JPH0717816Y2 - 内燃機関用点火装置 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本考案は、電流制御用のスイッチング素子としてトラン
ジスタスイッチを用いた電流遮断形の内燃機関用点火装
置に関するものである。

［従来の技術］ 従来のこの種の点火装置として第６図に示したものがあ
る。同図において１は点火コイル、２は図示しない機関
の気筒に取り付けられて点火コイルの２次コイル1bに接
続された点火プラグ、３はコレクタエミッタ間回路が点
火コイルの１次コイル1aに対して並列に接続されたNPN
トランジスタT_r1からなるトランジスタスイッチ、４は
コレクタエミッタ間回路がトランジスタスイッチ３のベ
ースエミッタ間に並列に接続されたNPNトランジスタT_r2
からなる遮断制御用半導体スイッチ、５はトランジスタ
T_r1にベース電流を供給する抵抗、６及び７はトランジ
スタT_r2のブリーダ抵抗である。

点火コイル１は内燃機関に取り付けられた磁石発電機機
内に設けられ、機関の回転に同期して１次コイル1aに交
流電圧が誘起する。即ち、この例では点火コイル１の１
次コイル1aが点火電源コイルを兼ねている。

この種の点火装置においては、点火電源コイルに誘起す
る交流電圧の一方の極性の半サイクルの電圧を利用して
点火動作を行わせる。本明細書においては、点火電源コ
イル（１次コイル）に誘起する交流電圧の両半サイクル
の内、点火動作が行われる方の半サイクルを正の半サイ
クルとする。

１次コイル1aに第６図の矢印方向の正の半サイクルの電
圧が誘起すると、トランジスタT_r1にベース電流が流れ
て該トランジスタT_r1が導通し、１次コイル1aからトラ
ンジスタT_r1のコレクタエミッタ間を通して短絡電流が
流れる。この短絡電流が増大していき、トランジスタT
_r1のコレクタエミッタ間電圧が所定の値に達すると、ト
ランジスタT_r2が導通してトランジスタT_r1を遮断させ
る。これにより１次コイル1aを通して流れていた電流が
遮断されるため、１次コイル1aに高い電圧が誘起し、こ
の電圧が更に昇圧されて２次コイル1bに点火用の高電圧
が得られる。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２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］ 上記の点火装置では、点火電源コイルが正の半サイクル
の電圧を発生すると必ず点火動作が行われる。そのた
め、磁石発電機が多極に構成されていて、機関の１回転
当り正の半サイクルの電圧が複数回発生する場合には、
各正の半サイクルの電圧が発生する毎に点火動作が行わ
れることになり、点火電源コイルから発生する正の半サ
イクルの電圧の数と必要な点火回数とが合わない場合に
は、無駄火が飛ぶことになる。

そこで、遮断制御用半導体スイッチ３をトリガする他の
信号源を設けて、該他の信号源から遮断制御用半導体ス
イッチにトリガ信号を与える構成をとることにより、機
関が１回転する間に必要な回数だけ点火動作を行わせる
ようにしたものがある。

しかしこのように構成したものでも、正の半サイクルの
電圧が発生する毎に点火電源コイルがトランジスタスイ
ッチにより短絡されることには変わりが無いため、多極
の発電機が用いられる場合には、短絡電流が流れる時間
が長くなって、発熱が多くなるという問題があった。

本考案の目的は、点火電源コイルの発熱を抑えてしかも
１回転当り必要な回数だけ点火動作を行わせるようにし
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、内燃機関の回転に同期して１回転当り複数サ
イクルの交流電圧を出力する点火電源コイルと、点火電
源コイルに対して並列に接続されて該点火電源コイルが
正の半サイクルの電圧を出力したときに該点火電源コイ
ルからベース電流が与えられて導通するトランジスタス
イッチと、トリガされた際に導通してトランジスタスイ
ッチを遮断させるように設けられた遮断制御用半導体ス
イッチと、点火電源コイルの出力の特定の正の半サイク
ルの期間内に設定された点火時期に遮断制御用半導体ス
イッチに点火時期決定用トリガ信号を与える信号源とを
備えた内燃機関用点火装置に係わるものである。

