JPH0222236B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は、磁石発電機の交流出力電圧を全波整
流して点火エネルギ蓄積用コンデンサを充電する
ようにしたコンデンサ放電式内燃機関点火装置に
関するものである。

従来技術 コンデンサ放電式の内燃機関点火装置として、
交流電圧を全波整流して点火エネルギ蓄積用コン
デンサを充電するようにした回路が知られている
（例えば特公昭43−17135）。点火エネルギ蓄積用
コンデンサの充電に全波整流電圧を用いる場合に
は該コンデンサの充電を効率良く行なうことがで
きる利点があるが、反面、放電制御用サイリスタ
が導通した際に前記コンデンサの放電電流がサイ
リスタの保持電流以下に低下する前に全波整流回
路の出力電流がサイリスタを通して流れ、放電制
御用サイリスタのターンオフが困難になつて前記
コンデンサの再充電ができなくなる欠点があつ
た。この欠点を解消するため、点火エネルギ蓄積
用コンデンサの充電用電源としてトランジスタ発
振式のDC−DCコンバータを用いるものにおいて
は、放電制御用サイリスタに点弧信号が印加され
たときから暫時の時間前記DC−DCコンバータの
発振を停止させるようにしたものがある（例えば
特開昭49−80435）。しかし、磁石発電機内に設け
られたエキサイタコイルの交流出力電圧を全波整
流して点火エネルギ蓄積用コンデンサを充電する
ものにおいては、磁石発電機の回転中に交流出力
電圧の発生を周期的に暫時の時間停止させること
はできないので、従来は専らエキサイタコイルの
交流出力電圧を半波整流して点火エネルギ蓄積用
コンデンサを充電する方式が用いられてきた。

発明の目的 この発明の目的は、磁石発電機内に設けられた
エキサイタコイルの交流出力電圧を全波整流して
点火エネルギ蓄積用コンデンサを充電しても放電
制御用サイリスタが確実にしや断できるようにし
たコンデンサ放電式内燃機関点火装置を提供する
ことにある。

発明の構成 本発明は、１次コイル及び２次コイルをもつ点
火コイルと、内燃機関の回転に同期して回転する
磁石発電機内に設けられ機関の回転により交流電
圧を誘起するエキサイタコイルと、このエキサイ
タコイルの両端子間に接続されて全波整流電圧を
出力する全波整流回路と、前記点火コイルの一次
側に設けられ前記全波整流電圧で一方の極性に充
電される点火エネルギ蓄積用コンデンサと、導通
した際に前記コンデンサの電荷を前記点火コイル
の一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、機関の点火位置で前記サイ
リスタに点弧信号を与える信号供給回路とを備え
たコンデンサ放電式内燃機関点火装置であつて、
さらに前記全波整流回路の直流出力端子間に接続
され前記信号供給回路からのサイリスタ点弧信号
で制御されて前記全波整流回路の直流出力端子間
を実質的に短絡する短絡スイツチ回路を備えて構
成されている。そして前記短絡スイツチ回路の導
通期間は、少なくとも前記サイリスタの導通によ
るコンデンサ放電電流がサイリスタの保持電流以
下まで低下して該サイリスタがターンオフするま
で継続するように選定されている。

上記のように構成すれば、サイリスタを流れる
コンデンサ放電電流がサイリスタの保持電流以下
まで低下する前に全波整流回路の出力電流がサイ
リスタを通つて流れることがないので、サイリス
タのターンオフを確実におこなうことができる。

