JP4011535B2 - コンデンサ放電式内燃機関用点火装置 - Google Patents

Description

本発明は、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。

コンデンサ放電式の内燃機関用点火装置は、内燃機関により駆動される磁石発電機内に設けられて機関の回転に同期して交流電圧を誘起するエキサイタコイルと、点火コイルの一次側に設けられてエキサイタコイルの正の半波の出力電圧により一方の極性に充電される点火用コンデンサと、トリガ信号が与えられたときにオン状態になって点火用コンデンサの電荷を点火コイルの一次コイルを通して放電させるサイリスタと、内燃機関の点火位置でサイリスタにトリガ信号を与えるサイリスタトリガ回路とにより構成される。

上記エキサイタコイルを設ける磁石発電機としては、フライホイールの外周側に磁石界磁を構成したものがよく用いられる。この種の磁石発電機は、フライホイールの外周に永久磁石を取り付けることにより３極の磁石界磁を構成した磁石回転子と、この磁石回転子の磁石界磁の磁極に対向する磁極部を有する鉄心にエキサイタコイルを巻回して構成した固定子とを備えていて、正の半波の出力電圧と該正の半波の出力電圧の前後にそれぞれ発生する第１及び第２の負の半波の出力電圧とからなる１サイクル半の交流電圧をクランク軸が１回転する間に少なくとも１回エキサイタコイルから発生する。
上記のような磁石発電機を用いたコンデンサ放電式の内燃機関用点火装置は、例えば特許文献１に示されている。

この種の磁石発電機を用いたコンデンサ放電式の内燃機関用点火装置では、特許文献１にも示されているように、エキサイタコイルが発生する正の半波の出力電圧により点火用コンデンサを充電し、エキサイタコイルが発生する負の半波の出力電圧を用いてサイリスタにトリガ信号を供給することがよく行われる。

上記のような磁石発電機を用いたコンデンサ放電式の内燃機関用点火装置において、エキサイタコイルが発生する負の半波の出力電圧によりサイリスタにトリガ信号を与える構成をとる場合には、エキサイタが正の半波の出力電圧を発生した後、第２の負の半波の出力電圧の出力でサイリスタにトリガ信号が与えられたときに、点火用コンデンサの電荷をサイリスタを通して放電させることにより点火動作を行わせる。エキサイタコイルが正の半波の出力電圧を発生するのに先立って第１の負の半波の出力電圧を発生したときにもサイリスタにトリガ信号が与えられるが、このときは未だ点火用コンデンサに電荷が蓄積されていないため、サイリスタは導通せず、点火動作は行われない。
特公昭６２−５３７１４号公報

回転子の外周側に３極の磁石界磁を構成した磁石発電機を用いたコンデンサ放電式内燃機関用点火装置において、エキサイタコイルの負の半波の出力電圧を用いてサイリスタにトリガ信号を供給する場合には、エキサイタコイルが正の半波の出力電圧を発生する前に第１の負の半波の出力電圧を発生したときにもサイリスタにトリガ信号が与えられるが、このトリガ信号は、エキサイタコイルの正の半波の出力電圧が立ち上がるまでの間に消滅させておく必要がある。万一、エキサイタコイルの正の半波の出力電圧が立ち上がったときにサイリスタにトリガ信号が与えられていると、該サイリスタが導通してエキサイタコイルを短絡してしまうため、点火用コンデンサの充電を行うことができなくなり、機関が失火することになる。

磁石回転子の磁極間隔を十分に大きくとることができ、エキサイタコイルが第１の負の半波の出力電圧を発生するクランク角位置と、正の半波の出力電圧を発生するクランク角位置とを十分に離すことができる場合には、エキサイタコイルの正の半波の出力電圧の立上がり時にサイリスタにトリガ信号が与えられることはない。

ところが、磁石発電機の回転子の外径を小さくすることが必要とされる場合のように、磁石回転子の磁極間隔を狭くせざるを得なくなり、エキサイタコイルが第１の負の半波の出力電圧を発生するクランク角位置と、正の半波の出力電圧を発生するクランク角位置とが接近する状態になった場合には、機関の高速回転時にエキサイタコイルが第１の負の半波の出力電圧を発生してから正の半波の出力電圧を発生するまでの時間が短くなるため、正の半波の出力電圧に先立って発生した負の半波の出力電圧によりサイリスタに与えられたトリガ信号電流が、正の半波の出力電圧の立上がり時に残留している状態が生じることがある。

このような状態が生じると、エキサイタコイルが正の半波の出力電圧を発生したときにサイリスタが導通してエキサイタコイルを短絡するため、点火用コンデンサの充電を行うことができなくなり、機関が失火することになる。

このように、正の半波の出力電圧と該正の半波の出力電圧の前後にそれぞれ発生する第１及び第２の負の半波の出力電圧とからなる１サイクル半の交流電圧を内燃機関のクランク軸が１回転する間に少なくとも１回発生するエキサイタコイルを有する磁石発電機を用いて、エキサイタコイルの負の半波の出力電圧でサイリスタにトリガ信号を与えるようにしたコンデンサ放電式の内燃機関用点火装置においては、磁石回転子の磁極間隔を狭くして、エキサイタコイルが第１の負の半波の出力電圧を発生するクランク角位置と正の半波の出力電圧を発生するクランク角位置とを接近させた場合に、機関の高速回転時に点火用コンデンサの充電を行うことができなくなるため、機関の回転速度が制限されるという問題があった。

本発明の目的は、正の半波の出力電圧と該正の半波の出力電圧の前後にそれぞれ発生する第１及び第２の負の半波の出力電圧とからなる１サイクル半の交流電圧を内燃機関のクランク軸が１回転する間に少なくとも１回発生するエキサイタコイルを有する磁石発電機を用いて、エキサイタコイルの負の半波の出力電圧でサイリスタにトリガ信号を与えるようにしたコンデンサ放電式の内燃機関用点火装置において、機関の高速回転時にエキサイタコイルの正の半波の出力電圧の立上がり時にサイリスタが導通して、点火用コンデンサの充電を行うことができなくなるのを防ぐことができるようにすることにある。

本発明によるコンデンサ放電式の内燃機関用点火装置は、正の半波の出力電圧と該正の半波の出力電圧の前後にそれぞれ発生する第１及び第２の負の半波の出力電圧とからなる１サイクル半の交流電圧を内燃機関のクランク軸が１回転する間に少なくとも１回発生するエキサイタコイルを有する磁石発電機と、点火コイルと、エキサイタコイルの正の半波の出力電圧により一方の極性に充電される点火用コンデンサと、トリガ信号が与えられたときにオン状態になって前記点火用コンデンサに蓄積された電荷を前記点火コイルの一次コイルを通して放電させるように設けられたサイリスタと、エキサイタコイルの負の半波の出力電圧を電源電圧として内燃機関の点火位置で前記サイリスタにトリガ信号を与えるサイリスタトリガ回路と、エキサイタコイル側からサイリスタを通して流れた電流を検出したとき及び点火用コンデンサの充電電流を検出したときにサイリスタのゲートカソード間に逆バイアス電圧を印加する逆バイアス回路とを備えている。

上記のように構成すると、エキサイタコイルの負の半波の出力電圧によりサイリスタに与えられたトリガ信号電流が残留している状態で、該エキサイタコイルの正の半波の出力電圧が立ち上がったとしても、サイリスタが導通状態に移行しようとした瞬間に逆バイアス回路がサイリスタのアノード電流を検出して、サイリスタのゲートカソード間に逆バイアス電圧を印加するため、サイリスタは導通状態に移行することができず、遮断状態に戻ることになる。

サイリスタが遮断状態に戻ると、点火用コンデンサに充電電流が流れるが、この充電電流が流れたときにも逆バイアス回路がサイリスタのゲートカソード間に逆バイアス電圧を印加するため、サイリスタは確実に遮断状態を保持し、点火用コンデンサの充電は支障なく行われる。

このように、本発明によれば、エキサイタコイルが負の半波の出力電圧を発生するクランク角位置と正の半波の出力電圧を発生するクランク角位置とが接近していて、機関の高速回転時にサイリスタのトリガ信号電流が残留している状態で正の半波の出力電圧が立上がる状態が生じる場合にも、点火用コンデンサの充電を支障なく行わせることができるため、磁石発電機の回転子の外径を小さくした場合に機関の回転速度が制限されるといった不都合が生じるのを防ぐことができる。

一般に、上記のような磁石発電機を用いて、エキサイタコイルの正の半波の出力電圧で点火用コンデンサを充電し、エキサイタコイルの負の半波の出力電圧を電源電圧として内燃機関の点火位置でサイリスタにトリガ信号を与えるコンデンサ放電式の内燃機関用点火装置においては、エキサイタコイルが正の半波の出力電圧を発生したときに該エキサイタコイルから流出する電流の帰路を構成するために該エキサイタコイルの一端と接地間に正電流帰還回路が設けられ、エキサイタコイルが負の半波の出力電圧を発生したときに該エキサイタコイルから流出する電流の帰路を構成するためにエキサイタコイルの他端と接地間に負電流帰還回路が設けられる。またエキサイタコイルの他端にアノードが接続された充電用ダイオードが設けられて、エキサイタコイルの正の半波の出力電圧で該充電用ダイオードを通して点火用コンデンサが一方の極性に充電される。

上記のような構成がとられるコンデンサ放電式の内燃機関用点火装置に本発明を適用する場合には、カソードをサイリスタのゲート側に向けてサイリスタのゲートカソード間に接続した第１の帰還ダイオードと、サイリスタのゲートとエキサイタコイルの一端との間にアノードをサイリスタのゲート側に向けて接続した第２の帰還ダイオードとにより上記正電流帰還回路を構成して、上記第１の帰還ダイオードにより、逆バイアス回路を構成するのが好ましい。

上記負電流帰還回路は、エキサイタコイルの他端と接地間にアノードを接地側に向けて接続された第３の帰還ダイオードにより構成することができる。

上記の構成では、エキサイタコイル側からサイリスタのアノードカソード間を通して流れた電流を検出したとき及びコンデンサの充電電流を検出したときにサイリスタのゲートカソード間に逆バイアス電圧を印加する逆バイアス回路を設けることにより、点火用コンデンサの充電開始時にサイリスタが導通状態になるのを防ぐようにしたが、エキサイタコイル側からサイリスタのアノードカソード間を通して流れた電流を検出したとき及び点火用コンデンサの充電電流を検出したときにサイリスタのゲートカソード間を短絡する短絡回路を設けることによっても、上記と同じ目的を達成することができる。

前述のように、エキサイタコイルの一端と接地間、及び他端と接地間にそれぞれ正電流帰還回路及び負電流帰還回路が設けられる場合には、導通した際にサイリスタのゲートカソード間を短絡するように設けられた短絡用スイッチと、エキサイタコイル側からサイリスタのアノードカソード間を通して流れた電流を検出したとき及び前記点火用コンデンサの充電電流を検出したときに短絡用スイッチを導通させる短絡用スイッチ駆動回路とにより、上記短絡回路を構成することができる。

この場合、正電流帰還回路は、アノードを接地した第１の帰還ダイオードと、この第１の帰還ダイオードのカソードとエキサイタコイルの一端との間にアノードを第１の帰還ダイオードのカソード側に向けて接続された第２の帰還ダイオードとにより構成し、負電流帰還回路は、エキサイタコイルの他端と接地間にアノードを接地側に向けて接続された第３の帰還ダイオードにより構成する。また上記短絡用スイッチ駆動回路は、第１の帰還ダイオードの両端に生じる順方向電圧降下を検出したときに短絡用スイッチ回路を導通させるように構成する。

上記短絡用スイッチとしては、サイリスタのゲート及びカソードにそれぞれコレクタ及びエミッタが接続された第１のトランジスタを用いることができ、短絡用スイッチ駆動回路は、第１のトランジスタのベース及びエミッタにそれぞれコレクタ及びエミッタが接続されるとともに、第１の帰還ダイオードのカソードにベースが接続された第２のトランジスタと、第１のトランジスタ及び第２のトランジスタにベース電流を供給する回路とにより構成することができる。

サイリスタトリガ回路は、エキサイタコイルの負の半波の出力電圧の特定の位相に対応するクランク角位置を内燃機関の点火位置として、該点火位置を検出した時にサイリスタにトリガ信号を与えるように構成するのが好ましい。

