(jìn)行說明。圖3的橫軸是曲軸的旋轉(zhuǎn)角Θ。曲軸的旋轉(zhuǎn)角Θ是內(nèi)燃機(jī)的工作角度，對(duì)應(yīng)于經(jīng)過時(shí)間。
[0051]如圖2所示，為了檢測(cè)初級(jí)電流^而將電流檢測(cè)用電阻R i與功率晶體管Tr連接，并且輸入到CPU42的A/D端子。進(jìn)而，對(duì)于初級(jí)電流^而言如圖3所示，為了控制點(diǎn)火時(shí)期，對(duì)初級(jí)電流I1設(shè)定最大值i _以及最小值i _的閾值。這些值按如下方式使用。
[0052]根據(jù)旋轉(zhuǎn)檢測(cè)電路41所產(chǎn)生的旋轉(zhuǎn)脈沖，CPU42對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速進(jìn)行計(jì)算。然后，CPU42參照預(yù)先存儲(chǔ)在CPU42中的考慮了提前角的轉(zhuǎn)速-點(diǎn)火時(shí)期(旋轉(zhuǎn)角Q1)的最佳關(guān)系，對(duì)開關(guān)元件Tr輸出開路脈沖使得在與轉(zhuǎn)速相應(yīng)的點(diǎn)火時(shí)期(θ x)進(jìn)行點(diǎn)火。此時(shí)，若從CPU42輸出的預(yù)定的設(shè)定點(diǎn)火時(shí)期Θ i未到達(dá)輸入到A/D輸入端子的初級(jí)電流1:成為最小值i_的時(shí)期Θ a，則直到初級(jí)電流1:能夠成為最小值i _的時(shí)期Θ a經(jīng)過為止使輸出延期，若到達(dá)成為最小值1_的時(shí)期0a，則向功率晶體管Tr輸出切換指示。此外在預(yù)料到輸出預(yù)定的設(shè)定點(diǎn)火時(shí)期Θ i會(huì)超過輸入到A/D輸入端