JPS63309775A - コンデンサ放電形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、コンデンサ放電形の内燃機関用点火装置に関
するものである。

［従来の技術］ コンデンサ放電形の内燃機関用点火装置として、実開昭
５’ｌ−１２０７６３号に見られるように、パルサコイ
ルを用いることなく、コンデンサ充電用エキサイタコイ
ルの負の半サイクルの電圧を点火時期を定めるための信
号として用いるようにした、いわゆるパルサレス方式の
装置が知られている。　第５図は従来のパルサレス方式
のコンデンサ放電形内燃機関用点火装置の回路構成を示
したもので、同図において１は内燃機関により駆動され
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を有する点火コイル、
３は点火コイルの１次コイルに接続された点火エネルギ
ー蓄積用コンデンサ、４及び５はエキサイタコイル１の
正の半サイクルの出力でコンデンサ３に充電電流を流す
ために設けられたダイオード、６はコンデンサ３の電荷
を１次コイル２ａに放電さぜる放電制御用サイリスタ、
７及び８はエキサイタコイル１の負の半サイクルの出力
でサイリスタ６にトリガ信号を与えるために設けられた
ダイオード、９はサイリスタ６のゲートカソード間に接
続された抵抗、１０は図示しない機関の気筒に取付けら
れた点火プラグである。

この点火装置においては、エキサイタコイル１の正の半
サイクルの出力電圧によりダイオード４．１次コイル２
ａ及びダイオード５を通してコンデンサ３が図示の極性
に充電される。次いでエキサイタコイル１の角の半サイ
クルの出力電圧によりエキサイタコイル１にトリガ信号
が与えられ、該サイリスタ６が導通する。これによりコ
ンデンサ３の電荷がサイリスタ６及び点火コイルの１次
コイル２ａを通して放電し、２次コイル２ｂに鎖交する
磁束に大きな磁束変化が生じる。従って２次コイル２ｂ
に高電圧が誘起し、点火プラグ１０に火花が生じる。

このように、エキサイタコイルの負の半サイクルの出力
でサイリスタ６をトリガするようにすれば、パルサコイ
ルが不要になるため、発電機の構造を簡単にすることが
できる。

［発明が解決しようとする問題点］ 上記従来の点火装置を用いた場合、点火時期θの回転数
Ｎ［ｒｐｍ］に対する特性は第４図に破線で示した曲線
ａのようになり、始動回転領域でも点火時期が進角する
特性になる。このように始動回転領域で点火時期が進角
すると、始動の際にピストンが押し戻される、いわゆる
ケッチン現象が生じて機関の始動に失敗することがあっ
た。特にキックスタート式の機関の場合には、ケッチン
現象が生じるとキツクペタルに強い反動が生じて運転者
が怪我をするおそれがあった。

本発明の目的は、始動回転領域で点火時期が進角するの
を防止したパルサレス方式のコンデンサ放電形内燃機関
用点火装置を提供することにある。

［問題点を解決するための手段］ 本発明は、内燃機関により駆動される発電機内に配置さ
れたエキサイタコイルと、点火コイルと、前記点火コイ
ルの１次側に設けられてエキサイタコイルが出力する正
の半サイクルの電圧により充電される点火エネルギー蓄
積用コンデンサと、導通した際に点火エネルギー蓄積用
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
るように設けられた放電制御用サイリスタと、エキサイ
タコイルが出力する負の半サイクルの電圧によりサイリ
スタをトリガするトリガ回路とを備えたコンデンサ放電
形内燃機関用点火装置において、始動回転領域で点火時
期が進角するのを防止したものである。

そのため、本発明においては、上記トリガ回路を、エキ
サイタコイルの負の半サイクルの電圧によりサイリスタ
にトリガ信号を与えるトリガ信号供給回路と、ピークト
リガ回路と、波形進角切換制御回路とにより構成した。

ビークトリガ回路は、導通した際にトリガ信号−〇　− をサイリスタから側路するように設けられたピークトリ
ガ用トランジスタスイッチと、エキサイタコイルの負の
半サイクルの電圧が立上った時に該トランジスタスイッ
チを導通させ該エキサイタコイルの負の半サイクルの電
圧がピークに達した時に該トランジスタスイッチを遮断
させるトランジスタ制御回路とを備え、エキサイタコイ
ルの負の半サイクルの出力電圧がピークに達するまでの
間トリガ信号供給回路からサイリスタにトリガ信号が供
給されるのを阻止する働きをする。

