JPH048315Y2 - - 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−
102983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この正方向の電圧で
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６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７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の正方向の起電力Ebは同
時に、ダイオード７、抵抗８、コンデンサ９、ダ
イオード１０、点火コイル１１の一次コイル１
２、エキサイタコイル４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６図に
示す極性に充電されることになる。

上記のエキサイタコイル４の正方向の出力Eb
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１３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。

さらに上記エキサイタコイル４の負方向の出力
Ecは、エキサイタコイル４、点火コイル１１の
一次コイル１２、抵抗１７、抵抗１８、ダイオー
ド２０、エキサイタコイル４の順に流れる電流を
発生させる。そして抵抗１７を通る電流の一部
は、さらに失火防止用サイリスタ１９のゲート・
カソード間に流れ、この失火防止用サイリスタ１
９が導通される。この失火防止用サイリスタ１９
によつて、コンデンサ９が放電されるとともに、
抵抗２５によつて電荷が消費される。

このようにエキサイタコイル４の負方向の出力
Ecによつてサイリスタ１９を導通させ、コンデ
ンサ９を強制的に放電するには、つぎのサイクル
の最初の負方向出力Eaで必ず点火動作が行なわ
れるようにするためである。すなわちエンジンの
回転数が高くなつてコンデンサ９の充電電圧が高
くなると、つぎのサイクルの最初の負方向出力
Eaが生ずるまでサイリスタ１３のゲートにコン
デンサ９によつてゲートトリガ電圧以上の電圧が
供給される可能性があり、この場合にはつぎのサ
イクルの最初の負方向の出力Eaで点火動作が行
なわれなくなつてエンジンが失火を起す。そこで
失火防止用サイリスタ１９によつて強制的にコン
デンサ９を放電させるようにしたものであつて、
失火防止動作を行なうことによつて確実な点火を
可能にしている。

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。さらに失火防止用サイリスタ１９によつて、
高速時における失火を防止することができるよう
になる。

ところがこのような点火回路によれば、第８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９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
にした点火装置であつて、前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この正方向の
電圧で所定時間導通する補助サイリスタを前記主
サイリスタのゲート・カソード間に設け、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前記主サイリス
タを導通させるようにしたエンジンの点火装置に
おいて、前記補助サイリスタと並列であつて前記
主サイリスタのゲート・カソード間を短絡するよ
う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
磁石発電機が前のサイクルで前記充放電用コンデ
ンサを充電する正方向の電圧についで発生する負
方向の電圧で充電される遅角用コンデンサを接続
し、しかも前記遅角用コンデンサに所定の時定数
で放電を行なう放電回路を接続するようになし、
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、この
ように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、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お
よび抵抗４８は、エキサイタコイル３０とダイオ
ード６１および抵抗６２の直列回路を介して接続
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
はトランジスタ５２を備えており、トランジスタ
５２は抵抗５３および抵抗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。
またこのトランジスタ５２のベースは、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５
７を介して点火コイル３５の一次コイル３６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５８，５９、およびツエナダイオード
６０がそれぞれ接続されている。

以上のような構成において、遅角回路５１の部
分以外の動作は第６図に示す従来の点火装置と同
一であるので、とくに遅角回路５１の動作を中心
としてこの点火装置の動作を説明する。

第７図に示すエキサイタコイル３０の発電出力
のうち、前のサイクルのプラス側の出力Ebの後
に生ずるマイナス側の出力Ecによつて、つぎの
ような電流が流れる。すなわちエキサイタコイル
３０、点火コイル３５の一次コイル３６、ダイオ
ード５７、抵抗５６、コンデンサ５４、ダイオー
ド３９、エキサイタコイル３０の順に流れる電流
が発生する。なおコンデンサ５４と並列に接続さ
れているツエナダイオード６０および抵抗５９に
も一部の電流が分流する。そして上記の電流によ
つてコンデンサ５４が第１図に示す極性に充電さ
れる。

このコンデンサ５４の充電された電荷は、コン
デンサ５４、抵抗５５、トランジスタ５２のベー
ス、同エミツタ、コンデンサ５４の順に流れる。
なお一部の電流は抵抗５８および抵抗５９にそれ
ぞれ分流する。このようにしてコンデンサ５４の
電荷は一定の時定数で放電される。

