JPS58122360A - 内燃機関のコンデンサ放電点火装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明はコンデンサ放電点火装置、一層詳しくは、コン
デンサを放電させるトリガ回路を有するこのような装置
に関する。

内燃機関のための火花点火を行なう電子点火装置が多数
開発されている。その中でも、コンデンサが比較的高い
電圧まで充電され、点火用逓昇変圧器を介してサイリス
タ、たとえば、シリコン制御整流器（Ｓ　ＣＲ）によっ
て急速に放電されるコンデンサ放電装置が非常に満足で
きるものであつた。

このような装置の１つが本発明者の米国特許第４．０１
５，５６４号、［タイミング安定化装置を有する内燃機
関の点火装置」に開示されている。この装置では、主コ
ンデンサの片側が機関アースに接続してあり、反対側が
制御整流器の陽極に接続しである。制御整流器の陰極は
点火変圧器に接続してあり、反対側はアースしである。

トリガ回路が調時パルスを利用しており、これらのパル
スは機関のフライホイールに連結したマグネットによっ
てトリガコイル内に発生してパイロット・シリコン制御
整流器をトリガする。この制御整流器は主制御整流器の
ゲートに接続してあって主コンデンサを放電させる変圧
器となる。

この配置は、点火用変圧器に一次、二次コイル間の共通
アースを用いさせ、ざらにトリガ信号をアースに関係９
せるべく電気的に正の放電パルスが望ましい場合に特に
有用である。しかしながら、この装置では、主ＳＣＨの
陰極が点火コイルに放電するのでパイロッ）ＳＣＲを主
ＳＣＲのゲートに接続するトリガパルス変圧器を必要と
する。

「トリガ式点火装置のための回転感知式パルス制御ゼネ
レータ」という名称の、５ｌｅｄｅｒの米国特許第３，
７３９，７９５号に開示されているコンデンサ放電点火
装置は主点火ＳＣＨのゲートに直結したパイロッ）ＳＣ
Ｒを有するトリガ・システムを示している。しかしなが
ら、このシステムでは、主ＳＣＨの陰極はアースに直結
してあり、負の出力パルスが点火変圧器に与えられる。

このシステムは、正の出力パルスを必要とする場合、た
とえば、本願と同時に出願した「充電制御装置を有する
コンデンサ放電点火装置」という名称の特許出願に開示
しであるシステムで用いるには不適烏である。

主ＳＣＨに直結したパイロットＳＣＲを有する別の点火
装置が、５ｌｅｄｅｒと本発明者の、「ブレーカ、ディ
ストリビュータ無し多シリンダ点火装置」という名称の
米国特許第３　、９３７　。

２００号に示されている。この点火装置−は単一のＳＣ
Ｒによって制御される２つの放電回路を用いている。放
電回路の１つにおいて、ＳＣＨの陽極はダイオードを介
してアースに接続してあり、陰極は点火用変圧器に接続
してあり、この変圧器はエネルギ蓄積コンデンサを介し
てアースに接続しである。この放電回路では、ＳＣＨの
陰極は負に充電され、コンデンサが放電したときアース
電圧まで立上がることになる。他の放電回路では、ＳＣ
Ｒの陰極はダイオードを介してアースに接続しである。

その結果、ＳＣＨの陰極電圧がアース電圧以上に上昇し
てゲート信号を抑制することがない、しかしながら、こ
の配置はかなりの時間にわたってトリガコイル上に負の
電位を維持する。したがって、トリガコイル回路に不注
意でなんらかの漏洩が生じたときに、放電回路の時期は
ずれのトリガ現象を生じさせる。さらに、この点火装置
では１点火変圧器に一次、二次コイル間の共通アース接
続部を用いさせることがない。

