JPS6124700Y2

JPS6124700Y2 -

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Publication number: JPS6124700Y2
Application number: JP1980146867U
Authority: JP
Priority date: 1980-10-15
Filing date: 1980-10-15
Publication date: 1986-07-24
Also published as: JPS5769979U; US4343273A

Description

【考案の詳細な説明】本考案は内燃機関のコンデンサ放電式点火装置
に関し、特に点火時期を遅らせることにより機関
の過回転を防止する過回転防止点火装置に関す
る。

点火遅角回路をもち機関の過回転を防止する点
火装置は、例えば特開昭55−5451号公報により公
知である。この点火装置においては、主コンデン
サ（または、充電用コンデンサ）の充電と並行し
て補助コンデンサを充電し、主サイリスタ（また
は、点火制御サイリスタ）のゲート・カソード回
路に並列に接続されたスイツチングトランジスタ
のベースに接続された放電回路を通つて放電させ
ることにより一定期間だけスイツチングトランジ
スタを導通状態にする。従つて、機関の回転が上
昇し、点火信号として働く発電コイルの逆起電力
の発生の周期が短縮されることにより点火信号が
スイツチングトランジスタの一定の導通期間と重
複するようになると、この重複した期間だけ点火
時期が遅延するものである。この場合、一定の導
通期間を機関の回転速度に拘わらず常に一定に維
持することが重要であり、このため補助コンデン
サの充電電圧のピーク値、補助コンデンサの容量
値、補助コンデンサの放電路の抵抗値を一定とす
るため設計及び製造上の対策が採られているが、
必ずしも十分ではない。

本考案の目的は、従来の過回転防止点火装置を
改良し、磁石発電機その他の構成部品の大量生産
上の性能のバラツキ等の影響を少くし、点火時期
遅角の開始される機関回転数の変動のない、かつ
十分の遅角量の得られる点火装置を提供すること
である。

本考案においては、各種構成部品の性能上のバ
ラツキにも拘わらず常に所定の過回転域の機関回
転数で遅角が開始されるようにするため、点火信
号が主サイリスタのゲート・カソード回路に印加
されるのを阻止するスイツチング回路のスイツチ
ングトランジスタの導通期間の所定の基準位置か
ら機関の回転数に無関係に常に一定期間持続する
ようにしている。このため、スイツチングトラン
ジスタの導通期間を制御する制御回路は、定電圧
ダイオードを含む定電圧回路により設定される定
電圧電源の供給を受け、この印加された定電圧に
従つて時間と共に増加する出力電圧を発生する積
分回路の電圧と、一方この引加された定電圧によ
り定まる一定電圧を出す分圧回路の電圧とを比較
し、それぞれ一方の電圧が他方より大きい間は導
通する一対のトランジスタを設けている。この場
合、積分回路及び分圧回路の出力電圧は共に印加
される定電圧に比例するため、印加される定電圧
が定電圧ダイオードのツエナー電圧の絶対値のバ
ラツキにより変動しても、これによる影響は除外
される。即ち、これら一対のトランジスタのベー
スは、定電圧回路に並列な積分回路及び分圧回路
のそれぞれの出力端子に接続され、また両トラン
ジスタは共通のエミツタ抵抗とそれぞれ別個のコ
レクタ抵抗を介して定電圧回路に並列に接続され
る。最初は分圧回路の出力端子にベースの接続さ
れた一方のトランジスタがオンとなつているが一
定時間たつて積分回路の出力電圧が分圧回路の出
力電圧を超えると他方のトランジスタがオンとな
りオン・オフが反転する。これに従つて、スイツ
チング回路のスイツチングトランジスタは、制御
回路の一方のトランジスタがオンと同時に導通
し、他方のトランジスタがオンと同時に導通期間
が終了する。この導通期間は機関の回転速度に無
関係に一定となる。主サイリスタをトリガする点
火信号は磁石発電機の発電コイルに発生する起電
力の逆方向成分であり機関の回転に同期して発生
し、機関の正常回転域ではスイツチング回路の導
通期間が終了した後に生ずるが、過回転域では点
火信号の発生周期が短縮されて点火信号の幅の前
端部がスイツチング回路の導通期間の後端部と重
複するようになり、この点火信号の重複部分は主
サイリスタのゲート・カソード回路に印加されな
い。したがつて、この重複部分に相当する期間又
はクランク角だけ点火時期が遅延し、機関の出力
も低下して回転速度も下る。

