JPH01200059A - コンデンサ放電式内燃機関用点火装置 - Google Patents

コンデンサ放電式内燃機関用点火装置

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JPH01200059A
JPH01200059A JP2431688A JP2431688A JPH01200059A JP H01200059 A JPH01200059 A JP H01200059A JP 2431688 A JP2431688 A JP 2431688A JP 2431688 A JP2431688 A JP 2431688A JP H01200059 A JPH01200059 A JP H01200059A
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coil
ignition
capacitor
thyristor
discharge
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JP2431688A
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Hiroyasu Nito
仁藤 博康
Yasuo Sasaki
佐々木 保男
Tomoyuki Ogawa
知之 小川
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Mahle Electric Drive Systems Co Ltd
Original Assignee
Kokusan Denki Co Ltd
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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、コンデンサ放電式の内燃1fi関川点火装置
に関するものである。
[従来の技術] 従来のコンデンサ放電式の内燃機開用点火装置は、点火
コイルと、該点火コイルの1次側に設けられた1個の点
火コイルエネルギー蓄積用コンデンサと、該点火エネル
ギー蓄積用コンデンサを一方の極性に充電するコンデン
サ充電回路と、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、内燃機関の点
火位置で該サイリスタにトリガ信号を与えるサイリスタ
トリガ回路とにより構成されている。
この点火装置においては、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が一方の極性に充電され
る。内燃機関の点火位置でサイリスタトリガ回路から放
電制御用サイリスタにトリガ信号が与えられると該サイ
リスタが導通し、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。これにより
点火コイルの鉄心中に大きな磁束変化が生じ、該点火コ
イルの2次コイルに点火用の高電圧が誘起する。
この高電圧は機関の気筒に取付けられた点火プラグに印
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。
[発明が解決しようとする課題1 船外機においては、トローリング時の内燃機関の安定性
を高めるために、機関に取付けるフライホイールの重量
を重くして機関の慣性を高めているが、機関の慣性を高
めると機関の高速性能が低下したり、1lIIlの加速
性能及び減速性能が低下したりする。そのため、機関の
慣性を高める代りに、点火火花の放電持続時間を長くす
ることが行われている。
また船外機のトローリング時の安定性を高める場合に限
らず、他の内燃機関でも、粗悪ガソリンを用いた場合の
燃焼の安定性を高めたり、燃費の改善を図ったりするた
めに、点火火花の放電持続時間を長くすることが行われ
ている。
コンデンサ放電式の内燃機関用点火装置が用いられる場
合には、点火コイルの巻線仕様を変更して火花の持続時
間を長くすることが検討されてきたが、巻線仕様の変更
によって得られる火花の放電持続時間はせいぜい100
0μsが限界であり、これ以上の放電持続時間を得るこ
とは困難であった。
またコンデンサ放電式の内燃機関用点火装置では、放電
持続時間を長くすると、火花の立上がりが遅くなり、火
