JP2522957Y2 - コンデンサ放電式内燃機関用点火装置 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本考案は、コンデンサ放電式の内
燃機関用点火装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】コンデンサ放電式の内燃機関用点火装置
は、図２に示すように、点火コイル１の１次側に設けら
れた点火エネルギ蓄積用コンデンサ４と、該コンデンサ
を充電する充電回路と、導通した際に点火エネルギ蓄積
用コンデンサ４の電荷を点火コイル１の１次コイル１ａ
に放電させるように設けられた放電用スイッチ５と、内
燃機関の点火時期に放電用スイッチ５にトリガ信号を与
える点火時期制御回路８と、この点火時期制御回路８に
点火信号を与える信号発電機９とにより構成され、機関
の点火時期に点火コイル１の２次コイル１ｂに高電圧が
発生して機関の気筒に取り付けられた点火プラグ２に点
火火花が生ずる。

【０００３】図２の点火装置においては、点火エネルギ
蓄積用コンデンサ４を充電する充電回路の電源として、
発振回路１１から得られる駆動パルスによりオンオフさ
せられるスイッチング素子１３によりトランス１０の１
次電流を断続させて直流電圧を昇圧する直流電圧昇圧用
コンバータ回路１５が用いられている。

【０００４】このようなコンバータ回路が用いられる場
合に、放電用スイッチ５が導通したときにコンバータ回
路１５が動作していると、該コンバータ回路のトランス
１０の２次側が放電用スイッチ５を通して短絡されて大
きな短絡電流が流れたり、放電用スイッチの転流に失敗
したりする。このようなことが生じないようにするた
め、放電用スイッチ５のゲートカソード間電圧を検出し
て該ゲートカソード間電圧が所定値よりも低くなってい
るときにのみ高レベルの出力信号を出すゲート電圧検出
回路２１と、点火エネルギ蓄積用コンデンサ４の充電電
圧を検出して該充電電圧が設定電圧よりも低いときにの
み高レベルの出力信号を出す充電電圧検出回路２２とが
設けられ、これらの回路の出力がアンド回路１２に入力
されている。アンド回路１２は、ゲート電圧検出回路２
１と充電電圧検出回路２２との出力が共に高レベルのと
きにのみ発振回路１１からの駆動パルスをスイッチング
素子１３に供給する。

【０００５】１８はトランス１０の１次コイル１０ａに
電力を供給するバッテリ１７からなる直流電源で、通常
バッテリ１７は内燃機関に取り付けられた磁石発電機の
出力で所定の充電回路を通して充電される。直流電源１
８の出力は電源スイッチ１９と逆接続保護用ダイオード
２０とを通して電源コンデンサ１６に印加され、該電源
コンデンサ１６の両端の直流電圧がコンバータ回路１５
により昇圧されて、この昇圧された直流電圧により、点
火エネルギ蓄積用コンデンサ４が図示の極性に充電され
る。逆接続保護用ダイオード２０は、直流電源１８が誤
って逆極性に接続された場合に該直流電源１８に接続さ
れる回路が損焼するのを防ぐために設けられている。ま
た電源コンデンサ１６は、直流電源１８の出力電圧のリ
ップルやサージ電圧がコンバータ回路１５の１次側に印
加されるのを防止するために設けられており、このコン
デンサ１６としては、電解コンデンサ等からなる大容量
のコンデンサが用いられている。

【０００６】点火時期制御回路８，ゲート電圧検出回路
２１，充電電圧検出回路２２及び発振回路１１にほぼ一
定の直流電源電圧を供給するため、直流電源１８を電源
とする安定化電源回路２５が設けられている。

【０００７】

【考案が解決しようとする課題】直流電源の出力が電源
スイッチ１９と逆接続保護用ダイオード２０とを通して
電源コンデンサ１６に印加され、該電源コンデンサの両
端の直流電圧を直流電圧昇圧用コンバータ回路１５によ
り昇圧した電圧で、点火エネルギ蓄積用コンデンサ４を
充電するようにした上記従来の点火装置では、直流電源
の出力にリップルや瞬時的な電圧変動があっても、大容
量の電源コンデンサによりこれを吸収して平滑すること
ができる。しかしこの反面、点火装置の作動中に電源ス
イッチを開いたときに、電源コンデンサ１６の残留電荷
により点火動作がしばらく継続することになる。そのた
め、緊急時に内燃機関を急速に停止させたい場合に、電
源スイッチを開いた後しばらくの間は機関の回転が継続
してしまうという問題があった。

