JPH10184510A - 内燃機関点火装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】放電持続時間が長い点火火花を得ることができ
るコンデンサ放電式の内燃機関点火装置を提供する。 【解決手段】内燃機関と同期回転する磁石発電機１内に
設けたエキサイタコイルＷ1 の出力により充電される点
火エネルギ蓄積用コンデンサＣ1 と、点火信号Ｖi が与
えられた時に導通してコンデンサＣ1 の電荷を点火コイ
ル３の一次コイル３ａを通して放電させるサイリスタＴ
h とを点火コイル３の一次側に設ける。磁石発電機内に
設けた重ね放電用発電コイルＷ2 の両端に半導体スイッ
チ６を接続し、点火位置で半導体スイッチ６を遮断状態
にすることにより重ね放電用発電コイルに誘起させた高
い電圧を、点火コイルの二次コイル３ｂに誘起する高電
圧Ｖh に同極性で重畳して点火プラグ７に印加する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、コンデンサ放電式
の内燃機関点火装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】近年、内燃機関の排気ガスによる大気汚
染が社会的な問題になっており、内燃機関の排気ガスの
清浄化を図ることが強く要請されている。特に２サイク
ル機関においては、吹抜け（掃気の際に新気の一部が排
気ポートに吹き抜ける現象）により排気ガスが汚染され
るため、排気ガスの清浄化を図ることの必要性が強調さ
れており、その対策を図るために各種の研究が進められ
ている。

【０００３】２サイクル機関の吹抜けを防ぐ１つの方法
として、機関のシリンダにインジェクタ（燃料噴射弁）
を取り付けて該シリンダ内に直接燃料を噴射する筒内噴
射が行われようとしている。この筒内噴射を行う場合に
は、排気ポートが閉じた後に燃料の噴射を行わせるか、
または噴射された燃料が排気ポートや掃気ポートに到達
しないようなタイミングで燃料を噴射させるように燃料
の噴射タイミングを設定し、所定の点火位置で点火プラ
グに火花を生じさせることにより燃料に着火して燃焼を
行わせる。

【０００４】排気ガスの清浄化を図るためには、燃料の
燃焼を完全に行わせることが必要であり、そのために
は、点火が行われる時点で燃料が十分に気化しているこ
とが必要である。

【０００５】筒内噴射を行わせる場合には、燃料が噴射
されてから点火が行われるまでの短い時間の間に燃料を
気化させる必要があるため、燃料の気化を完全に行わせ
るためには、気化を促進するための工夫が必要である。
一般に、噴射された燃料の気化を促進するためには、噴
射された燃料の粒径をできるだけ小さくすることが必要
であり、そのためには、例えば燃料ポンプからインジェ
クタに与えられる燃料の圧力を高くすることが有効であ
るとされている。

【０００６】しかしながら、燃料の気化を促進するため
にいかなる工夫をしても、実際には、理想どおりに行か
ないことが多く、特に機関の高速回転時には、燃料の噴
射が行われてから点火が行われるまでの時間が極めて短
くなるため、噴射された燃料を十分に気化させることが
困難になることが多い。

【０００７】燃料の気化が十分に行われない状態で点火
が行われると、燃料が完全に燃焼しないために煤が生
じ、点火プラグの電極部にカーボンが付着する。点火プ
ラグの電極部にカーボンが付着すると、非接地側電極と
接地側電極との間の絶縁耐力が低下するため、点火プラ
グに点火用の電圧が印加された際にリーク電流が流れて
電極間に印加される電圧が低下し、火花の発生に失敗す
ることがある。カーボンが付着した点火プラグを正常な
状態に回復させるためには、点火装置から点火プラグに
大きな電流を流して、点火プラグの電極部に付着したカ
ーボンを焼き切ることが必要である。

【０００８】また筒内噴射を行わせて排気ガスの浄化を
図るには、混合気の濃度を薄くして（希薄混合気とし
て）燃焼を行わせる必要がある。希薄混合気の燃焼を完
全に行わせるためには、点火動作時に発生させる火花放
電の持続時間を十分に長くする必要がある。火花放電の
持続時間を長くすると、混合気の燃焼により生じる火炎
核の中心部にエネルギを注入して、火炎核が冷えるのを
防ぐことができるため、希薄混合気でも適正な燃焼を行
わせることが可能になる。

