JPH0423109B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は、２サイクル内燃機関を点火するのに
好適な電流遮断型の内燃機関用点火装置に関する
ものである。

従来技術 従来のこの種の点火装置として、機関と同期回
転する磁石発電機を電源とし、トランジスタスイ
ツチにより電流を制御して点火動作を行わせるよ
うにしたものがある。第１図は従来のこの種の点
火装置の回路を示したもので、同図において１は
機関と同期回転する磁石式交流発電機（フライホ
イールマグネツト）内に配置された点火コイルで
ある。点火コイル１は１次コイル１ａと２次コイ
ル１ｂとを備えている両コイルの一端は接地さ
れ、２次コイル１ｂの非接地側端子は機関の気筒
に取付けられた点火プラグ２の非接地側端子に高
圧ケーブルを介して接続されている。点火コイル
１の１次コイル１ａは点火電源コイルを兼ねてお
り、該１次コイル１ａには機関の回転に同期して
交流電圧Ｖ１が誘起する。１次コイル１ａの非接
地側の一端にはエミツタを接地したトランジスタ
３ａのコレクタが接続され、トランジスタ３ａの
コレクタ及びベースにそれぞれトランジスタ３ｂ
のコレクタ及びエミツタが接続されている。トラ
ンジスタ３ａ及び３ｂは電流制御用トランジスタ
スイツチ３を構成するもので、トランジスタ３ｂ
のベースには抵抗５の一端が接続されている。抵
抗５の他端と１次コイル１ａの非接地側の端子と
の間に抵抗６が接続され、１次コイル１ａに図示
の実線矢印方向の半サイクルの電圧Ｖ１が誘起し
たときに抵抗６及び５を通してダーリントン接続
されたトランジスタ３ｂ及び３ａにベース電流が
流れてこれらのトランジスタが（電流制御用トラ
ンジスタスイツチ３が）導通するようになつてい
る。抵抗５及び６の接続点にエミツタを接地した
トランジスタ７ａのコレクタが接続され、該トラ
ンジスタによりしや断制御用半導体スイツチ７が
構成されている。トランジスタ３ａのコレクタエ
ミツタ間（電流制御用トランジスタスイツチ３の
両端）及び１次コイル（点火電源コイル）１ａに
対して並列に、第１の抵抗８ａ及び第２の抵抗８
ｂの直列回路からなる抵抗分圧回路８が並列接続
され、該分圧回路８の分圧点が抵抗１０を介して
トランジスタ７ａのベース（遮断制御用半導体ス
イツチ７の制御信号入力端子）に接続されてい
る。また１次コイル１ａの図示の破線矢印方向の
誘起電圧からトランジスタ７ａを保護するため、
該トランジスタ７ａのコレクタエミツタ間にアノ
ードを接地側に向けたダイオード１１が並列接続
されている。

上記点火装置におて、機関の回転に伴つて１次
コイル１ａに図示の実線矢印方向の電圧Ｖ１が誘
起するとトランジスタスイツチ３にベース電流が
流れて該トランジスタスイツチが導通し、１次コ
イル１ａからトランジスタスイツチ３を通して短
絡電流１１が流れる。この電流の増大に伴つてト
ランジスタスイツチ３の両端の電圧が一定の大き
さに達すると、トランジスタ７ａが導通状態にな
つてトランジスタ３ｂのベース電位が略接地電位
になり、トランジスタスイツチ３が遮断状態にな
る。これにより１次コイル１ａに図示の実線矢印
方向の高電圧が誘起し、この高電圧が更に昇圧さ
れて２次コイル１ｂに点火用の高電圧が誘起す
る。この高電圧は点火プラグ２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。

