JPH0476035B2

JPH0476035B2 -

Info

Publication number: JPH0476035B2
Application number: JP17767584A
Authority: JP
Inventors: Tooru Yoshioka
Original assignee: Sawafuji Electric Co Ltd
Current assignee: Sawafuji Electric Co Ltd
Priority date: 1984-08-27
Filing date: 1984-08-27
Publication date: 1992-12-02
Also published as: JPS6155366A

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、特に、比較的簡単
な回路により内燃機関の高速回転時に進角位置で
点火し得るようにしたコンデンサ放電式点火装置
に関するものである。

〔従来技術〕

コンデンサ放電式点火装置は、マグネト式交流
発電機のエキサイタコイルに発生される電圧でコ
ンデンサを充電し、点火時期にサイリスタのゲー
トにゲート信号を供給してサイリスタをオンし、
コンデンサに蓄積した電荷を点火コイルへ放電さ
せて高電圧を得ている。

内燃機関の高速回転時には、より進角位置で点
火しなければならず、従来のコンデンサ放電式点
火装置では内燃機関の回転数に応じて点火時期を
制御するための回路が複雑になるという欠点があ
つた。

〔発明が解決しようとする問題点〕

本願出願人は、上記欠点を改善した以下に説明
するような内燃機関の点火装置を本願出願と同時
に出願し提案している（以下、既提案の点火装置
という）。

第１図は、既提案の点火装置の一例を示す回路
図である。図において、L₁はマグネト式交流発
電機のエキサイタコイル、L₂は点火コイル、Ｐ
は点火プラグ、R₁〜R₄は抵抗、D₁〜D₅はダイオ
ード、C₀は放電用コンデンサ、C₁は信号用コン
デンサ、T_r1およびT_r2はPNPトランジスタ、
SORはサイリスタである。エキサイタコイルL₁
は３個のタツプａ，ｂ，ｃを有しており、タツプ
ａ，ｂ間の電圧でコンデンサC₀が充電され、タ
ツプｂ，ｃ間の電圧でコンデンサC₁が充電され
るように構成されている。なお、タツプｂは接地
されている。

第２図は、エキサイタコイルL₁に発生される
エキサイタ電圧の波形を示している。このエキサ
イタ電圧は、負電圧V_N1とこの負電圧に続く正電
圧V_Pとこの正電圧に続く負電圧V_N2よりなる波形
が図示のように間欠的に続く電圧である。正電圧
V_Pの振幅は、負電圧V_N1、V_N2の振幅より大きく、
負電圧V_N1およびV_N2の振幅はほぼ等しい。なお、
第１図のエキサイタコイルL₁の付近に示す矢印
は、正電圧V_Pの方向を示している。

第１図図示の点火装置においてエキサイタコイ
ルL₁のタツプａ，ｂ間に発生する正のエキサイ
タ電圧によりコンデンサC₀が充電され、サイリ
スタSCR（以下、単にSCRという）がオンされる
と、コンデンサC₀が放電し、点火コイルL₂の２
次回路に高電圧が誘起され、点火プラグＰが点火
する。一方、コンデンサC₁はエキサイタコイル
L₁のタツプｂ，ｃ間に発生する負のエキサイタ
電圧により充電され、抵抗R₁を経て放電する。

エキサイタコイルL₁のタツプｂ，ｃ間のエキ
サイタ電圧がコンデンサC₁の電圧より大きいと
きには、トランジスタT_r1がオンし、これにより
トランジスタT_r2がオフする。逆に、エキサイタ
コイルL₁のタツプｂ，ｃ間のエキサイタ電圧が
コンデンサC₁の電圧より小さいときには、トラ
ンジスタT_r1がオフし、これによりトランジスタ
T_r2がオンする。トランジスタT_r2がオンすると、
SCRのゲートにゲート電圧が供給され、このゲ
ート電圧のレベルがSCRのトリガレベルより大
きければSCRをオンすることとなる。

第１図図示の点火装置の基本的な動作は上述の
通りであるが、内燃機関の低速回転時、高速回転
時における動作を以下に詳細に説明する。

第３図は、内燃機関の低速回転時におけるエキ
サイタ電圧、コンデンサC₀およびC₁の電圧、
SCRのゲートへのトリガ電圧の対応関係を示す
波形図である。

内燃機関の回転数が小さいと、エキサイタ電圧
の周期は大きくなる。コンデンサC₁の放電速度
は、コンデンサC₁と抵抗R₁との時定数により定
まり、エキサイタコイルL₁のタツプｂ，ｃ間の
負のエキサイタ電圧が発生した時点では、コンデ
ンサC₁は完全に放電してしまつているように上
記時定数を選定するものとする。

