JPH078845Y2 - 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】

【０００１】

【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。

【０００２】

【従来の技術】コンデンサ放電式の内燃機関用点火装置
として、エキサイタコイルを用いる代りに、バッテリを
電源として点火エネルギー蓄積用コンデンサを充電する
ようにしたものがある。

【０００３】この種の点火装置は、点火コイルと、該点
火コイルの１次側に設けられた点火エネルギー蓄積用コ
ンデンサと、導通した際に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ように設けられた放電制御
用スイッチと、バッテリの電圧を昇圧する昇圧回路（Ｄ
Ｃ−ＤＣコンバータ）と、該昇圧回路の出力電圧で点火
エネルギー蓄積用コンデンサを充電するコンデンサ充電
回路とにより構成される。

【０００４】昇圧回路は、バッテリから電流が供給され
る昇圧用コイルと、該昇圧用コイルに直列に接続された
コイル通電制御用トランジスタスイッチと、発振回路
と、該発振回路の出力でコイル通電制御用トランジスタ
スイッチをオンオフさせるトランジスタスイッチ制御回
路とにより構成される。

【０００５】昇圧用コイルとしては、特開昭５９−１６
５８６４号に示されているように、トランスの１次コイ
ルを用いる場合もあり、実開昭５７−６３９６９号に示
されているようにチヨークコイルを用いる場合もある。

【０００６】

【考案が解決しようとする課題】上記のようにバッテリ
の電圧を昇圧回路により昇圧して、点火エネルギー蓄積
用コンデンサを充電する場合、該コンデンサの充電電圧
を高めるためには、昇圧回路に用いる発振回路の発振周
波数を高くして、コイル通電制御用トランジスタスイッ
チのオンオフの周波数を高くすることが好ましい。

【０００７】ところが従来のこの種の点火装置では、昇
圧回路の発振周波数を高くすると、放電制御用サイリス
タの転流に利用できる時間が短くなり、放電制御用サイ
リスタの転流に失敗するという問題があった。そのため
従来の点火装置では昇圧回路の発振周波数を余り高くす
ることができず、点火エネルギー蓄積用コンデンサの充
電電圧を余り高くすることができないという問題があっ
た。

【０００８】尚昇圧用コイルに流す電流を大きくすれ
ば、発振周波数を低く設定しても比較的高い電圧を得る
ことができる。しかしながら、昇圧用コイルの通電電流
を大きくすると該コイルでの発熱が多くなるため、回路
部品として耐熱性が高いものを用いることが必要にな
り、コストが高くなる上に、装置の寿命が短くなるのを
避けられない。

【０００９】本考案の目的は、昇圧回路のコイル通電制
御用トランジスタスイッチのオンオフの周波数を高くし
ても放電制御用サイリスタの転流を確実に行わせること
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。

【００１０】

【課題を解決するための手段】本考案は、点火コイル
と、該点火コイルの１次側に設けられた点火エネルギー
蓄積用コンデンサと、導通した際に該コンデンサの電荷
を点火コイルの１次コイルに放電させるように設けられ
た放電制御用スイッチと、パルス信号を発生する発振回
路と、昇圧用コイルと該コイルに対して直列に接続され
て前記発振回路が発生するパルス信号によりオンオフ制
御されるコイル通電制御用トランジスタスイッチとを備
えて該トランジスタスイッチのオンオフにより昇圧され
た電圧を得る昇圧回路と、昇圧回路の出力電圧で点火エ
ネルギー蓄積用コンデンサを充電するコンデンサ充電回
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。

【００１１】本考案においては、上記の目的を達成する
ため、放電制御用サイリスタのゲートの電位を検出し
て、検出されたゲート電位が設定値を超えている間コイ
ル通電制御用トランジスタスイッチのスイッチ動作を停
止させるスイッチ動作停止回路を設けた。

【００１２】

【作用】一般にサイリスタが導通しているときには、そ
のゲートカソード間にアノード電流に相応した大きさの
電圧降下が現れる。従って放電制御用サイリスタのゲー
トの電位を検出すると、該ゲート電位は放電制御用サイ
リスタが導通している間設定値以上になっている。従っ
て、上記のように放電制御用サイリスタのゲートの電位
を検出して、検出されたゲート電位が設定値を超えてい
る間コイル通電制御用トランジスタスイッチのスイッチ
動作を停止させるスイッチ動作停止回路を設けると、放
電制御用サイリスタが導通している間は昇圧回路の出力
を低くするかまたは零にすることができるため、昇圧回
路の発振回路の発振周波数を高く設定しても放電制御用
サイリスタの転流を確実に行わせることができる。

