JPH0130625Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 【産業上の利用分野】

本考案はエンジンの点火装置に関し、特にエン
ジンのクランク軸に結合された交流発電機の交流
出力を利用して、圧縮混合気に対する点火を高周
波で行うことにより、点火エネルギーを有効に供
給するようにしたエンジン点火装置に関するもの
である。

【従来技術】

エンジン点火装置は、ピストンが上死点に到達
する直前の最適点火時点において、点火プラグに
高電圧を印加することにより、火花を発生させて
高圧混合気に点火を行うものであり、この点火状
態がエンジンの燃焼効率に大きな影響を与えてい
る。この場合、２輪車用エンジンにおいては、ク
ランク軸に直結された発電機から発生される比較
的高電圧の発電出力をコンデンサに充電し、この
充電エネルギーを最適点火時点においてサイリス
タをオン制御することにより点火コイルに供給し
て点火させる、いわゆるCDI方式を採用してい
る。 また、他の方式としては、例えば特開昭52−
87538号に示されるように、一次巻線を有するイ
ル装置と、このコイル装置における一次巻線に対
して直列に接続されたコレクタ・エミツタ回路を
備えた第１トランジスタと、この第１トランジス
タのベースとコレクタとの間に接続された制御回
路とを有し、前記一次巻線に流れる電流が予定の
レベルを越えた時に制御回路が前記第１トランジ
スタをオフ制御することにより、前記コイル装置
の１次巻線に流れる電流を急激に遮断させて、前
記コイル装置の二次巻線に点火用の高電圧を発生
させるものがある。 しかしながら、上記構成によるエンジン点火装
置は、一点火動作において一放電を行う単一放電
による点火であるために、放電持続時間が短くな
つて点火エネルギーを十分に供給することができ
ず、これに伴つて混合気に対する点火が不確実な
ものとなつてしまう問題点を有している。 これに対して、近年においては例えば特許開昭
55−137366号公報、特開昭53−17846号公報およ
び実開昭54−35952号公報等に示されるように、
直流電源を発振回路に供給して高周波発信を行わ
せ、この高周波発信出力を点火タイミングに同期
して点火コイルに供給するものが提案されてい
る。

【考案が解決しようとする課題】

しかしながら、上記構成によるエンジン点火装
置は、高周波発振回路に直流電源をただ単に供給
して発振を行わせ、その発振出力を点火コイルに
供給して大きく昇圧するものであることから、出
力インピーダンスが高くなつて、負荷としての点
火プラグに大きな電力を供給することが出来なく
なる。また、二輪車用の発電機は交流発電機が使
用されており、この交流発電機の発電出力を整
流・平滑することにより直流化して高周波発振回
路に供給したのでは、回路構成が複雑となつてコ
ストアツプにつながると共に、電力供給が平均化
されて、最も電力を必要とする点火タイミング時
に大電力の供給が行えなくなる課題を有してい
る。 従つて本考案による目的は、エンジンの出力軸
に直結された交流発電機の発電出力を有効に利用
して、圧縮混合気に対する点火を確実に行わせる
高圧高周波電源を容易に発生させるとともに、点
火プラグに高圧高周波の点火エネルギーを十分に
供給することが出来るエンジン点火装置を提供す
ることである。

【課題を解決するための手段】

このような目的を達成するために本考案による
エンジン点火装置は、エンジンのクランク軸に連
結されて回転することによりピストンの上死点付
近においてピークとなる発電出力を発生するとと
もに最適点火時点において点火制御信号を発生す
る交流発電機と、前記点火制御信号によりオンと
なつて前記交流発電機の発電出力を送出するサイ
リスタと、このサイリスタの出力を電源として作
動することにより高周波高圧出力を発生して点火
プラグに供給する累積昇圧回路と、この累積昇圧
回路と点火プラグとの間に設けられて累積昇圧回
路と負荷としての点火プラグとを分離して累積昇
圧回路を安定化する整合回路とを備え、前記累積
昇圧回路は前記サイリスタの出力端とアース間に
接続された可飽和コイルおよび設定電圧以上の電
圧が印加される期間においてのみ導通する静止型
電圧感応スイツチとしての双方向性スイツチング
素子との直列体と、この直列体に対して並列に接
続された累積充電用のコンデンサとによつて構成
構成するものである。

【作用】

このように構成されたエンジン点火装置におい
ては、発電機の最大出力を有効に利用して点火用
の高周波高圧出力を効率良く発生することが容易
に行えることになる。また、点火プラグに加えら
れる点火エネルギーは、累積昇圧回路を用いるこ
とによつて、より多くの点火エネルギーを長時間
にわたつて持続供給することが可能になる。この
結果、高周波放電となつて、混合気の電離が促進
されることから、点火が確実となつて燃焼効率の
大幅な向上が図れることになる。また、上記構成
においては、累積昇圧回路そのものが高圧出力を
発生することから、点火コイル部分おける昇圧が
軽くなつて出力インピーダンスが低くなることか
ら、負荷としての点火プラグに大きなエネルギー
を容易に供給することが可能になる。

