JPS5941019B2 - 内燃機関用点火装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は点火コイルを有し点火エネルギーの蓄積のため
に前記点火コイルの１次巻線に直流電流源から電流を供
給するようにした内燃機関用点火装置に関する。

斯様な点火エネルギーを点火コイルに蓄積する点火装置
を用いると、点火装置の構造が比較的簡単になるので有
利である。

また斯様な点火装置は内燃機関の低い回転数において有
効な点火火花を発生する点火エネルギーを蓄積するのに
必要な電流をかなり長時間に亘って１次巻線に供給する
ので不利である。

このために不必要な電流が消費される。

本発明の課題は前述の欠点を有しない冒頭に述べた形式
の点火装置を提供することである。

本発明によればこの課題は、１次巻線に点火に対する所
定の点火エネルギーを蓄積する際一時的な時間間隔にお
いて巻線部分だけに直流電流源から電流を供給し、１次
巻線の前記巻線部分に比べて大きな巻線部分に分岐線を
接続し、前記分岐線を介して、前記時間間隔の終了の際
１次巻線に生ずる誘起電流を供給することによって解決
される。

次に本発明を図示の実施例につき詳しく説明する。

第１図に示した点火装置は図示されてない内燃機関例え
ば自動車の内燃機関に用いられる。

この点火装置は直流電流源１、例えば自動車の蓄電池か
ら給電される。

電流源１のプラス端子に、作動スイッチ（点火スイッチ
）２に接続された第１の給電線３が接続され、かつマイ
ナス端子には、アースに接続された第２の給電線４が接
続されている。

点火装置は点火エネルギーの蓄積に用いられる点火コイ
ル５を有し、点火コイルの２次巻線６は点火プラグ７を
介して第２の給電線４に接続されている。

また勿論公知のように２次巻線６を、図示されてない点
火分配器を用いて所定の順序で複数の点火プラグに接続
可能である。

点火コイルに所属の１次巻線８は、１つの点火過程に用
いられる点火エネルギーを蓄積する際ただ巻線部分９に
一時的な時間間隔において電流源１から電流が供給され
る。

その場合巻線部分９に比べて大きな巻線部分１０に分岐
線１１が接続されており、分岐線１１を介して上述の一
時的な時間間隔の終りに１次巻線８によって生じた誘導
電流が流れる。

巻線部分９は１次巻線８の第１の巻線端部１２と１次巻
線８に設けられたタップ１３との間に接続されており、
巻線部分９と接続スイッチ１４とは直列接続されて給電
線に接続されている。

この場合給電線は、先ず第１の給電線３から補助スイッ
チ１５と逆流に対する保護に用いられるダイオード１６
とを介してタップ１３に接続されており、更に第１の巻
線端部１２から接続スイッチ１４と監視抵抗１７とを介
して第２の給電線４に接続されている。

接続スイッチ１４は、エミッタを監視抵抗１７に接続し
た（ｎｐｎ−））ランジスタ１８のエミッターコレクタ
間によって構成されている。

またこの場合補助スイッチ１５は、コレクタを第１の給
電線３に接続した（ｎｐｎ−））ランジスタ１９の工ミ
ツターコレクタ間によって構成されている。

１次巻線８はタップ１３から第２の巻線端部２０に続い
ている。

この場合分岐線１１は第１の巻線端部１２から先ず接続
スイッチ１４を介して、次に監視抵抗１７と逆流に対す
る保護ダイオード２１とを介して第２の巻線端部２０に
接続されている。

点火エネルギーの蓄積は、図示の実施例において従来の
カムで制御される断続器スイッチによって構成された制
御スイッチ２２の導通切換状態に依存して変化する。

また制御スイッチ２２を図示されてないトランジスタの
エミッターコレクタ間で構成し、そのトランジスタを断
続器スイッチによって、または例えば交流発生器の形式
で作動される信号発信器を用いて、場合によっては少な
くとも１つのトリガ回路を介して接点を使わずに制御す
ることができる。