このようなサイリスタトリガ回路は、例えば、一端が接地されるとともに他端がエキサイタコイルの一端に逆流阻止用ダイオードと充電時定数調整用抵抗とを通して接続されてエキサイタコイルが発生する負の半波の出力電圧で充電されるトリガ電源用コンデンサと、トリガ電源用コンデンサの非接地側端子に放電用抵抗を通してコレクタが接続されるとともにエミッタが接地され、かつベースがベース抵抗を通してエキサイタコイルの一端に接続されてエキサイタコイルがしきい値以上の負の半波の出力電圧を発生したときにオン状態になるトリガ制御用トランジスタと、トリガ電源用コンデンサの非接地側端子に放電用抵抗を通して一端が接続された微分コンデンサと、微分コンデンサの他端にアノードが接続され、カソードがサイリスタのゲートに接続されたトリガ信号供給用ダイオードとを備えて、エキサイタコイルが発生する負の半波の出力電圧がピークを過ぎた後しきい値レベル未満になってトリガ制御用トランジスタがオフ状態になったときにトリガ電源用コンデンサに残留している電荷により微分コンデンサを通してサイリスタにトリガ信号を与えるように構成することができる。この場合、トリガ電源用コンデンサの充電用時定数及び放電時定数を、サイリスタにトリガ信号を与える際に必要な電荷をトリガ電源用コンデンサに残留させておくのに適した値に設定しておく。

上記のようにサイリスタトリガ回路を構成した場合、点火位置がほぼ一定の位置に固定されるため、機関の回転速度に対して点火位置を自由に制御することができない。
そこで本発明の好ましい態様では、逆バイアス回路によりゲートカソード間が逆バイアスされる第１のサイリスタと、ゲートカソード間が逆バイアスされることがない第２のサイリスタとの２つのサイリスタにより放電用スイッチ回路を構成して、第１のサイリスタをエキサイタコイルが負の半波の出力電圧を発生している間にトリガし、第２のサイリスタを回転速度に対して演算された点火位置でトリガすることにより、点火位置を自由に制御することができるようにする。

即ち本発明の好ましい態様では、正の半波の出力電圧と該正の半波の出力電圧の前後にそれぞれ発生する第１及び第２の負の半波の出力電圧とからなる１サイクル半の交流電圧を内燃機関のクランク軸が１回転する間に少なくとも１回発生するエキサイタコイルを有する磁石発電機と、点火コイルと、エキサイタコイルの正の半波の出力電圧により一方の極性に充電される点火用コンデンサと、第１のサイリスタ及び第２のサイリスタを有して該第１及び第２のサイリスタのいずれかがオン状態になったときに点火用コンデンサに蓄積された電荷を点火コイルの一次コイルを通して放電させるように構成された放電用スイッチ回路と、エキサイタコイルの負の半波の出力電圧を電源電圧として内燃機関の点火位置で第１のサイリスタ及び第２のサイリスタのいずれかにトリガ信号を与えるサイリスタトリガ回路と、エキサイタコイル側から第１のサイリスタを通して流れた電流を検出したとき及び点火用コンデンサの充電電流を検出したときに第１のサイリスタのゲートカソード間に逆バイアス電圧を印加する逆バイアス回路とを備えることによりコンデンサ放電式の内燃機関用点火装置が構成される。

この場合、サイリスタトリガ回路は、エキサイタコイルの負の半波の出力電圧の波形により決まる点火位置で第１のサイリスタにトリガ信号を与える第１のトリガ回路と、エキサイタコイルの出力から内燃機関の回転速度を検出して、検出した回転速度に対して演算した点火位置で第２のサイリスタにトリガ信号を与える第２のトリガ回路とにより構成される。

上記のように、エキサイタコイル側から第１のサイリスタを通して電流が流れたことが検出されたとき及び点火用コンデンサの充電電流が検出されているときに逆バイアス回路によりゲートカソード間が逆バイアスされる第１のサイリスタと、ゲートカソード間が逆バイアスされることがない第２のサイリスタとにより放電用スイッチ回路を構成して、エキサイタコイルの負の半波の出力電圧の波形により決まる点火位置で第１のサイリスタをトリガし、回転速度に対して演算された点火位置で第２のサイリスタをトリガするように構成すると、機関の高速回転時にエキサイタコイルの正の半波の出力電圧の立上がり時にサイリスタが導通して、点火用コンデンサの充電を行うことができなくなる状態が生じるのを防止しつつ、点火位置をエキサイタコイルの出力電圧の正の半波の区間まで進角させることができるため、内燃機関の点火位置を回転速度に対して十分な進角幅をもって制御して、機関が要求する種々の点火特性を得ることができる。

なおゲートカソード間が逆バイアスされる第１のサイリスタを設けずに、第２のトリガ回路によりトリガされる第２のサイリスタのみを設けることも考えられるが、このように構成した場合には、機関の回転速度がある程度上昇して、エキサイタコイルが回転速度の演算、点火位置の演算、あるいは演算した点火位置の検出等を行う手段（マイクロコンピュータ）を駆動するために必要な電圧を発生してからでないと、点火動作を行わせることができないため、機関の始動回転速度が高くなり、機関の始動性が悪くなるのを避けられない。

これに対し、本発明のように、エキサイタコイルの負の半波の出力電圧でトリガされる第１のサイリスタと、演算された点火位置で発生するトリガ信号によりトリガされる第２のサイリスタとを設けておくと、エキサイタコイルが、点火位置の演算や、演算した点火位置の検出を行う手段を駆動するために必要な電圧を発生することができない機関の低速時及び極低速時にも点火動作を行わせることができるため、機関の始動回転速度を低くし、機関の始動性を向上させることができる。

上記第１のトリガ回路は、エキサイタコイルの負の半波の出力電圧の特定の位相に対応するクランク角位置を内燃機関の点火位置として、該点火位置を検出した時に第１のサイリスタにトリガ信号を与えるように構成することができる。

また第２のトリガ回路は、エキサイタコイルの負の半波の出力電圧が一定値に達したときにクランク角検出信号を発生するクランク角検出信号発生回路と、エキサイタコイルの負の半波の出力電圧を入力として一定の直流電圧を出力する電源回路と、クランク角検出信号を入力とし、電源回路の出力電圧を電源電圧として動作するように設けられて、第１の負の半波の出力電圧が一定値に達したときに発生するクランク角検出信号を基準信号として該基準信号の発生間隔から内燃機関の回転速度を検出する回転速度検出手段とこの回転速度検出手段により検出された回転速度に対して内燃機関の点火位置を演算する点火位置演算手段とこの点火位置演算手段により演算された点火位置を検出した時にトリガ指令を発生するトリガ指令発生手段とを構成するマイクロコンピュータと、トリガ指令発生手段がトリガ指令を発生したときに第２のサイリスタに与えるトリガ信号を出力するトリガ信号出力回路とを備えた構成とすることができる。

上記のように、第１及び第２のサイリスタにより放電用スイッチ回路を構成して、第１のトリガ回路により第１のサイリスタをトリガし、第２のトリガ回路により第２のサイリスタをトリガする構成をとる場合には、オン状態にあるときに第１のトリガ回路から第１のサイリスタに与えられるトリガ信号を該第１のサイリスタから側路するトリガ信号側路用スイッチと、内燃機関の回転速度が設定値以下のときにトリガ信号側路用スイッチをオフ状態に保ち、回転速度が設定値を超えているときにトリガ信号側路用スイッチをオン状態に保持する側路用スイッチ制御手段とを設けるのが好ましい。

このようにトリガ信号側路用スイッチ及び側路用スイッチ制御手段を設けておくと、機関の回転速度が設定値を超えたときに第１のトリガ回路から第１のサイリスタにトリガ信号が与えられるのを禁止して、機関の回転速度が設定値を超える領域で、第１のトリガ回路により決まる点火位置よりも遅れた点火位置で点火動作を行わせることができるため、機関の回転速度の上昇に伴って点火位置を進角させる特性だけでなく、機関の特定の回転速度領域で点火位置を遅角させる特性をも得ることができ、点火位置の制御の自由度を高くすることができる。例えば、機関の回転速度が制限値を超えるのを防ぐために、機関の回転速度が制限値を超えたときに点火位置を遅角させる制御を容易に行わせることができる。

なお第１のトリガ回路がトリガ信号を発生するクランク角位置よりも遅れたクランク角位置で第２のトリガ回路がトリガ信号を発生することがない場合には、上記トリガ信号側路用スイッチ及び側路用スイッチ制御手段を省略することができる。

上記のように、第１及び第２のサイリスタにより放電用スイッチ回路を構成して、第１のサイリスタを第１のトリガ回路によりトリガし、第２のサイリスタを第２のトリガ回路によりトリガする構成をとる場合にも、逆バイアス回路に代えて、エキサイタコイル側から第１のサイリスタを通して流れた電流を検出したとき及び点火用コンデンサの充電電流を検出したときに第１のサイリスタのゲートカソード間を短絡する短絡回路を設けることができる。

上記のように、第１のサイリスタ及び第２のサイリスタにより放電用スイッチ回路を構成して、エキサイタコイルの負の半波の出力電圧の波形により決まる点火位置で第１のサイリスタをトリガし、演算された点火位置で第２のサイリスタをトリガするようにすると、逆バイアス回路または短絡回路が働いていて、第１のサイリスタをトリガできない状態でも、第２のサイリスタをトリガすることにより点火動作を行わせることができるため、点火位置の進角幅を広くとることができる。

しかしながら本発明において、放電用スイッチ回路は必ずしも上記のように第１のサイリスタと第２のサイリスタとにより構成する必要はなく、放電用スイツチ回路を単一のサイリスタにより構成して、第１のトリガ回路及び第２のトリガ回路から該単一のサイリスタにトリガ信号を与えるように構成することもできる。

即ち、エキサイタコイルの負の半波の出力電圧の波形により決まる点火位置でトリガ信号を発生する第１のトリガ回路と、エキサイタコイルの出力から内燃機関の回転速度を検出して、検出した回転速度に対して演算した点火位置でトリガ信号を発生する第２のトリガ回路とを設けて、該第１のトリガ回路及び第２のトリガ回路から放電用スイッチ回路を構成する単一のサイリスタにトリガ信号を与える構成としてもよい。

この場合も、エキサイタコイルが先に発生する負の半波の出力電圧によりサイリスタに与えられるトリガ信号がエキサイタコイルの正の半波の立上り時まで残留してサイリスタがトリガされるのを防ぐために、前記と同様の逆バイアス回路または短絡回路を設けておく。

以上のように、本発明によれば、エキサイタコイル側からサイリスタのアノードカソード間を通して流れた電流を検出したとき及びコンデンサの充電電流を検出したときにサイリスタのゲートカソード間に逆バイアス電圧を印加する逆バイアス回路を設けるか、またはサイリスタのゲートカソード間を短絡する短絡回路を設けたので、エキサイタコイルの負の半波の出力電圧によりサイリスタに与えられたトリガ信号電流が残留している状態で、該エキサイタコイルの正の半波の出力電圧が立ち上がったときに、サイリスタが導通状態に移行するのを阻止して、遮断状態に戻すことができ、点火用コンデンサの充電を支障なく行わせることができる。

従って、本発明によれば、磁石発電機の磁極間隔が狭く、エキサイタコイルが負の半波の出力電圧を発生するクランク角位置と正の半波の出力電圧を発生するクランク角位置とが接近していて、機関の高速回転時にサイリスタに与えられたトリガ信号電流が残留している状態で正の半波の出力電圧が立上がる状態が生じる場合にも、点火用コンデンサの充電を支障なく行わせることができるため、磁石発電機の回転子の外径を小さくした場合に機関の回転速度が制限されるといった不都合が生じるのを防ぐことができる。

また本発明において、エキサイタコイルが正の半波の出力電圧を発生しているときに逆バイアス回路によりゲートカソード間が逆バイアスされるか、または短絡回路によりゲートカソード間が絡される第１のサイリスタと、ゲートカソード間が逆バイアスされたり、短絡されたりすることがない第２のサイリスタとにより放電用スイッチ回路を構成して、エキサイタコイルの負の半波の出力電圧の特定の位相が検出されたときに第１のサイリスタをトリガし、回転速度に対して演算された点火位置で第２のサイリスタをトリガするように構成した場合には、機関の高速回転時にエキサイタコイルの正の半波の出力電圧の立上がり時にサイリスタが導通して、点火用コンデンサの充電を行うことができなくなる状態が生じるのを防止しつつ、点火位置をエキサイタコイルの出力電圧の正の半波の区間まで進角させることができるため、点火位置の進角幅を拡大して、機関が要求する種々の点火特性を容易に得ることができる。

