JPH0578671B2 - - Google Patents

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JPH0578671B2
JPH0578671B2 JP5861784A JP5861784A JPH0578671B2 JP H0578671 B2 JPH0578671 B2 JP H0578671B2 JP 5861784 A JP5861784 A JP 5861784A JP 5861784 A JP5861784 A JP 5861784A JP H0578671 B2 JPH0578671 B2 JP H0578671B2
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Masao Nagasawa
Juji Chigusa
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NipponDenso Co Ltd
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    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02PIGNITION, OTHER THAN COMPRESSION IGNITION, FOR INTERNAL-COMBUSTION ENGINES; TESTING OF IGNITION TIMING IN COMPRESSION-IGNITION ENGINES
    • F02P3/00Other installations
    • F02P3/06Other installations having capacitive energy storage
    • F02P3/08Layout of circuits
    • F02P3/0807Closing the discharge circuit of the storage capacitor with electronic switching means
    • F02P3/0838Closing the discharge circuit of the storage capacitor with electronic switching means with semiconductor devices

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Ignition Installations For Internal Combustion Engines (AREA)

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の内燃機関用無接点
点火装置に関する。
〔従来技術〕
従来、この種のものとして、特開昭58−172463
号公報に示すごとく、コンデンサ充電コイルの半
波出力を短絡して、この短絡電流が所定値以上流
れているときに短絡回路を開放して充電コイルに
高電圧を誘起させ、この高電圧によつてコンデン
サを充電するものが考えられている。
ところが、上述した従来のものでは、充電コイ
ルにコンデンサ充電側半波出力が発生していると
きに点火用サイリスタを導通させて、コンデンサ
の充電電荷を点火コイルの1次コイルに供給し
て、点火栓を点火するようにすると、点火用サイ
リスタにより充電コイルのコンデンサ充電側半波
出力も短絡されることになつて、点火用サイリス
タに余分な電流が流れ、この点火用サイリスタが
熱破壊する恐れがあるので、点火用サイリスタを
導通させるための点火信号の発生位置を、充電コ
イルに反コンデンサ充電側半波出力が発生してい
るときに設定せざるを得ず、その選択自由度が小
さいという問題がある。
〔発明の目的〕
本発明は上記の問題を解決するため、充電コイ
ル短絡時の充電コイルの発生電圧より高くかつ短
絡回路遮断時に充電コイルに誘起される高電圧よ
り充分低い電圧によつて導通する電圧応動導通回
路をコンデンサの充電回路中に挿入することによ
り、充電コイル短絡時に点火信号が発生していて
も充電コイルの出力が点火用半導体スイツチング
素子により短絡されるのを防止することができ
て、点火信号の発生位置の選択自由度を大きくで
きることを目的とする。
さらに、前記電圧応動導通回路が導通する電圧
を、短絡回路遮断時に誘起される高電圧に続いて
充電コイルに発生する無負荷電圧より高く設定す
ることにより、短絡回路遮断時に短時間の間高電
圧が誘起されているとき以外のどの位置において
も点火信号を発生させることができて、点火信号
の発生位置の選択自由度をさらに大きくできるこ
とを目的とする。
〔実施例〕
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図において、1は磁石発電機のコン
デンサ充電コイルで、例えば線径0.3〜1.0mm、巻
