JPS6185577A - コンデンサ放電型点火装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は点火コイルのコネクタはずれや、低温始動時に
バッテリ電圧が低下し、点火コイルを導通させるサイリ
スクの導通不良等の異常時に、主放電コンデンサの破壊
を防ぐためのコンデンサ放電型点火装置に関する。

〔従来の技術〕

従来のものは特公昭３８−５７０９号公報に示すように
、電流断続器が通電時、電源からインダクタンス線輪（
コイル）へ電流を通じておき、電流断続器が電流を遮断
した時、インダクタンス線輪と主放電コンデンサとから
なる共振回路に発生した電圧を主放電コンデンサに蓄積
し、これにより得た主放電コンデンサの電荷を電流断続
器から通電時に点火コイルの一次巻線に放電し、その際
二次巻線で得た昇圧した電圧を点火プラグに送っている
。

しかし、点火コイルのコネクタはずれ等の異常時には、
主放電コンデンサの電荷が点火コイルの一次巻線に放電
されずに、充電されるのみで、主放電コンデンサの電圧
が急上昇し、主放電コンデンサ等が破壊されてしまう。

また、特開昭５１−１２９５３８号公報に示すように、
非安定マルチハルブレークにより徐々に主放電コンデン
サに充電するものにおいて、検出回路により主放電コン
デンサの端子電圧を検出した端子電圧が、主放電コンデ
ンサに充電する所定電圧に達した時に、制御信号を発生
して、主放電コンデンサに充電する電圧を発生するトラ
ンスの一次側電流を遮断して、主放電コンデンサの充電
電圧を一定に制御している。この主放電コンデンサの充
電電圧を一定に制御するものを、特公昭３８−５７０９
号公報に示すコイルに蓄えられた電荷を主放電コンデン
サに蓄積するものに適用すれば、点火コ・イルのコネク
タはずれの異常時に、主放電コンデンサが放電されずに
、充電されるのみになった時でも、主放電コンデンサの
端子電圧を検出して、この端子電圧が所定電圧（定格電
圧）以上になった時に、主放電コンデンサの充電をとめ
て、主放電コンデンサの過充電を防ぐことができる。　
　′ 〔発明か解決しようとする問題点〕 ここで、コイルに流れる電流を遮断した時に、コイルに
誘起される高電圧によってコンデンサを充電する時に、
コイルの１次側インダスタンスをし、コイルに流れる電
流を１、コンデンサの容：１）をＣ、コンデンサの端子
電圧を■とすると、近似的に１　／　２　Ｌ　Ｉ　”　
＝　１　／　２　ＣＶ　２−□　ｆｌ）という関係式が
成り立つ。つまり、コイルの磁気エネルギーがコンデン
サの静電エネルギに変換されたことになる。

そして、通常使用されるコンデンサ、サイリスク等の許
容電圧は４００（Ｖ）程度であり、またコイルによって
昇圧され、充電されたコンデンサの電圧Ｖは、Ｌ＝１．
４　　（ｍＨ）　、Ｉ　＝　１０　　（△〕、Ｃ＝１．
５　　ＣμＦ〕とすると、上式（１）より、ｙ＝３００
（Ｖ）と設定することができる。

次に、上述した従来のものに適用して、主放電コンデン
サの端子電圧が所定電圧（定格電圧）３００（Ｖ）に達
すると、主放電コンデンサへの充電を遮断するものとす
ると、主放電コンデンサの電圧が漏れ電流により、３０
０（Ｖ）未満に低下し、例えば２９９［Ｖ）に低下する
と、トランスの一次電流の遮断が解除され、トランスの
一次不線に一次電流が流れて、遮断された時に、トラン
スの二次側に高電圧を発生させる。この時、主放電コン
デンサには始めに、放電されずに残っていたエネルギー
Ｅ＋＝１／２ＣＸ２９９２と、次にトランスの二次側に
発生した電圧によるエネルギーＥ２＝１／２ＸＣＸ３０
０２とが加えられる。

