JPS6253714B2 - - Google Patents

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Publication number
JPS6253714B2
JPS6253714B2 JP57151363A JP15136382A JPS6253714B2 JP S6253714 B2 JPS6253714 B2 JP S6253714B2 JP 57151363 A JP57151363 A JP 57151363A JP 15136382 A JP15136382 A JP 15136382A JP S6253714 B2 JPS6253714 B2 JP S6253714B2
Authority
JP
Japan
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ignition
capacitor
coil
voltage
thyristor
Prior art date
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Expired
Application number
JP57151363A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JPS5941669A (en
Inventor
Hiroyasu Nito
Tomoyuki Ogawa
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Mahle Electric Drive Systems Co Ltd
Original Assignee
Kokusan Denki Co Ltd
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Filing date
Publication date
Application filed by Kokusan Denki Co Ltd filed Critical Kokusan Denki Co Ltd
Priority to JP15136382A priority Critical patent/JPS5941669A/en
Publication of JPS5941669A publication Critical patent/JPS5941669A/en
Publication of JPS6253714B2 publication Critical patent/JPS6253714B2/ja
Granted legal-status Critical Current

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Classifications

    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02PIGNITION, OTHER THAN COMPRESSION IGNITION, FOR INTERNAL-COMBUSTION ENGINES; TESTING OF IGNITION TIMING IN COMPRESSION-IGNITION ENGINES
    • F02P11/00Safety means for electric spark ignition, not otherwise provided for
    • F02P11/02Preventing damage to engines or engine-driven gearing

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、信号コイルを用いないコンデンサ放
電式の内燃機関点火装置に関するものである。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION The present invention relates to a capacitor discharge type internal combustion engine ignition system that does not use a signal coil.

コンデンサ放電式の内燃機関点火装置として、
磁石発電機内に設けられたエキサイタコイルの正
の半サイクルの出力でコンデンサを充電し、エキ
サイタコイルから続いて発生する負の半サイクル
の出力で放電制御用サイリスタに点弧信号を与え
て、このサイリスタを通してコンデンサの電荷を
点火コイルの1次コイルに放電させることにより
点火動作を行なわせるようにしたものがある。こ
のような構成によれば、点火位置を決めるための
信号コイルが不要になるため機関に取付ける発電
機の構造を簡単にすることができる。しかしなが
ら、従来のこの種の点火装置ではエキサイタコイ
ルの正の半サイクルでエキサイタコイルからコン
デンサに流れる電流による電機子反作用により、
次の負の半サイクルの出力の立上りが遅れるた
め、点火位置に遅れが生じるという問題があつ
た。この傾向は機関の回転数(rpm)が上昇する
に伴つて著しくなるため、従来のこの種の点火装
置では機関の点火位置θiの回転数Nに対する特
性が第5図に破線で示したようになり、高速時に
点火位置が著しく遅れる欠点があつた。尚第5図
の縦軸の点火位置θiは機関の上死点前の角度を
正規回数転数(3000rpm)における点火位置をO
として示している。
As a capacitor discharge type internal combustion engine ignition system,
The output of the positive half cycle of the exciter coil provided in the magnet generator charges the capacitor, and the output of the subsequent negative half cycle from the exciter coil gives an ignition signal to the thyristor for controlling discharge. There are some devices in which the ignition operation is performed by discharging the charge in the capacitor to the primary coil of the ignition coil through the ignition coil. According to such a configuration, a signal coil for determining the ignition position is not required, so that the structure of the generator attached to the engine can be simplified. However, in the conventional ignition system of this type, due to the armature reaction due to the current flowing from the exciter coil to the capacitor during the positive half cycle of the exciter coil,
There was a problem in that the rise of the output in the next negative half cycle was delayed, resulting in a delay in the ignition position. This tendency becomes more pronounced as the engine speed (rpm) increases, so in conventional ignition systems of this type, the characteristics of the engine ignition position θi with respect to the engine speed N are as shown by the broken line in Figure 5. The drawback was that the ignition position was significantly delayed at high speeds. The ignition position θi on the vertical axis in Fig. 5 is the angle before the top dead center of the engine, which is the ignition position at the normal rotation speed (3000 rpm).
It is shown as

また従来のこの種の点火装置では、機関が逆回
転した際にもコンデンサ放電用のサイリスタに点
弧信号が入るため、機関の逆回転時にも機関が点
火されることになり、2サイクル機関の点火装置
としては不向きであつた。
In addition, with conventional ignition systems of this type, an ignition signal is sent to the capacitor discharge thyristor even when the engine is rotating in reverse, so the engine is ignited even when the engine is rotating in reverse, which is a problem with two-stroke engines. It was unsuitable as an ignition device.

本発明の目的は、信号コイルを用いない簡単な
構成としてしかも高速時の点火位置の遅れと逆転
時の火花の発生とを防止できるようにしたコンデ
ンサ放電式内燃機関点火装置を提供することにあ
る。
SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide a capacitor discharge type internal combustion engine ignition system that has a simple configuration that does not use a signal coil, and that can prevent delays in ignition position at high speeds and generation of sparks during reverse rotation. .

以下図面を参照して本発明をその実施例ととも
に詳細に説明する。
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS The present invention will be described in detail below along with embodiments thereof with reference to the drawings.

