JPH045735Y2 - - Google Patents

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JPH045735Y2
JPH045735Y2 JP1985193428U JP19342885U JPH045735Y2 JP H045735 Y2 JPH045735 Y2 JP H045735Y2 JP 1985193428 U JP1985193428 U JP 1985193428U JP 19342885 U JP19342885 U JP 19342885U JP H045735 Y2 JPH045735 Y2 JP H045735Y2
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Description

【考案の詳細な説明】 [産業上の利用分野] 本考案は、コンデンサ放電式の内燃機関用点火
装置に関するものである。
[従来の技術] 内燃機関用の点火装置として、点火コイルと、
内燃機関により駆動される発電機内に配置された
エキサイタコイルと、点火コイルの1次側に設け
られてエキサイタコイルの一方の半サイクルの出
力で一方の極性に充電される点火エネルギー蓄積
用コンデンサと、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
を通して放電させるように設けられた放電制御用
サイリスタと、エキサイタコイルの他方の半サイ
クルの出力電圧または該出力電圧に相応した電圧
が信号電圧として印加される対の信号入力端子を
有して該信号入力端子間の電圧が所定のレベルに
なつた時に前記サイリスタに点弧信号を与える放
電制御用サイリスタトリガ回路とを備えたコンデ
ンサ放電式の点火装置が用いられている。
この点火装置においては、エキサイタコイルの
一方の半サイクルの出力により点火エネルギー蓄
積用コンデンサが充電され、機関の点火時期にエ
キサイタコイルの他方の半サイクルの出力で放電
制御用サイリスタにトリガ信号が供給される。こ
れにより放電制御用サイリスタが導通して点火エ
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、この放電により点火コイ
ルの鉄心中で大きな磁束変化を生じさせて、該点
火コイルの2次コイルに点火用の高電圧を誘起さ
せる。この高電圧は高圧コードを通して機関のシ
リンダ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。
[考案が解決しようとする課題] 上記のような従来のコンデンサ放電式の内燃機
関用点火装置においては、エキサイタコイルの他
方の半サイクルの出力電圧またはこの電圧に相応
した電圧が所定のトリガレベルに達した時に放電
制御用サイリスタにトリガ信号が供給されるた
め、内燃機関の回転速度N(rpm)に対する点火
時期α(機関の上死点から進角側に測つた角度)
の特性は第2図に符号aで示したようになり、機
関の高速時に点火時期が徐々に遅れる特性とな
る。この様な特性では、機関の高速領域で機関の
回転速度が上り過ぎ、機関が焼付く等の不具合が
生じることがあつた。これを防ぐためには、第2
図に符号bで示したように機関の高速領域の設定
回転速度Nsで点火時期を急激に遅らせるか、ま
たは失火させる必要がある。
尚特開昭57−181971号に見られるように、エキ
サイタコイルの負の半サイクルの出力で放電制御
用サイリスタにトリガ信号を与える回路と、エキ
サイタコイルの正の半サイクルの出力で定電圧ま
で充電されるコンデンサとエキサイタコイルの負
の半サイクルの出力が設定レベルに達したときに
該コンデンサの電荷を補助コンデンサに移行させ
る回路と、機関の回転速度が設定値に達して補助
コンデンサの端子電圧が設定値に達したときに導
通して放電制御用サイリスタのトリガ信号の一部
を抵抗を通して側路させる回路とを備えた点火装
置が提案されている。
この点火装置によれば、機関の回転速度が設定
