JPH0333916B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明はコンデンサ放電式の内燃機関用無接点
点火装置に関する。

従来、この種のものは、コンデンサの充電電圧
を機関回転数が低速から高速までほぼ均一にする
ため、コンデンサの充電源は細い線径で巻数の多
い主に低速回転時においてコンデンサを充電する
低速コイルと、太い線径で巻数の少ない主に高速
回転時においてコンデンサを充電する高速コイル
とで構成され、コンデンサはこれら両コイルの出
力で直接充電されるようになつていた。

ところが、上述した従来のものでは、 (1) コンデンサ充電コイルとして前記のように低
速用高速用との仕様が異なる２つのコイルを必
要とし、構造が複雑となる。又寸法が大きくな
り磁石発電機の体格が大きくなる。

(2) 低速用充電コイルは細線（線径0.13〜0.16
mm）を多く巻く（巻数3000回〜7000回）ので、
作業性が悪く、又品質上のトラブルも発生しや
すい。

(3) 低速時の２次電圧、即ちコンデンサ電圧を高
くしようとすると、中・高速時の２次電圧即ち
コンデンサ電圧が高くなり、点火コイル又は半
導体素子の耐熱が不足する。などの問題があ
る。

本発明は上記の問題を解決するために、コンデ
ンサと並列的に接続した短絡用半導体スイツチン
グ素子によつて発電コイルの一方の半波出力を実
質的に短絡しておき、この半導体スイツチング素
子遮断時に発電コイルに誘起される高電圧によつ
てコンデンサを充電すると共に、発電コイルの他
方の半波出力をダイオードによつて他の負荷に供
給することにより、線径が太くて巻数の少ない発
電コイルによつて、コンデンサを良好に充電する
ことができると共に、各素子の発熱を押えながら
他の負荷へ電力を供給することができる内燃機関
用無接点点火装置を提供することを目的とする。

以下本発明を図に示す実施例について説明す
る。

まず、第１図に示す第１実施例において、１は
磁石発電機の発電コイルで、例えば線径0.3〜
1.0、巻数200〜600回のものだ用いてあつて、同
一体格の磁石発電機において、従来のコンデンサ
充電コイルより線径が４倍程度に太く、巻数が
１／10程度としてある。２は基準位置にて出力信
号を発生するタイミングセンサ、３ａ，３ｂは充
電コイル１の破線矢印で示す逆方向半波出力を取
出してバツテリ２０に供給するための逆半波取出
用ダイオード、４，５は発電コイル１の端子間に
ダイオード１１ａを介して互い直列接続した分圧
抵抗で、その分圧点ａはサイリスタ６のゲートに
接続してある。このサイリスタ６はトランジスタ
８のベース・エミツタ間に接続してある。７はト
ランジスタ８のベース抵抗で、この抵抗７、サイ
リスタ６および抵抗４，５により遮断制御回路を
構成する。またトランジスタ８はコイル１の順方
向出力を短絡する短絡用半導体スイツチング素子
をなす。９，１０はサイリスタ１１の端子間にダ
イオード９ａを介して直列接続した分圧抵抗で、
その分圧点ｂはサイリスタ１１のゲートに接続し
てあり、トランジスタ８のOFF後のコイル１の
発生電圧が設定値以上になるとサイリスタ１１を
導通するようにしてある。そして、発電コイル１
の実線矢印で示す正方向半波出力をサイリスタ１
１およびダイオード１１ａを介してバツテリ２０
に供給するようにしてある。そして、このサイリ
スタ１１、抵抗９，１０およびダイオード９ａ，
１１ａによつて高電圧応動半波取出回路を構成す
る。１２は放電阻止用ダイオード、１３は点火用
コンデンサ、１４は発電コイル１の正方向出力を
電源とすると共にタイミングセンサ２の出力信号
を入力として点火時期を電子的に決定して点火信
号を発生する公知の電子式点火信号発生回路であ
る。１５は直流アーク用ダイオード、１６は点火
コイルで、１６ａはその１次コイル、１６ｂはそ
の２次コイルである。１７は点火栓、１８は点火
用半導体スイツチング素子をなす点火用サイリス
タで、点火信号発生回路１４よりの点火信号がゲ
ートに印加されることにより導通して、コンデン
サ１３の充電電荷を点火コイル１６の１次コイル
１６ａに供給するものである。１９は抵抗であ
る。２２は発電コイル１の破線矢印で示す負方向
出力が所定値以上になるとこの負方向出力を短絡
する公知のレギユレータである。