以下図面を参照して本発明の実施の形態を説明する。
第１の実施形態
図１は本発明の第１の実施形態の構成例を示したものであり、この実施形態では、単気筒内燃機関を点火する場合を例にとっている。図１において、１は一次コイル１ａと二次コイル１ｂとを有して両コイルの一端が接地された点火コイル、２は２サイクル内燃機関により駆動される外ウィザ型の磁石発電機内に設けられたエキサイタコイル、３はコンデンサ放電式の点火ユニットである。

エキサイタコイル２を設ける磁石発電機は、例えば図２に示すように構成される。図２において、４は内燃機関のクランク軸５に取り付けられた鉄製のフライホイール、５はフライホイール４の外周に設けられた凹部４ａ内に取り付けられた弧状の永久磁石で、フライホイール４と永久磁石５とにより磁石回転子６が構成されている。永久磁石５はフライホイールの径方向に着磁され、永久磁石５の径方向の外側の磁極（図示の例ではＮ極）ｍ1 と、磁石５の内側の磁極（図示の例ではＳ極）から凹部４ａの両側のフライホイール外周面に導出された対の磁極ｍ2 及びｍ3 との合計３つの磁極を有する磁石界磁が、フライホイール４の外周に形成されている。

また７は機関のケース等に固定された固定子で、この固定子は、磁石回転子６の磁極に対向する磁極部８ａ及び８ｂを両端に有する鉄心８と、鉄心８に巻回されたエキサイタコイル２とからなっており、この固定子と磁石回転子６とにより磁石発電機が構成されている。

エキサイタコイル２は、図３（Ａ）に示すように、正の半波の出力電圧Ｖｐと、この正の半波の出力電圧の前後に発生する第１及び第２の負の半波の出力電圧Ｖn1及びＶn2とからなる１サイクル半の交流電圧を内燃機関のクランク軸５の１回転当たり１回だけ発生する。

図１において、点火ユニット３を構成する回路は、エキサイタコイル２の正の半波の出力電圧Ｖｐにより一方の極性に充電される点火用コンデンサＣｉと、トリガ信号が与えられたときに導通して点火用コンデンサＣｉに蓄積された電荷を点火コイル１の一次コイル１ａを通して放電させるように設けられたサイリスタＴｈと、エキサイタコイル２の負の半波の出力電圧Ｖn1及びＶn2を電源電圧として内燃機関の点火位置でサイリスタＴｈにトリガ信号を与えるサイリスタトリガ回路１０とを備えたコンデンサ放電式の回路からなっている。

図１に示された点火装置においては、点火用コンデンサＣｉの一端が点火コイルの一次コイル１ａの非接地側端子に接続され、該点火用コンデンサＣｉの他端と接地間に、サイリスタＴｈがそのカソードを接地側に向けた状態で設けられている。

本実施形態においては、サイリスタＴｈのゲートカソード間にアノードを接地側に向けて接続された第１の帰還ダイオードＤ1と、サイリスタＴｈのゲートとエキサイタコイル２の一端２ａとの間にアノードをサイリスタＴｈのゲート側に向けて接続された第２の帰還ダイオードＤ2とにより、エキサイタコイル２が正の半波の出力電圧Ｖｐを出力したときに該エキサイタコイルから流出する電流の帰路を構成する正電流帰還回路が構成されている。

またエキサイタコイル２の他端２ｂと接地間に、アノードを接地側に向けた第３の帰還ダイオードＤ3が設けられ、この第３の帰還ダイオードＤ3により、エキサイタコイル２が負の半波の出力電圧Ｖn1，Ｖn2を出力したときに該エキサイタコイルから流出する電流の帰路を構成する負電流帰還回路が構成されている。図示の例では、第３の帰還ダイオードＤ3のアノードと接地間に抵抗Ｒ1が挿入されている。

エキサイタコイル２の他端にはまた、カソードを点火用コンデンサＣｉの他端に接続した充電用ダイオードＤ4のアノードが接続され、エキサイタコイル２が正の半波の出力電圧Ｖｐを出力したときに、エキサイタコイル２−充電用ダイオードＤ4−点火用コンデンサＣＩ−一次コイル１ａ−第１の帰還ダイオードＤ1−第２の帰還ダイオードＤ2−エキサイタコイル２の閉回路により、エキサイタコイルの正の半波の出力電圧で点火用コンデンサＣｉを一方の極性に充電するコンデンサ充電回路が構成されている。

また図示の例では、サイリスタＴｈを導通させて点火用コンデンサＣｉの電荷をサイリスタＴｈと点火コイルの一次コイルとを通して放電させた際に一次コイル１ａに誘起する電圧でコンデンサＣｉを再充電する電流を流して放電電流の持続時間を長くするために、サイリスタＴｈの両端にアノードを接地側に向けたダイオードＤ5が接続されている。

サイリスタＴｈにトリガ信号を与えるクランク角位置（点火位置）を制御するため、一端が接地されたトリガ電源用コンデンサＣｔが設けられ、このコンデンサの他端（非接地側端子）は、アノードをエキサイタコイル２側に向けた逆流阻止用ダイオードＤ6と充電時定数調整用抵抗Ｒ2とを通してエキサイタコイル２の一端２ａに接続されている。

トリガ電源用コンデンサＣｔの非接地側端子はまた、放電用抵抗Ｒ3を通して微分コンデンサＣｄの一端に接続され、微分コンデンサＣｄの他端はアノードを該微分コンデンサ側に向けたトリガ信号供給用ダイオードＤ7を通してサイリスタＴｈのゲートに接続されている。トリガ電源用コンデンサＣｔの両端にはアノードを接地側に向けたツェナーダイオードＺＤ１が接続され、ダイオードＤ7のアノードと接地間にアノードを接地側に向けたダイオードＤ8が接続されている。また微分コンデンサＣｄと抵抗Ｒ3との接続点にエミッタが接地されたＮＰＮトランジスタＴＲ1のコレクタが接続され、トランジスタＴＲ1のベースとエキサイタコイル２の一端２ａとの間に抵抗Ｒ4が接続されている。

図示の例では、コンデンサＣｔ，Ｃｄ、抵抗Ｒ2ないしＲ4、ダイオードＤ6ないしＤ8、ツェナーダイオードＺＤ1及びトランジスタＴＲ1により、サイリスタトリガ回路１０が構成されている。このサイリスタトリガ回路においては、充電時定数調整用抵抗Ｒ2の抵抗値と第３の帰還ダイオードＤ3に対して直列に接続された抵抗Ｒ1の抵抗値との和と、トリガ電源用コンデンサＣｔの静電容量とにより決まる充電用時定数及びトリガ電源用コンデンサＣｔの静電容量と放電用抵抗Ｒ3の抵抗値とにより決まる放電時定数が、サイリスタＴｈにトリガ信号を与える際に必要な電荷をトリガ電源用コンデンサＣｔに残留させておくのに適した値に設定されている。

上記サイリスタトリガ回路１０と、点火用コンデンサＣｉと、ダイオードＤ1ないしＤ5と、抵抗Ｒ1とにより、点火ユニット３が構成されている。また点火コイル１と、エキサイタコイル２と、点火ユニット３とによりコンデンサ放電式の内燃機関用点火装置が構成され、点火コイルの二次コイル１ｂの非接地側端子が、機関の気筒に取り付けられた点火プラグ１１の非接地側端子に高圧コードを通して接続されている。

図１に示した点火装置においては、第１の帰還ダイオードＤ1により、エキサイタコイル２側からサイリスタＴｈのアノードカソード間を通して流れた電流を検出したとき及び点火コンデンサＣｉの充電電流を検出したときにサイリスタＴｈのゲートカソード間に逆バイアス電圧を印加する逆バイアス回路が構成されている。

内燃機関を停止させるため、エキサイタコイル２の他端２ｂと接地間にストップスイッチ１２が接続され、このストップスイッチ１２を閉じた際に、該ストップスイッチとダイオードＤ1及びＤ2とを通してエキサイタコイル２の正の半波の出力電圧が短絡されて、点火装置の点火動作が停止させられるようになっている。

図示の例ではまた、検知スイッチ１３と、警告表示手段としての発光ダイオードＬＤと、発光ダイオードＬＤと同方向の逆流阻止ダイオードＤ9との直列回路が、エキサイタコイル２の他端２ｂと接地間に、発光ダイオードＬＤのアノードを接地側に向けた状態で接続されている。発光ダイオードＬＤは、エキサイタコイル２が負の半波の出力電圧を発生したときに抵抗Ｒ１の両端に生じる電圧降下が検知スイッチ１３を通して順方向に印加されるように設けられている。

検知スイッチ１３は、機関の潤滑オイルの残量が許容下限値未満になった状態や、潤滑オイルの圧力が許容下限値未満になった状態、或いは機関の燃料の残量が許容下限値未満になった状態など、警告表示を行う必要がある状態が生じたときにオン状態になるスイッチである。

図１の点火装置においては、エキサイタコイル２が負の半波の出力電圧を発生している期間に抵抗Ｒ1と第３の帰還ダイオードＤ3との直列回路の両端に、発光ダイオードＬＤを発光させるために必要な値以上の電圧を生じさせるように、抵抗Ｒ1の抵抗値が設定される。

図１に示した点火装置の動作は下記の通りである。
内燃機関のクランク軸が回転し、図３（Ａ）に示すようにクランク角位置θ2 においてエキサイタコイル２が正の半波の出力電圧Ｖｐを発生すると、エキサイタコイル２−点火用コンデンサＣｉ−点火コイルの一次コイル１ａ−第１の帰還ダイオードＤ1−第２の帰還ダイオードＤ2−エキサイタコイル２の経路で電流が流れ、点火用コンデンサＣｉが図示の極性に充電される。従って点火用コンデンサＣｉの両端の電圧Ｖｃは図３（Ｂ）に示すように上昇していく。

次いでクランク角位置θ4 の位置でエキサイタコイル２が負の半波の出力電圧Ｖn2を発生すると、トランジスタＴＲ1にベース電流が流れるため該トランジスタＴＲ1がオン状態になる。またこのときエキサイタコイル２から逆流阻止用ダイオードＤ6と充電時定数調整用抵抗Ｒ2と抵抗Ｒ1と第３の帰還ダイオードＤ3とを通してトリガ電源用コンデンサＣｔに充電電流が流れ、トリガ電源用コンデンサＣｔが一定の充電時定数で充電される。コンデンサＣｔに蓄積された電荷は、抵抗Ｒ3とトランジスタＴＲ1のコレクタエミッタ間とを通して一定の放電時定数で放電する。

クランク角θｉの位置でエキサイタコイル２の負の半波の出力電圧Ｖn2の瞬時値が所定のしきい値レベルＶｔ未満になるとトランジスタＴＲ1がオフ状態になるため、トリガ電源用コンデンサＣｔに残留している電荷が抵抗Ｒ3と微分コンデンサＣｄとダイオードＤ6とサイリスタＴｈのゲートカソード間とを通して放電し、微分コンデンサＣｄの充電が完了するまでの間、サイリスタＴｈに図３（Ｃ）に示すような波形のトリガ信号電流Ｉｇが流れ、サイリスタＴｈのゲートカソード間に図３（Ｄ）に示す波形のトリガ信号電圧Ｖgkが印加される。これによりサイリスタＴｈが導通し、点火用コンデンサＣｉの電荷がサイリスタＴｈと点火コイルの一次コイル１ａとを通して放電する。この点火用コンデンサの放電により点火コイルの一次コイル１ａに立上がりが急峻な電流が流れ、点火コイルの鉄心中で大きな磁束変化が生じるため、二次コイル１ｂに点火用高電圧が誘起する。この点火用高電圧は点火プラグ１１に印加されるため、該点火プラグで火花放電が生じて機関が点火される。即ち、この点火ユニットにおいては、エキサイタコイル２の負の半波の出力電圧Ｖn2の瞬時値が所定のしきい値レベルＶｔ未満になってトランジスタＴＲ1がオフ状態になる位置が機関の点火位置（点火動作が行われるときのクランク角位置）となる。