【０００８】本考案の目的は、コンバータ回路の電源回
路に大容量の電源コンデンサを用いた場合であっても、
電源スイッチを開いたときに点火動作を直ちに停止させ
て、内燃機関の緊急停止に支障を来さないようにしたコ
ンデンサ放電式内燃機関用点火装置を提供することにあ
る。

【０００９】

【課題を解決するための手段】本考案は、直流電源の出
力が電源スイッチと逆接続保護用ダイオードとを通して
印加された電源コンデンサと、この電源コンデンサの両
端の直流電圧を昇圧する直流電圧昇圧用コンバータ回路
と、このコンバータ回路の出力電圧で一方の極性に充電
される点火ンエネルギ蓄積用コンデンサと、導通した際
に点火エネルギ蓄積用コンデンサの電荷を点火コイルの
１次コイルに放電させるように設けられた放電用スイッ
チと、内燃機関の点火時期に放電用スイッチにトリガ信
号を与える点火時期制御回路とを備えたコンデンサ放電
式内燃機関用点火装置に係わるものである。

【００１０】本考案においては、電源スイッチと逆接続
保護用ダイオードとの間の回路から直流電源の電圧を検
出する電源電圧検出回路と、この電源電圧検出回路が電
源電圧の検出を停止したときにコンバータ回路の動作を
停止させるコンバータ動作停止回路とを設けた。

【００１１】

【作用】上記のように構成すると、電源スイッチが開か
れたときに電源電圧検出回路が電源電圧の検出を停止す
るので、コンバータ動作停止回路がコンバータ回路の動
作を直ちに停止させる。従って、このとき電源コンデン
サに電荷が残留していても、コンバータ回路の出力が無
くなって、点火動作が直ちに停止する。従って、内燃機
関を急速に停止させる必要がある緊急時などに、電源ス
イッチを開けば機関を直ちに停止させることができる。

【００１２】

【実施例】図１は本考案の実施例を示したもので、同図
において図２と同等な部分には同符号を付してある。

【００１３】図１において、１は一端が接地された１次
コイル１ａ及び２次コイル１ｂを有する点火コイル、２
は図示しない機関の気筒に取り付けられて点火コイルの
２次コイルに接続された点火プラグである。１次コイル
１ａにはカソードを接地側に向けたダイオード３が並列
接続され、１次コイル１ａの非接地側の端子に点火エネ
ルギ蓄積用コンデンサ４の一端が接続されている。コン
デンサ４の他端と接地間に放電用スイッチとしてのサイ
リスタ５がそのカソードを接地側に向けて接続され、該
サイリスタ５のゲートカソード間に抵抗６及びコンデン
サ７が並列接続されている。

【００１４】サイリスタ５のゲートは点火時期制御回路
８の出力端に接続されている。点火時期制御回路８は内
燃機関に取り付けられた信号発電機９の出力信号を入力
として、内燃機関の点火時期にパルス状のトリガ信号を
出力して該トリガ信号によりサイリスタ５を導通させ
る。

【００１５】コンデンサ４を充電するため、トランス１
０と、駆動パルスを発生する公知の発振回路１１と、ト
ランスの１次コイル１０ａに直列接続されて発振回路１
１からアンド回路１２を通して与えられる駆動パルスに
よりオンオフさせられるＦＥＴからなるスイッチング素
子１３と、トランス１０の２次コイル１０ｂの非接地側
にアノードが接続されたダイオード１４とを備えた直流
電圧昇圧用コンバータ回路１５が設けられ、ダイオード
１４のカソードがコンデンサ４とサイリスタ５との接続
点に接続されている。

【００１６】トランスの１次コイル１０ａとスイッチン
グ素子１３との直列回路の両端間には電解コンデンサか
らなる大容量の電源コンデンサ１６が並列接続されてい
る。電源コンデンサ１６には、負極側が接地されたバッ
テリ１７からなる直流電源１８の出力が電源スイッチ１
９と該電源スイッチにアノード側を向けて直列接続され
た逆接続保護用ダイオード２０とを通して印加され、電
源コンデンサ１６の両端の直流がコンバータ回路１５に
より昇圧される。

