JPH048314Y2 - - 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係り、とくにエ
ンジンに同期して駆動される磁石発電機の正方向
の電圧によつて充放電用コンデンサを充電し、こ
の磁石発電機の負方向の電圧で主サイリスタを導
通させて充放電用コンデンサの電荷を点火コイル
の一次コイルに放電し、同二次コイルに高電圧を
発生させてエンジンを点火するようにしたエンジ
ンの点火装置に関する。

〓背景技術とその問題点〓 半導体開閉素子、例えばサイリスタの発達に伴
つて、無接点で動作するエンジンの点火装置が用
いられるようになつている。この点火装置は、磁
石発電機のエキサイタコイルの正方向の電圧によ
つて充放電用コンデンサを充電しておき、この磁
石発電機がつぎに生ずる負方向の電圧で主サイリ
スタを導通させ、瞬間的に上記充放電用コンデン
サの電荷を点火コイルの一次コイルに放電し、同
二次コイルに高電圧を発生させるものである。こ
の二次コイルの高電圧によつて点火プラグに火花
が生じ、エンジンが点火されるようになつてい
る。

このようなサイリスタを用いた従来のエンジン
の点火装置の欠点は、エンジンの回転数が高速に
なると、十分な電荷が上記充放電用コンデンサに
蓄えられないことである。すなわちこの充放電用
コンデンサの充電回路は一定の時定数を有するた
めに、所定の電圧に達するまで電荷を蓄えるため
には一定の時間を必要とする。ところがエンジン
の回転数が高速になつてくると、１サイクルの周
期が次第に短くなり、エキサイタコイルが正方向
の電圧を発生した後に負方向の電圧を生ずるまで
の時間が短くなり、従つて充放電用コンデンサが
十分に電荷を蓄えるまえにサイリスタが導通さ
れ、これによつて充放電用コンデンサが放電して
しまうことになる。従つて従来のエンジンの点火
装置は、高速になると十分な点火エネルギを発生
することができず、安定に点火動作を行なうこと
ができないという欠点を有することになる。

このような問題点に鑑みて、例えば実開昭59−
107060号公報には、上記充放電用コンデンサを充
電する正方向電圧の発生後に補発電コイルの出力
電圧で所定時間導通する補助サイリスタを主サイ
リスタのゲート・カソード間に設け、このサイリ
スタによつて充放電用コンデンサの充電後の負方
向電圧を側路するとともに、つぎのサイクルの最
初の負方向電圧で主サイリスタを導通させるよう
にしたエンジンの点火装置が提案されている。こ
のような点火装置によれば、充放電用コンデンサ
が充電を行なうサイクルのつぎのサイクルの最初
の負方向電圧によつてサイリスタが導通されるた
めに、この充放電用コンデンサの充電のために十
分な時間を設けることが可能になり、高い点火エ
ネルギによつて安定して点火を行なうことが可能
になる。

このようなエンジンの点火装置は例えば第５図
に示されるようなものであつて、マグネツト１と
磁極２とが外周面に埋込まれているロータ３が回
転すると、エキサイタコイル４は第６図に示すよ
うな起電力Ea，Eb，Ecをそれぞれ発生すること
になる。エキサイタコイル４の正方向の発電出力
Ebは、ダイオード５を通して充放電用コンデン
サ６に充電され、このコンデンサ６に点火用のエ
ネルギとして蓄えられることになる。

エキサイタコイル４と逆相に巻かれている補発
電コイル２６の出力電圧は同時に、ダイオード７
によつて整流され、抵抗８、コンデンサ９、ダイ
オード７、補発電コイル２６の順に流れる電流を
発生させ、この電流によつてコンデンサ９が第５
図に示す極性に充電されることになる。

上記の補発電コイル２６の出力によつて充電さ
れたコンデンサ９は、補助サイリスタ１３のゲー
トにダイオード１４を通してゲート電流を供給す
ることになる。従つて補助サイリスタ１３がトリ
ガされる。従つてエキサイタコイル４が続いて発
生する負方向の起電力Ecによつて、点火コイル
１１の一次コイル１２および抵抗１５を通して主
サイリスタ１６のゲートにゲート電流を供給しよ
うとしても、このゲート電流は補助サイリスタ１
３によつて側路されることになる。従つてこのと
きには主サイリスタ１６が導通せず、点火動作は
行なわれない。