本発明によれば、内燃機関のコンデンサ点火装置は、固
定子入力端子、トリガ入力端子、アース端子、出力端子
を有する接続装置を包含する。主コンデンサが固定子入
力端子とアース端子との間に接続してあり、第１の特定
極性信号に応じて充電ダイオードを通して充電されるよ
うになっている。主コンデンサに接続した陽極と出力端
子に接続した陰極を有する主ゲーテッドスイッチが出力
端子とアースの間に接続した負荷、すなわち点火変圧器
への主コンデンサの放電を制御する。パイロット幸ゲー
テッドスイッチが、主ゲーテッドスイッチのゲートに接
続した陰極と、パイロット電源に接続した陽極と、トリ
ガ入力端子に接続したゲートとを有する。パイロット電
源はパイロット崇ゲーテッドスイッチの陽極と主ゲーテ
ッドスイッチの陰極との間に接続しである。この配置で
は、主コンデンサが主ゲーテッドスイッチを通して放電
させられたときにパイロット電源出力電位の陽極側が立
上がる。したがって、主ゲーテッドスイッチへゲート電
流が逆流し、主コンデンサが放電している最中に主ゲー
トを閉じてしまうのを防止する。さらに、この配置では
、従来必要とされていたパルス変圧器を用いずともパイ
ロット・ゲーテッドスイッチを主ゲーテッドスイッチの
ゲートに直結することができる。

パイロット電源はパイロット・コンデンサを包含してい
てもよく、このコンデンサの片側が充電抵抗器を介して
主コンデンサに接続してあり１反対側が出゛力端子に接
続しである。こうすれば、主コンデンサの充電時にパイ
ロット・コンデンサも充電することができる。

主コンデンサに比べてパイロット・コンデンサの方の充
電電圧レベルを低くするために１分圧器を用いてもよい
、この分圧器を主コンデンサとアースの間に接続し、中
間タップをパイロッ）−コンデンサに接続する。アース
するのに便利な経路、たとえば、アース端子あるいは点
火コイルの一次巻線を用いてもよい。

バイアス回路をバイアス端子、トリガ入力端子およびパ
イロッ）　ＳＣＨのゲートに接続し、パイロッ）　ＳＣ
Ｒをトリガする前にトリガ信号によって立上り電圧を圧
倒するようにしてもよい、この０ バイアス回路は、特に、機関の全速度域に対してトリガ
コイルの位置に相対的な点火角度をほぼ一定に維持する
ことを意図している。

本発明の点火装置は多シリンダ機関の１つのシリンダを
点火する点火モジュールとしてまとめることもできる。

また、バイアス信号装置に接続したバイアス入力端子を
用いて複数のこのようなモジュールを相互に接続し、各
シリンダの点火のタイミングを均一にすることもできる
。

以下、添付図面を参照しながら本発明を実施例によって
説明する。

図面、特に第１図を参照して、ここには単シリンダ機関
のための点火装置１０が示しである。この点火装置ｌＯ
は機関駆動式フライホイール同期発電機１１を包含し、
これは低、高速用固定巻線１２．１３と火花角度制御を
行なうように動くことのできるトリガ巻線１４とを有す
る。この同期発電機１１は点火モジュール１６を介して
点火栓１５を付勢するように接続しである。この点火モ
ジュールは固定子入力端子１７と、トリガ入力端子１８
と、バイアス入力端子１９と、出力端子２０と、アース
端子２１とを有する。

点火モジュール１６は同期発電機１１によって充電され
るように接続した主コンデンサ２２を包含する。この主
コンデンサ２２には主ゲーテッドスイッチ２３が接続し
てあって機関フライホイールに機積的に連結したトリガ
巻線１４からの調時トリガパルスに応じて主コンデンサ
２２に点火栓１５を付勢させるようになっている。

