JPS6211181B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の目的〕 本発明は内燃機関、特に自動車用内燃機関の点
火電力を発生させこれを分配する改善された装置
を提供することを目的とする。

〔従来技術〕

自動車の推進に使われる内燃機関は、一般に、
点火コイルの二次巻線によつて生ずる高圧電流が
各燃焼行程ごとに供給される少くとも１個の点火
プラグを各シリンダごとに備えている。現実に知
られている装置に於て往復動機関のすべてのプラ
グに給電するように配置されている単一の点火コ
イルでは、コイルの二次巻線の高圧電流を受けこ
の電流を各プラグに次々に分配する配電器を使う
必要がある。この機能は、従来の方法では、機関
と組合う配電器の軸によつて回転駆動されかつ給
電すべきプラグと同数の固定接点を通つて端部が
移動するようにした回転アームによつて行なわれ
る。これらの接点はすべて、機関と組合わされた
配電器の上部をおおう絶縁材から成るキヤツプに
よつて支えられている。

〔従来技術の問題点〕

点火作用を改善するために、プラグの個所で与
えられる電圧を増加させる提案が行なわれてきて
いる。プラグと組合う接点を備えたキヤツプの内
部に高圧電流の寄生トラツキングを避けるため
に、配電器のキヤツプに大きな寸法を与えること
が提案されているが、この必要性は、配電器のキ
ヤツプがじやまになり自動車の機関室に設けるの
に困難があることを考えると、決して些細な不利
点ではない。前記のような機械的配電器を、スイ
ツチとして働くパワートランジスタと直列になつ
た一次巻線を持つコイルの二次巻線が各プラグと
共に協力する装置によつて、置き換えようとする
試みは既に提案されてきている。このような技術
は高い小売価格になり実用的ではない。

1977年６月10日出願のフランス特許出願第77−
17876〔特公昭61−25907に相当〕には、ｐ及びｎ
を整数としｐをｎより大きいか又は等しいとした
場合、ｎ個の点火コイルと組合わせたｐ個の点火
プラグを備えた配電装置を提供することが提案さ
れている。この場合、各点火コイルは界磁巻線及
び誘導二次巻線を持つている。また点火コイルの
少くとも１個の二次巻線は各プラグと組合わされ
ている。この出願の装置の特徴は、各点火コイル
がコイル端子と並列に取付けたコイルのスイツチ
と組合わされていること、コイルのそれぞれのス
イツチのコントロルが機関の一定回転速力のため
に時間的に次々と連続してかつ周期的に行なわれ
ること、単一の電力スイツチが点火コイルの一次
巻線の集まりと直列に取付けてあることとであ
る。このような装置は、電力スイツチの多数化を
防ぐことを可能にし、従つて結果的には否定し難
い実際的な利益をもたらす。しかしこの装置はｐ
及びｐ／２間にある数の点火コイルの使用すなわ
ち１個のコイルの二次巻線が１個又は２個のプラ
グの点火を行うようにすることを必要とする。さ
らにこの装置の点火コイルはそれぞれ独立してお
り、従つて互に独立した磁気回路を備えている。
独立コイルの多数化によつて必要とする電力スイ
ツチの数の減少によつて得られた小売価格の軽減
が制限されている。

〔本発明による問題点解決手段およびその作用〕

本発明は、点火電力を発生させこれを分配する
改善された装置を提供するにあたり、プラグに使
う高圧電流の発生及び分配に必要なすべての一次
及び二次巻線を配置した単一の磁気回路を使うこ
とによつて、小売価格の一層の低減を可能ならし
めるものである。この装置が使うべき磁性材料の
重量を著しく低減させることは明らかであるが、
その理由は多数の独立点火コイルの代りに単一の
磁気回路を使うためである。さらに本発明による
装置の嵩は、従来の装置の嵩と比較して小さくな
つている。

〔実施例〕 １実施例に於ては、単一磁気回路の磁束道路の
磁束を制限又はキヤンセルすることのできる装置
は、q³個の補助巻線から成り、q³はq²よりも大き
いか又は等しい整数で、各二次巻線は少くとも１
個の補助巻線と組合わされており、各補助巻線は
スイツチによつて開くことができる。