実施例 以下図面を参照して本発明をその実施例ととも
に詳細に説明する。

第１図は本発明の一実施例の電気回路を示した
もので、同図において１は内燃機関と同期回転す
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からなる
点火コイルであり、点火コイルの１次及び２次コ
イル２ａ及び２ｂの一端は共通接続されて接地さ
れている。３は２次コイル２ｂに接続された点火
プラグで、この点火プラグは図示しない機関の気
筒に取付けられている。エキサイタコイル１の一
端１ａ及び他端１ｂはそれぞれ単相全波整流器４
の交流入力端子４ａ及び４ｂに接続されている。
単相全波整流器４の正極性出力端子４ｃはダイオ
ード５のアノードに接続され、全波整流回路４の
負極性出力端子４ｄは接地されている。ダイオー
ド５のカソードは点火エネルギ蓄積用コンデンサ
６の一端に接続され、このコンデンサの他端は点
火コイルの１次コイル２ａの非接地側端子に接続
されるとともにダンパダイオード７のアノードに
接続されている。ダイオード７のカソードは接地
されている。ダイオード５のカソードとコンデン
サ６との接続点には放電制御用サイリスタ８のア
ノードが接続され、サイリスタ８のカソードは接
地されている。サイリスタ８のゲート・カソード
間には、抵抗９と信号供給回路１０とが並列接続
されている。信号供給回路１０は、磁石発電機内
に設けられ一端を接地した信号コイル１１と、こ
の信号コイル１１の他端にアノードを共通接続し
たダイオード１２，１２′とで構成され、ダイオ
ード１２，１２′のカソードが信号供給回路１０
の非接地側端子１０ａとなつてサイリスタ８のゲ
ートに接続されている。上記回路によりコンデン
サ放電式点火装置が構成され、エキサイタコイル
１に誘起する交流電圧は単相全波整流回路４で整
流され、その直流出力電圧は整流回路４の正極性
出力端子４ｃ→ダイオード５→コンデンサ６→ダ
ンパダイオード７及び点火コイルの１次コイル２
ａ→整流回路４の負極性出力端子４ｄの経路でコ
ンデンサ６を図示の極性に充電する。機関の点火
位置で信号供給回路１０から点弧信号が発生する
とサイリスタ８が導通し、充電されていたコンデ
ンサ６の電荷がサイリスタ８を通して点火コイル
２の１次コイル２ａに放電して、点火コイルの２
次コイル２ｂに誘起した高電圧により点火プラグ
４で機関が点火される。

本発明のコンデンサ放電式点火装置の上記実施
例の回路では、更に全波整流回路４の正極性出力
４ｃ及び接地間にそれぞれコレクタ及びエミツタ
を接続したトランジスタ１３が設けてある。トラ
ンジスタ１３のベースは、信号供給回路１０の非
接地側出力端子１０ａと一端を接地した抵抗１４
の他端とに接続されている。このトランジスタ１
３は全波整流回路４の直流出力端子間を実質的に
短絡する短絡スイツチ回路を構成する。全波整流
回路４の正極性出力端子４ｃと接地間にはまた抵
抗１５及び１６の直列回路からなる分圧回路が接
続されている。抵抗１５と１６との接続点にはツ
エナーダイオード１７のカソードが接続され、ツ
エナーダイオード１７のアノードはトランジスタ
１３のベースにカソードを接続したダイオード１
８のアノードに接続されている。上記の抵抗１５
及び１６とツエナーダイオード１７及びダイオー
ド１８とで電圧検出回路１９が構成され、該検出
回路は全波整流回路４の直流出力電圧の瞬時値が
所定値以上になるとトランジスタ１３にベース電
流を与える。またトランジスタ１３及び抵抗１４
と電圧検出回路１９とは、全波整流回路４の直流
出力端子４ｃ及び４ｄ間の電圧を制御する制御回
路２０を構成し、信号供給回路１０にサイリスタ
８の点弧信号が発生している期間中トランジスタ
１３が導通して全波整流回路４の直流出力を短絡
するとともに、全波整流回路４の直流出力電圧の
瞬時値が所定値以上に上昇したときにはツエナー
ダイオード１７が導通してトランジスタ１３を導
通させ、全波整流回路４の直流出力電圧の大きさ
を所定値に制限する。

上記実施例の点火装置においてエキサイタコイ
ル１は磁石発電機の回転により交流電圧を発生
し、また信号コイル１１は機関の１点火サイクル
に１回パルス電圧を発生する。第２図はエキサイ
タコイル１及び信号コイル１１にこのような電圧
を発生させる磁石発電機の一例を示したもので、
この磁石発電機は磁石回転子３０と固定子４０と
からなつている。磁石回転子３０は磁性材料から
なる椀状のフライホイール３１の内周壁に４個の
永久磁石３２，３２……を等間隔に配置して固定
することにより構成され、これらの永久磁石は内
周側の磁極が交互にＮ極及びＳ極となるようにフ
ライホイール３１の径方向に着磁されている。フ
ライホイール３１の底壁中央部にはボス３３が設
けられ、該ボス部３３を機関の回転軸に嵌着させ
ることにより磁石回転子３０を機関に取付けるよ
うになつている。固定子４０は、両端に磁極部を
有するＩ字形の鉄心４１及び４２にそれぞれエキ
サイタコイル１及び発電コイル４３を巻装したも
のを180゜対向位置に配設することにより構成され
ている。発電コイル４３はランプの点灯やバツテ
リの充電などのための低圧電源として使用される
ものである。鉄心４１及び４２の磁極部はそれぞ
れ磁石３２の内周側磁極と空隙を介して対向する
ように配置されている。またフライホイール３１
の外周部には径方向に着磁された小形の永久磁石
３４が接着等により固着され、これと空隙を介し
て対向する位置に固定配置された鉄心４４に信号
コイル１１が巻装されている。第２図に示した例
では磁石回転子３０が１回転すると発電コイル１
には２サイクルの交流電圧が誘起し、また永久磁
石３４が鉄心４４の磁極部を通過するときに信号
コイル１１には１サイクルのパルス電圧が誘起す
る。

