JPS63277862A - 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」 本発明は内燃機関により駆動される発電機の出力により
充電されるバッテリを直流電源とするコンデンサ放電式
の内燃機関用点火装置に間するものである。

「従来の技術」 従来、この種のものにおいては、点火信号に同期して昇
圧トランスの１次コイルに直流電流を通電し、この電流
が一定値になると１次コイルの電流を遮断して、昇圧ト
ランスの２次コイルに高電圧を発生させて点火用コンデ
ンサを充電するようにしたもの（例えば、実公昭５２−
５７３１９号公報）や、３相多極発電機の１相出力と同
期して、この発電機の１回転につき複数回半導体スイッ
チを断続させ、昇圧トランスの１次コイルに流れる１次
電流を断続し、昇圧トランスの２次コイルに電圧を発生
させて点火用コンデンサを充電するようにして発電機の
１回転につき複数回充電するようにした同期多重充電方
式というもの（例えば、特開昭６１−２５５２７２号公
報）がある。

「発明が解決しようとする問題点」 ところが、従来技術における前者においては、昇圧トラ
ンスの１次電流の通電開始の制御を点火信号で行うため
、点火用コンデンサの充電は１点火当たり１回しかでき
ない、従って、１回の遮断充電動作で点火に必要なエネ
ルギを得るためには、昇圧トランスの１次電流および１
次コイル巻数を増して１次コイルに蓄えられる電磁エネ
ルギ（１／２・Ｌ・１７）を大きくしなければならず、
更に昇圧トランスはこの１次コイルのアンペアターン磁
束が飽和しないだけの断面積が必要となるので、昇圧ト
ランスが大型になる。更に、１次電流遮断用トランジス
タに大容量の物が必要になる等の問題があり、やはり装
置が大型で高価になるという問題があった。

また、従来技術における後者においては、３相多極発電
機のｌ相出力と同期して昇圧トランスの１次電流を断続
し多重充電を行うものであるが、多重充電回数は組み合
わせる３相多極発電機の極数によって決められてしまう
ものである。従って、組み合わせる３相発電機の極数が
少ない場合に点火に必要なエネルギを得るためには、昇
圧トランスの１次コイルに蓄えられる電磁エネルギを大
きくしなければならない、また、コンデンサ電圧を高く
したい場合にも１次コイルに蓄えられる電磁エネルギを
大きくしなければならなくなる。従って、前者の従来技
術と同様な問題があり装置が大型で高価になるという問
題があった。

そこで本発明は、小型かつ安価な構成で、内燃機関の回
転数の広い領域に対応できる十分な点火エネルギを、１
次電流を大きくすることなくコンデンサ電圧を大きくし
て提供することを目的とする。

「問題点を解決するための手段」 そのため本発明は、交流多相発電機と、直流電源に接続
された１次コイルを有する昇圧トランスと、この昇圧ト
ランスの１次コイルに前記直流電源より流れる電流を断
続する半導体スイッチ回路と、前記交流多相発’ｘｉの
各相を単相ごとに波形整形する回路と、前記整形波形を
論理演算する回路と、この論理演算出力信号に同期して
前記半導体スイッチ回路を断続させるための断続制御回
路と、前記昇圧トランスの２次コイルに接続され、この
２次コイルに発生する電圧により充電されるコンデンサ
と、このコンデンサに接続され点火時期で導通する点火
スイッチ回路と、この点火スイッチ回路が導通すること
により前記コンデンサの充電電荷が１次コイルに供給さ
れて２次コイルに点火用の高電圧を発生ずる点火コイル
とを備えた内燃機関用点火装置におい゛Ｃ１前記交流多
相発電機の２相以上出力の入力論理演算を行ない、同期
信号周波数を２倍以上にすることにより、１点火当たり
の同期多重充電数を２倍以上とすることを特徴とする内
燃機関用点火装置を提供するものである。

「作用」 これにより、発電機の１相出力に同期して発電機の１回
転につき複数回昇圧トランスの１次電流が断続されて複
数回点火用コンデンサを充電する同期多重充電方式に対
して、１点火あたりの多重充電数を２倍以上としてコン
デンサ電圧を高くする。

