JPH0192577A - コンデンサ放電式内燃機関用無接点点火装置 - 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、コンデンサ放電式内燃機関用無接点点火装置
に関し、特に、磁石発電機のコンデンサ充電コイルの一
方の半波出力を半導体スイッチング素子で短絡し、次に
この半導体スイッチング素子を「オフ」にして短絡電流
を遮断することによりコンデンサ充電コイルに発生する
過渡電圧を利用して点火用コンデンサを充電するコンデ
ンサ放電式内燃機関用無接点点火装置に関する。

［従来の技術］ 従来のこの種の無接点点火装置は、例えば、特開昭５８
−１７２４６３号公報に開示されている。

この無接点点火装置においては、磁石発電機のコンデン
サ充電コイルに正方向の半波出力が発生し始めると半導
体スイッチング素子であるトランジスタにベース電流が
流れてトランジスタが導通してコンデンサ充電コイルの
出力は短絡される。次に、トランジスタの短絡電流が増
大するとトランジスタのコレクタ・エミッタ間の電圧降
下が大きくなるため、これをトランジスタと並列の分圧
回路により検出してトランジスタのベース・エミッタ間
をサイリスタにより短絡してトランジスタを非導通にし
て短絡電流を急激に遮断する。このときコンデンサ充電
コイルには大きな誘導電圧即ち過渡電圧が発生し、この
高電圧によりコンデンサ充電コイルからダイオード、点
火用コンデンサ、ダイオードを経てアースに至る回路で
点火用コンデンサは充分に充電される。なお、コンデン
サ充電コイルの負方向の半波出力はそれに並列に接続さ
れたダイオードにより短絡されている。

しかし、この従来の点火装置では、コンデンサ充電コイ
ルの正方向の半波出力の発生毎、即ち、１半波出力当り
１回しか点火用コンデンサを充電できず効率が悪いばか
りでなく、短絡電流が増大して半導体スイッチング素子
を「オフ」にするまでの機関回転数の低い間は点火用コ
ンデンサを充電することができないという欠点があった
。

［発明が解決しようとする問題点］ 本発明は、磁石発電機のコンデンサ充電コイルの所定の
一方向の半波出力当りの点火用コンデンサの充電回数を
増すことができ、また機関の回転速度の低い間でも点火
用コンデンサを充電することのできる内燃機開用無接点
点火装置を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］ コンデンサ充電コイルの所定の一方向の半波出力の発生
期間中に所定の周波数で発振する発振回路を備え、この
発振回路の出力により、コンデンサ充電コイルと点火用
コンデンサとの間にコンデンサ充電コイルに並列に接続
された半導体スイッチング素子を制御して半導体スイッ
チング素子に流れる短絡電流を遮断し、発振回路の出力
の発生に対応して複数回発生するコンデンサ充電コイル
の過渡電圧により点火用コンデンサを多重充電する。

［作用］ 発振回路は、コンデンサ充電コイルの発生する所定の一
方向の半波出力の間所定の周波数で発振し、その発振出
力により、コンデンサ充電コイルの半波出力を短絡する
半導体スイッチング素子の「オン」及び「オフ」動作を
制御する。コンデンサ充電コイル及び半導体スイッチン
グ素子を通る短絡電流は発振回路の出力に応じて遮断さ
れ、コンデンサ充電コイルには誘導により過渡電圧が発
生し、点火用コンデンサはこの過渡電圧の発生の都度充
電される。

［実施例］ 第１図は、本発明の一実施例の一部ブロックの回路図で
ある。１は磁石発電機（図示なし）のコンデンサ充電コ
イル、２は半波整流用ダイオード、３は点火用コンデン
サ、４はダイオード、５はクランク位置検出用センサ、
６は公知の点火時期制御回路で位置検出用センサ５の信
号を入力し、点火時期を演算し点火時期に点火信号を点
火用５ＣＲ７のゲートに出力する。７は点火用ＳＣＲ。

８は抵抗、９は点火コイル、１０は点火プラグ、１１は
放電阻止用ダイオード、１２は電源用コンデンサ、１３
はダイオード、１４〜１６は電源用コンデンサ１２の電
圧調整回路、１４はＳＣＲ。

１５は調整電圧決定用ツェナーダイオード、１６は抵抗
、１７はトランジスタ１８のベース抵抗、１８は電流遮
断用トランジスタ、１９は遮断制御用トランジスタ、２
０は抵抗、２１はコンパレータ、２２は発振用コンデン
サ２４の充電用抵抗、２３は発振用コンデンサ２４の充
放電用抵抗、２４は発振用コンデンサ、２５．２６はコ
ンパレータ２１　（＋）端子に印加される基準電圧決定
用分圧抵抗、２７はコンパレータ２１のヒステリシス用
抵抗、２８はインバータ、２９．３０は抵抗、３１．３
２は分圧抵抗、３３は抵抗、３４は発振用コンデンサ２
４の短絡用トランジスタである。

