JPS6114476A - コンデンサ充放電式点火装置 - 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充放電式点火装置に関するもので、
特にエンジンの出力特性に適合する如く点火角度をエン
ジンの設定回転数に応じて可変可能な小型、経済的な点
火装置を提供するものである。以下図■ｔ１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回
路図で図においてＥＸＴはエンジンの回転により某流電
圧を発生する磁石式発電機の発電コイル、Ｄユは整流用
ダイオード、Ｃ１は前記発電コイルＥＸＴの電圧により
ダイオードＤ、を介して充電される点火重分用コンデン
サ、ＳＣＲは後述するトリガー回路のトリガ信号により
導通ずるサイリスタでこれにより前記コンデンサＣ１の
充電電荷を点火コイルＩＯＣの１次フィルｎＩに放電せ
しめその２次コイルｎｔを介して点火栓ＳＰに火花を発
生ずる。以上で主回路Ｉを構成する。次に■は前記主回
路ｌのサイリスクＳＣ，Ｒ制御用のトリガ信号を形成す
る制御回路で以下これについて説明する。先ずＩａは制
御回路Ｈの駆動用電源部で発電コイルＥＸＴの出力電圧
を整流するダイオードＤｔとこの整流出力により抵抗Ｒ
１を介して充電されるコンデンサＣ１と前記コンデンサ
ＣＩを定電圧充電するための定電圧素子ＺＤにより形成
されている。なお、この電源部１１ａはバッテリ或は後
述するパルサコイルの発生電圧を利用して形成してもよ
い。次にｍｂはパルサコイルＰＣより成るパルス発生手
段でエンジン回転サイクル毎に予め設定された点火角度
の第１（タイミング）パルス及び第２（タイミング）パ
ルスを発生する。次にＭｃはコンデンサ回路で前記電源
部Ｈａより抵抗Ｒ，を介して充電されるコンデンサＣ３
と前記コンデンサＣ，の両端にコレフグ及びエミッタが
接続されたトランジスタＴ　ｒ　＋　と前記トランジス
タＴｒｌのベースに接続された整流用ダイオードＤ、に
より形成され、該トランジスタＴ　ｒ　＋は整流用ダイ
オードＤ、を介してパルサコイルＰＣの第１パルス（正
）が印加されるとこの同７３通し、該コンデンサＣ３の
放電回路を形成する。次にｌｉｄはインパーク回路で前
記コンデンサ回路１ｃの電圧を入力として該電圧が所定
値（スレショルドレベル）に達すると第１のケート信号
ｇ＋を発生する。次にＭｅは第２のゲート信号発生回路
で整流用ダイオードＤ４とトランジスタＴｒｙの直列回
路より形成され該トランジスタＴｒ、のベースにパルサ
コイルＰＣの第２パルス（負）が印加されると導通し、
コレクク端にゲート信号ｇ２を発生ずる。なおＨｃ“は
前記コンデンサ回路１ｃの充放電時定数調整回路で抵抗
Ｒ３及びダイオードＤ、を直列に接続し、コンデンサＣ
８の一端と前記トランジスタＴ　ｒ　ｖのコレクタ端間
に接続され、該トランジスタＴｒｔの導通と同期して該
コンデンサＣＩの抵抗Ｒ２を介す充電回路を側路し、又
該コンデンサＣ３の該抵抗孔、及びダイオードＤ、を介
す放電回路を形成せしめることによりコンデンサ回路１
ｃの時定数を調整する。次にＩｆは論理回路で前記ゲー
ト信号（ｇ＋　　）（ｇオ　）を入力とするツアー（Ｎ
ＯＴ、ＯＲ）ゲート回路により形成され前記信号（ｇ＋
）（ｇ、）が共にロウレベル（ト））の時にのみ出力（
イ）をハイσ由にする。（他の時は出力げ）はロウ［有
］）である。）次にｉｇは第３のゲート信号（ｇ、）を
形成する失火防止回路で電源部１ａより抵抗孔４、Ｒ３
を介して充電されるコンデンサＣ６と第２のゲート信号
発生回路Ｍｅ及びパルサコイルＰＣと共に該コンデンサ
Ｃ４の放電回路を形成するダイオードＤ＠により形成さ
れている。次にＩｈはサイリス＋９８０Ｒのゲート端子
（ＴＴ）にトリガ信号を送出するトリガ回路で前記論理
回路Ｉｆの出力信号ビ）を直接ゲート端子（ＴＴ　）に
接続するか或は点線の如く第２の論理回路（オアゲート
回路ＯＲ）を設け、前記論理回路ＯＲに前記出力信号（
イ）及び第３ゲート佃号（ｇ、）を入力せしめ、その出
力信号をゲート端子（ＴＴ）に接続する。以上で制御回
路■を形成する。