値に達したときにエキサイタコイルの負の半サイ
クルの出力で放電制御用サイリスタに与えられる
トリガ信号の一部が該サイリスタから側路される
ため該サイリスタがトリガされる位相が遅れ、点
火時期が遅れる。
しかしながら、この従来の点火装置において
は、エキサイタコイルの正の半サイクルの出力で
定電圧まで充電されたコンデンサの電荷を補助コ
ンデンサに移行させる回路をトリガするために、
放電制御用サイリスタのトリガに用いられるエキ
サイタコイルの負の半サイクルの出力の一部を利
用しているため、点火時期を遅らせる必要がな
い、設定回転速度よりも低い領域で点火時期が遅
れる恐れがあつた。
また、機関の過大回転による焼き付きを確実に
防止するためには、回転速度が設定値をこえたと
きに機関を失火させることが好ましい場合もある
が、従来の装置では設定回転速度以上の領域で点
火時期を遅角させることはできても、失火させる
ことまではできなかつた。
更に上記従来の点火装置では、遅角が開始され
る回転速度を設定するために、エキサイタコイル
の正の半サイクルの出力で充電されたコンデンサ
の電荷を補助コンデンサに移行させるタイミング
と、該補助コンデンサの放電時定数と、放電制御
用サイリスタのにトリガ信号の一部を側路する回
路をトリガするタイミングとの3つの条件を適宜
に設定する必要があるため、回路の設計が面倒に
なるという問題があつた。
本考案の目的は、機関の回転速度が設定値を超
えたときに先ず点火時期を急激に遅らせ、更に回
転速度が上昇する場合には機関を失火させること
ができるようにした内燃機関用点火装置を提供す
ることにある。
[課題を解決するための手段] 本考案は、その実施例を示す第1図に見られる
ように、点火コイルIGと、内燃機関により駆動
される発電機内に配置されたエキサイタコイル
Leの一方の半サイクルの出力Ve1で一方の極性
に充電される点火エネルギー蓄積用コンデンサC
1と、導通した際に点火エネルギー蓄積用コンデ
ンサC1の電荷を点火コイルIGの1次コイルW
1を通して放電させるように設けられた放電制御
用サイリスタS1と、エキサイタコイルLeの他
方の半サイクルの出力電圧Ve2または該出力電
圧に相応した電圧が信号電圧として印加される対
の信号入力端子t1,t2を有して該信号入力端
子間の電圧Vsが所定のトリガレベルに達した時
にサイリスタS1に点弧信号を与える放電制御用
サイリスタトリガ回路STとを備えた内燃機関用
点火装置において、機関の高速時に点火時期を急
激に遅らせたり、失火させたりすることができる
ようにしたものである。
そのため本考案においては、上記信号入力端子
t1,t2間に並列に接続されて導通したときに
該信号入力端子間を実質的に短絡する点火時期制
御用半導体スイツチ1と、エキサイタコイルLe
の一方の半サイクルの出力により一定の電圧まで
充電される点火時期制御用コンデンサC3と、該
点火時期制御用コンデンサC3の電荷を点火時期
制御用半導体スイツチ1のトリガ信号電流の通電
経路を通して一定の時定数で放電させる回路とを
備えて該点火時期制御用コンデンサの放電電流を
点火時期制御用半導体スイツチにトリガ信号電流
として一定のトリガ期間の間供給し続ける半導体
スイツチトリガ回路2とを具備している。
上記点火時期制御用コンデンサC3の放電時定
数は、内燃機関の回転速度が設定値に達した時に
エキサイタコイルLeの他方の半サイクルの出力
が立上る時刻以後にトリガ期間が終了する状態に
なるように設定される。
[作用] 上記の点火装置において、機関の回転速度が設
定値Ns未満の時には、エキサイタコイルLeの他
方の半サイクルの出力が立上る時刻より前に点火
時期制御用半導体スイツチが遮断状態になるた
め、該半導体スイツチが放電制御用半導体スイツ
チの導通時期(点火時期)に影響を与えることは
ない。これに対し、機関の回転速度が設定値Ns
以上になると、エキサイタコイルLeの他方の半
サイクルの出力が立上つた時に点火時期制御用半
導体スイツチに未だトリガ信号が与えられている
