JPS591114Y2

JPS591114Y2 - 内燃機関用点火装置

Info

Publication number: JPS591114Y2
Application number: JP1979005500U
Authority: JP
Inventors: 公央坊山
Original assignee: Kokusan Denki Co Ltd
Current assignee: Mahle Electric Drive Systems Co Ltd
Priority date: 1979-01-19
Filing date: 1979-01-19
Publication date: 1984-01-12
Also published as: US4297977A; JPS55106371U

Description

【考案の詳細な説明】本考案は内燃機関用点火装置に関し、更に特定すると、
内燃機関を搭載した車輌の運転者がアクセルペダルを戻
したときに機関の回転数（毎分回転数〔ｒｐｍ〕を云う
。

以下同じ。）を速やかに低下さ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。

従来の点火装置を用いた内燃機関では、運転者が危険を
感じてスロットルレバーまたはスロットルペダル等を急
に戻しても機関の回転数が低下するまでに相当の時間を
要する欠点があった。

またスノーモビル等ではスロットルワイヤが凍りついて
スロットルレバーを戻してもスロットルバルブが戻らず
、回転数が落ちないことがあった。

これらの問題を解決するため、スロットルレバー等のス
ロットル操作部材を急に戻した場合に点火プラグに火花
が生じるのを阻止して回転数を急速に低下させるように
した点火装置が提案されたが、この方式では点火動作を
阻止した後機関の回転数が設定回転数まで低下した時点
で機関が再点火されたときに未燃焼ガスがマフラ内で燃
え、爆発音が発生する欠点があった。

尚機関の回転数を低下させる方法としては機関の点火時
期を遅らせる方法もあるが、この方法では回転数が低下
するのに比較的時間を要するため効果が少ない欠点があ
った。

本考案の目的は、スロワ１〜バルブが急に戻されたとき
に点火火花を周期的に間引くことにより、マフラ内での
爆発音の発生を抑制してしかも機関の回転数を急速に低
下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。

以下図示の実施例により本考案の点火装置を詳細に説明
する。

第１図において、１は１次コイル、２及び２次コイル３
を鉄心に巻いてなる点火コイルで、２次コイル３には図
示しない機関の気筒に取付けられた点火プラグ４が負荷
されている。

■次コイル２の非接地側の一端にはコンテ゛ンサ５の一
端が接続され、コンデンサ５の他端と１次コイル２の接
地側の端部との間にカソードを接地したサイリスタ６が
並列接続されている。

コンデンサ５及び１次コイル２の直列回路の両端にはカ
ソードをコンデンサ５側にしたダイオード７を介してエ
キサイタコイル８が並列接続され、サイリスタ６のゲー
トカソード間にはカソードをサイリスタ６のゲート側に
したダイオード９を介して信号コイル１０が並列接続さ
れている。

点火コイル１乃至信）コイル１０の各部品によりコンデ
ンサ充放電式の点火回路１１が構成されている。

上記点火回路においてエキサイタコイル８及び信号コイ
ル１０は例えば機関の出力軸により駆動される磁石発電
機内に配置され、機関の回転に同期して交流電圧を誘起
する。

エキサイタコイル８が図示の矢印方向の電圧を誘起する
半サイクルになるとダイオード７を通してコンデンサ５
が図示の極性に充電される。

次いで機関の点火位置で信号コイル１０からダイオード
９を通してサイリスタ６に点弧信号が与えられ、アノー
ドカソード間にコンテ゛ンサ５の電圧が順方向に印加さ
れているサイリスタ６が導通する。

