JPH077578Y2 - コンデンサ放電式点火装置 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本考案は火花点火式内燃機関に用いられるコンデンサ放
電式点火装置に係り、とくに発電コイルの正方向の出力
によってコンデンサを充電するとともに、発電コイルが
次いで発生する負方向の出力によって半導体開閉素子を
導通させ、コンデンサの電荷を急激に点火コイルに供給
するようにした点火装置に関する。

［考案の概要］ その導通によって点火用コンデンサに蓄えられている電
荷を急激に点火コイルに供給するようにした半導体開閉
素子のゲート・カソード間に進角用コンデンサと抵抗の
並列回路を接続し、回転数の上昇に伴って進角用コンデ
ンサと抵抗の並列回路に流れる電流が次第に少なくなる
とともに半導体開閉素子のゲートに流れる電流が次第に
増大し、これによって点火のタイミングを進角させると
ともに、エンジンの回転数が所定の回転数に達した場合
には、発電コイルに接続されているリミッタ回路を作動
させてこの発電コイルの出力を短絡し、これによってエ
ンジンの過回転を防止するようにした点火装置におい
て、上記進角用コンデンサと抵抗の並列回路と発電コイ
ルとの間にさらにチョークコイルを接続するようにした
ものであって、リミッタ回路によって点火動作を停止し
た後に再び点火を再開する際に進角用コンデンサと抵抗
の並列回路に流入する電流量を上記チョークコイルによ
って押えることにより、半導体開閉素子のゲートに所要
の電流が流入するようにし、これによって運転再開時の
点火時期が極端に遅角しないようにしたものである。

［従来の技術］ 火花点火式内燃機関に用いられる従来のコンデンサ放電
式点火装置は、例えば特開昭62-189363号公報によって
公知である。この点火装置は第５図に示すようになって
おり、発電コイル１が発生する正方向の出力をダイオー
ド２を通してコンデンサ３に充電するとともに、発電コ
イル１が次いで発生する負方向の出力を抵抗４を通して
サイリスタ５のゲートに供給するようにしている。これ
によってサイリスタ５が導通され、コンデンサ３に蓄え
られている電荷はサイリスタ５のアノード、同カソー
ド、ダイオード６、点火コイル７の１次コイル８、コン
デンサ３の順に流れ、点火コイル７の１次コイル８に急
激に電流が流れることになる。これによって点火コイル
７の２次コイル９に高電圧が誘起され、点火プラグ10に
火花を生ずるようになる。

このような点火装置において、サイリスタ５のゲート・
カソード間にコンデンサ11と抵抗12との並列回路を接続
するとともに、この並列回路に対して直列にダイオード
13を接続するようにしている。従って発電コイル１の負
方向の出力の一部がダイオード13を通してコンデンサ11
に流入することになり、このコンデンサ11が充電され
る。このことはコンデンサ11を設けることによって、サ
イリスタ５のゲート電流が少なくなり、遅角動作が行な
われることを意味する。そしてエンジンの回転数が上昇
すると、コンデンサ11の放電が完了する前につぎの充電
が行なわれるために、コンデンサ11の電圧は次第に高く
なり、コンデンサ11に流入する電流が少なくなる。従っ
てエンジンの回転数の上昇とともに、サイリスタ５のゲ
ート電流が増加し、進角動作が行なわれるようになる。

このような回路の発電コイル１にリミッタ回路を接続す
ることによって、エンジンの過回転を防止できるように
なる。このリミッタ回路はピックアップコイル15を備
え、ダイオード16を通して抵抗17と並列に接続されてい
るコンデンサ18に電流を流して充電を行なうようにして
いる。コンデンサ18と抵抗17の時定数回路の時定数はエ
ンジンの回転数にかかわらずほぼ一定であるのに対し
て、エンジンの回転数の上昇に伴ってコンデンサ18へ流
入する電流の周期は短くなる。従ってエンジンの回転数
の上昇とともにコンデンサ18のプラス側の端子に生ずる
電圧が高くなる。従って所定の回転数に達するとサイリ
スタ19のカソードがトリガされ、サイリスタ19がコイル
１の出力によって導通される。従って発電コイル１の出
力が短絡され、コンデンサ３が充電されなくなって点火
動作が阻止され、これによってエンジンの過回転が防止
されることになる。