【００１７】上記のコンバータ回路において、スイチン
グ素子１３がオンオフするとトランス１０の１次電流が
断続するため、該トランスの鉄心に磁束変化が生じ、２
次コイル１０ｂに高い電圧が誘起する。トランス１０の
２次コイル１０ｂの誘起電圧がダイオード１４を通して
コンデンサ４に印加されるため、該コンデンサが図示の
極性に充電され、その端子電圧が上昇する。内燃機関の
点火時期にサイリスタ５にトリガ信号が与えられると、
該サイリスタ５が導通するため、コンデンサ４の電荷が
点火コイル１の１次コイル１ａに放電し、該点火コイル
の２次コイル１ｂに高電圧が誘起する。この高電圧は点
火プラグ２に印加されるため、該点火プラグ２に火花が
生じ、機関が点火される。

【００１８】サイリスタ５の転流失敗を防止してコンバ
ータ回路のトランス１０の２次コイル１０ｂに大きな短
絡電流が流れることがないようにするため、サイリスタ
５のゲートカソード間電圧ＶG を該サイリスタのトリガ
レベルより低く設定された基準電圧ＶrGと比較して、該
ゲートカソード間電圧が基準電圧よりも低いときに高レ
ベルの動作許可信号Ｖ1 を出力するゲート電圧検出回路
２１と、点火エネルギ蓄積用コンデンサ４の充電電圧を
検出して該充電電圧が設定電圧Ｖrcよりも低いときに高
レベルの充電指令信号Ｖ2 を出力する充電電圧検出回路
２２とが設けられ、これらの回路の出力信号Ｖ1 及びＶ
2 がアンド回路１２に入力されている。また、電源スイ
ッチ１９が開かれたときにコンバータ回路１５の作動を
直ちに停止させて点火火花の発生を停止させるため、電
源スイッチ１９と逆接続保護用ダイオード２０との間の
回路から直流電源１８の電圧を検出する電源電圧検出回
路２３と、該電源電圧検出回路２３が直流電源１８の電
圧の検出を停止したときにコンバータ回路１５のスイッ
チング素子１３への駆動パルスの供給を停止してコンバ
ータ回路１５の動作を停止させるコンバータ動作停止回
路２４とが設けられている。発振回路１１、ゲート電圧
検出回路２１、充電電圧検出回路２２、コンバータ動作
停止回路２４及び点火時期制御回路８に電源電圧を供給
するため、電源コンデンサ１６の両端間の電圧を入力し
て直流定電圧を出力する安定化電源２５が設けられてい
る。

【００１９】ゲート電圧検出回路２１は、比較器ＣＰ1
と抵抗Ｒ1 及びＲ2 とからなり、比較器ＣＰ1 の出力が
アンド回路１２に入力されている。比較器ＣＰ1 の反転
入力端子にはサイリスタ５のゲートカソード間電圧ＶG
が入力され、非反転入力端子には安定化電源回路２５の
出力電圧を抵抗Ｒ1 と抵抗Ｒ2 とにより分圧して得た基
準電圧ＶrGが入力されている。比較器ＣＰ1 はサイリス
タ５のゲートカソード間電圧ＶG が基準電圧ＶrGよりも
低いときに高レベルの動作許可信号Ｖ1 を出力する。基
準電圧ＶrGはサイリスタ５のトリガレベルよりも低い値
に設定されている。

【００２０】充電電圧検出回路２２は、比較器ＣＰ2 と
抵抗Ｒ3 ないしＲ6 とからなり、比較器ＣＰ2 の出力が
アンド回路１２に入力されている。比較器ＣＰ2 の反転
入力端子には、コンデンサ４の両端の電圧を抵抗Ｒ3 及
びＲ4 により分圧して得たコンデンサ４の充電電圧の検
出値Ｖc が入力され、比較器ＣＰ2 の非反転入力端子に
は安定化電源回路２５の出力電圧を抵抗Ｒ5 及びＲ6 に
より分圧して得た設定電圧Ｖrcが入力されている。比較
器ＣＰ2 は、点火エネルギ蓄積用コンデンサ４の充電電
圧Ｖc が設定電圧Ｖrcよりも低いときに高レベルの充電
指令信号Ｖ2 を出力する。

【００２１】電源電圧検出回路２３は、電源スイッチ１
９とダイオード２０との接続点と接地間にダイオードＤ
1 ，抵抗Ｒ7 及びツェナーダイオードＤＺ1 が直列に接
続された回路と、ツェナーダイオードＤＺ1 の両端間に
接続された抵抗Ｒ8 及びＲ9からなる分圧回路とからな
り、ツェナーダイオードＤＺ1 の両端間の電圧を抵抗Ｒ
8 及びＲ9 により分圧して得た電圧が電源電圧検出信号
ＶB として出力される。この検出信号ＶB は、電源スイ
ッチ１９が開かれたときに零となる。