次に上記実施例の動作を説明する。第２図の磁
石回転子３０が回転すると、エキサイタコイル１
には、時間ｔに対して第３図ａのような無負荷波
形を示す電圧V_epが誘起する。この電圧は全波整
流回路４で全波整流され、全波整流回路４の正極
性出力端子４ｃには第３図ｂに鎖線で示した無負
荷波形をもつ全波整流電圧V_ROが現われる。この
整流電圧によりダイオード５及び７を通して点火
エネルギ蓄積用コンデンサ６に充電電流が流れる
ので、全波整流器の正極性出力端子４ｃの負荷時
端子電圧V_Rの波形は第３図ｂに実線で示したよ
うになる。コンデンサ６は第１図に図示する磁性
に充電され、その端子電圧V_Cの波形は第３図ｅ
に実線で示すようになり、階段状に上昇して充電
電圧V_Cまで充電される。機関の点火時期に信号
コイル１１から第３図ｃに示す波形の点弧信号
V_Sが発生してその瞬時値が時刻t₂で放電制御用サ
イリスタ８のトリガレベルV_Sに達するとこのサ
イリスタ８が導通し、電圧V_Cに充電されていた
コンデンサ６の電荷がサイリスタ８を通して点火
コイル２の１次コイル２ａに急激に放電する。こ
のときサイリスタ８を通る放電電流i₁の波形は第
３図ｆのようになる。１次コイル２ａにコンデン
サ６の放電電流が急激に流れると点火コイル２の
２次コイル２ｂに高電圧が誘起し、点火プラグ３
に火花が飛んで機関を点火する。本発明の点火装
置においては、信号コイル１１に発生する点弧信
号V_Sはまたトランジスタ１３のベースにも印加
され、時刻t₁で点弧信号V_Sがトランジスタ１３の
トリガレベルV_tに達するとこのトランジスタ１
３が導通して全波整流回路４の直流出力端子４ｃ
の電圧V_Rを短絡する。点弧信号V_Sの値が時刻t₃
で再びトランジスタ１３のトリガレベルV_t以下
に低下すると、トランジスタ１３は再び非導通に
なつて全波整流回路４の直流出力端子４ｃの短絡
は解除される。即ち、点弧信号V_Sによつてトラ
ンジスタ１３が導通している期間（t₃−t₁）の間
は全波整流回路４の出力電圧V_Rは実質的に短絡
されて零となる。トランジスタ１３が導通する時
刻t₁とサイリスタ８が導通する時刻t₂とは略等し
いので、全波整流回路４の出力電圧が短絡されて
いる期間T_Sは略T_S＝t₃−t₂となる。ところで、サ
イリスタ８が導通してコンデンサ６の電荷により
サイリスタ８を通る放電電流i₁の縦続時間Ｔ（第
３図ｆ参照）は、点火コイルの１次コイル２ａ及
び２次コイル２ｂのインダクタンスをそれぞれ
L₁及びL₂、点火エネルギ蓄積用コンデンサ６及
び点火コイル２の２次側回路の静電容量をそれぞ
れC₁及びC₂、１次コイル２ａと２次コイル２ｂ
との間の結合係数及びマツチング係数をそれぞれ
ｋ及びｕ（＝L₁C₁／L₂C₂）とすれば、近似的に次
式で表わされる。

本発明の点火装置では、全波整流回路４の出力
が短絡されている期間T_Sの値とサイリスタ８を
通る放電電流i₁の継続期間Ｔの値との関係が、機
関の使用回転数範囲内においてT_S−Ｔ＞（サイリ
スタ８のターンオフタイム）となるように信号コ
イル１１からの点弧信号V_Sのパルス幅及び点火
回路の定数の値が設定されている。したがつて、
サイリスタ８を通る放電電流i₁が終止した後には
じめて全波整流回路４の出力電圧が再び立上るの
で、全波整流回路４の出力電流によつてサイリス
タ８の導通が持続される恐れがなく、サイリスタ
８のしや断とコンデンサ６の再充電とが確実にで
きる。