［考案が解決しようとする問題点］ 第５図に示すような従来の点火装置の欠点は、リミッタ
回路の作動時に有害なノイズが発生し、あるいはまたエ
ンジンにアフタファイア現象が生じ、これによってエン
ジンに悪影響を及ぼすことである。すなわちエンジンの
回転数が高速になるほど発電コイル１のインピーダンス
が増大してその出力が飽和する。従ってコンデンサ11に
蓄えられる電荷も飽和する。またサイリスタ19が導通さ
れてリミッタ回路が作動することによって、発電コイル
１が短絡されるためにコンデンサ11の電荷は抵抗12を通
して放電され、その電荷は次第に減少していくことにな
る。

このようにしてリミッタ回路が作動した後にコンデンサ
18の電荷が放電されてその電圧が下がると、サイリスタ
19が再び非導通になり、リミッタ回路によるリミッタ動
作が解除される。するとこの点火装置は再び点火動作を
行なう。ところがこのときには上述の如く進角用コンデ
ンサ11の電荷がほとんど消滅しているために、発電コイ
ル１で生じた負方向の出力による電流の大半が進角用コ
ンデンサ11に流れる。従って運転再開直後におけるサイ
リスタ５のゲートへの流入電流が少なくなってこのサイ
リスタ５が導通するタイミングが極端に遅れる。このこ
とによって有害なノイズを発生し、あるいはまたエンジ
ンがアフタファイア現象を起こすことになる。

本考案はこのような問題点に鑑みてなされたものであっ
て、リミッタ回路が作動して点火動作が停止された後に
おける運転再開時の点火時期が極端に遅れるのを防止す
るようにしたコンデンサ放電式点火装置を提供すること
を目的とするものである。

［問題点を解決するための手段］ 本考案は、発電コイルの正方向の出力によって点火用コ
ンデンサを充電するとともに、前記発電コイルが次いで
発生する負方向の出力によって半導体開閉素子を導通さ
せ、前記点火用コンデンサの電荷を急激に点火コイルに
供給するようにした装置であって、前記半導体開閉素子
のゲート・カソード間に進角用コンデンサと抵抗の並列
回路を接続するとともに、前記発電コイルにリミッタ回
路を接続し、エンジンの回転数が所定の回転数になった
ら前記リミッタ回路によって前記発電コイルの出力を短
絡するようにした装置において、前記進角用コンデンサ
と前記抵抗との並列回路と前記発電コイルとの間にチョ
ークコイルを接続するようにしたものである。

［作用］ 従ってリミッタ回路が作動して点火動作が一時的に遮断
されてエンジンの回転数が所定の回転数以下になった場
合には、リミッタ回路の作動が解除されるとともに、こ
のときに発電コイルの負方向の出力が進角用コンデンサ
と抵抗との並列回路に大量に流込むのがコイルによって
阻止されることになり、これによって適正な量の電流が
半導体開閉素子のゲートに流入することになる。従って
半導体開閉素子が適正なタイミングで導通されるように
なり、点火の再開時における極端な遅角が防止される。

［実施例］ 第１図は本考案の一実施例に係るコンデンサ放電式点火
装置を示すものであって、この点火装置は発電コイル20
を備えており、ダイオード21を介してコンデンサ22と接
続されるようになっている。そしてコンデンサ22はさら
に点火コイル23の１次コイル24に接続されるようになっ
ている。点火コイル23の２次コイル25は点火プラグ26に
接続されている。また上記点火コイル23の１次コイル24
はダイオード27を介して発電コイル20のマイナス側の端
子に接続されている。