エキサイタコイルが最初に発生する第１の負の半波の出力電圧Ｖn1がクランク角θ1の位置でしきい値Ｖｔ未満になったときにもサイリスタＴｈにトリガ信号電流Ｉｇが与えられるが、このとき点火用コンデンサＣｉは未だ充電されていないため、点火動作は行われない。

磁石回転子の磁極ｍ1とｍ2との間の間隔が十分にあり、第１の負の半波の出力電圧Ｖn1がしきい値Ｖｔ未満になるクランク角位置θ1と、エキサイタコイルが正の半波の出力電圧Ｖｐを発生するクランク角位置θ2との間の角度を十分に大きくすることができる場合には、機関の高速回転時においても、エキサイタコイルの正の半波の出力電圧Ｖｐが立ち上がる位置θ2よりも前の位置でトリガ信号電流Ｉｇが消滅するため、サイリスタＴｈにトリガ信号が与えられた状態でエキサイタコイルの正の半波の出力電圧Ｖｐが立ち上がることはなく、エキサイタコイルの正の半波の出力電圧Ｖｐが立ち上がった時にサイリスタＴｈが導通することはない。

これに対し、回転子の径が小さい等の理由により、磁石回転子の磁極ｍ1とｍ2との間の間隔が狭くなり、第１の負の半波の出力電圧Ｖn1がしきい値Ｖｔ未満になるクランク角位置θ1とエキサイタコイルが正の半波の出力電圧Ｖｐを発生するクランク角位置θ2との間の角度が狭くなっている場合には、機関の高速回転時に、クランク軸がθ1の位置からθ2の位置まで回転するのに要する時間が、サイリスタにトリガ信号電流Ｉｇが与えられている時間ΔＴよりも短くなることがある。

このような状態が生じると、クランク角位置θ2の位置でサイリスタＴｈにトリガ信号が与えられている状態で、エキサイタコイル２の正の半波の出力電圧Ｖｐが立ち上がって、サイリスタＴｈのアノードカソード間に順方向に印加されるため、サイリスタＴｈが導通してエキサイタコイルを短絡する。このように、エキサイタコイルが正の半波の出力電圧を発生したときにサイリスタＴｈが導通してエキサイタコイルを短絡すると、点火用コンデンサＣｉの充電が行われなくなるため、クランク角位置（正規の点火位置）θｉで点火動作が行われなくなり、内燃機関が失火してしまう。

本発明では、このような状態が生じるのを防ぐため、エキサイタコイル２側からサイリスタＴｈのアノードカソード間を通して流れた電流を検出したとき及び点火コンデンサＣｉの充電電流を検出したときにサイリスタＴｈのゲートカソード間に逆バイアス電圧を印加する逆バイアス回路を設けている。

前述のように、本実施形態では、この逆バイアス回路が、第１の帰還ダイオードＤ1により構成されている。図１に示したように、サイリスタＴｈのゲートカソード間に第１の帰還ダイオードＤ1を接続しておくと、クランク角位置θ2の位置で、トリガ信号電流Ｉｇが流れている状態でエキサイタコイルの正の半波の出力電圧Ｖｐが立ち上がって、サイリスタＴｈにアノード電流が流れ始め、該サイリスタが導通状態に移行しようとした時に、エキサイタコイル２−ダイオードＤ4−サイリスタＴｈのアノードカソード間−ダイオードＤ1−ダイオードＤ2−エキサイタコイル２の経路で第１の帰還ダイオードＤ1に電流が流れて該ダイオードＤ1の両端に順方向電圧降下が生じ、この電圧降下により、図３（Ｄ）に示すように、サイリスタＴｈのゲートカソードに逆バイアス電圧−Ｖｇｋが印加される。このように、導通状態に移行する過程にあるサイリスタＴｈのゲートカソード間が逆バイアスされると、サイリスタＴｈは導通状態に移行することができずに遮断状態に戻されるため、エキサイタコイル２から前記充電回路を通して点火用コンデンサＣｉが支障なく充電される。このコンデンサの充電電流は第１の帰還ダイオードＤ1を流れるため、点火用コンデンサの充電電流が流れている間、サイリスタＴｈのゲートカソード間への逆バイアス電圧の印加が継続する。このように、点火用コンデンサＣｉの充電が行われている間、サイリスタＴｈのゲートカソード間が逆バイアスされた状態に保持されるため、サイリスタＴｈはノイズなどにより誤トリガされることもなく、点火用コンデンサの充電は安定に行われる。

正規の点火位置θ2でサイリスタＴｈにトリガ信号が与えられた際には、点火用コンデンサＣｉの放電電流がサイリスタＴｈと点火コイルの一次コイル１ａとを通して流れ、帰還ダイオードＤ1を通し電流が流れることはないため、サイリスタＴｈのトリガは支障なく行われる。

また図１に示した点火装置において、機関が回転している状態で、警告表示を行う必要がある状態が生じて検知スイッチ１３がオン状態になると、エキサイタコイル２が負の半波の出力電圧を発生したときに、エキサイタコイル２−ダイオードＤ6−抵抗Ｒ2−コンデンサＣｔ−抵抗Ｒ1−ダイオードＤ3−エキサイタコイル２の経路と、エキサイタコイル２−ダイオードＤ6−抵抗Ｒ2−抵抗Ｒ3−トランジスタＴＲ1のコレクタエミッタ間−抵抗Ｒ1−ダイオードＤ3−エキサイタコイル２の経路で電流が流れるため、抵抗Ｒ1の両端に電圧降下が生じ、この電圧降下が検知スイッチ１３を通して発光ダイオードＬＤに順方向に印加される。そのため、発光ダイオードＬＤが発光し、潤滑オイルの不足、潤滑オイルの圧力の不足などの警告表示を行う。

なお、図１に示した例では、発光ダイオードＬＤにより警告表示を行わせるようにしているが、このような警告表示手段を設けない場合にも本発明を適用することができるのはもちろんである。

図１に示した例において、発光ダイオードＬＤを設けない場合には、第３の帰還ダイオードＤ3に直列に接続された抵抗Ｒ1を省略して、ダイオードＤ3のアノードを直接接地するようにすることができる。

図１に示した例のように、サイリスタＴｈのゲートカソード間に逆バイアス電圧を印加する逆バイアス回路を設けて、サイリスタＴｈの誤トリガを防止する構成をとる場合、逆バイアス回路の構成は、上記の例に限られるものではなく、例えば、第１の帰還ダイオードＤ1を小抵抗で置き換えて、帰還電流が流れた際に該小抵抗の両端に生じる電圧降下によりサイリスタＴｈのゲートカソード間を逆バイアスするようにしてもよい。

第２の実施形態
図４を参照すると、本発明の第２の実施形態の構成が示されている。この実施形態においては、図１の実施形態で設けた逆バイアス回路に代えて、エキサイタコイル２側からサイリスタＴｈのアノードカソード間を通して流れた電流を検出したとき及び点火用コンデンサＣｉの充電電流を検出したときにサイリスタＴｈのゲートカソード間を短絡する短絡回路２０が設けられている。

図４に示した例では、エキサイタコイル２が正の半波の出力電圧Ｖｐを発生したときに該エキサイタコイルから流れ出した電流の帰路を構成する正電流帰還回路が、アノードを接地した第１の帰還ダイオードＤ1と、第１の帰還ダイオードＤ1のカソードとエキサイタコイル２の一端との間にアノードを第１の帰還ダイオードＤ1のカソード側に向けて接続された第２の帰還ダイオードＤ2とからなっている。またエキサイタコイル２が負の半波の出力電圧Ｖn1，Ｖn2を発生したときに該エキサイタコイルから流れ出した電流の帰路を構成する負電流帰還回路は、エキサイタコイル２の他端と接地間にアノードを接地側に向けて接続された第３の帰還ダイオードＤ3からなっている。

また図４に示した例では、導通した際にサイリスタＴｈのゲートカソード間を短絡するように設けられた短絡用スイッチ２１と、エキサイタコイル２側からサイリスタＴｈのアノードカソード間を通して流れた電流を検出したとき及び点火用コンデンサＣｉの充電電流を検出したときに短絡用スイッチを導通させる短絡用スイッチ駆動回路２２とにより、短絡回路２０が構成されている。この場合、短絡用スイッチ駆動回路２２は、第１の帰還ダイオードＤ1の両端に生じる順方向電圧降下を検出したときに短絡用スイッチ回路２１を導通させるように構成するのが好ましい。

図示の短絡用スイッチ２１は、サイリスタＴｈのゲート及びカソードにそれぞれコレクタ及びエミッタが接続されたＮＰＮトランジスタＴＲ2からなっている。また短絡用スイッチ駆動回路２２は、トランジスタＴＲ2のベース及びエミッタにそれぞれコレクタ及びエミッタを接続したＮＰＮトランジスタＴＲ3と、コンデンサＣｔの非接地側端子とトランジスタＴＲ2のベース間及びコンデンサＣｔの非接地側端子とトランジスタＴＲ3のベース間にそれぞれ接続されてトランジスタＴＲ2及びＴＲ3にベース電流を供給する回路を構成する抵抗Ｒ5及びＲ6とからなっており、トランジスタＴＲ3のベースエミッタ間に、第１の帰還ダイオードＤ1の両端の電圧が印加されている。

その他の構成は図１に示した例と同様である。なお図４にはストップスイッチが示されていないが、機関を停止させるために、ストップスイッチを用いる場合には、図１に示した例と同様に、該ストップスイッチをエキサイタコイル２の他端と接地間に接続する。

図４に示した例において、帰還ダイオードＤ1を通して電流が流れていない状態では、トリガ電源用コンデンサＣｔの両端の電圧ＶccでトランジスタＴＲ3にベース電流が与えられるため該トランジスタＴＲ3がオン状態にあり、トランジスタＴＲ2がオフ状態にある。

ここで、クランク角位置θ2でサイリスタＴｈにトリガ信号電流が与えられている状態でエキサイタコイル２が正の半波の出力電圧Ｖｐを発生したとすると、サイリスタＴｈにアノード電流が流れ始め、サイリスタＴｈが導通状態に移行しようとするが、サイリスタＴｈにアノード電流が流れ始めると同時に第１の帰還ダイオードＤ1を通して電流が流れて、該ダイオードＤ1の両端に生じる順方向電圧降下がトランジスタＴＲ3のベースエミッタ間に逆方向に印加されるため、トランジスタＴＲ3がオフ状態になり、トランジスタＴＲ2がオン状態になる。これにより、サイリスタＴｈのゲートカソード間が短絡されるため、サイリスタＴｈが導通状態に移行するのが阻止され、該サイリスタが遮断状態に戻される。そのため点火用コンデンサＣｉの充電が行われ、点火動作が支障なく行われる。

なお上記の各実施形態で用いるサイリスタトリガ回路は、エキサイタコイルの負の半波の出力電圧によりサイリスタにトリガ信号を与える回路であればよく、その構成は上記の各実施形態で示したものに限定されない。

上記の各実施形態のように、エキサイタコイル２が発生する負の半波の出力電圧がピークを過ぎた後しきい値レベル未満になってトリガ制御用トランジスタＴＲ1がオフ状態になったときにトリガ電源用コンデンサＣｔに残留している電荷により微分コンデンサＣｄを通してサイリスタＴｈにトリガ信号を与えるようにサイリスタトリガ回路１０を構成した場合には、機関の点火位置がほぼ一定の位置に固定される。エキサイタコイルの負の半波の出力電圧が設定レベルに達したときにサイリスタＴｈにトリガ信号を与えるようにサイリスタトリガ回路を構成すれば、機関の回転速度の上昇に伴うエキサイタコイルの負の半波の出力電圧の波高値の上昇に伴って点火位置を進角させることができるが、その進角幅は最大でも該負の半波の出力電圧の立上がり位置からピーク位置までの角度であり、進角幅を広くとることができない。点火位置の進角幅を広くとって、機関の回転速度に対して点火位置を制御するためには、以下に示す第３の実施形態のように、点火位置を演算により決定して、演算した点火位置でサイリスタにトリガ信号を与えるようにする必要がある。