ロータ３が１回転してエキサイタコイル４がつ
ぎのサイクルの最初の負方向の出力Eaを生ずる
と、この出力電圧によつて、エキサイタコイル
４、点火コイル１１の一次コイル１２、抵抗１
５、ダイオード２１，２２、サイリスタ１６のゲ
ート、同カソード、ダイオード２０、エキサイタ
コイル４の順に電流が流れ、主サイリスタ１６が
導通する。すると充放電用コンデンサ６にまえの
サイクルで蓄えられていた電荷は、この主サイリ
スタ１６およびダイオード１０を通つて点火コイ
ル１１の一次コイル１２に放電されることにな
る。従つてこの点火コイル１１の二次コイル２３
が高電圧を発生し、この高電圧によつて点火プラ
グ２４が火花を発生してエンジンの点火を行な
う。このようにしてエンジンが点火されることに
なる。

このような点火回路は、充放電用コンデンサ６
の充電のつぎのサイクルのエキサイタコイル４の
負方向出力Eaによつて点火動作が行なわれるた
めに、高い点火エネルギを発生することができ
る。

ところがこのような点火回路によれば、第７図
に示すように、エンジンの回転数が低速から高速
に変化すると、エキサイタコイル４の負方向の出
力Eaは実線で示す状態から点線で示す状態に変
化する。そしてこの負方向の出力Eaが主サイリ
スタ１６のゲートトリガ電圧Vgを超えるときに
上記の点火動作が行なわれるために、エンジンの
回転数が低速のときはθ₁で点火動作が行なわれる
が、エンジンの回転数が高速になると、点火動作
がθ₂の角度で行なわれるようになる。

従つて第８図に示すように、エンジンの回転数
とともに点火の角度が進角するようになる。この
ことはエンジンの過回転を招く恐れがあることを
意味している。またエンジンの燃焼の点において
も、高速において多少遅角したほうが良好な燃焼
が達成されるが、このような点火装置によれば、
エンジンの回転数が上昇するほど点火角度が進角
するために、燃料に悪影響を及ぼすという欠点を
生ずる。

〓考案の目的〓 本考案はこのような問題点に鑑みてなされたも
のであつて、エンジンの回転数が上昇すると点火
角度が遅角し、これによつてエンジンの過回転を
抑制するとともに、とくに高速における燃焼を良
好に行なうようにしたエンジンの点火装置を提供
することを目的とするものである。

〓考案の概要〓 本考案は、エンジンに同期して駆動される磁石
発電機のエキサイタコイルの正方向の電圧で充放
電コンデンサを充電し、前記磁石発電機のエキサ
イタコイルの負方向の電圧で主サイリスタを導通
させて前記充放電用コンデンサの電荷を点火コイ
ルの一次コイルに放電し、同二次コイルに高電圧
を発生させてエンジンを点火するようにした点火
装置において、 前記磁石発電機に補発電コイルを設けるととも
に、前記補発電コイルの出力電圧で充電される制
御用コンデンサがゲートに接続されて該制御用コ
ンデンサの電圧によつてその開閉が制御される補
助サイリスタを前記主サイリスタのゲート・カソ
ード間に接続し、この補助サイリスタによつて前
記充放電用コンデンサの充電直後の前記エキサイ
タコイルの負方向の電圧を側路するとともに、こ
のエキサイタコイルのつぎのサイクルの最初の負
方向の電圧で前記主サイリスタを導通させるよう
にし、 しかも前記エキサイタコイルが正方向の電圧の
発生後に発生する負方向の電圧によつて導通され
る失火防止用スイツチング素子を前記制御用コン
デンサの両端を短絡するように接続し、 さらに前記補助サイリスタと並列に遅角用スイ
ツチング素子を接続するとともに、該遅角用スイ
ツチング素子の制御電極に前記補発電コイルによ
つて得られる前記エンジンの回転数に応じた電圧
を供給し、前記遅角用スイツチング素子によつて
前記エンジンの回転数に応じて前記主サイリスタ
のゲート電流の一部を側路するようにしたことを
特徴とするエンジンの点火装置に関するものであ
つて、 失火防止用スイツチング素子によつて制御用コ
ンデンサを強制的に放電させることによつて、エ
キサイタコイルのつぎのサイクルの最初の負方向
の出力で必ず点火動作が行なわれるようにし、高
速時における失火を防止するとともに、遅角用ス
イツチング素子によつて主サイリスタのゲート電
流の一部を側路することにより、エンジンの回転
数の上昇とともに点火角度が進角するのを防止
し、これによつてエンジンの過回転を抑制し、ま
た高速回転時におけるエンジンの良好な燃焼を達
成するようにしたものである。

