JPS6243072B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は内燃機関の点火装置に関し、詳しく
は、特殊原理によりスパークの持続時間を長くし
た点火装置に関するものである。

一般に内燃機関の点火装置としては、昇圧コイ
ルのインダクシヨン効果を利用した所謂ケタリ
ン・タイプのものが広く使用されているが、これ
はポイントが開した瞬間、１回だけスパークが出
るにすぎないため、始動時のバツテリー電圧の低
下による減衰、高速回転時の昇圧コイルのインピ
ーダンスの変化による減衰、急加速時の昇圧コイ
ルの立上り遅れによるエンジンの息づき、プラグ
汚れによる減衰又は失火等が免れず、エンジンの
性能を充分に発揮せしめることができないのみで
なく、有毒な排気ガスも増大する欠点を有してい
る。これに対して、昇圧コイルに高周波発振回路
を結合し、ポイントがオフしている期間、２次側
に高周波高電圧を誘起せしめ、スパークを連続的
に発生させるタイプのものが種々提案されてい
る。この種の点火装置によれば、スパークが持続
するため、ケタリン式などに比べて失火が軽減
し、高速回転時のスパーク電圧の低下もなくなる
等、幾多の長所を有している。しかし反面、ポイ
ントがオフの期間中スパークを連続して発生させ
ると、エンジンの爆発行程が過ぎてポイントがオ
ンの期間に入つてもスパークが止まらない場合が
生じるため、動作が不安定になり、低速回転の場
合には逆回転を起す原因にもなりかねないという
問題がある。従つて、連続スパークの場合、例え
ば高周波発振回路を構成しているトランジスタの
ベースにコンデンサと抵抗の時定数回路を接続
し、ポイントがオフの期間であつても、コンデン
サの充放電により発振を停止させることが試みら
れているが、エンジンは常に低速から高速、高速
から低速へと変化を繰返しており、これに追従さ
せて発振の開始・停止を調整することは極めて難
かしく、発振の立上り・立下りのずれ、それにと
もなつて点火タイミング等のずれが生じ、実用に
供されるに至つていないのが現状である。

本発明は上述の事情に鑑みなされたもので、従
来のケタリン式と全く同じように昇圧コイルの２
次高圧を立上らせ、そのスパークの持続時間だけ
を長くさせることを基本とした新規の点火装置を
提供することにある。以下、図示の実施例により
本発明の内容を詳細に説明する。

第１図は本発明の基本回路図である。図中、
SWはエンジンスイツチ、Ｐとポイント、Ｌ１は
昇圧コイルの１次側、Ｌ２は２次側である。Ｔ１
およびＴ２はスイツチングトランジスタで、一方
がオンの時、他方はオフ状態をとるものである。
Ｔ３はポイントＰの開閉に同期してトランジスタ
Ｔ１をオン・オフさせるトランジスタであり、Ｒ
４，Ｒ１５は該トランジスタＴ３の動作点を決め
るバイアス抵抗である。Ｒ１，Ｒ２，Ｒ３はトラ
ンジスタＴ１のバイアス抵抗、Ｃ１は抵抗Ｒ３の
バイパスコンデンサ、Ｒ５はトランジスタＴ１が
オフの時、トランジスタＴ２のコレクタ電流が飽
和するぐらいの抵抗値をとる抵抗である。Ｒ６は
トランジスタＴ２のベース電流の微調整用抵抗、
Ｃ３は抵抗Ｒ６のバイパスコンデンサである。ト
ランジスタＴ２のコレクタは抵抗Ｒ７、コンデン
サＣ２を通してトランジスタＴ１のベースに結合
され、正帰還がかゝるようになつている。

