JPS5827093Y2 - 内燃機関用点火装置 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 本考案は、トランジスタスイッチで点火コイルの１次電
流を制御する内燃機関用点火装置に関するものである。

この種の内燃機関用点火装置として、点火コイルの１次
コイルと並列にトランジスタスイッチを設けるとともに
このトランジスタスイッチを制御するための半導体スイ
ッチを設け、機関の点火位置で半導体スイッチを導通さ
せてトランジスタスイッチをしゃ断することにより１次
コイルの電流を急変させて点火コイルの２次コイルｌこ
高電圧を得るようにしたものが知られている。

従来のこの種の点火装置では、半導体スイッチの導通位
置を定める信号をトランジスタスイッチの両端から得て
おり、交流点火電源からトランジスタスイッチを通して
流れる電流が一定値に達してトランジスタスイッチの両
端電圧が半導体スイッチをトリガし得る大きさに達した
ときに半導体スイッチを導通させてトランジスタスイッ
チをしゃ断させるようになっている。

しかしながら、このように、トランジスタスイッチを流
れる電流が一定のしゃ断値に達した時点で点火が行なわ
れる構成では、交流点火電源（通常は機関により１駆動
される磁石発電機）の出力電圧が低くトランジスタスイ
ッチを流れる電流が所定のしゃ断値に達することができ
ない機関の低速回転領域において点火動作を行なわせる
ことができず、動作開始回転数を低くすることができな
い欠点があった。

この場合、電流のしゃ断値を低くすることも考えられる
が、電流のしゃ断値を低くすると点火性能が悪くなるの
を避けられない。

また発電機の出力を大きくして低速時においても大きな
１次電流が流れるよう４こすることも考えられるが、こ
の場合は発電機が大形化し高価になる欠点がある。

更に、低速時にも十分な信号出力を発生する信号コイル
を別個に設けることも考えられるが、この場合も信号コ
イルを配置するために発電機が大形化し、高価になるの
を避けられない。

本考案の目的は、機関の回転速鹿が比較的低い領域にお
いては機関の回転遠吠の増大に応じてしゃ断電流値を増
加させるようにして発電機を大形化することなくしかも
点火性能を損なうことなく点火動作開始回転数を低くす
ることができ、また高速領域においては、しゃ断電流値
を所定の点火性能を得るのｌこ必良最小限の一定値４こ
保つことによってトランジスタスイッチに過大な電流が
流れるのを防止できるようにしたトランジスタ制御式の
内燃機関用点火装置を提供することにある。

以下図示の実施例により本考案を詳細に説明する。

第１図は本考案の一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、２は図示しない１機関の気筒に取付けられて２
次コイル１ｂの両端に並列接続された点火プラグである
。

点火コイル１は内燃機関と同期回転する交流磁石発電機
内に配置され、１次コイル１ａが交流点火電源を兼ねて
いる。

１次コイル１ａの両端にはトランジスタスイッチを構成
するｎｐｎ トランジスタ３のコレクタ・エミッタ間
回路が並列接続され、トランジスタ３のベースは抵抗４
の一端に接続されている。

抵抗４の他端は抵抗５を介してトランジスタ３のコレク
タに接続され、抵抗４及び５の接続点とトランジスタ３
のエミッタにはそれぞれトランジスタスイッチ制御用半
導体スイッチとしてＯトランジスタ６のコレクタ及びエ
ミッタが接続され、トランジスタ６のコレクタ及びエミ
ッタにはそれぞれ誘起火花防止用ダイオード７のカソー
ド及びアノードが接続されている。

またトランジスタ３のエミッタにダイオード８のアノー
ドが接続され、このダイオード８のカソードは、一端が
抵抗９を介してトランジスタ３のコレクタに接続された
コンデンサ１０の他端に接続されている。

コンデンサ１０とダイオード８との接続点には、エミッ
タをトランジスタ３のエミッタと共通接続したトランジ
スタ１１のベースが接続され、トランジスタ３のコレク
タとトランジスタ１１のコレクタとの間に抵抗１２及び
１３からなる抵抗分圧回路が接続されている。

即ち、トランジスタ１１のコレクタ・エミッタ回路に抵
抗１２及び１３からなる分圧回路が直列接続されて両回
路の直列回路が１次コイル１ａ及びトランジスタ３のコ
レクタ・エミッタ間に対して並列に接続されている。

抵抗１２及び１３の接続点（分圧点）は、カソードが抵
抗４を介してトランジスタ６のベースに接続されたダイ
オード１５のアノードに接続され、ダイオード１５と抵
抗１４との接続点とトランジスタ６のエミッタとの間に
コンデンサ１６が接続されている。

上記実施例ζこおいては、トランジスタ１１により点火
タイミング制御用半導体スイッチが構成され、ダイオー
ド８、抵抗９，１２，１３、コンデンサ１０及びトラン
ジスタ１１により点火タイミング制御回路１７が構成さ
れている。