状態にあるため、エキサイタコイルの他方の半サ
イクルの出力が立上がると同時に該半導体スイツ
チが導通して信号入力端子間を実質的に短絡す
る。信号端子間が短絡されると、放電制御用サイ
リスタがトリガされる時期が遅れる。更に回転速
度が上昇し、信号入力端子間の電圧がトリガレベ
ル以上になる期間全体を通じて点火時期制御用半
導体スイツチが導通している状態になると機関が
失火状態になる。
尚点火時期制御用半導体スイツチとして、サイ
リスタのような自己保持機能を有するスイツチ素
子を用いた場合は、回転速度が設定値に達したと
きにエキサイタコイルLeの他方の半サイクルの
出力が立ち上がるとほぼ同時に該半導体スイツチ
が導通してエキサイタコイルの他方の半サイクル
の全期間信号入力端子間を実質的に短絡し続ける
ため、機関は失火状態になる。
上記のように、本考案によれば、機関の回転速
度が設定値以上になつた時に機関の点火時期を急
激に遅らせるか、または失火させるので、機関の
回転速度が過度に上昇するのを防ぐことができ、
機関の焼付きを防止することができる。
また上記のように構成すると、点火時期制御用
コンデンサの放電時定数を調整するだけで急激な
遅角または失火が開始される回転速度の設定値を
調整できるため、多くの条件を調整する必要があ
つた従来の点火装置に比べて回路設計を容易にす
ることができる。
更に上記の構成では、点火時期制御用半導体ス
イツチのトリガ回路でエキサイタコイルの他方の
半サイクルの出力(放電制御用サイリスタをトリ
ガするために用いる出力)を一切用いないため、
設定回転速度未満の領域で該トリガ回路が放電制
御用サイリスタのトリガに影響を与えることがな
い。
[実施例] 以下添附図面を参照して本考案の実施例を説明
する。
第1図は本考案の一実施例を示したもので、同
図においてIGは1次コイルW1及び2次コイル
W2を有する点火コイル、Pは機関のシリンダに
取付けられて点火コイルIGの2次コイルW2に
接続された点火プラグである。点火コイルIGの
1次コイルW1の一端は接地され、他端は点火エ
ネルギー蓄積用コンデンサC1の一端に接続され
ている。コンデンサC1の他端はカソードを接地
した放電制御用サイリスタS1のアノードに接続
され、サイリスタS1が導通した際にコンデンサ
C1の電荷がサイリスタS1及び1次コイルW1
を通して放電するようになつている。
Leは機関により駆動される図示しない磁石発
電機内に配置されたエキサイタコイルで、このエ
キサイタコイルLeの一端は接地され、他端はア
ノードをこのエキサイタコイル側に向けたダイオ
ードD1を介してコンデンサC1の非接地側端子
に接続されている。従つてエキサイタコイルLe
は一方の半サイクルの電圧(以下正方向電圧と言
う。)Ve1でダイオードD1を通してコンデンサ
C1が図示の極性に充電される。
エキサイタコイルLeの非接地側の端子にはダ
イオードD2のカソードが接続され、サイリスタ
S1をトリガするトリガ回路STの対の信号入力
端子t1及びt2の内の一方t1がダイオードD
2のアノードに接続されている。他方の信号入力
端子t2は接地され、信号入力端子t1,t2間
に抵抗R1が接続されている。信号入力端子t1
とサイリスタS1のゲートとの間に信号蓄積用コ
ンデンサC2が接続され、コンデンサンサC2と
入力端子t1との接続点にアノードを接地した信
号供給用サイリスタS2のカソードが接続されて
いる。サイリスタS2のアノードゲート間にはカ
ソードを接地側に向けたツエナーダイオードZ1
が接続され、サイリスタS2のゲートカソード間
には抵抗R2が接続されている。またサイリスタ
S1のゲートカソード間には抵抗R3が接続さ
れ、サイリスタS2、抵抗R1ないしR3、コン
デンサC2及びツエナーダイオードZ1により、
エキサイタコイルLeの他方の半サイクルの出力
電圧(以下負方向電圧と言う。)Ve2または該出
力電圧Ve2に相応した電圧が信号電圧Vsとして
印加される対の信号入力端子t1,t2を有して
該信号入力端子間の電圧Vsが所定のトリガレベ