タツプｂ，ｃ間に第１の負のエキサイタ電圧
V_N1が発生すると、この電圧V_N1はコンデンサC₁
の電圧よりも大きいから、ダイオードD₁がオン
して、トランジスタT_r1がオンし、抵抗R₂に電流
が流れる結果トランジスタT_r2がオフする。この
状態では、タツプｃ、ダイオードD₂、トランジ
スタT_r1のエミツタ−ベース、ダイオードD₁、コ
ンデンサC₁、タツプｂのループで電流が流れコ
ンデンサC₁が充電される。コンデンサC₁は、負
のエキサイタ電圧V_N1のピーク値に等しくなるま
で充電され、エキサイタ電圧V_N1がそのピーク値
をすぎると、抵抗R₁を経て放電を開始する。第
３図には、コンデンサC₁の電圧を破線で示して
いる。

コンデンサC₁が放電を開始する時刻t₁、すなわ
ち負のエキサイタ電圧V_N1のピーク値の発生する
時刻以後は、タツプｂ，ｃ間の電圧はコンデンサ
C₁の電圧よりも小さくなる。したがつて、ダイ
オードD₁がオフし、これによりトランジスタT_r1
がオフし、トランジスタT_r2がオンする。この状
態では、タツプｃ、ダイオードD₂、トランジス
タT_r2、抵抗R₃、R₄、タツプｂのループで電流が
流れ、SCRのゲートには、タツプｂ，ｃ間の電
圧が抵抗R₃とR₄とで分圧された電圧であるゲー
ト電圧G₁が供給される。このゲート電圧G₁は、
時刻t₁以後の負のエキサイタ電圧V_N1に従つて大
きくなるからSCRのトリガレベルより大きくな
り、したがつてSCRをオンさせる。この時点で
は、コンデンサC₀は未だ充電されていないので、
点火プラグＰは点火しない。

次に、エキサイタコイルL₁のタツプａ，ｂ間
に正のエキサイタ電圧V_pが発生すると、タツプ
ａ、ダイオードD₃、コンデンサC₀、点火コイル
L₂の１次回路、タツプｂのループで電流が流れ
コンデンサC₀が充電される。コンデンサC₀は、
正のエキサイタ電圧V_Pのピーク値に等しくなる
まで充電される。

次に、エキサイタコイルL₁のタツプｂ，ｃ間
に第２の負のエキサイタ電圧V_N2が発生する時刻
では、前述したようにコンデンサC₁は完全に放
電しており、したがつてエキサイタ電圧V_N2はコ
ンデンサC₁の電圧より大きいから、ゲート電圧
G₁の発生について説明したと全く同じ動作で、
時刻t₂すなわち負のエキサイタ電圧V_N2のピーク
値の発生時刻にSCRにゲート電圧G₂が供給され、
SCRがオンされる。SCRがオンすると、コンデ
ンサC₀がSCRおよび点火コイルL₂の１次回路を
経て放電し、点火コイルL₂の２次回路に電圧が
誘起されて点火プラグＰが点火する。なお、第３
図にはコンデンサC₀の電圧を破線で示している。

以上のように、内燃機関の低速回転時には、点
火プラグＰは第２の負のエキサイタ電圧のピーク
時に点火されることとなる。

次に、内燃機関の高速回転時の動作について説
明する。第４図は内燃機関の高速回転時における
エキサイタ電圧、コンデンサC₀およびC₁の電圧、
SCRのゲートへのトリガ電圧の対応関係を示す
波形図である。

内燃機関の回転数が大きいと、エキサイタ電圧
の周期は小さくなる。前述したように、コンデン
サC₁の放電速度は、コンデンサC₁と抵抗R₁との
時定数により定まるから、低速回転時であつても
高速回転時であつても、コンデンサC₁の放電速
度に変わりはない。したがつて、高速回転時には
エキサイタコイルL₁のタツプｂ，ｃ間に負のエ
キサイタ電圧が発生する時刻では、コンデンサ
C₁は完全に放電されていない状態となる。第４
図には、コンデンサC₁の電圧を破線で示してい
る。

エキサイタコイルL₁のタツプｂ，ｃ間に第１
の負のエキサイタ電圧V_N1が発生する時刻t₃では
前述したようにコンデンサC₁は完全に放電して
おらず、したがつてコンデンサC₁の電圧は負の
エキサイタ電圧V_N1より大きい。このため、トラ
ンジスタT_r1がオフ、トランジスタT_r2がオンす
る結果、SCRのゲートに加えられるゲート電圧
G₃は負のエキサイタ電圧V_N1に従つて立上がる
が、電圧V_N1が時刻t₄でコンデンサC₁の電圧より
大きくなると、トランジスタT_r1がオンし、トラ
ンジスタT_r2がオフする結果、ゲート電圧G₃は
SCRのトリガレベルより小さい状態で発生が停
止されるため、このゲート電圧G₃によつては
SCRはオンされない。トランジスタT_r1がオン、
トランジスタT_r2がオフの状態でコンデンサC₁は
負のエキサイタ電圧V_N1のピーク値まで充電され
る。ピーク値が発生する時刻t₅以後は、負のエキ
サイタ電圧V_N1がコンデンサC₁の電圧より小さく
なるから、トランジスタT_r1がオフし、トランジ
スタT_r2がオンする。その結果、第３図について
説明したようにSCRのゲートにはトリガレベル
より大きいトリガ電圧G₄が供給されSCRがオン
される。しかし、この時点ではコンデンサC₀が
充電されていないため、点火プラグＰは点火しな
い。