次に本発明回路の動作について第２図乃至第４図を用い
て説明する。先ず第４図は本発明回路のエンジン回転数
Ｎ（！：点火角度（θ）の関係を示す特セ４゛図で回転
数１’Ｊ）においてＮ０〜Ｎ、の間は設定範囲に是しな
い回転数Ｎ、〜Ｎ、は設定範囲の回転数、Ｎ１以上を設
定禮、囲を越えた回転数とする。発電コイルＥＸＴの極
性が第１図の如く上側が■の時コンデンサＣＩはダイオ
ードＤＩ苓介して図示のイ：メ性に充電される。そして
前記コイルＥＸＴの極性が前記と反対の時（上側が○）
は、該コンデンサＣ１はダイオードＤ、に阻止されて充
電されず、又前半サイクル時の充電々荷は放電回路が形
成されず、図示の充電状態を維持するが、後述するトリ
カ回路ｎｈを介してサイリスタＳＣＲのケート（’Ｔ’
Ｔ）にトリガ信号が給電され、該サイリスタＳＣＲをオ
ンにすると、この間該コンデンサＣ１の充電々荷は→１
イリスク８（、Ｒを介して点火コイルｎ＋に放電され、
所要点火角度において点火栓ＳＰに火花を生じぜしめる
。第３図は本発明回路の各扉動作波形図で第３図人はパ
ルサコイルＰＣの信号波形で、■は図示しないエンジン
の上止点から最大角度進角した位置（Ｔ、〜Ｔ！　）に
おける正の信号（第１パルス）■は冊少進角した位置（
Ｔ、〜Ｔ、）における負の信号（第２パルス）を示し、
該第１及び′第２のパルスはエンジン（フライホイル）
１回転に夫々１度発生する。又、発雷コイルＥＸＴの上
側が■の時、電伽部＋１ａのコンデンサＣｔはダイオー
ドＤ７、抵抗）（１及び定電圧素子ＺＤを介して定電圧
充電される。なお、パルサコイルＰＣの信号■■におい
て、上記Ｔ、、Ｔ、は第１パルスの立上り及び立下り時
期を示し又ＴＳ、Ｔ、は第２パルスの立上り及び立下り
時期を示し、又点火角度はＴ、＞Ｔ、＞Ｔ、＞Ｔ、の関
係を示す。

〈設定節、回層下の動作〉 先ず時定数調整回路ＩＩ　ｃ’及び失火防止回路１ｇを
無視して説明する。コンデンサ回路１ｃのコンデンサＣ
１はＩＴ煙９部１１ａより一定の時定数で所’ｊｉＪ、
　””Ｊ’１圧ＶＣ１に充電されている。そして時間Ｔ
、にＪｊいてパルサコイルＰＣの２ｙ１パルス■のゴ１
」喪によりその立上りに同期してトランジスタＴ　ｒ　
、！ま４迂し、該コン１ンザＣ５は咳トランジスクＴｒ
、の５　ｒ’ｈ、　ｌ’Ａ間中（Ｔ、　−’Ｔ”２　）
放電１ｉ１１　Ｊ−５が形成さ；１１．ソの電位が８．
激に低下する。

