JP2001020840A - 内燃機関の無接点点火装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 点火制御装置および回路の簡素化およびロー
コスト化を図るとともに、内燃機関の始動性を改善可能
にする。 【解決手段】 内燃機関が設定回転数以下である場合
に、点火用充放電コンデンサ１３の電荷をイグニッショ
ンコイル１４へ供給する第２のスイッチング素子２２
と、内燃機関が設定回転数以上の場合に、負の誘起電圧
が設定レベルに達したときに、第１のスイッチング素子
１８を通じて、第２のスイッチング素子２２のトリガを
制限するダイオード２１とを備えて、設定回転数以上の
場合に、次の負の誘起電圧が設定レベルに達したとき、
トリガが制限された第２のスイッチング素子２２をオン
にする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、いわゆるコンデ
ンサ充放電式の内燃機関の無接点点火装置に関するもの
であり、特に、点火時期の進角制御を回路上および構造
上で行う内燃機関の無接点点火装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来の内燃機関の無接点点火装置とし
て、図４に示すように、ロータ１の磁石２および磁極
３，４にコイルユニットを対向配置し、このコイルユニ
ットを構成するコイルコア５の一方の脚５ａに発電コイ
ル６を取り付けるとともに、内燃機関の点火タイミング
を決めるスイッチング素子ドライブ用のトリガコイル７
を、コイルコア５の他方の脚５ｂに取り付けたものがあ
る。この無接点点火装置は、発電コイル６から点火用充
放電コンデンサ（図示しない）に点火用エネルギを蓄積
しておき、その点火用充放電コンデンサ内の点火用エネ
ルギをイグニッションコイルへ供給するために、トリガ
コイル６のトリガタイミングを制御することにより所定
の進角特性を得て、内燃機関の低速域から高速域の点火
性能を適切に制御しようとするものである。

【０００３】また、従来の他の内燃機関の無接点点火装
置として、図５に示すように、コイルコア５の脚５ａ
に、ロータ１の回転方向とは逆の方向に延長部５ｃを一
体に設けたものがある。これは、発電コイル６の誘起電
圧の波形の立ち上がり傾斜が低速時と高速時とで大きく
変化するようにして、内燃機関の点火タイミングをその
回転数に応じて適切に連続進角させるというものであ
る。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、かかる
従来の内燃機関の無接点点火装置にあっては、所期の進
角特性を得て内燃機関の始動性能などを改善しようとす
ると、発電コイル６とは別のトリガコイル７をコイルコ
ア５に設けたり、コイルコア５の脚５ｂに延長部を連設
したりする必要が生じ、全体としてコイルユニットの大
形化，構造の複雑化を免れ得ず、結果として無接点点火
装置全体のコストアップを招くという課題があった。

【０００５】この発明は前記課題を解決するものであ
り、トリガコイル７やコイルコア５の延長部５ｃを用い
ない構成が単純なコイルユニットを持ち、かつこれに付
随する点火制御回路の簡素化およびローコスト化を図る
とともに、内燃機関の始動性を改善することができる内
燃機関の無接点点火装置を得ることを目的とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】前記目的達成のために、
請求項１の発明にかかる内燃機関の無接点点火装置は発
電コイルの正の誘起電圧の発生時および制御用充放電コ
ンデンサの放電時にオンとなる第１のスイッチング素子
と、内燃機関が設定回転数以下で、前記発電コイルの正
の誘起電圧に続いて得られる負の誘起電圧が設定レベル
に達したとき、直ちにトリガされて導通し点火用充放電
コンデンサの電荷をイグニッションコイルへ供給する第
２のスイッチング素子と、前記内燃機関が設定回転数以
上で、前記負の誘起電圧が設定レベルに達したとき、前
記制御用充放電コンデンサの放電時定数内でオンとなる
前記第１のスイッチング素子を通じて、前記第２のスイ
ッチング素子のトリガを制限するダイオードとを設け、
前記負の誘起電圧に続いて得られる次の負の誘起電圧が
設定レベルに達したとき、前記トリガが制限された第２
のスイッチング素子をオンにして、前記点火用充放電コ
ンデンサの電荷をイグニッションコイルへ供給するよう
にし、点火タイミングの進角制御をするものである。