サイリスタ６が導通するとコンデンサ５の電荷がサイリ
スタ６及び１次コイル２を通して放電し、１次コイル２
に急激に電流が流れる。

これにより点火コイルの鉄心に大きな磁速変化が生じて
２次コイル３に電圧が誘起し、点火プラグ４に火花が生
じる。

本考案においては、上記の如き点火回路に点火火花量制
御回路１２を付加したことを特徴とする。

点火火花間引制御回路１２は機関のスロットルバルブの
開度を調節して機関の回転数を調節するスロットルレバ
ー、スロットルペダル、アクセルグツツブ等のスロット
ル操作部材が第１の設定回転数以下の回転数に対応する
低速位置まで急に戻されたときに点火プラグに生じる火
花を周期的に間引く回路で、図示の例ではサイリスタ６
の両端に並列に接続された間引制御用半導体スイッチと
してのサイリスタ１３と、スロットル操作部材が第１の
設定回転数以下の回転数に対応する低速位置にあること
を検出するスロットル位置検出スイッチ１４と、電源回
路１５と、スロットル位置検出スイッチ１４を介して電
源回路１５に接続されたパルス信号発生回路１６とから
なり、電源回路１５及びパルス信号発生回路１６により
制御信号供給回路が構成されている。

パルス信号発生回路１６は、スロットル位置検出スイッ
チ１４が閉じたときに発振する発振回路１７と、発振回
路１７の出力パルスを入力としてサイリスタ１３のオン
オフのテ゛ニーティを決定するテ゛ニーティコントロー
ル回路１８と、このパルス信号を増幅する増幅回路１９
とからなり、増幅回路１９の出力がサイリスタ１３のゲ
ートカソード間に印加されている。

尚２０は間引制御回路１２に電力を供給する電源コイル
で、この電源コイルとしては例えばヘッドランプ等の負
荷を駆動するために磁石発電機内に配置された発電コイ
ルを利用することができる。

スロットル位置検出スイッチ１４は、本実施例ではスロ
ットル操作部材が第１の設定回転数（例えばアイドリン
グ回転数よりも僅かに高い回転数）以下の回転数に対応
する設定位置にあるときに閉じるようになっている。

尚この場合、機関には標準的な負荷がかかつているもの
とする。

第３図はスロットル操作部材としてスロットルレバー２
１が用いられる場合のスイッチ１４の配置を概略的に示
したもので、スロットルレバー２１はバンドルグリップ
２２に枢支されてスロットルワイヤ２３を介して図示し
ないスロットルバルブに接続されてており、スロットル
レバー２１を図示の実線矢印方向に回動させるとスロッ
トルバルブが開くようになっている。

スロットル位置検出スイッチ１４はグツツブ２２の基部
に固定され、スロットルレバー２１がアイドリング位置
から図示の実線矢印方向に所定の角度回動したときにス
ロットルレバーの端部に取付けられたドグ２４がスイッ
チ１４に当接してこのスイッチ１４を開くようになって
いる。

第２図を参照すると、第１図の間引制御回路１２の各部
の具体的構成例が示されており、第１図及び第２図に符
号Ａ乃至Ｆで示した各点の信号波形がそれぞれ第４図乃
至Ｆに示されている。

電源回路１５は、発電コイル２０の非接地側端子にアノ
ードが接続されたダイオードＤ１と、ダイオードＤ１の
カソードに一端が接続された抵抗Ｒ１と、抵抗Ｒ１の他
端と接地間に並列接続されたコンテ゛ンサＣ１と、コン
テ゛ンサＣ１の両端に並列接続された抵抗Ｒ２及び定電
圧ダイオードＺＤ１とからなり、機関の回転数が低く、
発電コイル２０の出力電圧のピーク値が定電圧ダイオー
ドＺＤ１のツェナー電圧より低い間は発電コイル２０の
出力電圧のピーク値にほぼ等しい電圧を出力し、機関の
回転数が上昇して発電コイル２０の出力電圧のピーク値
が定電圧ダイオードＺＤ１のツェナー電圧以上になった
後はそのツェナー電圧に等しい一定電圧を出力する。

発振回路１７はプログラマブルユニジャンクショントラ
ンジスタＰＵＴを用いた弛張発振回路で、）ＵＴのカソ
ードは抵抗Ｒ３を介して接地され、アノード接地間には
コンテ゛ンサＣ２が１列接続されている。