【０００９】従って、筒内噴射を行わせる内燃機関点火
装置は、上記２つの要求を満たすために、点火プラグに
十分に大きな電流を流すことができ、しかも放電持続時
間を十分に長くすることができるものであることが望ま
しい。

【００１０】内燃機関用の点火装置としては、点火コイ
ルの一次側に設けた点火エネルギ蓄積用コンデンサに蓄
積しておいた電荷を点火位置で点火コイルの一次コイル
を通して放電させることにより点火コイルの二次コイル
に点火用の高電圧を発生させるコンデンサ放電式の点火
装置と、点火コイルの一次コイルまたは該一次コイルに
対して並列に接続した点火電源コイルに流しておいた電
流を点火位置で遮断することにより点火コイルの二次コ
イルに点火用の高電圧を発生させる電流遮断形の点火装
置とが知られている。

【００１１】これらのうち、コンデンサ放電式の点火装
置は、点火コイルの二次コイルから点火プラグに流すこ
とができる電流を多くとることができるが、放電持続時
間が短いという問題を有している。これに対し、電流遮
断形の点火装置は、放電持続時間を長くすることができ
るが、点火コイルの二次コイルから点火プラグに流す電
流を大きくすることができないという問題がある。

【００１２】そこで、バッテリの出力電圧を１０００
［Ｖ］ないし１５００［Ｖ］まで昇圧するＤＣ−ＤＣコ
ンバータをコンデンサ放電式の点火装置の電源として用
いて、該コンバータの出力電圧により点火エネルギ蓄積
用コンデンサを充電するとともに、該コンバータの出力
電圧を点火コイルの二次出力電圧に重畳することによ
り、放電の持続時間を長くするようにした重ね放電式の
コンデンサ放電式内燃機関点火装置が提案された。

【００１３】この点火装置によれば、点火コイルの二次
誘起電圧をトリガとして点火プラグに火花を生じさせた
後、ＤＣ−ＤＣコンバータの出力電圧により点火プラグ
の放電間隙にエネルギを供給して放電電流を流し続ける
ことができるため、火花放電の持続時間を長くすること
ができ、希薄混合気の燃焼を良好に行わせることができ
る。また点火プラグの電極にカーボンが付着して電極間
にリーク電流が流れる状態になった場合には、ＤＣ−Ｄ
Ｃコンバータから点火プラグの電極間を通して大きなリ
ーク電流を流して電極に付着したカーボンを焼き切るこ
とができるため、点火プラグを正常な常態に回復させる
ことができる。

【００１４】

【発明が解決しようとする課題】コンデンサ放電式の点
火装置の二次コイルの誘起電圧にＤＣ−ＤＣコンバータ
の出力電圧を重畳して重ね放電を行わせるようにした従
来の内燃機関点火装置では、ＤＣ−ＤＣコンバータの出
力インピーダンスを小さく設定すると、ＤＣ−ＤＣコン
バータから点火プラグに流れる放電電流が何時までも減
衰しないため、点火火花を消滅させることができなくな
る。適当な時期に点火火花を消滅させるためには、ＤＣ
−ＤＣコンバータの出力インピーダンスを大きくするこ
とにより、該コンバータから点火プラグに放電電流が流
れたときにコンバータの出力インピーダンスにより生じ
る電圧降下を大きくして、放電電流を抑制する必要があ
る。ところが、ＤＣ−ＤＣコンバータの出力インピーダ
ンスを大きくすると、該コンバータにより点火コイルの
一次側に設けられている点火エネルギ蓄積用コンデンサ
を充電する際に時間がかかるようになるため、特に機関
の高速回転時に点火エネルギ蓄積用コンデンサの充電電
圧が不足して、点火性能が低下するという問題が生じ
る。

【００１５】また上記の点火装置では、バッテリを電源
として用いることになるが、点火装置の電源としてバッ
テリを用いると、バッテリが過放電状態になったときに
機関を運転することができなくなるという問題が生じ
る。特に船外機やスノーモビルなどに用いる内燃機関の
場合には、機関を運転することができなくなると、乗員
が遭難するおそれがあるため、バッテリを電源とした点
火装置を用いることは好ましくない。