波形進角切換制御回路は、導通した際にピークトリガ用
トランジスタスイッチを遮断状態にするように設【ノら
れた進角切換制御用トランジスタスイッチと、エキサイ
タコイルの負の半サイクルの出力電圧により充電される
速度検出用コンデンサと、該速度検出用コンデンサの端
子電圧が設定値以上になった時にエキサイタコイルの負
の半サイクルの出力電圧のピーク位置よりも位相が進ん
だ位置で該進角切換制御用トランジスタスイッチを導通
させるトランジスタトリガ回路とを備え、機関の回転数
が設定値以上になった時にエキサイタコイルの負の半サ
イクルの出力電圧がピークに達する以前にピークトリガ
回路のトランジスタスイッチを強制的に遮断状態にして
、トリガ信号供給回路からサイリスタにトリガ信号が供
給されるのを許容する。

［発明の作用］ 上記のように構成１゛ると、機関の回転数が設定値未満
の時には、ピークトリガ回路が働くため、エキサイタコ
イルの負の半サイクルの出力電圧がピークに達した時に
始めてトリガ信号供給回路から放電制御用サーイリスタ
にトリガ信号が供給され、エキサイタコイルの負の半サ
イクルの出力電圧のピーク近傍で点火動作が行われる。

従って機関の回転数の設定値を適当に選ぶことにより、
始動回転領域での点火時期をエキサイタコイルの負の半
サイクルの出力電圧のピーク位置付近に固定することが
でき、始動回転領域で点火時期が進角するのを防止する
ことができる。

機関の回転数が設定値以上になると、エキサイタコイル
の負の半］ノイクルの出力電圧のピーク位置よりも位相
が進んだ位置で進角切換制御用トランジスタスイッチが
導通してピークトリガ用トランジスタスイッチを強制的
に遮断状態にし、トリガ信号供給回路からサイリスタに
トリガ信号が供給されるのを許容するため、点火時期は
エキサイタコイルの負の半サイクルの出力電圧のピーク
位置よりも進角した位置となる。機関の回転数の上昇に
伴ってエキサイタコイルの負の半サイクルの出力電圧の
波高値が高くなっていき、速度検出用コンデンサの端子
電圧が設定値に達する位相が進むため、進角切換制御用
トランジスタスイッチが導通ずる位置は機関の回転数の
上昇に伴って進んでいく。従って設定回転数以上の領域
では機関の点火時期が回転数の上昇に伴って進角してい
く。

機関の回転数がある程度上昇し、エキサイタコイルの出
力電圧が飽和すると点火時期の進角は停止する。

従って、本発明によれば、例えば第４図の曲線−〇　− すのように、始動回転領域で点火時期が一定となり、中
高速領域で点火時期が進角する特性を得ることができ、
始動時にケッヂン現象が生じるのを防止することができ
る。

［実施例］ 以下添附図面を参照して本発明の詳細な説明する。

第１図は本発明の実施例を示したもので、同図において
、Ｅｘはエキサイタコイル、ＩＧは１次コイルＷ１及び
２次コイルｗ２を有する点火コイル、Ｃ１は点火エネル
ギー蓄積用コンデンサ、Ｓｌは放電制御用サイリスタ、
Ｐは点火プラグである。またＲ１ないしＲ５は抵抗、Ｄ
ｌないしＤ５はダイオード、Ｃ２はピークトリガ制御用
コンデンサ、Ｃ３は速度検出用コンデンサ、Ｔ１及びＴ
２はトランジスタ、７１はツェナーダイオードである。

この実施例では、エキサイタコイル→ダイオードＤ１→
コンデンサＣ１→１次］イルｗ１→抵抗−１〇　　− 値が充分小さい抵抗Ｒ１→エキサイタコイルＥ×の回路
、及びエキサイタコイルＥ×→ダイオードＤ１→コンデ
ンサＣ１→１次コイルＷ１→ダイオードＤ４→抵抗Ｒ３
→コンデンサＣ２→エキサイタコイルＥＸの回路により
、エキサイタコイルの正の半サイクルの出力電圧Ｖｅに
より点火エネルギー蓄積用コンデンサＣ１を充電するコ
ンデンサ充電回路が構成され、これらのコンデンサ充電
回路により点火エネルギー蓄積用コンデンサＣ１が図示
の極性に充電される。