すると、この時のコンデンサの端子電圧Ｖｍは、１／２
ＣＶｒｒｆ＝１／２Ｃ（２９９２＋３００２）より計算
されて、Ｖｍは４２３（Ｖ）となる。

しかし、主放電コンデンサやサイリスク等の許容電圧は
４００（Ｖ）程度であり、主放電コンデンサの端子電圧
を４００（Ｖ）以下におさえる必要があるが、上述した
様にコンデンサの端子電圧が４２３（Ｖ）となってしま
い、コンデンサやサイリスク等を破壊してしまい、また
、通常、上述した従来のものにおいては、所定電圧を主
放電コンデンサの定格電圧に設定する必要があるために
、主放電コンデンサの充電電圧が所定電圧よりも少なく
なった時に、さらに定格電圧とほぼ同じ電圧が主放電コ
ンデンサに充電されて、主放電コンデンサの許容電圧を
越えて、破壊してしまう七いう問題点がある。

そこで、本発明は点火コイルのコネクタはす１゜や、点
火コイルを導通させるためのサイリスクの導通不良等の
場合に、主放電コンデンサか過充電となり、主放電コン
デンサ等をＧ皮壊するのをｆｉ７２−友に防止するもの
である。

〔問題点を解決するための手段〕

一次電流遮断時に主放電コンデンサに充電する電圧を発
生するトランスを有する充電回路と、１）１１記主放電
コンデンサの電圧を昇圧させて、点火プラグに送る点火
コイルと、前記主放電コンデンサの電圧が所定電圧より
も小さくなるまで、前記トランスの一次電流を遮断する
過電圧防止回路とを有し、前記所定電圧を■Ａ、前記主
放電コンデンサの許容電圧をＶＤとし、前記主放電コン
デンサの定格電圧をＶ。とすると、■２．２　＜　ｙ　
０２−　ｖ＋；　、ごとなる関係式で表されるコンデン
サ放電型点火装置とすることである。

〔作用〕

所定電圧■いを■Ａ２〈ＶＤ２−Ｖｏ２に設定したため
、主放電コンデンサには、許容電圧よりも大きい電圧が
印加されることがない。

（実施例〕 以下本発明を図に示す実施例について説明する。

第１図において、充電回路１について説明すると、トラ
ンス２の一次側コイル２ａの一端は電源に接、陛されて
、他端はトランジスタ３のコレクタに接続されている。

そして、波形整形回路４は、電磁ピンクアンプ（ＭＰＵ
）の信号を点火時期に応じた矩形波に変えて、ＮＯＲ回
路で構成されたＲＳフリップフロップ５のＳ（セント）
に接続している。またＲＳフリップフロップ５の出力は
、抵抗６を介して、トランジスタ３のベースに接続され
ている。このトランジスタ３のエミッタは、抵抗７を介
して、接地されている。第１の比較器８の反転入力には
、トランジスタ３のエミッタと抵抗７との間の接続点が
接続され、非反転入力には、一定電圧Ｖｒｅｆ１が印加
されている。また、第１の比較器８の出力は、ＲＳフリ
ップフロンブ５のＲ（リセット）に接続されてい・；〕
。

そして、トランス２の二次側コイル２ｂの−、Ｉ＋１１
：１には、ダイオード９、点火コイル１０の一次コイル
１０ａ、サイリスタ１１のアノード、カソードを介して
、トランス２の二次側コイル２ｂの他ｖ１１１に接続さ
れ、閉回路を形成している。丁ｊ二だ、サイリスタ１１
のゲートは、波形整形回路・１の出力に接続されている
。主放電コンデンサ１２は、一端がダイオード９のカソ
ード側に接続され、他つ：；１が接地されている。また
、ダイオード１３はカソード側に点火コイル１０の一次
側コイル１０ａが接続され、アノード側には一次側コイ
ル１０ａとサイリスタ１１との接続点が接続されている
。そして、点火コイル１０の二次側コイルｔａｂは一端
が接地され、他端は点火プラグ１４に接続されている。