【００１６】本発明の目的は、高速時の点火性能を低下
させることなく、点火動作時に重ね放電を行わせて、放
電の持続時間を長くすることができるようにしたコンデ
ンサ放電式の内燃機関点火装置を提供することにある。

【００１７】本発明の他の目的は、点火プラグの電極に
カーボンが付着してリーク電流が流れる状態になったと
きに、点火プラグの電極間を通して大きな電流を流して
カーボンを焼き切ることにより、点火プラグを正常な常
態に回復させることができるようにした内燃機関点火装
置を提供することにある。

【００１８】

【課題を解決するための手段】本発明は、内燃機関と同
期回転するように設けられた磁石発電機と、点火コイル
と、該点火コイルの一次側に設けられて磁石発電機内に
設けられたエキサイタコイルの出力電圧で一方の極性に
充電される点火エネルギ−蓄積用コンデンサと、点火信
号が与えられた時に導通して点火エネルギー蓄積用コン
デンサに蓄積された電荷を点火コイルの一次コイルを通
して放電させるように設けられた放電用スイッチと、内
燃機関の点火位置で放電用スイッチに点火信号を与える
点火位置制御手段とを備えて、点火エネルギ蓄積用コン
デンサに蓄積された電荷の放電により点火コイルの二次
コイルに点火用高電圧を誘起させるコンデンサ放電式の
内燃機関点火装置に係わるものである。

【００１９】本発明においては、内燃機関の点火位置よ
りも位相が進んだ回転角度位置で一方の半サイクルの出
力電圧を発生する重ね放電用発電コイルを、磁石発電機
内にエキサイタコイルと別個に設け、該重ね放電用発電
コイルの一方の半サイクルの出力電圧が立ち上がった時
に導通状態になり、点火位置または該点火位置よりも僅
かに遅れた回転角度位置で遮断状態になるように制御さ
れる昇圧用半導体スイッチを重ね放電用発電コイルに対
して並列に接続する。そして、昇圧用半導体スイッチが
遮断状態になった時に重ね放電用発電コイルに誘起する
電圧と点火用高電圧とを同じ極性で重畳した電圧が点火
装置の出力電圧として出力されるように、重ね放電用発
電コイルと点火コイルの二次コイルとを接続する。

【００２０】上記のように、重ね放電用発電コイルの出
力電圧を点火コイルの二次コイルの出力電圧に同じ極性
で重畳するには、昇圧用半導体スイッチが遮断状態にな
った時に点火用高電圧の極性と同じ極性の重ね放電用電
圧を発生するように重ね放電用発電コイルを設けて、該
重ね放電用発電コイルを点火コイルの二次コイルに直列
に接続するようにすればよい。

【００２１】上記の点火装置においては、点火位置より
も進んだ回転角度位置で重ね放電用発電コイルが一方の
極性の半サイクルの電圧を発生すると、昇圧用半導体ス
イッチが導通して重ね放電用発電コイルを短絡し、該発
電コイルに短絡電流を流す。点火位置で点火信号が発生
すると、放電用スイッチが導通するため、点火エネルギ
蓄積用コンデンサの電荷が放電用スイッチと点火コイル
の一次コイルとを通して放電し、点火コイルの二次コイ
ルに点火用高電圧が誘起する。また点火位置または該点
火位置よりも僅かに遅れた回転角度位置で昇圧用半導体
スイッチが遮断状態になるため、重ね放電用発電コイル
に高い重ね放電用電圧が誘起する。この重ね放電用電圧
は点火エネルギ蓄積用コンデンサの放電により点火コイ
ルの二次コイルに誘起した点火用高電圧に同じ極性で重
畳されて点火プラグに印加される。