花の立上がりが速く点火プラグが汚損され難いというコ
ンデンサ放電式点火装置の特徴が減殺されるという問題
があった。
本発明の目的は、火花の立上がりを遅くすることなく火
花放電の持続時間を従来より長くすることができるよう
にしたコンデンサ放電式の内燃機関用点火装置を提供す
ることにある。
[12題を解決するための手段] 本発明においては、上記の目的を達成するため、点火コ
イルと、点火コイルの1次側に設けられた第1ないし第
n(nは2以上の整数)の点火エネルギー蓄積用コンデ
ンサと、第1ないし第nの点火エネルギー蓄積用コンデ
ンサを一方の極性に充電するコンデンサ充電回路と、導
通した際にn個の点火エネルギー蓄積用コンデンサをそ
れぞれ点火コイルの1次コイルに放電させるように設け
られた第1ないし第nの放電制御用サイリスタと、第1
ないし第nの放電制御用サイリスタにそれぞれ第1ない
し第nのトリガ信号を順次与えるサイリスタトリガ回路
とを設け、サイリスタトリガ回路が第1の放電制御用サ
イリスタにトリガ信号を与える位置が内燃機関の点火位
置に一致するように第1のトリガ信号の発生位相を設定
した。
[作 用] 上記のように構成すると、サイリスタトリガ回路から与
えられるトリガ信号により第1ないし第nの放電制御用
サイリスタが順次導通し、第1ないし第nの点火エネル
ギー蓄積用コンデンサの電荷が点火コイルの1次コイル
に順次放電する。従って点火コイルの2次コイルに誘起
する高電圧の持続時間が見掛は上長くなり、放電持続時
間が長くなる。また点火コイルの巻線仕様は立上りの早
い2次電圧を誘起させるように設定すればよいため、放
電持続時間を長くしたことにより火花の立上がりが遅く
なるということはない。
従って本発明によれば、火花の立上がりが早く、しかも
放電持続時間が長いコンデンサ放電式内燃機関用点火装
置を得ることができる。
[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
1gは1次コイルW1及び2次コイルW2を鉄心に巻回
してなる点火コイルである。1次コイルW1及び2次コ
イルW2の一端は接地され、2次コイルW2の非接地側
端子は図示しないIa関の気筒に取付けられた点火プラ
グPの非接地側端子に接続されている。点火コイル[1
の1次コイルW1の非接地側の端子には、ダイオード[
)al及びDa2のアノードが共通接続され、これらの
ダイオードDal及びDa2のカソードと接地間にそれ
ぞれカソードを接地側に向けたダイオードDb1及びD
b2が接続されている。またダイオード[)at及びD
a2のカソードにそれぞれ第1及び第2の点火エネルギ
ー蓄積用コンデンサC11及びC12の一端が接続され
、第1及び第2の点火エネルギー蓄積用コンデンサC1
1及びC12の他端と接地間にカソードを接地側に向け
た第1及び第2の放電制御用サイリスタ811及び81
2が接続されている。点火エネルギー蓄積用コンデンサ
C11及びC12の他端はアノードを共通接続したダイ
オード011及びC12のカソードにそれぞれ接続され
、ダイオードD11及びC12のアノードと接地間にエ
キサイタコイルLeが接続されている。点火コイルの1
次コイルの両端にはカソードを接地側に向けたダイオー
ドD2が接続され、エキサイタコイルLeの両端にはア
ノードを接地側に向けたダイオードD3が接続されでい
る。更にサイリスタ311及び812の両端にはそれぞ
れ保護用の抵抗R11及びR12が並列接続されている
エキサイタコイルLeは内燃機関に取付けられた磁石発
電機内に設けられ、第3図(A)に示したように内燃機
関の回転に同期して正の半サイクルの電圧■epと負の
半サイクルの電圧Venとを出力する。エキサイタコイ
ル1eが正の半サイクルの電圧Vepを出力すると、エ
キサイタコイルLe→ダイオードD11→コンデンサC
11→ダイオードDb1→エキサイタコイル1.eの経
路で第1の点火エネルギー蓄積用コンデンサC1lが図
示の極性に充電され、エキサイタコイル1−e→ダイオ
ードD12→コンデンサC12→ダイオードDb2→エ
キサイタコイルLeの経路で第2の点火エネルギー蓄積
用コンデンサC12が図示の極性に充電される。この例
ではエキサイタコイルLeとダイオードDll及びC1
2とダイオードDb1及びDb2とからなる回路により
、第1及び第2の点火エネルギー蓄積用コンデンサを一