本考案の実施例を以下図面を参照して説明す
る。第１図は、第１実施例を示し、過回転を防止
するための回路部分Ａ，Ｂ，Ｃ（後述）以外は従
来のコンデンサ放電式点火装置と略同様で磁石発
電機１，２，３と主コンデンサ３３、主サイリス
タ３１及び点火コイル３４，３５，３６をもつ。
磁石発電機は回転子１、鉄心２と発電コイル３か
らなり発電コイル３に発生する正方向起電力で主
コンデンサ３３を充電し、その逆方向起電力を点
火信号源として主サイリスタをトリガし、主コン
デンサ３３の充電電荷を主サイリスタ３１及び点
火コイル一次巻線３４を通つて放電させて、二次
巻線３６に高電圧を誘起する。

過回転を防止するための回路部分は、この回路
部分の動作のための定電圧源を供給する定電圧回
路Ａ、スイツチングトランジスタを一定時期から
所定期間だけ導通させるための制御信号を発生す
る制御回路Ｂ、及び機関の回転速度に無関係に所
定期間だけ導通することにより、その導通期間と
重複する点火信号をバイパスし、主サイリスタの
ゲート・カソード回路に印加されるのを防ぐスイ
ツチング回路Ｃを含んでいる。定電圧回路Ａは、
主コンデンサ３３と並行して充電される補助コン
デンサ１０と、これに抵抗１１を介して並列に接
続された定電圧ダイオード１２からなり定電圧ダ
イオード１２の両端に定電圧を生ずる。制御回路
Ｂは定電圧ダイオード１２にそれぞれ並列に接続
された、抵抗１３とコンデンサ１５の積分回路、
２つの抵抗１６，２１の分圧回路、及び一対のト
ランジスタ１７，１８からなり、両トランジスタ
１７，１８のベースはそれぞれ積分回路及び分圧
回路の出力端子Ｐ，Ｑに接続され、また両トラン
ジスタ１７，１８のエミツタは共通の抵抗１９に
接続される。出力端子Ｐ及びＱに現われる電圧は
一方は時間と共に増加し、他方は基準電圧として
不変の電圧であるが、両電圧共に定電圧回路から
印加される定電圧に比例し、またこれら両電圧を
相対的に比較しているので定電圧ダイオードのツ
エナー電圧の絶対値にバラツキがあつても許容さ
れる。分圧回路のＱ端子の電圧が積分回路のＰ端
子の電圧より大きい間はトランジスタ１８がオン
となり、また積分回路のＰ端子の電圧の方が大き
くなるとトランジスタ１７がオンとなりトランジ
スタ１８はオフとなる。スイツチング回路Ｃは主
サイリスタ３１のゲート回路に接続されたスイツ
チングトランジスタ２６とこれを駆動するトラン
ジスタ２３をもち、制御回路Ｂのトランジスタ１
８がオンの間は駆動用トランジスタ２３を介して
スイツチングトランジスタ２６が導通し、また、
トランジスタ１７がオンとなるとスイツチングト
ランジスタ２６は不導通となる。