またエキサイタコイルＥＸ→抵抗Ｒ２→ダイオードＤ３
→サイリスタＳ１のゲートカソード間回路→ダイオード
Ｄ２→エキサイタコイルＥｘの回路により、トリガ信号
供給回路が構成され、エキサイタコイルＦ×が負の半サ
イクルの出力電圧■ｅ°を発生している時にこの回路を
通してサイリスタＳ１にトリガ信号が供給される。

上記トリガ信号供給回路を通してサイリスタＳ１にトリ
ガ信号が与えられる時期を制御するため、ピークトリガ
回路へと進角切換制御回路Ｂとが設けられている。ピー
クトリガ回路Ａはピークトリガ用トランジスタスイッチ
を構成するトランジスタＴ１と抵抗Ｒ３とダイオードＤ
４とコンデンサＣ２とにより構成され、トランジスタＴ
１はそのコレクタエミッタ間回路がダイオードＤ３を介
してサイリスタＳ１のゲートカソード間回路に並列に接
続されている。トランジスタＴ１は、エキサイタコイル
ＥＸが負の半サイクルの出力電圧Ｖｅ’を発生した時に
コンデンサＣ２と抵抗Ｒ３とを通してベース電流が与え
られて導通する。トランジスタＴ１が導通している時に
は、エキサイタコイルＥｘから抵抗Ｒ２及びダイオード
Ｄ３を通してサイリスタＳ１に与えられるトリガ信号が
ほとんど全てトランジスタＴ１側に流れるため、サイリ
スタＳ１にはトリガ信号が供給されず、該サイリスタＳ
１は遮断状態に保持される。エキサイタコイルの負の半
サイクルの出力電圧がピークに達し、コンデンサＣ２の
充電が停止すると、トランジスタＴ１のベース電流が零
になるため、該トランジスタＴ１が遮断し、エキサイタ
コイルから抵抗Ｒ２及びダイオードＤ３を通して（トリ
ガ信号供給回路を通して）サイリスタＳ１にトリガ信号
が供給されるのを許容する。この例では、コンデンサＣ
２と抵抗Ｒ３とダイオードＤ４とにより、ピークトリガ
用トランジスタＴ１を制御するトランジスタ制御回路が
構成されている。

進角切換制御回路Ｂは進角切換制御用トランジスタＴ１
側ヂを構成するトランジスタＴ２と、速度検出用コンデ
ンサＣ３と、抵抗Ｒ４及びＲ５と、ダイオードＤ５とツ
ェナーダイオードＺ１とにより構成されている。

速度検出用コンデンサＣ３はエキサイタコイルＦＸが負
の半サイクルの電圧を発生した時にエキ→ノイタコイル
ＥＸ→ダイオードＤ５→抵抗Ｒ４→コンデンサＣ３→ダ
イオードＤ２→エキサイタコイルＥＸの経路で充電され
る。コンデンサＣ３の電荷は抵抗Ｒ５を通して一定の時
定数で放電する。

コンデンサＣ３の端子電圧は内燃機関の回転速度の上昇
に伴うエキサイタコイルの出力電圧の増大に伴って１貸
していき、内燃機関の回転数が設定値に達してコンデン
サＣ３の端子電圧が設定値に達するとツェナーダイオー
ドＺ１が導通してトランジスタＴ２にベース電流を与え
、該トランジスタＴ２を導通させる。トランジスタＴ２
が導通すると、コンデンサＣ２を通してトランジスタＴ
１に与えられるベース電流がトランジスタＴ２を通して
側路されるため、トランジスタＴ１が遮断状態にされる
。この例では、ツェナーダイオードＺ１により速度検出
用コンデンサＣ３の端子電圧が設定値に達した時にトラ
ンジスタＴ２をトリガするトランジスタトリガ回路が構
成されている。

次に第２図を参照して上記実施例の全体的な動作を説明
する。第２図（Ａ）はエキサイタコイルの出力電圧を示
し、同図（Ｂ）は速度検出用コンデンサＣ３の端子電圧
Ｖｃ３の波形を示している。

また第２図（Ｃ）及び（Ｄ）はそれぞれトランジスタＴ
２及びＴ１のオンオフ動作を示し、同図（Ｅ）はサイリ
スタＳ１のゲートカソード間電圧Ｖｇｋを示している。

■キサイタコイルＥ×は内燃機関の回転に同期して第２
図（Ａ＞に示すような交流電圧を誘起する。エキサイタ
コイルＥＸが正の半サイクルの電圧■ｅを出力すると、
点火エネルギー蓄積用コンデンサＣ１が図示の極性に充
電される。

