JPS60249668A - 内燃機関用点火装置 - 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】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、内燃機関の回転と同期して交流電圧を誘起す
るエキサイタコイルを電源とし、該機関の回転に同期し
て信号を誘起する信号コイルを信号源として、点火コイ
ルの１次電流を制御することにより機関の点火時期に機
関点火用の点火プラグに印加する高電圧を発生させる内
燃機関用点火装置に関するものである。

［従来の技術］ 内燃機関用の点火装置では、機関の回転数（ｒｏｍ）に
応じて機関の点火時期を制御することが必要であり、機
関側の要求に合致した点火特性を右する点火装置を用意
する必要がある。機関側から多く要求される点火特性と
して、機関の回転数が設定値に達した時にステップ状に
点火時期を進角させる特性がある。この様な点火特性を
得る従来の点火装置では、機関の回転数を検出して該回
転数が設定値に達した時に点火時期を所定の角度進める
ようにしているが、従来の装置では、点火エネルギーを
供給するエキサイタコイルの出力または点火信号を得る
信号コイルの出力により回転数を検出していた為、エキ
サイタコイルまたは信号コイルが設けられた発電機の回
転子と固定子との間のギャップの変動等による波形のバ
ラツキにより回転数の検出値に誤差が生じるのを避けら
れず、これを避けようとすると回路が複雑化して装置が
高価になる欠点があった。

［発明の目的］ 本発明の目的は、簡単な構成で発電機の波形の影響を受
りることなく正確なステップ進角動作を行なわせること
ができるようにした内燃機関用点火装置を提供すること
にある。

［発明の構成コ 本発明が対象とする内燃機関用点火装置は、内燃機関の
回転に同期して交流電圧を誘起するエキサイタコイルを
点火電源とし制御信号入力端子に点火信号が与えられた
時に動作する半導体スイッチにより点火コイルの１次電
流を制御して点火動作を行なわせる点火回路と、前記内
燃機関の回転に同期して第１の極性の信号と第２の極性
の信号とを順次所定の角度間隔で誘起する信号コイルの
出力を入力として前記１次電流制御用半導体スイッチに
前記点火信号を供給して点火時期を決定する点火時期決
定回路とを備えたものであり、本発明の構成は以下に示
す通りである。

（ａ）前記点火時期決定回路は、 （イ）前記信号コイルの後から発生する第２の極性の信
号により前記１次電流制御用半導体スイッチに前記点火
信号を供給する第１の信号供給回路と、 （ロ）前記信号コイルの先に発生する第１の極性の信号
により前記１次電流制御用半導体スイッチに前記点火信
号を供給する第２の信号供給回路とを備えてい、る。

（ｂ）そして前記第２の信号供給回路は、（イ）前記第
２の極性の信号で前記１次電流制御用半導体スイッチに
前記点火信号を供給すべく前記信号コイルと前記１次電
流制御用半導体スイッチの制御信号入力端子との間に設
けられ前記第１の極性の信号によりトリガ信号が与えら
れで導通する信号供給用スイッチ回路と、 （ロ）速度検出用１〜ランジスタと、一端が前記速度検
出用トランジスタのベースにツェナーダイオードを介し
て接続され他端が前記速度検出用トランジスタのエミッ
タに接続されて前記エキサイタコイルの一方の半サイク
ルの出力により前記ツェナーダイオードのツェナー電圧
と前記速度検出用トランジスタのペースエミッタ間電圧
とにより定まる定電圧まで充電される速度検出用コンデ
ンυとを有して前記コンデンサの端子電圧が所定のレベ
ル以上になっている期間前記速度検出用トランジスタを
導通させる速度検出回路と、 （ハ）前記速度検出用トランジスタが遮断している期間
前記信号供給用スイッチ回路に前記トリガ信号が供給さ
れるのを阻止し前記速度検出用トランジスタが導通して
いる期間前記信号供給用スイッチ回路に前記トリガ信号
が供給されるのを許容するトリガ回路とを備えいる。

［発明の作用］ 上記の構成において、点火装置の基本的な動作は従来の
装置と同様であり、機関の点火時期に点火時期決定回路
から点火回路の１次電流制御用半導体スイッヂに点火信
号が供給されると、１次電流制御用半導体スイッチが動
作して点火コイルの１次電流を制御し、該点火コイルの
２次コイルに点火用の高電圧を誘起させる。これにより
機関の気筒に取付けられている点火プラグに火花が生じ
、機関が点火される。