また、過電圧防止回路２０について説明すると、ダイオ
ード９のカソードと主放電コンデンサ１２との接続点と
アースとの間には、第１の抵抗１５と第２の抵抗１６が
直列に接続されている。そして第２のＬヒ較器１７は、
反転入力に第１の抵抗１５と第２の抵抗１６の接続点が
接続され、非反転入力には、一定電圧Ｖｒｅｆ２が印・
加され、また出力は、トランジスタ１８のベースに接続
されている。このトランジスタ１８のコレクタは、ＲＳ
フリップフロップ５の出力に接続され、エミッタはアー
スに接続されている。そして、第２の比較器１７は、主
放電コンデンサ１２の端子電圧が所定電圧１８０（Ｖ）
に達すると、出力に１が出るように、第１．第２の抵抗
１５．１６の分圧比および非反転入力に印加されている
一定電圧Ｖｒｅ「２を設定している。

次に、上記構成においてその作動を説明する。

第２図において、ＭＰＵは電磁ピックアップ（ＭＰＵ）
の信号、△は整形波形回路４の出力である矩形波、Ｂは
第１の比較器８の出力である矩形波、ＣはＲＳフリップ
フロップ５の出力である矩形波、１１はトランス２の一
次側コイル２ａを流れる一次電流の三角波、Ｖｃは主放
電コンデンサ１２の、＋、Ｈ，：１子電圧の波形である
。そして、電磁ピックアップ（ＭＰＵ）の信号を、波形
整形回路４Ｇこよって点火時期に応じた矩形波へを出力
する。この矩形波Ａの出力により、ＲＳフリップフロッ
プ５のセット（Ｓ）にルベルが印加され、出力にルベル
を出す。このルベルの出力が、抵抗６を介して、トラン
ジスタ３のベースに印加され、Ｉ−ランジスク３を導通
する。そして、ハンテリ電源ＶＢによりトランジスタ２
の一次側コイル２ａに一次電流■１を流す。また、−次
組流ＩＩを一定時間流すと、第１の比較器８の反転入力
に入力される抵抗７の端子電圧が、非反転入力に入力さ
れる一定電圧Ｖｒｅｆｌよりも大きくなり、第１の比較
器８の出力にルベルの矩形波Ｂを出す。このルベルの出
力がＲＳフリップフロップ５のＲ（リセット）に印加さ
れ、ＲＳフリップフロップ５の出力に０レベルが出て、
トランジスタ３の導通を遮断する。このトランジスタ３
の導通凸凹により、トランス２の一次側コイル２ａの一
次電流を遮断して、トランス作用により、二次側コイル
２ｂに高電圧を発生させる。そしてこの電圧をダイオー
ド９を介して、第２図の波形■ｃに示されるように主放
電コンデンサ１２に充電する。ここで、トランス２の一
次（則コイル２ａのインダクタンスＬ＋　＝　１．４　
　（ｍｌｌ）　、−次側コイル２ａに流れる一次電流１
＋＝１０（Ａ〕、主放電コンデンサ１２の容量Ｃ＝１．
５　ＣμＦ〕とすると、１／２Ｌ１１Ｉ２＝１／２ｃｖ
２により、主放電コンデンサ１２に充電される電圧Ｖ＝
３００（Ｖ）と設定することができる。次に、点火時期
に応じた矩形波が出力された時、上述したように、トラ
ンス２の一次側コイル２ａに一次電流を流すと共に、サ
イリスタ１１のゲートに一定期間ルベルの矩形波Ａを印
加する。すると、サイリスタ１１のアノード・カソード
間が導通して、主放電コンデンサ１２に蓄稍されていた
電荷が、点火コイルｌＯの一次側コイル１０ａに流れる
。また、すぐにサイリスタ１１は導通が遮断され、−次
側コイル１０ａに流れる一次電流を遮断して、トランス
作用により、二次側コイル１０ｂに高電圧を発生させて
、点火プラグ１４に火花を飛ばず。