給電線４に接続された制御スイッチ２２は２つの抵抗２
３，２４の直列接続を介して第１の給電線３に接続され
ている。

これらの２つの抵抗２３゜２４０共通の接続線は（ｐｎ
ｐ −） ）ランジメタ２５０ベースに接続されており
、その場合トランジスタ２５のエミッタは第１の給電線
３に接続されかつコレクタは抵抗２６を介してトランジ
スタ１８のベースに接続されている。

給電線３に抵抗２７を介して、次にコンデンサ２８と電
流源１に対して遮断方向に応動するように接続されたツ
ェナーダイオード２９との並列接続を介して、第２の給
電線４に接続された接続線が接続されている。

それ故接続点３０に安定化された電位が生ずる。

接続点３０は２つの抵抗３１，３２０直列接続を介して
第２の給電線４に接続されている。

これらの２つの抵抗３１．３２の共通の接続点は（ｎｐ
ｎ−））ランラスタ３３０ベースと接続され、抵抗３４
を介してトランジスタ１８のエミッタとに接続されてい
る。

トランジスタ３３のコレクタは（ｎｐｎ −） ）ラン
ラスタ３５０ベースと、抵抗３６を介して接続点３０と
接続され、２つの抵抗３γ、３８の直列接続を介して第
２の給電線４に接続されている。

トランジスタ３３のエミッタハトランジスタ３５のエミ
ッタと共に、抵抗３９を介して第２の給電線４に接続さ
れている。

トランジスタ３５のコレクタは抵抗４０を介して接続点
３０に接続されている。

抵抗３７，３８の共通の接続点に（ｎｐｎ −） ）ラ
ンジスタ４１のベースが接続されており、その場合トラ
ンジスタ４１のエミッタは第２の給電線４に、そのコレ
クタは２つの抵抗４２，４３０直列接続を介して第１の
給電線３に接続されている。

抵抗４２，４３の共通の接続点に（ｐｎｐ −） ）ラ
ンジスタ４４のベースが接続されており、その場合トラ
ンジスタ４４のエミッタは第１の給電線３に、そのコレ
クタはトランジスタ１９０ベースに接続されている。

前述の点火装置は次のように動作する： 作動スイッチ２を閉成すると点火装置は作動準備となる
。

そして内燃機関の作動の際制御スイッチ２２を導通切換
状態に切換えるべきである。

そしてトランジスタ２５のエミッターベース間と抵抗２
３とを介して制御電流が流れることによって、トランジ
スタ２５のエミッターコレクタ間は導通する。

それによって抵抗２６を介してトランジスタ１８のベー
ス−エミッタ間に制御電流が流れるので、接続スイッチ
１４を構成するエミッターコレクタ間も導通する。

この時点にトランジスタ３３のエミッターコレクタ間は
電流遮断状態にあり、またトランジスタ３５のエミッタ
ーコレクタ間は導通状態である。

そこで抵抗２７，３６゜３７とトランジスタ４１のベー
ス−エミッタ間とを介して制御電流が流れると、トラン
ジスタ４１のエミッターコレクタ間に電流が流れる。

それによって抵抗４２ならびにトランジスタ４１のエミ
ッターコレクタ間を介して第２の給電線４に接続された
トランジスタ４４のエミッターベース間を介して、電流
が流れる。

そこでトランジスタ４４のエミッターコレクタ間は導通
しかつトランジスタ１９のベースをエミッタに対してプ
ラスにバイアスする。

そこで補助スイッチ１５を構成するエミッターコレクタ
間、ダイオード１６、巻線部分９、接続スイッチ１４な
らびに監視抵抗１１を介して電流が流れ、その場合巻線
部分９のインダクタンス−および抵抗値が比較的小さい
ために電流は急激に増加し、十分なエネルギー値が急速
に蓄積される。

このエネルギー値に相応する電流値に達すると、監視抵
抗１１で降下する電圧によって抵抗３４、トランジスタ
３３０ベース−エミッタ間および抵抗３９を介して電流
が流れる。