方の極性に充電するコンデンサ充電回路が構成されてい
る。
LSは内燃機関に取付けられた信号発i!機内に設けら
れた信号コイルで、この信号コイルは、第3図(B)に
示したように内燃機関の点火位置θ11でトリガレベル
etに達する負極性の信号■Snを出力し、続いて角度
θ12でトリガレベルetに達する正極性信号Vspを
出力する。
信号コイルLSの一端はダイオード041とコンデンサ
C21及び抵抗R21の並列回路からなるバイアス回路
とを通してサイリスタS11のゲートに接続され、該信
号コイルの他端はダイオードD42とコンデンサC22
及び抵抗R22の並列回路からなるバイアス回路とを通
してサイリスタ812のゲートに接続されている。また
信号コイルLSの一端と接地間にアノードを接地側に向
けたダイオードD52が接続され、該信号コイルの他端
と接地間にアノードを接地側に向けたダイオード051
が接続されている。この実施例では、信号コイルLSと
ダイオードD41及びC42と、コンデンサC21及び
C22と、抵抗R21及びR22と、ダイオード[)5
1及びC52とにより第1及び第2の放電制御用サイリ
スタS1及びS2にそれぞれ第1及び第2のトリガ信号
を順次与えるサイリスタトリガ回路が構成されている。
このトリガ回路においては、信号コイルが負極性信号V
Snを発生した時にバイアス回路のコンデンサC21が
図示の極性に充電され、このコンデンサC21の電荷は
該コンデンサC21に次の信号■Snが印加されるまで
の期間抵抗R21を通して一定の時定数で放電する。従
って負極性信号ysnが発生した時にはコンデンサC2
1の両端に所定のバイアス電圧が残留しており、信号コ
イルLSから得られる負極性信号Vsnがこのコンデン
サC21の両端のバイアス電圧により定まる所定のトリ
ガレベルetに達した時に始めてダイオードD41とコ
ンデンサ021とを通してサイリスタ312のゲートに
第1のトリガ信号が与えられる。
このようにコンデンサC21と抵抗R21とからなるバ
イアス回路を設けて、該バイアス回路により信号コイル
LSから得られる負極性信号に対して逆バイアスをかけ
ておくと、負極性信号が所定のレベルを超えるまではサ
イリスタがトリガされないため、ノイズ信号によりサイ
リスタが誤点弧されるのを防止することができる。
コンデンサC22と抵抗R22とからなるバイアス回路
の作用も同様であり、信号コイルLSから得られる正極
性信号Vspがコンデンサ0220両端のバイアス電圧
により定まるトリガレベルetに達した時にサイリスタ
322に第2のトリガ信号が与えられる。
第2図は上記エキサイタコイルleを設ける磁石発電機
と信号コイルIsを設ける信号発電機の構成を示したも
ので、同図において1はカップ状に形成された鉄製のフ
ライホイール、2a〜2dはフライホイール1の内周に
固定された4個の弧状の永久磁石であり、フライホイー
ル1と磁石2a〜2dとによりフライホイール磁石回転
子が構成されている。フライホイール1の底部中央には
ボス部1aが形成され、該ボス部が図示しない内燃機関
の出力軸に嵌着される。
上記フライホイール磁石回転子の内側には鉄心3にエキ
サイタコイルしeを巻回してなる電機子4が配置され、
これら電機子及び磁石回転子により磁石発電機が構成さ
れている。電機子4は、内燃機関のケースやカバー等に
設けられた固定子台板に固定されている。
フライホイール1の周壁部には、径方向の外側に突出し
た誘導子11t部5が形成され、この誘導子磁極部5に
対向し得るようにして、信号発電子6が配置されている
。信号発電子6は、コの字形の鉄心7に信号コイルLS
を巻回するとともに、鉄心6aの磁路の途中に永久磁石
を設けた周知の磁石内蔵形の信号発電子で、線間のケー
スやカバー等に設けられた取付は部に固定されている。
この例では、フリップフロップ回路1と信号発電子6と
により信号発電様が構成されており、この信号発電機に
おいては、誘導子磁極部5が鉄心7の両端の磁極部7a
、7bに対向する時に、該信号発電子内の磁石から鉄心
7及び誘導子磁極部5を通して磁束が流れ、誘導子磁極
部5と鉄心7との間の相対的位置関係の変化に伴って信
号コイルLSに鎖交する磁束に変化が生じる。この磁束
の変化により、信号コイルLSに第3図(B)に示した
ような信号電圧が誘起する。
本実施例において、内燃機関の出力軸が回転すると、エ