上記実施例において、図示しない内燃機関を回転させる
と、１次コイル１ａに交流電圧が誘起し、この交流電圧
が図示の破線矢印方向になる負の半サイクルにおいては
、１次コイル１ａから誘起火花防止用ダイオード７、抵
抗４及びトランジスタ３のベース・コレクタを通して電
流が流れ、１次コイル１ａの負の半サイクルの誘起電圧
により点火位置以外の位置で２次側に高電圧が発生する
のが防止される。

またこの負の半サイクルにおいては１次コイ、ル１ａか
らダイオード８、コンデ゛ンサ１０及び抵抗９を通して
電流に流れてコンデンサ１０が図示の極性に充電される
。

次に機関のクランク軸の角度θａにおいて１次コイル１
ａの誘起電圧の極性が図示の実線矢印方向になる正の半
サイクルになると、トランジスタ３にベース電流が流れ
てこのトランジスタが導通し、１次コイル１ａからトラ
ンジスタ３のコレクタ・エミッタを通して電流が流れる
。

これと同時にコンデンサ１０の充電電荷がトランジスタ
１１のベース、エミッタを通して放電するためトランジ
スタ１１が導通状態になり、トランジスタ１１のコレク
タの電位はほぼアース電位になる。

トランジスタ１１が導通すると、抵抗１２及び１３の接
続点（分圧点）とトランジスタ１１のエミッタとの間に
トランジスタ３のコレクタ・エミッタ間電圧を分圧した
大きさの電圧が現われるが、機関の回転速度が低く、１
次コイル１ａの誘起電圧が低い場合は、この分圧回路か
ら与えられる電圧によってトランジスタ６にベース電流
が流れることはなく、シたがってこの電圧によってトラ
ンジスタ６が導通することはない。

ところが角度θｉにおいてトランジスタ３のコレクタ電
流がピーク点に達し、トランジスタ３のコレクタ・エミ
ッタ間の電圧がピーク点に達すると、コンデンサ１０の
放電と逆方向への充電とが完了してトランジスタ１１の
ベース電流が零になり、トランジスタ１１が遮断状態に
なる。

従って抵抗１２及び１３の接続点の電位が急に上昇して
トランジスタ６にベース’７１Ｌ流が流れ、このトラン
ジスタ６が導通する。

トランジスタ６が導通ずると、トランジスタ３（こベー
ス電流が流れなくなるため、トランジスタ３がしゃ断状
態になり、１次コイル１ａを流れていた電流が急激に零
になる。

これにより１次コイル１ａに高電圧が誘起し、この電圧
が昇圧されて、２次コイル１ｂの両端に点火プラグ２Ｉ
こ火花を生じさせる高電圧が現われる。

したがって機関の低速時においては、１次コイル１ａを
流れる電流がピーク値に達したときに１次電流がしゃ断
されて点火動作が行なわれる。

１次電流のピーク値は回転速度とともに増大するため、
トランジスタ３がしゃ断する電流値ＬＳの回転速度（ｒ
ｐｍ）に対する特性は、第２図のＡの範囲のように回転
速度とともに増大する特性となる。

これに対し、機関の回転速度が高くなり、１次電流が増
大してトランジスタ３のコレクタエミッタ間電圧が高い
値を示すようになると、トランジスタ１１が導通した後
、しゃ断する前の適当な位置で１次電流が一定値に達し
たときに抵抗１２及び１３の接続点の電位がトランジス
タ６にベース電流を流すに十分な大きさに達し、トラン
ジスタ６が導通する。

したがって機関の高速回転時においては、第２図に示し
たＢの範囲のようにしゃ断電流値を回転速度に対して一
定にすることができ、トランジスタ３のコレクタ電流が
定格を越えるのを防止できる。

このように、上記実施例においては、トランジスタ１１
の導通、しゃ断ｆこよるインピーダンス変化を利用して
トランジスタ６にベース電流を流すため、発電機の出力
が低い機関の低速回転時においてもトランジスタ（トラ
ンジスタスイッチ）３をしゃ断して点火動作を行なわせ
ることができ、また機関の高速時においては、トランジ
スタ３のコレクタエミッタ間電圧によりしゃ断電流値を
一定として点火動作を行なわせることができる。

上記実施例においてコンデンサ１６はトランジスタ６を
一定時間導通状態に保持するためのものであり、ダイオ
ード１５はこのコンデンサ１６の放電を防止するための
ものである。

またダイオード８は、負の半サイクルにおけるコンデン
サ１０の充電方向を定める役割の外、トランジスタ１１
を導通させる際に十分バイアスできる状態にする役割と
、トランジスタ１１のエミッタベース間を保護する役割
とを果す。

上記実施例では、点火タイミング制御用半導体スイッチ
としてトランジスタ１１を用いたが、この半導体スイッ
チは導通信号が零になったときｌこしや断するスイッチ
であればよく、例えば複数のトランジスタを組合せて構
成したもの（例えば複数のトランジスタをダーリントン
接続したもの）でもよい。

また上記の例では１次電流制御用のトランジスタスイッ
チを単一のトランジスタ３により構成したが、複数のト
ランジスタをダーリントン接続したものや、後段のトラ
ンジスタを前段のトランジスタでオンオフ制御するよう
（こした多段のトランジスタスイッチを用いることもで
きる。