また例えば、点火コイル１０の一次側のコネクタ等がは
ずれてしまった場合や、特に（’ｉ；　ｉ品’：ｌｒ　
’９．１時にバッテリ電圧が低下して、ザ・ｆラスタ１
１に所定値以上のゲート電流が流れずにサイリスタ１１
を導通させることができなくなった場合には、点火時期
になっても、主放電コンデンサ１２の充電電荷が放電さ
れなくなってしまう。この時、次に、トランス２の二次
側に高電圧が発生して、主放電コンデンサ１２にこの高
電圧が充電されてしまう　　゛と、主放電コンデンサ１
２やサイリスク１１等の許容電圧を超えてしまい、破壊
してしまう。そこで、過電圧防止回路２０の設定電圧を
１８０（Ｖ）にすることで、主放電コンデンサ１２の端
子電圧が１８０（Ｖ）よりも大きい時には、第２の比較
器１７の出力にルベルを出して、トランジスタ１８を導
通させる。このトランジスタ１８の導通の間、充電回路
１のトランジスタ３は、導通を遮断されている。そして
、主放電コンデンサ１２の充電電荷が放電されないため
、トランジスタ１８は導通状態となっている。また、点
火時期になり、波形整形回路４よりルヘルが出力されて
、ＲＳフリップフロップ５の出力にルヘルが出ても、ト
ランジスタ３は非導通である。このため、トランス２の
一次側コイル２ａには、−次電流が流れることばなく、
主放電コンデンサ１２に充電されることはないため、主
充電コンデンサ１２やサイリスタ１１が破壊されること
はない。

また、主放電コンデンサ１２が１８０（Ｖ）以下となり
、過電圧防止回路２０が作動しなくなった時には、主放
電コンデンサ２に充電されるが、主充電コンデンサ１２
の最大電圧Ｖｍは、１／２ＣＶｍ２＝１／２Ｃ（１８０
２＋３００２）となり、Ｖｍは３５０（Ｖ）となる。そ
して、主放電コンデンサ１２やサイリスタ１１の通常の
許容電圧は４００（Ｖ）付近であり、主放電コンデンサ
１２やサイリスク１１等破壊を防止している。

また、点火プラグ１４の失火等により、点火コイル１０
の二次側が解放となった場合には、点火時期に主放電コ
ンデンサ１２が全て放電されずに、主放電コンデンサ１
２に充電電荷か残っている。

そして、第３図に示すように、主放電コンデンサ１２の
容量が増えるにつれて、主放電コンデンサ１２に残存す
る電圧Ｖｎは、徐々に増えていく。

その時、次に充電された時の主放電コンデンサＩ２の電
圧Ｖｍは、主放電コンデンサ１２の容量が増えるにつれ
て、徐々に減少している。

そして、過電圧防止回路２０が作動するための所定電圧
ＶＡは、第３図に示す点火コイル１０の二次側が解放と
なった場合の残存電圧Ｖｎよりも大きく、また、通常ト
ランス２より主放電コンデンサＩ２に蓄えられる電圧（
定格電圧）Ｖｃとし、主放電コンデンサ１２やサイリス
ク１１等の内の最低である許容電圧くこれ以上の電圧だ
と素子が破壊される電圧）Ｖｏとすると、 １　／　２　ＣＶ　ｏ　２＞　１　／　２　ＣＶ　Ａ　
２＋　１　／　２　ＣＶｃ２とする必要がある。すなわ
ち、主放電コンデンサ１２に最大に蓄えられるエネルギ
ーは１／２ＣＶＤ２であり、また所定電圧■Ａに低下し
た時に、主放電コンデンサ１２に充電できるため、始め
に残っている主放電コンデンサ１２のエネルギ−１／２
ＣＶＡ２と次に充電する時の主放電コンデンサＩ２への
充電エネルギーは１／２ＣＶｃ２となり、ｌ　／　２　
ＣＶ　Ａ　２＋　１　／　２　ＣＶ　（：　２が主放電
コンデンサ１２に笛えられるエネルギーとなる。