（７Ａ　＋４図Ｂ）そして該トランジス’ｌ　Ｔ　ｒ　
＋が時Ｉ）η′？２て万フ（」Ｉ＝４通）すると該コン
デンサＣ３はト・丁び元′１ｔ、を開始し、この状凛は
次の第１パルスのｌｉ’ｌｌ来（Ｔ、）まで継続される
。該コンデンサＣ５は１以上の）ＭＪ＋咋を繰ヤし、そ
の充電々王はイノバータ回：、Ｋ　ＩＩ　ｄに入力され
る。一方インバーク回：隋Ｉｌｄは第３図Ｂ中Ｖ’ｌ”
Ｈに示す所定のスレショルトレベルタ・有し該コンデン
サＣ８の混圧がＶ　Ｔ　Ｈ以下の時（Ｔ、〜Ｔａ）はハ
イ■Ｄ出力を送出し、Ｖ　Ｔ　Ｈに遼するとロウ（ｒ、
）出力を夫々ゲート（ｉＭ（ｇｌ　）として送出する。

（第３）（）次に第２ゲート信号発生回路Ｈｅにおいて
トランジスタＴｒ＝は第２パルス■の到来毎に導通しこ
の間（Ｔ、〜Ｔ、）コレクタ電位が低下し第２ゲート信
号（ｇｔ）はロウへ）出力となる。（第３図Ｄ　）　Ｌ
かも該信号（ｇ２　）の期間（角度）はエンジン回転数
の変化に係わらず一定である。一方論理回路Ｉｆｆにお
いては前記夫々ゲート信号（ｇｌ　）及び（ｇ、）が共
１こロウσノ）の時にハイ（財）出カビ）をトリガ回路
ＨＩ−＋に送出し、該ハイ出力を基準にしてサイリスタ
ＳＣＲを導通せしめる。、（第３図Ｅ）以下この動作を
第３図の説明図を参照して説明する。前述の如くコンデ
ンサＣ３の充電時定数（Ｒ，、Ｃ，）は一定であり、し
かも該コンデンサＣ５の最高電圧ＶＣ，（ＭＡＸ）は電
源部Ｈａの定電圧素子ＺＤによりほぼ一定である。そこ
でエンジン回転数が上昇するとパルサコイルＰＣのｉｉ
ｌ及び第２パルス■■の発生周期は短くなる。そこでエ
ンジン回転角度（１回転３６０℃）を一定とすると低速
回転ではコンデンサＣ３の充電１期間が長く又、高速回
転に移行するのに伴い充電期間が短く第３図Ｂに示す（
ａｔ　（ｂ）　（ｃ）の如くスレショルトレベルＶＴＲ
に達する時期（Ｔａ％Ｔｂ、Ｔ、）が遅れる。従ってこ
の間インバータ回路１１ｄの出力信号（ｇｌ　）は第２
図Ｃの点線に示す如くハイ■レベル期間が長（（Ｔａ−
＞Ｔｂ→Ｔ、）なる。つまり低速回転数（Ｎｏ）から所
定回転数（Ｎ、）を設定し、該コンデンサＣｓの充電々
圧が回転数（Ｎ１　）時はぼインパーク回路１ｄのスレ
ショルドレベルに達する如く予め時定数を設定すること
によりそれ以前の低速回転（Ｎ、）迄の間は論理回路Ｍ
ｆの成立時期（ｇＩ、ｇｔが共にロウ）は第２パルス■
の立上り時期（Ｔ、）により設定される。従って回転数
Ｎ６〜Ｎ＋の間は第４図（イ）に示す如くほぼ一定の点
火角度（θＴ、）を得る。

く設定範囲（Ｎ　Ｉ−Ｎ　ｔ　）の動作〉次に回転数が
更に上昇して該回転数Ｎ１→Ｎ。

→Ｎｌ’４Ｎ、に変化すると上述の如くコンデンサＣ８
の電圧はスレショルドレベルＶＴＲに達する時期が第３
図に示す（ｄ）　（ｅ）　（ｆ）の如く時期はＴ。

−Ｔ　ｃ　−Ｔ　４−　Ｔ−と変化する。そしてこの間
は第２図Ｃに示す如くゲート信号（ｇＩ　）はハイーー
レベルを保持し、一方ゲート信号（ｇｔ　）は常に時期
Ｔ、〜Ｔ４の間ロウの）レベルのため該論理回路Ｈｆの
条件成立は上記Ｔｃ、Ｔｄ、Ｔ４により決定される。即
ちサイリスタＳ　’ＣＲは上記時期（角度）によりトリ
ガ信号が与えられる。従ってこの間（Ｎ　Ｉ−Ｎ　−）
の点火特性は第４図（ロ）に示す如くエンジン回転数の
上昇に比例して遅角する所謂遅角点火特性を示す。なお
、コンデンサＣ５は回転数（Ｎ、）の時はぼスレショル
ドレベルに達する如く設定することは上記と同様である
。