上記ダイオード21とコンデンサ22との接続点にはサイリ
スタ28のアノードが接続されている。このサイリスタ28
のゲートは抵抗29を介して発電コイル20のマイナス側の
端子と接続されている。またこのサイリスタ28のゲート
・カソード間には抵抗30が接続されている。さらにこの
点火装置はコンデンサ31と抵抗32の並列回路を備えてお
り、この並列回路がチョークコイル38とダイオード33の
直列回路に直列に接続されるとともに、コンデンサ31、
抵抗32、チョークコイル38およびダイオード33から成る
回路が抵抗29、30の直列回路に対して並列に接続される
ようになっている。またサイリスタ28のカソードと点火
コイル23の１次コイル24のマイナス側の端子との間には
短絡路34が接続されるようになっている。またサイリス
タ28のカソード・アノード間にはダイオード35が接続さ
れるようになっている。また発電コイル20のプラス側の
端子とサイリスタ28のカソードとがダイオード37を介し
て接続されるようになっている。

さらにこの点火装置は第１図に示すようにリミッタ回路
40を備えている。リミッタ回路40はピックアップコイル
41を備えており、そのマイナス側の端子が上記発電コイ
ル20に接続されるとともに、そのプラス側の端子がダイ
オード42および抵抗43を介してコンデンサ44に接続され
ている。そしてこのコンデンサ44に対して並列に抵抗4
5、サーミスタ46と抵抗47の直列回路、抵抗48、可変抵
抗49、および３個のバリスタ50、51、52の直列回路がそ
れぞれ接続されている。またコンデンサ44はサイリスタ
53のカソードに接続されている。このサイリスタ53のア
ノードは抵抗54を介して上記発電コイル20のプラス側の
端子に接続されている。またサイリスタ53のカソードは
発電コイル20のマイナス側の端子に接続されている。

以上のような構成において、発電コイル20は第２図に示
すような出力波形を生ずるようになっており、まず正方
向の出力を生ずるとともに、この後続いて負方向の出力
を生ずるようにしている。発電コイル20の正方向の出力
は、そのプラス側の端子からダイオード21、コンデンサ
22、点火コイル23の１次コイル24、ダイオード27、発電
コイル20のマイナス側の端子の順に流れ、このときにコ
ンデンサ22を図示の極性に充電する。従ってこれによ
り、コンデンサ22には点火用のエネルギが蓄えられるこ
とになる。

次いで発電コイル20が負方向の出力を発生すると、コイ
ル20のマイナス側の端子からダイオード33およびチョー
クコイル38を通ってコンデンサ31と抵抗32の並列回路に
供給される。そしてこの並列回路からダイオード37を通
して発電コイル20のプラス側の端子に戻るように電流が
流れる。さらに発電コイル20のマイナス側の出力の一部
は、抵抗29から抵抗30に流れるとともに、さらにその一
部の電流は抵抗29からサイリスタ28のゲートに加えら
れ、サイリスタ28を導通させる。

サイリスタ28が導通されると、コンデンサ22に蓄えられ
ていた電荷は、コンデンサ22からサイリスタ28のアノー
ド、同カソード、短絡路34、点火コイル23の１次コイル
24、コンデンサ22のマイナス側端子の順に電流が流れて
放電が行なわれる。このときに点火コイル23の２次コイ
ル25に高電圧が誘起される。この高電圧によって点火コ
イル23のプラグ26が火花を発生し、エンジンを点火させ
る。

このような点火装置において、その点火のタイミングは
サイリスタ28が導通するタイミングによって決定され
る。そしてこのサイリスタ28の導通するタイミングは、
ダイオード33およびチョークコイル38を通ってコンデン
サ31と抵抗32へ流れる電流と、抵抗29、30に流れる電流
の比率によって決定される。発電コイル20のマイナス側
の出力によってダイオード33およびチョークコイル38を
通ってコンデンサ31へ充電電流が流れるために、サイリ
スタ28が導通するタイミングは、コンデンサ31がない場
合に比べて遅れることになる。そしてコンデンサ31と抵
抗32から成る回路の時定数は一定であるのに対して、エ
ンジンの１回転の周期はその回転数が高くなるほど短く
なる。