第1図は本発明の一実施例の回路を示したもの
で、同図において1は内燃機関と同期回転する磁
石発電機内に配置されたエキサイタコイル、2は
1次コイル2a及び2次コイル2bからなる点火
コイルであり、点火コイルの1次及び2次コイル
2a及び2bの一端は共通接続されて接地されて
いる。3は2次コイル2bに接続された点火プラ
グで、この点火プラグは図示しない機関の気筒に
取付けられている。エキサイタコイル1の一端1
a及び他端1bにはそれぞれダイオード4及び5
のカソードが接続され、これらのダイオードのア
ノードは接地されている。エキサイタコイル1の
一端にはまたダイオード6のアノードが接続さ
れ、このダイオードのカソードは点火エネルギ蓄
積用コンデンサ7の一端に接続されている。コン
デンサ7の他端は点火コイルの1次コイル2aの
非接地側端子に接続されるとともにダンパダイオ
ード8のアノードに接続され、ダイオード8のカ
ソードは接地されている。ダイオード6のカソー
ドとコンデンサ7との接続点には放電制御用サイ
リスタ9のアノードが接続され、サイリスタ9の
カソードは接地されている。サイリスタ9のゲー
トにはツエナーダイオード10のアノードが接続
され、ツエナーダイオード10のカソードは限流
抵抗21を介してエキサイタコイル1の他端1b
に接続されている。本実施例ではダイオード4、
ツエナーダイオード10及び限流抵抗21によ
り、エキサイタコイル1の負極性の半サイクルの
出力でサイリスタ9に点弧信号を与える信号供給
回路が構成され、エキサイタコイル1の図示の破
線矢印方向の出力電圧がツエナーダイオード10
のツエナーレベル以上になつたときにエキサイタ
コイル1→限流抵抗21→ツエナーダイオード1
0→サイリスタ9のゲートカソード間→ダイオー
ド4→エキサイタコイル1の径路でサイリスタ9
に点弧信号が与えられる。尚本明細書においてエ
キサイタコイルの出力の極性はコンデンサ7を充
電する半サイクルの極性を正極性とし、サイリス
タ9に点弧信号が与えられる半サイクルの極性を
負極性とする。
FIG. 1 shows a circuit according to an embodiment of the present invention, in which 1 is an exciter coil arranged in a magnet generator that rotates synchronously with the internal combustion engine, 2 is a primary coil 2a, and a secondary coil 2b. One end of the primary and secondary coils 2a and 2b of the ignition coil are commonly connected and grounded. Reference numeral 3 denotes a spark plug connected to the secondary coil 2b, and this spark plug is attached to a cylinder of an engine (not shown). One end 1 of exciter coil 1
diodes 4 and 5 are connected to a and the other end 1b, respectively.
The cathodes of these diodes are connected and the anodes of these diodes are grounded. Also connected to one end of the exciter coil 1 is the anode of a diode 6, whose cathode is connected to one end of a capacitor 7 for storing ignition energy. The other end of the capacitor 7 is connected to the non-grounded terminal of the primary coil 2a of the ignition coil, and also to the anode of a damper diode 8, the cathode of which is grounded. The anode of a discharge control thyristor 9 is connected to the connection point between the cathode of the diode 6 and the capacitor 7, and the cathode of the thyristor 9 is grounded. The anode of a Zener diode 10 is connected to the gate of the thyristor 9, and the cathode of the Zener diode 10 is connected to the other end 1b of the exciter coil 1 via a current limiting resistor 21.
It is connected to the. In this embodiment, the diode 4,
The Zener diode 10 and the current limiting resistor 21 constitute a signal supply circuit that provides a firing signal to the thyristor 9 using the negative half-cycle output of the exciter coil 1, and the output voltage of the exciter coil 1 in the direction of the dashed arrow shown in the figure is zener diode 10
Exciter coil 1 → Current limiting resistor 21 → Zener diode 1 when the temperature exceeds the Zener level.
Thyristor 9 in the path of 0 → gate cathode of thyristor 9 → diode 4 → exciter coil 1
An ignition signal is given to the ignition signal. In this specification, the polarity of the output of the exciter coil is such that the polarity of the half cycle in which the capacitor 7 is charged is positive, and the polarity in the half cycle in which the ignition signal is given to the thyristor 9 is negative.

