JPH0335881Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本考案は、点火コイルの１次側に設けた１次電
流制御用半導体スイツチの動作により点火コイル
の１次電流を制御することにより点火用の高電圧
を得る内燃機関用点火装置に関するものである。

［従来の技術］ 一般にこの種の点火装置は、点火コイルと、ト
リガされた際に内燃機関の点火時期に前記点火コ
イルの１次電流を急変させるように制御する１次
電流制御用半導体スイツチと、内燃機関の回転に
同期して信号電圧を誘起する信号コイルの出力で
前記１次電流制御用半導体スイツチのトリガ信号
入力端子にトリガ信号を供給する信号回路とによ
り構成される。この種の点火装置において、機関
の回転数（rpm）の上昇に伴つて点火時期を進角
させる特性を得るためには、信号回路から１次電
流制御用半導体スイツチに供給されるトリガ信号
の位相を機関の回転数の上昇に伴つて進める必要
がある。従来広く用いられていた点火装置では、
信号コイルとして機関の回転数の上昇に伴つてそ
の出力の波高値が増大する特性を有するものを用
い、該信号コイルの出力の波高値の増大に伴つて
該信号コイルの出力が１次電流制御用半導体スイ
ツチのトリガレベルに達する位相が進むことを利
用して機関の点火時期を進角させていた。

［考案が解決しようとする問題点］ 上記のように、信号コイルの出力特性を利用し
て進角特性を得る場合には、機関の低速時にも点
火時期が相当量進角してしまうため、機関の始動
性が悪くなつたり、ケツチン現象（点火時期が早
すぎるためにピストンが押し戻される現象）が生
じたりするという不都合があつた。

尚信号コイルの波形を工夫することにより低速
時に点火時期の変化をおさえ、回転数がある程度
上昇したところで進角量を増大させる特性を得る
ことも試みられているが、この場合には、信号発
電機の特性によつてのみ進角特性が決まることに
なるため、進角特性が異なる毎に信号発電機の設
計をやり直す必要があり、面倒であつた。

また進角開始回転数を正確に定めることがで
き、機関の低速時の点火時期を一定に保つことが
できる点火装置として、信号コイルの出力により
制御される積分回路の出力を基準電圧と比較する
ことにより点火信号を得る装置が種々提案されて
いるが、この種の装置は構成が複雑になつて高価
になるという問題があつた。

本考案の目的は、機関の低速時には点火時期の
進角をおさえ、設定回転数以上の領域で点火時期
を進角させる特性を簡単な構成で得ることができ
るようにした内燃機関用点火装置を提供すること
にある。

［問題点を解決するための手段］ 本考案は、点火コイルと、トリガされた際に点
火コイルの１次電流を急変させるように制御する
１次電流制御用半導体スイツチと、内燃機関の回
転に同期して信号電圧を誘起する信号コイルの出
力で内燃機関の点火時期に１次電流制御用半導体
スイツチのトリガ信号入力端子にトリガ信号を供
給する信号回路とを備えた内燃機関用点火装置に
おいて、低速時に点火時期が進角するのを防止
し、設定回転数以上の領域で点火時期を進角させ
るようにしたものである。

この目的を達成するため、本考案においては、
上記信号回路を、信号コイルと１次電流制御用半
導体スイツチのトリガ信号入力端子との間に設け
られて信号コイルの出力電圧が所定値に達したと
きに導通して該信号コイルから１次電流制御用半
導体スイツチにトリガ信号を供給するツエナーダ
イオードと、信号コイルの出力でダイオードと電
流制限素子とを通して一方の極性に充電されるコ
ンデンサと、コンデンサの電荷を一定の時定数で
放電させる放電回路と、ツエナーダイオードに対
して並列に接続され、コンデンサに充電電流が流
れている間ベース電流が与えられて導通して１次
電流制御用半導体スイツチにトリガ信号を供給す
るトランジスタスイツチとにより構成した。

［考案の作用］ 上記のように構成すると、信号コイルの出力電
圧がコンデンサの端子電圧を越えて、該コンデン
サに充電電流が流れたときにトランジスタスイツ
チにベース電流が流れて該トランジスタスイツチ
が導通し、１次電流制御用半導体スイツチにトリ
ガ信号を供給する。機関の回転数が進角開始設定
回転数未満の場合には、信号コイルの出力がツエ
ナーダイオードを導通（ブレークダウン）させる
電圧に達する以前に、トランジスタスイツチを通
して与えられるトリガ信号が所定のトリガレベル
に達して１次電流制御用半導体スイツチが導通す
るため、機関の点火時期は、トランジスタスイツ
チが導通した後該トランジスタスイツチを通して
１次電流制御用半導体スイツチに供給される電流
がトリガレベルに達する時期になる。