共通辺を持つq²個のフレームによつて構成され
る磁気回路は有利な配置である。すなわち、各フ
レームは共通辺を除く各辺に一次巻線、二次巻線
及び補助巻線を備えている。第１の変型では、一
次巻線は給電極性の１つとこれに組合う電力スイ
ツチとの間に並列状態にしてあり、q¹個の電力ス
イツチは順番に操作される。第２の変型では、各
一次巻線はその端子間に取付けたコイルスイツチ
と組合わされており、異なるコイルスイツチのコ
ントロルは機関の一定回転速度のために時間的に
次々に連続しかつ周期的に行なわれ、単一の電力
スイツチが一次巻線から成る集まりと直列に取付
けてある。また単一の一次巻線をq²個のフレーム
の共通辺に配置し、各フレームには更にその他辺
に二次巻線と補助巻線とを設けることもでき、各
補助巻線にはその端子間にスイツチを設けてもよ
い。第１の構成法に於ては、一次巻線は、これと
組合う電力スイツチによつて給電極性の一方に、
また他方の極性には直接に、それぞれ接続する。
また他の構成法に於ては、一次巻線はこれと組合
う電力スイツチによつて給電極性の一方に接続
し、他端をq³個の補助巻線の共通点に接続し、こ
の共通点に接続されなかつた各補助巻線の端部を
反対極性によつて給電されるスイツチに結合す
る。以上述べた２つの構成法は本発明に従つて１
個の装置に組合わせることもできる。

補助巻線のスイツチを、センサによつてコント
ロルされるゲートを備えたサイリスタにすること
も有利なことであり、また各二次巻線は、よく知
られているように、１個のプラグに給電するよう
にしてもよく、４ストローク機関の場合には各二
次巻線がサイクルタイミングが反対のシリンダに
対応する２個のプラグに給電するようにしてもよ
く、一次巻線と組合う電力スイツチはセンサによ
つてコントロルされるトランジスタのダーリント
ン（Darlington）接続配置にすれば有利である。

以下本発明の実施例を添付図について詳細に説
明する。

第１図は本発明の１実施例を示している。この
装置で使う磁気回路２００は、中央アーム２０１
によつて２つに分割されたダブル長方形フレーム
を形成している。磁気回路を形成する２個の互に
接続されたフレームの各々に一次巻線２０７−２
０８、二次巻線２１１−２１２及び補助巻線２０
７−２０８を配置し、一方のフレームはエレメン
ト２０７−２１１−２１３をまた他方のフレーム
はエレメント２０８−２１２−２１４をそれぞれ
持つようにしてある。二次巻線２１１−２１２の
２個の端部は４個の点火プラグの電極のうちの一
方に接続し、点火プラグの他方の電極は接地して
ある。補助巻線２１３−２１４の端部にはそれぞ
れコイルスイツチ２１５−２１６を配置するが、
サイリスタの形式のものが有利である。スイツチ
２１５−２１６のうちの一方は閉じているが、他
方は開いており、これらのスイツチの形態は２つ
の連続する点火状態の間で変化する。一次巻線２
０７，２０８の端部の一方は電源の正極に、他方
は２個の電力スイツチ２０９，２１０に、トラン
ジスタのダーリントン配置による公知の方法で構
成してそれぞれ接続してある。

スイツチ２１０が閉じると、スイツチ２１５も
閉じるようにしてある。一次電流が一次巻線２０
８を流れているとし、スイツチ２１０が開くと磁
束の急束な変動がフレームに沿つて容易に伝わ
り、二次巻線２１２及び開いている補助巻線２１
４と交る。これと反対に、二次巻線２１１及び補
助巻線２１３が配置されているフレーム内では、
急速な磁束変動は伝わりにくい。それは補助巻線
２１３が短絡されていて、磁束を反対方向に生じ
させることによつて一次巻線２０８により生ずる
磁束の通過を妨げるためである。補助巻線２１３
の存在によつて、この巻線２１３と組合わされた
フレームによつて作られる磁束通路で通る磁束を
著しく制限することのできることが分るが、対称
フレームによつて作られる磁束通路には制限はな
い。スイツチ２１５，２１６を交互に閉じると二
次巻線２１１又は２１２の一方又は他方に、付勢
された一次巻線によつて磁気回路中に生じた磁束
の大部分をアツプライトすることができる。