【０００７】また、請求項２の発明にかかる内燃機関の
無接点点火装置は、前記点火タイミングの進角制御の進
角角度を、前記磁石および磁極を有するロータとこれに
対向するコイルコアとからなる発電性能を適正とした磁
石回路の幅で決定するようにしたものである。

【０００８】

【発明の実施の形態】以下、この発明の実施の一形態を
図について説明する。図１はこの発明の内燃機関の無接
点点火装置を示すブロック図であり、同図において、６
は発電コイルで、これがアルミニウムなどの非磁性体に
磁石およびこの磁石を挟む一対の磁極を埋設したロータ
に対向するコイルコアに巻装されている。

【０００９】前記発電コイル６には、逆流防止用ダイオ
ード１１，１２および点火用充放電コンデンサ１３を介
してイグニッションコイル１４の一次コイル１４ａが直
列接続されている。また、このイグニッションコイル１
４の二次コイル１４ｂには点火プラグ１５が接続されて
いる。

【００１０】さらに、前記発電コイル６には、抵抗１
６，制御用充放電コンデンサ１７および第１のスイッチ
ング素子としてのサイリスタ（ＳＣＲ）１８が直列接続
されている。前記制御用充放電コンデンサ１７の両端子
間には抵抗１９および抵抗２０の直列回路が並列に接続
されており、これらの抵抗１９および抵抗２０の接続点
が前記サイリスタ１８のゲートに接続されている。

【００１１】前記発電コイル６には、後述の第２のスイ
ッチング素子であるサイリスタ２２のトリガを一定の条
件の下で制限するダイオード２１が直列接続されてお
り、このダイオード２１のアノードが、前記サイリスタ
１８のカソードとコンデンサ１７との接続点に接続され
ている。

【００１２】前記イグニッションコイル１４の一次コイ
ル１４ａには、前記点火用充放電コンデンサ１３を介し
て、第２のスイッチング素子としてのサイリスタ２２が
直列接続されている。また、このサイリスタ２２のゲー
トが抵抗２３を介して、サイリスタ１８のアノードと逆
流防止ダイオード１２のカソードとの接続点に接続され
るとともに、抵抗２４を介して、逆流防止ダイオード１
２のアノードとイグニッションコイル１４の一次コイル
１４ａとの接続点に接続されている。なお、この接続点
は接地されている。

【００１３】ところで、前記発電コイル６は図２に示す
ように、コイルコア５の一方の脚５ａに取り付けられ、
他方の脚５ｂには何も取り付けられていない。また、こ
の発電コイル６は、磁石２およびこの磁石２を挟む二つ
の磁極３，４を埋設したロータ１の外周に、対向配置さ
れている。

【００１４】従って、ロータ１が矢印方向に回転して、
磁石２および磁極３，４が、前記発電コイル６を巻装し
ているコイルコア５の脚５ａ端付近を通過するたびに、
その発電コイル６には、図３に示すような波形，，
の電圧が繰り返し誘起される。

【００１５】次に動作について説明する。まず、ロータ
１が図２の矢印方向に回転すると、発電コイル６は図３
の波形に示すような正の電圧を誘起する。このため、
発電電流は抵抗１６，１９，２０を矢印Ｐ方向に流れる
とともに、制御用充放電コンデンサ１７を充電する。ま
た、このとき第２のスイッチング素子であるサイリスタ
１８のゲートにトリガ電圧が印加されることで、このサ
イリスタ１８はオン状態となる。

【００１６】かかる状態において、いま、内燃機関が設
定回転数以下で回転していると、制御用充放電コンデン
サ１７の充電量が設定レベルに達してしないため、発電
コイル６の誘起電圧が正の電圧の波形から負の電圧の
波形に変化した際、その制御用充放電コンデンサ１７
および抵抗１９，２０による放電時定数により、コンデ
ンサ１７は既に放電を完了し、サイリスタ１８のゲート
にはトリガ電流が流れない。