ＰＵＴのアノードには、一端がスロットル立置検出スイ
ッチ１４を介して電源回路１５の非接地側出力端子に接
続された抵抗Ｒ４の他端が接続され、スイッチ１４と抵
抗Ｒ４との接続点とＰＵＴのデートとの間に抵抗Ｒ５が
接続されている。

ＰＵＴのゲートと接地との間には抵抗Ｒ６が接続され、
抵抗Ｒ３の非接地側端子（ＰＵＴのカソード）から出力
鳴子が引出されている。

この発振回路においては、コンデンサＣ２が電源回路１
５から抵抗Ｒ４を介して図示の極性に充電される。

このコンテ゛ンサＣ２の端子電圧■Ｃ２の変化を時間に
対して示すと第４図Ａのようになる。

コンデンサＣ２の端子電圧が上昇していき、時刻ｔ１に
おいてＰＵＴのアノード電圧がゲートバイアス電圧（抵
抗Ｒ６の両端の電圧）を越えると、ＰＵＴが負性抵抗特
性を示して導通状態になる。

これによりコンデンサＣ２の電荷がＰＵＳのアノード・
カソード及び抵抗Ｒ３を通して放電し、抵抗Ｒ３の両端
に幅の狭いパルス電圧が得られる。

コンデンサＣ２が放電するとＰＵＴは遮断状態になり、
コンデンサＣ２が再度充電されて上記の動作が反復され
る。

したがって抵抗Ｒ３の両端には第４図Ｂに示すように一
定の周期でパルス信号Ｐが得られる。

テ゛ニーティコントロール回路１８は、発振回路１７の
出力パルスか゛ベースエミッタ間に印加されるｎｐｎ
）ランジスタＴＲ１を備え、このトランジスタのコレク
タは抵抗Ｒ７と前記スイッチ１４とを介して電源回路１
５の非接地側出力端子に接続されている。

トランジスタＴＲ１のコレクタエミッタ間にはコンテ゛
ンサＣ３が並列接続され、コンデンサＣ３とトランジス
タＴＲ１のコレクタとの接続点が定電圧ダイオードＺＤ
１°を介して叩ｎトランジスタＴＲ２のベースに接続さ
れている。

トランジスタＴＲ２のコレクタは抵抗Ｒ８及びスイッチ
１４を介して電源回路１５の非接地側出力端に接続され
、エミッタは接地されている。

発振回路１７の抵抗Ｒ３の両端に得られた幅の狭いパル
ス信号ＰはトランジスタＴＲ１を短時間だけ導通状態に
してコンテ゛ンサＣ３を放電させ、その後直ちにトラン
ジスタＴＲ１を遮断させる。

トランジスタＴＲ１が遮断しているときには電源回路１
５から抵抗Ｒ７を通してコンテ゛ンサＣ３が図示の極性
に充電される。

このコンテ゛ンサＣ３の端子電圧ＶＣ３の変化は第４図
Ｃに示す通りで、コンデンサＣ３の端子電圧は時間とと
もに上昇する鋸歯状波になる。

この電圧が定電圧ダイオードＺＤ２のツェナー電圧Ｖｚ
を越えるとトランジスタＴＲ２にベース電流が流れてこ
のトランジスタＴＲ２が導通する。

したか゛つて１〜ランジスタＴＲ２のコレクタには第４
図りに示すような矩形波パルスｖ５が得られる。

増幅回路１９はトランジスタＴＲ３と抵抗Ｒ９とからな
っていてトランジスタＴＲ３のベースはテ゛ニーティコ
ントロール回路１８のトランジスタＴＲ２のコレクタに
接続され、エミッタは接地されている。

トランジスタＴＲ３のコレクタは抵抗Ｒ９及びスイッチ
１４を介して電源回路１５に接続されるとともに間引制
御用の半導体スイッチとしてのサイリスタ１３のゲート
に接続されている。

この増幅回路１９はテ゛ニーティコントロール回路１８
の出力を反転して第４図Ｅに示すような矩形波状の制御
信号Ｖｇをサイリスタ１３に供給する。

上記の実施例においては、機関の回転数が前記第１の設
定回転数よりも少し高い第２の設定回転数に達するまで
の間は電源回路１５の出力電圧が低く、制御信号Ｖｇが
発生しないようになっている。