一次巻線２０７，２０８及びそれらのそれぞれ
のスイツチをそれぞれの補助巻線２１６，２１５
と直列に配置することができ、そのように組立て
たものを電源に並列に接続する。この実施例は第
２図に示した装置と同じように働くが、これを以
下に説明する。

第２図に本発明の第２の実施例を示す。この実
施例では、磁気回路３００は第１図に記載のもの
と同じである。すなわち、単一のピースから組立
てた２個のフレームにより中央棒材３０１につい
て対称に構成してある。中央棒材３０１には装置
の単一の一次巻線３０７が巻いてあり、巻線３０
７の一端は電力スイツチ３０９に接続する。中央
棒材３０１に対して対称をなしている２個のフレ
ームには、４個のプラグに給電する二次巻線３１
１，３１２が対称に巻いてある。また中央棒材３
０１に対して対称の２個のフレームには、共通点
３１７に端部中の２つを接続した２個の対称補助
巻線３１３，３１４を配置する。スイツチ３０９
に接続してない一次巻線３０７の端部は、共通点
３１７に接続する。共通点３１７に接続してない
補助巻線３１３，３１４の端部は、正の給電電圧
を受けるコイルスイツチ３１５，３１６に接続し
てあるが、スイツチ３０９は接地してありつまり
負極性に接続してある。補助巻線３１３，３１４
は、一次巻線３０７の巻数の約半分に等しい巻数
を持ちかつ一次巻線と直列の給電によつて一次巻
線によつて生ずる方向と反対の方向の磁束が磁気
回路内に生ずるような方向に巻いてある。

スイツチ３０９を閉じると、２個のコイルスイ
ツチ３１５，３１６のうちの一方が閉じ他方が開
く。各点火時にスイツチ３１５，３１６の状態は
逆になる。スイツチ３０９を閉じ、スイツチ３１
６もまた閉じると仮定すれば、一次電流が生じて
一次巻線３０７及び補助巻線３１４を流れる。点
火の瞬間にスイツチ３０９は従来使われている任
意の型の点火コントローラにより作動を始め、こ
れにより一次電流の変動により生ずる磁束ができ
る。この磁束は２つの可能な磁束通路を持つてい
る。フレームによつて構成される一方の磁束通路
は補助巻線３１４を通過し、フレームによつて構
成される他方の磁束通路は補助巻線３１３を通過
する。補助巻線３１４が一次巻線３０７によつて
生ずる方向と反対の方向の磁束を生ずるとすれ
ば、二次巻線３１２を通る誘導磁束は減少する。
これに反して、二次巻線３１１を通過する誘導磁
束によつては、補助巻線３１３が開いているので
少しの減少も認められない。点火火花は従つて二
次巻線３１１に接続されているプラグだけに現わ
れる。このようにして磁束通路の一方の磁束は、
第１図の場合と同じように、短絡状態の二次巻線
の誘導によつて制限されるばかりでなく、逆の磁
束を生ずる補助巻線の作用によつても制限され
る。

第３図に第１図に於て説明をしたと極めて似た
装置を示してある。異つている点と云えば、第１
図の場合にあつた２個の一次巻線を使う代りに、
単一部材の形をした磁気回路４００の中央棒材４
０１に単一の一次巻線４０７を巻いて使う点であ
る。磁気回路４００は、このように中央棒材４０
１に対して対称の２個の同形フレームによつて構
成され、これらの２個のフレームの各々に対して
は、一方には二次巻線４１１−４１２を配置し、
他方には補助巻線４１３−４１４を配置する。こ
れらの二次巻線４１１，４１２は、２個の点火プ
ラグ４２０，４２０に接続する。フレームの一方
にはエレメント４１１，４１３を他方にはエレメ
ント４１２，４１４をそれぞれ持たせ、巻線４１
３，４１４はその端子間にそれぞれのサイリスタ
４１５−４１６によつて構成されたスイツチを備
える。サイリスタ４１５，４１６のゲートはセン
サ４２１でコントロルされるが、このセンサ４２
１はパルスを直接サイリスタ４１５に送るがサイ
リスタ４１６にはインバータ４２２によつて送る
一次巻線４０７には点火コントロル装置４２３に
よつて給電する。コントロル装置４２３は、車両
の速度に応ずる信号を点火回路４２５に送るセン
サ４２４を備え、点火回路４２５はコントロルパ
ルスをトランジスタ４２６の集まり（例えばダー
リントン配置状態の）に送り、このトランジスタ
４２６から成る集まりは、電力スイツチを構成し
ている。