第１図及び第２図を参照して作動を説明する
と、磁石発電機の回転子１は、一般に用いられて
いるように３個又は２個のポールピースＮ，Ｓ，
Ｎをもち発電コイル３には、機関の回転の各サイ
クルに第２図、Ａに示すように正方向起電力v₁と
その前後に逆方向起電力v₂，v₃を発生する。正方
向起電力v₁の直前の逆起電力v₂を主サイリスタ３
１の点火信号源として用いる。正方向起電力v₁に
よりダイオード８を経て主コンデンサ３３が充電
されると同時にそのアノード側から分岐したダイ
オード７を経て定電圧回路Ａの補助コンデンサ１
０が充電される。補助コンデンサ１０に充電され
た電荷は抵抗１１から定電圧ダイオード１２を経
て放電し、定電圧ダイオード１２の両端には一定
電圧を生ずる。この定電圧（ツエナーダイオー
ド）の印加されている積分回路１３，１５では、
抵抗１３を通つてコンデンサ１５が所定の時定数
で充電されるため出力端子Ｐの電圧したがつてト
ランジスタ１７のベース電圧は次第に上昇する。
一方、トランジスタ１８のベース電圧である分圧
回路１６，２１の出力端子Ｑの電圧は、定電圧ダ
イオード１２のツエナー電圧を両抵抗１６，２１
で分圧された一定の電圧を固定されている。

最初はＰ端子よりＱ端子の方が電圧が高く、ト
ランジスタ１８にはベースに電流が流れオンとな
り、したがつてトランジスタ１７はオフしており
ベースに電流は流れない。トランジスタ１８のオ
ンにより電流がそのコレクタに接続された抵抗２
０に流れその両端に電位差を生ずる。駆動用トラ
ンジスタ２３（PNP）のベースは抵抗２２を介し
てトランジスタ１８のコレクタと抵抗２０の接続
点に、またエミツタは抵抗２０の上記接続点と反
対側の端に接続されているので、抵抗２０の両端
の電位差によりトランジスタ２３のベースに電流
が流れトランジスタ２３はオンとなる。トランジ
スタ２３のエミツタ・コレクタ回路及びそれと直
列の抵抗２４，２５を通つて電流が流れると同時
に、抵抗２４，２５の接続点にベースの接続され
たスイツチングトランジスタ２６のベースにもト
ランジスタ２３、抵抗２４を経て電流が流れ、ス
イツチングトランジスタ２６は導通する。

主サイリスタ３１のトリガのための点火信号と
なる発電コイル３の逆方向起電力は発電コイル３
から主サイリスタ３１のゲートに接続されている
ダイオード２７、抵抗２８及びダイオード２９を
経て主サイリスタ３１のゲート・カソード回路に
流れるが、スイツチングトランジスタ２６のコレ
クタ・エミツタ回路は抵抗２８とダイオード２９
の接続点と主サイリスタ３１のカソード間に接続
されているので、もし点火信号が到来した時期に
スイツチングトランジスタ２６が導通していれ
ば、点火信号はダイオード２７、抵抗２８からス
イツチングトランジスタ２６のコレークタ・エミ
ツタ回路によりバイパスされて、抵抗５、ダイオ
ード４を経て発電コイル３に戻ることになり、主
サイリスタ３１のゲート・カソード回路に印加さ
れるのが阻止され主サイリスタ３１はトリガされ
ない。

次に積分回路のコンデンサ１５の充電が進み、
Ｐ端子の電圧が次第に上昇し、分圧回路のＱ端子
の電圧より高くなるとトランジスタ１７にはベー
ス電流が流れてオンとなり、他方トランジスタ１
８はオフとなる。この場合、トランジスタ１８の
ベースは直接トランジスタ１７のコレクタに接続
され、分圧回路の一方の抵抗１６を別個に設ける
ことなくトランジスタ１７のコレクタと定電圧ダ
イオード１２のカソード側に接続されるべき抵抗
を用いているので、トランジスタ１７がオンとな
り抵抗１６を電流が流れることによりトランジス
タ１８のベースの電圧はさらに下がり、トランジ
スタ１７と１８のオンとオフの反転は確実に行な
われる。トランジスタ１８がオフすると、抵抗２
０の両端の電位差はなくなり、駆動用トランジス
タ２３にはベース電流が流れなくなりオフとな
る。トランジスタ２３がオフになるとスイツチン
グトランジスタ２６のベース電流が流れなくな
り、トランジスタ２６の導通は停止する。