更に、上記実施例では、１次電流制御用トランジスタス
イッチをオンオフ制御するための半導体スイッチとして
トランジスタ６を用いたが、このトランジスタに代えて
サイリスク等の他の半導体スイッチを用いることもでき
る。

更に、上記実施例では、１次電流制御用トランジスタス
イッチをオンオフ制御するための半導体スイッチとして
トランジスタ６を用いたが、このトランジスタに代えて
サイリスク等の池の半導体スイッチを用いることもでき
る。

第３図は、この半導体スイッチとしてサイリスタ１８を
用いた実施例を示したもので、サイリスタ１８のアノー
ド及びカソードはそれぞれ抵抗４と５の接続点及びトラ
ンジスタ３のエミッタｌこ接続され、ゲートはダイオー
ド１５のカソードに接続されている。

このようにサイリスタを用いれば、１度点弧信号が入力
されるとアノード電流が保持電流以下になるまで導通状
態を保持できるので、第１図の回路で必要とされたコン
デンサ１６は不要になる。

その他の点は第１図の実施例と同様である。

上記の各実施例では、１次コイル１ａが交流点火電源を
兼ねているが、点火コイルを磁石発電機の外部に配置し
て磁石発電機内に設けた点火電源用発電コイルを交流点
火電源として１次コイル１ａに並列接続するようにして
もよい。

この場合は、トランジスタ３の導通により、点火電源用
発電コイルからこのトランジスタ３を通して大きな電流
が流れ、トランジスタ３がしゃ断すると点火電源用発電
コイルに大きな電圧が誘起する。

この電圧が点火コイルで昇圧され、２次コイルに高電圧
が誘起する。

その他の動作は上記の実施例と同様である。

上記の説明では、トランジスタスイッチを流れる電流が
ピーク値に達したときにトランジスタ１１がしゃ断状態
になるとしたが、コンデンサ１０の容量と抵抗９の抵抗
値とを変えることにより、しゃ断電流値をピーク値以外
の値に設定することもできる。

以上のように、本考案によれば、点火タイミング制御用
半導体スイッチの大きなインピーダンス変化を利用して
点火タイミング信号を得るので、信号源を別個に必要と
することなく、また交流点火電源の出力を増大させるこ
となく点火動作開始回転数を下げることができ、しかも
高速時における点火性能を何ら損うことがないという利
点がある。

更に点火タイミング制御用半導体スイッチと直列に抵抗
分圧回路を接続して高速時にトランジスタスイッチがし
ゃ断する電流値を一定にできるようにしたので、高速時
ｌこトランジスタスイッチに過大な電流が流れるのを防
止できる利点がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案の一実施例を示す接続図、第２図は第１
図の実施例１こおけるしゃ断電流値の回転速度に対する
特性の一例を示す線図、第３図は本考案の他の実施例を
示す接続図である。 １・・・・・・点火コイル、２・・・・・・点火プラグ
、３・・・・・・トランジスタ（トランジスタスイッチ
）、６・・・・・・トランジスタ（半導体スイッチ）、
８・・・・・・ダイオード、１０・・・・・・コンデン
サ、１１・・・・・・トランジスタ（点火タイミング制
御用半導体スイッチ）、１２．１３・・・・・・抵抗、
１８・・・・・・サイリスタ（半導体スイッチ）。

Claims (3)

【実用新案登録請求の範囲】
1. （１）内燃機関の回転に同期して発生する交流点火電源
   電圧の一方の半サイクルで導通し導通した際に点火コイ
   ルの１次コイルに対して並列な電流通路を形成するトラ
   ンジスタスイッチと、導通した際に前記トランジスタス
   イッチをしゃ断するように前記トランジスタスイッチに
   接続された制御可能な半導体スイッチとを備えてなる内
   燃機関用へ表装置において、前記交流点火電源にダイオ
   ードを介して接続されて該交流点火電源の電圧の他方の
   半サイクルにより一方の極性に充電されるコンデンサと
   、前記交流点火電源の一方の半サイクルで前記コンデン
   サの放電電流を導通信号として導通ずる点火タイミング
   制御用半導体スイッチと、前記点火タイミング制御用半
   導体スイッチに直列に接続された抵抗分圧回路とを具備
   し、前記点火タイミング制御半導体スイッチと抵抗分圧
   回路との直列回路は前記トランジスタスイッチｆこ対し
   て並列に接続され、前記抵抗分圧回路の分圧点に得られ
   る電圧で前記半導体スイッチに導通信号が与えられるこ
   とを特徴とする内燃機関用点火装置。
2. （２）前記点火コイルは内燃機関と同期回転する発電機
   内ｊコ装置され、前記点火コイルの１次コイルが前記交
   流点火電源を兼ねている実用新案登録請求の範囲第（１
   ）項に記載の内燃機関用点火装置。
3. （３）前記交流点火電源は内燃機関と同期回転する交流
   発電機内に配置された発電コイルである実用新案登録請
   求の範囲第（１）項に記載の内燃機関用点火装置。