同期発電機１１は高速巻線１３と低速巻線１２とを包含
し、これらの巻線は充電ダイオード２４を介して互いに
接続してあって主コンデンサ２２を約３００Ｖまで充電
するようになっている。付加的なダイオード２５が設け
てあって、発生した電圧が充電ダイオード２４によって
阻止される極性のものであるときに低速巻線１２が過電
圧になるのを防ぐようになっている。同期発電機の巻線
１２．１３は機関上に装着してあって、周知のように機
関フライホイールに装着したマグネットによって励起さ
れる。好ましくは、付加的なダイ１ オード２５は同期発電機と共に点火装置を作動させるよ
うに装着しである。ただ一本のラインが同期発電機１１
から点火モジュール１６の固定子入力端子１７まで通じ
ている。トリガ巻線１４は２つのトリガ・マグネット（
図示せず）によって付勢される。各マグネットは機関フ
ライホイールを１８０度にわたってまたいでおり、フラ
イホイールの一回転ごとに２回の磁極変化を与えるよう
になっている。こうして、トリガ巻線１４は一回転ごと
に反対極性の２つの電圧パルスを発生する。

トリガ回路のためのパイロット電源コンデンサ２６が主
コンデンサ２２と共に充電されるように接続しである。

パイロット電源コンデンサ２６は点火モジュール１６の
出力端子２０に接続してあり、したがって、点火変圧器
２８の一次巻線２７を介してアースされる。抵抗器２９
．３０によって形成される分圧器回路網がパイロット電
源コンデンサ２６に印加される電圧を所望のレベル、通
常、約６５Ｖまで減じる。

３ ２ 主コンデンサ２２は点火変圧器２８の一次巻線２７を通
して放電し、二次巻線３１に高電圧パルスを発生し、点
火栓１５を付勢する。放電パルスは主ゲーテッドスイッ
チ２３、好ましくはシリコン制御整流器によって制御さ
れる。この主ゲーテッドスイッチ２３はトリガ巻線１４
からの調時信号によってオンされる。主５ＣＲ２３を横
切って保護ダイオード３２が接続しあって、これは点火
栓１５が不注意で接続から外れた場合に主５ＣＲ２３に
損傷を与えるのを防ぐようになっている。放電回路内に
フリーホイーリング・ダイオード３３が設けてあり、−
次巻線２７とダイオード３３からなるループ内にフリー
ホイーリング電流を流すことによって火花の持続時間を
延ばすようになっている。コンデンサ３４も設けて、火
花放電によって発生し、磁気静電気継手によって点火変
圧器−次巻線２７内に反射させられる非常に高い周波数
の過渡電圧を吸収する助けとしてもよい、こうして、主
コンデンサ２２が充電されるとき、主ゲーテッドスイッ
チ２３が付勢され、その４ 結果、この主コンデンサ２２が点火モジュールの出力端
子２０を通して点火変圧器２８に急速に放電され、この
点火変圧器が高いレベルまで電圧を変化させて点火栓１
５を付勢する。

主ゲーテッドスイッチ２３はトリガ巻線１４の出力によ
って機関クランク軸に対して正しく角度の合った関係に
制御される。特に、トリガ巻線１４はトリガ入力端子１
８に接続してあってダイオード３５を通してパイロット
Φゲーテッドスイッチ３６、好ましくはＳＣＨに正極性
のゲート電流を与える。パイロット電源コンデンサ２６
によって付勢されたパイロット５ＣＲ３６は、次に、電
流パルスを主５ＣＲ２３のゲートに与えて主５ｃＲ２３
をオンにし、したがって主コンデンサ２２を放電させる
０点火変圧器２８の一次巻線２７が主５ＣＲ２３の陰極
に接続しであるので、主５ｃＲ２３がオンになると陰極
電圧は急激に立上る。限界オン期間にゲート電流が主５
ＣＲ２３に連続的に確実に供給されるように、主５ＣＲ
２３の陰極とパイロッ）ＳＣＲ３６のための電源コンデ
ンサ２６の負端子とが接続しである。主５ＣＲ２３がオ
ンになると、電源コンデンサ２６の両端子の電位が上昇
し、パイロット５ＣＲ３６を通して主５ＣＲ２３のゲー
トに電流を流すことになる。したがって、主５ＣＲ２３
が完全にオンになる前にゲート電流のカットオフから生
じる可能性のある主５ＣＲ２３への損傷が防止される。

パイロットＳＣＨのゲート・陰極接続部を損傷から守る
ために、ゲート入力抵抗器４２とゲート中陰極抑制コン
デンサ３８が設けである。これらは出力パルス時にゲー
ト・陰極電流および逆電圧を安全レベルに保持する。