正のエキサイタ電圧V_Pが発生されたときにコ
ンデンサC₀が充電される動作は、第３図におい
て説明したと同様である。

第２の負のエキサイタ電圧V_N2が発生する時刻
t₆では前述したようにコンデンサC₁は完全に放電
しておらず、したがつてコンデンサC₁の電圧は
負のエキサイタ電圧V_N2より大きく、しかも、時
刻t₆におけるコンデンサC₁の電圧は、エキサイタ
電圧の周期の関係より時刻t₃におけるコンデンサ
C₁の電圧より大きくなる。コンデンサC₁の電圧
が負のエキサイタ電圧V_N2より大きいと、トラン
ジスタT_r1がオフ、トランジスタT_r2がオンする
結果、SCRのゲートに加えられるゲート電圧G₅
は負のエキサイタ電圧V_N2に従つて立上がる。そ
して、SCRのトリガレベルを超えた時刻t₇でSCR
をオンして、コンデンサC₀を放電し点火プラグ
Ｐを点火させる。SCRをオンした後も、ゲート
電圧は負のエキサイタ電圧V_N2に従つて立上が
り、エキサイタ電圧V_N2がコンデンサC₁の電圧よ
り大きくなる時刻t₈で、トランジスタT_r1はオン
し、トランジスタT_r2がオフする結果、トリガ電
圧G₅の発生は停止される。この場合、ゲート電
圧G₅がトリガレベルを超えうるように、時刻t₆と
時刻t₈との間の期間が確保されることが必要であ
る。

トランジスタT_r1がオンし、トランジスタT_r2
がオフした時刻t₈以後は、コンデンサC₁が充電さ
れ、そして負のエキサイタ電圧V_N2のピーク値が
発生する時刻t₉で、トランジスタT_r1がオフし、
トランジスタT_r2がオンする結果、SCRのゲート
にはトリガレベルより大きいトリガ電圧G₆が供
給されSCRがオンするが、この時点ではコンデ
ンサC₀はすでに放電されてしまつているため、
点火プラグＰは放電しない。

以上のように、内燃機関の高速回転時には、点
火プラグＰは第２の負のエキサイタ電圧のピーク
時より前の時刻、本例では時刻t₇で点火されるこ
ととなる。したがつて、高速回転時の点火時期
は、低速回転時の点火時期よりも進められ、自動
進角が達成される。

第５図は、本例点火装置の点火時期と内燃機関
の回転数との関係の一例を示す図である。例えば
回転数3500r.p.m.以下の低速回転では点火時期は
上死点前13゜であるが、3500r.p.m.以上の高速回転
では点火時期は上死点前23゜となり、進角位置で
点火されている。

以上の点火装置では、トランジスタT_r1、T_r2
に小信号用のトランジスタを用いることができる
ので安価になるうえ、信号用コンデンサC₁には
容量のばらつきの少ないフイルムコンデンサを用
いることができるので、信頼性を向上させること
ができる。

以上説明した第１図図示の点火装置では、信号
用コンデンサC₁の充電用の電源をエキサイタコ
イルL₁の中間タツプｂを用いて別に取り出して
いる。したがつて信号用のみのためのコイル（タ
ツプｂ，ｃ間のコイル）を巻かなければならず、
しかもその巻数はトリガレベルを下げるために、
コンデンサC₀充電用のコイル（タツプａ，ｂ間
のコイル）の巻数と同じくらい巻かなければなら
ない。

第６図は、このような問題を解決するため、信
号用コイルとコンデンサC₀の充電用コイルとを
共通にし、同じコイルを使用できるようにした点
火装置を示す。図において、第１図図示の点火装
置の要素と対応する要素には同一の符号を付して
示している。図中、L₃は信号用コイルとコンデ
ンサC₀の充電用コイルとを共通にしたエキサイ
タコイル、R₅〜R₇は抵抗、D₆〜D₁₁はダイオード
である。この回路において、特にダイオードD₆
は内燃機関の高速回転時に信号用の電圧が上昇し
すぎないように、信号用の電源を一部シヨートす
るためのものである。

この点火装置において、コンデンサC₀は、エ
キサイタコイルL₃、ダイオードD₇、コンデンサ
C₀、点火コイルL₂の１次回路、エキサイタコイ
ルL₃のループで充電され、SCRがオンのとき、
SCR、ダイオードD₁₀、点火コイルL₂の１次回路
を経て放電される。コンデンサC₁は、エキサイ
タコイルL₃、トランジスタT_r1のエミツタ−ベー
ス、ダイオードD₁、コンデンサC₁、ダイイオー
ドD₁₁、エキサイタコイルL₃のループで充電さ
れ、抵抗R₁を経て放電される。

