JPH0616993Y2 - コンデンサ放電式内燃機関用点火装置 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本考案は、コンデンサ放電式の内燃機関用点火装置に関
するものである。

［従来の技術］ コンデンサ放電式の内燃機関用点火装置は、点火コイル
と、該点火コイルの１次側に設けられたコンデンサと、
電源の出力でコンデンサを充電する充電回路と、内燃機
関の点火時期に導通してコンデンサの電荷を点火コイル
の１次コイルに放電させる放電制御用サイリスタとによ
り構成される。

電源としてバッテリを用いる場合には、バッテリの出力
を交流電圧に変換するコンバータを備えた電源回路を設
け、該電源回路の出力を充電回路を通してコンデンサに
供給することによりコンデンサの充電を行う。

コンバータを備えた電源回路によりコンデンサを充電す
るようにしたコンデンサ放電式内燃機関用点火装置にお
いては、放電制御用サイリスタの転流に失敗し易いた
め、特にサイリスタの転流の失敗を防止する回路を設け
ることが行われている。

サイリスタの転流失敗を防止する回路を設けたコンデン
サ放電式点火装置としては、特開昭６１−１３２０８４
号に示されたものが知られている。この点火装置では、
放電制御用サイリスタに対して直列にダイオードを挿入
し、サイリスタが導通した際に該ダイオードの両端に生
じる順方向電圧降下を検出して、該電圧降下が検出され
た時に電源回路からコンデンサに出力が供給されるを阻
止するようにしている。

［考案が解決しようとする課題］ 上記のように、放電制御用サイリスタに対して直列にダ
イオードを挿入した場合、このダイオードには大電流
（コンデンサの放電電流）が流れるため、該ダイオード
として容量が大きい高価なものを用いる必要があった。
またダイオードに大電流が流れるため、信頼性の面でも
問題があった。

更に上記従来の点火装置では、コンデンサの放電経路に
ダイオードを挿入することになるため、ダイオードを挿
入した分だけ点火コイルの１次電流が減少して点火性能
が低下するという問題があった。

本考案の目的は、高価なダイオードを用いることなく、
また点火性能を低下させることなく放電制御用サイリス
タの導通を検出して、転流の失敗を防止することができ
るようにしたコンデンサ放電式内燃機関用点火装置を提
供することにある。

［課題を解決するための手段］ 本考案は、点火コイルと、バッテリの出力を交流電圧に
変換するコンバータを備えた電源回路と、点火コイルの
１次側に設けられて電源回路の出力で充電されるコンデ
ンサと、内燃機関の点火時期に導通して前記コンデンサ
の電荷を点火コイルの１次コイルに放電させる放電制御
用サイリスタと、放電制御用サイリスタのゲートカソー
ド間電圧が設定電圧以上になった時に電源回路の出力が
コンデンサに供給されるのを阻止する電源出力供給阻止
回路とを備えたコンデンサ放電式内燃機関用点火装置に
係わるものである。

本考案においては、上記電源出力供給阻止回路が、サイ
リスタのゲートカソード間電圧と設定電圧とを比較して
該ゲートカソード間電圧と設定電圧との大小関係に応じ
て出力端子の電位を変化させる比較器を備えており、サ
イリスタのゲートカソード間電圧が設定電圧以上になっ
た時の比較器の電位をコンバータに与えて該コンバータ
の動作を停止させるように比較器の出力端子がコンバー
タに接続されている。

［作用］ 上記の点火装置において、サイリスタが導通すると、そ
のゲートカソード間に設定電圧以上の電圧降下が生じ
る。この時電源出力供給阻止回路の比較器はその出力端
子の電位を変化させてコンバータの動作を停止させ、電
源回路からコンデンサへの出力の供給を停止させるた
め、サイリスタはコンデンサの放電電流の極性が反転し
た時点で確実に遮断状態になる。

一般に電圧を比較する比較器は入力インピーダンスが高
く、0.2〜0.3Ｖ程度のきわめて低い電圧をも安定に検出
して動作するものを容易に入手できるため、サイリスタ
に対して直列にダイオードや電流制限素子を接続するこ
となく、サイリスタのゲートカソード間電圧を直接比較
器に入力して設定電圧と比較することにより、サイリス
タの導通を確実に検出してコンバータの動作を停止させ
ることができる。そのため、電流容量が大きい高価なダ
イオードを用いる必要がなく、コストの低減を図ること
ができる。また大きな電流を流す素子をサイリスタに対
して直列に接続する必要がないため、信頼性の向上を図
ることができる。更に、コンデンサの放電経路に余分な
素子を挿入する必要がないため、点火性能の低下を防ぐ
ことができる。