【００１３】上記のように、放電制御用サイリスタのゲ
ート電位を検出して該ゲート電位が設定値を超えている
間コイル通電制御用トランジスタスイッチのスイッチ動
作を停止させるようにすると、正確に放電制御用サイリ
スタが導通している間だけコイル通電制御用トランジス
タスイッチのスイッチ動作を停止することができるた
め、昇圧回路の昇圧動作を停止させる時間が必要以上に
長くなったり、逆に短過ぎたりするのを防ぐことができ
る。したがって昇圧回路の昇圧動作が停止する時間が長
過ぎて点火エネルギー蓄積用コンデンサの充電電圧が低
下したり、昇圧動作が停止する時間が短過ぎて放電制御
用サイリスタの転流に失敗したりするのを防ぐことがで
きる。

【００１４】また上記のように、放電制御用サイリスタ
のゲート電位を検出して該ゲート電位が設定値を超えて
いる間コイル通電制御用トランジスタスイッチのスイッ
チ動作を停止させるようにすると、昇圧動作を停止させ
る時間を定めるための特別の回路を必要としないため、
装置の構成が複雑になるのを防ぐことができる。

【００１５】

【実施例】図１は本考案の実施例の全体的構成を示した
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及び
２次コイル１ｂの一端は接地され、１次コイル１ａの非
接地側端子に点火エネルギー蓄積用コンデンサ２の一端
が接続されている。コンデンサ２の他端と接地間にカソ
ードを接地側に向けた放電制御用サイリスタ３が接続さ
れている。コンデンサ２の他端にはまたダイオード４の
カソードが接続され、ダイオード４のアノードに昇圧用
コイル５の一端が接続されている。この実施例では昇圧
用コイルとしてチョークコイルが用いられている。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６が接続され、昇圧用コイル５に電圧が誘起した時
にダイオード４、コンデンサ２及びダイオード６を通し
てコンデンサ２が充電されるようになっている。７はパ
ルサコイル８の出力を入力として所定の時期に点火信号
を出力する点火時期制御回路で、この点火時期制御回路
７の出力がサイリスタ３のゲートに与えられている。コ
ンデンサ２、サイリスタ３、ダイオード４，６及び点火
時期制御回路７により、点火コイルの１次電流を制御す
る１次電流制御回路９が構成されている。点火コイルの
２次コイルには図示しない機関の気筒に取付けられた点
火プラグ１０が接続されている。

【００１６】昇圧用コイル５の通電を断続させる制御を
行わせるため、コイル通電制御用トランジスタスイッチ
１１と、２値信号を出力する発振回路１２と、発振回路
１２とトランジスタスイッチ１１との間に設けられたト
ランジスタスイッチ制御回路１３とが設けられている。
この実施例では、昇圧用コイル５と、コイル通電制御用
トランジスタスイッチ１１と、発振回路１２と、トラン
ジスタスイッチ制御回路１３とにより昇圧回路１５が構
成されている。

【００１７】またサイリスタ３が転流に失敗するのを防
止するために、放電制御用サイリスタのゲートの電位を
検出して、検出されたゲート電位が設定値を超えている
間コイル通電制御用トランジスタスイッチ１１のスイッ
チ動作を停止させるスイッチ動作停止回路１４が設けら
れている。本考案は、このスイッチ動作停止回路１４を
設けたことに特徴がある。

【００１８】図２は図１の各部を具体的にした実施例を
示したものである。同図において、コイル通電制御用ト
ランジスタスイッチ１１は、エミッタを接地したＮＰＮ
トランジスタＴ1 からなり、トランジスタＴ1 のコレク
タが昇圧用コイル５の一端に接続されている。昇圧用コ
イル５の他端は負極を接地した図示しないバッテリの正
極端子に接続され、トランジスタＴ1 が導通した時にバ
ッテリから昇圧用コイル５及びトランジスタＴ1 のコレ
クタエミッタ間を通して電流が流れるようになってい
る。

【００１９】発振回路１２は比較器ＣＭ1 及びＣＭ2
と、抵抗Ｒ1 ないしＲ9 と、コンデンサＣ1 と、ダイオ
ードＤ1 及びＤ2 とからなる周知の回路からなり、図３
（Ａ）に示すようなパルス信号（２値信号）Ｖ1 を出力
する。以下の説明ではパルス信号Ｖ1 が零の状態を２値
信号の一方の状態とし、パルス信号Ｖ1 が発生している
状態を２値信号の他方の状態とする。