トランジスタT_r1およびT_r2は、第１図図示の
点火装置と同様に作用し、エキサイタコイルL₃
に発生する負のエキサイタ電圧がコンデンサC₁
の電圧より大きいときには、トランジスタT_r1は
オンし、これによりトランジスタT_r2がオフす
る。逆に、エキサイタコイルL₃に発生する負の
エキサイタ電圧がコンデンサC₁の電圧より小さ
いときには、トランジスタT_r1はオフし、これに
よりトランジスタT_r2がオンする。トランジスタ
T_r2がオンすると、エキサイタコイルL₃、トラン
ジスタT_r2、抵抗R₆、ダイオードD₉、エキサイタ
コイルL₃のループで電流が流れ、これにより
SCRのゲートにゲート電圧が加えられてSCRが
オンする。低速回転時および高速回転時における
動作は、第１図図示の点火装置と基本的には同一
であるが、特に、高速回転時に、信号用の電圧す
なわち負のエキサイタ電圧が上昇しすぎないよう
に、ダイオードD₆でエキサイタコイルL₃を一部
シヨートさせている。

この点火装置によれば、信号用のエキサイタコ
イルを新たに巻く必要がないのでコストの低減を
図ることができる。また、低速回転時における信
号用の電圧は高くなるので、SCRのトリガレベ
ルを低くすることができる。さらには、高速回転
時における信号用電圧の上昇がおさえられるので
（例々えば150Vから80Vに）トランジスタの耐圧
の面で有利となる。

以上説明した第６図図示の点火装置では、
SCRのゲートに直列にトランジスタT_r2を接続し
て、SCRのスイツチングを行つている。したが
つて、トランジスタT_r2がオフのときには、トラ
ンジスタT_r2に信号電圧すなわち負のエキサイタ
電圧がかかることとなる。このため、トランジス
タT_r2の耐圧は信号電圧を考慮しなければならな
い。

第７図は、トランジスタの耐圧について信号電
圧を考慮する必要がなく、しかも、トランジスタ
を１個とすることのできる点火装置を示す。図に
おいて、第６図図示の実施例の要素と対応する要
素には同一の符号を付して示している。図中、
T_r3はNPNトランジスタ、R₈およびR₉は抵抗、
D₁₂はダイオードである。この回路では、トラン
ジスタT_r3は、SCRのゲートに並列に設けられて
いる。

この点火装置において、コンデンサC₀は、エ
キサイタコイルL₃、ダイオードD₇、コンデンサ
C₀、点火コイルL₂の１次回路、エキサイタコイ
ルL₃のループで充電され、SCRがオンのとき、
SCR、ダイオードD₁₀、点火コイルL₂の１次回路
を経て放電される。コンデンサC₁は、エキサイ
タコイルL₃、コンデンサC₁、ダイオードD₁₂、ト
ランジスタT_r3のベース−エミツタ、ダイオード
D₉、エキサイタコイルL₃のループで充電され、
抵抗R₁を経て放電される。

エキサイタコイルL₃に発生する負のエキサイ
タ電圧が、コンデンサC₁の電圧より大きいとき
には、ダイオードD₁₂がオン、したがつてトラン
ジスタT_r3がオンし、逆に、エキサイタコイルL₃
に発生する負のエキサイタ電圧が、コンデンサ
C₁の電圧より小さいときには、ダイオードD₁₂が
オフ、したがつてトランジスタT_r3がオフする。
トランジスタT_r3がオフすると、エキサイタコイ
ルL₃、抵抗R₈、抵抗R₉、ダイオードD₉、エキサ
イタコイルL₃のループで電流が流れ、SCRのゲ
ートにゲート電圧が供給され、SCRをオンさせ
る。

以上の基本的動作から明らかなように、この点
火装置においても内燃機関の低速回転時および高
速回転時における動作は、第３図および第４図に
おいて説明した動作と同様になる。すなわち、高
速回転時には低速回転時におけるよりも、より進
角位置で点火することとなる。

この点火装置によれば、SCRのゲートに並列
にトランジスタT_r3を設けてスイツチングを行つ
ているので、トランジスタT_r3のオフ時にも、ト
ランジスタはSCRのゲート−カソードすなわち
PN接合部の電圧降下分（例えば0.6V以下）しか
かからないから、トランジスタの耐圧を考慮する
必要がない。また、トランジスタは１個ですむの
でコストの低減を図ることができる。さらに、内
燃機関の高速回転時にトランジスタの耐圧のため
に信号電圧（負のエキサイタ電圧）を低下させる
必要がないので、部品の数を少なくすることがで
きる。

以上説明した第７図図示の点火装置では、コン
デンサC₀が充電されており且つSCRがオフして
いる場合には、コンデンサC₀、SCR、ダイオー
ドD₁₀、点火コイルL₂の１次回路、コンデンサC₀
の電圧ループと、コンデンサC₀、SCRのアノー
ド−ゲート、ゲート直列抵抗R₈、点火コイルL₂
の１次回路、コンデンサC₀の電圧ループとが形
成され、これら電圧ループによりSCRには、コ
ンデンサC₀の電圧にゲート直列抵抗R₈の電圧を
加算した順電圧がかかることになる。したがつて
SCRは順耐圧の高いものが必要となる。