第２図、Ｂはスイツチングトランジスタ２６の
導通期間を示すため、そのベース・エミツタ電圧
の波形を示す。この導通期間のうちT₀の部分
は、前述のようにトランジスタ１８がオンし、次
いで２３がオンすることにより補助コンデンサ１
０からの放電電流がトランジスタ２３、抵抗２４
を経てスイツチングトランジスタ２６のベース・
エミツタ間に接続された抵抗２５に流れ始めてか
ら、第２図Ａの正方向起電力v₁がピーク値に達し
た時期（主コンデンサ３３の充電終了時期にほぼ
相当する）迄の期間で、この部分は機関の回転速
度により変る。しかし、この期間T₀に続くＴ期
間は前述のように機関の回転速度に関係なく一定
期間となるように構成される。

機関の回転速度が通常回転域の場合は、第２
図、Ａ，Ｂに示すように点火信号として働く次の
サイクルの最初の逆方向起電力v₂はスイツチング
トランジスタ２６の導通期間（T₀＋Ｔ）が終了
してから発生するので、そのまゝ主サイリスタ３
１のゲート・カソード回路に印加され、トリガ電
圧Ｖ_thに達すると主サイリスタ３１はトリガさ
れ、点火コイル二次巻線３６には第２図Ｃのよう
な高い二次電圧が誘起され点火される。また、主
サイリスタ３１の導通と同時に定電圧回路Ａの補
助コンデンサ１０の電荷もダイオード９から主サ
イリスタ３１を通つて放電され、次のサイクルの
充電に備える。

機関の回転速度が通常回転域より増加するに従
つて、発電コイル３に発生する起電力の周期Ｐは
次第に短縮され、過回転域においては第３図、Ａ
及びＢに示すようにスイツチングトランジスタ２
６の導通期間の後端部と点火信号源である次のサ
イクルの逆方向起電力v₂の前端部は重複するよう
になる（導通期間Ｔは回転速度に無関係に一定の
ため）。したがつて、この重複期間αは点火信号
が主サイリスタ３１のゲート・カソードに印加さ
れずに重複期間が終了してから点火信号として作
用するため、この重複期間αだけ点火時期が遅延
し遅角されたことになる。なお、この場合点火信
号の有効幅（v₂のトリガ電圧Ｖ_th以上の幅）は所
望の遅角量αより大きいことが必要である。

第４図は、第２実施例で、第１図の第１実施例
と比較し、制御回路の定電圧回路A′のみが相違
している。即ち、この実施例では補助コンデンサ
１０を別個に設けることなく主コンデンサ３３に
よつてその機能を行なわせるものであり、主コン
デンサ３３に充電された一部の電荷が抵抗１１か
ら定電圧ダイオード１２を通つて放電することに
より第１図のものと同様に定電圧ダイオード１２
の両端に定電圧が得られる。補助コンデンサ１０
を除去したため、補助コンデンサ１０の充電及び
放電路となるダイオード７及び９（第１図）も不
必要となる。この実施例では、機関の低速時でも
発電機の起電力に十分の余裕がある場合、第１図
のものに較べて簡単な回路で同等な効果が得られ
る利点がある。

第５図は第３実施例を示し、第１図の第１実施
例よりも急激な遅角率を得るようにしたもので第
１図と相違する点は制御回路Ａ，Ｂ，Ｃの定電圧
回路Ａの補助コンデンサ１０が主サイリスタ３１
の導通時にその充電電荷を放電するための放電路
を形成するダイオード９を取り除き、また積分回
路のコンデンサ１５の放電路となるダイオード１
４のカソードを、主サイリスタ３１と主コンデン
サ３３との間に主サイリスタ３１と直列に設けた
ダイオード５７のカソード側に接続したことであ
る。このため、定電圧回路Ａの補助コンデンサ１
０の電荷は主サイリスタ３１が導通しても放電さ
れることなく次のサイクル迄残つている。このた
め、主サイリスタ３１の導通により積分回路のコ
ンデンサ１５がダイオード１４から主サイリスタ
３１を通つて放電し、次いで点火動作も終了して
主サイリスタ３１も非導通になると直ちに補助コ
ンデンサ１０からコンデンサ１５の充電が始ま
り、また、分圧回路のＱ端子の電圧もそのまゝ維
持されているので、一定期間点火阻止信号（スイ
ツチングトランジスタ２６の導通）も同時に開始
される。なお、ダイオード５７は、抵抗１３を通
つてコンデンサ１５に流入すべき電流が主コンデ
ンサ３３に流れ込むのを防止するためのものであ
る。