「実施例」 以下本発明を図に示す実施例に基づいて説明する。

第１図は本発明の第１実施例を示すもので、３相多極発
電機の２相を使用し、同期多重充電数を２倍とする場合
の実施例である。第１図に示す実施例において、１は内
燃機関によって駆動される３相多′Ｊｆｆ１発電機、２
は発電機１の出力を整流する短絡制御方式からなるレギ
ュレータ・ウィズレフティファイア、３はバッテリ、４
はランプ等の電気負荷、５はダイオード、６は昇圧トラ
ンスで、６ａはその１次コイル、６ｂはその２次コイル
を示す、７はトランス６の１次電流遮断用半導体スイッ
チ回路をなすトランジスタ、８はトランジスタ７のベー
ス抵抗、９は断続制御回路をなしトランス６の１次電流
検出用抵抗、１０．１１は断続制御回路をなす分圧抵抗
、１２は半導体スイッチ回路をなすトランジスタ７のベ
ース電流遮断用サイリスタ、１３は半波整形用ダイオー
ド、１４はダイオード、１５は点火用コンデンサ、１６
はタイミングセンサ、１７は点火時期制御回路、１８は
点火スイッチ回路をなす点火用サイリスタ、１９は点火
コイルで、１９ａはその１次；１イル、１９ｂはその２
次コイルを示す、２０は点火プラグを示す、２１〜２４
は抵抗、２５．２６は波形整形回路をなす波形整形用コ
ンパレータ、２７゜２８は抵抗、２９は論理演算回路を
なすＡＮＤ回路、３０は論理演算回路をなすＯＲ回路、
３１はインバータ、３２は論理演算演算回路をなすＡＮ
Ｄ回路、３３．３４は断続Ｉｖ制御回路の導通ｖ制御を
行うトランジスタ、３５は前記導通制御を行うトランジ
スタ３４のベース抵抗、３６は電源回路をなす抵抗、３
７は電源回路をなすコンデンサ、３８は電源回路をなず
ツェナーダイオードを各々示す。

次に、上記椹成においてその作動を説明する。

第２図は第１図図示回路の各部動作波彫を示す波形図で
ある。Ｖａｌ、Ｖｄ２は３相多極発電機１に発生ずる出
力波形の各々の単相波形、ｖｂｔ、ｖｂ２は波形整形用
コンパレータ２５．２６より取り出された真相の出力信
号、ＶｄはＡＮＤ回路２９の出力信号、Ｖｅはインバー
タ３１の出力信号、ＶｆはＯＲ回路３０の出力信号、Ｖ
ｇはＡＮＤ回路３２の出力同期信号であり、トランジス
タ３３の入力信号である。■ｈはトランジスタ３４のベ
ース電圧、■１はトランジスタ７のベース電圧、ｌ、は
昇圧トランス６の１次コイル６ａに流れる電流、Ｖｃは
点火用コンデンサ１５の充ｃ電圧、Ｖｓはタイミングセ
ンサ１６により発生される点火信号を示す。

内燃機関により駆動される３相多掻発電機１において発
生した２相出力Ｖａｌ、Ｖｄ２を各々波形整形用コンパ
レータ２５．２６に通す、その出力信号Ｖｂｌ、Ｖｂ２
をＡＮＤ回路２９に入力することにより、第２図Ｖｄに
示すごとく電気角にしてπ／３ＯＮ、５π／３ＯＦＦの
出力信号を得ることができる。また、コンパレータ２５
．２６の出力信号ｖｂｔ、ｖｂｚをＯＲ回路３０に入力
することにより、第２図Ｖｆに示すごとく電気角にして
５π／３ＯＮ、π／３ＯＦＦの出力信号を得ることがで
きる。ＡＮＤ回路２９の出力信号Ｖｄの極性をインバー
タ３１によって反転した出力信号ＶｅとＯＲ回路３０の
出力信号ＶｆとをＡＮＤ回路３２に入力することにより
、第２図Ｖｇに示すごとく電気角にして２π／３ＯＮ、
π／３ＯＦＦの同期信号を得ることができる。この同期
信号Ｖｇは従来の同期多重充電方式（特開昭６１−２５
５２７２号公報）の２倍の周波数となる。