ルに達した時にサイリスタS1に点孤信号を与え
る放電制御用サイリスタトリガ回路STが構成さ
れている。すなわち、エキサイタコイルLeが負
方向電圧Ve2を出力すると、抵抗R1及びダイ
オードD2を通して電流が流れ、この電流により
抵抗R1の両端に生じる電圧降下が信号電圧Vs
として用いられる。またエキサイタコイルLeの
負方向電圧Ve2により抵抗R3及びダイオード
D2を通してコンデンサC2が図示の極性に充電
される。抵抗R1の両端の電圧Vsが所定のトリ
ガレベル(ツエナーダイオードZ1のツエナーレ
ベルVz1)を超えると、サイリスタS2に点孤
信号が与えられるため該サイリスタS2が導通
し、コンデンサC2の電荷がサイリスタS1のゲ
ートカソード間及びサイリスタS2を通して放電
する。この放電電流によりサイリスタS1に点孤
信号が供給され、サイリスタS1が導通する。
エキサイタコイルLeの非接地側端子にはまた
抵抗R4を通してダイオードD3のアノードが接
続され、このダイオードのカソードと接地間に点
火時期制御用コンデンサC3が接続されている。
ダイオードD3のアノードと接地間にカソードを
接地側に向けた充電電圧制御用サイリスタS3が
接続され、サイリスタS3のアノード及びゲート
にそれぞれツエナーダイオードZ2のカソード及
びアノードが接続されている。サイリスタS3の
ゲーートカソード間には抵抗R5が接続され、サ
イリスタS3とツエナーダイオードZ2と抵抗R
5とによりコンデンサC3の充電電圧を定電圧に
制御する充電制御回路が構成されている。すなわ
ち、コンデンサC3はエキサイタコイルLeの一
方の半サイクルの出力電圧Ve1により、ダイオ
ードD3を通して図示の極性に充電される。コン
デンサC3の端子電圧がツエナーダイオードZ2
のツエナーレベルVz2に達するとサイリスタS
3に点孤信号が供給されるため、該サイリスタS
3が導通し、コンデンサC3への充電電流を該コ
ンデンサC3から側路する。従つてコンデンサC
3はツエナーダイオードZ2のツエナーダイオー
ド電圧Vz2まで充電される。
コンデンサC3の非接地側端子には抵抗R6を
通してツエナーダイオードZ3のカソードが接続
され、ツエナーダイオードZ3のアノードに点火
時期制御用半導体スイツチ1を構成するNPNト
ランジスタTR1のベースが接続されている。ト
ランジスタTR1のエミツタ及びコレクタはそれ
ぞれ信号入力端子t1及びt2に接続され、ツエ
ナーダイオードZ3のカソードと信号入力端子t
1との間に抵抗R7が接続されている。また信号
入力端子t1と接地間にカソードを接地側に向け
たダイオードD4が接続されている。
本実施例では、サイリスタS3、ツエナーダイ
オードZ2、ダイオードD3、抵抗R5及び点火
時期制御用コンデンサC3により、エキサイタコ
イルLeの一方の半サイクルの出力により一定の
電圧まで点火時期制御用コンデンサC3を充電す
る充電回路が構成されている。またコンデンサC
3、抵抗R6、ツエナーダイオードZ3、トラン
ジスタTR1のベースエミツタ間回路、抵抗R7
及びダイオードD4により、点火時期制御用コン
デンサC3の電荷を点火時期制御用半導体スイツ
チ1のトリガ信号電流の通電回路(この例ではト
ランジスタTR1のベースエミツタ間回路)を通
して一定の時定数で放電させる放電回路が構成さ
れ、これら充電回路及び放電回路により半導体ス
イツチトリガ回路2が構成されている。
次に上記実施例の動作を説明する。エキサイタ
コイルLeが正方向電圧Ve1が出力すると、ダイ
オードD1を通してコンデンサC1が図示の極性
に充電されると同時に、抵抗R4及びダイオード
D3を通してコンデンサC3が図示の極性に充電
される。コンデンサC3の端子電圧がツエナーダ
イオードZ2のツエナー電圧Vz2に達するとサ
イリスタS3が導通するため、コンデンサC3の
充電が停止する。エキサイタコイルLeの正方向
電圧がツエナーダイオードZ2のツエナー電圧
Vz2より低くなるとコンデンサC3の電荷が抵