エキサイタコイルＥＸが負の半サイクルの電圧Ｖｅ’を
出力すると、速度検出用コンデンサＣ３が充電される。

エキサイタコイルの負の半サイクルの電圧がピークを過
ぎると、コンデンサＣ３の電荷が抵抗Ｒ５を通して一定
の時定数で放電する。

コンデンサＣ３の端子電圧ＶＣ３の波形は第２図（Ｂ）
に示すようになる。第２図（Ｂ）において、折れ線Ｎ１
　、Ｎ２及びＮ３はそれぞれ回転数ＮがＮｌ　、Ｎ２及
びＮ３の時の波形を示している。機関の回転数Ｎが設定
値Ｎ１未満の時には、コンデンサＣ３の端子電圧ＶＣ３
がツェナーダイオードＺ１のツェナー電圧Ｖｚ１に達し
ないため、該ツェナーダイオードは導通せず、トランジ
スタＴ２は導通しない。

この状態ではエキサイタコイルＥＸが負の半サイクルの
電圧Ｖｅ°を出力すると同時にコンデンサＣ２と抵抗Ｒ
３とを通してトランジスタＴ１にベース電流が流れるた
め、該トランジスタＴ１が導通し、サイリスタＳ１にト
リガ信号が供給されるのを阻止する。

エキサイタコイルＥＸの負の半サイクルの出力電圧がピ
ークに達するとコンデンサＣ２の充電が停止するため、
トランジスタＴ１が遮断状態になる。トランジスタＴ１
が遮断状態になると、エキサイタコイルから抵抗Ｒ２及
びダイオードＤ３を通してサイリスタＳ１にトリガ信号
が供給され、該サイリスタＳ１が導通する。このサイリ
スタＳ１の導通によりコンデンサＣ１の電荷がサイリス
タＳ１及び１次コイルＷ１を通して放電する。これによ
り点火コイルの２次コイルに鎖交する磁束に大きな磁束
変化が生じ、該２次コイルＷ２に高電圧が誘起する。該
高電圧は点火プラグＰに印加されるため、該点火プラグ
に火花が生じ、機関が点火される。このように、機関の
回転数が設定値Ｎ１未満になっている始動回転領域では
、■キサイタコイルＥＸの負の半サイクルの出力電圧が
ピ一りに達した位置θ１で点火動作が行われる。

回転数が設定値Ｎ１を超えて例えばＮ２になると、速度
検出用コンデンサＣ３の端子電圧ＶＣ３がツェナーダイ
オード７１のツェナー電圧Ｖｚ１を超えるようになるた
め、エキサイタコイルＥｘの負の半サイクルの出力電圧
がピークに達する前の位置値０２でトランジスタＴ２が
導通してトランジスタＴ１を遮断させる。θ２の位置で
トランジスタＴ２が遮断すると同時にサイリスタＳ１に
トリガ信号が与えられるため、点火時期はθ２となり、
点火時期がピーク位置θ１よりも進む。

回転数が更に上昇してＮ３になると、速度検出用コンデ
ンサＣ３の□端子電圧ＶＣ３は常にツェナー電圧ＶＺ１
を超えている状態になる。この状態ではエキサイタコイ
ルの負の半サイクルの全期間トランジスタＴ１が遮断状
態に保持されるため、エキサイタコイルの負の半サイク
ルの電圧が立上ると同時にエキサイタコイルから抵抗Ｒ
２とダイオードＤ３とを通してサイリスタＳ１に信号が
与えられ、該信号がサイリスタＳ１のトリガレベルに達
した時にサイリスタＳ１が導通して点火動作が行われる
。エキサイタコイルＥｘから抵抗Ｒ２及びダイオードＤ
３を通してサイリスタＳ１に与えられる信号がサイリス
タＳ１のトリガレベルに達する位相は、エキサイタコイ
ルの負の半サイクルの出力電圧の波高値の増大に伴って
進んでいくため、回転速度の上昇に伴ってエキサイタコ
イルの負の半サイクルの出力電圧の波高値が増大してい
る間は点火時期が進角していく。機関の回転速度がある
程度上昇するとエキサイタコイルの出力電圧が飽和し、
点火時期の進角が止まる。回転速度が更に上昇するとエ
キサイタコイルの出力電圧は減少傾向になるため、点火
時期は僅かずつ遅れていく。