サイリスタ9への信号の供給を制御するため、
信号制御回路11が設けられている。この制御回
路はエキサイタコイル1の他端1bにアノードが
接続されたサイリスタ12を備え、このサイリス
タ12のカソードは抵抗値が小さい抵抗13を介
して接地されている。サイリスタ12は導通した
際にエキサイタコイル1の負極性の出力電圧を実
質的に短絡するために設けられたもので、エキサ
イタコイル1の負極性の出力電圧でアノードカソ
ード間が順方向にバイアスされて導通可能な状態
になる。制御回路11はまた一端が接地された信
号制御用コンデンサ14を備え、このコンデンサ
14の他端は抵抗15を介してサイリスタ12の
ゲートに接続されている。コンデンサ14と抵抗
15との接続点には抵抗16を介してダイオード
17のカソードが接続され、ダイオード17のア
ノードはエキサイタコイル1の一端1aに接続さ
れている。したがつて信号制御用コンデンサ14
は、エキサイタコイル1の正極性の出力(図示の
実線矢印方向の出力v2)によりダイオード17及
び抵抗16を通して図示の極性に充電される。抵
抗15及び13によりコンデンサ14をサイリス
タ12のゲートカソード間を通して放電させる第
1の放電回路が構成され、コンデンサ14が抵抗
15→サイリスタ12のゲートカソード間→抵抗
13→コンデンサ14の経路で放電してサイリス
タ12に点弧信号が与えられるようになつてい
る。コンデンサ14の非接地側の一端にはエミツ
タが接地されたトランジスタ18のコレクタが接
続され、トランジスタ18のベースは抵抗19を
通して抵抗13の非接地側端子に接続されてい
る。トランジスタ18はコンデンサ14を放電さ
せるためのもので、トランジスタ18と抵抗19
及び13とにより、サイリスタ12が導通してい
る間にコンデンサ14を放電させる第2の放電回
路20が構成されている。
In order to control the supply of signals to the thyristor 9,
A signal control circuit 11 is provided. This control circuit includes a thyristor 12 whose anode is connected to the other end 1b of the exciter coil 1, and the cathode of the thyristor 12 is grounded via a resistor 13 having a small resistance value. The thyristor 12 is provided to substantially short-circuit the negative output voltage of the exciter coil 1 when conductive, and the anode and cathode are forward biased by the negative output voltage of the exciter coil 1. It becomes conductive. The control circuit 11 also includes a signal control capacitor 14 whose one end is grounded, and the other end of the capacitor 14 is connected to the gate of the thyristor 12 via a resistor 15. A cathode of a diode 17 is connected to the connection point between the capacitor 14 and the resistor 15 via a resistor 16, and an anode of the diode 17 is connected to one end 1a of the exciter coil 1. Therefore, the signal control capacitor 14
is charged to the polarity shown in the figure through the diode 17 and the resistor 16 by the positive polarity output of the exciter coil 1 (output v 2 in the direction of the solid arrow shown in the figure). The resistors 15 and 13 constitute a first discharge circuit that discharges the capacitor 14 through between the gate and cathode of the thyristor 12. A firing signal is provided to the thyristor 12. The collector of a transistor 18 whose emitter is grounded is connected to one end of the non-grounded side of the capacitor 14, and the base of the transistor 18 is connected to the non-grounded terminal of the resistor 13 through a resistor 19. The transistor 18 is for discharging the capacitor 14, and the transistor 18 and the resistor 19
and 13 constitute a second discharge circuit 20 that discharges the capacitor 14 while the thyristor 12 is conductive.

上記実施例の点火装置においてエキサイタコイ
ル1は、機関が正方向に回転したときに、回転子
が1回転する間に負極性の第1の半サイクルの電
圧v1と正極性の第2の半サイクルの電圧v2と負極
性の第3の半サイクルの電圧v3とを順次発生す
る。第2図はエキサイタコイルにこのような電圧
を発生させる磁石発電機の一例を示したもので、
この磁石発電機は磁石回転子30と固定子40と
からなつている。磁石回転子30は磁性材料から
なる回転子本体31と、回転子本体31の外周に
設けられた凹部32内に固定された磁石33とか
らなり、回転子本体31はその中心部に機関の出
力軸等の駆動軸が嵌着される軸取付孔34を有し
ている。磁石33は回転子の径方向に着磁され、
磁石33の外周側の磁極(図の例ではN極)33
aと、凹部32の両側の部分に現われる磁極(図
の例ではS極)33b及び33cとにより3極の
回転子磁極が構成されている。
In the ignition system of the above embodiment, when the engine rotates in the positive direction, the exciter coil 1 has a negative polarity first half cycle voltage v 1 and a positive polarity second half voltage v 1 during one rotation of the rotor when the engine rotates in the positive direction. A cycle voltage v 2 and a third half cycle voltage v 3 of negative polarity are generated sequentially. Figure 2 shows an example of a magnet generator that generates this kind of voltage in the exciter coil.
This magnet generator consists of a magnet rotor 30 and a stator 40. The magnet rotor 30 consists of a rotor body 31 made of a magnetic material and a magnet 33 fixed in a recess 32 provided on the outer periphery of the rotor body 31. It has a shaft mounting hole 34 into which a drive shaft such as a shaft is fitted. The magnet 33 is magnetized in the radial direction of the rotor,
The magnetic pole on the outer circumferential side of the magnet 33 (N pole in the example shown) 33
a and magnetic poles (S poles in the illustrated example) 33b and 33c appearing on both sides of the recess 32 constitute three rotor magnetic poles.