２１〜２７及び３１〜３４は発振回路４０を構成する。

第２図は波形図をも参照して動作を説明する。

コンデンサ充電コイル１に負方向（第１図で破線矢印）
の半波出力が発生すると負側導線４２からダイオード１
１、電源用コンデンサ１２）及びダイオード１３を通る
経路で電源用コンデンサ１２が充電される。電源用コン
デンサ１２の充電電圧はツェナーダイオード１５で検出
され、設定値を超えるときは５ＣＲ１４を導通させ、５
ＣＲ１４で充電電流をバイパスすることにより電源用コ
ンデンサ１２の充電電圧を調整する。負側リード線４２
上の５ＣＲ１４とダイオード１１の間の接続点３８は発
振回路４０の分圧抵抗３１．３２に接続されているので
、５ＣＲ１４のアノード電圧は分圧抵抗３１．３２によ
り分圧され、分圧電圧はトランジスタ３４のベースに印
加される。従って、コンデンサ充電コイル１に負方向の
半波出力が発生している間はトランジスタ３４は導通し
、それと並列のコンデンサ２４を短絡しておき発振回路
４０は動作しない。なお、接続点３８の電圧波形は第２
図■ｂに示すとおりである。

コンデンサ充電コイル１に正方向（第１図で実線矢印）
の半波出力が立上ると、接続点３８の電圧、従って分圧
抵抗３１．３２の分圧電圧も生じていないので、トラン
ジスタ３４は非導通となりコンデンサ２４の短絡が解除
される。この時点では、コンパレータ２１の（−）端子
に印加されるコンデンサ２４の電圧Ｖｄはほぼ０ボルト
であるためコンパレータ２１は「オン」し、コンパレー
タ２１の出力端子はアースから浮くため、負側リード線
４２上で電源用コンデンサ１２とベース抵抗１７の間の
接続点４３に接続される抵抗２２を通り、電源用コンデ
ンサ１２から抵抗２２．２３を経てコンデンサ２４は充
電される。この場合の充電の時定数は抵抗２２．２３及
びコンデンサ２４で決定される。接続点４３とアース間
には抵抗２５．２６が接続され、これらの抵抗２５．２
６の分圧点にコンパレータ２１の（＋）端子が接続され
ると共に、この（＋）端子は抵抗２７を通ってコンパレ
ータ２１の出力端子に接続され、またこの出力端子は抵
抗２２を通って接続点４３に接続される。従って、コン
デンサ２４の充電電圧Ｖ６が抵抗２５．２６及び抵抗２
２．２７で決るコンパレータ２１の（＋）端子の第１の
基準電圧に達するとコンパレータ２１は「オフ」となり
コンパレータ２１の出力端子はアース電位となる。

このためコンデンサ２４の充電電荷はコンデンサ２４か
ら抵抗２３を通り、放電が開始される。コンデンサ２４
の電圧■ｄが減少して抵抗２５，２６及び２７で決るコ
ンパレータ２１の（＋）端子の第２の基準電圧まで低下
するとコンパレータ２１は「オン」となり、コンデンサ
２４は再び充電される。コンデンサ２４の電圧Ｖｄは第
２図に示す波形のように変化する。このように、コンデ
ンサ２４は充電及び放電動作を繰返し、この結果コンパ
レータ２１の出力端子には、この充放電時間に対応する
周波数の発振出力電圧Ｖ。が得られる。

発振回路４０発振出力電圧Ｖ。は、次にインバータ２８
で極性を反転して電圧 ■ｆとなり遮断制御用トランジスタ１９のベースに供給
される。

コンデンサ充電コイル１に正方向の半波出力が立上った
時点では、上述のようにコンパレータ２１は１オン」、
インバータ２８は「オフ」であるため、遮断制御用トラ
ンジスタ１９は非導通であり、電流遮断用トランジスタ
１８へは電源用コンデンサ１２から抵抗１７を通ってト
ランジスタ１８のベース・エミッタ経路でベース電流が
供給される。従って、トランジスタ１８は導通し、これ
によりコンデンサ充電コイル１を短絡し、コンデンサ充
電コイル１からトランジスタ１８のコレクタ・エミッタ
からダイオード４の経路で短絡電流ｉｏが流れる。

発振回路４０の上述の動作により定時間後に遮断制御用
トランジスタ１９が導通すると電流遮断用トランジスタ
１８は瞬特に非導通となり、ここを通るコンデンサ充電
コイル１の短絡電流ｉ。は遮断される。この時コイル１
には誘導電圧、即ち過Ｍ電圧Ｖａが発生するため点火用
コンデンサ３はこれにより充電される。なお、トランジ
スタ１８のベースにおける電圧Ｖｇは第２図のようにな
る。

このように、コンデンサ充電コイル１に正方向の半波出
力が発生している期間、発振回路４０の発振出力Ｖ８に
同期して電流遮断用トランジスタ１８が導通及び非導通
を繰返し、その都度短絡電流ｉ。を遮断して過渡電圧■
、を発生させ点火用コンデンサ３を多重充電する。従っ
て、点火用コンデンサ３の充電電圧■。は第２図に示す
ように、コンデンサ充電コイル１に発生する正方向の半
波出力の期間の複数回の充電により階段状に増加する。