第４図には、以上に述べた回路の種々の点に於
ける電流又は電圧を線図的に示してある。スイツ
チ４２６のベースに第４図の第１行目にある正方
形パルスを送るものとし、立上り又は上昇してい
る前面は一次巻線の付勢の始まりに相当し、下降
している前面は点火の瞬間に相当する。第４図の
第２行目は、一次巻線４０７に於ける電流の発生
を示す。第３行目は、センサ４２１によつて放出
されサイリスタ４１５のゲートにより又は反転後
はサイリスタ４１３のゲートにより直接に受ける
信号を示す。第４行目及び第５行目は、それぞれ
補助巻線４１３，４１４内の電流を示す。

センサ４２１によつて供給される信号の立上り
前面が、電力スイツチ４２６に送られる信号の下
降前面より先行して起ることに注意しなければな
らない。その結果として、電力スイツチ４２６が
開いているときはサイリスタ４１５又は４１６の
一方又は他方が常に閉じている。スイツチ４２６
の開く瞬間にサイリスタが導通していると仮定す
るならば、一次巻線４０７によつて生ずる磁束の
急速な変動は短絡状態にある補助巻線４１３によ
つて弱められ、開いた回路の状態にある補助巻線
４１４によつては弱められない。その結果として
磁束は第３図の中央棒材４０１の左方の磁束通路
上に制限され、第３図の中央棒材４０１の右方の
磁束通路上では制限されない。点火火花は１個の
二次巻線４１２に接続されたプラグ４２０にだけ
発生する。

４シリンダ４ストロークエンジンを点火するこ
とを可能にする本装置に於ては、従来使われてき
た装置に比較して磁気回路を作るのに必要な多量
の磁性材料の減少が見られるばかりでなく、一次
巻線の形成に必要な銅の所要量の削減も行なわれ
ることが分る。

第５図にはもう１つの実施例を線図的に示して
あり、これと組合わせて中央棒材５０１のまわり
にこの中央棒材５０１に戻りまた各々が磁束通路
を構成する４個の磁性フレームがある。この装置
は単一の一次巻線５０２を備え、フレームの各々
には二次巻線５０３及び補助巻線５０４を備えて
いる。二次巻線５０３の各々は、１個又は２個の
点火プラグに巻線の端部の一方を接地し他方をプ
ラグに接続するか、或はまた二次巻線の端の一方
を他方の電極を接地した２個のプラグの電柱の一
方に接続するかすることによつて、所望により１
個又は２個の点火プラグに接続される。補助巻線
５０４は、その端子間に例えばサイリスタで構成
されたスイツチ（図示してない）を備え、二次巻
線の各々を短絡させ又は開くことは、対応するス
イツチのサイリスタのゲーテイングによつてコン
トロルされる。

このように、各点火時期には補助巻線５０４の
うちの１つを除いてすべての巻線が短絡するよう
に配置されている。この装置は第３図のものと全
く同じように動作することが分るが、相違する点
は２個のフレームの代りに４個のフレームを持つ
ている点である。作動原理を変更することなく４
個よりも多い数のフレームを備えるようにしてよ
いことも極めて明白である。

第５図の装置では、補助巻線５０４を第２図の
装置について述べたと同様一次巻線５０２と直列
に接続することができ、またこの場合には、各点
火時期に補助巻線と組合わされているすべてのス
イツチを、磁束が弱められずに流れることのでき
るフレームのうちの１つを決定する巻線を除い
て、閉じるように配置してある。