本考案においては、トランジスタスイッチのベース電流
供給通路の途中にベース電流供給制御用半導体スイッチ
が挿入されている。信号源は、点火時期決定用トリガ信
号を発生する外に、点火電源コイルの出力の特定の正の
半サイクルの開始時期と点火時期との間に設定された通
電開始時期に通電開始時期決定用トリガ信号を発生し、
該トリガ信号がベース電流供給制御用半導体スイッチに
与えられる。

［作用］ 上記のように、点火動作を行わせる正の半サイクルにお
いてのみベース電流供給制御用半導体スイッチにトリガ
信号を与えて、トランジスタスイッチを導通させるよう
にすると、点火動作が行われない正の半サイクルにおい
ては、点火電源コイルが短絡されないため、点火電源コ
イルに短絡電流が流れる時間を必要最小限にして点火電
源コイルの発熱を抑えることができる。

［実施例］ 以下添付図面を参照して本考案の実施例を説明する。

第１図は本考案の実施例を示したもので、同図において
１は点火コイル、２は機関の気筒に取り付けられて点火
コイルの２次コイル1bに接続された点火プラグであり、
点火コイル１の１次コイル1a及び２次コイル1bの一端は
接地されている。点火コイル１は内燃機関に取り付けら
れた磁石発電機内に設けられ、該点火コイルの１次コイ
ル1aが点火電源コイルを兼ねている。３はNPNトランジ
スタT_r1からなるトランジスタスイッチで、トランジス
タT_r1のコレクタエミッタ間回路が１次コイル1aに対し
て並列に接続されている。トランジスタT_r1のベースに
は抵抗10の一端が接続され、該抵抗10の他端と接地間に
遮断制御用半導体スイッチ４を構成するサイリスタT_h1
がそのカソードを接地側に向けて接続されている。抵抗
10の他端と１次コイル1aの非接地側端子との間にベース
電流供給制御用半導体スイッチ11を構成するサイリスタ
T_h2がそのアノードを１次コイル側に向けて接続されて
いる。サイリスタT_h1及びT_h2のゲートはそれぞれダイオ
ード12及び13のカソードに接続され、これらのダイオー
ドのアノード間に信号源を構成する信号コイル14が接続
されている。ダイオード12のアノードと接地間及びダイ
オード13のアノードと接地間にそれぞれダイオード15及
び16がそれぞれのアノードを接地側に向けて接続されて
いる。

第３図は上記点火コイル１及び信号コイル14が設けられ
る磁石発電機の一例を示したもので、同図において20は
カップ状に形成された鉄製フライホイール21の内周に４
個の永久磁石22,22…を取り付けた磁石回転子で、フラ
イホイールの周方向に交互に異なる磁極が並ぶように磁
石22,22,…が着磁されている。23は磁石回転子20の内側
に配置された固定子で、この固定子は電機子鉄心23aに
点火コイル１を巻回したものからなる。磁石回転子の内
側にはヘッドランプなどの他の負荷を駆動する発電コイ
ルを備えた他の固定子が配置されるが、これらの固定子
の図示は省略してある。

フライホイール21の外周には誘導子24が突設され、該誘
導子24に信号発電子25の磁極部が対向させられている。
信号発電子25は誘導子24に対向する磁極部を有する鉄心
25aと該鉄心に磁束を流す磁石（図示せず。）とを備
え、鉄心25に信号コイル14が巻回されている。

上記の点火装置において、機関が回転すると、第２図
（Ａ）に示すように１次コイル1aに交流電圧が１回転当
り２サイクル誘起する。本実施例では、１回転当り２回
発生する正の半サイクルの電圧V_p1及びV_p2の内、後から
発生する電圧V_p2により点火動作を行わせるものとす
る。信号コイル14は信号発電子25の磁極が誘導子24に対
向る毎に正極性の信号V_spと負極正の電圧V_snとを誘起す
るが、この例では、第２図（Ｂ）に示したように点火動
作を行わせるために用いる正の半サイクルの電圧V_p2が
立ち上がった直後に信号V_spがサイリスタT_h2のトリガレ
ベルを超え、電圧V_p2がほぼピークに達する位置で負極
性の信号V_snがサイリスタT_h1のトリガレベルを超えるよ
うに設定されている。