それによってトランジスタ３３のエミッターコレクタ間
は導通しかつトランジスタ３５のエミッターコレクタ間
は遮断状態となる。

それによってトランジスタ４１のエミッターコレクタ間
、トランジスタ４４のエミッターコレ２２間および補助
スイッチ１５を構成するトランジスタ１９のエミッター
コレクタ間は遮断状態に移行する。

それによって巻線部分９に誘起電圧が生ずるので、誘起
電流は接続スイッチ１４、監視抵抗１γ、ダイオード２
１、および第２の巻線端部２０ならびにタップ１３間に
接続された巻線部分を介して流れる。

そこで作用する巻線部分１０のインダクタンス値は比較
的大きいので、誘起電流ひいては点火コイルに蓄積され
たエネルギーは徐々に低下する。

蓄積された点火エネルギーが点火火花を発生できない値
に達する以前に、誘起電流の減少によって監視抵抗１７
の電圧降下は減少するので、トランジスタ３３のエミッ
ターコレ２２間は再び遮断状態になりかつトランジスタ
３５のエミッターコレクタ間は新たに導通する。

それによってトランジスタ４１のエミッターコレクタ間
、トランジスタ４４のエミッターコレクタ間および補助
スイッチ１５を構成するトランジスタ１９のエミッター
コレクタ間は再び導通状態に移行する。

そこで再び巻線部分９には、誘起電流が流れた除虫じた
エネルギー損失を補償するために一時的に電流源１から
電流が併給される。

このサイクツｖ＆友醗終的に点火時期に制御スイッチ２
２が電流を遮断する切換状態に切換えられるまで繰返さ
れる。

そこでトランジスタ２５のエミッターコレクタ間ひいて
は接続スイッチ１４を構成するトランジスタ１８のエミ
ッターコレクタ間は遮断状態になることによって、電流
源１から巻線部分９を介して流れる電流または巻線部分
１０を介して流れる誘起電流は遮断されかつ２次巻線６
に、点火プラグ１に電気火花（点火火花）を発生する高
電圧パルスが生ずる。

そこで再び制御スイッチ２２が導通切換状態に切換えら
れると、新たに前述の作動過程が開始される。

トランジスタ３３，３５を組合わせてシュミット−トリ
ガ回路を構成することによって、補助スイッチ１５の切
換ヒステリシスは比較的簡単に決められる。

第２図の点火装置において、第１の給電線３に接続され
た給電線は監視抵抗１１を介して第１の巻線端部１２に
接続され、更に巻線部分９に接続された後タップ１３か
ら接続スイッチ１４を介して第２の給電線４に接続され
ている。

分岐線１１は、第２の巻線端部２０に接続されており、
更に巻線端部２０から補助スイッチ１５と監視抵抗１７
とを介して第１の巻線端部１２に接続されている。

この場合補助スイッチ１５はサイリスタ４５のアノード
−カッ−に間で構成されている。

また点火コイル５への点火エネルギーの蓄積は、制御ス
イッチ２２の導通切換状態に依存して変化する。

制御スイッチ２２は抵抗４６を介して第１の給電線３に
接続されている。

制御スイッチ２２に（ｎｐｎ−））ランジスタ４１と（
ｎｐｎ −） ｌ□ランジスタ４８とを有する単安定マ
ルチバイプレータカ後置接続されている。

トランジスタ４７のエミッタは第２の給電線４に接続さ
れかつそのベースは抵抗４９を介して制御スイッチ２２
の、第２の給電線４とは反対側の接続端子に接続されて
いる。

トランジスタ４７のコレクタは（ｐｎｐ−）トランジス
タ５００ベースに接続された抵抗５１と接続され、また
コンデンサ５２を介してダイオード５３のアノードに接
続されている。

ダイオード５３のカソードはトランジスタ４８のベース
に接続されかつトランジスタ４８の切換限界値を高める
ために用いられる。

またダイオード５３のアノードは抵抗５２′を介して制
御スイッチ２２の、第２の給電線４とは反対側の接続端
子に接続されている。

エミッタで第２の給電線４に接続されたトランジスタ４
８は、コレクタでトランジスタ５０のコレクタに接続さ
れた抵抗５４と、阻止ダイオード５５のアノードとに接
続されており、阻止ダイオード５５のカソードは、エミ
ッターコレクタ間が接続スイッチ１４を構成するトラン
ジスタ１８の、抵抗５６を介して第２の給電線４に接続
されたベースに接続されている。