次に磁石発電機の回転数の中速領域において、
全波整流回路４の正極性出力端子４ｃの無負荷出
力電圧V′_RO及び負荷時出力電圧V′_Rが第３図ｂに
それぞれ鎖線及び破線で示したように高くなつて
無負荷時出力電圧V′_Rの瞬時値が所定値V_nをこえ
ると、電圧検出回路１９のツエナーダイオード１
７に加わる電圧がツエナーレベルに達し、このツ
エナーダイオード１７が導通してトランジスタ１
３にベース電流を供給する。このためトランジス
タ１３が導通して全波整流回路４の直流出力端子
４ｃの電圧の値はV_nに制限される。この場合の
コンデンサ６の端子電圧V′_Cの波形は第３図ｄの
破線で示したようになり、充電電圧の値はV_nに
制限される。第４図は、コンデンサ６の充電電圧
V_Cの回転数Ｎに対する特性で、上記の実施例の
場合にはV_Cの値は実線で示した曲線ａのように
中速領域において一定値V_nに制限される。電圧
検出回路１９と短絡スイツチ回路としてのトラン
ジスタ１３とを有しないコンデンサ放電式点火装
置の場合には、第４図に破線で示した曲線ｂのよ
うに、コンデンサ６の充電電圧V_Cは特に中速領
域において著しく高くなり、コンデンサ６には耐
電圧が高いものが必要となる。

上記実施例においては、点火エネルギ蓄積用コ
ンデンサ６を点火コイルの１次コイル２ａに対し
て直列に設け、放電制御用サイリスタ８をコンデ
ンサ６と１次コイル２ａとの直列回路に対して並
列に設けているが、コンデンサ放電式の点火回路
はサイリスタ８が導通したときにコンデンサ６の
電荷を１次コイル２ａに放電させるようになつて
いればよく、例えば第１図においてコンデンサ６
とサイリスタ８の位置を入れ替えることもでき
る。またダンパーダイオード７は省略することが
できる。

また上記の実施例では、電圧検出回路１９は分
圧抵抗１５及び１６とツエナーダイオード１７及
びダイオード１８とによつて構成したが、例えば
ツエナーダイオードと限流抵抗との直列回路を全
波整流回路の正極性出力端子４ｃとトランジスタ
１３のベースとの間に直接接続してもよい。さら
に上記実施例では磁石発電機は４極構成のもので
あるが、２極以上の多極のものであればすべて使
用できる。また信号供給回路１０の信号コイル１
１は別個の信号発電機に設けてもよく、あるいは
信号供給回路１０として従来公知の光電式や単安
定マルチバイブレータ式のものを使用することも
できる。尚上記実施例では、全波整流回路４とし
て単相全波ブリツジ結果の整流回路を用いている
が、エキサイタコイル１に中間端子を設けて２相
半波整流回路により全波整流出力を得るようにす
ることもできる。

発明の効果 以上のように本発明によれば、放電制御用サイ
リスタが導通している期間中は、全波整流回路の
出力端を短絡して点火エネルギ蓄積用コンデンサ
を充電するための全波整流電圧が放電制御用サイ
リスタに印加されるのを阻止するので、放電制御
用サイリスタのしや断を確実に行なうことができ
て点火装置の誤動作が防止できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例の回路を示す接続
図、第２図は本発明で用いる磁石発電機の一例を
示した正面図、第３図は第１図の実施例の各部の
電圧及び電流の波形図、第４図は本発明の一実施
例について回転数に対する点火エネルギ蓄積用コ
ンデンサ充電電圧の特性を示した線図である。 １……エキサイタコイル、２……点火コイル、
３……点火プラグ、４……全波整流回路、６……
点火エネルギ蓄積用コンデンサ、５，７……ダイ
オード、８……放電制御用サイリスタ、１０……
信号供給回路、１３……トランジスタ（短絡スイ
ツチ回路）、１９……電圧検出回路、２０……短
絡制御回路。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 点火コイルと、内燃機関の回転に同期して回
   転する磁石発電機内に設けられ機関の回転により
   交流電圧を誘起するエキサイタコイルと、前記エ
   キサイタコイルに接続され該エキサイタコイルの
   交流出力を整流して全波整流電圧を出力する全波
   整流回路と、前記点火コイルの一次側に設けられ
   前記全波整流電圧で一方の極性に充電される点火
   エネルギ蓄積用コンデンサと、導通した際に前記
   コンデンサの電荷を前記点火コイルの一次コイル
   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、機関の点火位置で前記サイリスタに点弧
   信号を与える信号供給回路とを備えてなるコンデ
   ンサ放電式内燃機関点火装置において、前記全波
   整流回路の直流出力端子間に接続され前記信号供
   給回路からのサイリスタ点弧信号で制御されて前
   記全波整流回路の直流出力端子間を実質的に短絡
   する短絡スイツチ回路を備え、該短絡スイツチ回
   路の導通期間は少なくとも前記サイリスタがター
   ンオフするまで継続するように設定されているこ
   とを特徴とするコンデンサ放電式内燃機関点火装
   置。