〓実施例〓 以下本考案を図示の一実施例につき説明する。
第１図は本考案の一実施例に係る点火装置の回路
を示すものであつて、この点火装置はエキサイタ
コイル３０を備えており、このエキサイタコイル
３０が磁石発電機の電機子コイルを構成するよう
になつている。エキサイタコイル３０はダイオー
ド３１を介して充放電用コンデンサ３２と接続さ
れている。そして充放電用コンデンサ３２は主サ
イリスタ３３およびダイオード３４を介して点火
コイル３５の一次コイル３６に接続されている。
同点火コイル３５の二次コイル３７は点火プラグ
３８と接続されている。また上記主サイリスタ３
３のカソードは、ゲートトリガ電流を流すための
ダイオード３９と接続されている。

上記主サイリスタ３３のゲート・カソード間に
は、補助サイリスタ４０が接続されている。この
サイリスタ４０のゲートはコンデンサ４１とダイ
オード４２を介して接続されている。またサイリ
スタ４０のゲート・カソード間には抵抗４３が接
続されている。また上記主サイリスタ３３のゲー
トは、点火コイル３５の一次コイル３６と、可変
抵抗４４、ダイオード４５，４６の直列回路を介
して接続されている。そしてサイリスタ４０のア
ノードは抵抗４４とダイオード４５との接続点に
接続されている。

上記コンデンサ４１にはさらに失火防止用サイ
リスタ４７が抵抗４８を介して接続されている。
そしてこのサイリスタ４７のゲートは、一対の抵
抗４９，５０の接続点と接続されている。これら
の抵抗４９，５０は互に直列に接続されるととも
に、点火コイル３５の一次コイル３６と接続され
るようになつている。また上記コンデンサ４１は
抵抗６２を介して補発電コイル６０と接続されて
いる。この補発電コイル６０はエキサイタコイル
３０と逆相に巻かれるとともに、ダイオード６１
と接続されている。

つぎに第１図において鎖線で囲つた遅角回路５
１の構成について説明すると、この遅角回路５１
はサイリスタ５２を備えており、サイリスタ５２
は抵抗５３および可変抵抗４４を介して上記点火
コイル３５の一次コイル３６と接続されている。
またこのサイリスタ５２のゲートは、コンデンサ
５４と抵抗５５を介して接続されている。そして
コンデンサ５４は抵抗５６およびダイオード５７
を介して上記補発電コイル６０と接続されてい
る。また上記コンデンサ５４に対して並列に抵抗
５８、および可変抵抗５９がそれぞれ接続されて
いる。

以上のような構成において、第１図に示すエキ
サイタコイル３０はマグネツトを備える図外のロ
ータの回転によつて、第３図Ａに示すように、負
方向の出力Ea、正方向の出力Eb、および負方向
の出力Ecを１サイクルのなかで順次発生する。
このようなエキサイタコイル３０の出力のうち、
正方向の出力Ebは、ダイオード３１を通して充
放電用コンデンサ３２に供給され、このコンデン
サ３２が第１図に示す極性に充電される。このよ
うにして充放電用コンデンサ３２に点火のための
エネルギが蓄えられることになる。