トランジスタ５００ベースは阻止ダイオード５７のアノ
ードに接続されており、阻止ダイオード５７のカソード
は（ｐｎｐ −））ランジスタ５８のコレクタと接続さ
れ、また抵抗５９を介して第２の給電線４とに接続され
ている。

エミッタで第１の給電線３に接続されたトランジスタ５
８のベースに、それぞれ３つの抵抗６０，６Ｌ６２のう
ちの１つに接続された３つの接続線が接続されており、
そのうち抵抗６０に接続された接続線は第１の給電線３
に接続され、抵抗６１に接続された接続線は監視抵抗１
７の第２の給電線３とは反対側の接続端子に接続され、
また正帰還抵抗として作用する抵抗６２に接続された接
続線はトランジスタ５０のコレクタに接続されている。

正帰還抵抗６２の、トランジスタ５８のベースとは反対
側の接続端子は阻止ダイオード６３のアノードに接続さ
れており、阻止ダイオード６３０カソードは第２の給電
線４に接続された抵抗６４と別のダイオード６５０カソ
ードとに接続されている。

ダイオード６５のアノードは（ｐｎｐ−））ランジスタ
ロ６のベースに接続されかつトランジスタ６６の切換限
界値を高めるために用いられる。

第１の給電線３かも電流源１に対して導通方向に接続さ
れたダイオード６１、制御コンデンサ６８および抵抗６
９を介して第２の給電線４に別の接続線が接続されてい
る。

またその場合ダイオード６１のカソードは抵抗７０を介
してサイリスタ４５０制御電極に接続されており、また
抵抗６９の第２の給電線４とは反対側の接続端子は、エ
ミッタが第１の給電線３に接続されたトランジスタ６６
のコレクタに接続されている。

第２図の点火装置は次のように動作する：作動スイッチ
２を閉成すると点火装置は作動準備状態となる。

そこで作動の際制御スイッチ２２が導通切換状態に切換
わると、トランジスタ４７とトランジスタ４８とのベー
ス−エミッタ間に制御電流が流れなくなることによって
、２つのトランジスタ４７．４８のエミッターコレクタ
間は遮断状態に移行する。

またトランジスタ５８のエミッターコレクタ間は遮断さ
れているので、トランジスタ５０のエミッターベース間
を介して制御電流が流れ、その場合制御電流は阻止ダイ
オード５７と抵抗５９とを介して第２の給電線４に達す
る。

トランジスタ５０のエミッターコレクタ間、抵抗５４、
阻止ダイオード５５およびトランジスタ１８のベース−
エミッタ間を介して電流が流れることによって、接続ス
イッチ１４は導通切換状態に作動される。

そこで電流源１から監視抵抗１１ならびに巻線部分９を
介して流れる電流は増加し、実際に十分な点火エネルギ
ーが点火コイル５に蓄積される所定の値に達する。

この電流値で監視抵抗１１に電圧降下が生じ、この電圧
降下によって抵抗６１を介してトランジスタ５８のエミ
ッターコレクタ間を導通切換状態に切換える。

それによってトランジスタ５０のエミッターコレクタ間
は遮断状態になる。

その際これは正帰還抵抗６２によって促進される。

制御電流が減少することによって接続スイッチ１４を構
成するトランジスタ１８のエミッターコレクタ間は遮断
状態に移行する。

そこでトランジスタ１８のコレクタならびにサイリスタ
４５のアノードに１次巻線８の誘起電圧が作用する。

その場合トランジスタ５０のエミッターコレクタ間は遮
断されているので、トランジスタ６６のエミッターベー
ス間とダイオード６５と抵抗６４とを介して電流が流れ
ることによって、トランジスタ６６のエミッターコレク
タ間は導通状態になりかつ以前にダイオード６７ならび
に抵抗６９を介して充電された制御コンデンサ６８を、
抵抗７０とサイリスタ４５０制御区間とトランジスタ６
６のエミッターコレクタ間とを介して放電する。