次に、この実施例に使用する磁石発電機として
は、Ｎ，Ｓ交互に12極に等間隔で着磁した回転子
と、外周に12個の突出部を等間隔で形成したリン
グ状のステータコアとを有し、発電コイル１はス
テータコアの２つの突出部に巻かれると共に互い
に直列接続され、回転子の回転によつて発電コイ
ル１には第２図ａに示すごとく磁石発電機の回転
子１回転につき６サイクルの無負何交流電圧が発
生する。

今、発電コイル１に第１図の実線矢印方向（正
方向）の半波出力が発生し始めると、コイル１→
抵抗７→トランジスタ８のベース・エミツタ→ア
ース→ダイオード１１ａの回路でトランジスタ８
にベース電流が流れ、このトランジスタ８のコレ
クタ・エミツタ間が導通し、コイル１の正方向半
波出力は短絡される。このときの第２図ｂで示す
トランジスタ８の短絡電流の増大に伴い、トラン
ジスタ８のコレクタ・エミツタ間の電圧降下が大
きくなり、抵抗４，５よりなる分圧回路の接続点
ａの電圧が上昇する。この電圧が設定値（例えば
短絡電流が0.5〜4Aに相当する電圧値）になると
サイリスタ６が導通し、トランジスタ８のベー
ス・エミツタ間を短絡するので、トランジスタ８
のコレクタ・エミツタ間はOFFし、短絡電流が
急激に遮断される。このときコイル１には第２図
ｃで示すごとく、大きな誘導電圧が発生し、この
高電圧によりコンデンサ１３を、コイル１→ダイ
オード１２→コンデンサ１３→ダイオード１５→
アース→ダイオード１１ａの回路で、第２図ｄで
示すごとく充分に充電する。又、誘導電圧が設定
値（例えば100〜300V）以上になると、抵抗９，
１０よりなる分圧回路の接続点ｂの電圧が上昇
し、サイリスタ１１が導通する。これにより、コ
イル１の正方向半波出力をサイリスタ１１および
ダイオード１１ａを介してバツテリ２０に供給
し、このバツテリ２０を第２図ｆで示す電流によ
り充電する。このようにバツテリ２０を充電する
ことにより、コイル１の正方向半波出力を押え、
各素子への過電圧を防止する。一方、コイル１の
逆方向半波出力（第１図破線矢印）は、ダイオー
ド３ａ，３ｂを介してバツテリ２０に供給されて
バツテリ２０を第２図ｇで示す電流により充電す
る。このようにバツテリ２０を充電することによ
り、コイル１の逆方向半波出力を抑え、サイリス
タ６，１１、トランジスタ８に逆方向過大電圧が
印加されないようにすると共に、コイル１に逆方
向電流を流すことによつて、その電機子反作用に
より、次に続いて発生する正方向出力の大きさを
押え、コイル１の電流（第２図ｂ）およびサイリ
スタ６の電流を小さくする。これによつて、コイ
ル１の発熱防止およびサイリスタ６、抵抗４，
５，７の小型化ができる。

また、点火時期になるとタイミングセンサ２の
第２図ｅで示す出力により、点火信号発生回路１
４の電子的に決定された点火信号により、サイリ
スタ１８が導通し、コンデンサ１３の充電電荷を
コンデンサ１３→サイリスタ１８→アース→点火
コイル１６の１次コイル１６ａの回路で急激に放
電させ、点火コイル１６の２次コイル１６ｂに高
電圧を得て、点火栓１７に点火火花を発生する。

ここで、点火信号発生回路１４に発生する点火
信号は、発電コイル１に第１図の破線矢印で示す
点火電源に供しない方の半波出力が発生している
ときに発生するようにするのが好ましい。これ
は、コイル１に実線矢印方向の半波出力が発生し
ているときに点火信号によりサイリスタ１８が導
通すると、この半波出力がサイリスタ１８により
短絡されて、その分バツテリ充電電流が減るた
め、これを防止するためである。

第３図は上記第１実施例における機関回転数に
対するバツテリ電圧、バツテリ充電電流特性図を
示すものであり、特性Ａはバツテリ電圧を、特性
Ｂはコイル１の出力をバツテリ充電のみに用いた
場合のバツテリ充電電流を、特性Ｃはコイル１の
出力をバツテリ充電と点火電源との双方に用いた
第１図図示回路におけるバツテリ充電電流をそれ
ぞれ示し、コイル１の出力をバツテリ充電と点火
電源との双方に用いても、コイル１の出力をバツ
テリ充電のみに用いた場合とほぼ同様のバツテリ
充電電流が得られる。