この同期信号Ｖｇをトランジスタ３３のベースに供給す
ることにより、トランジスタ３３は電気角で２π／３Ｏ
Ｎ、π／３ＯＦＦの動作を繰り返すことになる。トラン
ジスタ３３がＯＮすると、トランジスタ３４のベース電
流は側路されトランジスタ３４はＯＦＦする。トランジ
スタ３４がＯＦＦすると、バッテリ３からダイオード５
および抵抗８を介してトランジスタフのベースに電流が
流れ、トランジスタ７がＯＮする。トランジスタ７がＯ
Ｎすると、バッテリ３からダイオード５を介し昇圧トラ
ンス６の１次コイル６ａ、トランジスタ７のコレクタ、
トランジスタ７のエミッタ、抵抗９の経路で昇圧トラン
ス６に第２図１．に示す１次電流が通電する。このよう
に昇圧トランス６に１次電流が流れると、抵抗９の端子
電圧は上昇する。この電圧は抵抗１０．１１で分割され
た後、遮断用サイリスタ１２のゲートに入力されている
。そして、昇圧トランス６の１次電流ｉ、が増えて行き
、やがて抵抗１１の端子電圧が遮断用サイリスタ１２の
ゲートトリガ電圧に達すると遮所用サイリスタ１２がＯ
Ｎする。遮断用サイリスタ１２がＯＮすると、トランジ
スタ７のベース電流は遮断用サイリスタ１２により側路
され、トランジスタ７のベース電流がなくなりトランジ
スタ７は瞬時にＯＦＦする。トランジスタ７がＯＦＦし
て昇圧トランス６の１次電流１．が遮断されると、１次
コイル６ａのインダクタンス分により、この１次コイル
６ａに高電圧が発生し、２次コイル６ｂにも高電圧が誘
起される。この高電圧により、ダイオード１３、点火用
コンデンサ１５、ダイオード１４の回路で点火用コンデ
ンサ１５を充電する。

同期信号Ｖｇにより上記動作を繰り返すから、点火用コ
ンデンサ１５の多重充電数は従来の同期多重充電方式（
特開昭６１−２５５２７２号公報）の２倍となる。

そして、内燃機関の回転に同期したタイミングセンサ１
６の点火信号Ｖｓにより点火時期制御回路１７の出力信
号が発生されると、点火用サイリスタ１８をＯＮさせ、
点火用コンデンサ１５の充電電荷を点火コイル１９の１
次コイル１９ａに急激に放出させる０点火コイル１９の
２次コイル１９ｂは高電圧を誘起され、その高電圧によ
り点火プラグ２０は火花を得る。

以上のように１点火あたり従来の多重充電方式と比較し
て多重充電数が２倍となるため、充電１回当たりのエネ
ルギは少なくてすみ、昇圧トランス６の小型化や、トラ
ンジスタ７として低電流タイプのものが使用可能となり
、小型で安価な内燃機関用点火装置が可能となる。

第３図は本発明の第２実施例を示すもので３相多極発電
機の３相を使用し、同期多重充電数を３倍とする場合の
実施例である。第３図において、３９．４０は抵抗、４
１は波形整形回路をなす波形整形用コンパレータ、４２
は抵抗、４３〜４５は論理演算回路をなすＡＮＤ回路、
４６は論理演算回路をなすＯＲ回路である。

次に、上記実施例においてその作動を説明する。

第４図は第３図図示回路の各部動作波形を示す波形図で
ある。Ｖａｌ、Ｖｄ２．Ｖｄ３は３相多極発電機１に発
生する出力波形の各単相波形、ｖｂｌ、ＶｂＺ、Ｖｂ３
は波形整形用コンパレータ２５゜２６．４１より取り出
された各相の出力信号、Ｖｄｌ、Ｖｄ２．Ｖｄ３はＡＮ
Ｄ回路４３．４４゜４５の出力信号である。Ｖｇは前記
出力信号Ｖｄ１、Ｖｄ２．Ｖｄ３を入力信号として論理
和をとった時のＯＲ回路４６の出力同期信号であり、ト
ランジスタ３３の入力同期信号である。