従って第２図において実線で示す状態から点線で示す状
態、さらに鎖線で示す状態へとコンデンサ31の電圧が変
化するように、コンデンサ31と抵抗32の並列回路を設定
することが可能になる。すなわちエンジンの回転数が上
昇するにつれてコンデンサ31の電圧が上昇するように設
定しておくことによって、エンジンの回転数が上昇する
に従ってコンデンサ31への充電電流が小さくして、サイ
リスタ28が導通するタイミングをエンジンの回転数が上
昇するとともに早くすることが可能になる。このことは
エンジンの回転数が上昇するに従って、その点火時期が
進角することを意味する。この進角特性は発電コイル20
が発生する負方向の出力波形と、コンデンサ31および抵
抗32による充放電の時定数に依存することになり、例え
ば第３図に示すような特性が得られることになる。

エンジンの回転数が上昇するに従って、発電コイル20の
インダクタンスが次第に増加する。従って発電コイル20
を通過する電流量が少なくなり、この発電コイル20の出
力の増加率が小さくなり、これによってコンデンサ31の
電圧の増加率も小さくなってやがて進角が止まる（第３
図参照）。

さらにこの点火装置はダイオード35を備えており、この
ダイオード35によって火花の持続時間の低下を防ぐよう
にしている。サイリスタ28が導通されてコンデンサ22の
正方向の電荷が放電された後に、このコンデンサ22には
逆極性で電荷が充電される（第４図参照）。そしてダイ
オード35がない場合には、コンデンサ22の逆極性の電荷
はコンデンサ22から１次コイル24、ダイオード27、33、
チョークコイル38、コンデンサ31と抵抗32の並列回路、
ダイオード37、21、コンデンサ22の順に流れる電流とな
り、主としてコンデンサ31と抵抗32とによって消費され
る。

ところが第１図に示すようにダイオード35を接続する
と、コンデンサ22の逆極性の電荷は、コンデンサ22、１
次コイル24、短絡路34、ダイオード35、コンデンサ22の
ループで放電され、コンデンサ31と抵抗32の並列回路で
消費されなくなって、１次コイル24によってそのエネル
ギが有効に消費される。従ってこのことから、コンデン
サ22の逆極性の電荷が無駄に消費されることなく、点火
コイル23で有効に利用されるようになり、点火プラグ26
で発生する火花の持続時間の低下を防止することが可能
になる。

さらにこの点火装置は第１図に示すようにリミッタ回路
40を備えており、このリミッタ回路40によってエンジン
の過回転を防止するようにしている。磁石回転子の回転
によってピックアップコイル41が出力を生ずるととも
に、この出力はダイオード42および抵抗43を通してコン
デンサ44と抵抗45の時定数回路に流入することになる。
なおコンデンサ44に並列に接続されている他の素子46、
47、48、50、51、52は温度保証を行なうためのものであ
って、雰囲気温度の変化に伴うリミッタ回路の作動回転
数が変化するのを防止するようにしている。また可変抵
抗49はコンデンサ44と並列に接続される抵抗群の合成抵
抗値を適正な値に設定するようにしている。

コンデンサ44とこのコンデンサ44に対して並列に接続さ
れている抵抗性素子から成る回路の時定数はエンジンの
回転数にかかわらずほぼ一定であるのに対して、ピック
アップ回路41が発するパルスの周期はエンジンの回転数
の上昇に伴って次第に短くなる。従ってエンジンの回転
数の上昇に伴ってコンデンサ44の充電電圧が次第に高く
なり、やがてサイリスタ53のゲートトリガ電圧を越える
ようになる。するとこのサイリスタ53が導通されること
になり、発電コイル20の出力を短絡する。従って発電コ
イル20の出力は抵抗54、サイリスタ53のアノード、同カ
ソード、発電コイル20のマイナス側端子の順に流れ、コ
ンデンサ22への充電が行なわれなくなり、この点火装置
が火花を発生しなくなる。これによってエンジンのオー
バランが防止される。