本発明の点火装置において、機関の回転に同期してエキ
サイタコイルに電圧が発生すると、該電圧の一方の半サ
イクルにおいて速度検出用コンデンサが一方の極性に充
電される。このコンデンサの充電電圧はツェナーダイオ
ードのツェナー電圧と速度検出用トランジスタのベース
エミッタ間電圧との和により定まる定電圧にクランプさ
れるため、機関の回転数の如何に拘らず一定になる。該
速度検出用コンデンサの充電の過程で該コンデンサの端
子電圧がトランジスタのトリガレベルを超えると、速度
検出用トランジスタが導通状態になる。エキサイタコイ
ルの一方の半サイクルの出力電圧が上記定電圧以下にな
ると速度横巾用コンデンサが一定の時定数で放電し、そ
の端子電圧が低下していく。速度検出用コンデンサの端
子電圧が速度検出用トランジスタのトリガレベル以下に
なると該トランジスタが遮断状態になる。速度検出用コ
ンデンサの充電電圧は回転数の如何に拘らず一定である
ため、該コンデンサの端子電圧がトランジスタのトリガ
レベル以上になっている時間（速度検出用トランジスタ
が導通している時間）は機関の回転数の如何に拘らず略
一定になる。この速度検出用トランジスタが導通してい
る期間のみトリガ回路の信号供給用スイッヂ回路にトリ
ガ信号が供給されるのが許容される。ｍ関の回転数が設
定値以下の場合には、速度検出用トランジスタが導通し
ている期間内に信号コイルが第１の極性の信号を発生し
ないため、１次電流制御用半導体スイッチへの点火信号
の供給は第２の極性の信号により第１の信号供給回路か
ら行なわれる。従って設定回転数未満の回転領域では、
信号コイルから発生する２つの信号の内、位相が遅れた
方の第２の極性の信号により点火時期が決定される。

機関の回転数が設定値に達すると、速度検出用トランジ
スタが導通している期間内に第１の極性の信号が発生ず
るようになる。そのため第１の極性の信号の発生時に信
号供給用スイッチ回路にトリガ信号が供給され、該第１
の極性の信号により信号供給用スイッチ回路を通して１
次電流制御用半導体スイッチに点火信号が供給される。

このように、機関の回転数が設定値以上になると位相が
進んだ第１の極性の信号により１次電流制御用半導体ス
イッチに点火信号が供給されるようになるため、点火時
期は設定回転数でステップ状に進角する ［実施例］ 以下添附図面を参照して本発明の詳細な説明する。

第１図は本発明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は図示しない機関の気筒に取付けられて点
火コイル１の２次コイルに接続された点火プラグである
。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の非接地側の端子に点火エネルギー蓄
積用コンデンサ３の一端が接続されている。コンデンサ
３の他端と接地間には放電制御用サイリスタ４がカソー
ドを接地側に向けて接続され、サイリスタ４のアノード
とコンデンサ３との接続点にダイオード５のカソードが
接続され、ダイオード５のアノードにエキサイタコイル
６の一端が接続されている。エキサイタコイル６の他端
はサイリスタ４のカソードに接続され、該エキサイタコ
イルの両端には、アノードをサイリスタ４のカソード側
に向けたダイオード７が並列接続されている。エキサイ
タコイル６は機関と同期回転する発電機内に設けられ、
機関の回転に同期して第２図Ａに示ずように交流電圧Ｖ
Ｘを発生する。以上の各部により点火回路８が構成され
ている。この点火回路においては、エキサイタコイル６
どダイオード５とコンデンサ３とが点火コイル１に１次
電流を流す電源回路を構成し、放電制御用サイリスタ４
が点火時期に１次電流を急変させるように制御する１次
電流制御用半導体スイッヂを構成している。こ。

の点火回路はコンデンサ放電式の点火回路として周知の
もので、この点火回路においては、エキサイタコイル６
の図示の矢印方向の半サイクルの出力によりコンデンサ
３が図示の極性に充電される。

このコンデンサ３の端子電圧Ｖ３の回転角度θに対する
変化を第２図Ｂに示しである。次いでサイリスタ４のゲ
ートに点火信号（点火時期を決定する信号）が供給され
ると、該サイリスタ４が導通し、コンデンサ３の電荷が
サイリスタ４と点火コイル１の１次コイルとを通して放
電する。この放電は瞬時に行なわれるため、点火コイル
１の鉄心中で大きな磁束変化が生じ、２次コイル１ｂに
点火用の高電圧が誘起する。この高電圧は点火プラグ２
に印加されるため、該点火プラグに火花が生じ、機関が
点火される。