ロータがさらに１回転し、エキサイタコイル３
０がつぎのサイクルの最初の負方向の出力Eaを
発生すると、このEaによつてエキサイタコイル
３０、点火コイル３５の一次コイルー３６、抵抗
４４、ダイオード４５，４６、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。そして同時
に一部の電流は抵抗４４から抵抗５３に流れ、ト
ランジスタ５２のコレクタ電流として側路される
ことになる。従つてこのときにトランジスタ５２
のベース電流が多ければ、より多くの電流がこの
トランジスタ５２のコレクタ電流として側路され
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になり、それだけ主
サイリスタ３３の点火のタイミングが遅れること
になる。

エンジンの回転数が低い場合には、さきのサイ
クルの負方向出力Ecによつて充電されていたコ
ンデンサ５４の電圧が低いために、トランジスタ
５２のベース電流は非常に少なく、従つてこの場
合にはトランジスタ５２にほとんどコレクタ電流
が流れない。すなわちエンジンの回転数が低い場
合には、トランジスタ５２はほぼOFFに近い状
態になつており、ほとんど遅角動作は行なわれ
ず、遅角回路５１は主サイリスタ３３の導通を遅
らせることがない。

これに対してエンジンの回転数が高速になる
と、エキサイタコイル３０のつぎのサイクルの負
方向出力Eaの立上りにおいて、トランジスタ５
２にある程度ベース電流が供給されており、この
ためにトランジスタ５２はある程度のコレクタ電
流を流す。このトランジスタ５２のコレクタ電流
によつて、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ために、サイリスタ３３
の導通するタイミングが遅れる。従つてこのこと
から、エンジンの点火時期が遅角することにな
る。

コンデンサ５４の放電の時定数は一定になつて
いるために、エンジンの回転数の上昇に伴つてト
ランジスタ５２のベース電流が次第に増加し、こ
のトランジスタ５２のコレクタ電流として側路さ
れる電流も増加することになり、主サイリスタ３
３が導通されるタイミングがさらに遅れるように
なる。従つてこのような点火装置によれば、第２
図において実線で示すように、エンジンの回転数
が高速になるほど遅角が行なわれることになる。

このように本実施例に係る点火装置によれば、
遅角回路５１のコンデンサ５４の充電電圧によつ
てベース電流が制御されるトランジスタ５２を利
用し、このトランジスタ５２のコレクタ電流によ
つて主サイリスタ３３のゲート電流の一部をバイ
パスすることにより、エンジンの高速回転時にお
ける遅角動作を達成することができるようにな
る。従つてこのような遅角により、エンジンの過
回転を防止し、また高速回転時における安定な燃
焼爆発を達成することができるようになる。

第３図は上記実施例の変形例を示すものであつ
て、この変形例の特徴は、遅角回路５１を構成す
るスイツチング素子として、トランジスタ５２に
代えてサイリスタ６４を用いるようにしたもので
ある。このようなサイリスタ６４によつて主サイ
リスタ３３のゲート電流の一部を側路させるよう
にすると、エンジンの回転数が一定の回転数に達
した場合に、このサイリスタ６４が導通すること
になり、第２図においては点線で示すようにステ
ツプ的に遅角する特性が得られるようになる。

つぎに上記実施例の別の変形例を第４図につき
説明する。この変形例は、高速回転時における失
火を防止するための失火防止用のサイリスタ４７
を省略し、このサイリスタ４７の作用を遅角用の
トランジスタ５２によつて兼用するようにしたも
のである。このような構成の変更によつて、新た
にダイオード６５を追加するだけで、第１図に示
す抵抗４９，５０およびサイリスタ４７を省略す
ることが可能になる。

この変形例の回路の動作、とくに遅角用トラン
ジスタ５２によるコンデンサ４１の強制的な放電
の動作について説明する。第７図に示すエキサイ
タコイル３０の負方向の出力Ecによつて、コン
デンサ５４が第４図に示す極性に充電され、トラ
ンジスタ５２にベース電流が流れる。するとコン
デンサ４１の充電電荷は、コンデンサ４１、ダイ
オード６５、抵抗４８、トランジスタ５２のコレ
クタ、同エミツタ、コンデンサ４１の順に流れて
放電される。従つてこのトランジスタ５２によつ
てサイリスタ４０を導通させた後に強制的にコン
デンサ４１の放電を行なうことができ、つぎのサ
イクルの最初の負方向の出力Eaによつて正確に
点火動作を行なうことが可能となり、高速回転時
における失火を防止することができるようにな
る。