ところで２サイクル内燃機関を点火する場合に
は、第２図に示した曲線ａのように、機関の低速
領域から中速領域にかけて回転速度Ｎ（rpm）の
上昇に伴つて点火位置αを進角させて中速領域で
は点火位置を一定に保持し、高速領域では点火位
置を遅角させ、超高速領域で点火位置を一定とす
る（最大遅角位置に保つ）特性を備えることが望
ましいとされている。ここでもし点火位置が第２
図の斜線を施し、下側の領域に入ると、機関の
出力が低下し、斜線を施した上側の領域に入る
と気筒内で以上高温燃焼が生じて機関の焼き付け
が生じる危険がある。ところが第１図に示した従
来の点火装置では、中速領域以上の回転領域で点
火位置が一定になり、第２図に破線ｂで示したよ
うな特性になるため、機関の高速時に以上燃焼が
生じて機関が焼き付く恐れがあつた。

尚機関の高速に点火位置を遅角させる特性を得
る電流遮断型の点火装置として、実公昭58−
34294号または実開昭55−67354号にみれらるよう
に、機関の過回転を防止する目的で、機関の高速
時に点火位置を遅角させるようにしたものが提案
されている。これら既提案の点火装置では、分圧
回路の第２の抵抗に対して並列に点火位置制御用
のトランジスタスイツチを接続するとともに、点
火電源コイルの他方の半サイクルの出力で抵抗を
通して充電されるコンデンサを設けて、該コンデ
ンサの充電電圧を点火位置制御用トランジスタス
イツチにベース電流を流すことにより該トランジ
スタスイツチを所定時間導通状態に保つようにし
ている。このように構成すると、点火位置制御用
トランジスタスイツチが導通している間は遮断制
御用半導体スイツチの導通が阻止され、該トラン
ジスタスイツチが遮断状態になつたときに遮断制
御用半導体スイツチが導通させられて点火動作が
行われる。コンデンサの充電電圧は回転速度の上
昇に伴つて高くなつていき、点火位置制御用トラ
ンジスタスイツチが導通する機関は回転速度の上
昇に伴つて長くなつていくため、機関の高速時に
トランジスタスイツチが遮断状態になる位置が遅
れ、点火位置が遅角することになる。

しかしながら、このように構成した場合には、
機関の超高速領域でコンデンサの充電電圧が非常
に高くなつてトランジスタスイツチが遮断できな
くなつたときに点火動作が行われなくなるため、
第２図の曲線ａのように、超高速領域で点火位置
をほぼ一定とする点火特性を得ることができな
い。また超高速領域で点火動作が行われなくなる
と機関が失火して未燃焼ガスが排出されるため、
アフタフアイブが生じてマフラを破損させたり大
気を汚染したりするという問題が生じる。

発明の目的 本発明の目的は、機関の高速領域領域で点火位
置を急速に遅角させ、超高速領域で点火位置を一
定とする特性を得て、高速時に異常燃焼が生じて
機関が焼き付くのを防止するとともに、未燃焼ガ
スは排出されるのを防止することができるように
した電流遮断型の内燃機関用点火装置を提供する
ことにある。

発明の構成 本発明は、機関と同期回転する磁石式交流発電
機内に配置された点火電源コイルと、前記点火電
源コイルに対して並列に接続されて前記点火電源
コイルの出力の一方の半サイクルでベース電流が
与えられて導通する電流制御用トランジスタスイ
ツチと、第１及び第２の抵抗の直列回路からなつ
ていて前記トランジスタスイツチ及び前記点火電
源コイルに対して並列に接続された抵抗分圧回路
と、導通した際に前記トランジスタスイツチを遮
断するように設けるとともに前記第１の抵抗を通
して導通信号が与えられて導通するように制御信
号入力端子が前記抵抗分圧回路の分圧点に結合さ
れた遮断制御用半導体スイツチとを備え、前記ト
ランジスタスイツチの遮断により前記点火電源コ
イルに誘起する電圧を昇圧して点火用の高電圧を
得る電流遮断型の内燃機関用点火装置を改良した
もので、本発明においては、前記抵抗分圧回路の
分圧点にカソードが接続されたダイオードと、前
記ダイオードを介して前記第１の抵抗に抗して並
列に接続された付加抵抗と、前記ダイオードを介
して前記第２の抵抗に対して並列に接続された点
火位置制御用トランジスタスイツチと、コンデン
サと、前記点火電源コイルの他方の半サイクルの
出力で前記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、前記コンデンサを電流制御
素子を通して放電させる放電回路とが設けられ、
前記電流制限素子の両端の電圧降下が一定値以下
になつたときに前記点火位置制御用トランジスタ
スイツチが導通するように前記電流制限素子が前
記点火位置制御用トランジスタスイツチの制御端
子に結合されている。