それ故補助スイッチ１５を構成するサイリスタ４５のア
ノード−カソード間は導通状態になる。

その際誘起電圧は増加しない。それはその場合誘起電圧
によって生ずる誘起電流は補助スイッチ１５、監視抵抗
１７および巻線部分１０を介して流れるからである。

この電流は線路損によって徐々に減少し、実際にまだ点
火火花を発生する十分な点火エネルギーを有する所定の
値に達する。

またこの電流値で監視抵抗１７に生ずる電圧降下によっ
て、再びトランジスタ５８のエミッターコレクタ間は遮
断状態に移行しかつトランジスタ５０のエミッターコレ
クタ間は新たに導通状態に移行する。

それによって再び接続スイッチ１４は導通状態に制御さ
れるので、巻線部分９に新たに電流源１から電流が供給
されかつサイリスタ４５でアノードのプラスの電位が除
去されるので、サイリスタのアノード−カソード間は遮
断される。

そこで再び巻線部分９の電流は、実際に前述の過程があ
らためて開始されるまで増加する。

この過程は制御スイッチ２２が導通切換状態にある限り
繰返される。

制御スイッチ２２が点火時点に遮断状態に切換えられる
と、先ずトランジスタ４γのエミッターコレクタ間は導
通状態に移行し、それによってトランジスタ５０のエミ
ッターコレクタ間も導通状態に移行する。

またコンデンサ５２の充電によってトランジスタ４８の
エミッターコレクタ間は短時間（約５０μＳ）遮断され
たままである。

それによって接続スイッチ１４は短時間導通されかつ場
合によっては実際に導通されたサイリスタ４５のアノー
ド−カソード間を非導通状態に切換えるようにする。

その場合トランジスタ５０のエミッターコレクタ間は導
通しているので、トランジスタ６６のエミッターコレク
タ間が導通状態であることによって、サイリスタ４５は
瞬時に制御作用を行えないことがある。

次にトランジスタ４８のエミッターコレクタ間が導通状
態に移行すると、接続スイッチ１４を構成するトランジ
スタ１８のエミッターコレクタ間は不導通となるので、
巻線部分９で電流は遮断される。

そこで２次巻線６に、点火プラグ７に電気火花（点火火
花）を発生する高電圧パルスが生ずる。

第３図の点火装置は第２図の点火装置と異なり、第１の
給電線３に接続された給電線は監視抵抗１７を介してタ
ップ１３に接続され、タップ１３に接続された巻線部分
９から接続スイッチ１４を介して第２の給電線４に接続
されており、また分岐線１１はアノードが第２の巻線端
部２０に接続されたサイリスタ４５のカソードから、先
ず第１の給電線３０部分および監視抵抗１７を介してタ
ップ１３に接続されている。

この場合タップ１３と第２の巻線端部２０間に接続され
かつ巻線部分１０を形成する１次巻線８の巻線部分は、
巻線部分９を形成する巻線部分より大きく選択されてい
る。

第２図と同じ作用をする別の回路素子は第２図と同じ番
号で示しである。

第３図の点火装置は、誘起電流がタップ１３と第２の巻
線端部２０間に接続された巻線部分を介して流れる点だ
けが第２図の点火装置と異なる。

そこで第１図〜第３図の点火装置において、点火過程を
決める点火エネルギーを蓄積する際１次巻線８は一時的
に電流源１から電流を供給されるだけであり、その場合
冒頭に述べた形式の点火装置において電流消費は比較的
僅かである。