【００１７】このため、サイリスタ１８はオフ状態とな
り、波形の電圧は抵抗２３を介して第２のスイッチン
グ素子でありサイリスタ２２のゲートに印加される。こ
のサイリスタ２２のゲートトリガ動作によって、サイリ
スタ２２はオンになり、波形の電圧誘起時に充電され
た点火用充放電コンデンサ１３の電荷が、このサイリス
タ２２のアノードおよびカソードを介してイグニッショ
ンコイル１４の一次コイル１４ａに瞬時に印加される。

【００１８】これにより、イグニッションコイル１４の
二次コイル１４ｂには高電圧の点火パルスが発生し、点
火プラグ１５に供給されて火花を発生する。すなわち、
波形の電圧の所定レベルのＡ点で、点火プラグ１５に
火花を発生し、シリンダ内の混合気に点火を行わせるこ
とになる。

【００１９】続いて、内燃機関が引き続き設定回転数以
下で回転していると、次に発電コイル６に発生する誘起
電圧のうちの、波形に対応するタイミングの電圧が発
電コイル６から出力される。この波形に対応するタイ
ミングの電圧は、抵抗２３を介してサイリスタ２２のゲ
ートをトリガし、このサイリスタ２２をオンとする。し
かし、このときは点火用充放電コンデンサ１３の電荷が
前記イグニッションコイル１４への放電によって既に消
耗されており、従って点火プラグ１５に対して点火パル
スを供給することはない。

【００２０】一方、内燃機関が設定回転数以上で回転し
ている場合には、図３の波形に示す正の電圧を発電コ
イル６が誘起しているとき、制御用充放電コンデンサ１
７が速やかに充電されて大容量の電荷が蓄積されるとと
もに、前記同様に、サイリスタ１８のゲートがトリガさ
れて、このサイリスタ１８がオン状態となる。

【００２１】この状態で、内燃機関が回転を続けると、
発電コイル６の正の誘起電圧が波形から負の誘起電圧
の波形に変化する。しかし、このとき、制御用充放電
コンデンサ１７および抵抗１９，２０による放電時定数
によって、その制御用充放電コンデンサ１７の放電電圧
が、サイリスタ１８を引き続き前記放電時定数内でオン
状態を維持することとなる。

【００２２】従って、前記波形の電圧はそのサイリス
タ１８およびダイオード２１を通って発電コイル６をシ
ャントするように流れる。この結果、波形の電圧は抵
抗２３およびサイリスタ２２のゲートに印加されること
がなく、サイリスタ２２はオフ状態となる。このオフ状
態は、点火用充放電コンデンサ１３からイグニッション
コイル１４への放電を一定機関制限することとなる。

【００２３】さらに、内燃機関が引き続き設定回転数以
上で回転すると、次に発電コイル６に発生する誘起電圧
のうちの、波形に対応するタイミングの電圧が発電コ
イル６から出力される。この波形に対応するタイミン
グの電圧が出力されるときには、前記制御用充放電コン
デンサ１７の電荷は前記放電時定数により既に消失され
ている。

【００２４】このため、サイリスタ１８は既にオフとさ
れており、従って、波形のタイミングに対応する電圧
は抵抗２３を介してサイリスタ２２のゲートをトリガす
る。これにより、このサイリスタ２２はオンとなり、点
火用充放電コンデンサ１３の電荷を点火コイル１４の一
次コイル１４ａに放電する。この放電電圧は二次コイル
１４ｂで高電圧に変換されて点火プラグ１５に印加され
る。

【００２５】すなわち、内燃機関が設定回転数以上で回
転している場合には、次に発電コイル６に発生する波形
の電圧の所定レベルのタイミングＢで、シリンダ内の
混合気に点火されることとなる。

【００２６】このように、内燃機関の低速時の点火タイ
ミングＡを、設定速度への到達時に点火タイミングＢに
早める（ステップ進角する）ことが可能となる。この結
果、従来のようにトリガコイルや延長コアを用いること
なく、簡便な進角回路を用いて、内燃機関の始動性を改
善でき、かつ最適な中、高速運転を実現できる。

【００２７】なお、点火タイミングＡからＢに早める進
角制御の進角角度は、図２におけるロータ１の磁石２お
よび磁極３，４とこれに対向配置されるコイルコア５と
からなる発電性能を適正とした磁気回路の幅ｗで決定さ
れ、幅ｗが狭ければ進角角度は小さくなり、また、幅ｗ
が広ければ進角角度は大きくなる。