【００２２】コンバータ動作停止回路２４は、比較器Ｃ
Ｐ3 と、アンド回路１２と、抵抗Ｒ10及びＲ11とからな
り、比較器ＣＰ3 の非反転入力端子には、電源電圧検出
回路２３から出力される電源電圧検出信号ＶB が入力さ
れ、比較器ＣＰ3 の反転入力端子には、安定化電源回路
２５の出力電圧を抵抗Ｒ10及びＲ11により分圧して得た
基準電圧ＶrBが入力されている。基準電圧ＶrBは、直流
電源１８の出力電圧が正常範囲内にあり且つ電源スイッ
チ１９が閉じられているときに電源電圧検出回路２３か
ら出力される電源電圧検出信号ＶB の値よりは低く設定
されている。比較器ＣＰ3 の出力信号Ｖ3 は、電源電圧
検出信号ＶB が基準電圧ＶrB以上のときに高レベルとな
り、電源電圧検出信号ＶB が基準電圧ＶrBより低いとき
に低レベルとなる。この出力信号Ｖ3 はアンド回路１２
に入力されている。

【００２３】上記の実施例において、電源スイッチ１９
が閉じられているときには、電源電圧検出回路２３は直
流電源１８の電圧を検出していて、検出信号ＶB が基準
電圧ＶrB以上であるので、コンバータ動作停止回路２４
の比較器ＣＰ3 は高レベルの出力信号Ｖ3 を出力してこ
の高レベルの信号Ｖ3 をアンド回路１２に入力してい
る。

【００２４】内燃機関の点火時期にトリガ信号ＶG が発
生し、サイリスタ５のゲートカソード間電圧が基準電圧
ＶrG以上になるとゲート電圧検出回路２１の出力Ｖ1 が
低レベルになるので、アンド回路１２は発振回路１１か
ら出力されている駆動パルスがスイッチング素子１３に
供給されるのを阻止してコンバータ回路１５の作動を停
止させる。サイリスタ５のゲートカソード間電圧が該サ
イリスタのトリガレベルに達して該サイリスタ５が導通
すると、点火エネルギ蓄積用コンデンサ４がサイリスタ
５を導通して放電して点火コイル１の２次コイル１ｂに
高電圧が発生する。コンデンサ４が放電すると該コンデ
ンサの充電電圧が零になるため、充電電圧検出回路２２
は高レベルの充電指令信号Ｖ2 を出力する。サイリスタ
５を通るコンデンサ４の放電電流が消滅するとともにト
リガ信号が消滅してサイリスタ５のゲートカソード間電
圧が基準電圧ＶrGより低くなると、ゲート電圧検出回路
２１は高レベルの動作許可信号Ｖ1 を出力する。このと
きコンデンサ４の充電電圧は零であって、充電電圧検出
回路２２が充電指令信号Ｖ2 を出力しているので、アン
ド回路１２のアンド条件が成立し、スイッチング素子１
３に駆動パルスが与えられる。これによりスイッチング
素子１３がオンオフしてトランス１０が１次電流を断続
させ、該トランスの２次コイルに高い電圧を誘起させ
る。この電圧はダイオード１４を通してコンデンサ４に
印加されるため、該コンデンサ４が充電される。このコ
ンデンサ４の端子電圧が設定電圧Ｖrcに達すると、充電
指令信号Ｖ2 が消滅するため、アンド回路１２のアンド
条件が不成立となって、スイッチング素子１３への駆動
パルスの供給が停止する。これによりコンバータ回路１
５の動作が停止し、コンデンサ４の充電が停止する。ト
リガ信号が再び発生してサイリスタ５が導通すると、コ
ンデンサ４の電荷が該サイリスタ５を通して放電し、点
火コイル１の２次コイルに高電圧が発生して再び点火動
作が行われる。