上記エキサイタコイル３０とともに磁石発電機
に設けられている補発電コイル６０はエキサイタ
コイル３０と逆相に巻かれているために、第３図
Ｃに示すような出力を発生する。すなわちSa，
Sb，Scの出力をエンジンの１回転のうちに順次
発生する。そしてこれらの出力のうち、負方向の
出力Sbはコンデンサ４１に供給され、このコン
デンサ４１を第１図に示す極性に充電する。そし
てこのコンデンサ４１の充電電圧はダイオード４
２を介して補助サイリスタ４０のゲートに供給さ
れることになる。従つてこの補発電コイル６０に
よつて、コンデンサ４１を介して補助サイリスタ
４０がトリガされることになる。

このようにエキサイタコイル３０の正方向の出
力によつて充放電用コンデンサ３２が充電される
とともに、補発電コイル６０の負方向の出力によ
つてコンデンサ４１が充電されて補助サイリスタ
４０がトリガされると、エキサイタコイル３０の
つぎの負方向の出力Ecによる電流は、主サイリ
スタ３３のゲートに供給されなくなる。すなわち
エキサイタコイル３０が負方向の出力Ecを発生
すると、この出力によつてエキサイタコイル３
０、点火コイル３５の一次コイル３６、可変抵抗
４４の順に電流が流れ、さらにこの電流は補助サ
イリスタ４０のアノード・カソード間を通つてダ
イオード３９に至り、エキサイタコイル３０に戻
るようになる。

従つてこの補助サイリスタ４０によつて主サイ
リスタ３３のゲート電流が側路されることにな
り、エキサイタコイル３０の負方向の出力Ecに
よる主サイリスタ３３の導通が妨げられる。従つ
て充放電用コンデンサ３２の電圧は第１図Ｂに示
すようになり、つぎのサイクルまで充電状態が維
持されることになる。このことはとくにエンジン
の回転数が高くなつた場合に、充放電用コンデン
サ３２に対し高いエネルギを蓄えるのに要する時
間を許容することになり、安定な点火を可能にす
ることになる。

上記エキサイタコイル３０の負方向の出力Ec
によつて、点火コイル３５の一次コイル３６を通
つた電流は、さらに抵抗４９を通して失火防止用
サイリスタ４７のゲートに供給される。従つてエ
キサイタコイル３０が負方向の出力を生じ、その
出力によつて一対の抵抗４９，５０の接続点に一
定の電圧を生ずると、この時点でサイリスタ４７
がトリガされる。しかもこのときにサイリスタ４
７にはコンデンサ４１の充電電圧が加わつている
ために、この時点でサイリスタ４７が導通され
る。従つてサイリスタ４７によつて、コンデンサ
４１の強制的な放電が行なわれるようになる。

このように失火防止用サイリスタ４７によつて
放電されるコンデンサ４１の電圧V₂は第３図Ｄ
に示すようになつており、エキサイタコイル３０
が負方向の出力Ecを生じた後に、このコンデン
サ４１が放電されることを示している。従つてエ
ンジンの回転数が上昇し、コンデンサ４１に蓄え
られる電圧が高くなるとともにその放電時間が長
くなつても、エキサイタコイル３０がつぎのサイ
クルの最初の負方向の出力Eaを生ずる前に必ず
補助サイリスタ４０のゲート電流が遮断されるよ
うになる。このことからつぎのサイクルの最初の
エキサイタコイル３０の負方向の出力Eaによつ
て主サイリスタ３３の導通が行なわれ、確実な点
火動作を達成することが可能になる。従つてこの
ような失火防止用サイリスタ４７によつて、エン
ジンの回転数が上昇した場合における失火を防止
することが可能になる。

エキサイタコイル３０がつぎのサイクルにおい
て負方向の出力Eaを生ずると、この出力Eaによ
つて、エキサイタコイル３０、点火コイル３５の
一次コイル３６、可変抵抗４４、ダイオード４
５，４６、主サイリスタ３３のゲート、同カソー
ド、ダイオード３９、エキサイタコイル３０の順
に電流が流れる。これによつて主サイリスタ３３
が導通される。すると上記充放電用コンデンサ３
２に蓄えられていた電荷はこのサイリスタ３３の
アノード・カソード間を通過し、ダイオード３４
を通つて点火コイル３５の一次コイル３６に急激
に放電される。従つてこの点火コイル３５の二次
コイル３７に高電圧が誘起され、この高電圧によ
つて点火プラグ３８が火花を発生する。このよう
にしてエンジンの点火が行なわれる。