信号コイルの出力電圧は回転数の上昇に伴つて
増大していくが、コンデンサの端子電圧も回転数
の上昇に伴つて上昇していくため、トランジスタ
スイツチが導通する時期（信号コイルの出力電圧
がコンデンサの端子電圧を超える時期）はほとん
ど変化せず、点火時期はほぼ一定になる。

機関の回転数が進角開始回転数に達すると、信
号コイルの出力がコンデンサの端子電圧を超えて
トランジスタスイツチが導通する時期と、信号コ
イルの出力がツエナーダイオードを導通させる大
きさになる時期とが一致する。

回転数が更に上昇すると、信号コイルの出力電
圧がコンデンサの端子電圧を超える時期よりも前
の時期に信号コイルの出力電圧がツエナーダイオ
ードを導通させる大きさになる。信号コイルの出
力電圧がツエナーダイオードを導通させる大きさ
に達する時期は、回転数の上昇に伴つて進んでい
く。

このように、本考案では、回転数の上昇に伴つ
て端子電圧が上昇するコンデンサと、信号コイル
の出力電圧がこのコンデンサの端子電圧を超えた
ときに導通するトランジスタスイツチとを設け
て、進角開始回転数未満の低速領域では、信号コ
イルの出力電圧がこのコンデンサの端子電圧を超
えたときにトランジスタスイツチを導通させて１
次電流制御用半導体スイツチにトリガ信号を与え
るようにしたので、信号コイルの出力電圧の上昇
により点火時期が進角するのをおさえて点火時期
をほぼ一定にすることができ、低速時に点火時期
が進角することにより機関の始動が困難になつた
り、機関の回転が不安定になつたり、ケツチン現
象が生じたりするのを防ぐことができる。

また進角開始回転数は、ツエナーダイオードを
含む回路要素の定数を調整することにより設定で
きるため、信号発電機の特性を調整する場合に比
べて進角開始回転数の設定を容易に行なうことが
できる。

［実施例］ 以下添付図面を参照して本考案の実施例を説明
する。

第１図は本考案の一実施例を示したものであ
る。同図において、１は１次コイル１ａ及び２次
コイル１ｂを有する点火コイルで、１次及び２次
コイルの一端は接地されており、２次コイル１ｂ
には図示しない機関の気筒に取付けられた点火プ
ラグ２が接続されている。点火コイルの１次コイ
ル１ａの非接地側の端子には点火エネルギー蓄積
用コンデンサ３の一端が接続され、該コンデンサ
の他端にはダイオード４のカソードが接続されて
いる。ダイオード４のアノードには図示しない機
関の回転に同期して回転する磁石発電機内に配置
されたエキサイタコイル５の非接地側端子が接続
され、該エキサイタコイル５の図示の矢印方向の
出力でコンデンサ３がダイオード４と１次コイル
１ａとを通して図示の極性に充電される。１次コ
イル１ａの一端にはダイオード６のアノードが接
続され、該ダイオード６のカソードは接地されて
いる。コンデンサ３のダイオード４側の端子には
カソードを接地した１次電流制御用半導体スイツ
チとしてのサイリスタ７のアノードが接続され、
該サイリスタ７のゲートカソード間には、抵抗８
が並列接続されている。サイリスタ７のゲートに
は、抵抗９の一端が接続され、該抵抗９の他端に
ツエナーダイオード１０のアノードが接続されて
いる。ツエナーダイオード１０のカソードにはダ
イオード１１のカソードが接続され、ダイオード
１１のアノードと接地間に信号コイル１２が接続
されている。信号コイル１２は機関に取付けられ
た信号発電機内に設けられ、機関の回転に同期し
て交流信号を出力する。１３はツエナーダイオー
ド１０に対して並列に接続されたトランジスタス
イツチで、このトランジスタスイツチは、ツエナ
ーダイオード１０のカソード及びサイリスタにエ
ミツタ及びコレクタが接続されたPNPトランジ
スタ１４からなつている。トランジスタ１４のエ
ミツタベース間には充電時定数設定用の抵抗１５
が接続され、トランジスタ１４のベースにトラン
ジスタスイツチ制御用コンデンサ１６の一端が接
続されている。コンデンサ１６の他端はカソード
を接地したダイオード１７のアノードに接続さ
れ、コンデンサ１６の両端に放電用抵抗１８が並
列接続されている。上記抵抗８，９，１５，１
８、ツエナーダイオード１０、ダイオード１１，
１７、信号コイル１２、トランジスタスイツチ１
３及びトランジスタスイツチ制御用コンデンサ１
６によりサイリスタ７（１次電流制御用半導体ス
イツチ）にトリガ信号を供給する信号回路２０が
構成されている。