従って上記実施例により得られる点火ｖＩ期の回転速度
Ｎに対する特性は第４図の曲線すのようになり、始動回
転領域で点火時期が一定となる特性が得られる。

第３図は進角切換制御回路Ｂの変形例を示したもので、
この実施例では第１図の実施例の進角切換制御回路Ｂの
抵抗Ｒ４とダイオードＤ５との間に抵抗Ｒ６を挿入し、
抵抗Ｒ４及びＲ６の接続点と接地間にツェナーダイオー
ド７２を挿入した。

このようにツェナーダイオードＺ２を接続してコンデン
サＣ３の端子電圧の定電圧化を図ると、磁石発電機の回
転子と固定子との間のギャップの変動によりエキサイタ
コイルＥＸの出力電圧が変化する場合に、進角開始回転
数及び進角終了回転数が変化するのを防止することがで
きる。

［発明の効果］ 以上のように、本発明によれば、機関の回転数が設定値
未満の時にサイリスクにトリガ信号を与える位置をエキ
サイタコイルの負の半サイクルの出力のピーク位置に固
定するピークトリガ回路を設けるとともに、機関の回転
数が設定値以上になった時には該ピークトリガ回路の働
きを解除して進角制御に切換える進角切換制御回路を設
けたので、始動回転領域では点火時期を一定とし、中高
速領域で点火時期を進角させる特性を得ることができ、
機関の始動時にケッチン減少が生じるのを防止すること
ができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の実施例を示す回路図、第２図は第１図
の各部の信号波形図、第３図は本発明の他の実施例の要
部を示す回路図、第４図は本発明の点火装置により得ら
れる点火特性と従来の点火装置により得られる点火特性
とを比較して示した線図、第５図は従来のコンデンサ放
電形内燃機関用点火装置の回路構成を示した回路図であ
る。 ＩＧ・・・点火コイル、Ｃ１・・・点火エネルギー蓄積
用コンデンサ、Ｓｌ・・・放電制御用サイリスク、Ａ・
・・ピークトリガ回路、Ｂ・・・進角切換制御回路、Ｔ
１・・・ピークトリガ用トランジスタスイッチを構成す
るトランジスタ、Ｔ２・・・進角切換制御用トランジス
タスイッチを構成するトランジスタ、Ｃ２・・・コンデ
ンサ、Ｃ３・・・速度検出用コンアン４ノ、７１手続補
正書（自発） 昭和６３年　４月２６日 特許庁長官　小　川　邦　夫　殿 １、事件の表示　特願昭６２−１４４０７６号２、発明
の名称 コンデンサ放電形内燃機関用点火装置 ３、補正をする者 事件との関係　特許出願人 （１３４）国産電機株式会社 ４、代理人 東京都港区新橋４−３１−６　　文山ビル６階５、補正
の′対像 図面第１図及び第４図 ６、補正の内容 ＠４図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 内燃機関により駆動される発電機内に配置されたエキサ
   イタコイルと、点火コイルと、前記点火コイルの１次側
   に設けられて前記エキサイタコイルの正の半サイクルの
   出力電圧により充電される点火エネルギー蓄積用コンデ
   ンサと、導通した際に前記点火エネルギー蓄積用コンデ
   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、前記エキサ
   イタコイルの負の半サイクルの出力電圧により前記サイ
   リスタをトリガするトリガ回路とを備えたコンデンサ放
   電形内燃機関用点火装置において、前記トリガ回路は、 前記エキサイタコイルの負の半サイクルの出力電圧によ
   り前記サイリスタにトリガ信号を与えるトリガ信号供給
   回路と、 導通した際に前記トリガ信号を前記サイリスタから側路
   するように設けられたピークトリガ用トランジスタスイ
   ッチと、前記エキサイタコイルの負の半サイクルの電圧
   が立上った時に該トランジスタスイッチを導通させ該エ
   キサイタコイルの負の半サイクルの電圧がピークに達し
   た時に該トランジスタスイッチを遮断させるトランジス
   タ制御回路とを備えたピークトリガ回路と、 導通した際に前記ピークトリガ用トランジスタスイッチ
   を遮断状態にするように設けられた進角切換制御用トラ
   ンジスタスイッチと、前記エキサイタコイルの負の半サ
   イクルの出力電圧により充電される速度検出用コンデン
   サと、該速度検出用コンデンサの端子電圧が設定値以上
   になった時に前記エキサイタコイルの負の半サイクルの
   出力電圧のピーク位置よりも位相が進んだ位置で該進角
   切換制御用トランジスタスイッチを導通させるトランジ
   スタトリガ回路とを備えた進角切換制御回路とを具備し
   たことを特徴とするコンデンサ放電形内燃機関用点火装
   置。