バイアス入力端子１９を通してトリガ巻線１４に接続し
たバイアス回路網が、機関速度の変化でトリガ電圧に変
化が生じたときにトリガ巻線１４の位置に相対的な点火
角度をほぼ一定に保つように作用する。バイアス回路網
は本発明者の米国特許第４，０１５，５６４号に記載さ
れているものに類似したものであり１分圧回路網を構成
している抵抗器３９．４０とバイアス拳コンデンサ４１
５ とを包含する。こ（のバイアス・コンデンサ４１はトリ
ガ巻線１４からの点火パルスによって機関速度に正比例
したレベルまで負に充電される。バイアス・コンデンサ
４１は分圧回路網を通してアースに接続される０分圧器
の抵抗器３９．４０の接続部はゲート抵抗器４．２を介
してパイロット５ＣＲ３６のゲートに接続してあってパ
イロッ）ＳＣＲ３Ｂのゲート・陰極接続部に逆バイアス
電圧をグーえる。この配置では、パイロッ）ＳＣＲ３６
をトリガする前にトリガパルスにバイアス拳コンデンサ
４１の全バイアス電圧を圧倒させると共に、トリガパル
スの間の時間、より低いレベルの逆バイアスをパイロッ
ト５ＣＲ３６のゲート上に保持する。

作動にあたって、主コンデンサ２２およびパイロット電
源コンデンサ２６は同期発電機巻線１２．１３からのパ
ルスによって充電される。トリガ・マグネット（図示せ
ずｙがトリガ巻線１４を通過したときに、トリガパルス
が発生し、これがバイアス拳コンデンサ４からのバイア
スを圧倒し７ ６ た後パイロ７）ＳＣＲ３６を付勢することになる０次に
、パイロッ）ＳＣ１３Ｂは、抵抗器３７によって安全に
制限されたゲート電流を主５ＣＲ２３のゲートに送る。

主５ＣＲ２３がこうして付勢されると、主コンデンサ２
２が点火変圧器２８の一次巻線２７を介して点火栓１５
を付勢するように放電させられることになる。主Ｓ　Ｃ
Ｒ２３，の陰極電圧が点火中に立上ると、その同じ電圧
がパイロット電源コンデンサ２６に印加されてパイロッ
）ＳＣＲ３６の陽極のところの電圧を主５ＣＲ２３の陰
極電圧より高いレベルに維持し、したがって、点火パル
スの限界オン部分で主５ＣＲ２３のゲートにゲート電流
を通じさせ続ける。

第２図は２つのシリンダの点火栓１５．１５’を付勢す
るための、第１図に示すモジュールに類似した２つの点
火モジュール１６．１６′を有する点火装置を示してい
る。これら２つの点火モジュール１６．１６’の固定子
入力端子１７．１７′が同期発電機出力を受けるように
接続しである。主コンデンサ２２．２２′は第１図に関
連し８ て説明したと同じ要領で充電される。トリガ発電機は先
に説明した単シリンダ装置に用いるものと同じでよいが
、トリガ巻線１４の両端は２つのトリガ入力端子１８．
１Ｂ’に接続されることになる。２つのバイアス入力端
子１９．１９’が互いに接続しである。

作動にあたって、主コンデンサ２２．２２′およびパイ
ロット電源コンデンサ２６．２６′が先に説明したよう
に充電されると、トリガ巻線１４が２つの点火モジュー
ル１６．１６′をトリガして２つの点火栓１５．１５’
を交互に付勢することになる。ダイオード３５．３５′
、４３．４３′が２つのパイロット５ＣＲ３６，３６′
に正極性のトリガパルスを交互に送るステアリング回路
網を構成している。第１点火栓１５のための第１点火モ
ジュール１６のパイロッ）ＳＣＲ３６にトリガ電流を与
える回路は、直列に、アース接続部２１′、バイアス・
コンデンサ４１′、第２点火モジュールのダイオード４
３’、）リガ巻線１４、ダイオード３５、ゲート入力抵
抗器４２、パイロット５ＣＲ３６のゲート・陰極接続部
、第１点火モジュール１６の抵抗器４７およびアース接
続部を持つ第１点火変圧器−次巻線２７を包含する。ト
リガ巻線１４の出力が極性を逆にしたとき、トリガパル
ス電流は同様な要領で第２モジユール１６′のパイロッ
ト５ＣＲ３６’のゲートに送られる。２つのバイアス端
子１９．１′９′カ互イに接続しであるので、バイアス
・コンデンサ４１．４１’が並列に接続されて一緒に作
用し、２つの点火回路の均一なタイミングを保証する。

