JPH0115702B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明はコンデンサ放電式の内燃機関用無接点
点火装置に関する。

従来、この種のものは、コンデンサの充電電圧
を機関回転数が低速から高速までほぼ均一にする
ため、コンデンサの充電源は細い線径で巻数の多
い主に低速回転時においてコンデンサを充電する
低速コイルと、太い線径で巻数の少い主に高速回
転時においてコンデンサを充電する高速コイルと
で構成され、コンデンサはこれら両コイルの出力
で直接充電されるようになつていた。

ところが、上述した従来のものでは、 (1) コンデンサ充電コイルとして前記のように低
速用と高速用との２つのコイルを必要とし、構
造が軸方向に２階建となり複雑となる。又、軸
方向寸法が大きくなり磁石発電機の体格が大き
くなる。

(2) 低速用充電コイルは細線（線径0.13〜0.16
mm）を多く巻く（巻数3000〜7000回）ので、作
業性が悪く、又品質上のトラブルも発生しやす
い。

(3) 低速時の２次電圧、即ちコンデンサ電圧を高
くしようとすると、中・高速時の２次電圧即ち
コンデンサ電圧が高くなり、点火コイル又は半
導体素子の耐圧が不足するなどの問題がある。
本発明は上記の問題を解決するため、コンデン
サと並列的に接続した短絡用半導体スイツチン
グ素子によつてコンデンサ充電コイルの発生出
力を実質的に短絡しておき、この半導体スイツ
チング素子遮断時にコンデンサ充電コイルに発
生する高電圧によつてコンデンサを充電するこ
とにより、線径が太くて巻数の少ないコンデン
サ充電コイルによつて、コンデンサを良好に充
電することのできる内燃機関用無接点点火装置
を提供することを目的とする。

以下本発明を図に示す実施例について説明す
る。まず、第１図に示す第１実施例について説明
する。３は磁石発電機のコンデンサ充電コイル
で、同一体格の磁石発電機において、従来より線
径が４倍程度に太く（例えば線径0.5〜0.9mm）、
巻数が従来より1/10程度に少ない（例えば巻数
200〜600回）ものが用いてある。５は整流用のダ
イオード、６はコンデンサ充電コイル３のコンデ
ンサ充電側半波出力により充電されるコンデン
サ、７は点火コイルで、７ａはその１次コイル、
７ｂはその２次コイルである。８，９はコンデン
サ充電コイル３の反コンデンサ充電側半波出力を
点火信号としてサイリスタ１０のゲートに印加す
るダイオードであつて、点火信号発生手段を構成
する。サイリスタ１０は点火信号がゲートに印加
されることにより導通して、コンデンサ６の充電
電荷を点火コイル７の１次コイルに供給するもの
であつて、点火用半導体スイツチング素子を構成
する。１１は点火コイル７の２次コイル７ｂに接
続されていて、内燃機関のシリンダヘツドに取付
けられる点火栓である。１２はコンデンサ充電コ
イル３の端子間にコレクタ・エミツタ路が接続せ
れ、この充電コイル３のコンデンサ充電側半波出
力を短絡するトランジスタであつて、短絡用半導
体スイツチング素子を構成する。１３はトランジ
スタ１２のコレクタ・ベース間に接続したベース
抵抗、１４はトランジスタ１２のベース・エミツ
タ間にアノード・カソード路を接続したサイリス
タ、１５，１６はコンデンサ充電コイル３の端子
間に互いに直列接続した分圧抵抗で、その分圧点
ａはサイリスタ１４のゲートに接続してある。そ
して、ベース抵抗１３、サイリスタ１４および分
圧抵抗１５，１６により、トランジスタ１２を遮
断させるための遮断制御回路を構成する。１７は
点火コイル７の１次コイル７ａにフライホイール
電流を流して点火栓１１のアーク時間を延長する
ためのダイオードである。１８はサイリスタ１０
のゲート感度調整用の抵抗、１９，２０はサイリ
スタ１０の温度補償用サーミスタおよび抵抗、２
１はサイリスタ１０のゲート電流制限用抵抗、２
２，２３はサイリスタ１４の温度補償用サーミス
タおよび抵抗であつて、これら構成部品１８〜２
３は場合によつては省略することも可能である。