このように設定するには、例えば第２の設定回転数より
低い回転数で電源回路１５から得られる電圧ではテ゛ニ
ーティコントロール回路１８のコンテ゛ンサＣ３の端子
電圧が定電圧ダイオードＺＤ２をブレークダウンさせる
電圧に達しないようにしておけばよい。

上記の点火装置において機関に標準的な負荷がかけられ
ているものとし、アイドリング状態から普通に加速する
場合を考える。

機関の回転数が第１の設定回転数より低い間はスロット
ル検出スイッチ１４が閉じているが、この場合には電源
回路１５の出力電圧が低く制御信号Ｖｇが発生しないの
でサイリスタ１３は導通せず、したがって点火回路１１
は正規に動作して機関を点火する。

次に機関の回転数が第１の設定回転数より大きい第２の
設定回転数に達すると電源回路１５の出力電圧は制御信
号Ｖｇを発生させ得る電圧に達するが、このときは既に
スロットル位置検出スイッチ１４が開かれているので制
御信号Ｖｇは発生しない。

したがってサイリスタ１３は導通せず、点火回路は正常
に動作して機関が増速される。

機関が高速運転されている状態からスロットル操作部材
を比較的ゆっくり戻すと、それに追従して機関の回転数
も低下していき、回転数が第２の設定回転数より低くな
ると電源回路１５の出力が低くなって制御信号Ｖｇの発
生が不能になる。

したがってスロットル操作部材が第１の設定回転数に対
応する位置まで戻されてスロットル位置検出スイッチ１
４が閉じられても制御信号Ｖｇは発生せず、サイリスタ
１３は導通しない。

そのため間引制御回路１２は動作せず、機関は正規に点
火される。

次に運転者が危険を感じて機関が高速運転されている状
態から、スロットル操作部材を急に低速位置に戻した場
合には、スロットル操作部材が第１の設定回転数に対応
する位置まで戻されてスロットル位置検出スイッチ１４
が閉じられた際に機関の回転数が未だ低下しておらず、
電源回路１５が制御信号Ｖｇを発生させるに十分な電圧
を出力しているため第４図Ｅに示すように制御信号Ｖｇ
が発生する。

制御信号Ｖｇが発生している期間は、エキサイタコイル
８にサイリスタ１３のアノード側が正になる極性の電圧
が発生する毎にサイリスタ１３が導通するため点火回路
のコンデンサ５は充電されなくなる。

したがって制御信号Ｖｇが発生している期間発生するは
ずの点火火花が間引かれることになり、機関は間歇的に
点火されるようになる。

これにより機関の回転数は急速に低下する。機関の回転
数が第２の設定回転数以下になると制御信号Ｖｇが消滅
するため点火回路が正規の状態に復帰する。

第４図Ｆは同図Ｅに示す制御信号Ｖｇが発生した場合の
コンテ゛ンサ５の端子電圧■５を示したもので、破線で
史示した波形はサイリスタ１３の導通により充電が阻止
されたものを示す。

図示の状態では連続して４回コンデンサ５の充電が阻止
され、したがって連続した４個の点火火花の発生が阻止
されている。

上記実施例においては、制御信号Ｖｇの周期が機関の回
転数の如何に拘らず一定である。

したがって間引かれる点火火花の数は機関の回転数に応
じて変化し、機関の回転数が高ければ高い柱間引かれる
点火火花の数が多くなる。

そのため、機関の回転数を急速に低下させることができ
、しかも回転数が低下した後正規の点火動作に移行する
際には間引かれる火花の数ばが減少しているので正規の
点火動作への移行をスムーズに行なわせることができ、
マフラ内での爆発音の発生や機械的なショックを抑制す
ることができる。

尚スロットル操作部材が第１の設定回転数に対応する位
置にあるときに機関の回転数が第１の設定回転数になる
のはあくまでも機関に想定された標準負荷がかけられて
いる場合であって、スロットル操作部材の各位置での機
関の回転数は実際には機関の負荷状態、例えば路面の状
態によって相違する。