また上記のように、サイリスタのゲートカソード間の電
圧を検出する比較器の出力端子をコンバータに接続し
て、サイリスタが導通したときの比較器の出力端子の電
位の変位を利用してコンバータの動作を停止させるよう
にすると、サイリスタのゲートカソード間を検出する回
路や、コンバータの動作を停止させるスイッチ回路、あ
るいは該スイッチ回路を導通状態に保持するための回路
等を個別に設ける必要がないため、電源出力供給阻止回
路の構成を簡単にすることができる。

［実施例］ 以下添附図面を参照して本考案の実施例を説明する。

第１図は本考案の実施例を示したもので、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
イルである。１次コイル１ａの一端は接地され、該１次
コイルの他端にコンデンサ２の一端が接続されている。
コンデンサ２の他端はダイオード３を通して電源回路４
の出力端子に接続され、コンデンサ２の他端と接地間に
放電制御用サイリスタ５が接続されている。

サイリスタ５のゲートには点火時期制御回路６からトリ
ガ信号が与えられる。点火時期制御回路６は、内燃機関
の回転に同期して信号を発生するパルサコイル７の出力
を入力とし、機関の回転速度に応じてサイリスタ５にト
リガ信号を与える位置を制御する。１次コイル１ａの両
端にはカソードを接地側に向けたダイオード８が並列接
続されている。また点火コイルの２次コイル１ｂには、
内燃機関の気筒に取付けられた点火プラグ９が接続され
ている。

電源回路４は、バッテリの出力を交流電圧に変換するコ
ンバータを備えていて、一定の周波数の交流電圧を出力
する。この例では、電源回路４→ダイオード３→コンデ
ンサ２→ダイオード８及び１次コイル１ａ→接地回路→
電源回路４の回路によりコンデンサ充電回路が構成さ
れ、電源回路４の出力の正の半サイクルの期間にこの回
路を通してコンデンサ２が図示の極性に充電される。

内燃機関の点火時期になると、点火時期制御回路６がサ
イリスタ５にトリガ信号を与える。これによりサイリス
タ５が導通し、コンデンサ２の電荷を点火コイルの１次
コイル１ａに放電させる。この時点火コイルの２次コイ
ル１ｂに鎖交する磁束に大きな変化が生じ、２次コイル
１ｂに高電圧が誘起する。この高電圧は点火プラグ９に
印加されるため、該点火プラグに火花が生じ、機関が点
火される。サイリスタ５はコンデンサ２の放電後該コン
デンサ２が逆極方向に充電されたときに遮断状態になる
（転流する）が、この時電源回路４が正の半サイクルの
出力を発生しているとサイリスタ５の転流に失敗するこ
とになる。

本考案においては、サイリスタ５の転流の失敗を防止す
るため、電源出力供給阻止回路１０が設けられている。
この回路は、サイリスタ５のゲートカソード間電圧Ｖｇ
と設定電圧発生回路から得られる設定電圧Ｖｒとを比較
する比較器を備えていて、ゲートカソード間電圧Ｖｇが
設定電圧Ｖｒ以上になった時に電源回路４の出力がコン
デンサ２に供給されるのを阻止する。

電源回路４の出力がコンデンサ２に供給されるのを阻止
するには、例えば電源回路４のコンバータの動作を停止
させるようにすればよい。また電源回路４の出力回路に
スイッチ素子を挿入して、サイリスタ５のゲートカソー
ド間電圧が設定電圧以上になったことが検出された時に
該スイッチ素子を遮断状態にするようにしてもよい。