【実施例】

第１図は本考案によるエンジン点火装置の一実
施例を示す回路図である。同図において、１はエ
ンジンのクランク軸に連結された交流発電機であ
つて、ピストンの上死点付近に於いて最大となる
出力を発生するようにその位置関係が予め設定さ
れており、その発生出力電圧は例えば100〜500V
の比較的高いものとなつている。２は交流発電機
１を構成するローターの外周に近接して設けられ
ることにより、ローターの回転に応じて点火制御
信号Ａを発生するピツクアツプコイルであつて、
ローターの回転方向に沿つて移動させることによ
り、点火時期の調整が行えるようになつている。
３は交流発電機１の発電コイル１ａから出力され
る交流発電出力をアノード入力とすると共に、ダ
イオード４を介して供給される点火制御信号Ａを
ゲート入力とするサイリスタ、５はサイリスタ３
の出力を電源として累積昇圧することにより高周
波高圧出力を発生して送出する累積昇圧回路であ
る。そして、この累積昇圧回路５は、可飽和コイ
ル６と、この可飽和コイル６を介してサイリスタ
３のカソードとアース間に接続されることによ
り、ブレーク電圧以上の電圧が印加されるとオン
する静止型電圧感応スイツチとしての双方向性ス
イツチング素子７と、この可飽和コイル６と双方
向性スイツチング素子７との直列体に対して並列
に接続された累積充電用のコンデンサ８とによつ
て構成されている。ここで、累積昇圧回路５は、
ブレークオーバー電圧が印加されると双方向性ス
イツチング素子７がオンすることにより、可飽和
コイル６―双方向性スイツチング素子７―コンデ
ンサ８―可飽和コイル６からなる閉回路に直列共
振が発生し、この発振エネルギーがコンデンサ８
に順次累積充電されるものである。従つて、この
累積昇圧回路５は、コンデンサ８の両端から高周
波高圧出力が得られるものであつて、本願考案者
が特公昭49−11485号等として数多く提案してい
る累積昇圧回路を利用したものである。この場
合、累積昇圧回路５は負荷が大きくなつても、出
力電圧の低下が生じない特性を有することから、
常に安定した高周波高圧出力が得られることにな
る。また、上記累積昇圧回路５は出力インピーダ
ンスが低いことから、負荷へのエネルギー供給が
充分に行えることになるものである。次に、９は
整合回路であつて、コンデンサ１０と、一次コイ
ルＰが前記コンデンサ１０を介して前記累積昇圧
回路５の出力端間に接続されたトランス１１とに
よつて構成されている。そして、このトランス１
１の二次コイルＳの一端は一次コイルＰとコンデ
ンサ１０との接続点に接続され、他端は点火プラ
グ１２に接続されている。 なお、トランス１１における一次コイルＰと二
次コイルＳの巻線比は、必要とする点火電圧によ
つて昇圧または累積昇圧回路５の出力が充分に高
い場合には１：１構成とすることができる。どち
らにせよ、前記トランス１１に巻線比を従来の点
火コイルに比較して充分に小さいものとすること
が可能である。 このように構成されたエンジン点火装置におい
て、図示しないエンジンが例えばセルモータによ
つて回転駆動されると、クランク軸に直結されて
いる交流発電機１のローターもこれに対応して回
転することになる。この結果交流発電機１の発電
コイル１ａから第２図ａに示すエンジンの回転に
一致した交流電圧が発生されてサイリスタ３のア
ノードに供給される。この場合、交流発電機１は
その出力電圧が第２図ｂに示すピストンの上死点
付近において最大となるように位置関係が定めら
れている。 一方、ピツクアツプコイル２は、ローターの回
転を検出して最適点火位置において点火制御信号
Ａを発生しており、この点火制御信号Ａはダイオ
ード４において正極性部分のみが第２図ｃに示す
ように取りだされてサイリスタ３をトリガする。
この結果、サイリスタ３は第２図ｄに示すよう
に、点火制御信号Ａの発生時点から第２図ａに示
す交流発電機１によつて発電された発電出力が零
となるまでの期間においてターンオンされて第２
図ｂに示す発電出力が累積昇圧回路５に供給され
る。ここで、累積昇圧回路５においては、静止型
電圧感応スイツチとしての双方向性スイツチング
素子７が第２図ａに示すブレークオーバー電圧Ｂ
を有しており、サイリスタ３を介して供給される
電源電圧がこのブレークオーバー電圧Ｂを越える
期間Ｔにおいてオン状態となることが可能であ
る。従つて、サイリスタ３を介して第２図ｂに示
す発電出力が累積昇圧回路５に供給されると、こ
の発電出力第２図ｂがブレークオーバー電圧Ｂを
越えている期間ｔにおいてのみ双方向性スイツチ
ング素子がオンすることになる。双方向性スイツ
チング素子７がオンすると、可飽和コイル６―双
方向性スイツチング素子７―コンデンサ８―可飽
和コイル６からなる閉回路に直列共振が発生する
ことになる。ここで、係る直列共振は可飽和コイ
ル６と双方向性スイツチング素子７の特性および
コンデンサ８の容量に応じて決定される極めて高
い周波数（高周波）となる。ここで、高周波発振
が行われると、可飽和コイル６において発生され
る跳ね返り電圧によつて、コンデンサー８が繰り
返し充電されることになる。この結果、コンデン
サー８は、発振信号を累積昇圧することから、第
２図ｅに示すように、高周波高圧エネルギーを発
生することになる。 このようにして、累積昇圧回路５から発生され
る高周波高圧出力は、累積昇圧回路５と点火プラ
グ１２との間に設けられて、累積昇圧回路５と負
荷としての点火プラグ１２とを分離して累積昇圧
回路５の動作を安定化させる整合回路９を介して
点火プラグ１２に供給される。点火プラグ１２
は、高周波高圧出力が供給されることにより、そ
の電極間に高周波放電が生じることになる。つま
り、第２図ｄに示す期間ｔにおいて高周波放電が
生ずると、混合気の電離が促進されることから、
燃焼効率が大幅に高められることになる。ここ
で、累積昇圧回路５の発振期間ｔは、第２図ａに
示す期間Ｔ内であれば、サイリスタ３のトリガタ
イミングを変えることによつて可変、つまり、発
振開始時点を可変することが出来る。そして、こ
れを行うには、交流発電機１におけるピツクアツ
プコイル２をロータの回転方向に移動させること
により、第２図ｃに示す点火制御信号Ａの発生タ
イミングを可変し、これによりサイリスタ３のオ
ンタイミングを可変することによつて行われるこ
とになり、これが進角制御となる。そして、この
ようなエンジン点火装置においては、累積昇圧回
路５が高周波の高圧出力を効率良く発生すること
から、整合回路９を介してこの累積昇圧回路５の
出力を点火プラグ１２の供給するのみで、圧縮混
合気に対する点火に適した高周波点火が行えるこ
とになる。ここで、係るエンジン点火装置におい
ては、高周波の高圧出力を発生する部分としての
累積昇圧回路５の構成が簡単であるこおから、全
体としてのコストを大幅に下げることが出来ると
共に、出力インピーダンスが極めて低いものとな
ることから、負荷としての点火プラグへの点火エ
ネルギーの供給が充分に行えることになる。