第３の実施形態
図５は本発明の第３の実施形態のハードウェアの構成を示したもので、同図において図１に示した実施形態の各部と同等の部分にはそれぞれ同一の符号を付してある。図５に示した実施形態では、第１のサイリスタＴh1及び第２のサイリスタＴh2を有して該第１及び第２のサイリスタのいずれかがオン状態になったときに点火用コンデンサＣｉに蓄積された電荷を点火コイルの一次コイル１ａを通して放電させるように構成された放電用スイッチ回路３０と、エキサイタコイル２の負の半波の出力電圧を電源電圧として内燃機関の点火位置で第１のサイリスタＴh1及び第２のサイリスタＴh2のいずれかにトリガ信号を与えるサイリスタトリガ回路３１とが設けられている。

図示の放電用スイッチ回路３０は、点火用コンデンサＣｉのエキサイタコイル側の端子と接地間にカソードを接地側に向けた状態で接続された第１のサイリスタＴh1と、カソードを接地側に向けて第１のサイリスタＴh1の両端に並列に接続された第２のサイリスタＴh2とからなっている。

サイリスタトリガ回路３１は、エキサイタコイル２が負の半波の出力電圧を発生している間に該エキサイタコイルを信号源として第１のサイリスタＴh1にトリガ信号を与える第１のトリガ回路３１Ａと、エキサイタコイル２の出力から内燃機関の回転速度を検出して、検出した回転速度に対して演算した点火位置で第２のサイリスタＴh2にトリガ信号を与える第２のトリガ回路３１Ｂとにより構成されている。

ここで、第１のトリガ回路３１Ａは、トリガ電源用コンデンサＣｔと、微分コンデンサＣｄと、ダイオードＤ6及びＤ8と、ツェナーダイオードＺＤ1と、抵抗Ｒ2ないしＲ4と、トランジスタＴＲ1とにより、図１に示したサイリスタトリガ回路１０と同様に構成されている。

第２のトリガ回路３１Ｂは、エキサイタコイル２の負の半波の出力電圧を入力として一定の直流電圧を出力する電源回路３１B1と、エキサイタコイル２の負の半波の出力電圧が一定値に達したときにクランク角検出信号Ｖcrを発生するクランク角検出信号発生回路３１B2と、オン状態にあるときに第１のトリガ回路３１Ａから第１のサイリスタＴh1に与えられるトリガ信号を該第１のサイリスタから側路するように設けられたトリガ信号側路用スイッチ３１B3と、クランク角検出信号を入力とし、電源回路３１B1の出力電圧を電源電圧として動作するように設けられて、第２のサイリスタＴh2をトリガするために必要な各種の手段とトリガ信号側路用スイッチ３１B3を駆動するための手段とを構成するようにプログラムされたマイクロコンピュータ３１B4と、マイクロコンピュータがトリガ指令を発生したときに第２のサイリスタＴh2に与えるトリガ信号を出力するトリガ信号出力回路３１B5とからなっている。マイクロコンピュータ３１B4には、発振子ＯＳＣから一定のクロックパルスが与えられている。

マイクロコンピュータ３１B4により構成される各種の手段を含む図５の実施形態の構成を図６に示した。同図において３３は、ダイオードＤ1により構成された逆バイアス回路であり、３４はエキサイタコイル２−ダイオードＤ4−点火用コンデンサＣｉ−一次コイル１ａ−ダイオードＤ1−ダイオードＤ2−エキサイタコイル２の閉回路により構成されるコンデンサ充電回路である。

マイクロコンピュータ３１B4は、電源回路３１B1から電源端子Ｂと、接地端子Ｃとの間に所定の電源電圧が与えられたときに動作状態になって、ＲＯＭ，ＥＥＰＲＯＭなどの不揮発性メモリに記憶された所定のプログラムを実行することにより、エキサイタコイルが出力する第１の負の半波の出力電圧Ｖn1が一定値に達したときに発生するクランク角検出信号Ｖcrを基準信号として該基準信号の発生間隔（クランク軸が１回転するのに要した時間）から内燃機関の回転速度を検出する回転速度検出手段３１ａと、この回転速度検出手段により検出された回転速度に対して内燃機関の点火位置を演算する点火位置演算手段３１ｂと、点火位置演算手段により演算された点火位置を検出したときにトリガ指令を発生するトリガ指令発生手段３１ｃと、内燃機関の回転速度が設定値以下のときにトリガ信号側路用スイッチ３１B3をオフ状態に保ち、回転速度が設定値を超えているときにトリガ信号側路用スイッチ３１B3をオン状態に保持する側路用スイッチ制御手段３１ｄとを構成する。

更に各部を詳細に説明すると、図示の電源回路３１B1は、エキサイタコイル２の一端２ａにアノードが接続されたダイオードＤ10と、ダイオードＤ10のカソードと接地間に抵抗器抵抗器Ｒ5を通して接続されたコンデンサＣ1と、コンデンサＣ1の両端に並列接続されたツェナーダイオードＺＤ2と、コンデンサＣ1の両端の電圧を設定値に保つように制御するレギュレータ１４と、レギュレータ１４の出力端子間に接続されたコンデンサＣ2とにより構成され、コンデンサＣ2の両端に一定の（例えば５Ｖの）直流電圧Ｖccを出力する。

クランク角検出信号発生回路３１B2は、エキサイタコイル２の一端２ａに抵抗器Ｒ6を通してベースが接続され、エミッタが接地されたＮＰＮトランジスタＴＲ2と、トランジスタＴＲ2のコレクタと電源回路３１B1の非接地側出力端子との間に接続された抵抗器Ｒ7と、トランジスタＴＲ2のコレクタに一端が接続された抵抗器Ｒ8とにより構成され、抵抗器Ｒ8の他端はマイクロコンピュータ３１B4のポートＡ1に接続されている。

トリガ信号側路用スイッチ３１B3は、エミッタが接地され、ベースが抵抗器Ｒ9を通してマイクロコンピュータのポートＡ2に接続されたＮＰＮトランジスタＴＲ4からなっており、トランジスタＴＲ4のコレクタは、ダイオードＤ7のアノードに接続されている。トランジスタＴＲ4がオフ状態にあるときには、第１のトリガ回路３１Ａが出力するトリガ信号の第１のサイリスタＴh1への供給が許容され、トランジスタＴＲ4がオン状態にあるときには、第１のトリガ回路３１Ａから出力されるトリガ信号が第１のサイリスタＴh1から側路されて、該トリガ信号のサイリスタＴh1への供給が禁止される。

トリガ指令出力回路３１B5は、マイクロコンピュータのポートＡ3に抵抗器Ｒ10を通してベースが接続され、エミッタが電源回路３１B1の出力端子に接続されたＰＮＰトランジスタＴＲ5と、トランジスタＴＲ5のエミッタベース間に接続された抵抗器Ｒ11と、トランジスタＴＲ5のコレクタに一端が接続された抵抗器Ｒ12とからなり、抵抗器Ｒ12の他端がサイリスタＴh2のゲートに接続されている。

図５に示した点火装置の各部の電圧波形を図７に示した。図７（Ａ）はエキサイタコイル２の出力電圧波形を示し、同図（Ｂ）はマイクロコンピュータのポートＡ1の電位Ｖa1の波形を示している。また図７（Ｃ）は第１のトリガ回路が出力するトリガ信号Ｖgkの波形）を示し、図７（Ｄ）はトリガ信号出力回路３１B5から第２のサイリスタＴh2のゲートに与えられるトリガ信号Ｖgk´の波形を示している。更に図７（Ｅ）はマイクロコンピュータのポートＡ2から出力される側路用スイッチ駆動信号Ｓdを示し、同図（Ｆ）は最終的に放電用スイッチ回路３０に与えられる一連のトリガ信号の波形を示している。また図７（Ｇ）は点火用コンデンサＣｉの両端の電圧Ｖｃの波形を示している。

図５に示した点火装置において、クランク角検出信号発生回路のトランジスタＴＲ2は、エキサイタコイル２の負の半波の出力電圧がしきい値以上になったときにオン状態になってそのコレクタの電位をローレベル（Ｌレベル）にし、エキサイタコイル２の負の半波の出力電圧がしきい値未満になったときにオフ状態になってそのコレクタの電位をハイレベル（Ｈレベル）にする。

マイクロコンピュータ３１B4は、トランジスタＴＲ2のコレクタの電位の低下をクランク角検出信号として認識する。図７（Ｂ）に示したように、エキサイタコイルの第１の負の半波の出力電圧Ｖn1がしきい値Ｖｔに達した時に発生するクランク角検出信号を第１のクランク角検出信号Ｖcr1とし、エキサイタコイルの第２の負の半波の出力電圧Ｖn2がしきい値Ｖｔに達した時に発生するクランク角検出信号を第２のクランク角検出信号Ｖcr2とする。

マイクロコンピュータは、進み側の第１のクランク角検出信号Ｖcr1が発生してから遅れ側の第２のクランク角検出信号Ｖcr2が発生するまでの時間と、第２のクランク角検出信号Ｖcr2が発生してから次の第１のクランク角検出信号Ｖcr1が発生するまでの時間とが異なることを利用して、第１のクランク角検出信号Ｖcr1と第２のクランク角検出信号Ｖcr2とを識別し、進み側の第１のクランク角検出信号Ｖcr1を基準信号として認識する。

マイクロコンピュータにより構成される回転速度検出手段３１ａは、第１のクランク角検出信号Ｖcr1（基準信号）が発生する毎にクロックパルスを計数しているタイマの計測値を読み込むことにより、前回の基準信号が発生してから今回の基準信号が発生するまでの間に計測された時間（クランク軸が１回転するのに要した時間）を１回転の時間データＴｎとして求め、この時間データＴｎから回転速度ＮE＝６０（１／Ｔｎ）［ｒｐｍ］を演算する。

また点火位置演算手段３１ｂは、内燃機関の回転速度と点火位置との関係を与える点火位置演算用マップ（ＲＯＭまたはＥＥＰＲＯＭに記憶されている）を回転速度検出手段により検出された回転速度に対して検索して、マップから読み出した値に補間演算を施すことにより各回転速度における点火位置を演算する。この点火位置は例えば、機関のピストンが上死点に達するときのクランク角位置（上死点位置）から進角側に図った角度の形で演算される。

点火位置演算手段はまた、演算された点火位置を、基準信号（第１のクランク角検出信号Ｖcr1）の発生位置からその点火位置まで機関が回転する間に点火タイマに計測させる時間（点火タイマ計時データ）Ｔigに変換する演算を行う。基準信号が発生するクランク角位置の角度（上死点位置から図った角度）をθref、点火位置をθigとした場合、点火タイマ計時データＴigは下記の式により演算される。
Ｔig＝Ｔｎ（θref−θig）／３６０ （１）

トリガ指令発生手段３１ｃは、基準信号が発生したときに点火タイマに点火タイマ計時データＴigをセットしてその計測を開始させ、 点火タイマが点火タイマ計時データＴigの計測を完了した時にマイクロコンピュータのポートＡ3の電位をＬレベルに低下させることによりトリガ指令を発生する。

マイクロコンピュータのポートＡ3の電位がＬレベルにされてトリガ指令が発生すると、トリガ信号出力回路３１B5のトランジスタＴＲ5がオン状態になるため、電源回路３１B1からトランジスタＴＲ5のエミッタコレクタと抵抗器Ｒ12とを通して第２のサイリスタＴh2のゲートにトリガ信号Ｖgk´が与えられる。

側路用スイッチ制御手段３１ｄは、回転速度検出手段により検出された内燃機関の回転速度Ｎが設定値Ｎｓ以下のときに、図７（Ｅ）に示したようにマイクロコンピュータのポートＡ2の電位ＳｄをＬレベルにして、トランジスタＴＲ4（トリガ信号側路用スイッチ）をオフ状態に保持し、回転速度Ｎが設定値Ｎｓを超えたときにポートＡ2の電位をＨレベルにしてトランジスタＴＲ4（トリガ信号側路用スイッチ）をオン状態にする。トランジスタＴＲ4は、内燃機関の回転速度Ｎが設定値Ｎｓを超えている間オン状態に保持される。

図６に示した回転速度検出手段３１ａ、点火位置演算手段３１ｂ、トリガ指令発生手段３１ｃ及び側路用スイッチ制御手段３１ｄを構成するためにマイクロコンピュータに実行させるプログラムのアルゴリズムを示すフローチャートを図８及び図９に示した。図８はメインルーチンを示しており、図９はクランク角検出信号発生回路３１B2がクランク角検出信号Ｖr1及びＶr2を発生する毎に実行される割り込みルーチンを示している。