今、エンジンスイツチSWはオン状態にあると
する。この場合、ポイントＰが閉であると、トラ
ンジスタＴ３は、そのベース電流がほゞ零になる
ためオフ状態をとり、従つてトランジスタＴ１も
オフである。この時、抵抗Ｒ５，Ｒ６を通してト
ランジスタＴ２にベース電流が流れるため、該ト
ランジスタＴ２はオン状態をとり、コイルＬ１、
トランジスタＴ２の直列回路に電流が流れる。即
ち、トランジスタＴ２を破線のポイントで置替え
れば、コイルＬ１、トランジスタＴ２の直列回路
は従来のケタリン式と全く同じであり、コイルＬ
１には、従来の破線で示したポイントに流した時
と同量の電流がトランジスタＴ２を通して流れる
ことになる。

ポイントＰが開になると、トランジスタＴ３に
ベース電流が流れて該トランジスタＴ３はオン
し、これに追従してトランジスタＴ１もオンす
る。これにより、抵抗Ｒ５を通る電流はほゞトラ
ンジスタＴ１，Ｔ３の経路で流れ、トランジスタ
Ｔ２のベース電流は消滅するため、該トランジス
タＴ２はオフとなる。即ち、コイルＬ１の電流は
急激に零となり、コイルＬ２に高電圧が誘起され
る。この時のコイルＬ２の高電圧の立上り、出力
は従来のケタリン式と同じである。同時に、ポイ
ントＰが開になつてトランジスタＴ３がオンする
ことにより、トランジスタＴ１，Ｔ２が発振を開
始し、該トランジスタＴ１，Ｔ２はオン、オフを
交互に繰返す。その後、ポイントＰが閉になる
と、トランジスタＴ３はオフとなり、最初の状態
に戻ることになる。

上記トランジスタＴ１，Ｔ２がスイツチング動
作を繰返している期間、昇圧コイルの２次側に高
電圧が誘起される。この高電圧の振幅は、はじめ
はほゞ所望の値を維持しているが、コイルＬ１の
逆起電力が減少するに従つて次第に減少し、遂に
は消滅する。従つて、エンジンの高速回転の場合
に支障のないように、スイツチングの時間（正確
には、スパークの起らない程度までに昇圧コイル
の誘起電圧が減少する時間）を定めればよい。こ
のようにすれば、昇圧コイルの２次側誘起電圧の
立上りの遅れ、スパークの連続の弊害、タイミン
グのずれ等は全くなく、従来のケタリン式と同じ
で、たゞスパークの持続時間が長くなるだけであ
る。

次に、第１図の回路を用いた本発明の一実施例
について説明する。

エンジンは低速から最高速まで回転の差が大き
く、最高速度に適応するようにスパークの持続時
間を短かく設定すれば、低速回転時、連続スパー
クの効果が半減する。第２図はエンジンの低速、
高速回転に応じてスパークの持続時間を変化させ
るようにした実施例である。

第２図において、破線で囲つた部分は第１図と
同様の構成である。たゞし、便宜上、第２図では
一部省略して示されている。Ｔ４は抵抗Ｒ５と電
源間に挿入されたトランジスタで、これをオフす
ることによりトランジスタＴ１，Ｔ２のスイツチ
ング動作を停止せしめるものである。Ｔ５はトラ
ンジスタＴ４をオン・オフするためのトランジス
タで、その制御はコンデンサＣ４の電位変化で該
トランジスタＴ５をオン・オフすることで達成す
る。コンデンサＣ４はダイオードＤ１を通してポ
イントＰに接続され、該ポイントＰの開閉で電位
が変化するようになつている。抵抗Ｒ８はトラン
ジスタＴ４のベース抵抗、抵抗Ｒ９，Ｒ１０はコ
ンデンサＣ４とゝもにエンジンの低速回転時のト
ランジスタＴ５のオン・オフ動作時間を決めるも
のである。Ｔ６は抵抗Ｒ９に並列に接続されたト
ランジスタで、エンジンの回転に応じてその内部
抵抗を変化させ、トランジスタＴ５のオン・オフ
動作時間を自動調整する働きをするものである。
Ｒ１１，Ｒ１２はトランジスタＴ６のバイアス抵
抗、Ｃ０はトランジスタＴ６のベース電位をエン
ジンの回転に応じて変化させるコンデンサであ
る。コンデンサＣ０はダイオードＤ０、抵抗Ｒ０
を通してポイントＰに接続されている。第２図の
動作は以下の通りである。