固定子40は略U字状に形成された積層鉄心4
1を備え、この鉄心41の両脚部42及び43の
先端には回転子の磁極に所定のギヤツプを介して
対向する磁極部44及び45が形成されている。
鉄心41の磁極部44及び45相互間の間隔は、
回転子の磁極33b及び33c相互間の間隔に略
等しく設定され、磁極部44及び45が回転子磁
極33b及び33cにそれぞれ同時に対向し得る
ようになつている。鉄心41の一方の脚部42に
は1次コイル2aと2次コイル2bとからなる点
火コイル2が巻装されるとともにエキサイタコイ
ル1が巻装されている。この発電機において機関
が正方向に回転して回転子30が第2図において
時計方向に正回転したときのエキサイタコイル1
の誘起電圧波形を回転角θに対して示すと第3図
aのようになる。この誘起電圧は負極性電圧v1
正極性電圧v2と負極性電圧v3とが順次現われる波
形であり、1点火サイクル当り1回発生する。こ
こで1点火サイクルとは、機関の気筒で1回点火
が行なわれてから次の点火が行なわれるまでの期
間であり、第2図に示した例では回転子30が1
回転する期間に等しくなつている。また第2図に
おいて磁石回転子30が反時計方向に逆回転した
ときのエキサイタコイル1の誘起電圧波形は第3
図bに示す通りであり、正極性の半サイクルの電
圧v3′と負極性の半サイクルの電圧v2′と正極性の
半サイクルの電圧v1′とが順次現われる波形とな
る。
The stator 40 is a laminated iron core 4 formed in a substantially U-shape.
1, and magnetic pole portions 44 and 45 are formed at the tips of both leg portions 42 and 43 of this iron core 41 to face the magnetic poles of the rotor via a predetermined gap.
The distance between the magnetic pole parts 44 and 45 of the iron core 41 is
The spacing is set approximately equal to the spacing between the rotor magnetic poles 33b and 33c, so that the magnetic pole portions 44 and 45 can simultaneously face the rotor magnetic poles 33b and 33c, respectively. An ignition coil 2 consisting of a primary coil 2a and a secondary coil 2b is wound around one leg 42 of the iron core 41, and an exciter coil 1 is also wound thereon. In this generator, the exciter coil 1 when the engine rotates in the forward direction and the rotor 30 rotates in the forward clockwise direction in FIG.
When the induced voltage waveform of is shown with respect to the rotation angle θ, it becomes as shown in FIG. 3a. This induced voltage has a waveform in which a negative polarity voltage v 1 , a positive polarity voltage v 2 , and a negative polarity voltage v 3 appear in sequence, and is generated once per ignition cycle. Here, one ignition cycle is the period from one ignition in a cylinder of the engine until the next ignition, and in the example shown in FIG.
It is equal to the period of rotation. In addition, in FIG. 2, when the magnet rotor 30 rotates counterclockwise, the induced voltage waveform of the exciter coil 1 is the third waveform.
As shown in FIG. b, the waveform is such that a positive half-cycle voltage v 3 ′, a negative half-cycle voltage v 2 ′, and a positive half-cycle voltage v 1 ′ appear in sequence.

第2図に示した例では点火コイル2が固定子鉄
心41に巻装されているため、回転子30の回転
により点火コイル2にも電圧が誘起する。本実施
例では、点火コイル2の1次コイル2aにエキサ
イタコイル1の出力電圧と逆位相の電圧が誘起す
るようになつている。即ち第1図においてエキサ
イタコイル1に実線矢印方向の正極性の電圧v2
誘起したときに1次コイル2aには実線矢印方向
の負極性の電圧が誘起するようになつている。尚
点火コイル2は必らずしも磁石発電機内に設ける
必要はなく、磁石発電機の外部に設けてもよい。
In the example shown in FIG. 2, since the ignition coil 2 is wound around the stator core 41, a voltage is also induced in the ignition coil 2 due to the rotation of the rotor 30. In this embodiment, a voltage having a phase opposite to the output voltage of the exciter coil 1 is induced in the primary coil 2a of the ignition coil 2. That is, in FIG. 1, when a voltage v 2 of positive polarity in the direction of the solid arrow is induced in the exciter coil 1, a voltage of negative polarity in the direction of the solid arrow is induced in the primary coil 2a. Note that the ignition coil 2 does not necessarily have to be provided inside the magnet generator, but may be provided outside the magnet generator.