【００２０】トランジスタスイッチ制御回路１３はトラ
ンジスタＴ1 のベースに一端が接続され他端が直流電源
に接続された抵抗Ｒ10と、トランジスタＴ1 のベースエ
ミッタ間回路に対して並列に接続され、抵抗Ｒ10を通し
て充電されるトリガ制御用コンデンサＣ2 と、トリガ制
御用コンデンサＣ2 及びトランジスタＴ1 のベースエミ
ッタ間回路に対してコレクタエミッタ間回路が並列に接
続されたトリガ制御用トランジスタＴ2 とからなってい
る。コンデンサＣ2 は直流電源により抵抗Ｒ10を通して
一定の時定数で充電される。発振回路１２がパルス信号
Ｖ1 を出力するとトランジスタＴ2 が導通するためコン
デンサＣ2 が該トランジスタＴ2 のコレクタエミッタ間
を通してほぼ瞬時に放電する。従ってコンデンサＣ2 の
両端に得られる電圧Ｖ2 の波形は、図３（Ｂ）に示すよ
うに、パルス信号Ｖ1 が零になった後徐々に上昇して飽
和し、パルス信号Ｖ1 が立上った時に零に戻る波形にな
る。

【００２１】トランジスタＴ1 はトランジスタＴ2 が導
通している間遮断状態を保持し、トランジスタＴ2 が遮
断状態になった時に導通し得る状態になる。トランジス
タＴ2 が遮断状態になるとトランジスタＴ1 のベース電
流は上記電圧Ｖ2 の上昇に伴って徐々に増大していく。
従ってトランジスタＴ1 はパルス信号Ｖ1 が消滅しても
（２値信号が一方の状態になっても）直ちには導通状態
にならず、トランジスタＴ1 のコレクタ電流（昇圧用コ
イル５の通電電流）Ｉ1 は図３（Ｃ）に示すように徐々
に増大していく。パルス信号Ｖ1 が立上ると（２値信号
が他方の状態になると）、トランジスタＴ2 が導通する
ためトランジスタＴ1 が遮断状態になり、昇圧用コイル
の通電電流Ｉ1 が零になる。

【００２２】スイッチ動作停止回路１４は比較器ＣＭ3
と、抵抗Ｒ11及びＲ12とからなり、比較器ＣＭ3 の逆相
入力端子にサイリスタ３のゲートカソード間電圧が入力
されている。比較器ＣＭ3 の正相入力端子には抵抗Ｒ12
の両端に得られる基準電圧Ｖ6 が入力され、該比較器Ｃ
Ｍ2 の出力端子がトランジスタＴ2 のベースに接続され
ている。

【００２３】次に上記実施例の動作を説明する。発振回
路１２から得られるパルス信号Ｖ1が零になると、トラ
ンジスタＴ2 が遮断するため、コンデンサＣ2 が一定の
時定数で充電され、該コンデンサＣ2 の端子電圧の上昇
に伴ってトランジスタＴ1 に徐々にベース電流が供給さ
れる。これにより図３（Ｃ）に示すようにトランジスタ
Ｔ1 のコレクタ電流が増大していき、昇圧用コイル５の
通電電流Ｉ1 が増大していく。発振回路１２がパルス信
号Ｖ1 を発生するとトランジスタＴ2 が導通するため、
トランジスタＴ1 が遮断状態になり、昇圧用コイル５の
通電電流が零になる。これにより昇圧用コイル５に高い
電圧Ｖ3 が誘起し、該電圧Ｖ3 によりダイオード４及び
６を通してコンデンサ２が図示の極性に充電される。こ
の時に流れる充電電流Ｉ2 の波形を図３（Ｅ）に示して
あり、サイリスタ３の両端の電圧（コンデンサ２の両端
の電圧に相応している。）Ｖ4 の波形を図３（Ｆ）に示
してある。発振回路１２の発振周波数を十分高くするこ
とにより、１点火サイクル当りのコンデンサ２の充電回
数（昇圧用コイル５が電圧Ｖ3 を誘起する回数）を多く
して、昇圧用コイルを大形化することなく、また昇圧用
コイルの通電電流をそれほど大きくすることなくコンデ
ンサ２を高い電圧まで充電して該コンデンサに十分な点
火エネルギーを蓄積することができる。