〔発明の効果〕

上記のように、本発明により、小型でしかも部
品数の少ない構成でありながら磁束通路における
磁束を精密に制御しまたキヤンセルすることので
きる、低コスト高性能の内燃機関点火用高圧電流
発生配分装置が得られる。

【図面の簡単な説明】

第１図および第２図は本発明による２個の実施
例の概略図、第３図はさらに詳細を示す第３の実
施例の概略図、第４図は第３図に示す回路の各点
に於ける電流及び信号を示すグラフ、第５図は第
３図に示す型と同じ型ではあるが更に多数の点火
プラグへの分配を可能にする本発明による装置の
斜視図である。 ４００……磁気回路、４０１……中央棒材、４
０７……一次巻線、４１１，４１２……二次巻
線、４１３，４１４……補助巻線、４１５，４１
６……サイリスタ、４２０……点火プラグ、４２
１……センサ、４２２……インバータ、４２３…
…コントロル装置、４２４……センサ、４２５…
…点火回路、４２６……トランジスタ。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 内燃機関特に自動車用内燃機関のｐ個の点火
   プラグを点火するために、少なくとも１個の電力
   スイツチによつて給電されるq¹個の一次巻線と、
   少なくとも２個の可能な磁束通路を備えた単一の
   磁気回路によつて一次巻線と結合され各々少なく
   とも１個の点火プラグに高圧電流を給電するq²個
   の二次巻線とを含んで成り、q¹、q²及びｐは整数
   で、q¹≧１、q²≧q¹、ｐ≧q²とした高圧電流発生
   及び配分装置において、 磁束通路に、各々スイツチによつて開くことが
   できるようにしたq³個、q³は整数でq³≧q²、の補
   助巻線を設けて、各磁束通路における磁束又はそ
   の変動を制限するか又は全くキヤンセルすること
   のできるようにしたことを特徴とする、高圧電流
   の発生及び配分装置。 ２ 磁気回路を共通辺を備えたq²個のフレームで
   構成した前項１に記載の装置。 ３ 各フレームに、その共通辺以外の辺に、一次
   巻線、二次巻線及び補助巻線を持たせた前項２に
   記載の装置。 ４ 一次巻線を給電極性の１つとそれに組合わさ
   れた電力スイツチとの間に並列に接続し、q¹個の
   電力スイツチを順番に操作するようにした前項３
   に記載の装置。 ５ 各一次巻線の端子間にコイルスイツチを取り
   付けて個々のコイルスイツチを機関が一定速度で
   回転できるように時間的に次々とかつ周期的に制
   御可能とし、そして単一の電力スイツチを一次巻
   線の集まりと直列に取付けた前項３に記載の装
   置。 ６ 単一の一次巻線をq²個のフレームの共通辺に
   配置し、さらに各フレームの他辺に二次巻線及び
   補助巻線を持たせた前項２に記載の装置。 ７ 各補助巻線の端子間にスイツチを設けた前項
   ３又は６に記載の装置。 ８ 一次巻線を、電力スイツチによつて給電極性
   の一方に接続し、他方の極性に直接に接続した前
   項６に記載の装置。 ９ 一次巻線を電力スイツチによつて給電極性の
   一方に接続すると共に他端をq³個の補助巻線の共
   通点に接続し、この共通点に接続しなかつた各補
   助巻線の端部を他の極性によつて給電されるスイ
   ツチに接続した前項６に記載の装置。 １０ 補助巻線のスイツチを、センサによつてゲ
   ートが制御されるサイリスタにした前項１に記載
   の装置。 １１ 各一次巻線を同じフレームの補助巻線と直
   列に接続した前項４に記載の装置。 １２ 二次巻線中の少くとも１個の巻線により単
   一のプラグに給電するようにした前項１〜１１の
   いずれかに記載の装置。 １３ 二次巻線中の少くとも１個の巻線により、
   タイミングがサイクル中反対であるシリンダに相
   当する２個のプラグを、付勢するようにした、４
   ストローク内燃機関用の、前項１〜１２のいずれ
   かに記載の装置。