次に上記実施例の動作を説明する。第2図の磁
石発電機の回転子30が正回転すると、エキサイ
タコイル1には、回転角θに対して第4図aのよ
うな無負荷波形を示す電圧が誘起する。この波形
は第3図aに示したのと同様のものである。角度
θでエキサイタコイル1に正極性の半サイクル
の電圧v2が誘起すると、エキサイタコイル1→ダ
イオード6→コンデンサ7→ダイオード8及び1
次コイル2a→ダイオード5→エキサイタコイル
1の経路で電流が流れ、コンデンサ7が図示の極
性に充電される。このときコンデンサ7の端子電
圧は第4図bのように変化する。またこの正極性
の電圧v2によりダイオード17、抵抗16、コン
デンサ14及びダイオード5を通して電流が流
れ、信号制御用コンデンサ14が図示の極性に充
電される。このコンデンサ14の電荷は抵抗1
5、サイリスタ12のゲートカソード間及び抵抗
13を通して放電するため、次に角度θでエキ
サイタコイル1に負極性の電圧v3が誘起すると同
時にサイリスタ12が導通する。サイリスタ12
が導通すると、第4図dに実線で示したようにエ
キサイタコイル1からサイリスタ12、抵抗21
及び抵抗13を通して電流ibが流れ、エキサイ
タコイル1が実質的に短絡される。したがつてツ
エナーダイオード10に印加される電圧(ダイオ
ード5の両端の電圧vc)は第4図cに実線で示
したようにツエナーレベルvzより低い値とな
り、サイリスタ9には点弧信号が与えられない。
Next, the operation of the above embodiment will be explained. When the rotor 30 of the magnet generator shown in FIG. 2 rotates in the forward direction, a voltage exhibiting a no-load waveform as shown in FIG. 4a is induced in the exciter coil 1 with respect to the rotation angle θ. This waveform is similar to that shown in Figure 3a. When a positive half-cycle voltage v 2 is induced in exciter coil 1 at an angle θ 1 , exciter coil 1 → diode 6 → capacitor 7 → diodes 8 and 1
A current flows through the path of the secondary coil 2a → diode 5 → exciter coil 1, and the capacitor 7 is charged to the polarity shown. At this time, the terminal voltage of the capacitor 7 changes as shown in FIG. 4b. Further, due to this positive polarity voltage v2 , a current flows through the diode 17, the resistor 16, the capacitor 14, and the diode 5, and the signal control capacitor 14 is charged to the illustrated polarity. The charge of this capacitor 14 is the resistance 1
5. Since the discharge occurs between the gate and cathode of the thyristor 12 and through the resistor 13, the thyristor 12 becomes conductive at the same time as a negative voltage v3 is induced in the exciter coil 1 at an angle θ2. Thyristor 12
conducts, the exciter coil 1 to the thyristor 12 to the resistor 21 are connected as shown by the solid line in Fig. 4d.
A current i b flows through the resistor 13 and the exciter coil 1 is substantially short-circuited. Therefore, the voltage applied to the Zener diode 10 (voltage v c across the diode 5) has a value lower than the Zener level v z as shown by the solid line in FIG. Not given.

上記電流ibは電機子反作用により電圧v3の無
負荷時の波形の立下り位置よりも遅れた位置まで
流れる。サイリスタ12が導通すると抵抗13の
両端に電圧降下が生じ、この電圧により抵抗19
を通してトランジスタ18にベース電流が流れ
る。したがつてトランジスタ18は導通状態にな
り、コンデンサ14の電荷がトランジスタ18の
コレクタ・エミツタ間を通して放電する。サイリ
スタ12はエキサイタコイルから負極性の電圧v3
が発生している間導通状態を保持し、この間トラ
ンジスタ18にベース電流が供給され続けるた
め、コンデンサ14は負極性電圧v3の半サイクル
が終了するまでに完全に放電する。次に角度θ
でエキサイタコイル1に負極性の第1の半サイク
ルの電圧v1が誘起するが、このときコンデンサ1
4に電荷はなく、サイリスタ12に点弧信号が与
えられないため、サイリスタ12はしや断状態に
保持される。したがつて負極性電圧v1の瞬時値は
上昇し、ツエナーダイオード10に印加される電
圧vcが角度θiでツエナーレベルvz以上になる
とサイリスタ9に点弧信号が与えられる。これに
よりサイリスタ9が導通し、コンデンサ7の電荷
がサイリスタ9及び1次コイル2aを通して急激
に放電する。この放電電流により点火コイル2の
鉄心中で大きな磁束変化が生じるため2次コイル
2bに高電圧vh(第4図e)が誘起し、点火プ
ラグ3に火花が生じて機関が点火される。エキサ
イタコイル1に誘起する負極性電圧v1の波高値は
機関の回転数の上昇に伴つて増大し、電圧v1がツ
エナーダイオード10のツエナーレベルに達する
位相が進むため、点火位置θiは機関の回転数の
上昇に伴つて進んでいく。この点火位置θiの機
関の回転数Nに対する特性を示すと第5図の曲線
bのようになる。
The current i b flows to a position delayed from the falling position of the waveform of the voltage v 3 when no load is applied due to the armature reaction. When the thyristor 12 becomes conductive, a voltage drop occurs across the resistor 13, and this voltage causes the resistor 19 to
A base current flows through the transistor 18 through the transistor 18. Therefore, transistor 18 becomes conductive, and the charge in capacitor 14 is discharged through the collector-emitter of transistor 18. Thyristor 12 receives negative polarity voltage v 3 from the exciter coil.
The capacitor 14 remains conductive while the current is generated, and the base current continues to be supplied to the transistor 18 during this time, so that the capacitor 14 is completely discharged by the end of the half cycle of the negative polarity voltage v3 . Then the angle θ 4
, a first half-cycle voltage v 1 of negative polarity is induced in the exciter coil 1, but at this time, the capacitor 1
Since there is no charge on thyristor 4 and no firing signal is applied to thyristor 12, thyristor 12 is held in a decremented state. Therefore, the instantaneous value of the negative polarity voltage v 1 increases, and when the voltage v c applied to the Zener diode 10 becomes equal to or higher than the Zener level v z at the angle θi, a firing signal is given to the thyristor 9. As a result, the thyristor 9 becomes conductive, and the charge in the capacitor 7 is rapidly discharged through the thyristor 9 and the primary coil 2a. This discharge current causes a large magnetic flux change in the iron core of the ignition coil 2, which induces a high voltage v h (Fig. 4e) in the secondary coil 2b, causing a spark to occur in the ignition plug 3 and igniting the engine. The peak value of the negative polarity voltage v 1 induced in the exciter coil 1 increases as the engine speed increases, and the phase at which the voltage v 1 reaches the Zener level of the Zener diode 10 progresses, so the ignition position θi is It progresses as the rotation speed increases. The characteristic of this ignition position θi with respect to the engine rotational speed N is shown by curve b in FIG.