【００２２】点火用高電圧が発生すると、点火プラグの
放電間隙で火花放電が発生する。また点火用高電圧が発
生すると同時にまたは点火用高電圧が発生した直後に、
重ね放電用発電コイルに持続時間が長い重ね放電用電圧
が誘起して、該重ね放電用電圧が点火プラグの放電間隙
に印加されるため、点火用高電圧が減衰した後も放電が
行われる。重ね放電用発電コイルの短絡を開放した際に
生じる高電圧は、電流遮断形の点火装置により得られる
点火用高電圧と同様に時間幅が広い電圧であるため、上
記のように構成すると点火動作時に発生する火花放電の
持続時間を十分に長くすることができ、シリンダ内の混
合気が希薄混合気である場合でも、その燃焼を良好に行
わせることができる。

【００２３】また、点火プラグの電極にカーボンが付着
してリーク電流が流れる状態になった時には、重ね放電
用発電コイルに誘起する持続時間が長い高電圧により点
火プラグの電極間を通して大きなリーク電流を流してカ
ーボンを焼き切ることができるため、点火プラグを速や
かに正常な常態に回復させて点火動作を再開させること
ができる。

【００２４】このように、本発明によれば、点火プラグ
にカーボンが付着した場合にカーボンを焼き切って点火
プラグを正常な状態に回復させることができるだけでな
く、火花放電の持続時間を長くして希薄混合気の燃焼を
も良好に行わせることができるため、着火ミスが生じる
確率を少なくして排気ガス中の有害物質を減少させるこ
とができ、排気ガスの浄化に寄与することができる。

【００２５】なお上記のように重ね放電用発電コイルに
対して並列に半導体スイッチを接続することなく、重ね
放電用発電コイルとして十分に無負荷出力電圧が高いも
のを用いて、重ね放電用発電コイルの半サイクルの出力
電圧そのものを点火用高電圧に同極性で重畳することに
より、重ね放電を行わせることも考えられるが、この場
合には、重ね放電用発電コイルとして巻数が多いものを
用いる必要があるため、該重ね放電用発電コイルが磁石
発電機内で占めるスペースが多くなり、他の発電コイル
を設けるスペースが少なくなるという問題が生じる。ま
た機関の低速回転時に重ね放電が行われるように、重ね
放電用発電コイルの巻数を多くしてその無負荷出力電圧
を高く設定すると、機関の高速時に点火時期以外の時期
に重ね放電用発電コイルの出力電圧で点火火花が発生す
るおそれがある。

【００２６】これに対し、本発明によれば、重ね放電用
発電コイルはオンオフ制御される昇圧用半導体スイッチ
により短絡電流が遮断された時に高い電圧を誘起するも
のであればよく、その無負荷電圧は低くてよいため、該
重ね放電用発電コイルは巻数が少ないコイルでよく、磁
石発電機のコイル巻回スペースを大きく犠牲にすること
なく設けることができる。また本発明による場合には、
点火時期以外の時期は重ね放電用発電コイルの一方の半
サイクルの出力電圧が半導体スイッチにより短絡される
ため、点火時期以外の時期に点火プラグに余分な電圧が
加わるのを防ぐことができ、点火時期以外の時期に点火
火花が発生するのを防ぐことができる。

【００２７】

【発明の実施の形態】本発明に係わる内燃機関点火装置
の１気筒分の構成の一例を図１に示した。図１におい
て、１は内燃機関と同期回転するように設けられた磁石
発電機、２は機関の回転角度情報及び回転速度情報を与
える信号を発生する信号発電子、３は一次コイル３ａ及
び二次コイル３ｂを有する点火コイル、４は点火コイル
３の一次電流を制御する点火回路、５は点火制御部、６
は昇圧用半導体スイッチ、７は内燃機関のシリンダに取
り付けられた点火プラグである。

【００２８】磁石発電機１は、機関のクランク軸に取り
付けられた磁石回転子１Ａと、固定子１Ｂとからなって
いる。磁石回転子１Ａは、鉄などの強磁性材料によりカ
ップ状に形成されたフライホイール１００と、該フライ
ホイールの周壁部の内周に固定された永久磁石１０１と
からなっていて、フライホイール１００の底壁部の中央
部に設けられたボス部１０２が図示しない内燃機関のク
ランク軸に取り付けられている。図示の例では、永久磁
石１０１が２極に着磁されて２極の磁石界磁が構成され
ている。