上記の実施例において、エキサイタコイル５に
図示の矢印方向の出力電圧が誘起すると、ダイオ
ード４及び１次コイル１ａを通してコンデンサ３
が図示の極性に充電される。信号コイル１２は例
えば回転角度θに対して第２図Ａに示すような波
形を呈する信号電圧を誘起する。エキサイタコイ
ル５の図示の矢印方向の半サイクルの出力が消滅
した後、信号コイル１２に正の半サイクルの信号
電圧（第１図の矢印方向の信号電圧）が誘起す
る。この信号電圧は機関の回転数の上昇に伴つて
増大していくが、機関の回転数が進角開始回転数
未満の場合には、該信号電圧がツエナーダイオー
ド１０を導通させる大きさにならないようになつ
ている。

機関の低速時の動作は次の通りである。信号回
路２０のコンデンサ１６は、信号コイル１２の正
の半サイクルの電圧により、信号コイル１２→ダ
イオード１１→トランジスタ１４のエミツタベー
ス間及び抵抗１５→コンデンサ１６→ダイオード
１７の経路で図示の極性に充電され、信号コイル
の出力電圧がピークを過ぎると、コンデンサ１６
の電荷が抵抗１８からなる放電回路を通して一定
の時定数で放電していく。従つてコンデンサ１６
の端子電圧Vcは回転角度θに対して第２図Ｂに
示すように変化する。トランジスタ１４は、信号
コイル１２の正の半サイクルの出力電圧がコンデ
ンサ１６の端子電圧Vco（第２図Ｂ参照）を超え
てから該出力電圧がピークに達するまでの間ベー
ス電流が流れて導通する。これによりサイリスタ
７のゲートには第２図Ｃに示すようにトリガ信号
電流が流れ、このトリガ信号電流が所定のトリガ
レベルに達するとサイリスタ７が導通する。サイ
リスタ７が導通するとコンデンサ３の電荷がサイ
リスタ７と点火コイルの１次コイル１ａとを通し
て放電する。これにより点火コイルの２次コイル
１ｂに高電圧が発生して点火プラグ２に火花が生
じ、機関が点火される。

第３図Ａは、回転数がＮ１からＮ４（Ｎ１＜Ｎ
２＜Ｎ３＜Ｎ４）へと変化した場合の信号コイル
の正の半サイクルの出力電圧Vsの波形とコンデ
ンサ１６の端子電圧Vcの波形とを示し、同図Ｂ
はサイリスタ７に与えられるトリガ信号電流の波
形を示している。

機関の回転数が図示のＮ１のように低い間は、
信号コイルの出力電圧がコンデンサ１６の端子電
圧Vcを超えてトランジスタ１４が導通した位置
θ１でサイリスタ７にトリガ信号が与えられる。
サイリスタ７はこのトリガ信号がトリガレベルに
達したときに導通するが、説明を簡単にするた
め、ここではサイリスタ７の感度が十分に高いも
のとし、トランジスタ１４が導通を開始した位置
θ１でサイリスタ７が導通して点火動作が行われ
るものとする。

回転数がＮ２まで上昇すると、信号コイル１２
の出力電圧が上昇するが、このときコンデンサ１
６の端子電圧も上昇するため、トランジスタ１４
が導通を開始する位置はほとんど変らず、点火時
期は回転数がＮ１のときの点火時期θ１に略等し
い。