したがって、第１及び第２の設定回転数の設定の仕方に
よっては、路面が凍結していて負荷が軽いような場合、
スロットル操作部材が想定された第１の設定回転数に対
応する位置にあるときに機関の回転数が第１の設定回転
数組」二の回転数に落ち着こうとすることがあり得る。

この場合回転数が第２の設定回転数以上に落ち着こうと
すると、上記の装置では間引動作が行なわれるが、この
間引動作は機関の回転数を低下させる結果になるので、
安全側の動作であり、何ら問題がない。

逆に負荷が重い場合にはスロットル操作部材が想定され
た第１の設定回転数に対応する位置よりも高速側の位置
にあるときに既に機関の回転数が第１の設定回転数以下
に低下してしまう場合もある。

この場合は仮りにスロットル操作部材が急に戻されても
間引動作は必要とされないが、上記の装置ではこのよう
な場合間引動作が行なわれないので何ら問題がない。

上記の説明では、第１の設定回転数をアイドリング回転
数より僅かに高い回転数に設定するとしたが、この第１
の設定回転数をアイドリング回転数に設定してもよいの
は勿論であり、その場合スロットル位置検出スイッチ１
４は、スロットル操作部材が最低速側の自由位置（一定
の遊びがある位置）に戻された際に動作するようにして
おけばよい。

上記実施例では発振回路１７をＰＵＴにより構成したが
、ユニジャンクショントランジスタ（ＵＪＴ）等を用い
た他の発振回路により構成してもよく、また発振回路１
７とデユーティコントロール回路とを非対称無安定マル
チバイブレータ等により構成してもよい。

上記の実施例ではスロットル位置検出スイッチ１４を電
源回路とパルス信号発生回路１６との間に挿入したが、
他の個所、例えばパルス信号発生回路１６の出力端とサ
イリスタ１３のゲートとの間に挿入してもよい。

上記実施例では、間引制御用の半導体スイッチとして別
個にサイリスタ１３を設けているが、場合によっては点
火回路の半導体スイッチを兼用するようにしてもよい。

例えば上記の実施例では、サイリスタ１３を省略してサ
イリスタ６を間引制御用半導体スイッチとして兼用し、
トランジスタＴＲ３のコレクタをダイオードを介してサ
イリスタ６のゲートに接続するようにしても上記と全く
同様の動作を行なわせることができる。

また上記の実施例では、間引制御用の半導体スイッチに
より点火電源（上記の例ではエキサイタコイル８）の出
力を短絡することにより点火動作を阻止するようにした
が、点火電源以外の他の個所、例えば、信号コイル１０
を短絡するようにしてもよい。

また、間引制御用の半導体スイッチとして制御信号が入
力されたときに遮断するスイッチを用いて、このスイッ
チにより点火回路の一部を電気的に切り離すことにより
点火動作を阻止するようにしてもよい。

制御信号が人力されたときに遮断するスイッチとしては
例えば前段のトランジスタを導通させることにより後段
のトランジスタを遮断させるようにしたトランジスタス
イッチを用いることができる。

上記の実施例では、点火回路をコンデンサ充放電式とし
たが、点火回路の構成は任意であり、点火電源コイル（
点火コイルが磁石発電機に内蔵されている場合は点火コ
イルの１次コイル）の電流を点火位置で遮断した際に発
生する高電圧を点火コイルで昇圧する形式のいわゆる電
流遮断式の点火装置にも、有接点式または無接点式を問
わず本考案を適用できる。

以上のように、本考案によれば、スロットル操作部材が
急に低速側の位置に戻された際に点火火花を間引くよう
にしたので、危険なときに直ちに機関の回転数を下げる
ことができ、安全である。