１次コイル1aが電圧V_p1を発生したときには、サイリス
タT_h2にトリガ信号が与えられないため、該サイリスタ
は導通せず、トランジスタT_r1にはベース電流が与えら
れない。そのためトランジスタT_r1は導通せず、点火動
作は行われない。

１次コイル1aが正の半サイクルの電圧V_p2を発生する
と、信号コイル14が正極性の信号V_spを発生するため、
信号コイル14→ダイオード13→サイリスタT_h2のゲート
カソード→トランジスタT_r1のベースエミッタ→ダイオ
ード15→信号コイル14の経路で電流が流れ、サイリスタ
11が導通してトランジスタT_r1にベース電流が流れる。
これによりトランジスタT_r1が導通し、１次コイル1aか
らトランジスタT_r1のコレクタエミッタ間を通して短絡
電流が流れる。次いで内燃機関の点火位置で信号コイル
14が負極性の信号V_snを発生すると、信号コイル14→ダ
イオード12→サイリスタT_h1のゲートカソード→ダイオ
ード16→信号コイル14の経路で電流が流れ、サイリスタ
T_h1が導通する。これによりトランジスタT_r1へのベース
電流の供給が阻止されるため、該トランジスタT_r1が遮
断状態になり、１次コイル1aを流れていた電流が遮断さ
れる。したがって１次コイル1aには今まで流れていた電
流を流し続けようとする方向の高い電圧が誘起し、この
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
得られる。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。

上記のように、本考案においては、点火電源コイルに対
して並列に設けられるトランジスタスイッチのベース電
流供給回路の途中にベース電流供給制御用半導体スイッ
チ11を設けて、点火動作が行われる半サイクルにおいて
のみ、該ベース電流供給制御用半導体スイッチにトリガ
信号が与えれるようにしたため、点火動作に用いられな
い正の半サイクルの電圧V_p1が発生したときにはトラン
ジスタT_r1が導通せず、点火電源コイルには電流が流れ
ない。したがって点火電源コイルに無駄な短絡電流が流
れるのを防ぐことができ、点火電源コイルの発熱を抑制
することができる。

第４図は本考案の他の実施例を示したもので、この実施
例では、点火コイル１が磁石発電機の外部に設けられ、
磁石発電機内に設けられたエキサイタコイル30が点火電
源コイルとして用いられている。エキサイタコイル30は
その一端が接地され、該エキサイタコイル30の両端にト
ランジスタT_r1のコレクタエミッタ間回路がエミッタを
接地側に向けて並列に接続されている。点火コイルの１
次コイル1aの一端はエキサイタコイル30の非接地側端子
に接続され、１次コイル1aの他端はサイリスタT_h2を通
して抵抗10の一端に接続され、抵抗10の他端はトランジ
スタT_r1のベースに接続されている。抵抗10の一端と接
地間にサイリスタT_h1が接続され、サイリスタT_h1及びサ
イリスタT_h2のゲートにそれぞれダイオード12及び13の
カソードが接続されている。ダイオード12及び13のアノ
ード間に信号コイル14が接続され、ダイオード12のアノ
ードと接地間及びダイオード13のアノードと接地間にそ
れぞれアノードを接地側に向けたダイオード15及び16が
接続されている。

この例では、第５図に示すようにエキサイタコイル30が
機関の１回転当り２サイクルの交流電圧を誘起する。機
関が１回転する間にエキサイタコイルが発生する正の半
サイクルの電圧V_p1及びV_p2の内、最初に発生する電圧V
_p1により点火動作を行わせるものとする。この場合信号
コイル14は電圧V_p1の立上がりの直後の位置、及び電圧V
_p1のピーク位置付近でそれぞれ信号V_sp及びV_snを発生す
る。