抗R6とツエナーダイオードZ3とトランジスタ
TR1のベースエミツタ間とダイオードD4とを
通して放電し、トランジスタTR1が導通状態に
なる。このトランジスタTR1の導通状態はコン
デンサC3の両端の電圧(トリガ信号電圧)Vts
から抵抗R6により電圧降下を引いた電圧がツエ
ナーダイオードZ3のツエナー電圧より低くなる
までの一定の期間(本考案ではこの期間をトリガ
期間と呼ぶ。)T1の間継続する。このコンデン
サC3の両端の電圧Vtsの波形を第3図Bに示し
てある。
エキサイタコイルLeが負方向電圧Ve2を出力
すると抵抗R3及びダイオードD2を通してコン
デンサC2が充電されると同時に抵抗R1及びダ
イオードD2を通して電流が流れ、抵抗R1の両
端に電圧Vsが生じる。この電圧Vsがツエナーダ
イオードZ1のツエナー電圧Vz1を以上になる
とコンデンサC2の電荷がサイリスタS2を通し
て放電し、サイリスタS1に点孤信号が与えられ
る。これによりサイリスタS1が導通し、コンデ
ンサC1の電荷がサイリスタS1及び点火コイル
の1次コイルW1を通して放電する。この放電に
より点火コイルの鉄心中で大きな磁束変化が生
じ、2次コイルW2に高電圧が誘起する。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。
上記実施例において、半導体スイツチ1にトリ
ガ信号が与えられるトリガ期間T1は一定であ
る。機関の回転速度が設定値未満の場合には、エ
キサイタコイルの負の半サイクルの出力が立上が
る前に半導体スイツチ1へのトリガ信号の供給が
(トリガ期間T1が)終了しているため、エキサ
イタコイルの負の半サイクルの出力が立上がつて
も半導体スイツチ1は導通せず、該半導体スイツ
チ1は放電制御用サイリスタS1のトリガに何の
影響も与えない。したがつて設定回転速度未満の
領域では、エキサイタコイルの負の半サイクルの
出力特性と放電制御用サイリスタトリガ回路ST
の特性とにより点火特性が決まる。
機関の回転速度が設定値以上になると、エキサ
イタコイルの負の半サイクルの出力が立上がつた
ときに未だ半導体スイツチ1にトリガ信号が与え
られた状態にあるため、該半導体スイツチが導通
し、放電制御用サイリスタトリガ回路STの信号
入力端子t1,t2間を実質的に短絡する。信号
入力端子t1,t2間が短絡されている期間はト
リガ回路のコンデンサC2が充電されないため、
該コンデンサC2の端子電圧がツエナーダイオー
ドZ1を導通させるレベルに達する位相(信号電
圧Vsがトリガレベルに達する位相)が遅れ、点
火時期が遅れる。トリガ信号入力端子間が短絡さ
れる期間は機関の回転速度が上昇するにつれて長
くなつていくため、点火時期は回転速度の上昇に
伴つてますます遅れていき、第2図に破線で示す
ように点火時期が急激に遅れる遅角特性が得られ
る。
機関の回転速度が更に上昇し、信号電圧Vsが
トリガレベル以上になる期間全体に亘つて半導体
スイツチ1が導通するようになると、放電制御用
サイリスタS1にトリガ信号が与えられなくなる
ため、点火動作が行われなくなり、機関は失火す
る。
このように本実施例の点火装置では、機関の回
転速度が設定値以上になると先ず機関の点火時期
が遅れて、更に回転速度が上昇すると機関が失火
するため、機関の回転速度が過大になるのを確実
に防ぐことができる。
上記の実施例において、半導体スイツチ1を構
成するトランジスタTR1を、第4図に示すよう
にサイリスタS4で置換えこともできる。この場
合、回転速度が設定値Nsに達した時に、サイリ
スタS4に点孤信号を与え続ける期間(トリガ期
間)T1がエキサイタコイルLeの負方向電圧Ve
2が立上る時刻以後に終了する状態になるように
トリガ期間T1の長さに設定しておくと、機関の
回転速度が設定値Nsに達した時にエキサイタコ
イルLeの負方向電圧Ve2を発生すると同時にサ
イリスタS4が導通して抵抗R1を短絡するの
で、サイリスタS1に点孤信号を与えられなくな
り、機関の点火動作は行われなくなる。すなわ
ち、この場合には機関の回転速度が設定回転速度