上記点火回路のサイリスタ４のグー１〜力ソード間には
抵抗１８が並列接続され、該サイリスタのゲートにダイ
オード９のカソードが接続されている。ダイオード９の
アノードは信号コイル１０の一端に接続され、該信号コ
イルの（ｔ！！　Ｏｍと接地間にアノードを接地側に向
けたダイオード１１が接続されている。信号コイル１０
は、機関の回転に同期して回転する信号発電機に設（プ
られていて、第２図Ｃに示したように第１の極性の信号
ＶＳＩと第２の極性の信号ＶＳ２とを順次発生する。こ
こで信号発電機は、第１の極性の信号Ｖｓｌを機関の高
速領域（設定回転数以上の領域）での点火時期θ１１で
発生し、第２の極性の信号Ｖｓ２を機関の低速時の点火
時期θｉ２（θ１１より機関の上死点寄りの角度）で発
生するように構成されている。この信号発電機はエキサ
イタコイルが設けられている磁石発電機と別個に設けて
もよく、該磁石発電機の回転子磁極の一部を利用して構
成してもよい。この例では、信号コイル１０とダイオー
ド９及び１１とにＪ：り信号コイル１０から得られる第
２の信号によりサイリスタ４に点火信号を供給する第１
の信号供給回路が構成されている。

信号コイル１０の他端にはまた信号供給用サイリスタ１
２のアノードが接続され、該サイリスタ１２のカソード
はアノードを該サイリスタ１２のカソード側に向けたダ
イオード１３を介して放電制御用サイリスタ４のゲート
に接続されている。

１ナイリスタ１２のアノードゲート間及びゲートカソー
ド間にはそれぞれ抵抗１４及び１５が並列接続され、信
号コイル１０の一端と接地間にアノードを接地側に向け
たダイオード１６が接続されている。サイリスタ１２及
び抵抗１２．１４にＪ：り信号コイル１０の先に発生す
る第１の極性の信号ＶＳ１によりトリガされて導通する
信号供給用スイッチ回路１７が構成されている。

機関の回転速度を検出するため、エキサイタコイル６の
一端にダイオード２０のアノードが接続され、該ダイオ
ード２０のカソードが抵抗２１を介して速度検出用コン
デンサ２２の一端に接続されている。コンデンサ２２の
他端は接地され、エキサイタコイル６の図示の矢印方向
の極性の半サイクルの出力によりダイオード２０及び抵
抗２１を通してコンデンサ２２が図示の極性に充電され
るようになっている。コンデンサ２２の一端には、ツェ
ナーダイオード２３のカソードが接続され、該ツェナー
ダイオード２３のアノードはエミッタを接地した速度検
出用トランジスタ２４のベースに接続されている。コン
デンサ２２の両端には放電時定数調整用の可変抵抗器２
５が並列接続されている。ダイオード２０、抵抗２１、
ツェナーダイオード２３、トランジスタ２４及び可変抵
抗器２５により速度検出回路２６が構成されている。

この速度検出回路においては、エキサイタコイル６の図
示の矢印方向の半サイクルの出力によりダイオ゛−ド２
０及び抵抗２１を通してコンデンサ２２が図示の極性に
充電される。コンデンサ２２の端子電圧がツェナーダイ
オード２３をブレークダウンさせ１ｑる大きさＶｔ以上
になるとトランジスタ２４にベース電流が流れ、該トラ
ンジスタ２４が導通状態になる。従ってコンデンサ２２
の端子電圧Ｖ２２はツェナーダイオード２３のツェナー
電圧ＶＺとトランジスタ２４のペースエミッタ間電圧Ｖ
ｂｅとの和にクランプされ、機関の回転数の如何に拘ら
ず一定となる。エキサイタコイル６の出力電圧がＶｚ十
Ｖｂｅ以下になると、］ンデンリ〜２２の電荷が、可変
抵抗器２５及びトランジスタ２４０ベースエミツタ間を
通して一定の時定数で放電し、該コンデンサ２２の端子
電圧がツェナーダイオード２３をブレークダウンさせる
太きａＶｔ　（トランジスタ２４のトリガレベル）以下
になると１ヘランジスタ２４が遮断状態になる。コンデ
ンサ２２の充電電圧は機関の回転数の如何に拘らず一定
になるので、１〜ランジスタ２４が導通する期間は機関
の回転数の如何に拘らず一定になる。