従来の点火装置では、信号制御回路11が無い
ため、正極性の電圧v2に続いて発生する負極性電
圧v3により放電制御用サイリスタ9に点弧信号が
与えられる。この負極性電圧v3は、コンデンサ7
の充電電流による電機子反作用により立上りが遅
れるため点火位置が遅れ、この点火位置の遅れ
は、第5図の曲線aのように機関の回転数の上昇
に伴つて著しくなる。これに対し、本発明におい
ては、正極性電圧v2の半サイクル(点火エネルギ
蓄積用コンデンサを充電する半サイクル)の前の
半サイクルの負極性電圧v1で放電制御用サイリス
タ9に点弧信号を与えるため電機子反作用の影響
を受けることがなく、第5図に曲線bで示したよ
うに、機関の高速時に点火位置θiが遅れること
がない。
In the conventional ignition device, since there is no signal control circuit 11, an ignition signal is given to the discharge control thyristor 9 by the negative voltage v3 generated following the positive voltage v2 . This negative polarity voltage v 3 is applied to capacitor 7
The ignition position is delayed because the start-up is delayed due to the armature reaction caused by the charging current, and this delay in the ignition position becomes significant as the engine speed increases, as shown by curve a in FIG. On the other hand, in the present invention, the ignition signal is sent to the discharge control thyristor 9 at the negative polarity voltage v 1 in the half cycle before the positive polarity voltage v 2 (half cycle for charging the ignition energy storage capacitor). Therefore, the ignition position θi will not be delayed when the engine is running at high speed, as shown by curve b in FIG. 5, without being affected by armature reaction.

本発明は、限流抵抗21を設けたことを1つの
特徴とする。上記実施例において限流抵抗21が
無かつたとすると、サイリスタ12が導通したと
きに大きな短絡電流が流れるため、電機子反作用
により短絡電流が流れる期間が長くなり、回転数
がN1,N2及びN3(N1<N2<N3)のときのエキサ
イタコイル1の電流波形はそれぞれ第6図に符号
N1,N2及びN3を付して示した波形となる。した
がつて回転数がN2を超える高速領域では第4図
dに破線で示したように負極性の電圧v1が発生す
る半サイクルまでサイリスタ12が導通し続ける
ことになり、第4図cに破線で示したように、負
極性電圧v1が発生する角度θ〜θの期間にお
いてもツエナーダイオード10に印加される電圧
がツエナーレベルより低くなるため、点火動作は
行なわれなくなる。
One feature of the present invention is that a current limiting resistor 21 is provided. If there were no current limiting resistor 21 in the above embodiment, a large short-circuit current would flow when the thyristor 12 conducts, so the period in which the short-circuit current would flow due to armature reaction would be longer, and the rotational speed would increase to N 1 , N 2 and The current waveforms of the exciter coil 1 when N 3 (N 1 < N 2 < N 3 ) are shown in Fig. 6.
The waveforms are shown with N 1 , N 2 and N 3 attached. Therefore, in a high-speed region where the rotational speed exceeds N2 , the thyristor 12 continues to conduct until the half cycle in which the negative polarity voltage v1 is generated, as shown by the broken line in Fig. 4d, and as shown in Fig. 4c. As shown by the broken line in , the voltage applied to the Zener diode 10 becomes lower than the Zener level even during the period of the angle θ 4 to θ 1 where the negative polarity voltage v 1 is generated, so that the ignition operation is no longer performed.

これに対し、本発明のように限流抵抗21を設
けると、サイリスタ12が導通した際にエキサイ
タコイルに流れる電流が制限されるため、電機子
反作用が軽減されて電流ibが流れる期間が短縮
される。したがつて、高速時においてもサイリス
タ12は負極性電圧v1が立上る角度θより前の
位置でしや断状態になり、点火動作が支障なく行
なわれる。
On the other hand, when the current limiting resistor 21 is provided as in the present invention, the current flowing to the exciter coil is limited when the thyristor 12 conducts, so the armature reaction is reduced and the period during which the current i b flows is shortened. be done. Therefore, even at high speeds, the thyristor 12 is turned off at a position before the angle θ 4 at which the negative polarity voltage v 1 rises, and the ignition operation is performed without any trouble.