また機関の回転数を急速に下げる際に点火動作を完全に
停止させることなく、周期的に点火動作を続行させるの
で、正規の点火動作に移行する際のマフラ内での爆発音
の発生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図は本考案の一実施例を示す接続図、第２図は第１
図にブロックで示された部分の具体的構成例を示す接続
図、第３図はスロットル位置検出スイッチの一例を示す
概略正面図、第４図Ａ乃至Ｆはそれぞれ第１図及び第２
図のＡ乃至Ｆ点の信号の一例を示す波形図である。１・・・点火コイル、４・・・点火プラグ、５・・・コ
ンテ゛ンサ、６・・・サイリスタ、８・・・エキサイタ
コイル、１０・・・信号コイル、１１・・・点火回路、
１２・・・点火火花間引制御回路、１３・・・サイリス
タ（間引制御用半導体スイッチ）、１４・・・スロット
ル位置検出スイ・ジチ、１５・・・電源回路、１６・・
・パルス信号発生回路、１７・・・発振回路、１Ｂ・・
・デユーティコン１〜ロール回路、１９・・・増幅回路
。

Claims

【実用新案登録請求の範囲】

（１）機関の点火位置で点火プラグに火花を生じさせる
点火回路と、機関のスロワ１〜ルバルブの開度を調節し
て機関の毎分回数を調節するスロットル操作部材が第１
の設定回転数以下の回転数に対応する低速位置まで急に
戻されたときに前記点火プラグに生じる火花を間引く点
火火花間引制御回路とを備えてなり、前記間引制御回路
は、前記点火回路の一部に接続され制御信号が入力され
たときに導通または遮断して該点火回路の点火動作を停
止させる間引制御用半導体スイッチと、前記スロットル
操作部材が前記低速位置にあることを検出するスロット
ル位置検出スイッチと、前記機関の毎分回転数が前記第
１の設定回転数より高い第２の設定回転数以上になって
いて且つ前記スロットル位置検出スイッチにより前記ス
ロットル操作部材が前記低速位置にあることが検出され
ているときに前記間引制御用半導体スイッチに所定の周
期で前記制御信号を供給する制御信号供給回路とを具備
していることを特徴とする内燃機関用点火装置。
（２）前記間引制御用半導体スイッチは前記制御信号が
入力されたときに導通するスイッチであって導通した際
に前記点火回路の一部を実質的に短絡するように設けら
れていることを特徴とする実用新案登録請求の範囲第１
項に記載の内燃機関用点火装置。
（３）前記間引制御用半導体スイッチは前記制御信号が
入力されたときに遮断するスイッチであって遮断した際
に前記点火回路の一部を切り離すように設けられている
ことを特徴とする実用新案登録請求の範囲第１項に記載
の内燃機関用点火装置。
（４）前記点火回路は半導体スイッチにより点火コイル
の１次電流を制御する無接点式の点火回路であり、該点
火回路の半導体スイッチが前記間引制御用半導体スイッ
チを兼ねていることを特徴とする実用新案登録請求の範
囲第１項乃至第３項のいずれか１つに記載の内燃機関用
点火装置。
（５）前記制御信号の周期は機関の回転数の如何に拘ら
ず一定であるこちとを特徴とする実用新案登録請求の範
囲第１項乃至第４項のいずれか１つに記載の内燃機関点
火装置。
（６）前記制御信号供給回路は機関の毎分回転数の上昇
に応じて出力電圧が増大する発電機の出力を整流して直
流電圧を得る電源回路と、前記電源回路に接続されて一
定周期のパルス信号を発生するパルス信号発生回路とを
備え、前記スロットル位置検出スイッチが閉じていると
きに該パルス信号が前記制御信号として前記間引制御用
半導体スイッチに入力されるようにしたことを特徴とす
る実用新案登録請求の範囲第５項に記載の内燃機関用点
火装置。
（７）前記パルス信号発生回路は弛張発振回路と該弛張
発振回路の出力パルスを入力として所定のパルス幅のパ
ルス信号を出力するテ゛ニーティコントロール回路とを
備えている実用新案登録請求の範囲第６項に記載の内燃
機関用点火装置。
（８）前記パルス信号発生回路は非対称無安定マルチバ
イブレータからなる実用新案登録請求の範間第６項に記
載の内燃機関用点火装置。