【００２９】固定子１Ｂは、磁石回転子１Ａの内側に配
置されて、該回転子の磁極に対向させられる磁極部を有
する鉄心と、該鉄心に巻回された発電コイルＷ1 及びＷ
2 とからなっていて、内燃機関のケースなどに設けられ
た固定子取付け部に固定されている。発電コイルＷ1
は、点火エネルギ蓄積用コンデンサを充電するエキサイ
タコイルとして用いられるコイルで、機関の低速時にお
いても２００〜３００［Ｖ］の電圧を誘起するように、
比較的細いコイル導体を用いて十分に多くの巻数を有す
るように巻回されている。また発電コイルＷ2 は重ね放
電用発電コイルとして用いられるもので、エキサイタコ
イルよりも少ない巻数を有するように巻回されている。
この例では、磁石回転子１Ａが２極に構成されているた
め、エキサイタコイルＷ1 及び重ね放電用発電コイルＷ
2 は機関の１回転当り１サイクルの交流電圧を出力す
る。

【００３０】フライホイール１００の外周には該フライ
ホイールの周方向に伸びる円弧状の突起からなるリラク
タ１０３が形成され、リラクタ１０３が形成されたフラ
イホイールの外周に信号発電子２の鉄心の磁極部が対向
させられている。信号発電子２は、リラクタ１０３に対
向させられる磁極部を先端に有する鉄心と該鉄心に巻回
されたパルサコイルＷp と、該鉄心に磁気結合された永
久磁石とを有する周知のもので、リラクタ１０３が信号
発電子の鉄心の磁極部に対向し始める際、及び該対向が
終了する際にそれぞれ生じる磁束の変化により、パルサ
コイルＷp に極性が異なる第１のパルス信号Ｖp1及び第
２のパルス信号Ｖp2を誘起させる。信号発電子２とリラ
クタ１０３が設けられたフライホイール１００とにより
信号発電機が構成されている。この信号発電機は、例え
ば点火位置の最大進角位置、または該最大進角位置より
も更に位相が進んだ位置に設定された基準位置で第１の
パルス信号Ｖp1を発生し、機関の上死点よりも僅かに進
んだ回転角度位置（機関の低速時の点火位置）で第２の
パルス信号Ｖp2を発生するように構成される。第１及び
第２のパルス信号Ｖp1及びＶp2は、内燃機関の回転角度
情報及び回転速度情報を与える信号として点火制御部５
に与えられている。

【００３１】点火回路４は、点火エネルギ蓄積用コンデ
ンサＣ1 と、放電用スイッチを構成するサイリスタＴh
と、ダイオードＤ1 及びＤ2 とにより構成されている。
点火エネルギ蓄積用コンデンサＣ1 は、点火コイル３の
一次コイル３ａの一端と接地間に接続され、サイリスタ
Ｔh は、一次コイル３ａの他端と接地間に、カソードを
接地側に向けた状態で接続されている。エキサイタコイ
ルＷ1 の一端は接地され、該エキサイタコイルの非接地
側端子がアノードを該エキサイタコイル側に向けたダイ
オードＤ1 を通してコンデンサＣ1 と一次コイル３ａと
の接続点に接続されている。点火コイルの一次コイル３
ａの両端には、サイリスタＴh のアノード側にアノード
を向けたダイオードＤ2 が接続されている。

【００３２】点火コイル３の二次コイル３ｂの一端は高
圧コードを通して点火プラグ７の非接地側端子に接続さ
れ、二次コイル３ｂの他端は重ね放電用発電コイルＷ2
の一端に接続されている。重ね放電用発電コイルＷ2 の
他端は接地され、二次コイル３ｂと重ね放電用発電コイ
ルＷ2 とが直列に接続されている。

【００３３】重ね放電用発電コイルＷ2 は、内燃機関の
点火位置よりも進んだ位置で一方の半サイクルの出力電
圧を発生し、点火位置よりも遅れた位置で該一方の半サ
イクルの出力電圧を立ち下がらせるように設けられてい
る。