回転数が更に上昇し、進角開始回転数に達する
と、信号コイル１２の半サイクルの出力電圧がコ
ンデンサ１６の端子電圧Vcを超える位置で該出
力電圧がツエナーダイオード１０を導通させるレ
ベルに達するようになる。更に回転数が上昇し、
回転数が例えばＮ３になると、信号コイル１２の
正の半サイクルの出力電圧がコンデンサ１６の端
子電圧を超える位置よりも位相が進んだ位置で、
ツエナーダイオード１０を導通させるレベルに達
するようになる。この状態では信号コイル１２の
正の半サイクルの出力電圧がツエナーダイオード
１０を導通させるレベルに達した位置θ２でサイ
リスタ７が導通して点火動作が行われる。このよ
うにして、進角開始回転数以上の領域では、信号
コイルの正の半サイクルの出力電圧がツエナーダ
イオード１０を導通させるレベルに達する位置で
点火動作が行われ、点火時期は回転数の上昇にと
もなつて進角していく。回転数がある程度上昇す
ると信号コイルの出力電圧が飽和し、該出力電圧
がツエナーダイオード１０を導通させるレベルに
達する位置が変化しなくなるため、点火時期はほ
ぼ一定になる。

したがつて、上記実施例の装置によれば、第４
図に示すように、機関の低速時には点火時期がほ
ぼ一定になり、進角開始回転数Ns以上の中高速
領域で点火時期が進角した後、高速領域で一定の
時期に落着く特性を得ることができる。

進角開始回転数Nsは回路定数を調整してツエ
ナーダイオード１０が導通するレベルを適宜に調
整することにより、正確に設定することができ
る。

上記の例では、トランジスタスイツチ１３を
PNPトランジスタを用いて構成したが、トラン
ジスタスイツチ１３をNPNトランジスタを用い
て構成することもできる。第５図は、トランジス
タ１４としてNPNトランジスタを用いた例で、
この例では、トランジスタ１４のコレクタにダイ
オード１７のアノードが接続され、該ダイオード
１７のカソードとトランジスタ１４のベースとの
間にコンデンサ１６が接続されている。コンデン
サ１６の両端には放電回路を構成する抵抗１８が
並列に接続され、トランジスタ１４のベースエミ
ツタ間に充電時定数設定用の抵抗１５が接続され
ている。ツエナーダイオード１０のアノードは第
１図の実施例と同様にサイリスタ７のゲートに抵
抗９を通して接続されている。

この例では信号コイル１２の図示の矢印方向の
正の半サイクルの出力によりダイオード１１，１
７、コンデンサ１６、抵抗１５及びサイリスタ７
（第１図参照）のゲートカソード間回路を通して
コンデンサ１６が充電される。この時流れる充電
電流はサイリスタ７をトリガしない大きさに設定
しておく。トランジスタ１４は信号コイル１２の
正の半サイクルの出力電圧がコンデンサ１６の端
子電圧を超えたときにベース電流が与えられて導
通し、サイリスタ７にトリガ信号を与える。従つ
て前記第１図の実施例と同様な動作が行なわれ
る。

上記の各実施例では、点火コイルの１次電流を
制御する回路としてコンデンサ放電式の回路を用
いたが、電流遮断式の回路を用いることもでき
る。第６図は電流遮断式の回路が用いられる場合
の回路構成の一例を示したもので、この例では、
エキサイタコイル５の非接地側端子にエミツタを
接地したNPNトランジスタ２１のコレクタが接
続され、該トランジスタ２１のコレクタベース間
には抵抗２２が接続されている。点火コイル１の
１次コイル１ａはトランジスタ２１のコレクタエ
ミツタ間回路の両端に並列に接続され、エキサイ
タコイル５の両端には、ダイオード２３がそのア
ノードを接地側に向けて並列接続されている。ト
ランジスタ２１のベースエミツタ間にサイリスタ
７がそのカソードを接地側に向けて接続され、ト
ランジスタ２１とサイリスタ７とにより１次電流
制御用半導体スイツチが構成されている。サイリ
スタ７のゲートカソード間には前記各実施例で示
したものと同様な信号回路２０（第６図には図示
せず。）によりトリガ信号が供給される。