上記の構成において、機関の回転の低速領域で
は電流制限素子の両端の電圧が点火位置制御用ト
ランジスタスイツチのトリガレベルに達しないた
め該トランジスタスイツチが導通しない。このと
き付加抵抗は分圧回路の第１の抵抗に対して電気
的に並列に接続された状態にあり、遮断制御用半
導体スイツチに供給される導通信号は付加抵抗が
無い場合に比べて大きくなる。この状態で機関の
回転の上昇に伴つて点火電源コイルに誘起する電
圧が上昇していくと遮断制御用半導体スイツチが
導通する位相が進み、点火位置は機関の回転速度
の上昇に伴つて進角していく。機関の中速領域で
は、電流制限素子の両端の電圧が点火位置制御用
トランジスタスイツチのトリガレベルに達するた
め該トランジスタスイツチが導通する。このトラ
ンジスタスイツチが導通すると付加抵抗が分圧回
路の第１の抵抗から電気的に切離された状態にな
つて遮断制御用半導体スイツチに供給される導通
信号が制限される。従つてこの点火位置制御用ト
ランジスタスイツチが導通している間遮断制御用
半導体スイツチに供給される導通信号が該半導体
スイツチのトルガレベルに達するのが阻止され
る。コンデンサの放電が進み、電流制限素子の両
端の電圧が点火位置制御用トランジスタスイツチ
のトリガレベル未満になると該トランジスタスイ
ツチが遮断して再び第１の抵抗の両端に付加抵抗
が接続されるため、遮断制御用半導体スイツチに
供給される導通信号が大きくなる、該遮断制御用
半導体スイツチが導通して点火が行われる。従つ
て機関の中速領域では点火位置制御用トランジス
タスイツチが遮断する位置で点火が行われる。機
関の高速領域においてはコンデンサの充電電圧が
上昇し、点火位置制御用トランジスタスイツチが
導通する時間が長くなるため、遮断制御用半導体
スイツチに供給される導通信号が制限された儘の
状態が長く続き、該半導体スイツチが導通する位
置が遅れて点火位置は大幅に遅角する。また本考
案においては、点火位置制御用トランジスタスイ
ツチが分圧回路の第２の抵抗にダイオードを介し
て並列接続されているため、点火位置制御用トラ
ンジスタスイツチが導通しても分圧回路の第２の
抵抗は短絡されることがなく、点火位置制御用ト
ランジスタスイツチが導通している間も第２の抵
抗の両端の電圧は上昇していく。そのため、機関
の高速時にコンデンサの充電電圧が高くなつて、
点火位置制御用トランジスタスイツチが導通する
機関が非常に長くなる状態になつた場合でも、点
火電源コイルの両端の電圧がピーク値またはピー
ク付近の一定値に達したときに分圧回路の第２の
抵抗の両端の電圧を遮断制御用半導体スイツチの
トリガレベルに到達させて点火動作を行わせるこ
とができる。点火電源コイルの両端の電圧のピー
ク付近では、電圧の変化率がきわめて小さいた
め、このような状態での点火位置は、回転速度の
変化によつてはほとんど変化しない。

従つて、本発明の装置によれば、機関の低速領
域から中速領域にかけて点火位置を進角させ、高
速領域で点火位置を急速に遅角させ、超高速領域
で点火位置を一定とする特性を得ることができ
る。