トリガパルスを受けたとき、各点火モジュールは第１図
に関連して先に説明したように作動して点火栓１５．１
５′を付勢する。

第３図は３シリンダ機関の点火栓を付勢するための点火
装置を示している。この装置において。

３つの点火、モジュールは７字形に接続した３つの巻線
４５を有するトリガ・ゼネレータ４４でトリガされる。

トリガ・ゼネレータ４４の中央接続部４６は３つのバイ
アス入力端子１９に接続してあり、３つのトリガ・ゼネ
レータ出力端子は点火モ９ ジュールの３つのトリガ入力端子１８に接続しである。

３つの固定子入力端子１７は同期発電機出力端子に接続
してあって先に述べたと同じ要領で主コンデンサ２２を
充電する。

作動にあたって、第３図に示す装置は３つの単シリンダ
ーユニットと同様に作動する。先に述べたと同様のトリ
ガ拳マグネットは１２０度隔たった３つのトリガ・パル
ス４５を付勢して１２０度離れた正極性のトリガパルス
を発生する。３つのパイロット５ＣＲ３６に均一なバイ
アスを与えるように並列に接続された３つのバイアス・
コンデンサ４１を除いて、３つのモジュールは第１図に
関連して説明したと同様に独立して作動して点火栓１５
を付勢する。

こうして、本発明は同じ点火モジュールの種々の組合せ
を用いて組立てうる、種々の内燃機関のための点火装置
を提供する。これらの点火モジュールは全体的に固体構
成要素からなり、大量生産が容易である。

【図面の簡単な説明】

１ ０ 第１図は単シリンダ機関に応用した本発明の点火装置を
示す概略図、 第２図は２シリンダ機関に応用した本発明の点火装置を
示す概略図、 第３図は３シリンダ機関に応用した本発明の点火装置を
示す概略図である。 １０−・・点火装置、１２．１３Ｉ１１１・巻線、１５
・１１１１点火栓、１８・・・点火モジュール、１７・
・・固定子入力端子、１８・Φ・トリガ入力端子、１９
・拳・バイアス入力端子、２０＠−拳出力端子、２１＠
拳・アース端子、２２・・−１コンデンサ、２４φ會・
充電ダイオード、２６φ・・パイロット電源コンデンサ
、２８．・０点火変圧器、３２・φ・保護ダイオード、
３３＠・・フリーホイーリング拳ダイオード、３４・・
・コンデンサ 代理人弁理士　　河　　野　　昭 ２ 図面の浄書（内容に変更なし） 手続補正書く自発） 昭和５８年２月３日 特許庁長官殿 １、事件の表示 昭和５７年特許願第２１９１３６号 ２、発明の名称 内燃機関のコンデンサ放電点火装置 ３、補正をする考 事件との関係　特許出願人 名　称　　ブランズウィック　コーポレーション６、補
正の対蒙 願鞠の発明者住所の−および図面