コンデンサ２２の端子電圧Ｖ２２の波形を機関の回転角
度θに対して示づと第２図りの通りで、該コンデンサの
端子電圧Ｖ２２が１〜ランジスタ２４のトリガレベルＶ
ｔ以上になっている期間（角度）は回転数がＮ１→Ｎ２
→Ｎ３と上昇していくに従ってθ１→θ２→θ３のよう
に大きくなっていく（■２２がＶｔ以上になっている時
間は機関の回転数の如何に拘らず一定）。機関の回転数
が設定値Ｎ２より低い場合にはトランジスタ２４が導通
している期間内に第１の信号ＶＳ１が発生することが無
いが、機関の回転数が設定回転数Ｎ２に達するとトラン
ジスタ２４が導通している期間θ２内に第１の信号ＶＳ
１が発生しているようになる。このトランジスタ２４が
導通する期間は可変抵抗器２５により調整することがで
きる。なお１〜ランジスタ２４が導通する期間はツェナ
ーダイオード２３に対して並列に可変抵抗器２５′を接
続することによっても調整することができ、この場合は
可変抵抗器２５は不要になる。

上記速度検出用トランジスタ２４のコレクタにはエミッ
タを接地したトランジスタ３０のベースが接続され、該
トランジスタ３０のベースエミツク間には抵抗３１が接
続されている。トランジスタ３０のベースはまた抵抗３
２を介してサイリスタ１２のアノードに接続され、該ト
ランジスタ３０の］レクタはサイリスタ１２のゲートに
接続されている。トランジスタ３０と抵抗３１及び３２
とにより前記速度検出用トランジスタ２４が遮断してい
る期間信号供給用スイッチ回路１７にトリガ信号（サイ
リスタ１２のゲートに与える点弧信号）が供給されるの
を阻止し速度検出用トランジスタ２４が導通している期
間信号供給用スイッチ回路１２にトリガ信号が供給され
るのを許容するトリガ回路３３が構成されている。この
トリガ回路においては、速度検出用トランジスタ２４が
遮断している状態で信号コイル１０に第１の極性の信号
ＶＳＩが発生した時にトランジスタ３０が導通状態にな
り、該トランジスタ３０が勺イリスタ１２に供給される
点弧信号を該サイリスタ１２から側路してサイリスタ１
２に点弧信号が供給されるのを阻止する。また速度検出
用１〜ランジスタ２４が導通している時にはトランジス
タ３０が遮断状態になるため、信号コイル１０が第１の
極性の信号Ｖｓｌを発生した時にサイリスタ１２に員弧
信号が供給され、該サイリスタ１２が導通して第１の極
性の信号ＶＳ’ｌを１次電流制御用半導体スイツヂ４の
ゲートに供給する。

本実施例においては、信号コイル１０とダイオード９及
び１１とにより構成される第１の信号供給回路と、信号
供給用スイッチ回路１７、速１（検出回路２６及びトリ
ガ回路３３からなる第２の信号供給回路とにより、１次
電流制御用半導体スイッチ４に機関の点火時期を定める
点火信号を供給する点火時期決定回路が構成されている
。

上記の実施例において、機関の回転数ＮがＮ１及びＮ２
０時のトランジスタ２４のコレクタエミッタ間電圧Ｖ２
４を機関の回転角度θに対して示すとそれぞれ第２図Ｆ
及σＦのようになり、また回転数ＮがＮ１及びＮ２の時
のトランジスタ３０のコレクタエミッタ間電圧Ｖ３０は
それぞれ第２図Ｇ及び１」のＪ：うになる。すなわち、
機関の回転数が設定伯Ｎ２未満の場合には、トランジス
タ２４が導通している期間θ１内に第１の信号Ｖｓ１が
発生しないので、第２の信号ＶＳ２によりダイオード９
を通してサイリスタ４に点弧信号（点火信号）が供給さ
れ、該第２の信号ＶＳ２の発生位置θ１２でサイリスタ
４に点弧信号が供給されて点火動作が行なわれる。第２
図Ｉ及びＪは、それぞれサイリスタ４に供給される点火
信号ＶＯ及び点火コイルの２次コイルに誘起する点火用
の高電圧ｖｈを示している。

これに対し、機関の回転数が設定値Ｎ２に達すると、ト
ランジスタ２４が導通している期間（［−ランジスタ３
０が遮断状態にあってトリガ回路３３がサイリスタ１２
への点弧信号の供給を許容している期間）θ２内に第１
の信号ＶＳ１が発生ずるようになる。従って第１の信号
Ｖｓ１が発生すると同時にサイリスタ１２に点弧信号が
供給され、該サイリスタ１２を通して１次電流制御用半
導体スイッチとしてのサイリスタ４に点火信号が供給さ
れる。従って機関の点火動作は角度θ１で行なわれるよ
うになり、機関の点火時期は第３図に示すように０２か
ら０１までステップ状に進角することになる。