実施例 以下添附図面を参照して本発明の実施例を説明
する。

第３図は本発明の実施例を示したもので、同図
において第１図の例の各部と同等な部分には同一
の符号を付してある。第３図の実施例において第
１図と相違するのは、点火位置制御回路２０を設
けた点である。この点火位置制御回路は、抵抗分
圧回路８の分圧点にカソードが接続されたダイオ
ード２０ａを備え、該ダイオード２０ａのアノー
ドと第１の抵抗８ａの分圧点と反対側の端子との
間に付加抵抗２０ｂが接続されている。すなわち
この付加抵抗はダイオード２０ａを介して第１の
抵抗８ａの両端に並列接続されている。またエミ
ツタを接地したトランジスタスイツチ２０ｃから
なる点火位置制御用トランジスタスイツチ２０ｄ
が設けられ、該トランジスタ２０ｃのコレクタは
ダイオード２０ａのアノードに接続されている。
すなわち点火位置制御用トランジスタスイツチ２
０ｄはダイオード２０ａを介して分圧回路の第２
の抵抗８ｂに並列接続されている。またコンデン
サ２０ｅが設けられ、該コンデンサ２０ｅの一端
はアノードが接地されたダイオード２０ｆのカソ
ードに接続されている。コンデンサ２０ｅの他端
はダイオード２０ｇのアノードが接続され、該ダ
イオード２０ｇのカソードは点火コイルの１次コ
イル１ａの非接地側端子に接続されている。コン
デンサ２０ｅとダイオード２０ｆとの接続点とト
ランジスタ２０ｃのベースとの間及びトランジス
タ２０ｃのベースとエミツタとの間にそれぞれ抵
抗２０ｈ及び２０ｉが接続され、コンデンサ２０
ｅとダイオード２０ｇとの接続点と接地間に抵抗
２０ｊが接続されている。

上記の実施例においては、ダイオード２０ｆ，
２０ｇにより１次コイル（点火電源コイル）の図
次の破線矢印方向の半サイクル（点火エネルギー
の供給が行われない半サイクル）においてコンデ
ンサ２０ｅ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。また抵抗２０ｈ乃至２
０ｊ（電流制限素子）によりコンデンサ２０ｅを
電流制限素子を通して所定の時定数により放電さ
せる放電回路が構成されている。

上記実施例において、１次コイル１ａには機関
の回転に同期して例えば第４図Ａに示すように交
流電圧Ｖ１が誘起する。第４図Ａにおいて曲線
ａ，ｂ及びｃはそれぞれ機関の低速時、中速時及
び高速時の電圧波形を示している。この電圧Ｖ１
の一方の半サイクル（第４図のＡの正の半サイク
ル）においてトランジスタスイツチ３にベース電
流が流れて該トランジスタスイツチが導通する、
これにより１次コイル１ａからトランジスタスイ
ツチ３を通して短絡電流Ｉ１が流れる。この短絡
電流が所定値に達し、トランジスタスイツチ３の
両端の電圧が所定値に達すると遮断制御用半導体
スイツチとしてのトランジスタ７のベースに所定
のベース電流が流れて該トランジスタが導通し、
トランジスタスイツチ３を遮断状態にする。これ
により１次コイル１ａに高い電圧が誘起し、該電
圧が昇圧されて２次コイル１ｂに点火用の高電圧
が誘起する。