第２図は第１図の電源回路４及び電源出力供給阻止回路
１０の構成を具合化した実施例を示したものである。電
源回路４は、トランス４ａを備え、このトランスの１次
コイルの一端はスイッチ４ｂを通してバッテリ４ｃの正
極に接続されている。バッテリ４ｃの負極は接地されて
いる。トランス４ａの１次コイルの他端はエミッタを接
地したＮＰＮトランジスタ４ｄのコレクタに接続され、
トランジスタ４ｄのベースにはエミッタを接地したＮＰ
Ｎトランジスタ４ｅのコレクタが接続されている。トラ
ンジスタ４ｅのコレクタは抵抗４ｆとスイッチ４ｂとを
通してバッテリ４ｃの正極に接続されている。また所定
の周波数でパルスを発生する発振回路４ｇが設けられ、
発振回路４ｇの出力がダイオード４ｈを通しトランジス
タ４ｅのベースに供給されている。トランス４ａとトラ
ンジスタ４ｄ及び４ｅと、抵抗４ｆと発振回路４ｇとダ
イオード４ｈとにより、バッテリ４ｃの出力を交流電圧
に変換するコンバータが構成されている。

このコンバータにおいて、発振回路４ｇは、スイッチ４
ｂが閉じられた時に図示しない給電回路によりバッテリ
４ｃから給電されて発振を開始する。発振回路４ｇから
トランジスタ４ｅのベースにパルスが与えられていない
期間は、トランジスタ４ｅが遮断状態にあるため、トラ
ンジスタ４ｄにベース電流が供給されて該トランジスタ
４ｄが導通し、バッテリ４ｃからトランス４ａの１次コ
イルを通して電流が流れる。トランジスタ４ｅにパルス
が与えられると、該トランジスタ４ｅが導通するため、
トランジスタ４ｄが遮断状態になる。これらの動作の繰
り返しによりトランス４ａの１次コイルに交流電圧が誘
起し、この電圧が昇圧されてトランス４ａの２次コイル
に高い電圧Ｖｏが誘起する。この電圧Ｖｏがダイオード
３を通してコンデンサ２に供給されてコンデンサ２が充
電される。

電源出力供給阻止回路１０は、電圧比較器１０ａを備
え、この比較器１０ａの非反転入力端子にサイリスタ５
のゲートカソード間電圧Ｖｇが入力されている。また比
較器１０ａの反転入力端子にはバッテリの両端電圧を抵
抗１０ｂ及び１０ｃからなる分圧回路により分圧して得
た設定電圧Ｖｒが入力されている。比較器１０ａは入力
電圧の大小関係に応じて出力端子の電位を変化させるも
ので、この例では、サイリスタ５のゲートカソード間電
圧Ｖｇが設定電圧Ｖｒ未満のときに出力端子の電位を接
地レベルとし、ゲートカソード間電圧Ｖｇが設定電圧Ｖ
ｒ以上になった時に出力端子の電位を高レベルにする。
比較器１０ａの出力端子は抵抗１０ｄを通してバッテリ
の正極端子に接続されるとともに、ダイオード１０ｅを
通して電源回路のトランジスタ４ｅのベースに接続され
ている。

上記の実施例において、放電制御用サイリスタ５が導通
すると、第４図（Ａ）に示すようにサイリスタ５のゲー
トカソード間に電圧降下Ｖｇが生じる。この電圧降下が
設定電圧Ｖｒ以上になると、第４図（Ｂ）に示すように
比較器１０ａの出力端子の電位が高レベルになるため、
バッテリ４ｃから抵抗１０ｄとダイオード１０ｅとを通
してトランジスタ４ｅにベース電流が供給される。この
時トランジスタ４ｅは発振回路４ｇの出力と無関係に導
通状態を保持し（第４図Ｃ参照）、トランジスタ４ｄを
遮断状態に保持する。従って電源回路４の出力電圧Ｖｏ
が零になり、サイリスタ５の転流が確実に行われる。サ
イリスタ５が転流してそのゲートカソード間電圧Ｖｇが
設定電圧以下になると、比較器１０ａの出力端子の電位
が高レベルになるため、トランジスタ４ｅが発振回路４
ｇの出力に同期してオンオフを繰返す状態になり、電源
回路４の動作が正常に復帰する。