内燃機関によって駆動される３相多極発を機１において
発生した３相出力Ｖａｌ、Ｖｄ２．Ｖｄ３を各々波形整
形用コンパレータ２５，２６．４１に通す、その出力信
号Ｖｂｌ、ＶｂＺ、Ｖｂ３の内から２つを選ぶ全組合せ
を入力信号として、各々をＡＮＤ回路４３〜４５に通す
、これにより、第４図Ｖｄｌ〜Ｖｄ３に示すごとくそれ
ぞれ位相の異なった電気角にしてπ／３ＯＮ、５π／３
ＯＦＦの出力信号を得る。さらに、この３つのＡＮＤ回
路出力信号Ｖｄｌ〜Ｖｄ３をＯＲ回路４６に入力するこ
とにより、ｆ’ｍ４ｅ？ＩＶｇに示すごとく電気角にし
てπ／３ＯＮ、π／３ＯＦＦの出力同期信号を得る。こ
の同期信号Ｖｇは従来の同期多重充電方式（特開昭６１
−２５５２７２号公報）の３倍の周波数となる。

以下、前記第１実施例の２倍多重充電方式と同様の作動
を繰り返すことにより、点火用コンデンサ１５の多重充
電数は従来の同期多重充電方式（特開昭６１−２５５２
７２号公報）の３倍となる。

これにより充電１回当たりのエネルギはさらに少なくて
すむ、言い換えれば、１回の充電に要する電磁エネルギ
が少なくてすむこととなり、トランス６の小型化や、ト
ランジスタ７の低電流タイプの使用可能、さらには昇圧
トランス６の１次電流を高くすることなしにコンデンサ
１５の電圧を高くすることが可能となる。

第５図は本発明第１実施例に示した３相多極発電機の２
相を使用し、同期多重充電数を２倍とする場合の具体的
回路例を示したものである。第５図実施例においては、
ダイオード４７．４８、および抵抗４９により第１図図
示のＡＮＤ回路２９を構成し、ダイオード５０，５１、
および抵抗５２により第１図図示のＯＲ回路３０を構成
する。

さらに、抵抗５３，５４．およびトランジスタ５５によ
り第１図図示のインバータ３１を楕成し、ダイオード５
６，５７、および抵抗５８．５９により第１図図示のＡ
ＮＤ回ｆ？Ｉ３２を構成している。

尚、ツェナーダイオード６０は同期信号Ｖｋの直流分を
除去するために用いたものである。この実施例における
各部動作波形を第６図に示す、これにより、３相多極発
電機の２相出力を使用して第６図図示Ｖｇに示すごと（
電気角にして２π／３ＯＮ、π／３ＯＦＦの同期信号を
得ることができる。

第７図は本発明第２実施例に示した３相多極発電機の３
相を使用し、同期多重充電数を３倍とする場合の具体的
回路例を示したものである。第７図図示の実施例におい
ては、ダイオード４７゜４８と抵抗４９、ダイオード６
１．６２と抵抗６５、ダイオード６３．６４と抵抗６６
で各々第３図図示のＡＮＤ回路４３〜４５を構成してい
る。

また、ダイオード６７〜６９と抵抗７０とで第３図図示
のＯＲ回路４６を構成している。尚、この実施例におけ
る動作波形は第４図と同じである。

これにより３相多極発電機の３相出力を使用して、電気
角にしてπ／３ＯＮ、π／３ＯＦＦの同期信号Ｖｇを得
ることができる。

第８図は本発明第５実施例を示すもので、３相多極発電
機の２相を使用し同期多重充電数を２倍とする同期多重
充電方式と逆転失火回路を組み合わせた場合の実施例で
ある。

第８図において、７２はサイリスタ、７３〜７６は抵抗
、７７は波形整形用コンパレータ、７８．７９は抵抗、
８０．８１はＡＮＤ回路を構成するトランジスタ、８２
は抵抗、８３は点火出力信号整形用ダイオードを示す。