【００２８】

【発明の効果】以上のように、この発明によれば、発電
コイルが正から負の誘起電圧を出力したとき、内燃機関
の設定回転数以下では、第１のスイッチング素子をオフ
にし、第２のスイッチング素子をオンにすることで、イ
グニッションコイルに対して点火用充放電コンデンサに
蓄積された電荷を供給可能にし、一方、内燃機関の設定
回転数以上では、制御用充放電コンデンサの放電エネル
ギにより設定時定数内で第２のスイッチング素子をオフ
にして、前記点火用充放電コンデンサからイグニッショ
ンコイルへの放電を制限し、続く発電コイルからの負の
誘起電圧により、既にオフとなっている第１のスイッチ
ング素子を通さずに、直接第２のスイッチング素子をオ
ンにして、点火用充放電コンデンサに蓄積された電荷を
イグニッションコイルへ供給するように構成したので、
所定の低速時における点火タイミングを所定の高速時の
点火タイミングへ大きく進角制御することができ、従っ
て、低速時における内燃機関の始動性を改善できる。

【００２９】また、進角幅が、ロータの磁極，磁石とこ
れに対向するコイルコアからなる発電性能を適正とした
磁気回路の幅で決定されることで、適正進角幅を得よう
とするコイルユニットの小形化を実現でき、これにより
内燃機関の冷却効率を改善でき、合わせてトリガコイル
の設置やコイルコアの延長を回避して、構成の簡素化と
ローコスト化を実現できるという効果が得られる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の実施の一形態による内燃機関の無接
点点火装置を示す回路図である。

【図２】この発明におけるコイルユニットとロータとの
関係を示す説明図である。

【図３】図１における発電コイルの誘起電圧を示す波形
図である。

【図４】従来の内燃機関の無接点点火装置のコイルユニ
ットとロータとの関係を示す説明図である。

【図５】従来の内燃機関の無接点点火装置のコイルユニ
ットとロータとの関係を示す説明図である。

【符号の説明】

１ ロータ ２ 磁石 ３，４ 磁極 ５ コイルコア ６ 発電コイル １３ 点火用充放電コンデンサ １４ イグニッションコイル １７ 制御用充放電コンデンサ １８ サイリスタ（第１のスイッチング素子） ２１ ダイオード ２２ サイリスタ（第２のスイッチング素子）

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 磁石を挟んで配置された磁極を有するロ
   ータと、該ロータに対向配置されて、発電コイルが巻装
   されたコイルコアと、前記発電コイルの正の誘起電圧を
   充電する点火用充放電コンデンサと、前記発電コイルの
   正の誘起電圧を充電する制御用充放電コンデンサと、前
   記発電コイルの正の誘起電圧の発生時および前記制御用
   充放電コンデンサの放電時にオンとなる第１のスイッチ
   ング素子と、内燃機関が設定回転数以下である場合、前
   記発電コイルの正の誘起電圧に続いて得られる負の誘起
   電圧が設定レベルに達したときに直ちにトリガされて導
   通し、前記点火用充放電コンデンサの電荷をイグニッシ
   ョンコイルへ供給する第２のスイッチング素子と、前記
   内燃機関が設定回転数以上である場合、前記負の誘起電
   圧が設定レベルに達したとき前記制御用充放電コンデン
   サの放電時定数内でオンとなる前記第１のスイッチング
   素子を通じて、前記第２のスイッチング素子のトリガを
   制限するダイオードとを備え、前記負の誘起電圧に続い
   て得られる次の負の誘起電圧が設定レベルに達したと
   き、前記トリガが制限された第２のスイッチング素子を
   オンにして、前記点火用充放電コンデンサの電荷をイグ
   ニッションコイルへ供給するようにし、点火タイミング
   の進角制御をすることを特徴とする内燃機関の無接点点
   火装置。
2. 【請求項２】 前記点火タイミングの進角制御の進角角
   度を、前記磁石および磁極を有するロータとこれに対向
   するコイルコアとからなる発電性能を適正とした磁石回
   路の幅で決定することを特徴とする請求項１に記載の内
   燃機関の無接点点火装置。