第６図の点火装置においては、エキサイタコイ
ル５の図示の矢印方向の出力電圧により抵抗２２
を通してトランジスタ２１にベース電流が流れ、
該トランジスタ２１が導通する。これによりエキ
サイタコイル５がトランジスタ２１により実質的
に短絡され、エキサイタコイル５を通して大きな
電流が流れる。次いで信号回路によりサイリスタ
７にトリガ信号が供給されると、該サイリスタ７
が導通し、トランジスタ２１を遮断させる。この
トランジスタ２１の遮断によりエキサイタコイル
５を流れていた電流が遮断されるため、エキサイ
タコイル５に高い電圧が誘起し、この電圧が点火
コイル１の１次コイルに印加される。従つて点火
コイル１の１次コイルに大きな電流が流れ、該点
火コイルの鉄心中で大きな磁束変化が生じて２次
コイルに点火用の高電圧が誘起する。

上記の各実施例において、各トランジスタはダ
ーリントン接続された複合トランジスタで置換え
ることができる。

［考案の効果］ 以上のように、本考案によれば、回転数の上昇
に伴つて端子電圧が上昇するコンデンサと、信号
コイルの出力電圧がこのコンデンサの端子電圧を
超えたときに導通して１次電流制御用半導体スイ
ツチにトリガ信号を与えるトランジスタスイツチ
とを設けて、進角開始回転数未満の低速領域で
は、信号コイルの出力電圧がコンデンサの端子電
圧を超えたときにトランジスタスイツチを導通さ
せて１次電流制御用半導体スイツチにトリガ信号
を与えるようにしたので、信号コイルの出力電圧
の上昇により点火時期が進角するのを押えて、点
火時期をほぼ一定にすることができ、低速時に点
火時期が進角することにより機関の始動が困難に
なつたり、機関の回転が不安定になつたり、ケツ
チン現象が生じたりするのを防ことができる。

また進角開始回転数以上の領域では信号コイル
の出力電圧がツエナーダイオードを導通させるレ
ベルに達したときに点火動作を行わせるようにし
たので、点火時期を進角させることができる。進
角開始回転数は、ツエナーダイオードを含む回路
要素の定数を適宜に設定することにより定められ
るので、その設定を正確に行なうことができ、ま
た信号発電機の特性を調整する場合に比べて設計
を容易にすることができる利点がある。

しかも本考案によれば積分回路や積分回路を制
御する制御回路を設ける必要がなく、回路構成を
簡単にすることができるので、構造を簡単にして
安価に提供できる実益がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案の一実施例を示した回路図、第
２図は第１図の実施例の信号波形図、第３図は第
１図の実施例の動作を説明する波形図、第４図は
第１図の実施例により得られる進角特性を示す線
図、第５図及び第６図はそれぞれ本考案の他の異
なる実施例の要部を示した回路図である。 １……点火コイル、２……点火プラグ、３……
点火エネルギー蓄積用コンデンサ、５……エキサ
イタコイル、７……サイリスタ（１次電流制御用
半導体スイツチ）、１０……ツエナーダイオード、
１１……ダイオード、１２……信号コイル、１３
……トランジスタスイツチ、１４……トランジス
タ、１５，１８……抵抗、１６……トランジスタ
スイツチ制御用コンデンサ、１７……ダイオー
ド、２１……トランジスタ。

Claims (1)

1. 【実用新案登録請求の範囲】 点火コイルと、トリガされた際に前記点火コイ
   ルの１次電流を急変させるように制御する１次電
   流制御用半導体スイツチと、内燃機関の回転に同
   期して信号電圧を誘起する信号コイルの出力で内
   燃機関の点火時期に前記１次電流制御用半導体ス
   イツチのトリガ信号入力端子にトリガ信号を供給
   する信号回路とを備えた内燃機関用点火装置にお
   いて、 前記信号回路は、 前記信号コイルと前記１次電流制御用半導体ス
   イツチのトリガ信号入力端子との間に設けられて
   前記信号コイルの出力電圧が所定値に達したとき
   に導通して該信号コイルから前記１次電流制御用
   半導体スイツチにトリガ信号を供給するツエナー
   ダイオードと、 前記信号コイルの出力でダイオードと電流制限
   素子とを通して一方の極性に充電されるコンデン
   サと、 前記コンデンサの電荷を一定の時定数で放電さ
   せる放電回路と、 前記ツエナーダイオードに対して並列に接続さ
   れ、前記コンデンサに充電電流が流れている間ベ
   ース電流が与えられて導通して前記１次電流制御
   用半導体スイツチにトリガ信号を供給するトラン
   ジスタスイツチとを具備したことを特徴とする内
   燃機関用点火装置。