〈設定範囲を越えた時の動作〉 エンジン回転数が（Ｎ、）を越し、更に変速　　′とな
りパルサコイルＰＣの第１パルス■の立下り（Ｔ、）と
次サイクル時の第１パルス■の立上り（’ｒｗ　）間で
はコンデンサＣ８の電圧が第３図Ｂの徳）に示す如く最
早スレショルドレベル　　　　　　　へＶＴＲに達しな
い状態ではインバータ回路Ｉｆの出力（ｇＩ）は第２図
Ｃに示す如く常にハイσ力レベルである。従ってトリガ
回路ａｈにおいては前記論理回路Ｉｆｆの出力（イ）を
直接サイリスクＳＣＲのゲート端子（Ｔ−Ｔ）に与える
時は前記論理回路Ｍｆの条件が成立しないため、トリガ
信号−を送出できずサイリスタ８０Ｒはオフ状態を維持
する。従って回転数Ｎ、の設定如何によっては点火栓に
火花を生じることが不可能な所謂失火状態になる恐れが
ある。従って本発明では回転数Ｎの設定範囲（Ｎ、−Ｎ
、）が比較的狭い（中速回転範囲）等の場合に高速回転
に係わらす失火を防止する回路を付加した。

以下これについて説明する。即ちトリガ回路亘りに第２
の論理回路ＯＲを設け、該論理回路ＯＲの一入力端に前
記論理回路Ｉｆｆの出カビ）を入力し、又他入力端には
失火防止回路１１ｇの出力（ｇｌ）を入力せしめ両者の
論理和（オア）出力をトリガ信号として羽用するように
したものである。即ち失火防止回路１１ｇにおいて、コ
ンデンサＣ４は抵抗′ＦＬ４、Ｒｗとなす電源部１ａか
らの充電時定数が極めて小さく設定され、トランジスタ
Ｔｒｙのオフ時、電源部１ａから瞬時に図示の極性に充
電され、この極性を維持している。従ってトランジスタ
Ｔｒ、のオフの間は第３ゲート信号（ｇｊ）はロウΦ）
を保ち論理回路ＯＲには影響を与えない。一方第２パル
ス■の到来時（Ｔ、〜Ｔ、）トランジスタＴｒ＝は導通
しこの間該コンデンサＣ４はＴ　ｒ　、　−Ｄ。

−ＰＣＤｅの経路で放電を完了する如く設定されている
。そして該トランジスタＴｒｔのオフ（Ｔ４）とほぼ同
時に上記の充電が完了し、その充電々流によりゲート信
号（ｇ、）はハイ卸レベルとなる。（第２図Ｆ）従って
上記の高速回転時に論理回路Ｈｆの出力（イ）がロウ（
Ｌ）状態であっても第２の論理回路ＯＲの他方に時期Ｔ
。

とほぼ同期したハイ頓レベルのゲート信号（ｇ、）が入
力されるため、これにより論理回路ＯＲはトリガ信号を
送出しＳＣＲを導通せしめる。

つまりこの付加された回路によればエンジン回転数が設
定範囲（Ｎ、〜Ｎｔ）を越した時は該エンジンは回転数
（Ｎ、）と同一点火角度で点火する（第４図ハ） く時定数調整回路Ｈｃの動作〉 上記説明において設定範囲（Ｎ、〜Ｎ、）の点火（遅角
）％性は第４図中（Ｌ：Ｉ）に示すほぼ一定の傾斜角特
性を示すがこのことはコンデンサＣ１の充放電時定数が
抵抗Ｒ，及びトランジスタＴ　ｒ＋の導通期間により設
定されるためである。しかし乍ら抵抗Ｒ４及びダイオー
ドＤ、を挿入することにより該コンデンサＣ１の充電期
間（Ｔ、’　ｒ　＋のオフ時）中において、トランジス
タＴｒ、のオンと同時に電源部ｍａ−抵抗几、−ダイオ
ードＤ、−Ｔ　ｒ、−Ｄａ　−ＰＣの経路で該コンデン
サＣ３の充電側路が形成される。従って第３図Ｂに示す
ｄ′の如く第２パルスの立下り（Ｔ１）を境にコンデン
サＣ８の電圧がスレン、ルトレベルＶＴＨに達する時期
が遅れその点火特性は第４図（ロ）°（ロ）“の如く傾
斜角が変化する。従ってエンジンの出力特性に容易に適
合せしめることの可能な遅角特性を得ることが可能であ
る。