キサイタコイルLeが回転角θに対して第3図(A)に
示すような電圧を誘起し、角度θ1及びθ2で発生する
該エキサイタコイルの正の半サイクルの電圧■epによ
り第1及び第2の点火エネルギー蓄積用コンデンサC1
1及びC12が図示の極性に充電される。これらのコン
デンサの端子電圧Vcは第3図(C)に示すように変化
する。
内燃eigQの点火位置θ11で信号コイルLSから得
られる信号電圧vSnがトリガレベルetに達すると、
放電制御用サイリスタ811に第1のトリガ信号が与え
られ、該サイリスタ311が導通する。
これにより第1の点火エネルギー蓄積用コンデンサC1
1の電荷がサイリスタ311と点火コイルの1次コイル
W1とダイオードDalとを通して放電し、該点火コイ
ルの2次コイルW2に高電圧V旧が誘起する。この高電
圧vh1の無負荷時の波形を示すと第3図(D)の通り
である。この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。
続いて信号コイル1sが正極性信号Vspを出力すると
、該正極性信号VspがコンデンサC21の両端のバイ
アス電圧により定まるトリガレベルetに達した時にサ
イリスタ812に第2のトリガ信号が与えられ、該サイ
リスタ312が導通する。これにより第2の点火エネル
ギー蓄積用コンデンサC12の電荷がサイリスタ812
と点火コイルの1次コイルとダイオード[)a2とを通
して放電し、該点火コイルの2次コイルに^電圧Vh2
(第3図り参照)が誘起する。サイリスタ812が導通
した際の第2−の点火エネルギー蓄積用コンデンサC1
2の端子電圧の変化を第3図(C)に破線で示しである
従って第3図(D)に示したように第1の放電制御用サ
イリスタ811の導通時に点火コイルの2次コイルに誘
起した高電圧■h1が消滅する以前に第2の放電制御用
サイリスタ812にトリガ信号が与えられるように、第
2の放電i制御用サイリスタのトリガ位置を設定してお
くことにより、見掛けの放電持続時間を長くすることが
できる。このように点火コイルの1次コイルに複数の点
火エネルギー蓄積用コンデンサの電荷を順次放電させる
ことにより放電持続時間を長くするようにすると、放電
持続時間を長くするように点火コイルの仕様を変更する
必要がないため、コンデンサ放電式点火装置の特徴を活
かして点火用高電圧の立上がりを早くすることができ、
点火プラグの汚損を防ぐことができる。
上記の実施例において、信号コイルLSが先に正極性信
号を発生し、続いて負極性信号を発生するように構成す
ることもできる。その場合には、コンデンサC12及び
C11がそれぞれ第1及び第2の点火エネルギー蓄積用
コンデンサとなり、821及び811がそれぞれが第1
及び第2の放電制御用サイリスタとなる。
上記の実施例において、ダイオードDal及びDa2は
点火エネルギー蓄積用コンデンサの電荷を確実に点火コ
イルの1次コイルを通して放電させるために設けられて
いる。これらのダイオード[)al及び[]a2を設け
た場合には、コンデンサC11及びC12の充電を可能
にするためにダイオードDb1及びDb2を設けること
が必要である。
上記実施例において、ダイオードDa1及びDa2を設
けることなく、コンデンサC11及びC12の一端を点
火コイルの1次コイルの非接地側端子に直結した場合に
は、コンデンサC11→サイリスタS11→点火コイル
の1次コイル→コンデンサ011の放電回路、及びコン
デンサC12→サイリスタ812→点火コイルの1次コ
イル→コンデンサC12の放電回路の外にコンデンサC
11→サイリスタ311→エキサイタコイルLe→ダイ
オードD12コンデンサC12→コンデンサC11の放
電回路及びコンデンサC12→サイリスタ812→エキ
サイタコイルLe→ダイオードD11コンデンサ011
→コンデンサC12の放電回路が構成されるため、点火
コイルの1次コイルの状態によっては、コンデンサC1
1及びC12の電荷が全て点火コイルの1次コイルを通
して放電するとは限らず、エキサイタコイル側の放電回
路を通して一部の電荷が放電することがあり得る。
例えば、コンデンサ011が放電した後コンデンサC1
2を放電させるべくサイリスタ812が導通した時に、
コンデンサC11の放電により点火コイルの1次コイル
に誘起した電圧が残留している時には、コンデンサC1
2は先ずコンデンサC12→サイリスタ812→エキサ