マイクロコンピュータ３１B4に電源電圧が与えられて該マイクロコンピュータが動作状態になると、先ず図８のステップ１が実行されて各部のイニシャライズ（初期化）が行われ、次いでステップ２でメインルーチンの実行を要求するフラグ（メインルーチン要求フラグ）がセットされているか否かを判定する。その結果メインルーチン要求フラグがセットされていないと判定されたときには、該フラグがセットされるのを待つ。図９に示した割り込みルーチンの最後のステップででメインルーチン要求フラグがセットされると、図８のステップ３が実行され、図９の割り込みルーチンで取り込んだクランク軸の１回転の時間データＴｎを用いて、回転速度ＮEを演算して、回転速度データを更新する。

次いでステップ４に進んで演算された回転速度が設定回転速度以上か否かを判定し、その結果回転速度が設定回転速度以上でないと判定されたときには、ステップ５に進んでマイクロコンピュータのポートＡ2の電位をＬレベルにすることによりトランジスタＴＲ4をオフ状態にし、ステップ６に移行する。またステップ４で回転速度が設定回転速度以上であると判定されたときには、ステップ７に進んでマイクロコンピュータのポートＡ2の電位をＨレベルとすることによりトランジスタＴＲ4をオン状態にした後、ステップ６に移行する。

図８のステップ６では、演算された回転速度ＮEに対してマップを検索して補間演算を行うことにより、点火位置θigを演算した後、前記（１）式により点火位置θigを点火タイマ計時データＴigに変換する演算を行う。次いでステップ８に進んでメインルーチン要求フラグをクリアし、ステップ２に戻る。

マイクロコンピュータのポートＡ1にクランク角検出信号Ｖcr1，Ｖcr2が入力される毎に、図９の割り込みルーチンが実行される。この割り込みルーチンでは、先ずステップ１で今回のクランク角検出信号が進み側の信号Ｖcr1であるか否かを判定する。この判定の結果、今回のクランク角検出信号が進み側の信号でないと判定されたときには、以後何もしないでこのルーチンを終了する。ステップ１で今回のクランク角検出信号が進み側の信号Ｖcr1であると判定されたときには、この信号を基準信号として認識して、ステップ２に移行し、点火タイマに点火タイマ計時データＴigをセットする。次いでステップ３においてクロックパルスを計数しているタイマの計数値を読み込んで１回転の時間データＴｎを更新し、ステップ４においてメインルーチン要求フラグをセットしてこのルーチンを終了する。点火タイマが点火タイマ計時データＴigの計測を完了したときには、メインルーチンに割り込みがかけられて図示しないトリガ指令発生ルーチンが実行され、このトリガ指令発生ルーチンでマイクロコンピュータのポートＡ3の電位がＬレベルにされてトリガ指令が発生させられる。

図８及び図９に示したアルゴリズムによる場合には、図９のステップ３と、図８のステップ３とにより回転速度検出手段３１ａが構成され、図８のステップ３により点火位置演算手段３１ｂが構成される。また図９のステップ２と、点火タイマが点火タイマ計時データＴigの計測を完了したときに実行されるトリガ指令発生ルーチンとによりトリガ指令発生手段３１ｃが構成される。更に、図８のステップ４と、ステップ５及び７とにより、内燃機関の回転速度が設定値以下のときにトリガ信号側路用スイッチ３１B3をオフ状態に保ち、回転速度が設定値を超えているときにトリガ信号側路用スイッチ３１B3をオン状態に保持する側路用スイッチ制御手段３１ｄが構成される。

図５に示した点火装置の動作は下記の通りである。
内燃機関のクランク軸が回転すると、図７（Ａ）に示すように、エキサイタコイル２が出力電圧Ｖn1，Ｖｐ，Ｖn2を発生する。クランク角位置θ1でエキサイタコイル２の第１の負の半波の出力電圧Ｖn1がしきい値Ｖｔに達すると、トランジスタＴＲ2が導通するため、同図（Ｂ）に示すようにマイクロコンピュータのポートＡ1に第１のクランク角検出信号Ｖcr1が与えられる。このときマイクロコンピュータは図９の割込みルーチンを実行する。図９の割込みルーチンのステップ１でこの第１のクランク角検出信号を基準信号として認識することができたとすると、ステップ２で点火タイマに点火タイマ計時データがセットされた後、ステップ３で１回転の時間データＴｎが取り込まれ、図８のステップ３で回転速度データＮEが更新される。このとき図８のステップ４で回転速度が設定回転速度よりも低いと判定されると、ステップ５が実行されてマイクロコンピュータのポートＡ2の電位（側路用スイッチ駆動信号）ＳｄがＬレベルにされ、トランジスタＴＲ4がオフ状態にされる。この状態でクランク角位置θ2の位置で負の半波の出力電圧Ｖn1がしきい値Ｖｔまで低下して、トランジスタＴＲ1がオフ状態になると、第１のトリガ回路３１Ａのトリガ電源用コンデンサＣｔから抵抗Ｒ3と微分コンデンサＣｄとダイオードＤ6とを通して第１のサイリスタＴh1のゲートにトリガ信号Ｖgkが与えられるが、このとき未だ点火用コンデンサＣｉは充電されていないため、サイリスタＴh1は導通せず、点火動作は行われない。

クランク角位置θ3 においてエキサイタコイル２が正の半波の出力電圧Ｖｐを発生すると、点火用コンデンサＣｉが図示の極性に充電され、点火用コンデンサＣｉの両端の電圧Ｖｃが図７（Ｇ）に示すように上昇していく。

次いでエキサイタコイルが負の半波の出力電圧Ｖn2を発生し、クランク角位置θ4でエキサイタコイル２の負の半波の出力電圧Ｖn2がしきい値Ｖｔに達すると、トランジスタＴＲ2が導通するため、図７（Ｂ）に示すようにマイクロコンピュータのポートＡ1に第２のクランク角検出信号Ｖcr2が与えられる。エキサイタコイルの負の半波の出力電圧Ｖn2がピークを過ぎた後クランク角θ5の位置でしきい値レベルＶｔ未満になるとトランジスタＴＲ1がオフ状態になる。このとき機関の回転速度が設定値よりも低く、トランジスタＴＲ4がオフ状態にあると、第１のトリガ回路３１Ａから第１のサイリスタＴh1のゲートにトリガ信号Ｖgkが与えられる。これにより第１のサイリスタＴh1が導通して、点火用コンデンサＣｉの電荷を点火コイルの一次コイル１ａを通して放電させ、点火コイルの二次コイル１ｂに点火用高電圧を誘起させて点火動作を行わせる。

なお機関の回転速度が設定値未満のときには、マイクロコンピュータにより演算される点火タイマ計時データＴigの値が十分に大きい値になるように点火位置演算用マップが構成されているため、第１のトリガ回路３１Ａから第１のサイリスタＴh1にトリガ信号が与えられるクランク角位置よりも進んだ位置で点火タイマが点火タイマ計時データの計測を完了することがないようになっている。従って、機関の回転速度が設定値未満の時には、第２のトリガ回路３１Ｂから第２のサイリスタＴh2にトリガ信号が与えられて点火動作が行われることはなく、もっぱら第１のトリガ回路３１Ａから第１のサイリスタＴh1にトリガ信号が与えられたときに点火動作が行われる。

クランク角位置θ6でエキサイタコイルの第１の負の半波の出力電圧Ｖn1がしきい値Ｖｔに達すると、マイクロコンピュータのポートＡ1に第１のクランク角検出信号Ｖcr1が与えられる。マイクロコンピュータはこの第１のクランク角検出信号Ｖcr1を基準信号として認識し、図９の割り込みルーチンを実行して、ステップ２で点火タイマ計時データＴigを点火タイマにセットしてその計測を開始させた後、ステップ３で１回転の時間データＴｎを取り込み、図８のステップ３で回転速度データＮEを更新する。この回転速度が設定回転速度以上であると、図８のステップ７が実行されてマイクロコンピュータのポートＡ2の電位（側路用スイッチ駆動信号）ＳｄがＨレベルにされ、トランジスタＴＲ4がオン状態にされる。

次いでクランク角位置θ7で負の半波の出力電圧Ｖn1がしきい値以下になると、第１のトリガ回路３１Ａがトリガ信号Ｖgkを発生するが、このトリガ信号はトランジスタＴＲ4のコレクタエミッタ間を通して第１のサイリスタＴh1から側路されるため、このトリガ信号ＶgkによりサイリスタＴh1にトリガ信号が与えられることはない。

クランク角位置θ8でエキサイタコイルが発生した正の半波の出力電圧Ｖｐにより点火用コンデンサＣｉが充電された後、クランク角位置θ9で点火タイマが点火タイマ計時データＴigの計測を完了すると、マイクロコンピュータのポートＡ3の電位がＬレベルにされてトリガ指令が発生し、トランジスタＴＲ5がオン状態にされるため、第２のトリガ回路３１Ｂから第２のサイリスタＴh2にトリガ信号Ｖgk´（図７Ｄ）が与えられて点火動作が行われる。その後クランク角位置θ11でエキサイタコイルの負の半波の出力電圧Ｖn2がしきい値未満になると第１のトリガ回路３１Ａがトリガ信号Ｖgkを発生するが、このトリガ信号ＶgkはトランジスタＴＲ4により側路されるため、第１のサイリスタＴh1には与えられない。

上記のように、機関の回転速度が設定回転速度以上になっている状態では、トリガ信号側路用スイッチを構成するトランジスタＴＲ4がオン状態に保持されるため、第１のトリガ回路３１Ａ側から第１のサイリスタＴh1にトリガ信号が与えられることはなく、演算された点火位置で第２のトリガ回路３１Ｂから第２のサイリスタＴh2にトリガ信号Ｖgk´が与えられたときに点火動作が行われる。

上記の実施形態では、トリガ信号側路用スイッチ３１B3を設けているが、機関の回転速度が設定速度以上になったときに第２のトリガ回路３１Ｂが第２のサイリスタＴh2にトリガ信号Ｖgk´を与える位置が、第１のトリガ回路３１Ａがトリガ信号Ｖgkを発生する位置よりも必ず進んでいる場合には、機関の回転速度が設定速度以上になったときに第１のトリガ回路３１Ａから第１のサイリスタＴh1にトリガ信号が与えられても支障を来さないので、トリガ信号側路用スイッチ３１B3及びその制御手段を省略することができる。

第４の実施形態
図５に示した第３の実施形態では、エキサイタコイルが先に発生する第１の負の半波の出力電圧Ｖn1によりサイリスタＴh1がトリガされるのを防止するために、ダイオードＤ1からなる逆バイアス回路を設けているが、逆バイアス回路に代えて、図４に示した実施形態で用いたものと同様の短絡回路２０を用いる場合にも、第１及び第２のサイリスタＴh1及びＴh2からなる放電用スイッチ回路を設けて、第１のトリガ回路３１Ａ及び第２のトリガ回路３１Ｂから第１及び第２のサイリスタＴh1及びＴh2にそれぞれトリガ信号を与えるように構成することができる。このように、逆バイアス回路に代えて短絡回路２０を用いる場合の点火装置の構成を図１０に示した。

第５の実施形態
上記のように、第１のサイリスタＴh1及び第２のサイリスタＴh2により放電用スイッチ回路を構成して、エキサイタコイル２の負の半波の出力電圧Ｖn2の波形により決まる点火位置で第１のサイリスタＴh1をトリガし、演算された点火位置で第２のサイリスタＴh2をトリガするようにすると、逆バイアス回路または短絡回路が働いていて、第１のサイリスタをトリガできない状態でも、第２のサイリスタをトリガすることにより点火動作を行わせることができるため、点火位置の進角幅を広くとることができる。しかしながら本発明において、放電用スイッチ回路は必ずしも上記のように第１のサイリスタと第２のサイリスタとにより構成する必要はなく、図１１に示したように、放電用スイツチ回路を単一のサイリスタＴｈにより構成して、第１のトリガ回路３１Ａ及び第２のトリガ回路３１ＢからサイリスタＴｈにトリガ信号を与えるように構成することもできる。この場合、マイクロコンピュータにより構成される手段を含めた点火装置の全体的な構成は図１２に示した通りである。