【００３４】昇圧用半導体スイッチ６は、重ね放電用発
電コイルＷ2 の非接地側端子にアノードが接続されたダ
イオードＤ3 と、ダイオードＤ3 のカソードにコレクタ
が接続され、エミッタが接地されたＩＧＢＴ（絶縁ゲー
ト形バイポーラトランジスタ） Ｂ1 とからなり、ＩＧ
ＢＴ Ｂ1 のゲートには、点火制御部５から制御信号Ｖ
g が与えられている。

【００３５】点火制御部５は、マイクロコンピュータを
備えていて、該マイクロコンピュータに所定のプログラ
ムを実行させることにより、内燃機関の点火位置で放電
用スイッチを構成するサイリスタＴh に点火信号Ｖi を
与える点火位置制御手段と、昇圧用半導体スイッチ６を
構成するＩＧＢＴのゲートに制御信号Ｖg を与える昇圧
用スイッチ制御手段とを実現する。

【００３６】点火位置制御手段は、例えば、信号発電子
２が発生する第１のパルサ信号Ｖp1と第２のパルス信号
Ｖp2との発生間隔から機関の回転速度を演算する回転速
度演算手段と、演算された回転速度における点火位置を
マップまたは演算式を用いて演算する点火位置演算手段
と、演算された点火位置が検出された時に点火信号Ｖi
を発生する点火信号発生手段とにより構成される。点火
位置演算手段は、例えば、内燃機関が基準位置（第１の
パルス信号Ｖp1の発生位置）から点火位置まで回転する
間にマイクロコンピュータ内のタイマに計数させるクロ
ックパルスの計数値の形で各回転速度における点火位置
を演算する。点火信号発生手段は、第１のパルス信号が
発生したことが検出された時に上記点火位置を計測する
ための計数値をタイマにセットして該計数値の計数を開
始させ、タイマがセットされた計数値の計数を終了した
時に点火信号を発生させる。

【００３７】なお内燃機関の点火位置で点火信号を発生
する点火位置制御手段は上記の構成に限られるものでは
ない。例えば、内燃機関が微小回転角度回転するごとに
パルス信号を発生するエンコーダを設けて、該エンコー
ダの出力パルスを計数することにより演算された点火位
置を検出する場合もある。またマイクロコンピュータを
用いることなく、ハードウェア回路のみを用いて点火信
号を発生させる場合もある。

【００３８】昇圧用半導体スイッチ６を構成するＩＧＢ
Ｔ Ｂ1 を制御する制御信号Ｖg は、点火位置よりも位
相が進んだ回転角度位置から点火位置まで高レベルの状
態を維持した後、点火位置で零レベルに低下し、その零
レベルの状態を一定時間継続した後高レベルになる信号
である。昇圧用半導体スイッチ６は、この制御信号Ｖg
により、重ね放電用発電コイルＷ2 の一方の半サイクル
の出力電圧が立ち上がった時に導通状態になり、点火位
置で遮断状態になるように制御される。

【００３９】点火位置で昇圧用半導体スイッチ６が遮断
状態になると、それまで重ね放電用発電コイルＷ2 に流
れていた短絡電流が遮断されるため、該発電コイルＷ2
に高い重ね放電用電圧Ｖ2hが誘起する。図１の点火装置
では、この重ね放電用電圧Ｖ2hが点火コイルの二次コイ
ル３ｂに誘起する点火用高電圧Ｖh に同極性で重畳され
るように極性を合わせた状態で、重ね放電用発電コイル
Ｗ2 と二次コイル３ｂとが直列に接続されている。重ね
放電用電圧Ｖ2hは例えば１０００〜１５００［Ｖ］程度
に設定しておく。