つぎにさらに別の変形例を第５図につき説明す
る。この変形例の特徴は、トランジスタ５２に代
えてサイリスタ６４を用いて遅角を行なうように
するとともに、このサイリスタ６４によつてコン
デンサ４１の強制的な放電を行なうようにしたも
のである。この変形例においては、第４図に示す
変形例のトランジスタ５２をサイリスタ６４に置
換えるとともに、ダイオード４２にと直列に接続
される別のダイオード６７を追加するようにした
ものである。

これはトランジスタ５２で放電する場合よりも
サイリスタ６４で放電する場合のほうがコンデン
サ４１の放電電圧が高くなるために、サイリスタ
４０が誤動作を起す可能性が生ずるからである。
従つてこの誤動作を防止するために、ダイオード
６７を接続し、このダイオード６７とダイオード
４２との直列回路によつて電圧降下を生ずるよう
にしている。すなわちコンデンサ４１の放電後の
電圧が高くても、一対のダイオード４２，６７の
直列回路によつてサイリスタ４０が導通すること
が防止される。従つてこのような変形例において
も、高速回転時における失火の防止と、過回転を
抑制するための遅角動作とがともに達成されるこ
とになる。

〓考案の効果〓 以上のように本考案は、磁石発電機の充電直後
の負方向の電圧を側路し、つぎのサイクルの最初
の負方向電圧で点火動作を行なわせるための補助
サイリスタと並列であつて主サイリスタのゲー
ト・カソード間を短絡するように遅角用スイツチ
ング素子を接続するとともに、この遅角用スイツ
チング素子の制御電極に上記磁石発電機がその前
のサイクルで充放電用コンデンサを充電する正方
向の電圧についで発生する負方向の電圧で充電さ
れ遅角用コンデンサを接続し、しかも上記遅角用
コンデンサに所定の時定数で放電を行なう放電回
路を接続するようになし、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を側路するようにしたもの
である。

従つてこのような構成によれば、エンジンの回
転数が高くなるに従つて上記遅角用スイツチング
素子によつて側路される電流の量が連続的あるい
は段階的に増加し、これによ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る。そして
このような遅角の動作によつてエンジンの過回転
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。しかも上記
遅角の動作を行なう遅角用スイツチング素子の制
御電極には遅角用コンデンサが接続され、このコ
ンデンサは磁石発電機がその前のサイクルで充放
電用コンデンサを充電する正方向の電圧についで
発生する負方向の電圧で充電されるようになつて
いるために、遅角用コンデンサの充電のために十
分な時間が許容されることになり、これによつて
遅角動作の信頼性が向上するようになる。また充
放電用コンデンサの充電のために十分な時間を許
容することができるために、これによつて遅角動
作の設定の自由度が大きくなる利点をもたらす。

【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特性を示すグ
ラフ、第３図は変形例に係る点火装置の遅角回路
の部分の回路図、第４図は別の変形例に係る点火
装置の回路図、第５図はさらに別の変形例に係る
点火装置の回路図、第６図は従来のエンジンの点
火装置の回路図、第７図は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８図は同拡大
図、第９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……コンデンサ、５２……
トランジスタ、５４……コンデンサ、６４……サ
イリスタである。

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
   装置であつて、 前記充放電用コンデンサを充電する正方向電圧
   の発生後にこの正方向の電圧で所定時間導通する
   補助サイリスタを前記主サイリスタのゲート・カ
   ソード間に設け、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
   向電圧で前記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において、 前記補助サイリスタと並列であつて前記主サイ
   リスタのゲート・カソード間を短絡するように遅
   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磁石発電
   機が前のサイクルで前記充放電用コンデンサを充
   電する正方向の電圧についで発生する負方向の電
   圧で充電される遅角用コンデンサを接続し、しか
   も前記遅角用コンデンサに所定の時定数で放電を
   行なう放電回路を接続するようになし、 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。