JPS6062668A - 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、２ザ１′タル内燃機関を点火するのに好適な
電流しゃ所望の内燃機関用点火装置に関するものである
。

従来技術 従来のこの種の点火装置としで、機関と同期回転する磁
石発電機を電源とし、トランジスタスイッチにより電流
を制御して点火動作を行わせるようにしたものがある。

第１図は従来のこの種の点火装置の回路を示したもので
、同図において１は機関と同期回転する磁石式交流発電
機（フライホイールマグネト）内に配置された点火コイ
ルである。点火コイル１は１次コイル１ａと２次コイル
１ｂとを備えていて両コイルの一端は接地され、２次コ
イル１ｂの非接地側端子は機関の気筒に取付けられた点
火プラグ２の非接地側端子に高圧ケーブルを介して接続
されている。点火コイル１の１次コイル１ａは点火電源
コイルを兼ねており、該１次コイル１ａには機関の回転
に同期して交流電圧■１が誘起する。１次コイル１ａの
非接地側の一端にはエミッタを接地したトランジスタ３
ａのコレクタが接続され、トランジスタ３ａのコレクタ
及びベースにそれぞれトランジスタ３ｂの」レクタ及び
エミッタが接続されている。トランジスタ３ａ及び３ｂ
は電流制御用トランジスタスイッチ３を構成するもので
、トランジスタ３ｂのベースには抵抗５の一端が接続さ
れている。抵抗５の細端と１次コイル１ａの非接地側の
端子との間に抵抗６が接続され、１次コイル１ａに図示
の実線矢印方向の半サイクルの電圧Ｖ１が誘起したとき
に抵抗６及び５を通してダーリントン接続されたトラン
ジスタ３ｂ及び３ａにベース電流が流れてこれらのトラ
ンジスタが（電流制御用１〜ランジスタスイツチ３が）
導通するようになっている。

抵抗５及び６の接続点にエミッタを接地した１〜ランジ
スタフａのコレクタが接続され、該トランジスタにより
しゃ断制御用半導体スイッチ７が構成されている。トラ
ンジスタ３ａのコレクタエミッタ間（電流制御用トラン
ジスタスイッチ３の両端）及び１次コイル（点火電源コ
イル）１ａに対して並列に、第１の抵抗８ａ及び第２の
抵抗８ｂの直列回路からなる抵抗分圧回路８が並列接続
され、該分圧回路８の分圧点が抵抗１０を介してｌ〜ラ
ンジスタフａのベース＜ａ断制御用半導体スイッチ７の
制御信号入力端子）に接続されているーまた１次コイル
１ａの図示の破線矢印方向の誘起電圧からトランジスタ
７ａ’を保護するため、該トランジスタ７ａのコレクタ
エミッタ間にアノードを接地側に向けたダイオード１１
が並列接続されている。

上記点火装置において、機関の回転に伴って１次コイル
１ａに図示の実線矢印方向の電圧■１が誘起するとトラ
ンジスタスイッチ３にベース電流が流れて該トランジス
タスイッチが導通し、１次コイル１ａからトランジスタ
スイッチ３を通して短絡電流１１が流れる。この電流の
増大に伴ってトランジスタスイッチ３の両端の電圧が一
定の大きざに達すると、トランジスタ７ａが導通状態に
なってトランジスタ３ｂのベース電位が略接地電位にな
り、トランジスタスイッチ３が遮断状態になる。これに
より１次コイル１ａに図示の実線矢印方向の高電圧が誘
起し、この高電圧が更に昇圧されて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。

ところで２サイクル内燃機関を点火する場合には、第２
図に示した曲線ａのように、機関の低速領域から中速領
域にかけて回転速度Ｎ（ｒｏｍ）の上昇に伴って点火位
置αを進角させて中速領域では点火位置を一定に保持し
、高速領域では点火位置を遅角させる特性を備えること
が望ましいとされている。ここでもし点火位置が第２図
の斜線を施した下側の領域■に入ると、機関の出力が低
下し、斜線を施した上側の領域Ｈに入ると気筒内で異常
高温燃焼が生じて機関の焼き付きが生じる危険がある。