次に、上記構成においてその作動を説明する。
磁石発電機として４極の磁石発電機を使用した場
合、コンデンサ充電コイル３には第２図ａに示す
ごとく磁石発電機のロータ１回転につき２サイク
ルの無負荷交流電圧が発生する。今、第１図の実
線矢印方向の（コンデンサ充電側半波）出力が発
生し始めると、コイル３→抵抗１３→トランジス
タ１２のベース・エミツタ→アースの回路でトラ
ンジスタ１２にベース電流が流れ、このトランジ
スタ１２のコレクタ、エミツタ間が導通し、コイ
ル３の出力は短絡される。短絡電流の増大に伴な
い、トランジスタ１２のコレクタ、エミツタ間の
電圧降下が大きくなり、抵抗１５，１６よりなる
分圧回路の接続点ａの電圧が上昇する。この電圧
が設定値になるとサイリスタ１４が導通し、トラ
ンジスタ１２のベース・エミツタ間を短絡するの
で、トランジスタ１２のコレクタ・エミツタ間は
OFFし、短絡電流が急激に遮断される。このと
きコイル３には第２図ｂに示すごとく、大きな誘
導電圧が発生し、この高電圧によりコンデンサ６
を、コイル３→ダイオード５→コンデンサ６→ダ
イオード１７→ダイオード８→アースの回路で、
第２図ｃの実線で示すごとく十分に充電する。次
いで、コイル３の出力が反転し、第１図の破線矢
印方向（反コンデンサ充電側半波出力）になる
と、コイル３→アース→抵抗２１→サイリスタ１
０のゲートカソード→ダイオード９の回路に電流
が流れ、サイリスタ１０が導通する。このサイリ
スタ１０の導通によりコンデンサ６の充電々荷
は、コンデンサ６→サイリスタ１０→点火コイル
７の１次コイル７ａの回路で放電し、点火コイル
７の２次コイル７ｂに高電圧を発生し、点火栓１
１に点火火花を得る。以上の動作をロータの１回
転につき２回行なつて繰返し動作する（２サイク
ルエンジンでは２発火のうち１つは無駄火とな
る）。

第３図に示す第２実施例は、上記第１実施例に
対し、点火用サイリスタ１０のゲート信号（点火
信号）を、コンデンサ６の充電電圧をツエナダイ
オード２４よりなる点火信号発生手段で検出して
得るようにしたものである。ここで、ダイオード
２５はコイル３の逆相出力がトランジスタ１２に
印加されないように、トランジスタ１２のエミツ
タとアースとの間に挿入したものである。

第４図に示す第３実施例は、上記第１実施例に
対し、サイリスタ１０の点火信号源（点火信号発
生手段）として、第２図ｄで示すごとく、磁石発
電機のロータの１回転につき１つの点火信号を発
生するタイミングセンサ１を利用し、点火栓１１
に無駄火が発生しないようにしたものである。ま
た、この第３実施例においてはトランジスタ１２
のベース・エミツタ間をトランジスタ１４ａによ
り短絡するようにしてある。このときのコンデン
サ６の充電電圧は第２図ｃの破線で示すごとくに
なり、コンデンサ６の充電電圧が２山充電により
増大する。

第５図に示す第４実施例は、上記第１実施例に
対し、トランジスタ１２およびその遮断制御回路
を、ダイオード５およびコンデンサ６の直列回路
と並列に接続し、コイル３のコンデンサ充電側半
波出力を、トランジスタ１２により、インピーダ
ンスが比較的小さい、点火コイル７の１次コイル
７ａを介して短絡するようにしたものである。

第６図に示す第５実施例は、上記第１実施例に
対し、サイリスタ１０の端子間にコンデンサ６と
点火コイル７の１次コイル７ａとの直列回路を接
続する代わりに、コンデンサ６の端子間にサイリ
スタ１０と点火コイル７の１次コイル７ａとの直
列回路を接続し、サイリスタ１０のゲート信号が
点火コイル７の１次コイル７ａを介して流れるよ
うにしてこの１次コイル７ａのインピーダンスを
抵抗２１の代わりに使用すると共に、トランジス
タ１２のエミツタをアースに接続する代わりに、
ダイオード８，９のアノード側に接続し、コイル
３の逆相出力がトランジスタ１２に印加されるの
を阻止する役割をダイオード８に兼務させるよう
にしたものである。このトランジスタ１２のエミ
ツタをダイオード８，９のアノードに接続する構
成は、第１図のものにも適用できる。

なお、第６図において、サイリスタ１０と点火
コイル７との接続を第７図に示すごとく入れ変え
て、サイリスタ１０のゲート信号が１次コイル７
ａを通らないようにしてもよい。

以上の各実施例においては、トランジスタ１２
の短絡電流が一定値になつたときこのトランジス
タ１２が遮断するようにしてあるので、機関回転
数に関係なくコンデンサ６の充電電圧をほぼ一定
にでき、安定した点火性能が得られる。