次に第2図の発電機において磁石回転子30が
逆回転した場合を考える。この場合は、エキサイ
タコイル1に第3図bに示したように先ず正極性
の電圧v3′が発生し、次いで負極性の電圧v2′が発
生する。正極性の電圧v3′によりコンデンサ7が
充電されるとともにコンデンサ14が充電され、
このコンデンサ14の電荷によりサイリスタ12
に点弧信号が与えられる。したがつて正極性の電
圧v3′に続いて負極性電圧v2′が発生すると直ちに
サイリスタ12が導通し、サイリスタ9への点弧
信号の供給を阻止する。負極性電圧v2′が発生し
ている間にコンデンサ14は完全に放電するが、
次に正極性電圧v1′が発生すると再び充電され、
次の正極性電圧v3′によつても充電される。した
がつて次に負極性電圧v2′が発生した際にもサイ
リスタ12が導通して放電制御用サイリスタ9へ
の点弧信号の供給を阻止する。このように、発電
機の逆転時には、サイリスタ9に点弧信号が与え
られないため、点火動作は行なわれない。したが
つて本発明を2サイクル機関に適用した場合には
機関の逆転を防止する装置としても役立つ。
Next, consider a case where the magnet rotor 30 rotates in the opposite direction in the generator shown in FIG. In this case, a voltage v 3 ' of positive polarity is first generated in the exciter coil 1, as shown in FIG. 3b, and then a voltage v 2 ' of negative polarity is generated. The capacitor 7 is charged by the positive voltage v 3 ', and the capacitor 14 is also charged,
Due to the charge of this capacitor 14, the thyristor 12
An ignition signal is given to the ignition signal. Therefore, as soon as the positive voltage v 3 ' is followed by the negative voltage v 2 ', the thyristor 12 becomes conductive and the supply of the ignition signal to the thyristor 9 is blocked. The capacitor 14 is completely discharged while the negative polarity voltage v 2 ' is generated, but
Next, when a positive polarity voltage v 1 ′ occurs, it is charged again,
It is also charged by the next positive polarity voltage v 3 '. Therefore, even when the negative polarity voltage v 2 ' is generated next time, the thyristor 12 becomes conductive to prevent the supply of the ignition signal to the discharge control thyristor 9. In this way, when the generator is reversed, no ignition signal is given to the thyristor 9, so no ignition operation is performed. Therefore, when the present invention is applied to a two-stroke engine, it also serves as a device for preventing reverse rotation of the engine.

上記実施例においては、点火エネルギ蓄積用コ
ンデンサ7を点火コイルの1次コイル2aに対し
て直列に設け、放電制御用サイリスタ9をコンデ
ンサ7と1次コイル2aとの直列回路に対して並
列に設けているが、コンデンサ放電式の点火回路
はサイリスタ9が導通したときにコンデンサ7の
電荷を1次コイル2aに放電させるようになつて
いればよく、例えば第1図においてコンデンサ7
とサイリスタ9の位置を入れ代えることもでき
る。またダンパダイオード8及びツエナーダイオ
ード10は省略することができる。
In the above embodiment, the ignition energy storage capacitor 7 is provided in series with the primary coil 2a of the ignition coil, and the discharge control thyristor 9 is provided in parallel with the series circuit of the capacitor 7 and the primary coil 2a. However, the capacitor discharge type ignition circuit only needs to discharge the electric charge of the capacitor 7 to the primary coil 2a when the thyristor 9 becomes conductive.For example, in FIG.
It is also possible to switch the positions of the thyristor 9 and the thyristor 9. Further, the damper diode 8 and the Zener diode 10 can be omitted.

また上記の実施例では、コンデンサ14の第2
の放電回路をトランジスタ18を用いて構成した
が、トランジスタに代えてサイリスタを用いるこ
ともできる。またトランジスタやサイリスタを用
いることなく、コンデンサ14の両端に並列接続
した抵抗のみで第2の放電回路を構成できる。ま
た負極性電圧v1が立上るまでにコンデンサ14の
電荷を抵抗15及びサイリスタ12のゲートカソ
ード間を通して略完全に零まで放電させることが
できる場合には、この第2の放電回路を省略する
ことができる。
Further, in the above embodiment, the second
Although the discharge circuit was constructed using the transistor 18, a thyristor may be used instead of the transistor. Further, the second discharge circuit can be configured only by resistors connected in parallel to both ends of the capacitor 14 without using a transistor or a thyristor. Furthermore, if the charge in the capacitor 14 can be almost completely discharged to zero through the resistor 15 and the gate cathode of the thyristor 12 before the negative polarity voltage v 1 rises, this second discharge circuit can be omitted. Can be done.

尚場合によつては、機関の高速時の設定回転数
以上で負極性電圧v1の立上り時にコンデンサ14
に電荷が残つているようにコンデンサ14の放電
時定数を設定することもでき、このようにした場
合には設定回転数以上で点火動作が行なわれなく
なるので、過回転防止効果を得ることができる。
また限流抵抗21の大きさを適当に設定すること
によつても高速時の点火動作を阻止して過回転防
止を図ることができる。
In some cases, when the negative polarity voltage v1 rises above the set rotation speed of the engine at high speed, the capacitor 14
It is also possible to set the discharge time constant of the capacitor 14 so that a charge remains in the capacitor 14. In this case, the ignition operation will not be performed above the set rotation speed, so that an overspeed prevention effect can be obtained. .
Further, by appropriately setting the size of the current limiting resistor 21, it is possible to prevent over-speed rotation by blocking the ignition operation at high speeds.