ところが第１図に示した従来の点火装置では、中速領域
以上の回転領域で点火位置が一定になり、第２図に破線
すで示したような特性になるため、機関の高速時に異常
燃焼が生じて機関が焼き付く恐れがあった。

発明の目的 本発明の目的は、高速時に異常燃焼が生じて機関が焼き
付くのを防止した電流遮断型の内燃機関用点火装置を提
供することにある。

発明の構成 本発明は、機関と同期回転する磁石式交流発電機内に配
置された点火電源コイルと、前記点火電源コイルに対し
て並列に接続されて前記点火電源コイルの出力の一方の
半サイクルでベース電流が与えられて導通する電流制御
用トランジスタスイッチと、第１及び第２の抵抗の直列
回路からなっていて前記トランジスタスイッチ及び前記
点火電源コイルに対して並列に接続された抵抗分圧回路
と、導通した際に前記トランジスタスイッチを遮断する
ように設けられるとともに前記第１の抵抗を通して導通
信号が与えられて導通するように制御信号入力端子が前
記抵抗分圧回路の分圧点に結合された遮断制御用半導体
スイッチとを備え、前記トランジスタスイッチの遮断に
より前記点火電源コイルに誘起する電圧を昇圧して点火
用の高電圧を得る電流遮断型の内燃機関用点火装置を改
良したもので、本発明においては、前記抵抗分圧回路の
分圧点にカソードが接続されたダイオードと、前記ダイ
オードを介して前記第１の抵抗に対して並列に接続され
た付加抵抗と、前記ダイオードを介して前記第２の抵抗
に対して並列に接続された点火位置制御用トランジスタ
スイッチと、コンデンサと、前記点火電源コイルの他方
の半サイクルの出力で前記コンデンサを一方の極性に充
電覆るコンデンサ充電回路と、前記］ンデン勺を電流制
限素子を通して放電させる放電回路とが設りられ、前記
電流制限素子の両端の電圧降下が一定値以上になったと
きに前記点火位置制御用１〜ランジスタスイツチが導通
するように前記電流制限素子が前記点火位置制御用トラ
ンジスタスイッチ−の制御端子に結合されている。

上記の構成において、機関の回転の低速領域では電流制
限素子の両端の電圧が点火位置制御用トランジスタスイ
ッチのトリガレベルに達しないため該１〜ランジスタス
イツヂが導通しない。このとき付加抵抗は分圧回路の第
１の抵抗に対して電気的に並列に接続された状態にあり
、遮断制御用半導体スイッチに供給される導通信号はイ
」加抵抗が無い場合に比べて大きくなる。この状態で機
関の回転の上昇に伴って点火電源コイルに誘起する電圧
が上昇していくと遮断制御用半導体スイッチが導通する
位相が進み、点火位置は機関の回転速度の上昇に伴って
進角していく。機関の中速領域では、電流制限素子の両
端の電圧が点火位置制御用トランジスタスイッチのトリ
ガレベルに達するため該トランジスタスイッチが導通す
る。このトランジスタスイッチが導通すると付加抵抗が
分圧回路の第１の抵抗から電気的に切離された状態にな
って遮断制御用半導体スイッチに供給される導通信号が
制限される。従ってこの点火位置制御用トランジスタス
イッチが導通している間遮断制御用半導体スイッチに供
給される導通信号が該半導体スイッチのトリガレベルに
達するのが阻止される。