上記の実施例では、点火回路としてコンデンサ放電式の
回路が用いられているが、本発明で用いる点火回路は信
号コイルの出力により点火信号が与えられて動作時期が
定められる１次電流制御用半導体スイッチにより点火コ
イルの１次電流を制御して点火用の高電圧を得る回路で
あれば良く、機関の点火時期に１次電流制御用半導体ス
イッヂの動作により点火コイルの１次側回路に流してお
いた電流を遮断することにより点火コイルの１次電流を
急変させて点火動作を行なわせる周知の電流遮断形の点
火回路が用いられる揚台にも本発明を適用することがで
きるのは勿論である。

［発明の効果］ 以上のように、本発明においては、速度検出用コンデン
サの端子電圧を一定の電圧にクランプして該コンデンサ
の放電時の特性を一定にすることにより速度検出用トラ
ンジスタの導通期間を一定にし、該トランジスタの導通
期間内に第１の信号が発生ずるか否かにより設定回転数
を検出して点火時期を進角させるので、簡単な回路構成
でエキサイタコイルの出力の波形の影響を受けること無
く正確に設定回転数を検出して進角動作を行なわせるこ
とができ、ステップ状の進角特性を有する内燃期間用点
火装置を安価に構成することができる利点がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例を示した回路図、第２図は第
１図の各部の動作波形を機関の回転角度に対して示した
波形図、第３図は同実施例により得られる進角特性を示
した線図である。 １・・・点火コイル、２・・・点火プラグ、３・・・コ
ンデンサ、４・・・サイリスタ、５・・・ダイオード、
６・・・エキサイタコイル、８・・・点火回路、１２・
・・信号供給用サイリスタ、１４．１５・・・抵抗、１
７・・・信号供給用スイッチ回路、２２・・・速度検出
用コンデンサ、２３・・・ツェナーダイオード、２４・
・・速度検出用トランジスタ。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 内燃機関の回転に同期して交流電圧を誘起するエキサイ
   タコイルを点火電源とし制御信号入力端子に点火信号が
   与えられた時に動作する半導体スイッチにより点火コイ
   ルの１次電流を制御して点火動作を行なわせる点火回路
   と、前記内燃機関の回転に同期して第１の極性の信号と
   第２の極性の信号とを順次所定の角度間隔で誘起する信
   号コイルの出力を入力として前記１次電流制御用半導体
   スイッチに前記点火信号を供給して点火時期を決定する
   点火時期決定回路とを備えた内燃ｍ開用点火装置におい
   て、 前記点火時期決定回路は、 前記信号コイルの後から発生する第２の極性の信号によ
   り前記１次電流制御用半導体スイッチに前記点火信号を
   供給する第１の信号供給回路と、前記信号コイルの先に
   発生する第１の極性の信号により前記１次電流制御用半
   導体スイッチに前記点火信号を供給する第２の信号供給
   回路とを備え、 前記第２の信号供給回路は、 前記第１の極性の信号で前記１次電流制御用半導体スイ
   ッチに前記点火信号を供給すべく前記信号コイルと前記
   １次電流制御用半導体スイッチの制御信号入力端子との
   間に設けられ前記第１の極性の信号によりトリガ信号が
   与えられて導通する信号供給用スイッチ回路と、 速度検出用トランジスタと、一端が前記速度検出用トラ
   ンジスタのベースにツェナーダイオードを介して接続さ
   れ他端が前記速度検出用トランジスタのエミッタに接続
   されて前記工４−ザイタ］イルの一方の半サイクルの出
   力により前記ツェナーダイオードのツェナー電圧と前記
   速度検出用トランジスタのペースエミッタ間電圧とによ
   り定まる定電圧まで充電される速度検出用コンデンサと
   を有して前記コンデンサの端子電圧が所定のレベル以上
   になっている期間前記速度検出用トランジスタを導通さ
   せる速度検出回路と、 前記速度検出用トランジスタが遮断している期間前記信
   号供給用スイッチ回路に前記トリガ信号が供給されるの
   を阻止し前記速度検出用トランジスタが導通している期
   間前記信号供給用スイッヂ回路に前記トリガ信号が供給
   されるのを許容するトリガ回路とを備えていることを特
   徴とする内燃機関用点火装置。