JPS63285265A - 内燃機関点火装置 - 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］ この発明は磁石発電機を用いて点火を行う内燃機関点火
装置に関する。

〔従来の技術〕

第５図は従来の内燃機関点火装置を示す回路図である。

図において、１は図示しない機関により駆動される磁石
発電機の発電コイルで、機関の回転に同期して交流出力
を発生する。２はこの発電コイル１の交流出力を整流す
るダイオード、３はこの整流出力により充電されるコン
デンサ、４は発電コイル１０発生する出力のうち、コン
デンサ３の充電に寄与しない側の半波を短絡するダイオ
ード、５は機関の点火時期に対応した点火信号を発生す
るための信号コイルで、機関の回転に同期して交流出力
を発生する。６は信号コイル５の出力電流を制限する抵
抗、７は信号コイル５の交流出力を整流するダイオード
で、そのカソードが半導体スイッチング素子としてのサ
イリスタ８のゲートに接続されている。９に点火コイル
、１０は点火プラグで１点火コイル９に発生した高電圧
を受けて火花放電音生じるうまた１１，１２．１３にそ
れぞれサイリスタ８のゲート、カソード間に接続された
ノ々イアス抵抗、逆電圧防止用ダイオードおよび誤動作
防止用のフィルタコンデンサ、１４は点火コイル９の逆
方向電流吸収用のダイオードである。

第６図に磁石発電機に装着された信号コイル５の信号発
生構造を示す図である。１５に磁石発電機のロータで、
その外周にトリガポール１６が設けられており、このト
リガポール１６に対して所定の間隔を有するよう信号コ
イル５が対向して設置されている。

次に動作について説明する。発電コイル１の交流出力は
ダイオード２により整流され、コンデンサ３を充電する
。また発電コイル１の出力のうちコンデンサ３の充電に
寄与しない側の半波はダイオード４金通じて短絡される
。

一方、信号コイル５からは機関の点火時期に対応した点
火信号が出力され、この点火信号がサイリスタ８のトリ
ガレベル電圧を越えるとサイリスタ８は導通し、コンデ
ンサ３に蓄積された電荷全点火コイル９に放電させる。

点火コイル９の一次コイルにコンデンサ３の電荷が放電
されると二次コイルには高電圧が発生し、点火プラグ１
０で火花放電が生じる。従って信号コイル５から出力さ
れる点火信号により機関の点火時期に点火プラグ１０で
飛火が行われ、機関の点火が行われる。

〔発明が解決しようとする問題点〕

従来の内燃機関点火装置は上記のように構成されている
が、このように磁石発電機音用いたものは第６図中破線
で示すように漏洩磁束が信号コイル５に鎖交し、その出
力信号に磁気ノイズが重畳する。第２図は信号コイル５
の出力波形図で、ａは機関の高回転時、ｂは低回転時を
示しており、第２図（ａ）に示すように点火信号Ａにノ
イ／ｅＢが重畳し、これが機関の回転上昇に伴って増大
する。

このため、従来の点火装置では増大した。ノイズで誤点
火が生じないよう、サイリスタ８のトリガレベル電圧を
比較的高目に設定していたが、機関始動時のような低回
転時では第２図（ｂｌに示すように発生電圧が低いため
、点火動作が不安定になり易く、その結果始動性の悪化
や低速時の回転が不安定であるという問題点があった。

また、このような問題点を解決するため例えば実公昭４
９−１２１９号公報に示すように半導体スイッチング素
子への電圧を機関回転数によって切換えるようにしたも
のがあったが、その切換精度が低く、従って低回転時の
点火動作も不安定で上記問題点を十分解決したとは言え
ないものであった。

この発明は上記問題点？解決するためになされたもので
、始動性が向上しかつ低速時の回転の安定性が良好な内
燃機関点火装置を得ることを目的とする。

〔問題点全解決する之めの手段〕

この発明に係る内燃機関点火装置は、信号コイルの回転
信号の周期毎に一定電荷１ｆｔ−得て、その出力の充放
電の時定数で定められた時間と信号コイルの回転信号の
周期を比較して機関の回転数を検出し、この検出された
回転数に基づいて半導体スイッチング素子の導通電圧を
切換えるようにし友ものである。。

〔作　用〕

この発明においては、半導体スイッチング素子の導通電
圧を上記回転数検出手段の出力に基づいて切換えるため
、機関の低速回転時は導通電圧を低くして信号コイルか
らの出力電圧が低くとも正常な点火時期に導通し、この
ため低速時の回転が安定する。−３：た高速回転時は導
通電圧が高く設定され、重畳したノイズの影＃を受ける
ことなく正確な点火時期で半導体スイッチング素子の導
通が行われる。