第８図は、SCRの順耐圧を低くすることので
きる実施例を示す。図において、第７図図示の点
火装置の要素と対応する要素には同一の符号を付
して示している。図中、T_r4はPNPトランジス
タ、R₁₀およびR₁₁は抵抗、D₁₃およびD₁₄はダイ
オードである。

この回路では、コンデンサC₀が充電されてお
り且つSCRがオフしている場合には、コンデン
サC₀、SCR、ダイオードD₁₀、点火コイルL₂の１
次回路、コンデンサC₀の電圧ループしか形成さ
れないので、コンデンサC₀の電圧がSCRに順電
圧として加えられるだけである。したがつて、第
７図の実施例と比較して、SCRの順耐圧を例え
ば600Vから400Vに低下させることができる。

この点火装置において、コンデンサC₀は、エ
キサイタコイルL₃、ダイオードD₇、コンデンサ
C₀、点火コイルL₂の１次回路、エキサイタコイ
ルL₃のループで充電され、SCRがオンのとき、
SCR、ダイオードD₁₀、点火コイルL₂の１次回路
を経て放電される。コンデンサC₁は、エキサイ
タコイルL₃、トランジスタT_r4のエミツタ−ベー
ス、ダイオードD₁₄、コンデンサC₁、エキサイタ
コイルL₃のループで充電され、抵抗R₁を経て放
電される。

エキサイタコイルL₃に発生する負のエキサイ
タ電圧が、コンデンサC₁の電圧より大きいとき
には、ダイオードD₁₄がオンし、したがつてトラ
ンジスタT_r4がオンする。逆に、エキサイタコイ
ルL₃に発生する負のエキサイタ電圧が、コンデ
ンサC₁の電圧より小さいときには、ダイオード
D₁₄がオフし、したがつてトランジスタT_r4がオ
フする。トランジスタT_r4がオフすると、エキサ
イタコイルL₃、抵抗R₁₁、抵抗R₁₀、エキサイタ
コイルL₃のループで電流が流れ、SCRのゲート
にゲート電圧が供給され、SCRをオンさせる。

この点火装置によれば、SCRをオンさせる際、
エキサイタコイルL₃、抵抗R₁₁、抵抗R₁₀、エキ
サイタコイルL₃のループ電流が流れ、SCRのゲ
ートにゲート電圧が供給されるが、SCRがオン
することによつて、コンデンサC₀が放電し、
SCR、ダイオードD₁₀、点火コイルL₂の１次回路
を経て放電電流が流れる。この放電電流は、
SCRにゲート電圧を供給する前記電流に対し逆
方向に流れる結果、SCRのゲートが逆バイアス
されることとなる。したがつて、ゲート電圧が低
いときにはSCRがオンせず、トリガ回転数が上
がる。すなわちSCRがオンし始める回転数が高
くなつてしまうという問題がある。

第９図は、上記問題点を解決した点火装置を示
す。図において、第８図図示の点火装置の要素と
対応する要素には同一の符号を付して示してい
る。図において、R₁₂は抵抗、R₁₅はダイオード
である。

この回路では、SCRにゲート電圧を供給する
ための電流は、エキサイタコイルL₃、抵抗R₁₁、
抵抗R₁₂、エキサイタコイルL₃のループで流れ
る。コンデンサC₀の放電電流は、SCR、点火コ
イルL₂の１次回路を経て流れるが、ゲート電圧
を供給するための上記電流を打ち消すものではな
いから、SCRのゲートが逆バイアスされず、し
たがつてトリガ回転数が上がるというような問題
が生じない。

この点火装置において、コンデンサC₀は、エ
キサイタコイルL₃、ダイオードD₇、コンデンサ
C₀、点火コイルL₂の１次回路、ダイオードD₁₅、
エキサイタコイルL₂のループで充電され、SCR
がオンのとき、SCR、点火コイルL₂の１次回路
を経て放電される。コンデンサC₁は、エキサイ
タコイルL₃、トランジスタT_r4のエミツタ−ベー
ス、ダイオードD₁₄、コンデンサC₁、エキサイタ
コイルL₃のループで充電され、抵抗R₁を経て放
電される。

エキサイタコイルL₃に発生する負のエキサイ
タ電圧が、コンデンサC₁の電圧より大きいとき
には、ダイオードD₁₄がオンし、したがつてトラ
ンジスタT_r4がオンする。逆に、エキサイタコイ
ルL₃に発生する負のエキサイタ電圧が、コンデ
ンサC₁の電圧より小さいときには、ダイオード
D₁₄がオフし、したがつてトランジスタT_r4がオ
フする。トランジスタT_r4がオフすると、エキサ
イタコイルL₃、抵抗R₁₁、抵抗R₁₂、エキサイタ
コイルL₃のループで電流が流れ、SCRのゲート
にゲート電圧が供給され、SCRをオンさせる。