【００２４】図３（Ｈ）に示すように点火時期制御回路
７が点火信号Ｖ5 を出力すると、サイリスタ３が導通す
るため、コンデンサ２の電荷がサイリスタ３及び１次コ
イル１ａを通して放電し、図３（Ｇ）に示すような放電
電流Ｉ3 が流れる。これにより２次コイル１ｂに高電圧
Ｖ7 が誘起し、点火プラグ１０に火花が生じる。

【００２５】放電制御用サイリスタ３が導通した時に
は、該サイリスタ３のゲートカソード間に電圧Ｖ5 が生
じる。スイッチ動作停止回路１４の抵抗Ｒ12の両端に得
られる基準電圧Ｖ6 はこの電圧Ｖ5 （サイリスタ３のゲ
ート電位）より低く設定されているため、サイリスタ３
が導通すると比較器ＣＭ3 の出力端子の電位が低レベル
になり、トランジスタＴ2 が強制的に遮断状態に保たれ
る。この状態はサイリスタ３が導通している間続き、昇
圧用コイル５には図３に示したＩ1'のように電流が流れ
続ける。従ってサイリスタ３が導通している間に発振回
路１２がパルス信号Ｖ1 を発生しても昇圧用コイル５に
は電圧Ｖ3'が誘起せず、昇圧用コイル５からダイオード
４及びサイリスタ３を通して大きな電流Ｉ2'及びＩ3'
（図３Ｅ及びＧ参照。）が流れることはないので、ダイ
オード４及びサイリスタ３として容量の小さいものを用
いることができる。またこの時サイリスタ３の転流に利
用できる時間は図３（Ｇ）に示したｔ1 となり、電流Ｉ
2'及びＩ3'が流れた場合にサイリスタの転流に利用でき
る時間ｔ1'に比べて相当に長くなる。そのため発振回路
１２の発振周波数を高めてコンデンサ２の充電電圧を高
めることができ、点火性能を向上させることができる。

【００２６】上記のようにサイリスタ３が導通した時に
は図３（Ｃ）にＩ1'で示したように昇圧用コイル５に電
流が流れ続け、サイリスタ３が遮断した後最初に昇圧用
コイルの電流を遮断する際の電流遮断値が大きくなるた
め、サイリスタ３が遮断した後にコンデンサ２に流れる
充電電流Ｉ2'は相当に大きくなる。

【００２７】尚本実施例のように、昇圧用コイルとして
チョークコイルを用いた場合には、トランジスタスイッ
チ１１がスイッチ動作を停止して導通状態を保持した場
合に、トランジスタスイッチの両端の微小電圧が昇圧回
路の出力電圧として現れるが、昇圧用コイルとしてトラ
ンスの１次コイルを用いて、該トランスの２次側に昇圧
回路の出力を得る場合には、トランジスタスイッチ１１
がオンオフ動作を停止したときに昇圧回路の出力が零に
なる。

【００２８】上記の装置においては、パルス信号Ｖ1 が
消滅するとトランジスタＴ2 が遮断し、トランジスタＴ
1 が導通するため、ダイオード４のリカバリタイムの間
にコンデンサ２→ダイオード４→トランジスタＴ1 →１
次コイル１ａ→コンデンサ２の経路で電流が流れる。ト
ランジスタＴ1 が瞬時に導通すると、この電流の立上が
りが速くなるため２次コイル１ｂに高い電圧が誘起す
る。特にサイリスタ３が遮断した後に行われるコンデン
サ２の１回目の充電時には、図３（Ｅ）に示すＩ2"のよ
うに大きな充電電流がダイオード４を通して流れるた
め、この電流が遮断した後ダイオード４のリカバリ時に
流れる電流は相当に大きくなり得る。従ってこの時トラ
ンジスタＴ1 が瞬時に導通すると、ダイオード４のリカ
バリ時に流れる電流Ｉ2bはかなり大きくなる。この時コ
ンデンサ２の電圧は図３（Ｆ）に示すＶ4'のように大き
く落込み、点火コイルの２次コイルに相当高い誘起電圧
Ｖ7'が生じて点火時期以外の時期に不正火花が生じるお
それがある。

【００２９】また内燃機関を回転速度に応じて制御する
ような場合には、正規の点火時期に点火コイルの１次コ
イルに誘起するパルス電圧を内燃機関の速度の検出に利
用することが多いが、この場合点火時期以外の時期に電
圧が発生すると検出誤差が生じ、制御を適確に行わせる
ことができなくなる。