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 （１）　　内燃機関で用いるコンデンサ放電点火装置で
   あって、 Ａ）固定子入力端子、トリガ入力端子、アース端子、出
   力端子を有する接続装置と。 Ｂ）前記固定子入力端子と前−記アース端子との間に接
   続してあって第１の特定極性信号に応じて充電される主
   コンデンサと、 Ｃ）このコンデンサと前記出力端子との間に接続してあ
   って前記出力端子とアースの間に接続した負荷へ前記コ
   ンデンサを制御自在に放電させる主ゲーテッドスイッチ
   であって、前記コンデンサに接続した陽極、前記出力端
   子に接続した陰極、ゲートを有する主ゲーテッドスイッ
   チと、Ｄ）この主ゲーテッドスイッチのゲートに接続し
   た陰極、前記トリガ入力端子に接続してあってトリ力信
   号を受けるゲート、陽極を有するパイロット・ゲーテッ
   ドスイッチと、 Ｅ）前記主ゲーテッドスイッチの陰極と訂記パイロット
   ・ゲーテッドスイッチの陽極の間に接続した電源と を包含し、前記主ゲーテッドスイッチがオンになったと
   きに前記主ゲーテッドスイッチの前記ゲートにゲート電
   流が供給されるようになっていることを特徴とするコン
   デンサ放電点火装置。 （２、特許請求の範囲第１項記載のコンデンサ放電点火
   装置において、前記電源がパイロット・コンデンサを包
   含することを特徴とするコンデンサ放電点火装置。 （３）特許請求の範囲第２項記載のコンデンサ放電点火
   装置において、前記パイロット・コンデンサが前記主コ
   ンデンサと前記出力端子との間に接続してあって前記主
   コンデンサと共に充電され−るようになっていることを
   特徴とするコンデンサ放電点火装置。 （４）特許請求の範囲第３項記載のコンデンサ放電点火
   装置において、前記電源が、さらに、前記主コンデンサ
   とアースとの間に接続した分圧器を包含し、この分圧器
   が前記パイロットφコンデンサに接続した中間タップを
   有することを特徴とするコンデンサ放電点火装置。 （５）特許請求の範囲第４項記載のコンデンサ放電点火
   装置において、さらに、前記バイロツ）・ゲーテッドス
   イッチをトリガする前に前記トリガ信号によって圧倒さ
   れるようになっている立上り電圧を定めるバイアス回路
   装置を包含することを特徴とするコンデンサ放電点火装
   置。 （６）特許請求の範囲第５項記載のコンデンサ放電点火
   装置において、さらに、前記／＜イアス回路装置に接続
   したバイアス入力端子を包含することを特徴とするコン
   デンサ放電点火装置。 （７）内燃機関の１つのシリンダの点火を行なうことが
   でき、他シリンダ機関のシリンダを点火する他の同様な
   モジュールと共に用いるようになっているコンデンサ放
   電点火モジュ）しであって、 Ａ）固定子入力端子、トリガ入力端子、／＜イアス入力
   端子、アース端子、出力端子を有する接続装置と、 Ｂ）前記固定子入力端子と前記アース端子との間に接続
   してあって第１の特定極性信号に応じて充電される主コ
   ンデンサと、 Ｃ）この主コンデンサと前記出力端子との間に接続して
   あって前記出力端子とアースの間に接続した負荷へ前記
   主コンデンサを放電させる主ゲーテッドスイッチであっ
   て、前記主コンデンサに接続した陽極、前記出力端子に
   接続した陰極、ゲートを有する主ゲーテッドスイッチと
   、Ｄ）この主ゲーテッドスイッチのゲートに接続した陰
   極、前記トリガ入力端子からトリガ信号を受けるように
   接続したゲート、陽極を有するパイロット争ゲーテッド
   スイッチと。 Ｅ）前記トリガ入力端子、前記バイアス入力端子、前記
   アース端子、および前記パイロットやゲーテッドスイッ
   チの前記ゲートに接続してあって、前記パイロット書ゲ
   ーテッドスイッチをトリガする前に前記トリガ信号によ
   って圧倒されるようになっている立上り電圧を定め、ト
   リガ信号の間で前記パイロット・ゲーテッドスイッチの
   前記ゲートに逆バイアスを怪えるバイアス回路と。 Ｆ）前記主ゲーテッドスイッチの陰極と前記パイロット
   ｅゲーテッドスイッチの陰極との間に接続したパイロッ
   ト電源コンデンサとを包含することを特徴とするコンデ
   ンサ放電点火装置。