以上説明した既提案の点火装置によれば、コン
デンサC₀充電後の第２の負のエキサイタ電圧が
発生する間に点火が行われるようにしているの
で、内燃機関の高速回転時にはコンデンサC₀の
充電の影響が点火時期を遅らせる方向に作用す
る。一方、高速回転時における内燃機関の回転数
の上昇は、エキサイタコイルに発生されるエキサ
イタ電圧をより急峻にするから、点火時期を進ま
す方向に作用する。しかし、前述したコンデンサ
C₀の充電の影響により、第５図に示したように、
高速回転時において、回転数が上昇しても点火時
期は一定のままである。本来的には、高速回転時
において回転数の上昇とともに点火時期が進むこ
とが性能的には望ましい。

〔発明の目的と構成〕

本発明の目的は、コンデンサC₀の充電の影響
を排除し、内燃機関の高速回転時に回転数の上昇
に従つて点火時期も進むようにした点火装置を提
供することにある。

本発明内燃機関の点火装置は、内燃機関により
駆動され、連続する負の第１電圧、正の電圧およ
び負の第２電圧よりなる電圧を間欠的に発生する
電源と、前記正の電圧により充電される第１コン
デンサを有する第１充電回路と、前記第１コンデ
ンサを放電させるためのサイリスタを有する第１
放電回路と、前記正の電圧により充電される第２
コンデンサを有する第２充電回路と、前記第２コ
ンデンサを放電させる第２放電回路と、前記負の
第１および第２電圧により充電される第３コンデ
ンサを有する第３充電回路と、前記第３コンデン
サを放電させる第３放電回路と、前記負の第２電
圧が前記第３コンデンサの電圧より大きいときに
前記第３コンデンサを充電させ、前記負の第２電
圧が前記第３コンデンサの電圧より小さくかつ前
記サイリスタのトリガレベルを供給する電圧に達
したときに前記サイリスタにトリガ信号を発生さ
せる第１回路と、前記負の第２電圧の発生時に前
記第２コンデンサの充電電圧を検出して当該充電
電圧が所定レベルにある場合に前記サイリスタの
オン動作を前記負の第２電圧発生中阻止する第２
回路と、前記負の第２電圧の発生時に前記第２コ
ンデンサを放電させる第３回路とを備え、前記第
３コンデンサおよび第３放電回路の時定数を、前
記内燃機関の低速回転時に前記負の第２電圧の発
生時には前記第３コンデンサが完全に放電し、前
記内燃機関の高速回転時に前記負の第２電圧の発
生時には前記第３コンデンサが完全に放電しない
ように選定したことを特徴とするものである。

〔実施例〕

以下、図面を参照して本発明の実施例を説明す
る。

第１０図は、本発明の一実施例を示す回路図で
ある。この実施例は、第９図図示の点火装置に、
コンデンサC₂とその充放電回路を付加したもの
である。したがつて、第９図の要素と対応する要
素には同一の符号を付して示す。図において、
L₄はエキサイタコイル、R₁₃、R₁₄およびR₁₅は抵
抗、D₁₆はダイオード、C₂はコンデンサ、SCR₁
およびSCR₂はサイリスタである。エキサイタコ
イルL₄は３個のタツプｄ，ｅ，ｆを有しており、
正のエキサイタ電圧が発生するときにタツプｄ，
ｅ間の電圧でコンデンサC₂が、ｅ，ｆ間の電圧
でコンデンサC₀がそれぞれ充電され、負のエキ
サイタ電圧の発生時にタツプｅ，ｆ間の電圧でコ
ンデンサC₁が充電されるように構成されている。

第１１図および第１２図は、本実施例の動作を
説明するために、内燃機関の低速回転時および高
速回転時におけるエキサイタコイルL₄のエキサ
イタ電圧、コンデンサC₀およびC₁の電圧、SCR
のゲートへのトリガ電圧の対応関係をそれぞれ示
す波形図である。なお、第１２図における高速回
転時のエキサイタ電圧の周期は第１１図における
低速回転時のエキサイタ電圧の周期より小さくな
るが、図面を明瞭にするため同じ周期で示してい
る。

正のエキサイタ電圧がエキサイタコイルL₄に
発生すると、タツプｅ，ｆ間の正のエキサイタ電
圧V_Pで、タツプｅ、ダイオードD₇、コンデンサ
C₀、点火コイルL₂の１次回路、抵抗R₁₁、タツプ
ｆのループによりコンデンサC₀が充電されると
同時に、タツプｄ，ｅ間の正の電圧で、タツプ
ｄ、ダイオードD₁₆、抵抗R₁₄、コンデンサC₂、
タツプｅのループによりコンデンサC₂が充電さ
れる。充電されたコンデンサC₂は抵抗R₁₅、
SCR₁のゲートおよびカソードを経て徐々に放電
する。一方、正のエキサイタ電圧が発生している
間は、コンデンサC₁は抵抗R₁を経て放電してい
る。