以上になつた時に機関が失火して、機関の速度の
上昇を抑止する。
[考案の効果] 以上のように、本考案によれば、機関の回転速
度が設定値以上になつた時に機関の点火時期を急
激に遅らせるか、または失火させるようにしたの
で、機関の回転速度が過度に上昇するのを防ぐこ
とができ、機関の焼付きを確実に防止することが
できる利点がある。
また本考案によれば、点火時期制御用コンデン
サの放電時定数を調整するだけで急激な遅角また
は失火が行われる回転速度の設定値を調整できる
ため、多くの条件を調整する必要があつた従来の
点火装置に比べて回路設計を容易にすることがで
きる利点がある。
更に本考案によれば、半導体スイツチトリガ回
路でエキサイタコイルの他方の半サイクルの出力
(放電制御用サイリスタをトリガするために用い
る出力)を一切用いないため、設定回転速度未満
の領域で半導体スイツチトリガ回路が放電制御用
サイリスタのトリガに影響を与えることがないと
いう利点がある。
【図面の簡単な説明】
第1図は本考案の実施例を示す回路図、第2図
は本考案により得られる点火特性を従来の装置の
点火特性と比較して示した線図、第3図は第1図
の要部の信号波形を示す波形図、第4図は本考案
で用いる点火時期制御用半導体スイツチの他の例
を示す回路図である。 IG……点火コイル、Le……エキサイタコイル、
P……点火プラグ、C1……点火エネルギー蓄積
用コンデンサ、C2……信号蓄積用コンデンサ、
D1〜D4……ダイオード、Z1〜Z3……ツエ
ナーダイオード、R1〜R7……抵抗、TR1…
…トランジスタ、ST……放電制御用サイリスタ
トリガ回路、1……点火時期制御用半導体スイツ
チ、2……半導体スイツチトリガ回路。

Claims (1)

  1. 【実用新案登録請求の範囲】 点火コイルIGと、内燃機関により駆動される
    発電機内に配置されたエキサイタコイルLeの一
    方の半サイクルの出力で一方の極性に充電される
    点火エネルギー蓄積用コンデンサC1と、導通し
    た際に前記点火エネルギー蓄積用コンデンサC1
    の電荷を前記点火コイルIGの1次コイルを通し
    て放電させるように設けられた放電制御用サイリ
    スタS1と、前記エキサイタコイルLeの他方の
    半サイクルの出力電圧または該出力電圧に相応し
    た電圧が信号電圧として印加される対の信号入力
    端子t1,t2を有して該信号入力端子間の電圧
    が所定のトリガレベルに達した時に前記サイリス
    タS1に点弧信号を与える放電制御用サイリスタ
    トリガ回路STとを備えた内燃機関用点火装置に
    おいて、 前記信号入力端子t1,t2間に並列に接続さ
    れて導通したときに該信号入力端子間を実質的に
    短絡する点火時期制御用半導体スイツチ1と、 前記エキサイタコイルLeの一方の半サイクル
    の出力により一定の電圧まで充電される点火時期
    制御用コンデンサC3と、前記点火時期制御用コ
    ンデンサC3の電荷を前記点火時期制御用半導体
    スイツチ1のトリガ信号電流の通電経路を通して
    一定の時定数で放電させる回路とを備えて該点火
    時期制御用コンデンサの放電電流を前記点火時期
    制御用半導体スイツチにトリガ信号電流として一
    定のトリガ期間の間供給し続ける半導体スイツチ
    トリガ回路2とを具備し、 内燃機関の回転速度が設定値に達した時に前記
    エキサイタコイルLeの他方の半サイクルの出力
    が立上る時刻以後に前記トリガ期間が終了する状
    態になるように前記点火時期制御用コンデンサC
    3の放電時定数が設定されていることを特徴とす
    る内燃機関用点火装置。
JP1985193428U 1985-12-16 1985-12-16 Expired JPH045735Y2 (ja)

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