従って、クランク位置検出用センサ５からの検出信号ｖ
Ｓに応答して点火時期制御回路６から点火信号が点火用
５ＣＲＴのゲートに印加されると点火用５ＣＲ７は導通
し、点火用コンデンサ３の電荷は点火用５ＣＲ７及び点
火コイル９の一層側を通って放電し、点火プラグ１０に
は高電圧■２が発生して点火される。

なお、発振回路４０の動作開始をコンデンサ充電コイル
１の正方向の半波出力の立上りと同期させる理由は、コ
ンデンサ充電コイル１の正方向の半波出力と非同期で発
振回路４０を駆動した場合でも、機関の回転速度が低速
のときは充電コイル１に正方向の半波出力が発生してい
る期間が長く点火用コンデンサ３の充電回数が多いこと
と、また低速では充電コイル１の出力が小さく遮断電流
値が小さいため（定時間遮断の為、遮断電流はコイル出
力に左右される）非同期による点火用コンデンサ３のコ
ンデンサ電圧の変動は小さいため大ぎな支障はないが、
高速では充電コイル１に正方向の半波出力が発生してい
るｌｌＪ間が短かくなり、かつ遮断電流値が大きくなる
為、非同期では、発振回路４０の出力と充電１出力の位
相がランダムに変化することによる点火用コンデンサ３
の充電回数の変化により、コンデンサ電圧の変動が非常
に大きくなるという不具合があるためである。

第３図は、本発明の他の実施例で、第１図の実施例との
相違点は、電流遮断用トランジスタ１８のコレクタとコ
ンデンサ充電コイル１の正方向の電圧側のリード線４１
との間に抵抗４４を挿入し、また発振回路４０ａの分圧
抵抗３１．３２を正電圧側リード線４１と接続点３９に
おいて接続し、これら分圧紙Ｒ３１，３２の分圧点に追
加されたトランジスタ３７のベースに接続し、トランジ
スタ３７のコレクタは′抵抗３５を通って負電圧側リー
ド線に接続される。また、相互に接続されるトランジス
タ３７のコレクタ及びトランジスタ３４のベースは抵抗
３６を通ってアースに接続される。

第３図の実施例にＪ３いては、コンデンサ充電コイル１
の半波出力の立上りの検出を正方向電圧側とする。即ち
、コンデンサ充電コイル１に正方向の半波出力が立上り
、電流遮断用トランジスタ１８で充電コイル１を短絡し
、短絡電流が流れ始めると、抵抗４４の電圧降下でトラ
ンジスタ３７が導通し、トランジスタ３４が非導通とな
りコンデンサ２４の短絡を解除するため、コンデンサ充
電コイル１の正方向の半波出力の立上りと同期して発振
回路４０ａが動作を開始する。その他の動作は、第１図
の実施例と同様である。

［発明の効果Ｊ 本発明においては、コンデンサ充電コイルの一方の半波
出力の発生期間中に所定の周波数で発振する発振回路の
発振出力によりコンデンサ充電コイルを短絡する半導体
スイッチング素子を制御して短絡電流を遮断するので、
その一方の半波出力の発生期間中に発振出力の発生に対
応して複数回点火用コンデンサを充電することができる
。また、従来のように短絡電流が充分な大きさになった
ことを検出して始めて短絡電流を遮断する必要がないの
で機関の回転速度が低いときでも点火用コンデンサを充
電することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の実施例の電気回路図、第２図は第１図
の電気回路の各部に発生する信号の波形図、第３図は本
発明の他の実施例の電気回路図である。 図において、１・・・コンデンサ充電コイル、３・・・
点火用コンデンサ、６・・・点火時期ＩＩＩ　ｍ回路、
７・・・点火用５ＣＲ１９・・・点火コイル、１２・・
・電源用コンデンサ、１８・・・電流遮断用トランジス
タ、２１・・・］］ンパレータ４０・・・発振回路（２
１〜２７．３１〜３４）。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）点火用コンデンサを充電する磁石発電機のコンデ
   ンサ充電コイルの一方の半波出力を半導体スイッチング
   素子により短絡し、次に上記半導体スイッチング素子を
   流れる短絡電流を遮断し、このとき上記コンデンサ充電
   コイルに発生する過渡電圧により上記点火用コンデンサ
   を充電する無接点点火装置において、 上記コンデンサ充電コイルの一方の半波出力の発生期間
   中に所定の周波数で発振する発振回路を備え、この発振
   回路の発振出力により上記半導体スイッチング素子を制
   御して上記短絡電流を遮断し、上記発振回路の発振出力
   に対応して複数回発生する上記コンデンサ充電コイルの
   過渡電圧により上記点火用コンデンサを多重充電するコ
   ンデンサ放電式内燃機関用無接点点火装置。
2. （２）特許請求の範囲第１項の無接点点火装置において
   、上記発振回路は、上記コンデンサ充電コイルの上記一
   方の半波出力の立上りに同期して発振動作を開始するコ
   ンデンサ放電式内燃機関用無接点点火装置。