〔実施例〕

第１図はこの発明の一実施例による内燃機関点火装置の
回路図である。図中、１〜１４は第５図の従来装置と同
様であるため、対応する部分に同一符号を付してその説
明全省略する。、１７は発ｌＩコイル１に接続された電
源回路で、後述する機関回転数検出回路に定電圧を供給
するものであり、また１８は発電コイル１と電源回路１
７との接続点とアース間に設けられたダイオードである
。１９は機関回転数検出回路で、以下のように構成され
ている。２０は信号コイル５の一端に接続され友ダイオ
ードで、分圧抵抗２１．２２ｔ−介して接地されている
。２３はＮＰＮ）ランジスタで、そのペース抵抗２４を
介しては抵抗２１．２２の接続点に接続されていると共
に、抵抗２５を介して電源回路１７に接続され、かつダ
イオード２６を介して接地されている。またトランジス
タ２３のコレクタは抵抗２７を介して電源回路１７に接
続され、エミッタは接地されている。２８はその一端を
トランジスタ２３のコレクタに接続した第１のコンデン
サで、他端はダイオード２９を介してＰＮＰ）ランジス
タ３ｏのベースに接続されている。まｆｃ３１は電源と
コンデンサ２８の他端との間に接続されたダイオード、
３２は第１ｏコニ、’７’ンサ２８の放出電荷を蓄積す
る第２のコンデンサ、３３はトランジスタ３０のペース
電流を制御する抵抗、３４はトランジスタ３０の導通時
に充電される第３のコンデンサである。トランジスタ３
０のエミッタは電源に接続され、コレクタは抵抗３５を
介して接地されると共に、抵抗３６を介してトランジス
タ３７のベースに接続されている。このトランジスタ３
７はその導通、遮断により信号コイル５からのサイリス
タ８の導通電圧を切換るもので、抵抗３８を介して抵抗
６に並列接続されている。

次に上記構成の内燃機関点火装置の動作について説明す
る。

機関の回転に同期して発生する信号コイル５の交流出力
はダイオード２０．２６によって整流されて半波の脈流
出力となり、これかトランジスタ２３０ベース・エミッ
タに印加される。このトランジスタ２３は信号コイル５
９整流出力電圧が所定の導通レベルに達すると導通し、
それ以下では遮断状態となり、従って信号コイル５の出
力電圧波形の一周期毎に導通・遮断を繰返す。すなわち
、トランジスタ２３は機関回転に同期して導通・遮断を
繰返す。トランジスタ２３が導通するとコンデンサ２８
は図示極性に急速充電され、このコンデンサ２８の容量
で定まる一定電荷が蓄積される。

そしてトランジスタ２３が遮断するとコンデンサ２８の
電荷は抵抗２７ｔ−通じて電源と加算され、ダイオード
２９を通じてコンデンサ３２ｔ−［示極性に充電する。

またこのコンデンサ３２はトランジスタ２３の導通時、
常にダイオード３１．２９およびトランジスタ３ｏのエ
ミッタ・ベースを通じて電源回路１７の電圧よりはトラ
ンジスタ３゜のエミッタ・ベース間電圧降下Ｖｎｚだけ
低い定常状態電圧ｖｃｃ　−ＶＢＥまで充電されている
。従って、トランジスタ２３の遮断によりコンデンサ２
８の電荷がコンデンサ３２に充電されるとコンデンサ３
２の端子電圧は定常状態電圧Ｖｃｃ　−ＶＢＥよりは上
昇し、そして抵抗３３を通じて定常状態電圧ｖｃｃ　−
”／ＢＥに同って放電することになる。このコンデンサ
３２の端子電圧は信号コイル５の出力電圧波形の一周期
１．内で、コンデンサ３２０充’ｇ電荷量と抵抗２７．
３３と、コンデンサ３２の値によって定まる一定時間１
１だけ定常状態電圧ＶＣＣ−ＶＢＥより上昇している。

コンデンサ３２の端子電圧が定常状態電圧ＶＣＣ〜ＶＢ
Ｋであれば、トランジスタ３ｏのエミッタ・ペース間に
抵抗３３を通じてペース電流が流れ、トランジスタ３０
は導通状態となり、ま几定常状態電圧Ｖｃｃ　−ＶＢＫ
より上昇すればペース電流は流れず、トランジスタ３０
は一定期間１１遮断状態となる。このトランジスタ３０
のコレクタに接続されたコンデンサ３４Ｆｉトランジス
タ３ｏの導通時、電源電圧まで図示極性に急速充電され
、トランジスタ３０の遮断時、抵抗３５および３６’（
ｆ−通じて放電し、この放電はトランジスタ３ｏが導通
するまで継続される。従ってこのコンデンサ３４の充放
電はコンデンサ３２の反動作となる。

このようにトランジスタ３０は信号コイル５の出力電圧
波形の一周期ｔ２のうち１２−１１期間は導通状態とな
り、この導通期間１．−１１が存在する限りコンデンサ
３４は一周期ｔ２内に一回必ず電源電圧まで充電される
ため、トランジスタ３７は導通状態となる。換言すれば
、−周期１．が一定期間ｔｌと等しくなった時点でトラ
ンジスタ３０は遮断する几めトランジスタ３７も遮断状
態となる。