【００４０】図１に示した内燃機関点火装置において、
エキサイタコイルＷ1 は、機関が１回転する間に１サイ
クルの交流電圧Ｖ1 を出力する。このエキサイタコイル
Ｗ1の一方の半サイクルの出力電圧により、ダイオード
Ｄ1 を通してコンデンサＣ1が図示の極性に充電され
る。図２（Ａ）に示したように、内燃機関の点火位置θ
i において点火信号Ｖi が発生すると、サイリスタＴh
が導通するため、コンデンサＣ1 の電荷がサイリスタＴ
h と点火コイルの一次コイル３ａとを通して放電する。
この放電により点火コイル３の二次コイル３ｂに点火用
高電圧Ｖh が誘起する。また昇圧用半導体スイッチ６の
ＩＧＢＴ Ｂ1 のゲートには、図２（Ｂ）に示すよう
に、点火位置θi で点火信号が発生したときに零レベル
になって、その零レベルの状態を一定時間保持した後、
高レベルに復帰する波形の制御信号Ｖg が与えられる。
そのため、ＩＧＢＴ Ｂ1 は、重ね放電用発電コイルＷ
2 が一方の半サイクル（図２Ｃの例では正の半サイク
ル）の出力電圧を発生したときに導通して該発電コイル
Ｗ2 に短絡電流を流し、点火位置で遮断状態になって該
短絡電流を遮断する。点火位置で重ね放電用発電コイル
Ｗ2 の短絡電流が遮断されると、該発電コイルＷ2 に高
い重ね放電用電圧Ｖ2hが誘起し、この重ね放電用電圧Ｖ
2hと点火用高電圧Ｖh とが同極性で重畳されて点火プラ
グ７に印加される。これにより点火プラグ７に火花放電
が生じ、図２（Ｄ）に示すように放電電流ｉ2 が流れて
機関が点火される。重ね放電用電圧Ｖ2hは、電流遮断形
の点火装置においてコイルを流れる電流を遮断したとき
に得られる電圧と同様に持続時間が長い電圧であるた
め、上記のように、重ね放電用電圧Ｖ2hを点火用高電圧
Ｖh に同極性で重畳して点火プラグに印加するようにす
ると、点火用高電圧Ｖh が消滅した後も放電を持続させ
て、継続時間が長い点火火花を得ることができる。

【００４１】磁石発電機の場合、短絡電流は発電機の回
転数の影響を大きく受けないため、短絡電流を遮断した
際に誘起する電圧は機関の回転速度の如何に係わりなく
ほぼ一定とすることができ、機関の低速時から高速時ま
で重ね放電を生じさせることができる。

【００４２】図１の点火装置において、制御信号Ｖg を
零レベルにする期間は、重ね放電用発電コイルＷ2 に誘
起させる重ね放電用電圧の持続時間よりも十分に長く設
定しておく。また制御信号Ｖg は、例えば重ね放電用発
電コイルが一方の半サイクルの電圧を出力する位置より
も進んだ位置で高レベルになるようにしておく。

【００４３】このように、本発明によれば、点火位置で
点火プラグに持続時間が長い火花放電を生じさせること
ができるため、機関のシリンダ内の混合気が希薄混合気
である場合でも、その燃焼を良好に行わせることができ
る。

【００４４】また点火プラグ２の電極にカーボンが付着
して、該電極間でリークが生じる状態になったときに
は、重ね放電用発電コイルＷ2 に誘起する持続時間が長
い高電圧により点火プラグ２の電極間を通して大きなリ
ーク電流を流して電極に付着したカーボンを焼き切るこ
とができるため、点火プラグの電極を正常な状態に回復
させることができる。

【００４５】上記のように構成すると、重ね放電用発電
コイルは、点火動作が行われる際にのみ高い重ね放電用
電圧を発生するため、重ね放電用発電コイルの出力で点
火プラグに火花が生じるのを防ぐことができる。

【００４６】上記の例では、点火エネルギ蓄積用コンデ
ンサＣ1 を点火コイルの一次コイル３ａの一端と接地間
に接続したが、点火コイルの一次側の回路の構成は上記
した例に限定されない。例えば、図１において、コンデ
ンサＣ1 を一次コイル３ａの一端とダイオードＤ1 のカ
ソードとの間に接続するとともに、一次コイル３ａの他
端を接地し、コンデンサＣ1 とダイオードＤ1 との接続
点と接地間にサイリスタＴh を接続するようにした周知
の回路を用いることもできる。この場合、ダイオードＤ
2 はそのカソードを接地側に向けた状態で一次コイル３
ａに並列接続する。