以上要するに上記実施例では第２（タイミング）を基準
として一定点火特性及び遅角点火特性を得る例について
説明したがこの他第１（タイミング）パルス■の立上り
（Ｔ１　）及び立下り（Ｔ、）を基準としても同様な点
火特性を得ることが可能である。この場合は第１パルス
■でトランジスタＴｒ、を導通せしめ、又第２パルス■
でトランジスタＴｒ、を導通せしめればよい。

又この時の点火特性は全体に第１パルス及び第２パルス
の点火角度の差だけ進んだ点火特性となる。以上の説明
から明らかなように本発明によればエンジンの出力特性
に合致した点火特性が構成簡単安価に得られるので実用
上の効果は極めて大きい。

【図面の簡単な説明】

第１図、第２図、第３図及び第４図は夫々本発明の一実
施例を示す回路Ｖ、各部動作波形図、動作説明図及び特
性図である。図において１は主回路、■は制御回路、ｌ
ａは電源部、Ｈｂはパルス発生手段、Ｍｃ、Ｈｃ’はコ
ンデンサ回路及びその時定数調整回路、ｌｉｄはインバ
ータ回路、Ｈｅは第２ケート信号発生回路、Ｉｆは第１
論理回路、ｆｉｇは失火防止回路、ｎｈはトリガ回路、
ＥＸＴは発電コイル、ＩＯＣはイグニッションフィル、
Ｃ＋はコンデンーナ、５ｃＩ（はサイリスク、ＰＣはパ
ルサコイル、Ｔｒ＋　、Ｔｒ、はトランジスタ、ＮＯＲ
はツアーゲート回路、ＯＲはオアゲート回路である。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 （１）エンジンの点火栓に火花を発生させるために発電
   コイルの電圧によりコンデンサを充電し、該コンデンサ
   の充電電荷をトリガ信号により導通するサイリスタを介
   して点火コイルに放電せしめる主回路と前記トリガ信号
   を発生する制御回路を備えたコンデンサ充放電式点火装
   置において、前記制御回路は （イ）駆動用電源と （ロ）エンジン回転サイクル毎に予め設定された点火角
   度の第１及び第２パルスを発生す るパルス発生手段と （ハ）前記駆動用電源により充電され、前記第１パルス
   の立上り（又は第２パルスの立下 り）に同期して放電されるコンデンサ回路 と （ニ）前記コンデンサ回路の電圧が所定値に達すると第
   １のゲート信号を発生するインバ ータ回路と （ホ）前記第２パルスの立下り（又は第１パルスの立上
   り）と同期して第２のゲート信号を発生する回路と （ヘ）前記第１及び第２ゲート信号を入力として出力信
   号を送出する論理回路と （ト）前記論理回路の出力信号を用いてトリガ信号を送
   出するトリガ回路を備えたことを 特徴とするコンデンサ充放電式点火装置 （２）コンデンサ回路に充（放）電時定数調整回路を付
   加したことを特徴とする特許請求の範囲第（１）項記載
   のコンデンサ充放電式点火装置（３）トリガ回路は論理
   回路の出力信号を直接トリガ信号として利用せしめたこ
   とを特徴とする特許請求の範囲第（１）項又は第（２）
   項記載のコンデンサ充放電式点火装置 （４）トリガ回路は論理回路の出力信号を一方の入力信
   号とすると共に第２パルスの立上り（又は第１パルスの
   立下り）に同期し発生する第３のゲート信号を他方の入
   力とする第２の論理回路を有し、且つ前記第２の論理回
   路の出力信号をトリガ信号として利用、するようにした
   ことを特徴とする特許請求の範囲第（１）項又は第（２
   ）項記載のコンデンサ充放電式点火装置