このようにしてリミッタ回路40が作動されると、エンジ
ンの回転数が急激に低下する。するとピックアップコイ
ル41によるコンデンサ44の充電電流も減少し、コンデン
サ44の端子電圧も低くなってリミッタ回路40の作動が解
除されることになり、再び点火動作が行なわれる。とこ
ろがこの点火装置が作動を停止している間に進角用コン
デンサ31の電荷は抵抗32を通して放電されることにな
り、この抵抗32によって消費される。従って発電コイル
20の負方向の出力によって生じた電流の大半がコンデン
サ31に流入しようとする。ところがコンデンサ31と抵抗
32の並列回路とダイオード33との間にはチョークコイル
38が接続されているために、コンデンサ31への突入電流
をチョークコイル38によって押えることになり、発電コ
イル20によって生じた負方向の出力によって、サイリス
タ28のゲートに抵抗29を通して適正な電流を供給するこ
とが可能になる。これによってサイリスタ28が導通する
タイミングが遅れるのを防止することになる。

このように本実施例においては、リミッタ回路40のサイ
リスタ53が非導通に転じてスピードリミッタ回路40の作
動が解除された後に再び点火する際に大半の電流がコン
デンサ31に流れ、サイリスタ28が導通するタイミングが
極端に遅れてしまうことがチョークコイル38によって防
止されるようにしている。従ってサイリスタ53が非導通
に転じた直後に有害なノイズが発生し、エンジンがアフ
タファイア現象を起してしまうことが防止されることに
なり、円滑なリミッタ動作が行なわれる点火装置を提供
することが可能になる。

［考案の効果］ 以上のように本考案は、進角用コンデンサと抵抗との並
列回路と発電コイルとの間にさらにチョークコイルを接
続するようにしたものである。従ってリミッタ回路が作
動した後に再び点火が行なわれる際に進角用コンデンサ
に大半の電流が流入し、半導体開閉素子が導通するタイ
ミングが遅れるのが防止されることになる。従ってリミ
ッタ回路の作動が解除された後における有害なノイズや
エンジンのアフタファイア現象が効果的に防止されるこ
とになる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案の一実施例に係るコンデンサ放電式点火
装置の回路図、第２図はこの点火装置の動作を示す波形
図、第３図は点火角度の特性を示すグラフ、第４図は点
火用コンデンサの電圧の変化を示すグラフ、第５図は従
来の点火装置の回路図である。 また図面中の主要な部分の名称はつぎの通りである。 20……発電コイル 22……コンデンサ 23……点火コイル 24……１次コイル 25……２次コイル 26……点火プラグ 28……サイリスタ 31……コンデンサ 32……抵抗 38……チョークコイル 40……リミッタ回路 41……ピックアップコイル 44……コンデンサ 45……抵抗 53……サイリスタ

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】発電コイルの正方向の出力によって点火用
   コンデンサを充電するとともに、前記発電コイルが次い
   で発生する負方向の出力によって半導体開閉素子を導通
   させ、前記点火用コンデンサの電荷を急激に点火コイル
   に供給するようにした装置であって、前記半導体開閉素
   子のゲート・カソード間に進角用コンデンサと抵抗の並
   列回路を接続するとともに、前記発電コイルにリミッタ
   回路を接続し、エンジンの回転数が所定の回転数になっ
   たら前記リミッタ回路によって前記発電コイルの出力を
   短絡するようにした装置において、前記進角用コンデン
   サと前記抵抗との並列回路と前記発電コイルとの間にチ
   ョークコイルを接続するようにしたことを特徴とするコ
   ンデンサ放電式点火装置。