イタコイル1e→ダイオードD11コンデンサC11→
コンデンサC12の放電回路を通して放電することにな
り、コンデンサC12から点火コイルの1次コイルを通
して流れる放電電流が減少してしまう。これに対し、上
記実施例のように、コンデンサC11と点火コイルの1
次コイルとの間にダイオードDalを挿入しておくと、
サイリスタ312が導通した時に点火コイルの1次コイ
ルにコンデンサC11の放電電流による誘起電圧が残留
している場合に、コンデンサ012の電荷がエキサイタ
コイル側からコンデンサC11を経てコンデンサC12
に戻る放電回路を通して放電するのを阻止することがで
き、コンデンサC12の全ての電荷を点火コイルの1次
コイルを通して放電させることができる。従ってコンデ
ンサC12の放電により点火コイルの2次コイルに誘起
する高電圧の波^値を十分高くすることができ、火花放
電の持続時間を延長する本発明の効果を高くすることが
できる。ダイオード[)alによる上記の効果は特にサ
イリスタS11をトリガしてからサイリスタS12をト
リガするまでの時間が短くなる機関の高速時に顕著にな
る。
上記の実施例では、コンデンサC11と点火コイルの1
次コイルとの間及びコンデンサC12と点火コイルの1
次コイルとの間にそれぞれダイオード[)al及びDa
2を挿入しているが、このように構成しておくと、サイ
リスタ811及び812のいずれが先にトリガされる場
合でも(いずれのサイリスタを第1のサイリスタとする
場合でも)、後から放電する点火エネルギー蓄積用コン
デンサの電荷を確実に点火コイルの1次コイルに放電さ
せて、火花放電の持続時間を延長する効果を確実に得る
ことができる。そのため点火装置を機関に組込む際に、
サイリスタS11及び812のゲートと両サイリスタに
トリガ信号を与えるサイリスタトリガ回路との間の配線
に気を使う必要がなく、装置の組込みを容易にすること
ができる。しかしながら、点火エネルギー蓄積用コンデ
ンサの放電の順序が後で変更されるおそれがない場合に
は、先に放電する点火エネルギー蓄積用コンデンサの一
端と点火コイルの1次コイルの非接地側端子との間にの
みダイオード(Dalまたは[)a2)を挿入し、後か
ら放電する点火エネルギー蓄積用コンデンサの一端は点
火コイルの非接地側端子に直結することができる。
上記の実施例では、点火コイルの1次側に2個の点火エ
ネルギー蓄積用コンデンサを設けたが、一般にn個(n
は2以上の整数)の点火エネルギー蓄積用コンデンサを
設けて、これらのコンデンサの電荷をそれぞれのコンデ
ンサに対して設けた放電制御用サイリスタを通して順次
点火コイルの1次コイルに放電させるようにすることが
できる。
第4図はn個の点火エネルギー蓄積用コンデンサを設け
る場合の構成を示したもので、点火コイルIQの1次コ
イルW1の非接地側の端子にダイオードDa1ないし[
]anのアノードが共通接続され、これらのダイオード
[)alないし[)anのカソードと接地間にそれぞれ
カソードを接地側に向けたダイオード[)blないしD
bnが接続されている。ダイオードDa1ないしDan
のカソードにそれぞれ第1ないし第nの点火エネルギー
蓄積用コンデンサ011ないしC1nの一端が接続され
、これらのコンデンサC11ないしC1nがそれぞれエ
キサイタコイルLeの出力でダイオードD11ないしD
inを通して充電されるようになっている。また第1な
いし第nの点火エネルギー蓄積用コンデンサC11ない
しC1nに対してそれぞれ第1ないし第nの放電制御用
サイリスタ311ないしSlnが設けられ、これらのサ
イリスタの導通゛によりコンデンサC11乃至C1nの
電荷が点火コイルの1次コイルに放電するようになって
いる。
サイリスタトリガ回路は、信号コイルLSと該信号コイ
ルの出力を入力として一連のパルスを発生するパルス発
生回路PGとからなっている。
パルス発生回路PGは、内燃機関の点火位置で信号コイ
ルLSが発生する信号によりトリガされてパルス状の第
1のトリガ信号を発生し、続いて第2乃至第nのパルス
状のトリガ信号を所定の時間間隔で発生する。
この第4図の実施例におけるエキサイタコイルLeの正
負の半サイクルの出力電圧Ven及びVepの波形及び
コンデンサC11ないしC1nの端子電圧波形及び点火
コイルの2次誘起電圧VhlないしVhnの波形をそれ
ぞれ第5図の(A)ないしくC)に示しである。