コンデンサの放電が進み、電流制限素子の両端の電圧が
点火位置制御用トランジスタスイッチのトリガレベル未
満になると該トランジスタスイッチが遮断して再び第１
の抵抗の両端にイ１加抵抗が接続されるため、遮断制御
用半導体スイッチに供給される導通信号が大きくなり、
該遮断制御用半導体スイッチが導通して点火が行われる
。従って機関の中速領域では点火位置制御用トランジス
タスイッチが遮断する位置で点火が行われる。ｎＰＡの
高速領域においてはコンデンサの充電電圧が上品し、点
火位置制御用トランジスタスイッチが導通する時間が長
くなるため、遮断制御用半導体スイッチに供給される導
通信号が制限された個の状態が長く続き、該半導体スイ
ッチが導通する位置が遅れて点火位置は大幅に遅角する
。従って本発明の装置によれば、機関の低速領域から中
速領域にかけて点火位置を進ませ、高速領域で点火位置
を急速に遅角さゼる特性を得ることができる。

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３図は本発明の実施例を示したもので、同図において
第１図の例の各部と同等な部分には同一の符号を付しで
ある。第３図の実施例において第１図と相違するのは、
点火位置制御回路２ｏを設けた点である。この点火位置
制御回路は、抵抗分圧回路８の分圧点にカソードが接続
されたダイオード２０ａを備え、該ダイオード２０ａの
アノードと第１の抵抗８ａの分圧点と反対側の端子との
間に付加抵抗２０ｂが接続されている。すなわちこの付
加抵抗はダイオード２０ａを介して第１の抵抗８ａの両
端に並列接続されている。またエミッタを接地したトラ
ンジスタ２０Ｇからなる点火位置制御用トランジスタス
イッチ２０ｄが設ｉｔられ、該トランジスタ２０Ｃの］
レクタはダイオード２０ａのアノードに接続されている
。すなわち点火位置制御用トランジスタスイッチ２０ｄ
Ｉまダイオード２０ａを介して分圧回路の第２の抵抗８
ｂに並列接続されている。またコンデンサ２０ｅが設け
られ、該コンデンサ２０ｅの一端番まアノードが接地さ
れたダイオード２Ｏｆのカソードに接続されている。コ
ンデンサ２０ｅの他端【、ｔダイオード２０Ｑのアノー
ドが接続され、該ダイオード２０ＣＩのカソードは点火
コイルの１次コイル１ａの非接地側端子に接続されてい
る。コンデンサ２０ｅとダイオード２’Ｏｆとの接続点
とトランジスタ２０Ｇのベースとの間及びトランジスタ
２０Ｃのベースとエミッタとの間にそれぞれ抵抗２０ｈ
及び２０ｉが接続され、コンデンサ２０ｅとダイオード
２０Ｑとの接続点と接地間に抵抗２０ｊが接続されてい
る。

上記の実施例においては、ダイオード２ｏｆ。

２０ＣＩにより１次コイル（点火電源コイル）の図示の
破線矢印方向の半サイクル（点火エネルギーの供給が行
なわれない半サイクル）においてコンデンサ２０ｅを一
方の極性に充電する］ンデンリ充電回路が構成されてい
る。また抵抗２０ｈ乃至２０ｊ（電流制限素子）により
］ンデン勺２０ｅを電流制限素子を通して所定の時定数
により放電させる放電回路が構成されている。

上記実施例において、１次コイル１ａには機関の回転に
同期して例えば第４図Ａに示すように交流電圧■１が誘
起する。第４図へにおいて曲線ａ。

ｂ及びＣはそれぞれ機関の低速時、中速時及び高速時の
電圧波形を示している。この電圧Ｖ１の一方の半サイク
ル（第４図のＡの正の半勺イクル）においてトランジス
タスイッチ３にベース電流が流れて該トランジスタスイ
ッチが導通する。これにより１次コイル１ａからトラン
ジスタスイッチ３を通して短絡電流■１が流れる。この
短絡電流が所定値に達し、トランジスタスイッチ３の両
端の電圧が所定値に達すると遮断制御用半導体スイッチ
としてのトランジスタ７のベースに所定のベース電流が
流れて該トランジスタが導通し、トランジスタスイッチ
３を’ａＩｉ状態にする。これにより１次コイル１ａに
高い電圧が誘起し、該電圧が昇圧されて２次コイル１ｂ
に点火用の高電圧が誘起する。