次に、上記実施例に゛おいてその作動を説明する。

第９図は第８図図示回路の各部動作波形を示す波形図で
ある。８１関の正転時、抵抗５２の端子間には３相多極
発電機１の２相出力によりＯＲ信号ＶＪが発生する。こ
の信号Ｖｊを波形長形用コンパレータ７７に入力するこ
とにより、電気角にして５ｘ／３ＯＮ、ｙｃ／３ＯＦＦ
（Ｑ出力信号Ｖｇを得る。この出力信号Ｖｇによりトラ
ンジスタ３３を断続させる。しかし、このままでは同期
信号中が広くなったにすぎない、そこで、ダイオード４
７．４８と抵抗４９よりなるＡＮＤ回路により論理和を
とった時の出力信号Ｖｄによりトランジスタ８６を断続
させる。トランジスタ８６の断続により同期信号Ｖｇの
ＯＮ信号５π／３の真中π／３だけＯＦＦとすることが
できる。これにより第１図図示実施に示すごとく電気角
にして２π／３ＯＮ、π／３ＯＦＦの同期信号を得るこ
とができる６機関の逆転時には信号Ｖｂｌ、Ｖｂ２を利
用して失火を行なわせる。

尚、上述した各実施例においては、最もよく利用されて
いる３相多極発電機を用いたが、他の４゜５．６・・・
相などの多相発電機のうち２相以上出力を使用するよう
に適用できることはいうまでもない。

「発明の効果」 以上述べたように本発明装置は、多相発電機の２相以上
出力を使用しているから、従来のごとく発電機の発生出
力に同期して発電機の１回転につき複数回昇圧トランス
の１次電流を断続し１点火当たり複数回点火コンデンサ
を充電する方式の、２倍以上の多重充電数となるため、
バッテリを充電するための発ｉｌｔ機の発生出力を有効
に利用し、小型かつ安価な構成で、低回転領域から高回
転領域まで十分な点火エネルギを供給することができる
という優れた効果を有する。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明装置の第１実施例を示す電気回路図、第
２図は第１図図示実施例の作動説明に供する各部波形図
、第３図は本発明装置の第２実施例を示す電気回路図、
第４図は第３図図示実施例の作動説明に供する各部波形
図、第５図は本発明第３実施例を示す具体的な電気回路
図、第６図は第５図図示実施例の作動説明に供する各部
波形図、第７図は本発明第４実施例を示す具体的な電気
回路図、第８図は本発明第５実施例を示す電気回路図、
第９図は第８図図示実施例の作動説明に供する各部波形
図である。 １、、．３相多ｆ！発′：４機、　３００．バッテリ、
６００．昇圧トランス、　７２５．半導体スイッチ回路
をなすトランジスタ、　９，１０，１１．、、断続制御
回路をなす抵抗、　１２．、、断続制御回路をなすベー
ス電流側路用サイリスタ、　１５．、、点火用コンデン
サ、　　１８．、、点火スイッチ回路をなす点火用サイ
リスタ、　１９．、、点火コイル、２５．２６．、、波
形整形回路をなすコンパレータ、２９、、、論理回路を
なすＡＮＤ回路、　３０　、、、論理回路をなすＯＲ回
路、　３２　、、、論理回路をなすＡＮＤ回路、　３３
，３４．、、断続制御回路の導通制御を行うトランジス
タ。 第３図 第５図 笛　７閉

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １　交流多相発電機と、直流電源に接続された１次コイ
   ルを有する昇圧トランスと、この昇圧トランスの１次コ
   イルに前記直流電源より流れる電流を断続する半導体ス
   イッチ回路と、前記交流多相発電機の各相を単相ごとに
   波形整形する回路と前記整形波形を論理演算する回路と
   、この論理演算出力信号に同期して前記半導体スイッチ
   回路を断続させるための断続制御回路と、前記昇圧トラ
   ンスの２次コイルに接続され、この２次コイルに発生す
   る電圧により充電されるコンデンサと、このコンデンサ
   に接続され点火時期で導通する点火スイッチ回路と、こ
   の点火スイッチ回路が導通することにより前記コンデン
   サの充電電荷が１次コイルに供給されて２次コイルに点
   火用の高電圧を発生する点火コイルとを備えた内燃機関
   用点火装置において、前記交流多相発電機の２相以上出
   力の入力論理演算を行ない、同期信号周波数を２倍以上
   にすることにより、１点火当たりの同期多重充電数を２
   倍以上とすることを特徴とする内燃機関用点火装置。 ２　交流多相発電機が、３相多極発電機からなる特許請
   求の範囲第１項記載の内燃機関用点火装置。