数200〜600回のものが用いてある。2は最高進角
位置と最低進角位置とで正方向および負方向の各
半波出力信号を発生するタイミングセンサ、3は
充電コイル1の逆方向出力を短絡する短絡用ダイ
オード、4,5はコンデンサ充電コイル1の端子
間に互いに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り、コイ
ル1の正方向発生電圧が比較的小さな第1の設定
値(例えば2〜3V)以上になるとサイリスタ6
が導通するようにしてある。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はコイル1の端子
間に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後にコイル1に誘起される正方向
の高電圧が比較的大きな第2の設定値(例えば
100〜300V)以上になると短絡するようにしてあ
る。そして、このサイリスタ11および抵抗9,
10によつて高電圧応動短絡回路を構成する。1
3は点火用コンデンサ、14は充電コイル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。12はコンデンサ13の充電回路
中に挿入した充電制御用サイリスタで、そのアノ
ード・ゲート間にダイオード40と抵抗41との
直列回路が接続され、ゲート・カソード間に抵抗
42が接続されていて、充電コイル1の正方向発
生電圧が、前記第1の設定値と第2の設定値との
間の値に設定された第3の設定値(例えば20V程
度)以上になると導通するようにしてある。そし
て、サイリスタ12、ダイオード40および抵抗
41,42により電圧応動導通回路44を構成す
る。
次に、この実施例に使用する磁石発電機の構造
について説明する。第2図において、30は碗状
ロータ、31はロータ30の内周面に固定したリ
ング状の主磁石で図のごとくN,S交互に12極に
等間隔で着磁してある。32は内燃機関の側壁に
固定されるリング状のステータコアで、その外周
には12個の突出部32a〜32lが等間隔で形成
してある。33は10個の突出部32c〜32lに
それぞれ巻数されると共に互いに直列接続された
ランプ負荷用コイルで、ランプ等の負荷の電源を
なすものである。34は内燃機関のクランク軸に
図示せぬボルトによつて固定されるボスで、ボス
34には図示せぬリベツトを介してロータ30が
固定してある。35はロータ30の外周におい
て、内燃機関の側壁に固定した点火信号用タイミ
ングセンサで、径方向に着磁した永久磁石35a
と、この永久磁石35aに固定したコア35bと
コア35bに巻かれたセンサコイル2とよりな
る。36はロータ30の外周部に点火進角幅に相
当する間隔で設けた磁性体よりなる突起で、この
突起36と対向する位置にコア35bが設けてあ
つて、コア35bと突起36とが対向することに
よる磁束変化によつて、センサコイル2には第3
図fで示すごとく最高進角位置と最低進角位置と
で正方向および負方向の各半波出力電圧が発生す
る。コンデンサ充電コイル1は2つの突出部32
a,32bに巻かれると共に互いに直列接続さ
れ、主磁石31の回転によつてコンデンサ充電コ
イル1には第3図aに示すごとく磁石発電機のロ
ータ1回転につき6サイクルの無負荷交流電圧が
発生する。
今、充電コイル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の出力は短絡される。このと
きの第3図dで示すトランジスタ8の短絡電流の
増大に伴ない、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、コイル1の端子電圧で2〜3V)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3
図bの実線で示すごとく、大きな誘導電圧が発生
し、この高電圧によりサイリスタ12が導通して
コンデンサ13を、コイル1→サイリスタ12→
コンデンサ13→ダイオード15→アースの回路
で、第3図c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が導通し、コイ
ル1の端子間を短絡し、過電圧防止および誘導電
圧後に発生する無負荷発生電圧により流れる電流
による抵抗4,7の発熱を防止し、更にその電機
子反作用によつて逆方向のダイオード3の電流値
を小さく押さえる。一方、コイル1の逆方向出力
(第1図破線矢印)は、ダイオード3により短絡
され、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3図
e)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、ダイオード3、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3図f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、電子式点火信号発生回路14は、機関
