JP2803215B2

JP2803215B2 - 内燃機関の点火装置

Info

Publication number: JP2803215B2
Application number: JP23521989A
Authority: JP
Inventors: 謙武藤
Original assignee: Suzuki Motor Co Ltd
Current assignee: Suzuki Motor Co Ltd
Priority date: 1989-09-11
Filing date: 1989-09-11
Publication date: 1998-09-24
Anticipated expiration: 2013-09-24
Also published as: JPH03100372A

Description

【発明の詳細な説明】〔産業上の利用分野〕本発明は、内燃機関の点火装置に係り、とくに、スタ
ータモータによりCDIマグネトのロータを回転させる構
造の内燃機関の点火装置に関する。

〔従来の技術〕

この種の点火装置の従来例を第３図ないし第５図に示
す。この点火装置は、４サイクル単気筒エンジン用のも
のについて示したものである。

第３図において、クランクシャフト31の一端に、CDI
（コンデンサ放電式点火装置）のマグネトのロータ32が
装着され、ロータ32の一部に固定されたリラクタ33とこ
れに対応してエンジンケース40に設けられたピックアッ
プ35との間の間隙が、ロータ32の回転に伴い変化する
と、ピックアップコイル36の磁束に変化が起き、ピック
アップコイル36に電圧が誘起される。このピックアップ
コイル36に生じる電圧パルスを点火信号として、後述す
るようにして、ロータ32の１回転につき１回発火される
ようになっている。この第３図において、符号は34はコ
ンデンサ充電コイルを示し、符号37はコネクティングロ
ッドを示す。

第４図は、この点火装置の回路図を簡略化して示した
ものである。

この点火装置は、CDIマグネトのロータ32と、このロ
ータ32の回転により電圧パルスを発生するピックアップ
コイル36と、ロータ32の回転により発生する起電力によ
りCDIユニット50のコンデンサ41を充電するコンデンサ
充電コイル34と、ピックアップコイル36で発生する電圧
パルスを点火信号として検出し，コンデンサ41を瞬時に
放電せしめてイグニションコイル42の二次側に高電圧を
発生させるCDIユニット50と、一時コイル42a及び二次コ
イル42bから成るイグニションコイル42と、点火プラグ4
3とを備えている。この内、CDIユニット50は、コンデン
サ充電コイル34で発生する交流を整流するダイオード44
と、このダイオード44に一端が接続され，他端がイグニ
ション一次コイル42aを介してアースされたコンデンサ4
1と、ダイオード44とコンデンサ41との間にそのアノー
ド側が接続され，カソード側がアースされた点火信号検
出手段としてのサイリスタ45と、このサイリスタ45のゲ
ートとピックアップコイル36との間に介装された波形整
形回路46とにより構成されている。この波形整形回路46
は、ピックアップコイル36からの出力を方形波パルスに
整形し点火信号として出力するものである。

第５図は、スタータ部の回路構成を示すものである。

エンジン始動時に、スタータスイッチ51を「ON（オ
ン）」すると、リレー52の接点が閉成し、バッテリ54→
リレー52→スタータモータ53→バッテリ54から成る閉回
路が形成されるので、スタータモータ53にバッテリ電流
が供給され当該スタータモータ53が回転する。このた
め、マグネトのロータ32が回転してバッテリ充電コイル
34に交流が発生し、この交流がダイオード44により整流
されて後、コンデンサ41が充電される。

一方、ロータ32の回転により前述したようにしてロー
タ１回転につき１回の電圧がピックアップコイル36に誘
起され、この電圧パルスが波形整形回路46により方形波
パルスに整形され、点火信号としてサイリスタ45のゲー
トに入力される。これにより、サイリスタ45のカソード
とアノードが導通し、コンデンサ41がサイリスタ45とイ
グニションコイル42の一次側を通して放電する。この一
次コイル42aの急激な電流変化によって二次コイル42bに
立ち上がりの早い高電圧が誘起される。この高電圧によ
って、点火プラグ43の電極間に電気火花が飛び発火が行
われる。