従って、サイリスタ８のトリガレベル電圧を切換える回
転数をＮとすれば、機関が設定回転数Ｎ以下である場合
、信号コイル５の出力電圧波形の一周期ｔ２と一定期間
１１と、の関係はｔｇ）ｔ、であるためトランジスタ３
０は遮断した後に導通期間があり、この几めコンデンサ
３４は急速充電されて電源電圧ＶＣＣまで上昇する。ト
ランジスタ３７はこのコンデンサ３４の端子電圧を受け
て導通状態に保持されるため、信号コイル５とサイリス
タ８間の抵抗値は、抵抗６と抵抗３８との並列接続の合
成抵抗値となる。すなわち、サイリスタ８のトリガレベ
ル電圧が第２図（ａｌ　、　（ｂ）のｖ２に示すように
低電位である状態となり、第２図（ｂ）の如く機関の低
回転時での信号レベルでも確実にサイリスタ８の導通・
遮断動作が行われる。また、機関の回転が上昇し設定回
転数Ｎｔ−越えると、信号コイル５の出力電圧波形の周
期ｔ２は短くなりｔ２＜ｔｌの関係となるためトランジ
スタ３０は連続して遮断状態となり、コンデンサ３４の
端子電圧が低下する。このためトランジスタ３７は導通
から遮断状態に反転し、抵抗３８は抵抗６へ接続されず
、信号コイル５、サイリスタ８間の抵抗値は上昇する。

従ってサイリスタ８のトリガレベル電圧が第２図ｆａｔ
のＶｌに示すように高電位の状態となり、点火信号に重
畳した田気ノイズに影響されず正確な動作が行われる。

そして機関の回転数が減少し設定回転数Ｎ以下になると
再び１２＞　１１の関係となるためトランジスタ３７は
直ちに導通状態とな９、サイリスタ８のトリガレベル電
圧はｖ２となる。

このように上記機関回転数検出回路１９はその設定回転
数Ｎが正確であるため、ＶｌとＶ２との切換を高精度で
行うことができる。このためＶ２　ｋ非常に低い値とす
ることが可能となり、その結果機関始動時のような低回
転でも確実な点火が行われて始動性が向上すると共に、
低回転時の回転変動に対しても点火時期が正確であるた
め、回転の安定性が良好となる。ま几、第３図に示すよ
うに従来はトリガレベル電圧ｋ　Ｖｓとしていたため、
低回転時では点火時期遅れが発生していたが、上記実施
例ではＶｚであるため角度θだけ進んだ時点で点火され
、点火時期遅れが少なくなる。この様子を示したのが第
４図であり、破線が従来の機関点火装置、実線が上記実
施例の機関点火装置の点火時期特性である。

〔発明の効果〕

以上のよ、うにこの発明によれば、信号コイルの回転信
号の周期と信号コイルの回転信号に基づくコンデンサの
充放電の時定数で定められた時間と全比較して機関の回
転数を検出し、この検出された回転数に基づいて半導体
スイッチング素子の導通電圧を切換えるようにし九ので
、機関の始動性が向上し、かつ低回転時の回転安定性が
良好となる効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の一実施例による内燃機関点火装置の
回路図、第２図は同内燃機関点火装置における信号コイ
ルの出力信号の波形図、第３図は同内燃機関点火装置の
導通電圧を従来と比較して示す図、第４図は同内燃機関
点火装置の点火時期特性図、第５図は従来の内燃機関点
火装置の回路図、第６図は磁石発を機における信号コイ
ルの信号発生構造を示す図である。 １・・・発電コイル、３・・・点火用コンデンサ、５・
・・信号コイル、６．３８・・・抵抗、８・・・サイリ
スタ、９・・・点火コイル、１７・・・電源回路、１９
・・・機関回転数検出回路、２８・・・第１のコンデン
サ、３０゜３７・・・トランジスタ、３２・・・第２の
コンデンサ、３４・・・第３のコンデンサ。 なお、図中同一符号は同一または相当部分を示す。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 磁石発電機の発電コイル、この発電コイルの出力により
   充電される点火用コンデンサ、機関の回転に同期した回
   転信号を発生する信号コイル、この信号コイルの回転信
   号に基づく点火信号がその制御極に供給され、所定の点
   火時期に導通して前記点火用コンデンサの充電電荷を点
   火コイルの１次コイルを介して放電させる半導体スイッ
   チング素子を備えてなる内燃機関点火装置において、前
   記信号コイルの回転信号の周期毎に一定電荷を充電、放
   電する第１のコンデンサと、この第１のコンデンサの放
   電電荷により充電され放電する第２のコンデンサと、こ
   の第２のコンデンサの端子電圧を検出して導通、遮断す
   る開閉素子と、この開閉素子の導通により充電されて放
   電する第３のコンデンサとを備え、前記第３のコンデン
   サの端子電圧を検出し、この検出出力により前記半導体
   スイッチング素子の導通電圧を切換える手段を設けたこ
   とを特徴とする内燃機関点火装置。