図１１及び図１２に示した例では、第１のトリガ回路と第２のトリガ回路とが干渉しないようにするために、第２のトリガ回路３１Ｂの出力端子とサイリスタＴｈのゲートとの間にダイオードＤ7´を挿入して、ダイオードＤ7とダイオードＤ7´とによりオア回路３６を構成している。

第６の実施形態
図１３は、本発明の第６の実施形態の全体的な構成を示したもので、この例では、エキサイタコイル２が先に発生する負の半波の出力電圧Ｖn1によりサイリスタＴｈがトリガされるのを防ぐために短絡回路２０を設けている。その他の点は、図１１及び図１２に示した例と同様に構成されている。短絡回路２０は、図４に示した実施形態で用いられたものと同様に構成することができる。

上記の各実施形態では、内燃機関の１気筒分の点火装置の構成を示したが、内燃機関が２気筒以上の気筒を有する多気筒内燃機関である場合には、図２に示した磁石回転子６の周囲に気筒数分の固定子７を配置して、各固定子のエキサイタコイルに対して上記と同様の点火ユニット及び点火コイルを設けることにより、多気筒を点火する点火装置を構成することができる。

また上記の各実施形態において、フライホイールの外周に１８０度の角度間隔で２つの永久磁石を取り付けて、エキサイタコイル２が１８０度間隔で１サイクル半の交流電圧を１回転当たり２回発生するように磁石発電機を構成するとともに、点火コイル１を周知の同時発火コイルの構成にすることにより、２サイクル内燃機関の２つの気筒を点火する点火装置を得ることができる。

なお同時発火コイルは、点火コイルの二次コイルの一端を接地することなく、該二次コイルの両端を内燃機関の２つの気筒にそれぞれ取り付けられた２つの点火プラグの非接地側端子に接続することにより、二次コイルに点火用高電圧が発生したときに２つの点火プラグに同時に火花を発生させるようにしたものである。

本発明の第１の実施形態の構成を示す回路図である。 本発明に係わる点火装置で用いる磁石発電機の構成例を示した正面図である。 図１に示した点火装置のエキサイタコイルの出力電圧波形と、点火用コンデンサの両端の電圧の波形と、サイリスタに与えられるトリガ信号電流の波形と、サイリスタのゲートカソード間に与えられるトリガ信号電圧の波形とを示した波形図である。 本発明の第２の実施形態の構成を示した回路図である。 本発明の第３の実施形態の構成を示す回路図である。 図５に示した実施形態の全体的な構成を示したブロック図である。 図５に示した実施形態の各部の電圧波形を示した波形図である。 図５及び図６に示した実施形態においてマイクロコンピュータが実行するプログラムのメインルーチンのアルゴリズムを示したフローチャートである。 図５及び図６に示した実施形態において、クランク角検出信号が発生する毎にマイクロコンピュータが実行する割込みルーチンのアルゴリズムを示したフローチャートである。 本発明の第４の実施形態の全体的な構成を示したブロック図である。 本発明の第５の実施形態のハードウェアの構成を示した回路図である。 本発明の第５の実施形態の全体的な構成を示したブロック図である。 本発明の第６の実施形態の全体的な構成を示したブロック図である。

符号の説明

１ 点火コイル
２ エキサイタコイル
３ 点火ユニット
４ フライホイール
６ 磁石回転子
７ 固定子
８ 電機子鉄心
１０ サイリスタトリガ回路
２０ 短絡回路
２１ 短絡用スイッチ
２２ 短絡用スイッチ駆動回路
３０ 放電用スイッチ回路
３１Ａ 第１のトリガ回路
３１Ｂ 第２のトリガ回路
３１B1 回転速度検出手段
３１B2 クランク角検出信号発生回路
３１B3 トリガ信号側路用スイッチ
３１B4 マイクロコンピュータ
３１B5 トリガ信号出力回路
Ｄ1 第１の帰還ダイオード
Ｄ2 第２の帰還ダイオード
Ｄ3 第３の帰還ダイオード
Ｃｉ 点火用コンデンサ
Ｔｈ サイリスタ
Ｔh1 第１のサイリスタ
Ｔh2 第２のサイリスタ
Ｄ4 充電用ダイオード
Ｃｔ トリガ電源用コンデンサ
Ｒ2 充電時定数調整用抵抗
Ｒ3 放電用抵抗
Ｃｄ 微分コンデンサ
ＴＲ1〜ＴＲ5 トランジスタ

Claims (16)