この実施例では第1の放電制御用サイリスタS11が内
燃機関の点火位置でトリガされて導通し、コンデンサC
11の電荷を点火コイルの1次コイルに放電させる。以
後用2ないし第nの放電制御用サイリスタ812ないし
Sinが順次導通、してコンデンサC12乃至C1nの
電荷を点火コイルの1次コイルに放電させる。これによ
り点火コイルの2次コイルに高電圧Vhl乃至Vhnが
順次誘起し、放電時間が延長される。
[発明の効果] 以上のように、本発明によれば、点火コイルの1次側に
第1乃至第nの点火エネルギー蓄積用コンデンサを設け
るとともに、これらのコンデンサを点火コイルの1次コ
イルに放電させる第1乃至第nの放電制御用サイリスタ
を設け、サイリスタトリガ回路から与えられるトリガ信
号により第1ないし第nの放電制御用サイリスタを順次
導通させて第1ないし第nの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次コイルに順次放電させ
るようにしたので、点火コイルの2次コイルに誘起する
高電圧の持続時間を見掛は上長くして放電持続時間を長
(することができる。そしてこの場合点火コイルの巻線
仕様は立上りの早い2次電圧を誘起させるように設定す
ればよいため、火花の立上がりを速くすることができる
。従って本発明によれば、火花の立上がりが早く、しか
も放電持続時間が長いコンデンサ放電式内燃t!l関用
点火装置を得ることができる利点がある。
【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図は同実施
例で用いる発電機の構成を示す構成図、第3図は第1図
の各部の電圧波形を示す波形図、第4図は本発明の他の
実施例を示す回路図、第5図は第4図の各部の電圧波形
を示す波形図である。 Ia・・・点火コイル、P・・・点火プラグ、C11乃
至C1n・・・第1乃至第1nの点火エネルギー蓄積用
コンデンサ、011乃至Dln・・・コンデンサ充電用
ダイオード、811乃至3in・・・第1乃至第10の
放電制御用サイリスタ、1−e・・・エキサイタコイル
、LS・・・信号コイル。 第2図

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 点火コイルと、前記点火コイルの1次側に設けられた第
    1ないし第n(nは2以上の整数)の点火エネルギー蓄
    積用コンデンサと、前記第1ないし第nの点火エネルギ
    ー蓄積用コンデンサを一方の極性に充電するコンデンサ
    充電回路と、導通した際に前記n個の点火エネルギー蓄
    積用コンデンサをそれぞれ前記点火コイルの1次コイル
    に放電させるように設けられた第1ないし第nの放電制
    御用サイリスタと、前記第1ないし第nの放電制御用サ
    イリスタにそれぞれ第1ないし第nのトリガ信号を順次
    与えるサイリスタトリガ回路とを具備し、前記サイリス
    タトリガ回路が第1の放電制御用サイリスタにトリガ信
    号を与える位置が内燃機関の点火位置に一致するように
    前記第1のトリガ信号の発生位相が設定されていること
    を特徴とするコンデンサ放電式内燃機関用点火装置。
JP2431688A 1988-02-04 1988-02-04 コンデンサ放電式内燃機関用点火装置 Pending JPH01200059A (ja)

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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KR100422546B1 (ko) * 2001-08-09 2004-03-11 현대자동차주식회사 차량용 엔진의 점화코일 고장 검출장치

Citations (1)

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Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS60233370A (ja) * 1984-05-03 1985-11-20 Nippon Denso Co Ltd 内燃機関用無接点点火装置

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