放電が終わるとサイリスタ45は遮断状態となり、コン
デンサ41は再び充電される。この充放電は極めて短時間
に行われる。

第６図に、スタータモータ53始動時の第４図のＡ点,B
点の電圧及びモータ電流I_Mを示す。

Ａ点の電圧は、一般にコンデンサ電圧V_Cと呼ばれるも
ので発生二次電圧はこのコンデンサ電圧V_Cに正比例す
る。

この図に示すように、ピックアップコイル36からの信
号（Ｂ点の電圧パルス）は毎回転ごとに発生し、その結
果サイリスタ45は毎回「ON」し、コンデンサ41に溜まっ
た電荷を毎回放電する。V_Cが急激に零（０）になった所
が発火瞬時である。

スタータモータのモータ電流I_Mから明らかなように、
同図に示すＣ点はシリンダ内の圧力がかかっていない排
気上死点付近での発火であり、Ｄ点は圧縮上死点付近の
発火である。実際に、着火に寄与するのは、Ｄ点の発火
であり、Ｃ点は所謂無駄火というものである。これは、
４サイクル内燃機関にあっては、吸入・圧縮・爆発・排
気の４行程をマグネトのロータ32（即ち、クランクシャ
フト）が２回転する間に行うことによる。

〔発明が解決しようとする課題〕

上述した従来例においては、マグネトのロータの２回
転に１回無駄火が発生し、しかもこの場合のコンデンサ
電圧V_Cが正規火花の場合のコンデンサ電圧V_Cより高くな
っている。（上の例では、150〔Ｖ〕に対し190〔Ｖ〕に
なっている。）このため、スタータモータ（セルモー
タ）による低温始動時にバッテリの能力が低下してクラ
ンキング回転数が低くなることがあるが、かかる場合
に、コンデンサ充電コイルに発生する電圧が低く、結果
的にイグニション二次コイルに発生する電圧が不十分な
場合があった。これを解決するための手法として、次の
ような方法が考えられる。即ち、 CDIマグネトを大型化し低回転でも十分な電圧を確保
する方法。

バッテリを大型化し、クランキング回転数を増加（U
P）させる方法。

スタータモータを大型化し、クランキング回転数を増
加させる方法。

上記ないしを組み合わせる方法。

等である。

しかしながら、上記の何れの場合にあっても、コス
ト，重量の増加及びスペース効率の低下を来すという不
都合があった。

〔発明の目的〕

本発明の目的は、かかる従来例の有する不都合を改善
し、とくに、CDIマグネト，スタータモータ，バッテリ
等を大型化することなく、スタータモータ始動時に十分
なイグニション二次電圧を発生させることが可能な内燃
機関の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〕

本発明では、エンジン始動時にスタータモータの回転
により駆動されるCDIマグネトのロータと、このロータ
の回転により電圧パルスを発生するピックアップコイル
と、ロータの回転により発生する起電力によりコンデン
サを充電するコンデンサ充電コイルと、ピックアップコ
イルで発生する電圧パルスを点火信号として検出し，コ
ンデンサを瞬時に放電せしめてイグニションコイルの二
次側に高電圧を発生させる点火信号検出手段とを備えて
いる。そして、ピックアップコイルと点火信号検出手段
との間に、エンジン回転数が所定回転数未満で，且つモ
ータ電流が予め定めた閾値未満の場合以外の場合に、電
圧パルスを受け点火信号を点火信号検出手段に送出する
制御部を介装するという構成を採っている。これによっ
て、前述した目的を達成しようとするものである。

〔発明の実施例〕

以下、本発明の一実施例を第１図ないし第２図に基づ
いて説明する。

ここで、前述した従来例と同一の構成部分については
同一の符号を用いるものとする。

この第１図に示す実施例は、CDIマグネトのロータ32
と、このロータ32の回転により電圧パルスを発生するピ
ックアップコイル36と、ロータ32の回転により発生する
起電力によりCDIユニット１のコンデンサ41を充電する
コンデンサ充電コイル34と、ピックアップコイル36で発
生する電圧パルスを点火信号として検出し，コンデンサ
41を瞬時に放電せしめてイグニションコイル42の二次側
に高電圧を発生させるCDIユニット１と、一次コイル42a
及び二次コイル42bから成るイグニションコイル42と、
点火プラグ43とを備えている。

前記CDIユニット１は、コンデンサ充電コイル34で発
生する交流を整流するダイオード44と、このダイオード
44に一端が接続され，他端がイグニション一次コイル42
aを介してアースされたコンデンサ41と、ダイオード44
とコンデンサ41との間にそのアノード側が接続され，カ
ソード側がアースされた点火信号検出手段としてのサイ
リスタ45と、このサイリスタ45のゲートとピックアップ
コイル36との間に介装された制御部としての制御回路２
とを備えている。