なお、上述した各実施例においては、点火用半
導体スイツチング素子としてサイリスタ１０を用
いたがトランジスタを用いることができ、また短
絡用スイツチング素子としてトランジスタ１２を
用いたがゲートターンオフサイリスタ（GTO）
を用いることもできる。

また、上述した各実施例において、サイリスタ
１４の代わりにトランジスタ１４ａを用いてもよ
く、またトランジスタ１４ａの代わりにサイリス
タ１４を用いてもよいことは勿論である。

以上述べたように本発明においては、コンデン
サ充電コイルの半波出力を実質的に短絡する短絡
用半導体スイツチング素子と、この短絡用半導体
スイツチング素子に前記充電コイルのコンデンサ
充電側半波出力により流れる短絡電流が設定値以
上になるとそれを検出して前記短絡用半導体スイ
ツチング素子を遮断させるための遮断制御回路と
を備え、短絡用半導体スイツチング素子の遮断時
にコンデンサ充電コイルに誘起される高電圧によ
つてコンデンサを充電するから、以下に述べるご
とき優れた効果がある。

(1) 従来はコンデンサ充電コイルとして、細線に
よる巻数の多いコイルと太線による巻数の少な
いコイルとの２階建又は径方向に配置した２つ
のコイルが必要であつたものを、太線による巻
数の少いコイル１つのみにすることができ、構
造簡単で体格を小さくすることができる。

(2) コンデンサ電圧、２次電圧の設定自由度が大
きく、低速から充分な点火性能が得られ、始動
性を向上することができる。

(3) コンデンサ充電コイルとして細線を使用しな
くてよいので、品質上のトラブルが解消でき
る。

(4) コンデンサ充電コイルのインピーダンスが小
さいので、この充電コイルの出力を点火信号と
して用いても、高速時の点火時期の遅れがな
い。

(5) コンデンサ充電コイルを有効に利用して、バ
ツテリーや昇圧トランスを設けることなく、小
型、簡単かつ安価な回路構成で、コンデンサを
充分充電することができる。

(6) コンデンサ充電コイルの短絡電流が設定値以
上になると、それを検出して短絡電流を遮断す
る構成であるため、簡単な回路構成でありなが
ら、短絡電流を遮断する設定電圧に応じてコン
デンサの充電電圧を良好に制御することがで
き、バツテリーを用いることなく、内燃機関の
低速から高速まで安定した点火性能を得ること
ができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明装置の第１実施例を示す電気回
路図、第２図は第１図図示装置の作動説明に供す
る各部波形図、第３図乃至第６図は本発明装置の
第２乃至第５実施例を示す電気回路図、第７図は
第６図図示装置における要部構成の変形例を示す
電気回路図である。 １……点火信号発生手段としてのタイミングセ
ンサ、１３，１４，１４ａ，１５，１６……遮断
制御回路を構成するベース抵抗、サイリスタ、ト
ランジスタ、分圧抵抗、３……コンデンサ充電コ
イル、６……コンデンサ、７……点火コイル、７
ａ……１次コイル、７ｂ……２次コイル、８，９
……点火信号発生手段を構成するダイオード、１
０……点火用半導体スイツチング素子としてのサ
イリスタ、１１……点火栓、１２……短絡用半導
体スイツチング素子としてのトランジスタ、２４
……点火信号発生手段を構成するツエナーダイオ
ード。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 磁石発電機のコンデンサ充電コイルと、この
   充電コイルの発生出力により充電されるコンデン
   サと、１次コイルおよび２次コイルを有する点火
   コイルと、点火信号を発生する点火信号発生手段
   と、この点火信号により導通して前記コンデンサ
   の充電電荷を前記点火コイルの１次コイルに供給
   するための点火用半導体スイツチング素子と、前
   記点火コイルの２次コイルに接続した点火栓と、
   前記充電コイルのコンデンサ充電側半波出力を実
   質的に短絡する短絡用半導体スイツチング素子
   と、この短絡用半導体スイツチング素子に前記充
   電コイルのコンデンサ充電側半波出力により流れ
   る短絡電流が設定値以上になるとそれを検出して
   前記短絡用半導体スイツチング素子を遮断させる
   ための遮断制御回路とを備え、前記短絡用半導体
   スイツチング素子の遮断時に前記コンデンサ充電
   コイルに誘起される高電圧によつて前記コンデン
   サを充電することを特徴とする内燃機関用無接点
   点火装置。