1. 正の半波の出力電圧と該正の半波の出力電圧の前後にそれぞれ発生する第１及び第２の負の半波の出力電圧とからなる１サイクル半の交流電圧を内燃機関のクランク軸が１回転する間に少なくとも１回発生するエキサイタコイルを有する磁石発電機と、
   点火コイルと、
   前記エキサイタコイルの正の半波の出力電圧により一方の極性に充電される点火用コンデンサと、
   トリガ信号が与えられたときにオン状態になって前記点火用コンデンサに蓄積された電荷を前記点火コイルの一次コイルを通して放電させるように設けられたサイリスタと、
   前記エキサイタコイルの負の半波の出力電圧を電源電圧として前記内燃機関の点火位置で前記サイリスタにトリガ信号を与えるサイリスタトリガ回路と、
   前記エキサイタコイル側から前記サイリスタを通して流れた電流を検出したとき及び前記点火用コンデンサの充電電流を検出したときに前記サイリスタのゲートカソード間に逆バイアス電圧を印加する逆バイアス回路と、
   前記エキサイタコイルが正の半波の出力電圧を発生したときに該エキサイタコイルから流出する電流の帰路を構成するために該エキサイタコイルの一端と接地間に設けられた正電流帰還回路と、
   前記エキサイタコイルが負の半波の出力電圧を発生したときに該エキサイタコイルから流出する電流の帰路を構成するために前記エキサイタコイルの他端と接地間に設けられた負電流帰還回路と、
   を備え、
   前記正電流帰還回路は、カソードを前記サイリスタのゲート側に向けて前記サイリスタのゲートカソード間に接続された第１の帰還ダイオードと、前記サイリスタのゲートと前記エキサイタコイルの一端との間にアノードを前記サイリスタのゲート側に向けて接続された第２の帰還ダイオードとからなり、
   前記負電流帰還回路は、前記エキサイタコイルの他端と接地間にアノードを接地側に向けて接続された第３の帰還ダイオードを備え、
   前記第１の帰還ダイオードにより前記逆バイアス回路が構成されているコンデンサ放電式内燃機関用点火装置。
2. 正の半波の出力電圧と該正の半波の出力電圧の前後にそれぞれ発生する第１及び第２の負の半波の出力電圧とからなる１サイクル半の交流電圧を内燃機関のクランク軸が１回転する間に少なくとも１回発生するエキサイタコイルを有する磁石発電機と、
   点火コイルと、
   前記エキサイタコイルの正の半波の出力電圧により一方の極性に充電される点火用コンデンサと、
   トリガ信号が与えられたときにオン状態になって前記点火用コンデンサに蓄積された電荷を前記点火コイルの一次コイルを通して放電させるように設けられたサイリスタと、
   前記エキサイタコイルの負の半波の出力電圧を電源電圧として前記内燃機関の点火位置で前記サイリスタにトリガ信号を与えるサイリスタトリガ回路と、
   前記エキサイタコイル側から前記サイリスタを通して流れる電流を検出したとき及び前記点火用コンデンサの充電電流を検出したときに前記サイリスタのゲートカソード間を短絡する短絡回路と、
   を備えてなるコンデンサ放電式内燃機関用点火装置。
3. 前記エキサイタコイルが正の半波の出力電圧を発生したときに該エキサイタコイルから流出する電流の帰路を構成するために該エキサイタコイルの一端と接地間に設けられた正電流帰還回路と、前記エキサイタコイルが負の半波の出力電圧を発生したときに該エキサイタコイルから流出する電流の帰路を構成するために前記エキサイタコイルの他端と接地間に設けられた負電流帰還回路とが設けられ、
   前記正電流帰還回路は、カソードを前記サイリスタのゲート側に向けて前記サイリスタのゲートカソード間に接続された第１の帰還ダイオードと、前記サイリスタのゲートと前記エキサイタコイルの一端との間にアノードを前記サイリスタのゲート側に向けて接続された第２の帰還ダイオードとからなり、
   前記負電流帰還回路は、前記エキサイタコイルの他端と接地間にアノードを接地側に向けて接続された第３の帰還ダイオードを備え、
   前記短絡回路は、導通した際に前記サイリスタのゲートカソード間を短絡するように設けられた短絡用スイッチと、前記第１の帰還ダイオードの両端に生じる順方向電圧降下を検出したときに前記短絡用スイッチ回路を導通させる短絡用スイッチ駆動回路とにより構成されている請求項２に記載のコンデンサ放電式内燃機関用点火装置。
4. 前記短絡用スイッチは、前記サイリスタのゲート及びカソードにそれぞれコレクタ及びエミッタが接続された第１のトランジスタからなり、
   前記短絡用スイッチ駆動回路は、前記第１のトランジスタのベース及びエミッタにそれぞれコレクタ及びエミッタが接続されるとともに、前記第１の帰還ダイオードのカソードにベースが接続された第２のトランジスタと、前記第１のトランジスタ及び第２のトランジスタにベース電流を供給する回路とからなっている請求項３に記載のコンデンサ放電式内燃機関用点火装置。
5. 前記サイリスタトリガ回路は、前記エキサイタコイルの負の半波の出力電圧の特定の位相に対応するクランク角位置を前記内燃機関の点火位置として、該点火位置を検出した時に前記サイリスタにトリガ信号を与えるように構成されている請求項１ないし４のいずれか１つに記載のコンデンサ放電式内燃機関用点火装置。
6. 前記サイリスタトリガ回路は、一端が接地されるとともに他端が前記エキサイタコイルの一端に逆流阻止用ダイオードと充電時定数調整用抵抗とを通して接続されて前記エキサイタコイルが発生する負の半波の出力電圧で充電されるトリガ電源用コンデンサと、前記トリガ電源用コンデンサの非接地側端子に放電用抵抗を通してコレクタが接続されるとともにエミッタが接地され、かつベースがベース抵抗を通して前記エキサイタコイルの一端に接続されて前記エキサイタコイルがしきい値以上の負の半波の出力電圧を発生したときにオン状態になるトリガ制御用トランジスタと、前記トリガ電源用コンデンサの非接地側端子に前記放電用抵抗を通して一端が接続された微分コンデンサと、前記微分コンデンサの他端にアノードが接続され、カソードが前記サイリスタのゲートに接続されたトリガ信号供給用ダイオードとを備え、
   前記エキサイタコイルが発生する負の半波の出力電圧がピークを過ぎた後しきい値レベル未満になって前記トリガ制御用トランジスタがオフ状態になったときに前記トリガ電源用コンデンサに残留している電荷により前記微分コンデンサを通して前記サイリスタにトリガ信号を与えるように構成され、
   前記トリガ電源用コンデンサの充電用時定数及び放電時定数が、前記サイリスタにトリガ信号を与える際に必要な電荷を前記トリガ電源用コンデンサに残留させておくのに適した値に設定されている請求項１ないし４のいずれか１つに記載のコンデンサ放電式内燃機関用点火装置。
7. 正の半波の出力電圧と該正の半波の出力電圧の前後にそれぞれ発生する第１及び第２の負の半波の出力電圧とからなる１サイクル半の交流電圧を内燃機関のクランク軸が１回転する間に少なくとも１回発生するエキサイタコイルを有する磁石発電機と、
   点火コイルと、
   前記エキサイタコイルの正の半波の出力電圧により一方の極性に充電される点火用コンデンサと、
   第１のサイリスタ及び第２のサイリスタを有して該第１及び第２のサイリスタのいずれかがオン状態になったときに前記点火用コンデンサに蓄積された電荷を前記点火コイルの一次コイルを通して放電させるように構成された放電用スイッチ回路と、
   前記エキサイタコイルの負の半波の出力電圧を電源電圧として動作するように設けられて、前記内燃機関の点火位置で前記第１のサイリスタ及び第２のサイリスタのいずれかにトリガ信号を与えるサイリスタトリガ回路と、
   前記エキサイタコイル側から前記第１のサイリスタを通して流れた電流を検出したとき及び前記点火用コンデンサの充電電流を検出したときに前記第１のサイリスタのゲートカソード間に逆バイアス電圧を印加する逆バイアス回路と、
   を具備し、
   前記サイリスタトリガ回路は、前記エキサイタコイルが負の半波の出力電圧を発生している間に該エキサイタコイルを信号源として前記第１のサイリスタにトリガ信号を与える第１のトリガ回路と、前記エキサイタコイルの出力から前記内燃機関の回転速度を検出して、検出した回転速度に対して演算した点火位置で前記第２のサイリスタにトリガ信号を与える第２のトリガ回路とを備えてなるコンデンサ放電式内燃機関用点火装置。
8. 正の半波の出力電圧と該正の半波の出力電圧の前後にそれぞれ発生する第１及び第２の負の半波の出力電圧とからなる１サイクル半の交流電圧を内燃機関のクランク軸が１回転する間に少なくとも１回発生するエキサイタコイルを有する磁石発電機と、
   点火コイルと、
   前記点火コイルの一次側に設けられて前記エキサイタコイルの正の半波の出力電圧により充電される点火用コンデンサと、
   第１のサイリスタ及び第２のサイリスタを有して該第１及び第２のサイリスタのいずれかがオン状態になったときに前記点火用コンデンサに蓄積された電荷を前記点火コイルの一次コイルを通して放電させるように構成された放電用スイッチ回路と、
   前記エキサイタコイルの負の半波の出力電圧を電源電圧として前記内燃機関の点火位置で前記第１のサイリスタ及び第２のサイリスタのいずれかにトリガ信号を与えるサイリスタトリガ回路と、
   前記エキサイタコイル側から前記第１のサイリスタを通して流れた電流を検出したとき及び前記点火用コンデンサの充電電流を検出したときに前記第１のサイリスタのゲートカソード間を短絡する短絡回路と、
   を具備し、
   前記サイリスタトリガ回路は、前記エキサイタコイルが負の半波の出力電圧が発生している間に該負の半波の出力電圧を電源電圧として前記第１のサイリスタにトリガ信号を与える第１のトリガ回路と、前記エキサイタコイルの出力から前記内燃機関の回転速度を検出して、検出した回転速度に対して演算した点火位置で前記第２のサイリスタにトリガ信号を与える第２のトリガ回路とを備えてなるコンデンサ放電式内燃機関用点火装置。
9. 前記エキサイタコイルが正の半波の出力電圧を発生したときに該エキサイタコイルから流出する電流の帰路を構成するために該エキサイタコイルの一端と接地間に設けられた正電流帰還回路と、前記エキサイタコイルが負の半波の出力電圧を発生したときに該エキサイタコイルから流出する電流の帰路を構成するために前記エキサイタコイルの他端と接地間に設けられた負電流帰還回路とが設けられ、
   前記正電流帰還回路は、カソードを前記第１のサイリスタのゲート側に向けて前記第１のサイリスタのゲートカソード間に接続された第１の帰還ダイオードと、前記第１のサイリスタのゲートと前記エキサイタコイルの一端との間にアノードを前記第１のサイリスタのゲート側に向けて接続された第２の帰還ダイオードとからなり、
   前記負電流帰還回路は、前記エキサイタコイルの他端と接地間にアノードを接地側に向けて接続された第３の帰還ダイオードを備え、
   前記第１の帰還ダイオードにより、前記逆バイアス回路が構成されている請求項７または８に記載のコンデンサ放電式内燃機関用点火装置。
10. 前記第１のトリガ回路は、前記エキサイタコイルの負の半波の出力電圧の特定の位相に対応するクランク角位置を前記内燃機関の点火位置として、該点火位置を検出したときに前記サイリスタにトリガ信号を与えるように構成され、
    前記第２のトリガ回路は、
    前記エキサイタコイルの負の半波の出力電圧が一定値に達したときにクランク角検出信号を発生するクランク角検出信号発生回路と、
    前記エキサイタコイルの負の半波の出力電圧を入力として一定の直流電圧を出力する電源回路と、
    前記クランク角検出信号を入力とし、前記電源回路の出力電圧を電源電圧として動作するように設けられて、前記第１の負の半波の出力電圧が一定値に達したときに発生する前記クランク角検出信号を基準信号として該基準信号の発生間隔から前記内燃機関の回転速度を検出する回転速度検出手段と、前記回転速度検出手段により検出された回転速度に対して前記内燃機関の点火位置を演算する点火位置演算手段と、前記点火位置演算手段により演算された点火位置を検出した時にトリガ指令を発生するトリガ指令発生手段とを構成するマイクロコンピュータと、
    前記トリガ指令発生手段がトリガ指令を発生したときに前記第２のサイリスタに与えるトリガ信号を出力するトリガ信号出力回路と、
    を具備してなる請求項７，８または９に記載のコンデンサ放電式内燃機関用点火装置。
11. オン状態にあるときに前記第１のトリガ回路から前記第１のサイリスタに与えられるトリガ信号を該第１のサイリスタから側路するように設けられたトリガ信号側路用スイッチと、
    前記内燃機関の回転速度が設定値以下のときに前記トリガ信号側路用スイッチをオフ状態に保ち、前記回転速度が設定値を超えているときに前記トリガ信号側路用スイッチをオン状態に保持する側路用スイッチ制御手段と、
    を更に備えている請求項７，８，９または１０に記載のコンデンサ放電式内燃機関用点火装置。
12. 正の半波の出力電圧と該正の半波の出力電圧の前後にそれぞれ発生する第１及び第２の負の半波の出力電圧とからなる１サイクル半の交流電圧を内燃機関のクランク軸が１回転する間に少なくとも１回発生するエキサイタコイルを有する磁石発電機と、
    点火コイルと、
    前記点火コイルの一次側に設けられて前記エキサイタコイルの正の半波の出力電圧により充電される点火用コンデンサと、
    オン状態になったときに前記点火用コンデンサに蓄積された電荷を前記点火コイルの一次コイルを通して放電させるように設けられたサイリスタと、
    前記エキサイタコイルの負の半波の出力電圧を電源電圧として前記内燃機関の点火位置で前記サイリスタにトリガ信号を与えるサイリスタトリガ回路と、
    前記エキサイタコイル側から前記サイリスタを通して流れた電流を検出したとき及び前記点火用コンデンサの充電電流を検出したときに前記サイリスタのゲートカソード間を短絡する短絡回路と、
    を具備し、
    前記サイリスタトリガ回路は、前記エキサイタコイルが負の半波の出力電圧を発生している間に該負の半波の出力電圧を電源電圧として前記サイリスタにトリガ信号を与える第１のトリガ回路と、前記エキサイタコイルの出力から前記内燃機関の回転速度を検出して、検出した回転速度に対して演算した点火位置で前記サイリスタにトリガ信号を与える第２のトリガ回路とを備えてなるコンデンサ放電式内燃機関用点火装置。
13. 前記エキサイタコイルが正の半波の出力電圧を発生したときに該エキサイタコイルから流出する電流の帰路を構成するために該エキサイタコイルの一端と接地間に設けられた正電流帰還回路と、前記エキサイタコイルが負の半波の出力電圧を発生したときに該エキサイタコイルから流出する電流の帰路を構成するために前記エキサイタコイルの他端と接地間に設けられた負電流帰還回路とが設けられ、
    前記正電流帰還回路は、カソードを前記サイリスタのゲート側に向けて前記サイリスタのゲートカソード間に接続された第１の帰還ダイオードと、前記サイリスタのゲートと前記エキサイタコイルの一端との間にアノードを前記サイリスタのゲート側に向けて接続された第２の帰還ダイオードとからなり、
    前記負電流帰還回路は、前記エキサイタコイルの他端と接地間にアノードを接地側に向けて接続された第３の帰還ダイオードを備え、
    前記第１の帰還ダイオードにより、前記逆バイアス回路が構成されている請求項１２に記載のコンデンサ放電式内燃機関用点火装置。
14. 正の半波の出力電圧と該正の半波の出力電圧の前後にそれぞれ発生する第１及び第２の負の半波の出力電圧とからなる１サイクル半の交流電圧を内燃機関のクランク軸が１回転する間に少なくとも１回発生するエキサイタコイルを有する磁石発電機と、
    点火コイルと、
    前記エキサイタコイルの正の半波の出力電圧により一方の極性に充電される点火用コンデンサと、
    オン状態になったときに前記点火用コンデンサに蓄積された電荷を前記点火コイルの一次コイルを通して放電させるように設けられたサイリスタと、
    前記エキサイタコイルの負の半波の出力電圧を電源電圧として前記内燃機関の点火位置で前記サイリスタにトリガ信号を与えるサイリスタトリガ回路と、
    前記エキサイタコイル側から前記サイリスタを通して流れた電流を検出したとき及び前記点火用コンデンサの充電電流を検出したときに前記サイリスタのゲートカソード間に逆バイアス電圧を印加する逆バイアス回路と、
    を具備し、
    前記サイリスタトリガ回路は、前記エキサイタコイルが負の半波の出力電圧を発生している間に該負の半波の出力電圧を電源電圧として前記サイリスタにトリガ信号を与える第１のトリガ回路と、前記エキサイタコイルの出力から前記内燃機関の回転速度を検出して、検出した回転速度に対して演算した点火位置で前記サイリスタにトリガ信号を与える第２のトリガ回路とを備え、
    前記エキサイタコイルが正の半波の出力電圧を発生したときに該エキサイタコイルから流出する電流の帰路を構成するために該エキサイタコイルの一端と接地間に設けられた正電流帰還回路と、前記エキサイタコイルが負の半波の出力電圧を発生したときに該エキサイタコイルから流出する電流の帰路を構成するために前記エキサイタコイルの他端と接地間に設けられた負電流帰還回路とが設けられ、
    前記正電流帰還回路は、カソードを前記サイリスタのゲート側に向けて前記サイリスタのゲートカソード間に接続された第１の帰還ダイオードと、前記サイリスタのゲートと前記エキサイタコイルの一端との間にアノードを前記サイリスタのゲート側に向けて接続された第２の帰還ダイオードとからなり、
    前記負電流帰還回路は、前記エキサイタコイルの他端と接地間にアノードを接地側に向けて接続された第３の帰還ダイオードを備え、
    前記第１の帰還ダイオードにより、前記逆バイアス回路が構成されているコンデンサ放電式内燃機関用点火装置。
15. 前記第１のトリガ回路は、前記エキサイタコイルの負の半波の出力電圧の特定の位相に対応するクランク角位置を前記内燃機関の点火位置として、該点火位置を検出したときに前記サイリスタにトリガ信号を与えるように構成され、
    前記第２のトリガ回路は、
    前記エキサイタコイルの負の半波の出力電圧が一定値に達したときにクランク角検出信号を発生するクランク角検出信号発生回路と、
    前記エキサイタコイルの負の半波の出力電圧を入力として一定の直流電圧を出力する電源回路と、
    前記クランク角検出信号を入力とし、前記電源回路の出力電圧を電源電圧として動作するように設けられて、前記第１の負の半波の出力電圧が一定値に達したときに発生する前記クランク角検出信号を基準信号として該基準信号の発生間隔から前記内燃機関の回転速度を検出する回転速度検出手段と、前記回転速度検出手段により検出された回転速度に対して前記内燃機関の点火位置を演算する点火位置演算手段と、前記点火位置演算手段により演算された点火位置を検出した時にトリガ指令を発生するトリガ指令発生手段とを構成するマイクロコンピュータと、
    前記トリガ指令発生手段がトリガ指令を発生したときに前記第２のサイリスタに与えるトリガ信号を出力するトリガ信号出力回路と、
    を具備してなる請求項１２，１３または１４に記載のコンデンサ放電式内燃機関用点火装置。
16. オン状態にあるときに前記第１のトリガ回路から前記サイリスタに与えられるトリガ信号を該サイリスタから側路するように設けられたトリガ信号側路用スイッチと、
    前記内燃機関の回転速度が設定値以下のときに前記トリガ信号側路用スイッチをオフ状態に保ち、前記回転速度が設定値を超えているときに前記トリガ信号側路用スイッチをオン状態に保持する側路用スイッチ制御手段と、
    を更に備えている請求項１２，１３，１４または１５に記載のコンデンサ放電式内燃機関用点火装置。

Images