つぎに遅角用サイリスタ５２を備える遅角回路
５１の動作について説明する。上記補発電コイル
６０はその負方向の出力Sbによつて上記のコン
デンサ４１を充電するばかりでなく、同時に抵抗
５６およびダイオード５７を介して遅角回路５１
のコンデンサ５４を充電している。このコンデン
サ５４の放電は、主として可変抵抗５９によつて
行なわれ、一定の時定数を有している。

そしてエンジンの回転数が低い場合には、補発
電コイル６０の出力Sbも小さいために、コンデ
ンサ５４の充電電圧も低くなつており、第３図に
おいてＥで示すようにこの電圧V₃は変化する。
従つてこのコンデンサ５４の充電電圧V₃は、エ
キサイタコイル３０がつぎのサイクルの最初の負
方向の出力Eaを生ずる前に、遅角用サイリスタ
５２のゲートトリガ電流Vg₃以下になつてしま
う。従つてエキサイタコイル３０がつぎのサイク
ルの最初の負方向の出力Eaを生じても、このと
きに遅角用サイリスタ５２は非導通の状態にあ
り、主サイリスタ３３のゲート電流の一部を側路
することはない。

これに対してエンジンの回転数が高くなると、
補発電コイル６０の出力も第４図Ｃに示すように
高くなり、これに伴つてコンデンサ５４の充電電
圧V₃も高くなる。すなわちコンデンサ５４の充
電電圧V₃は、エンジンの回転数に伴つて第３図
Ｅの状態から第４図Ｅの実線の状態へ、さらに同
点線の状態へと変化するようになる。そしてエン
ジンの回転数が所定の回転数、例えば第２図に示
すN₁に達すると、第４図Ｅにおいて点線で示す
ようにエキサイタコイル３０がつぎのサイクルの
最初の負方向の出力Eaを生ずるまで、コンデン
サ５４の電圧がサイリスタ５２のゲートトリガ電
圧Vg₃以上の電圧に維持される。

このようにエキサイタコイル３０がつぎのサイ
クルの最初の負方向の出力Eaを生ずるまでサイ
リスタ５２がトリガされ続けると、主サイリスタ
３３に加えられるゲート電流の一部は抵抗５３を
通つてサイリスタ５２のアノード・カソード間に
流れるようになり、主サイリスタ３３のゲート電
流の一部が側路されることになる。このことは、
主サイリスタ３３のゲート感度が低下したのと等
価であつて、主サイリスタ３３の導通のタイミン
グが遅れることになる。従つて主サイリスタ３３
の導通が遅れ、点火動作が遅角するようになり、
第２図に示すようなステツプ状の遅角動作が行な
われる。

このように本実施例に係る点火装置によれば、
サイリスタ５２およびコンデンサ５４から成る遅
角回路５１によつて、エンジンの回転数が所定の
回転数N₁を超えた場合には、段階的に遅角動作
を行なうようにしている。従つてこのような構成
によれば、エンジンの回転数が以上に上昇する過
回転を抑制することができ、危険を回避すること
ができるようになる。またエンジンの回転数が高
くなつた場合における燃焼をより良好なものとす
ることができるようになる。

以上本考案を図示の一実施例につき述べたが、
本考案は上記実施例によつて限定されることな
く、本考案の技術的思想に基づいて各種の変更が
可能である。例えば上記実施例においては、遅角
用のスイツチング素子として遅角用サイリスタ５
２を用いるようにしているが、このようなサイリ
スタ５２に代えてトランジスタを用いるようにし
てもよい。そしてリニアな特性のトランジスタを
用いることによつて、第２図において点線で示す
ように連続的に遅角を行なうことが可能になる。