以上のように、本発明によれば、磁石発電機の
電機子反作用の影響を無くして高速時における点
火位置の遅れを防止することができ、また逆転時
の点火動作を防止できる利点がある。更に、本発
明においては、エキサイタコイルから信号制御用
サイリスタを通して流れる電流の通路に限流抵抗
を直列に挿入したので、点火動作が支障なく行な
われる回転領域を高速領域まで延ばすことがで
き、高速時においても支障なく機関を点火するこ
とができる。
As described above, the present invention has the advantage that it is possible to eliminate the influence of the armature reaction of the magnet generator, thereby preventing delays in the ignition position at high speeds, and also preventing ignition operations during reverse rotation. Furthermore, in the present invention, since a current limiting resistor is inserted in series in the path of current flowing from the exciter coil through the signal control thyristor, the rotation range in which the ignition operation can be performed without any trouble can be extended to the high speed range. The engine can be ignited without any problem even in

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第1図は本発明の一実施例の回路を示す接続
図、第2図は本発明で用いる磁石発電機の一例
を、一部を省略し一部を断面して示した正面図、
第3図a及びbはそれぞれ第2図の発電機の正転
時及び逆転時におけるエキサイタコイルの出力電
圧を示す波形図、第4図a乃至e及び第6図は第
1図の実施例の各部の電圧波形図、第5図は本発
明の点火装置と従来の点火装置とについて点火位
置の回転数に対する特性を示した線図である。 1……エキサイタコイル、2……点火コイル、
3……点火プラグ、4〜6……ダイオード、7…
…点火エネルギ蓄積用コンデンサ、9……放電制
御用サイリスタ、12……信号制御用サイリス
タ、13……抵抗、14……信号制御用コンデン
サ、16……抵抗、17……ダイオード、18…
…トランジスタ(リセツト用半導体スイツチ)、
19……抵抗。
FIG. 1 is a connection diagram showing a circuit according to an embodiment of the present invention, FIG. 2 is a front view showing an example of a magnet generator used in the present invention, with some parts omitted and partially cut away,
FIGS. 3a and 3b are waveform diagrams showing the output voltage of the exciter coil during normal rotation and reverse rotation of the generator shown in FIG. 2, respectively, and FIGS. FIG. 5 is a diagram showing the characteristics of the ignition position relative to the rotational speed of the ignition device of the present invention and the conventional ignition device. 1... Exciter coil, 2... Ignition coil,
3...Spark plug, 4-6...Diode, 7...
... Capacitor for ignition energy storage, 9 ... Thyristor for discharge control, 12 ... Thyristor for signal control, 13 ... Resistor, 14 ... Capacitor for signal control, 16 ... Resistor, 17 ... Diode, 18 ...
...transistor (semiconductor switch for reset),
19...Resistance.

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 1 点火コイルと、内燃機関の回転に同期して回
転する磁石発電機内に設けられ機関が正回転した
際に負極性の第1の半サイクルの電圧と正極性の
第2の半サイクルの電圧と負極性の第3の半サイ
クルの電圧とを順次出力するエキサイタコイル
と、前記点火コイルの1次側に設けられ前記エキ
サイタコイルの前記正極性の出力電圧で一方の極
性に充電される点火エネルギ蓄積用コンデンサ
と、導通した際に前記コンデンサの電荷を前記点
火コイルの1次コイルに放電させるように設けら
れた放電制御用サイリスタと、機関の点火位置で
前記エキサイタコイルの負極性の出力電圧で前記
サイリスタに点弧信号を与える信号供給回路とを
備えてなるコンデンサ放電式内燃機関点火装置に
おいて、前記エキサイタコイルの正極性の出力電
圧により一方の極性に充電される信号制御用コン
デンサと、前記エキサイタコイルの負極性の出力
電圧を実質的に短絡するため該負極性の出力電圧
でアノード・カソード間が順方向にバイアスされ
る向きにして前記エキサイタコイルに対して並列
に設けられた信号制御用サイリスタと、前記エキ
サイタコイルから前記信号制御用サイリスタのア
ノード・カソードを通して流れる電流の通路に直
列に挿入された限流抵抗と、前記信号制御用コン
デンサの電荷を前記信号制御用サイリスタのゲー
トカソード間を通して放電させる放電回路とを具
備したことを特徴とするコンデンサ放電式内燃機
関点火装置。
1 The ignition coil is provided in a magnet generator that rotates in synchronization with the rotation of the internal combustion engine, and when the engine rotates in the forward direction, the voltage of the first half cycle of negative polarity and the voltage of the second half cycle of positive polarity are an exciter coil that sequentially outputs a third half-cycle voltage of negative polarity; and an ignition energy storage provided on the primary side of the ignition coil and charged to one polarity by the positive output voltage of the exciter coil. a discharge control thyristor provided to discharge the electric charge of the capacitor to the primary coil of the ignition coil when the capacitor is electrically connected; A capacitor discharge type internal combustion engine ignition device comprising a signal supply circuit that provides an ignition signal to a thyristor, the signal control capacitor being charged to one polarity by the positive output voltage of the exciter coil, and the exciter coil. a signal control thyristor provided in parallel with the exciter coil in such a direction that the anode and cathode are biased in the forward direction by the negative output voltage in order to substantially short-circuit the negative output voltage of the exciter coil; , discharging the charge in the signal control capacitor through a current limiting resistor inserted in series in a path of a current flowing from the exciter coil through the anode and cathode of the signal control thyristor, and the gate cathode of the signal control thyristor; A capacitor discharge type internal combustion engine ignition device characterized by comprising a discharge circuit.
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