一方１次コイル１ａの誘起電圧Ｖ１の他方の半
サイクル（第４図Ａの負の半サイクル）において
コンデンサ２０ｅが充電され、１次コイル１ａの
他方の半サイクルの誘起電圧Ｖ１がピーク値を超
えるとコンデンサ２０ｅが抵抗２０ｈないし２０
ｊを通して放電する。従つて該コンデンサの端子
電圧Vcは第４図Ｂ１示すように変化する。コン
デンサ２０ｅの放電電流により電流制限素子とし
ての抵抗２０ｉの両端に第４図Ｃに示すように電
圧Vbeが生じる。機関の低速領域では抵抗２０ｉ
の両端の電圧Vbeが点火位置制御用トランジスタ
スイツチ２０ｄのトリガレベルvtに達しないため
該トランジスタスイツチは導通しない。このとき
付加抵抗２０ｂは分圧回路の第１の抵抗８ａに対
して電気的に並列に接続された状態にあり、遮断
制御用半導体スイツチ７（トランジスタ７ａ）に
供給される導通信号（ベース電流）は付加抵抗２
０ｂが無い場合に比べて大きくなる。機関の始動
時においては最初短絡電流１１がピークに達する
角度α１の位置で遮断制御用半導体スイツチ７が
導通し、この角度αの位置で第４図Ｄの曲線イに
示すように短絡電流１１が遮断されて点火が行わ
れる。次いで機関の回転の上昇に伴つて１次コイ
ル１ａに誘起する電圧Ｖ１が上昇していくと遮断
制御用半導体スイツチ７が導通する位相が進み、
点火位置は機関の回転速度の上昇に伴つて角度α
３の位置まで進角していく。機関の中速領域では
抵抗２０ｉの両端の電圧Vbeが点火位置制御用ト
ランジスタスイツチ２０ｄのトルガレベルvtに達
するため該トランジスタスイツチが導通する。こ
のトランジスタスイツチが導通すると付加抵抗２
０ｂが分圧回路の第１の抵抗８ａから電気的に切
離された状態になつて遮断制御用半導体スイツチ
７に供給される導通信号が制限される。従つてこ
の点火位置制御用トランジスタスイツチ２０ｄが
導通している間遮断制御用半導体スイツチ７に供
給される導通信号が該半導体スイツチのトリガレ
ベルに達するのが阻止される。コンデンサ２０ｅ
の放電が進み、角度α２の位置で抵抗２０ｉの両
端の電圧が点火位置制御用トランジスタスイツチ
２０ｄのトリガレベルvt未満になると該トランジ
スタスイツチが遮断して再び第１の抵抗８ａの両
端に付加抵抗２０ｂが接続されるため、遮断制御
用半導体スイツチ７に供給される導通信号が大き
くなる。従つて角度α２の位置で該遮断制御用半
導体スイツチが導通してトランジスタスイツチ３
が遮断し、これにより第４図Ｅに示すように短絡
電流Ｉ１が遮断されてて点火が行われる。従つて
機関の中速領域では点火位置制御用トランジスタ
スイツチ２０ｄが遮断する位置で点火が行われ
る。機関の高速領域においてはコンデンサ２０ｅ
の充電電圧が上昇し、点火位置制御用トランジス
タスイツチ２０ｄが導通する時間が長くなるた
め、遮断制御用半導体スイツチ７に供給される導
通信号が制限された儘の状態が長く続き、該半導
体スイツチが導通する位置が遅れていく。機関の
超高速領域では、コンデンサ２０ｅの充電電圧が
高くなつて、点火位置制御用トランジスタスイツ
チ２０ｄが導通する機関が非常に長くなるため、
１次コイル（点火電源コイル）１ａの両端の電圧
がピークに達する位置α１で未だトランジスタス
イツチ２０ｄが導通している状態になるが、本発
明では、トランジスタスイツチ２０ｄがダイオー
ド２０ａを介して分圧回路の第２の抵抗８ｂに並
列接続されているため、トランジスタスイツチ２
０ｄが導通しても抵抗８ｂは短絡されることがな
い。そのため、トランジスタスイツチ２０ｄが導
通している間も抵抗８ｂの両端の電圧を上昇させ
ることができ、１次コイル１ａの両端の電圧がピ
ークに達する位置α１で、抵抗８ｂの両端の電圧
を遮断制御用半導体スイツチのトリガレベルに到
達させることができる。従つて超高速領域でも、
一定の位置α１で点火動作が行わせることができ
る。

従つて、本発明の装置によれば、図２の曲線ａ
のように、機関の低速領域から中速領域にかけて
点火位置をα３まで進角させ、中速領域では点火
位置をほぼ一定とし、高速領域で点火位置をα２
からα１まで急速に遅角させ、超高速領域で点火
位置を一定（＝α１）とする点火特性を得ること
ができる。