この実施例の点火遅角の生ずる状況を第６図を
参照して説明する。機関が通常回転時は第１図の
第１実施例の場合と同時に動作するが、過回転
域、即ち所定の遅角開始回転数を超えると発電コ
イル３に発生する起電力の周期は短かくなり、第
６図Ａの点線波形となる（実線は通常回転時の位
置）。Ｂはスイツチングトランジスタ２６の導通
期間を示すがこの期間T′は機関の回転数に関係
なく一定であり、また上述のように主サイリスタ
３１の導通期、即ち点火動作が終ると直ちに開始
される。第１サイクル目の遅角は同図Ｂに示すス
イツチングトランジスタ２６の一定の導通期間
T′の後端部と点火信号（ＣにはＡのv₂′を逆位相
にして示してある）の前端部と重複する期間θだ
け遅角し、Ｄのように点火コイル二次巻線３６に
高電圧が誘起し点火動作が行なわれる。第２サイ
クル目の遅角は、このサイクルの一定の導通期間
T′はＥに示すように前サイクルでの遅角θ後
（厳密には遅角θの後更に主サイリスタ３１の導
通している期間が存在するがT′の期間に較べて
短いので無視できる）に開始しているので、第２
サイクル目の遅角はその分だけずれて２θとな
る。第３サイクル目及び第４サイクル目も同様に
して前サイクルの遅角分に加えてθの遅角が生ず
るので、それぞれ３θ及び４θの遅角となり機関
がサイクルを重ねるにつれて遅角率が大きく、急
速に加速される。このため機関の回転速度は遅角
開始回転数に極めて近い回転数で機関回転数の上
昇が阻止できる。この場合は、しかし、点火信号
v₂′の有効幅（しきい値ｖ_th以上の信号幅）は十分
広いことが必要である。

本考案においては、上述の様に各構成部品の量
産上の性能のバラツキに拘わらず所定の機関回転
数（遅角開始回転数）に達すると直ちに遅角が開
始されて過回転域に入るのを阻止するため、スイ
ツチングトランジスタ２６の一定導通期間の変動
が生じないように構成した。即ち、この一定導通
期間の安定に関係する要因としては、補助コンデ
ンサ１０に充電される充電電圧、つまり磁石発電
機の磁石回転子１の磁力、磁石回転子１と鉄心２
の間の空隙、発電コイの性能等のバラツキと補助
コンデンサ１０自体の容量のバラツキがあり、次
の要因としてはスイツチングトランジスタ２６の
駆動用トランジスタ２３のオン・オフ時の正確か
つ確実な制御がある。これらの要因に対して、本
考案では定電圧ダイオード１２を含む定電圧回路
を用い、また、定電圧ダイオード１２の性能上の
バラツキを補償すると共にスイツチングトランジ
スタ２６のオン・オフの制御、従つてその駆動用
トランジスタ２３の制御のために、オンとオフが
相互に反転する一対のトランジスタ１７，１８と
これらを制御する積分回路と分圧回路を用いてい
る。従つて、磁石発電機の起電力の影響を受ける
ことなく、また各構成部品の性能上のバラツキに
も拘わらず常に安定した遅角開始回転数が得られ
る。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本考案の第１実施例を示す回路図、
第２図及び第３図は第１実施例の作動を説明する
ための各部の信号の波形図、第４図は、第２実施
例を示す回路図、第５図は、第３実施例を示す回
路図、第６図は、第３実施例の作動を説明するた
めの各部の信号の波形図である。図において、１，２，３……磁石発電機、１０
……補助コンデンサ、１２……定電圧ダイオー
ド、１３，１５……積分回路、１６，２１……分
圧回路、１７，１８……トランジスタ、２６……
スイツチングトランジスタ、３１……主サイリス
タ、３３……主コンデンサ、３４，３５，３６…
…点火コイル、Ａ，A′，A″……定電圧回路、
Ｂ，B′……制御回路、Ｃ……スイツチング回路。