【考案の効果】

以上説明したように、この考案によるエンジン
点火装置によれば、交流発電機の最大出力を有効
に利用して点火用の高周波高圧出力を効率良く発
生することが容易に行えることになる、また、点
火プラグに加えられる点火エネルギーは、累積昇
圧回路を用いることによつて、より多くの点火エ
ネルギーを長時間にわたつて、持続供給すること
が可能になる。この結果、高周波放電となつて、
混合気の電離が促進されることから、点火が確実
となつて燃焼効率が大幅に向上する。更に、係る
回路においては、出力インピーダンスが極めて低
くなることから、負荷としての点火プラグへの点
火エネルギーの供給が充分に行える等の種々優れ
た効果を有する。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案によるエンジン点火装置の一実
施例を示す回路図、第２図ａ〜ｅは第１図に示す
回路の各部波形図である。 １……交流発電機、２……ピツクアツプコイ
ル、３……サイリスタ、４……ダイオード、５…
…累積昇圧回路、６……可飽和コイル、７……双
方向性スイツチング素子、８……コンデンサ、９
……整合回路、１０……トランス、１１……コン
デンサ、１２……点火プラグ。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. エンジンのクランク軸に連結されて回転するこ
   とによりピストンの上死点付近においてピークと
   なる発電出力を発生するとともに最適点火時点に
   おいて点火制御信号を発生する交流発電機と、前
   記点火制御信号によりオンとなつて前記交流発電
   機の発電出力を送出するサイリスタと、このサイ
   リスタの出力を電源として作動することにより高
   周波高圧出力を発生して点火プラグに供給する累
   積昇圧回路と、この累積昇圧回路と点火プラグと
   の間に設けられて累積昇圧回路と負荷としての点
   火プラグとを分離して累積昇圧回路を安定化する
   整合回路とを備え、前記累積昇圧回路は前記サイ
   リスタの出力端とアース間に接続された可飽和コ
   イルおよび設定電圧以上の電圧が印加される期間
   においてのみ導通する静止型電圧感応スイツチと
   しての双方向性スイツチング素子との直列体と、
   この直列体に対して並列に接続された累積充電用
   のコンデンサとによつて構成されることを特徴と
   するエンジン点火装置。