【００３０】上記の実施例では、発振回路１２の出力に
より直接トランジスタＴ1 をオンオフ制御するのではな
く、発振回路１２とトランジスタＴ1 との間にトランジ
スタスイッチ制御回路１３を設けてトランジスタＴ2 が
遮断した時にトランジスタＴ1 に徐々にベース電流を供
給するようにしているため、該トランジスタＴ1 を徐々
に導通状態にすることができ、ダイオード４のリカバリ
時に１次コイル１ａに立上りの速い電流が流れるのを防
ぐことができる。従ってダイオード４のリカバリ時に流
れる１次電流により点火コイルに電圧が誘起するのを防
ぐことができる。コンデンサ２に大きな充電電流Ｉ2"が
流れた後に不正火花が生じたり、点火コイルの１次電圧
から機関の速度を検出する速度検出回路を誤動作させた
りするおそれを無くすことができる。

【００３１】

【考案の効果】以上のように、本考案によれば、放電制
御用サイリスタのゲートの電位を検出して、検出された
ゲート電位が設定値を超えている間コイル通電制御用ト
ランジスタスイッチのスイッチ動作を停止させるスイッ
チ動作停止回路を設けたことにより、放電制御用サイリ
スタが導通している間昇圧回路の出力をほぼ零にするこ
とができるため、昇圧回路の発振回路の発振周波数を高
く設定しても放電制御用サイリスタの転流を確実に行わ
せることができる。従って昇圧回路の発振周波数を高く
して点火エネルギー蓄積用コンデンサの充電電圧を高く
することができ、小形の昇圧用コイルを用いて、しかも
該コイルでの発熱を少なくして点火性能を向上させるこ
とができる利点がある。

【００３２】また本考案によれば、放電制御用サイリス
タのゲート電位を検出して該ゲート電位が設定値を超え
ている間コイル通電制御用トランジスタスイッチのスイ
ッチ動作を停止させるように構成したことにより、正確
に放電制御用サイリスタが導通している間だけコイル通
電制御用トランジスタスイッチのスイッチ動作を停止す
ることができるため、昇圧回路の昇圧動作を停止させる
時間が必要以上に長くなったり、逆に短過ぎたりするの
を防ぐことができる。したがって昇圧回路の昇圧動作が
停止する時間が長過ぎて点火エネルギー蓄積用コンデン
サの充電電圧が低下したり、昇圧動作が停止する時間が
短過ぎて放電制御用サイリスタの転流に失敗したりする
のを防ぐことができる利点がある。

【００３３】更に本考案によれば、放電制御用サイリス
タのゲート電位を検出して該ゲート電位が設定値を超え
ている間コイル通電制御用トランジスタスイッチのスイ
ッチ動作を停止させるようにしたので、昇圧動作を停止
させる時間を定めるための特別の回路を必要としない。
従って、装置の構成を複雑にすることなく、放電制御用
サイリスタの転流の失敗を防止して点火動作を確実に行
なわせることができる利点がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本考案の実施例を示すブロック図である。

【図２】図１の各部を具体的にした実施例を示した回路
図である。

【図３】（Ａ）ないし（Ｉ）は図２の回路の各部の信号
波形を示した信号波形図である。

【符号の説明】

１ 点火コイル ２ 点火エネルギー蓄積用コンデンサ ３ サイリスタ ４ コンデンサ充電用ダイオード ５ 昇圧用コイル １１ コイル通電制御用トランジスタスイッチ １２ 発振回路 １３ トランジスタスイッチ制御回路 １４ スイッチ動作停止回路

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 点火コイルと、前記点火コイルの１次側
   に設けられた点火エネルギー蓄積用コンデンサと、導通
   した際に前記コンデンサの電荷を前記点火コイルの１次
   コイルに放電させるように設けられた放電制御用スイッ
   チと、パルス信号を発生する発振回路と、昇圧用コイル
   と該コイルに対して直列に接続されて前記発振回路が発
   生するパルス信号によりオンオフ制御されるコイル通電
   制御用トランジスタスイッチとを備えて該トランジスタ
   スイッチのオンオフにより昇圧された電圧を得る昇圧回
   路と、前記昇圧回路の出力電圧で前記点火エネルギー蓄
   積用コンデンサを充電するコンデンサ充電回路とを備え
   たコンデンサ放電式内燃機関用点火装置において、前記
   放電制御用サイリスタのゲートの電位を検出して、検出
   されたゲート電位が設定値を超えている間前記コイル通
   電制御用トランジスタスイッチのスイッチ動作を停止さ
   せるスイッチ動作停止回路を具備したことを特徴とする
   コンデンサ放電式内燃機関用点火装置。