第４図は本発明の第２実施例を示すもので、上
記第１実施例に対し、磁石発電機として、互いに
120゜の位相差を有する発電コイル１ａ，１ｂ，１
ｃを有するものを用いて、これら各コイル１ａ，
１ｂ，１ｃを三相Ｙ型結線して、ダイオード３ａ
〜3d，１１ａおよびサイリスタ１１より構成さ
れる三相全波整流器を介してバツテリ２０に接続
し、そのうち一相分の半波出力の一部を点火電源
として使用したものである。この第４図におい
て、サイリスタ１１のカソードをバツテリー２０
に接続する代わりに破線で示すごとくランプ２３
に接続し、ランプ２３を点灯させるようにしても
よい。

第５図は本発明の第３実施例を示すもので、上
記第２実施例に対し、発電コイル１ａ〜１ｃのバ
ツテリ充電側半波出力を公知の単相全波短絡方式
のレギユレータ２２ａにより電圧調整し、かつこ
のレギユレータ２２ａに組合されている単相全波
整流器３を利用してコイル１ａ〜１ｃの出力によ
りバツテリ２０を充電するようにしたものであ
る。この実施例によれば、現在市販されている全
波整流器付単相全波短絡レギユレータ３０を用い
て回路を構成することができる。ここで、サイリ
スタ１１のカソードはダイオード３ｃのアノード
側に接続するようにしてもよい。

第６図は本発明の第４実施例を示すもので、前
記第１実施例に対し、低速時のサイリスタ１１の
導通制御時期が、トランジスタ８の遮断後のコイ
ル１の誘導電圧がピーク点を越した直後になるよ
うに、コイル１の誘導電圧によりダイオード１２
ａおよび抵抗３２を介して充電されるコンデンサ
３３の充電電荷を、ダイオード３１およびプログ
ラマブルユニジヤンクシヨントランジスタ３４を
介してサイリスタ１１のゲートに供給するように
したものである。この実施例によれば、トランジ
スタ８の遮断時におけるコイル１の誘導電圧が設
定値より低い低速回転時においても、トランジス
タ８遮断時におけるコイル１のコンデンサ充電後
の誘導電圧によつてバツテリ２０を充電すること
ができる。ここで、抵抗９およびダイオード９ａ
を省略して、回転数が高くなつたときにもトラン
ジスタ８遮断後のコイル１の誘導電圧がピーク点
を越した直後にサイリスタ１１が導通するように
してもよい。第７図は本発明の第５実施例を示す
もので、前記第２実施例に対し、同相の出力を発
生する２つの発電コイル１ａ，１ｂを用いて、そ
の各端子を三相全波整流器に接続するようにした
ものである。このようにすれば、コイル１ａはバ
ツテリ２０の充電に合わせて、またコイル１ｂは
点火電源に合わせてコイル線径および巻数を任意
に設定することができる。

第８図は本発明の第６実施例を示すもので、前
記第１実施例に対し、コイル１の出力をバツテリ
２０の代わりにランプ４０に供給するようにし、
かつコイル１の負方向出力を抵抗５１およびダイ
オード５２を介してサイリスタ１８のゲートに点
火信号として供給する点火信号発生回路１４ａを
用いたものである。この第８図において、４１は
ランプ４０の断続をする動作スイツチ、４２はラ
ンプ４０の遮断時にコイル１に接続される抵抗で
ある。

なお、上記各実施例において、場合によつては
抵抗９，１０、サイリスタ１１を含む高電圧応動
半波取出回路は省略することも可能である。

また、上述した各実施例においては、タイミン
グセンサ２の出力信号を入力として点火時期を電
子的に決定する電子式点火信号発生回路１４ある
いはコイル１の負方向出力を点火信号とする点火
信号発生回路１４ａを用いたが、タイミングセン
サ２の出力信号を直接サイリスタ１８の制御信号
として印加するような点火信号発生回路を用いる
ようにしてもよい。

以上述べたように本発明においては、発電コイ
ルの一方の半波出力を実質的に短絡する短絡用半
導体スイツチング素子に前記発電コイルのコンデ
ンサ充電側半波出力による短絡電流が充分流れて
いるときに前記短絡用半導体スイツチング素子を
遮断させるための遮断制御回路とを備え、短絡用
半導体スイツチング素子の遮断時に発電コイルに
誘起される高電圧によつてコンデンサを充電する
と共に、発電コイルの他方の半波出力を逆半波取
出用ダイオードよつて他の負荷に供給するから、
以下に述べるごとき優れた効果がある。

(1) 従来はコンデンサ充電コイルとして、細線に
よる巻数の多いコイルと太線による巻数の少な
いコイルとの仕様が異なる２つのコイルが必要
であつたものを、太線による巻数の少ないコイ
ルのみにすることができ、構造簡単で体格を小
さくすることができる。