一方１茨コイル１ａの誘起電圧■１の他方の半サイクル
（第４図Ａの負の半サイクル）において］゛ンンデンサ
２０充電され、１次コイル１ａの他方の半サイクルの誘
起電圧■１がピーク値を越えるとコンデンサ２０ｅが抵
抗２０ｈないし２０ｊを通して放電する。従って該コン
デンサの端子電圧Ｖｃは第り図Ｂｌ示すように変化する
。コンデンサ２０ｅの放電電流により抵抗２０ｉの両端
に第４図Ｃに示すように電圧Ｖｂｅが生じる。機関の低
速領域では電流制限素子の両端の電圧ｖｂｅが点火位置
制御用トランジスタスイッチ２０ｄのトリガレベルｖｔ
に達しないため該トランジスタスイッチは導通しない。

このとき付加抵抗２０ｂは分圧回路の第１の抵抗８ａに
対して電気的に並列に接続された状態にあり、遮断制御
用半導体スイッチ７（トランジスタ７ａ）に供給される
導通信号（ベース電流）は付加抵抗２０ｂが無い場合に
比べて大きくなる。機関の始動時においては最初短絡電
流１１がピークに達する角度α１の位置で遮断制御用半
導体スイッチ７が導通し、この角度αの位置で第４図り
の曲線イに示ずにうに短絡電流１１が遮断されて点火が
行われる。次いで機関の回転の上昇に伴って１次コイル
１ａに誘起する電圧■１が上昇していくと遮断制御用半
導体スイッチ７が導通する位相が進み、点火位置は機関
の回転速度の上昇に伴って角度α３の位置まで進角して
いく。機関の中速領域では、電流制限素子としての抵抗
２０ｉの両端の電圧■ｂｅが点火位置制御用トランジス
タスイッチ２０ｄの１−リガレベルｖｔに達するため該
トランジスタスイッチが導通する。このトランジスタス
イッチが導通ずるとイ１加抵抗２０ｂが分圧回路の第１
の抵抗８ａから電気的に切離された状態になって遮断制
御用半導体スイッチ７に供給される導通信号が制限され
る。従ってこの点火位置制御用トランジスタスイッチ２
０ｄが導通している間遮断制御用半導体スイッヂ７に供
給される導通信号が該半導体スイッチのトリガレベルに
達するのが阻止される。コンデンサ２０ｅの放電が進み
、角度α２の位置で抵抗２０ｉの両端の電圧が点火位置
制御用トランジスタスイッチ２０ｄのトリガレベルｖｔ
未満になると該トランジスタスイッチが遮断して再び第
１の抵抗８ａの両端に付加抵抗２０ｂが接続されるため
、遮断制御用半導体スイッチ７に供給される導通信号が
大きくなる。従って角度α２の位置で該遮断制御用半導
体スイッチが導通してトランジスタスイッチ３が遮断し
、これにより第４図Ｅに示すように短絡電流１１が遮断
されてて点火が行われる。従って機関の中速領域では点
火位置制御用トランジスタスイッチ２０ｄが遮断する位
置で点火が行われる。機関の高速領域においてはコンデ
ンサ２０ｅの充電電圧が上Ｒし、点火位置制御用トラン
ジスタスイッチ２ｐｄが導通づる時間が長くなるため、
遮断制御用半導体スイッチ７に供給される導通信号が制
限された個の状態が長く続き、該半導体スイッチが導通
する位置が遅れて点火位置は前記角度α１の位置まで遅
角する。従って上記実施例の装置によれば、第２図の曲
線ａのように機関の低速領域から中速領域にか（）て点
火位置を進ませ、高速領域で点火位置を急速に遅角させ
る特性を得ることができる。

上記の実施例では点火コイルの１次コイルが点火電源コ
イルを兼ねているが、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別個に点火電源コイルを設置ノ
る場合にも同様に本発明を適用することができる。