回転数の増加と共に点火信号の発生位置が最低進
角位置から最大進角位置まで次第に進角するが、
トランジスタ8遮断直後においてコイル1に高電
圧が誘起されてコンデンサ13が所定値以上充電
された後はサイリスタ12が遮断するため、即
ち、サイリスタ12が導通しているのは、トラン
ジスタ8遮断直後の短時間のみであるため、それ
以外のときに点火信号が発生してサイリスタ18
が導通してもコイル1の出力がサイリスタ18に
より短絡されることはない。従つて、充電コイル
1に負方向出力が発生している第3図図示の角度
θ1のみならず、充電コイル1に正方向が発生して
いる間においても、トランジスタ8が遮断してコ
イル1に高電圧が短時間誘起された後から次に高
電圧が発生するまでの第3図図示の角度θ2の範囲
において点火信号を発生させることが可能とな
り、点火位置の選択自由度を増すことができる。
ここで、トランジスタ8が遮断して充電コイル
1に高電圧が発生しても、機関低速時においては
この高電圧が第2の設定値より小さいため、サイ
リスタ11が導通せず、この場合には高電圧によ
るコンデンサ13充電後でサイリスタ12が遮断
した後に、コイル1に高電圧に続いて第3図bの
破線で示すごとく正方向の無負荷電圧が発生する
ため、この無負荷電圧(例えば機関回転数
1000rpmで15V程度)によつて、サイリスタ18
が導通したときにサイリスタ12が再度導通しな
いような値に第3の設定値を設定(例えば20V程
度)する必要がある。そして、機関回転の増加に
伴つて、充電コイル1に誘起される高電圧が増加
して、機関回転数1000rpm程度で第2の設定値よ
り高くなり、サイリスタ11が導通し、高電圧発
生後の充電コイル1の正方向出力も第3図bの実
線で示すごとくサイリスタ11により短絡される
ため、コイル1には高電圧に続いて無負荷電圧は
発生せず、1〜2V程度の小さな短絡電圧となる。
ここで、サイリスタ11を含む高電圧応動短絡
回路を有しない場合には、機関回転数の増加に伴
つて充電コイル1に高電圧に続いて発生する無負
荷電圧が最高回転数まで次第に増加するため、こ
の最高回転数における無負荷電圧以上に第3の設
定値を設定する必要がある。
第4図は本発明の他の実施例を示すもので、第
1図図示の実施例に対し、充電コイル1の負方向
出力をダイオード3a,3bを介してバツテリ2
0などの負荷に供給すると共に、充電コイル1に
誘起される所定値以上の高電圧もサイリスタ11
の導通によりダイオード11a,11bを介して
バツテリ20に供給するようにしたものである。
ここで、22a,22bはレギユレータであり、
バツテリ20の定格電圧は6Vあるいは12V程度
であるため、レギユレータ22a,22bの設定
電圧も6Vあるいは12Vより若干高い値に設定さ
れており、サイリスタ11の導通時には、コイル
1の高電圧がバツテリ20に供給されはするもの
の、このコイル1の出力はサイリスタ11、ダイ
オード11a,11bおよびバツテリ20あるい
はレギユレータ22bを介して実質的に短絡され
た状態となり、このときにサイリスタ18が導通
してもサイリスタ12が再導通することはない。
なお、上述した各実施例においては、充電コイ
ル1の高電圧発生時において高電圧応動回路が動
作しなかつたときに充電コイル1に続いて発生す
る無負荷電圧より高い電圧に第3の設定値を設定
したが、機関回転数が1000rpm程度の比較的低い
回転数にてサイリスタ11が導通して充電コイル
1の正方向出力が短絡されることになるため、機
関回転数が1000rpm以下の低いときには第3図の
θ3の範囲において点火信号発生回路14に点火信
号を発生させるようにすれば、トランジスタ8の
導通時における充電コイル1の端子電圧(2〜
3V)より若干高い値に第3の設定値を設定する
ことにより、点火信号の発生位置を第3図のθ2
範囲で可変させることが可能である。
このような低い値に第3の設定値を設定する場
合には、第5図aに示すごとく、複数のダイオー
ド45を直列接続して電圧応動導通回路44Aを
構成したり、第5図bに示すごとく、ツエナーダ
イオード46とダイオード45とを直列接続して
電圧応動導通回路44Bを構成することもでき
る。
また、進角範囲が第3図のθ3で充分な場合も第
5図a,bに示す電圧応動導通回路44A,44
Bを用いることができ、この場合には第1図にお
いて高電圧応動短絡回路を用いないようにしても
よい。
なお、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。
この場合には、点火信号の発生位置を機械式ガ
バナ機構により変化させるものや、何らかの原因
により点火時期がふらつくようなものに用いると
好適である。
また、特に充電コイル1の1サイクル当たりの
クランク角度範囲が狭い多極磁石発電機を用いる
場合に本発明は特に有効であるが、2極、4極等