(2) コンデンサ電圧、２次電圧の設定自由度が大
きく、低速から充分な点火性能が得られ、始動
性を向上することができる。

(3) コンデンサ充電コイルとして細線を使用しな
くてよいので、品質上のトラブルが解消でき
る。

(4) 逆半波取出用ダイオードにより発電コイルの
他方の半波出力を他の負荷に供給することに伴
う電機子反作用により発電コイルの一方の半波
出力を押え、各素子に流れる電流を少なくし
て、これら各素子の発熱を小さく押えながら他
の負荷へ電力を有効に供給することができる。

さらに、本発明においては、短絡用半導体ス
イツチング素子の遮断時に発電コイルに誘起さ
れる電圧を検出し、この電圧が設定値以上にな
るごとにこの発電コイルの一方の半波出力を他
の負荷に供給し続けるから、発電コイルの誘起
電圧を設定値に押え、かつその後に連続して発
生する不要電圧を他の負荷に供給して、さらに
他の負荷に対する電力の供給を有効に行なうこ
とができるのみならず、各素子の発熱をさらに
小さく押えることができると共に、発電コイル
の発熱も押えることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明装置の第１実施例を示す電気回
路図、第２図は第１図図示装置の作動説明に供す
る各部波形図、第３図は第１図図示装置の機関回
転数に対するバツテリ電圧、電流特性図、第４図
乃至第８図は本発明装置の第２乃至第６実施例を
示す電気回路図である。 １……コンデンサ充電コイル、３ａ〜３ｄ……
逆半波取出用ダイオード、４，５，６，７……遮
断制御回路を構成する分圧抵抗、サイリスタ、ベ
ース抵抗、８……短絡用半導体スイツチング素子
をなすトランジスタ、９，１０，９ａ，１１……
高電圧応動半波取出回路を構成する分圧抵抗、ダ
イオード、サイリスタ、１２……放電阻止用ダイ
オード、１３……コンデンサ、１４……電子式点
火信号発生回路、１４ａ……点火信号発生回路、
１６……点火コイル、１６ａ……１次コイル、１
６ｂ……２次コイル、１７……点火栓、１８……
点火用半導体スイツチング素子をなす点火用サイ
リスタ、２０……他の負荷としてのバツテリ、２
３，４０……他の負荷としてのランプ。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 磁石発電機の発電コイルと、この発電コイル
   の一方の半波出力を実質的に短絡する短絡用半導
   体スイツチング素子と、この短絡用半導体スイツ
   チング素子に短絡電流が充分流れているときこの
   短絡用半導体スイツチング素子を遮断させるため
   の遮断制御回路と、この短絡用半導体スイツチン
   グ素子の遮断時に前記発電コイルに誘起される高
   電圧によつて充電されるコンデンサと、１次コイ
   ルおよび２次コイルを有する点火コイルと、前記
   発電コイルの他方の半波出力を他の負荷に供給す
   るための逆半波取出用ダイオードと、点火時期に
   て点火信号を発生する点火信号発生回路と、この
   点火信号発生回路よりの点火信号により導通して
   前記コンデンサの充電電荷を前記点火コイルの１
   次コイルに供給するための点火用半導体スイツチ
   ング素子と、前記点火コイルの２次コイルに接続
   した点火栓とを備える内燃機関用無接点点火装
   置。 ２ 磁石発電機の発電コイルと、この発電コイル
   の一方の半波出力を実質的に短絡する短絡用半導
   体スイツチング素子と、この短絡用半導体スイツ
   チング素子に短絡電流が充分流れているときこの
   短絡用素子スイツチング素子を遮断させるための
   遮断制御回路と、この短絡用半導体スイツチング
   素子の遮断時に前記発電コイルに誘起される高電
   圧によつて充電されるコンデンサと、１次コイル
   および２次コイルを有する点火コイルと、前記発
   電コイルの他方の半波出力を他の負荷に供給する
   ための逆半波取出用ダイオードと、前記短絡用半
   導体スイツチング素子の遮断時に前記発電コイル
   に誘起される高電圧を検出し、この高電圧が設定
   値以上になるごとにこの発電コイルの一方の半波
   出力を前記他の負荷またはこの負荷とは異なる他
   の負荷に供給し続ける高電圧応動半波取出回路
   と、前記コンデンサの充電回路中に直列接続され
   た放電阻止用ダイオードと、点火時期にて点火信
   号を発生する点火信号発生回路と、この点火信号
   発生回路よりの点火信号により導通して前記コン
   デンサの充電電荷を前記点火コイルの１次コイル
   に供給するための点火用半導体スイツチング素子
   と、前記点火コイルの２次コイルに接続した点火
   栓とを備える内燃機関用無接点点火装置。