エキサイタコイルL₄のタツプｅ，ｆ間に第２
の負のエキサイタ電圧V_N2が発生すると、負のエ
キサイタ電圧V_N2は、タツプｆ、トランジスタ
T_r4のエミツタおよびベース、抵抗R₁₂、抵抗
R₁₆、SCR₁、タツプｅのループで加えられる。
SCR₁のゲートには充電されたコンデンサC₂によ
つてゲート電圧が供給されているからSCR₁はオ
ンし、上記ループで電流が流れる。これにより、
トランジスタT_r4がオンし、さらに、上記電流に
より、SCR₂にゲート電圧が供給されてSCR₂がオ
ンし、コンデンサC₂は、SCR₂およびSCR₁を経て
急激に放電する。即ち、タツプｅ，ｆ間に第２の
負のエキサイタ電圧V_N2が発生した際に、コンデ
ンサC₂の充電電圧の有無がサイリスタSCR₁のオ
ン・オフのための条件となつていることから、電
圧V_N2の期間中、サイリスタSCR₁、抵抗R₁₂、
R₁₆を含む回路によつて、トランジスタTr₄を強
制的にオンせしめるようになり、当該サイリスタ
SCR₁、抵抗R₁₂、R₁₆を含む回路を本発明におい
ては第２回路と呼んでいる。

負のエキサイタ電圧V_N2が発生している間は、
SCR₁はオンし続けるので、したがつてトランジ
スタT_r4もオンし続ける。トランジスタT_r4がオ
ンしている結果、SCRのゲート、カソード間は
シヨートされるので、コンデンサC₁の電圧にか
かわらずSCRがオンされることはない。よつて、
第２の負のエキサイタ電圧の発生中には点火は行
われない。

一方、負のエキサイタ電圧V_N2の発生中、コン
デンサC₁は、タツプｆ、トランジスタT_r4のエミ
ツタ−ベース、ダイオードD₁₄、コンデンサC₁、
タツプｅのループで負のエキサイタ電圧V_N2のピ
ーク値にまで充電された後、抵抗R₁を経て放電
される。コンデンサC₁の放電速度は、コンデン
サC₁と抵抗R₁との時定数により定まるので、内
燃機関の低速回転時には第１１図に示すように次
の周期の負のエキサイタ電圧V_N1が発生した時点
では、コンデンサC₁は完全に放電してしまつて
おり、高速回転時には第１２図に示すようにコン
デンサC₁が完全に放電してしまわないように、
上記時定数を選定する。

低速回転時に、タツプｅ，ｆ間に第１の負のエ
キサイタ電圧V_N1が発生すると、この電圧V_N1は
コンデンサC₁の電圧よりも大きいから、ダイオ
ードD₁₄がオンして、トランジスタT_r4がオンす
る。この状態では、タツプｆ、トランジスタT_r4
のエミツタ−ベース、コンデンサC₁、タツプｅ
のループで電流が流れ、コンデンサC₁が充電さ
れる。コンデンサC₁は、負のエキサイタ電圧V_N1
のピーク値に等しくなるまで充電され、エキサイ
タ電圧V_N1がそのピーク値をすぎると、抵抗R₁を
経て放電を開始する。第１１図には、コンデンサ
C₁の電圧を破線で示している。

コンデンサC₁が放電を開始する時刻t₁、すなわ
ち負のエキサイタ電圧V_N1のピーク値の発生する
時刻後は、タツプｅ，ｆ間の電圧はコンデンサ
C₁の電圧よりも小さくなる。したがつて、ダイ
オードD₁₄がオフし、これによりトランジスタ
T_r4がオフする。この状態では、タツプｆ、抵抗
R₁₁、抵抗R₁₃、タツプｅのループで電流が流れ、
SCRのゲートには、ゲート電圧G₁が供給される。
このゲート電圧G₁は、時刻t₁以後の負のエキサイ
タ電圧V_N1に従つて大きくなるからSCRのトリガ
レベルより大きくなり、したがつてSCRをオン
し、点火プラグＰが点火する。

高速回転時に、タツプｅ，ｆ間に第１の負のエ
キサイタ電圧V_N1が発生する時刻t₂では、コンデ
ンサC₁は完全に放電していない（第１２図参
照）。したがつて時刻t₂では、負のエキサイタ電
圧V_N1はコンデンサC₁の電圧より小さい。このた
め、ダイオードD₁₄がオフして、トランジスタ
T_r4がオフする。その結果、SCRのゲートに加え
られるゲート電圧G₂は、負のエキサイタ電圧V_N1
に従つて立上がり、ゲート電圧G₂が時刻t₃でSCR
のトリガレベルを超えると、SCRをオンし点火
プラグＰを点火させる。