また失火防止用サイリスタ４７と遅角用サイリ
スタ５２とを兼用するようにすることも可能であ
る。この場合には、サイリスタ４７を省略すると
ともに、コンデンサ４１をサイリスタ５２のアノ
ードに接続すればよい。あるいはまたこのコンデ
ンサ４１を遅角用のトランジスタのコレクタと接
続すればよい。これによつて回路構成をより簡単
にすることが可能になる。

〓考案の効果〓 以上のように本考案によれば、エキサイタコイ
ルが正方向の電圧の後に発生する負方向の電圧に
よつて失火防止用スイツチング素子で制御用コン
デンサの両端が短絡されて制御用コンデンサが強
制的に放電される。従つてエンジンの回転数が高
くなつて制御用コンデンサの充電電圧が高くなつ
ても、この電圧が確実に放電され、エキサイタコ
イルがつぎのサイクルで最初に発生する負方向の
出力によつて確実に点火が行なわれることにな
る。

また補助サイリスタと並列に接続されている遅
角用スイツチング素子の制御電極には補発電コイ
ルによつて得られるエンジンの回転数に応じた電
圧が供給され、遅角用スイツチング素子によつて
エンジンの回転数に応じて主サイリスタのゲート
電流の一部が側路されるようになつている。従つ
てエンジンの高速回転時における遅角の動作が達
成され、エンジンの過回転を防止するとともに、
高速回転時における燃焼を良好なものとすること
が可能になる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案の一実施例に係る点火装置を示
す回路図、第２図はこの点火装置の遅角特性を示
すグラフ、第３図はエンジンの回転数が低い場合
の点火動作を示す波形図、第４図はエンジンの回
転数が高くなつた場合の点火動作を示す波形図、
第５図は従来のエンジンの点火装置の回路図、第
６図はこの点火装置のエキサイタコイルの出力波
形を示す波形図、第７図は同拡大図、第８図は従
来の点火装置の特性を示すグラフである。 なお図面に用いた符号において、３０……エキ
サイタコイル、３２……充放電用コンデンサ、３
３……主サイリスタ、３５……点火コイル、３６
……一次コイル、３７……二次コイル、４０……
補助サイリスタ、４１……制御用コンデンサ、４
７……失火防止用サイリスタ、５２……遅角用サ
イリスタ、５４……コンデンサ、６０……信号コ
イル（補発電コイル）である。

Claims (1)

1. 【実用新案登録請求の範囲】 エンジンに同期して駆動される磁石発電機のエ
   キサイタコイルの正方向の電圧で充放電用コンデ
   ンサを充電し、前記磁石発電機のエキサイタコイ
   ルの負方向の電圧で主サイリスタを導通させて前
   記充放電用コンデンサの電荷を点火コイルの一次
   コイルに放電し、同二次コイルに高電圧を発生さ
   せてエンジンを点火するようにした点火装置にお
   いて、 前記磁石発電機に補発電コイルを設けるととも
   に、前記補発電コイルの出力電圧で充電される制
   御用コンデンサがゲートに接続されて該制御用コ
   ンデンサの電圧によつてその開閉が制御される補
   助サイリスタを前記主サイリスタのゲート・カソ
   ード間に接続し、この補助サイリスタによつて前
   記充放電用コンデンサの充電直後の前記エキサイ
   タコイルの負方向の電圧を側路するとともに、こ
   のエキサイタコイルのつぎのサイクルの最初の負
   方向の電圧で前記主サイリスタを導通させるよう
   にし、 しかも前記エキサイタコイルが正方向の電圧の
   発生後に発生する負方向の電圧によつて導通され
   る失火防止用スイツチング素子を前記制御用コン
   デンサの両端を短絡するように接続し、 さらに前記補助サイリスタと並列に遅角用スイ
   ツチング素子を接続するとともに、該遅角用スイ
   ツチング素子の制御電極に前記補発電コイルによ
   つて得られる前記エンジンの回転数に応じた電圧
   を供給し、前記遅角用スイツチング素子によつて
   前記エンジンの回転数に応じて前記主サイリスタ
   のゲート電流の一部を側路するようにしたことを
   特徴とするエンジンの点火装置。