この点火装置において、エキサイタコイル30が図示の矢
印方向の正の半サイクルの電圧V_p1を発生すると、続い
て信号コイル14がダイオード13を通してサイリスタT_h2
にトリガ信号を与える。これによりサイリスタT_h2が導
通してトランジスタT_r1にベース電流を与え、該トラン
ジスタT_r1を導通させる。機関の点火時期に信号コイル1
4が信号V_snを発生すると、サイリスタT_h1が導通してト
ランジスタT_r1を遮断状態にする。これによりエキサイ
タコイル30を流れていた電流が遮断されるため、該エキ
サイタコイルに高い電圧が誘起する。この電圧が点火コ
イル１により昇圧されて２次コイル1bに高電圧が得ら
れ、点火動作が行われる。

エキサイタコイル30が２番目の正の半サイクルの電圧V
_p2を発生したときには信号コイル14が信号を発生しない
ため、サイリスタT_h2は導通しない。したがってトラン
ジスタT_r1は導通せず、点火動作は行われない。

上記の実施例では、１回転当り１回点火動作を行わせて
いるが、信号源（上記の例では信号コイル14）が信号V
_sp及びV_snをそれぞれ異なる位置で複数回発生するよう
に構成することにより、１回転当り複数回の点火動作を
行わせることもできる。

上記の実施例では、ベース電流供給制御用半導体スイッ
チをサイリスタにより構成したが、このスイッチは点火
電源コイルの正の半サイクルの出力電圧が印加された状
態でトリガされた際に、点火動作が行われるまでの間自
己保持する機能を有するスイッチであれば良く、必ずし
もサイリスタに限られるものではない。

信号源は必ずしも上記の例に示した信号コイルに限定さ
れるものではなく、点火電源コイルの出力の特定の正の
半サイクル（点火動作を行わせる正の半サイクル）の開
始時期と点火時期との間に設定された通電開始時期に通
電開始時期決定用トリガ信号を発生し、点火時期に点火
時期決定用信号を発生するものであればいかなるもので
もよい。

［考案の効果］ 以上のように、本考案によれば、トランジスタスイッチ
のベース電流供給通路の途中にベース電流供給制御用半
導体スイッチを挿入して、点火動作を行わせる正の半サ
イクルにおいてのみベース電流供給制御用半導体スイッ
チにトリガ信号を与えることにより、点火動作が行われ
る正の半サイクルにおいてのみトランジスタスイッチを
導通させるようにしたため、点火電源コイルに短絡電流
を流す時間を必要最小限にすることができ、点火電源コ
イルの発熱を抑制することができる利点がある。

【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図は第１図
の要部の電圧波形図、第３図は同実施例で用いる磁石発
電機の構成例を概略的に示した構成図、第４図は本考案
の他の実施例を示す回路図、第５図は第４図の要部の電
圧波形図、第６図は従来の点火装置の構成を示す回路図
である。 １……点火コイル、1a……１次コイル、1b……２次コイ
ル、３……トランジスタスイッチ、４……遮断制御用半
導体スイッチ、11……ベース電流供給制御用半導体スイ
ッチ、14……信号コイル、30……エキサイタコイル。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】内燃機関の回転に同期して１回転当り複数
   サイクルの交流電圧を出力する点火電源コイルと、前記
   点火電源コイルに対して並列に接続されて該点火電源コ
   イルが正の半サイクルの電圧を出力したときに該点火電
   源コイルからベース電流が与えられて導通するトランジ
   スタスイッチと、トリガされた際に導通して前記トラン
   ジスタスイッチを遮断させるように設けられた遮断制御
   用半導体スイッチと、前記点火電源コイルの出力の特定
   の正の半サイクルの期間内に設定された点火時期に前記
   遮断制御用半導体スイッチに点火時期決定用トリガ信号
   を与える信号源とを備えた内燃機関用点火装置におい
   て、 前記トランジスタスイッチのベース電流供給通路の途中
   にベース電流供給制御用半導体スイッチが挿入され、 前記信号源は、前記点火時期決定用トリガ信号を発生す
   る外に、前記点火電源コイルの出力の特定の正の半サイ
   クルの開始時期と点火時期との間に設定された通電開始
   時期に通電開始時期決定用トリガ信号を発生するように
   設けられ、 前記通電開始時期決定用トリガ信号が前記ベース電流供
   給制御用半導体スイッチに与えられていることを特徴と
   する内燃機関用点火装置。