また上記実施例では遮断制御用半導体スイッチとしてト
ランジスタ７ａを用いたが、このスイッチとしてサイリ
スクを用いることもできる。

上記実施例では電流制御用のトランジスタスイッチ３と
してダーリントン接続された複合トランジスタを用いた
が、単一のトランジスタによりこのトランジスタスイッ
チを構成することもできる。

上記実施例において、抵抗２０ｈに直列にツェナーダイ
オードを接続しても同様の効果を得ることができる。

発明の効果 以上のように本発明によれば、機関の高速領域で点火位
置を遅角させる特性を得ることができるので、機関の異
常燃焼を防ぐことができ、機関の焼き付が生じるのを防
ぐことができる利点がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来例を示した回路図、第２図は内燃機関に要
求される点火特性を説明する線図、第３図は本発明の一
実施例を示した回路図、第４図は第３図の実施例の動作
を説明する電圧電流波形図である。 １・・・点火コイル、２・・・点火プラグ、３・・・電
流制御用トランジスタスイッチ、７・・・遮断制御用半
導体スイッチ、８・・・抵抗分圧回路、８ａ・・・第１
の抵抗、８ｂ・・・第２の抵抗、２ｏ・・・点火位置制
御回路、２０ａ・・・ダイオード、２０ｄ・・・点火位
置制御用トランジスタスイッチ、２０ｅ・・・］コンデ
ンサ２゜ｆ、２０Ｑ・・・ダイオード、２０ｈ〜２０ｊ
・・・抵抗。 Ｎ→　（ヒｐｍ） 第４図 覗ｌ θ→ 手続ネ…正井）（方式） ％式％ １、事件の表示　特願昭５８−１６９８０９号２、発明
の名称 内燃機関用点火装置 ３、補正をする者 事件との関係　特許出願人 （１３４）　国産電機株式会社 ４、代理人 東京都港区新橋４〜３１−６　支出ビル６階６、補正の
対象 明細書 ７、補正の内容 規定の大きさの活字で印刷した明細書（内容に変更無し
。）を別紙の通り補正する。 以上

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 機関と同期回転する磁石式交流発電機内に配置された点
   火電源コイルと、前記点火電源コイルに対して並列に接
   続されて前記点火電源コイルの出力の一方の半サイクル
   でベース電流が与えられて導通する電流制御用トランジ
   スタスイッチと、第１および第２の抵抗の直列回路から
   なっていて前記トランジスタスイッチ及び前記点火電源
   コイルに対して並列に接続された抵抗分圧回路と、導通
   した際に前記トランジスタスイッチを遮断するように設
   けられるとともに前記第１の抵抗を通して導通信号が与
   えられて導通するように制御信号入力端子が前記抵抗分
   圧回路の分圧点に結合された遮断制御用半導体スイッチ
   とを備え、前記トランジスタスイッチの遮断により前記
   点火電源コイルに誘起する電圧を昇圧して点火用の高電
   圧を得る電流遮断型の内燃機関用点火装置において、前
   記抵抗分圧回路の分圧点にカソードが接続されたダイオ
   ードと、前記ダイオードを介して前記第１の抵抗に対し
   て並列に接続された付加抵抗と、前記ダイオードを介し
   て前記第２の抵抗に対して並列に接続された点火位置制
   御用トランジスタスイッチと、コンデンサと、前記点火
   電源コイルの他方の半サイクルの出力で前記コンデンサ
   を一方の極性に充電するコンデンサ充電回路と、前記コ
   ンデンサを電流制限素子を通して放電させる放電回路と
   を具備し、前記電流制限素子の両端の電圧降下が一定値
   以上になったときに前記点火位置制御用トランジスタス
   イッチが導通するように前記電流制限素子が前記点火位
   置制御用トランジスタスイッチの制御端子に結合されて
   いることを特徴とＪ−る内燃機関用点火装置。