この制御回路２は、具体的には、ピックアップコイル
36にそのエミッタが接続されるとともにコレクタがサイ
リスタ45のゲートに接続されたPNPトランジスタ３と、
このPNPトランジスタ３のゲートにそのコレクタが接続
されるとともにそのエミッタ側がアースされたNPNトラ
ンジスタ４と、このNPNトランジスタ４のゲートとピッ
クアップコイル36との間に介装された回転数検出回路５
と、この回転数検出回路５とNPNトランジスタ４との間
に一端が接続されたモータ電流検出回路６とを備えて構
成されている。

これを更に詳述すると、回転数検出回路５は、ピック
アップコイル36の出力を周波数−電圧変換するF/Vコン
バータ７と、このF/Vコンバータ７に直列接続されたツ
ェナーダイオード８及びダイオード９と、これら両者8,
9間に一端が接続され他端がアースされた抵抗10とを備
えている。ダイオード９の他端（カソード）側は、前述
したNPNトランジスタ４のゲートに接続されている。こ
の回転数検出回路５は、ロータ32の回転数（エンジン回
転数）をピックアップコイル36の出力パルスの周波数と
して検出し、これを電圧に変換する回路である。この変
換された電圧がツェナーダイオード８のツェナー電圧を
超えたときにのみ、ツェナーダイオード８を電流が流
れ、ダイオード９を介して信号がNPNトランジスタ４の
ゲートに送出されるようになっている。

前記モータ電流検出回路６は、ダイオード９とNPNト
ランジスタ４との間にそのカソード側が接続されたダイ
オード11と、このダイオード11のアノード側に一端が接
続され他端がアースされた抵抗12と、これら両者11,12
間にそのアノード側が接続されるとともに，そのカソー
ド側がスタータモータ53とシャント抵抗14との間に接続
されたツェナーダイオード13とを備えている。このモー
タ電流検出回路６は、スタータモータ53に流れるモータ
電流I_Mをシャント抵抗14によりモータ電流I_Mに比例する
電圧として検出する回路である。このため、このモータ
電流I_Mに比例する電圧がツェナーダイオード13のツェナ
ー電圧を超えた場合にのみ、当該ツェナーダイオード13
に電流が流れ、ダイオード11を介して信号がNPNトラン
ジスタ４のゲートに送出されるようになっている。

本実施例では、ツェナーダイオード８のツェナー電圧
は、エンジン回転数がアイドリング回転数より低いある
回転数N₀に対応する電圧に設定されており、また、ツェ
ナーダイオード13のツェナー電圧は、スタータモータ53
のモータ電流I_Mが第２図に示す45〔Ａ〕より高い値I
₀（ここでは、I₀＝75〔Ａ〕とする）に対応する電圧に
設定されている。

次に、上記実施例の作用・動作を説明する。

エンジン始動時に、スタータスイッチ54を「ON」する
と、リレー52の接点が閉成し、前述した従来例と同様
に、スタータモータ53にバッテリ54からバッテリ電流が
供給され当該スタータモータ53が回転する。このため、
マグネトのロータ32が回転してバッテリ充電コイル34に
交流が発生し、この交流がダイオード44により整流され
て後、コンデンサ41が充電される。

一方、ロータ32の回転により前述したようにしてロー
タ１回転につき１回の電圧がピックアップコイル36に誘
起され、この電圧パルスが制御回路２に送出されるが、
従来例と異なり、本実施例では、制御回路２の回転数検
出回路５を構成するツェナーダイオード8,モータ電流検
出回路６を構成するツェナーダイオード13の内、少なく
とも何れか一方が、導通しなければNPNトランジスタ４
のゲートに信号が送出されず、従ってPNPトランジスタ
３が導通しないため、サイリスタ45のゲートに点火信号
が出力されない。始動時には、エンジン回転、即ちロー
タ32の回転数がN₀以下であるため、モータ電流が75
〔Ａ〕未満の場合には、サイリスタ45のゲートに点火信
号が送出されず、75〔Ａ〕以上の場合のみ、点火信号が
サイリスタ45のゲートに送出される。このため、第２図
に示すように、モータ電流I_Mがピークに達する圧縮上死
点付近でのみ点火信号がサイリスタ45のゲートに入力さ
れる。このとき、サイリスタ45のカソードとアノードが
導通し、コンデンサ41がサイリスタ45とイグニションコ
イル42の一次コイル42aを通して放電し、従来例と同様
にして二次コイル42bに立ち上がりの早い高電圧が誘起
される。この高電圧によって、点火プラグ43の電極間に
電気火花が飛び発火が行われる。放電が終わるとサイリ
スタ45は遮断状態となり、コンデンサ41は再び充電され
る。