そこで、所定電圧ｖＡはＶＡ２〈ＶＤ２−■ｏ２としな
くてはいけない。

また、例えば、主放電コンデンサ１２の容量を１．５〔
μＦ〕、許容電圧ＶＤを４００〔■〕、定格電圧■。を
３００（Ｖ）とすれば、第３図および上述した式より、
所定電圧■Ａは、 ９５　（Ｖ）＜ＶＡ＜２６５　（Ｖ）に設定しなくては
いけない。

従って、過電圧防止回路２０が作動する所定電圧ＶＡを
ＶＡ２〈ＶＤ２−■ｏ２としていため、点火コイル１０
のコネクタがはずれても、主放電コンデンサ１２やサイ
リスク１１等の素子の許容電圧ＶＤよりも小さくおさえ
ることができる。

なお、上述した実施例においては、過電圧防止回路２０
に第２の比較器１７を用いたが、この第２の比・校器１
７の代わりに、第１の抵抗１５と第２の抵抗１６との接
続点にツェナーダイオ−１−のカソードを接続し、アノ
ード側はトランジスタ１８のベースに接続してもよい。

また、ダイオード１３を点火コイル］０の一次側コイル
ｌｏａの両端に接続したが、ダイオードのアノード側を
サイリスク１１のカソード１ｊｉｌｌに、ダイオードの
カソード側をサイリスク１１のアノード側に接続したも
のでもよい。

さらに、過電圧防止回路２０を作動するための所定電圧
ＶＡは、トランス２の一次側コイル２ａのインダクタン
スＬ１や、−次側コイル２ａを流れる一次電流１２、主
放電コンデンサ１２の容量Ｃによって、任意に設定され
るのは、もちろんのことである。

〔発明の効果〕

以上述べたように本発明においては、点火コイルのコネ
クタはずれや、点火コイルを導通させるためのサイリス
タの導通不良等の異常時にも、主放電コンデンサの充電
電圧を主放電コンデンサ等の許容電圧よりも確実に低く
押さえることができ、主放電コンデンサ等の破壊を防止
できるという優れた効果がある。

４、図面の？’ｉ？ｉ　ｉ１！な説明 第１図は本発明コンデンサ放電型点火装置の一実施例を
示す回路図、第２図は上記第１図における各部の波形図
、第３図は上記第１図におけるコンデンサ容量に対する
コンデンサ電圧の特性図である。

ｌ・・・充電回路、２・・・トランス、２ａ・・・−次
側コイル　２ｂ・・・二次例コイル、１０・・・点火コ
イル。

１０ａ・・・−次側コイル、１０ｂ・・・二次側コイル
。

１２・・・主放電コンデンサ、１４・・・点火プラグ、
２０・・・過電圧防止回路。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 一次電流遮断時に主放電コンデンサに充電する電圧を発
   生するトランスを有する充電回路と、前記主放電コンデ
   ンサの電圧を昇圧させて、点火プラグに送る点火コイル
   と、前記主放電コンデンサの電圧が所定電圧よりも小さ
   くなるまで、前記トランスの一次電流を遮断する過電圧
   防止回路とを有し、前記所定電圧をＶ＿Ａ、前記主放電
   コンデンサの許容電圧をＶ＿Ｄとし、前記主放電コンデ
   ンサの定格電圧をＶ＿Ｃとすると、Ｖ＿Ａ＾２＜Ｖ＿Ｄ
   ＾２−Ｖ＿Ｃとなる関係式で表されるコンデンサ放電型
   点火装置。