【００４７】上記の例では、磁石発電機が２極に構成さ
れているが、更に多極の磁石発電機を用いる場合にも本
発明を適用することができるのはもちろんである。

【００４８】上記の例では、点火位置で昇圧用半導体ス
イッチ６を遮断状態にするようにしたが、点火位置より
も僅かに遅れた位置で該半導体スイッチ６を遮断状態に
するように制御してもよい。

【００４９】図１に示した例では、エキサイタコイルＷ
1 を１つだけ設けているが、機関の低速時に高い電圧を
発生する巻数が多い低速用のエキサイタコイルと、機関
の高速時に高い電圧を発生する高速用のエキサイタコイ
ルとの双方を設けて、両エキサイタコイルの出力で点火
エネルギ蓄積用コンデンサＣ1 を充電する回路を採用す
る場合にも本発明を適用することができる。

【００５０】図１に示した例では、重ね放電用半導体ス
イッチ６を構成するスイッチ素子としてＩＧＢＴを用い
たが、このスイッチ素子はオンオフ制御が可能なもので
あればよく、バイポーラトランジスタやＭＯＳＦＥＴな
どの他のスイッチ素子を用いてもよい。

【００５１】

【発明の効果】以上のように、本発明によれば、点火プ
ラグにカーボンが付着した場合にカーボンを焼き切って
点火プラグを正常な状態に回復させることができるだけ
でなく、火花放電の持続時間を長くして希薄混合気の燃
焼をも良好に行わせることができるため、着火ミスが生
じる確率を少なくして排気ガス中の有害物質を減少させ
ることができ、排気ガスの浄化を図ることができる利点
がある。

【００５２】また本発明によれば、点火動作が行われる
際にのみ重ね放電用発電コイルから高い重ね放電用電圧
を発生させるので、点火動作が行われない期間に点火プ
ラグに無用の高電圧が印加されるのを防ぐことができ、
正規の点火位置以外の位置で点火プラグに無用の火花が
生じるのを防ぐことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係わる内燃機関点火装置の構成例を示
した回路図である。

【図２】図１の各部の電圧波形と信号波形とを示した波
形図である。

【符号の説明】

１ 磁石発電機 ３ 点火コイル ５ 点火制御部 ６ 昇圧用半導体スイッチ Ｗ1 エキサイタコイル Ｗ2 重ね放電用発電コイル Ｃ1 点火エネルギ蓄積用コンデンサ Ｔh サイリスタ（放電用スイッチ） Ｄ1 ダイオード

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 内燃機関と同期回転するように設けられ
   た磁石発電機と、点火コイルと、該点火コイルの一次側
   に設けられて前記磁石発電機内に設けられたエキサイタ
   コイルの出力電圧で一方の極性に充電される点火エネル
   ギ−蓄積用コンデンサと、点火信号が与えられた時に導
   通して前記点火エネルギー蓄積用コンデンサに蓄積され
   た電荷を前記点火コイルの一次コイルを通して放電させ
   るように設けられた放電用スイッチと、内燃機関の点火
   位置で前記放電用スイッチに点火信号を与える点火位置
   制御手段とを備えて、前記点火エネルギ蓄積用コンデン
   サに蓄積された電荷の放電により前記点火コイルの二次
   コイルに点火用高電圧を誘起させるコンデンサ放電式の
   内燃機関点火装置において、 前記内燃機関の点火位置よりも位相が進んだ回転角度位
   置で一方の半サイクルの出力電圧を発生する重ね放電用
   発電コイルが、前記磁石発電機内にエキサイタコイルと
   別個に設けられ、 前記重ね放電用発電コイルの一方の半サイクルの出力電
   圧が立ち上がった時に導通状態になり、前記点火位置ま
   たは該点火位置よりも僅かに遅れた回転角度位置で遮断
   状態になるように制御される昇圧用半導体スイッチが前
   記重ね放電用発電コイルに対して並列に接続され、 前記昇圧用半導体スイッチが遮断状態になった時に前記
   重ね放電用発電コイルに誘起する電圧と前記点火用高電
   圧とを同じ極性で重畳した電圧が点火装置の出力電圧と
   して出力されるように前記重ね放電用発電コイルと点火
   コイルの二次コイルとが接続されていることを特徴とす
   る内燃機関点火装置。