第２図は、この場合における第１図のＡ点,B点の電圧
及びモータ電流I_Mを示すものである。

この第２図から明らかなように、本実施例では、排気
上死点付近で発火がおこなわれないので、圧縮上死点付
近での発火の際に、コンデンサ電圧V_Cの低下を来すこと
がない。即ち、この場合、コンデンサ電圧V_Cは190
〔Ｖ〕を維持している。このため、従来例と異なり、ス
タータモータによる低温始動時にあっても、十分なイグ
ニション二次電圧を確保することができる。

この一方、エンジンが始動してエンジン回転数がアイ
ドリング回転数に達すると、回転数検出回路５を構成す
るツェナーダイオード８が導通するため、当該回転数検
出回路５からNPNトランジスタ４のゲートに信号が送出
されるので、結果的に制御回路２がピックアップコイル
36からパルス電圧を受ける度に、点火信号をサイリスタ
45のゲートに送出する。このため、従来と同様の点火制
御が行われる。

〔発明の効果〕

本発明は、以上のように構成され機能するので、これ
によると、制御部が、エンジン回転数が所定回転数未満
で，且つモータ電流が予め定めた閾値未満の場合以外の
場合、ピックアップコイルで発生した電圧パルスを受け
て点火信号を点火信号検出手段に対し送出する、換言す
れば、エンジン回転数が所定回転数未満でモータ電流が
予め定めた閾値未満の場合には、ピックアップコイルで
発生した電圧パルスを受けても点火信号を出力しない。
このため、スタータモータのモータ電流値が比較的低い
排気上死点付近で発火が行われるのを阻止することがで
き、この時のコンデンサの放電を回避することができ
る。これにより、モータ電流値がピークに達する圧縮上
死点付近でのみ発火を行わせることができ、しかもコン
デンサ電圧を高い値に維持できるので、十分なイグニシ
ョン二次電圧を確保せしめることができる。これがた
め、制御部を，例えば，上記実施例のように簡単な回路
により構成するだけで、CDIマグネト，スタータモー
タ，バッテリ等を大型化させることなく、エンジン始動
時に十分なイグニション二次電圧を発生させることがで
きるという従来にない優れた内燃機関の点火装置を提供
することができる。

尚、上記実施例においては、４サイクルエンジンの１
回転１発火方式を例にとって説明したが、本発明は２サ
イクルエンジンの１回転２発火方式においても、同様に
適用可能である。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例の構成を示す回路図、第２図
は第１図の実施例におけるエンジン始動時のＡ点,B点の
電圧及びモータ電流I_Mの関係を示す線図、第３図は従来
の点火装置のCDIマグネトの構成を概略的に示す断面
図、第４図は従来の点火装置の回路図、第５図は第４図
の従来例のスタータ部の構成を示す回路図、第６図は第
４図のＡ点,B点の電圧及びモータ電流I_Mの関係を示す線
図である。２……制御部としての制御回路、32……ロータ、34……
コンデンサ充電コイル、36……ピックアップコイル、41
……コンデンサ、42……イグニションコイル、45……点
火信号検出手段としてのサイリスタ、53……スタータモ
ータ。

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】エンジン始動時にスタータモータの回転に
より駆動されるCDIマグネトのロータと、このロータの
回転により電圧パルスを発生するピックアップコイル
と、前記ロータの回転により発生する起電力によりコン
デンサを充電するコンデンサ充電コイルと、前記ピック
アップコイルで発生する電圧パルスを点火信号として検
出し，前記コンデンサを瞬時に放電せしめてイグニショ
ンコイルの二次側に高電圧を発生させる点火信号検出手
段とを備え、前記ピックアップコイルと点火信号検出手段との間に、
エンジン回転数が所定回転数未満で，且つモータ電流が
予め定めた閾値未満の場合以外の場合に、前記電圧パル
スを受け点火信号を前記点火信号検出手段に送出する制
御部を介装したことを特徴とする内燃機関の点火装置。