上記の実施例では、電源回路４のコンバータがトランス
４ａを備えているが、第３図に示すように、トランスに
代えてチョークコイル４ａ′を用いることもできる。

また上記の実施例では、比較器１０ａの非反転入力端子
にサイリスタ５のゲートカソード間電圧を入力して、比
較器１０ａの出力端子をダイオード１０ｅを通してトラ
ンジスタ４ｅのベースに接続しているが、比較器１０ａ
の反転入力端子にゲートカソード間電圧Ｖｇを、また非
反転入力端子に設定電圧Ｖｒをそれぞれ入力して、比較
器１０ａの出力端子をトランジスタ４ｄのベースに直接
接続するようにしてもよい。この場合ダイオード１０ｅ
及び抵抗１０ｄは省略できる。このように構成した場合
には、ゲートカソード間電圧Ｖｇが設定電圧Ｖｒ未満の
時（サイリスタ５の導通が確認されない時）に比較器１
０ａの出力端子の電位が高レベルになってトランジスタ
４ｄの導通を許容する。サイリスタ５のゲートカソード
間電圧Ｖｇが設定電圧Ｖｒ以上になると比較器１０ａの
出力端子の電位が接地レベルになるため、トランジスタ
４ｄの導通が阻止され、電源回路の出力が停止される。

［考案の効果］ 以上のように、本考案によれば、入力インピーダンスが
高く感度が高いものを容易に入手し得る電圧比較器を用
いて、サイリスタのゲートカソード間電圧と設定電圧と
を該比較器に入力することにより、サイリスタの導通を
検出するようにしたため、サイリスタに対して直列にダ
イオード等の電流検出用素子を接続する必要がない。そ
のため、電流容量が大きい高価なダイオードを用いる必
要がなく、コストの低減を図ることができる利点があ
る。

また大きな電流を流す素子をサイリスタに対して直列に
接続する必要がないため、信頼性の向上を図ることがで
き、コンデンサの放電経路に余分な素子を挿入する必要
がないため、点火性能の低下を防ぐことができる利点が
ある。

更に、本考案によれば、サイリスタのゲートカソード間
の電圧を検出する比較器の出力端子をコンバータに接続
して、サイリスタが導通したときの比較器の出力端子の
電位の変化を利用してコンバータの動作を停止させるの
で、サイリスタのゲートカソード間を検出する回路や、
コンバータの動作を停止させるスイッチ回路、あるいは
該スイッチ回路を導通状態に保持するための回路等を個
別に設ける必要がなく、電源出力供給阻止回路の構成を
簡単にすることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案の実施例を示す回路図、第２図は第１図
の構成を更に具体的にした実施例を示した回路図、第３
図は第２図の実施例で用いる電源回路の変形例の要部を
示した回路図、第４図は第２図の実施例の動作を説明す
る信号波形図である。 １…点火コイル、２…コンデンサ、３…ダイオード、４
…電源回路、４ａ…トランス、４ａ′…チョークコイ
ル、４ｂ…スイッチ、４ｃ…バッテリ、４ｄ，４ｅ…ト
ランジスタ、４ｆ…抵抗、４ｇ…発振回路、５…放電制
御用サイリスタ、６…点火時期制御回路、７…パルサコ
イル、１０…電源出力供給阻止回路、１０ａ…比較器、
１０ｂ〜１０ｄ…抵抗、１０ｅ…ダイオード。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】点火コイルと、バッテリの出力を交流電圧
   に変換するコンバータを備えた電源回路と、前記点火コ
   イルの１次側に設けられて前記電源回路の出力で充電さ
   れるコンデンサと、内燃機関の点火時期に導通して前記
   コンデンサの電荷を点火コイルの１次コイルに放電させ
   る放電制御用サイリスタと、前記放電制御用サイリスタ
   のゲートカソード間電圧が設定電圧以上になった時に電
   源回路の出力が前記コンデンサに供給されるのを阻止す
   る電源出力供給阻止回路とを備えたコンデンサ放電式内
   燃機関用点火装置において、 前記電源出力供給阻止回路は、前記サイリスタのゲート
   カソード間電圧と前記設定電圧とを比較して該ゲートカ
   ソード間電圧と設定電圧との大小関係に応じて出力端子
   の電位を変化させる比較器を備え、 前記サイリスタのゲートカソード間電圧が前記設定電圧
   以上になった時の比較器の出力端子の電位を前記コンバ
   ータに与えて該コンバータの動作を停止させるように前
   記比較器の出力端子が前記コンバータに接続されている
   ことを特徴とするコンデンサ放電式内燃機関用点火装
   置。