【図面の簡単な説明】

第１図〜第３図は本発明による点火装置の実施例の回路
図である。 ５・・・・・・点火コイル、７・・・・・・点火プラグ
。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 点火コイルを有し、点火エネルギーの蓄積のために
   前記点火コイルの１次巻線に直流電流源から電流を供給
   するようにした内燃機関用点火装置において、１次巻線
   ８に点火に対する所定の点火エネルギーを蓄積するとき
   一時的な時間間隔において巻線部分９だけに直流電流源
   １から電流を供給し、１次巻線８の前記巻線部分９に比
   べて大きな巻線部分１０に分岐線１１を接続し、前記分
   岐線を介して、前記時間間隔の終了の際１次巻線８に生
   ずる誘起電流を供給するようにしたことを特徴とする点
   火装置。 ２１次巻線８の巻線部分９をタップ１３と第１の巻線端
   部１２との間に接続し、巻線部分９と接続スイッチ１４
   とを直列接続して、第１の給電線３から第２の給電線４
   に接続された給電線に接続し、更にその場合筒１の給電
   線３を直流電流源１０１つの端子に、かつ第２の給電線
   ４を直流電流源１の別の端子に接続した特許請求範囲第
   １項記載の点火装置。 ３１次巻線８はタップ１３からさらに第２の巻線端部２
   ０に続いており、第２の巻線端部２０で分岐線１１月の
   端子のうちの１つを構成した特許請求範囲第１項または
   第２項記載の点火装置。 ４ 補助スイッチ１５を設け、前記補助スイッチを用い
   て分岐線１１に誘起電流を流すようにした特許請求範囲
   第１項〜第３項のいずれかに記載の点火装置。 ５ 給電線を第１の給電線３から先ず補助スイッチ１５
   を介して、次には巻線部分９と接続スイッチ１４とを介
   して第２の給電線４に接続した特許請求範囲第１項〜第
   ４項のいずれかに記載の点火装置。 ６ 分岐線１１を１次巻線８の第１の巻線端部１２から
   、先ず接続スイッチ１４を介して、次には誘起電流の導
   通方向に接続されたダイオード２１を介して１次巻線８
   の第２の巻線端部２０に接続した特許請求範囲第１項〜
   第５項のいずれかに記載の点火装置。 ７ 補助スイッチ１５と巻線部分９間に直流電流源１に
   対して導通方向に接続されたダイオード１６を設けた特
   許請求範囲第１項〜第５項のいずれかに記載の点火装置
   。 ８ 制御スイッチ２２の導通状態に依存して点火エネル
   ギーを蓄積するようにした特許請求範囲第１項〜第４項
   のいずれかに記載の点火装置。 ９ 制御スイッチ２２の導通状態において接続スイッチ
   １４を常に導通状態にし、それに対して補助スイッチ１
   ５は１次巻線８に電流を供給する時間間隔だげ導通状態
   にするようにした特許請求範囲第１．２．３．４．５ま
   たは８項のいずれかに記載の点火装置。 １０ 制御スイッチ２２の導通状態において接続スイ
   ッチ１４と補助スイッチ１５とを交互に導通状態にし、
   その場合接続スイッチ１４は、１次巻線８に所定の電流
   を供給する時間間隔に電流を流し、また補助スイッチ１
   ５はその間の時間に電流を流すようにした特許請求範囲
   第１．２．３．４または８項のいずれかに記載の点火装
   置。 １１ 第１の給電線３から１次巻線８の第１の巻線端
   部１２に給電線を接続し、更に前記給電線をタップ１３
   から接続スイッチ１４を介して第２の給電線４に接続し
   た特許請求範囲第１．２．３．４．８または１０項のい
   ずれかに記載の点火装置。 １２ 分岐線１１を１次巻線８の第２の巻線端部２０
   から補助スイッチ１５を介して１次巻線８の第１の巻線
   端部１２に接続した特許請求範囲第１．２３．４．８．
   １０または１１項のいずれかに記載の点火装置。 １３ 給電線を第１の給電線３からタップ１３に接続し
   、更に第１の巻線端部１２から接続スイッチ１４を介し
   て第２の給電線４に接続した特許請求範囲第１．２．３
   ．４．８または１０項のいずれかに記載の点火装置。 １４ 分岐線１１を１次巻線８の第２の巻線端部２０
   から補助スイッチ１５を介してタップ１３に接続した特
   許請求範囲第１．２．３．４．８．１０または１３項の
   いずれかに記載の点火装置。