SCRがオンした後、ゲート電圧は負のエキサ
イタ電圧V_N1に従つて立上がり、エキサイタ電圧
V_N1がコンデンサC₁の電圧より大きくなる時刻t₄
で、トランジスタT_r4がオンしトリガ電圧G₂の発
生は停止される。

時刻t₄以後は、コンデンサC₁の充電が行われ、
電圧V_N1のピーク値まで充電される。ピーク値の
発生時刻t₅以後はコンデンサC₁の電圧が負のエキ
サイタ電圧V_N1より大きくなるので、T_r4がオフ
して、SCRにゲート電圧G₃が供給される。この
ゲート電圧G₃は、負のエキサイタ電圧V_N1に従つ
て立上がり、SCRのトリガレベルを超えるが、
コンデンサC₀はゲート電圧G₂によりすでに放電
してしまつているので、もはや放電されず、した
がつて点火プラグＰは点火しない。

以上説明したように、本実施例によれば第２の
負のエキサイタ電圧V_N2の発生時にはSCRのゲー
トとカソードとの間をシヨートしているので、
SCRがオンされず、したがつて第２の負のエキ
サイタ電圧V_N2によつて点火されず、次の周期の
負の第１エキサイタ電圧V_N1によつて点火される
こととなる。このためコンデンサC₀の充電の影
響を受けることがないので、内燃機関の高速回転
時には回転数が上昇するに従つて点火時期が進む
こととなる。

第１３図は、本実施例点火装置の点火時期と内
燃機関の回転数との関係の一例を示す図である。
例えば回転数3500r.p.m.以下の低速回転では点火
時期は上死点前13゜であるが、回転数3500r.p.m.で
上死点前23゜となり、回転数が上昇するに従つて
点火時期は進んでいる。

〔効果〕

本発明によれば、正のエキサイタ電圧によつて
充電されたコンデンサC₀は、次の周期の第１の
負のエキサイタ電圧の発生中に放電され、点火プ
ラグが点火されるので、点火時期がコンデンサ
C₀の充電の影響を受けることがない。したがつ
て、内燃機関の高速回転時には、回転数の上昇と
ともにより進角位置で点火が行われるようにな
り、点火装置の性能が向上する。また、コンデン
サC₂は、SCR₁がオンした後、SCR₂を経て放電さ
れるので、高速回転時の誤動作（消火）を生じる
おそれはない。

【図面の簡単な説明】

第１図は既提案の点火装置の一例を示す回路
図、第２図はエキサイタ電圧を示す波形図、第３
図および第４図は第１図図示の点火装置の動作を
説明するための波形図、第５図は第３図図示の点
火装置の点火時期を説明するための図、第６図〜
第９図は既提案の他の点火装置の例をそれぞれ示
す回路図、第１０図は本発明の一実施例を示す回
路図、第１１図および第１２図は第１０図図示の
点火装置の動作を説明するための波形図、第１３
図は第１０図図示の点火装置の点火時期を説明す
るための図である。図中、L₄はエキサイタコイル、L₂は点火コイ
ル、Ｐは点火プラグ、C₀は放電用コンデンサ、
C₁は信号用コンデンサ、C₂はコンデンサ、T_r4は
トランジスタ、R₁₃およびR₁₄は抵抗、D₁₅および
D₁₆はダイオード、SCR、SCR₁およびSCR₂はサ
イリスタをそれぞれ示す。

Claims

【特許請求の範囲】１内燃機関により駆動され、連続する負の第１
電圧、正の電圧および負の第２電圧よりなる電圧
を間欠的に発生する電源と、前記正の電圧により充電される第１コンデンサ
を有する第１充電回路と、前記第１コンデンサを放電させるためのサイリ
スタを有する第１放電回路と、前記正の電圧により充電される第２コンデンサ
を有する第２充電回路と、前記第２コンデンサを放電させる第２放電回路
と、前記負の第１および第２電圧により充電される
第３コンデンサを有する第３充電回路と、前記第３コンデンサを放電させる第３放電回路
と、前記負の第２電圧が前記第３コンデンサの電圧
より大きいときに前記第３コンデンサを充電さ
せ、前記負の第２電圧が前記第３コンデンサの電
圧より小さくかつ前記サイリスタのトリガレベル
を供給する電圧に達したときに前記サイリスタに
トリガ信号を発生させる第１回路と、前記負の第２電圧の発生時に前記第２コンデン
サの充電電圧を検出して当該充電電圧が所定レベ
ルにある場合に前記サイリスタのオン動作を前記
負の第２電圧発生中阻止する第２回路と、前記負の第２電圧の発生時に前記第２コンデン
サを放電させる第３回路とを備え、前記第３コンデンサおよび第３放電回路の時定
数を、前記内燃機関の低速回転時に前記負の第２
電圧の発生時には前記第３コンデンサが完全に放
電し、前記内燃機関の高速回転時に前記負の第２
電圧の発生時には前記第３コンデンサが完全に放
電しないように選定したことを特徴とする内燃機関の点火装置。