Claims

【実用新案登録請求の範囲】 (1) 磁石発電機の起電力の一方向成分を主コンデ
ンサに充電し、充電された電荷を上起起電力の
他方向成分を点火信号として主サイリスタをト
リガし点火コイル一次巻線を通つて放電させる
ことにより点火コイル二次巻線に、機関の点火
に必要な高電圧を誘起させるコンデンサ放電式
点火装置であつて、上記主サイリスタのゲート回路に接続され、
上記点火信号が上記主サイリスタのゲートに印
加されるのを阻止するスイツチングトランジス
タとスイツチングトランジスタを駆動するため
のトランジスタと２つの抵抗からなる直列回路
をもち、これら２つの抵抗の接続点は上記スイ
ツチングトランジスタのベースに接続されたス
イツチング回路、上記発電機の発電コイルに並列に接続された
定電圧回路、及び上記スイツチング回路を所定時期から一定期
間動作させる制御回路からなり、上記制御回路は、上記定電圧回路に並列に接
続された、抵抗とコンデンサの直列回路の積分
回路と、上記積分回路にそれぞれ並列に接続さ
れた第１及び第２の一対のトランジスタと、２
つの直列の抵抗をもち上記積分回路に並列の分
圧回路を含み、一方のトランジスタのコレクタ
は上記分圧回路の１つの抵抗を介しまた他方の
トランジスタのコレクタは抵抗を介して上記積
分回路の一端に、また両トランジスタのエミツ
タは共通の抵抗を介して上記積分回路の他端に
接続され、上記一方のトランジスタのベースは
上記積分回路の抵抗とコンデンサの接続点に接
続され、他方のトランジスタのベースは上記一
方のトランジスタのコレクタに接続されると共
に上記分圧回路の２つの抵抗の接続点に接続さ
れ、上記スイツチング回路の上記駆動用のトラ
ンジスタのベースは抵抗を介して上記他方のト
ランジスタのコレクタに接続され、機関が通常回転域を超えて過回転域に入り上
記点火信号の発生周期が短くなり、上記点火信
号と上記スイツチング回路の一定の導通期間と
重複すると、その重複期間に相等する機関のク
ランク角だけ点火時期を遅らせて機関の回転を
低下させる過回転防止点火装置。 (2) 実用新案登録請求の範囲第１項の点火装置に
おいて、上記定電圧回路は、上記主コンデンサの充電
路となるダイオードのアノード側から分岐し上
記磁石発電機の発生する起電力の上記一方向成
分により上記主コンデンサと並行して充電され
る向きに別のダイオードを介して上記磁石発電
機の発電コイルに並列に接続された補助コンデ
ンサと、上記補助コンデンサに並列に接続され
た定電圧ダイオードからなる過回転防止点火装
置。 (3) 実用新案登録請求の範囲第１項の点火装置に
おいて、上記定電圧回路は、上記磁石発電機の発電コ
イルに並列に接続された抵抗と定電圧ダイオー
ドの直列回路からなる過回転防止点火装置。 (4) 実用新案登録請求の範囲第２項の点火装置に
おいて、上記定電圧回路は、上記コンデンサとその充
電路となる上記ダイオードとの接続点と上記主
コンデンサの充電路となる上記ダイオードのカ
ソード側との間に上記コンデンサの放電路とな
るダイオードを接続した過回転防止点火装置。 (5) 実用新案登録請求の範囲第１項〜第４項のい
ずれかの点火装置において、上記制御回路は、上記積分回路の上記抵抗と
上記コンデンサとの接続点と上記主サイリスタ
のアノード側との間に接続された、ダイオード
を有し上記積分回路の上記コンデンサの充電電
荷を上記主サイリスタを通して放電する過回転
防止点火装置。