上記の実施例では点火コイル１次コイルが点火
電源コイルを兼ねているが、点火コイルを磁石発
電機の外部に配置して磁石発電機内に別個に点火
電源コイルを設ける場合にも同様に本発明を適用
することができる。

また上記実施例では遮断制御用半導体スイツチ
としてトランジスタ７ａを用いたが、このスイツ
チとしてサイリスタを用いることもできる。

上記実施例では電流制御用のトランジスタスイ
ツチ３としてダーリントン接続された複合トラン
ジスタを用いたが、単一のトランジスタによりこ
のトランジスタスイツチを構成することもでき
る。

上記実施例において、抵抗２０ｈに直列にツエ
ナーダイオードを接続しても同様の効果を得るこ
とができる。

発明の効果 以上のように、本発明によれば、機関の低速領
域から中速領域にかけて点火位置を進角させ、高
速領域で点火位置を急速に遅角させ、超高速領域
で点火位置を一定とする特性を得ることができる
ので、２サイクル機関の異常燃焼を防ぐことがで
き、高速時に機関の焼き付けが生じるのを防ぐこ
とができる利点がある。

また本発明によれば、機関の超高速領域におい
ても点火動作を行わせることができるため、未燃
焼ガスの排出によりアフタフアイアが生じてマフ
ラが破損したり、大気が汚染したりするのを防ぐ
ことができる利点がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来例を示した回路図、第２図は内燃
機関に要求される点火特性を説明する線図、第３
図は本発明の一実施例を示した回路図、第４図は
第３図の実施例の動作を説明する電圧電流波形図
である。 １……点火コイル、２……点火プラグ、３……
電流制御用トランジスタスイツチ、７……遮断制
御用半導体スイツチ、８……抵抗分圧回路、８ａ
……第１の抵抗、８ｄ……第２の抵抗、２０……
点火位置制御回路、２０ａ……ダイオード、２０
ｄ……点火位置制御用トランジスタスイツチ、２
０ｅ……コンデンサ、２０ｆ，２０ｇ……ダイオ
ード、２０ｈ〜２０ｊ……抵抗。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 機関と同期回転する磁石式交流発電機内に配
   置された点火電源コイルと、前記点火電源コイル
   に対して並列に接続されて前記点火電源コイルの
   出力の一方の半サイクルでベース電流が与えられ
   て導通する電流制御用トランジスタスイツチと、
   第１および第２の抵抗の直列回路からなつていて
   前記トランジスタスイツチ及び前記点火電源コイ
   ルに対して並列に接続された抵抗分圧回路と、導
   通した際に前記トランジスタスイツチを遮断する
   ように設けられるとともに前記第１の抵抗を通し
   て導通信号が与えられて導通するように制御信号
   入力端子が前記抵抗分圧回路の分圧点に結合され
   た遮断制御用半導体スイツチとを備え、前記トラ
   ンジスタスイツチの遮断により前記点火電源コイ
   ルに誘起する電圧を昇圧して点火用の高電圧を得
   る電流遮断型の内燃機関用点火装置において、前
   記抵抗分圧回路の分圧点にカソードが接続された
   ダイオードと、前記ダイオードを介して前記第１
   の抵抗に対して並列に接続された付加抵抗と、前
   記ダイオードを介して前記第２の抵抗に対して並
   列に接続された点火位置制御用トランジスタスイ
   ツチと、コンデンサと、前記点火電源コイルの他
   方の半サイクルの出力で前記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、前記コン
   デンサを電流制限素子を通して放電させる放電回
   路とを具備し、前記電流制限素子の両端の電圧降
   下が一定値以上になるときに前記点火位置制御用
   トランジスタスイツチが導通するように前記電流
   制限素子が前記点火位置制御用トランジスタスイ
   ツチの制御端子に結合されていることを特徴とす
   る内燃機関用点火装置。