【００２５】上記の点火動作が繰返されて機関が運転さ
れているとき、機関を停止させるため電源スイッチ１９
が開かれると、電源コンデンサ１６の図示の極性の充電
電圧は逆接続保護用ダイオード２０により阻止されて電
源電圧検出回路２３には印加されないので、該電源電圧
検出回路２３は電源電圧の検出を停止して検出信号ＶB
が零になる。そのためコンバータ動作停止回路２４の比
較器ＣＰ3 の出力信号Ｖ3 が低レベルになってアンド回
路１２のアンド条件が不成立となり、スイッチング素子
１３への駆動パルスの供給が停止される。従って、電源
スイッチ１９が開かれると、電源コンデンサ１６が電源
電圧に充電されたままの状態であってもコンバータ１５
の動作が直ちに停止して点火エネルギ蓄積用コンデンサ
４の充電が停止するため、点火コイル１の２次コイルに
は高電圧が発生しなくなり、機関は直ちに停止する。

【００２６】このように、本考案においては、電源スイ
ッチを開くと、電源コンデンサに電荷が残っていてもコ
ンバータ回路の動作が直ちに停止するため、電源スイッ
チを開いたときに機関を直ちに停止させることができ
る。

【００２７】上記の実施例では、直流電源１８としてバ
ッテリ１７を用いているが、内燃機関により駆動される
交流発電機と該発電機の出力を整流する整流回路とから
なる直流電源を用いる場合にも本考案を適用できる。

【００２８】上記の実施例では、点火エネルギ蓄積用コ
ンデンサの充電電圧が設定値よりも低いときに充電指令
信号を発生させて、該充電指令信号の存在をコンバータ
回路のスイッチング素子に駆動パルスを供給するための
条件の一つとして用いているが、充電指令信号を発生す
る充電電圧検出回路２２を省略して、ゲート電圧検出回
路２１から出力される動作許可信号と、電源電圧検出回
路２３が直流電源の電圧を検出したときにコンバータ動
作停止回路２４の比較器ＣＰ3 から出力される高レベル
の出力信号との存在のみを駆動パルスを供給する条件と
して用いるようにしてもよい。

【００２９】

【考案の効果】以上のように、本考案によれば、直流電
源の出力を電源スイッチと逆接続保護用ダイオードとを
通して電源コンデンサに印加して、該電源コンデンサの
両端の電圧をコンバータ回路により昇圧して点火エネル
ギ蓄積用コンデンサを充電する場合に、電源スイッチと
逆接続保護用ダイオードとの間の回路から直流電源の電
圧を検出して、この電源電圧の検出が停止したときにコ
ンバータ回路の動作を停止させるようにしたので、電源
スイッチを開いたときに電源コンデンサに残留電荷があ
る場合でもコンバータ回路の動作を直ちに停止させて内
燃機関を直ちに停止させることができる。従って本考案
によれば、直流電源の出力電圧のリップルやサージ電圧
がコンバータ回路の１次側に印加されるのを防止するた
めに大容量の電源コンデンサを設けても、機関の緊急停
止に何等支障を来さないという利点がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本考案の実施例を示した回路図である。

【図２】従来例を示した回路図である。

【符号の説明】

１ 点火コイル ２ 点火プラグ ４ 点火エネルギ蓄積用コンデンサ ５ 放電用スイッチ（サイリスタ） ８ 点火時期制御回路 １０ トランス １１ 発振回路 １２ アンド回路 １３ スイッチング素子 １４ ダイオード １５ コンバータ回路 １６ 電源コンデンサ １８ 直流電源 １９ 電源スイッチ ２０ 逆接続保護用ダイオード ２１ ゲート電圧検出回路 ２２ 充電電圧検出回路 ２３ 電源電圧検出回路 ２４ コンバータ動作停止回路

Claims (1)

(57)【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】直流電源の出力が電源スイッチと逆接続保
   護用ダイオードとを通して印加された電源コンデンサ
   と、前記電源コンデンサの両端の直流電圧を昇圧する直
   流電圧昇圧用コンバータ回路と、前記コンバータ回路の
   出力電圧で一方の極性に充電される点火エネルギ蓄積用
   コンデンサと、導通した際に前記点火エネルギ蓄積用コ
   ンデンサの電荷を点火コイルの１次コイルに放電させる
   ように設けられた放電用スイッチと、内燃機関の点火時
   期に前記放電用スイッチにトリガ信号を与える点火時期
   制御回路とを備えたコンデンサ放電式内燃機関用点火装
   置において、 前記電源スイッチと逆接続保護用ダイオードとの間の回
   路から前記直流電源の電圧を検出する電源電圧検出回路
   と、 前記電源電圧検出回路が電源電圧の検出を停止したとき
   に前記コンバータ回路の動作を停止させるコンバータ動
   作停止回路とを具備したことを特徴とするコンデンサ放
   電式内燃機関用点火装置。