の少数極の磁石発電機を用いる場合にもある程度
効果はある。
〔発明の効果〕
以上述べたように本発明においては、コンデン
サ充電コイルの出力を短絡する短絡用半導体スイ
ツチング素子導通時における充電コイルの発生電
圧より高く、かつ短絡用半導体スイツチング素子
遮断時に充電コイルに誘起される高電圧より充分
低い電圧によつて導通する電圧応動導通回路をコ
ンデンサの充電回路中に挿入したから、充電コイ
ルに反コンデンサ充電側半波出力が発生している
ときのみならず、充電コイルにコンデンサ充電側
半波出力が発生しているときにおいて短絡用半導
体スイツチング素子により充電コイルの出力が短
絡されているときにおいて、点火信号が発生して
も、電圧応動導通回路が遮断していることによつ
て、点火用半導体スイツチング素子の導通により
充電コイルのコンデンサ充電側半波出力が短絡さ
れるのを防止することができて、点火信号の発生
位置の選択自由度を増すことができるという優れ
た効果がある。
さらに、前記短絡用半導体スイツチング素子遮
断時に充電コイルに誘起される高電圧が設定値以
上になると、この高電圧を高電圧応動短絡回路に
より実質的に短絡すると共に、前記電圧応動導通
回路が導通する電圧を、上記高電圧発生時におい
て高電圧応動短絡回路が動作しなかつたときに、
充電コイルに高電圧に続いて発生する無負荷電圧
より高く設定することにより、短絡用半導体スイ
ツチング素子の遮断によつて充電コイルに短時間
の間高電圧が誘起されているとき以外のどの位置
においても点火信号を発生させることができて、
点火信号の発生位置の選択自由度をさらに増すこ
とができるという優れた効果がある。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明装置の一実施例を示す電気回路
図、第2図は第1図図示装置に適用する磁石発電
機を示す底面図、第3図は第1図図示装置の作動
説明に供する各部波形図、第4図は本発明装置の
他の実施例を示す電気回路図、第5図a,bは本
発明装置に適用する電圧応動導通回路の他の2つ
の実施例をそれぞれ示す電気回路図である。 1…コンデンサ充電コイル、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
をなすサイリスタ、9,10,11…高電圧応動
短絡回路を構成する分圧抵抗とサイリスタ、13
…コンデンサ、14…電子式点火信号発生回路、
16…点火コイル、16a…1次コイル、16b
…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、4
4,44A,44B…電圧応動導通回路。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1 磁石発電機のコンデンサ充電コイルと、この
    充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充電コイルに誘
    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、前記コンデンサの充電回路中に挿入さ
    れ、前記短絡用半導体スイツチング素子導通時に
    おける前記充電コイルの発生電圧より高くかつ前
    記短絡用半導体スイツチング素子遮断時に前記充
    電コイルに誘起される高電圧より充分低い電圧に
    よつて導通する電圧応動導通回路と、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 磁石発電機のコンデンサ充電コイルと、この
    充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充電コイルに誘
    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、前記短絡用半導体スイツチング素子遮断
    時に前記充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とこの高電圧
    を実質的に短絡する高電圧応動短絡回路と、前記
    コンデンサの充電回路中に挿入され、前記短絡用
    半導体スイツチング素子遮断時に前記充電コイル
    に誘起される高電圧より充分低くかつこの高電圧
    発生時において前記高電圧応動短絡回路が動作し
    なかつたときに、高電圧に続いて前記充電コイル
    に発生する無負荷電圧より高い電圧によつて導通
    する電圧応動導通回路と、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。
JP5861784A 1984-03-26 1984-03-26 内燃機関用無接点点火装置 Granted JPS60201070A (ja)

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