ポイントＰが閉の期間、トランジスタＴ５のベ
ース電流はほゞ零であり、トランジスタＴ５はオ
フ状態にある。トランジスタＴ４は抵抗Ｒ８を通
してベース電流が流れオン状態にある。この状態
において、ポイントＰが開になると、第１図で説
明した如く、トランジスタＴ１，Ｔ２はスイツチ
ング動作を開始する。一方、ポイントＰが開にな
つたことにより、コンデンサＣ４が抵抗Ｒ１０を
通して充電され、やがて抵抗Ｒ９を通してトラン
ジスタＴ５にベース電流が流れ、トランジスタＴ
５はオン状態になる。トランジスタＴがオンする
と、トランジスタＴ４はオフとなり、トランジス
タＴ１のコレクタ電流が断たれるため、トランジ
スタＴ１，Ｔ２のスイツチング動作が停止する。
即ち、ポイントＰが開になつてから持続していた
スパークが消滅する。その後、ポイントＰが閉に
なると、コンデンサＣ４の電荷はダイオードＤ１
を通して急速に放電し、トランジスタＴ５はオ
フ、トランジスタＴ４はオン状態となる。

こゝで、ポイントＰが開になつてからトランジ
スタＴ５がオン、即ち、トランジスタＴ４がオフ
するまでの時間はＣ４とＲ１０とＲ９とトランジ
スタＴ６のコレクタ・エミツタ間抵抗で決まる。
したがつて、トランジスタＴ６のコレクタ・エミ
ツタ間抵抗を低速時は高く、高速になるにつれて
減少させるようにすると、ポイントＰが開になつ
てからトランジスタＴ５がオンするまでの時間
を、低速時は長く、高速になるに従つて短かくす
ることができる。第２図では、これを以下のよう
にして実現している。

コンデンサＣ０は、ポイントＰが開の期間には
抵抗Ｒ１１を通して充電され、ポイントＰが閉の
期間には抵抗Ｒ１２及びダイオードＤ０、抵抗Ｒ
０、ポイントＰを通して放電される。このコンデ
ンサＣ０の充放電時定数は、Ｃ０，Ｒ１１，Ｒ１
２，Ｒ０の値で決まる。この時定数を、こゝで
は、エンジンの低速回転時は、ポイントＰが開の
期間に充電された電荷がポイントＰの閉の期間で
ほとんど放電され、エンジンが高速になると、ポ
イントＰが開の期間に充電された電荷が次にポイ
ントＰが閉になるまで残ることができる値に決め
る。この結果、コンデンサＣ０の電位は、エンジ
ンが低速回転の時（ポイントの開閉動作が緩慢の
時）は低く、エンジンが高速になるに従つて上昇
する。

エンジンの低速回転時、コンデンサＣ０の電位
即ちトランジスタＴ６のベース電圧が低いため、
トランジスタＴ６のコレクタ・エミツタ間はほと
んどオープンされた状態になり、ポイントＰが開
してからトランジスタＴ５がオンするまでの時間
は長いものとなる。エンジンが高速回転に移行す
るに従つてコンデンサＣ０の電位が上昇する。こ
れはトランジスタＴ６のコレクタ・エミツタ間抵
抗の減少をもたらし、ポイントＰが開になつてか
らトランジスタＴ５がオンするまでの時間は短か
くなる。

即ち、第２図の構成をとることにより、エンジ
ンの回転が低速から高速へと移行するに応じてス
パークの持続時間を変化（低速時は長く、高速時
は短かく）させることが可能になる。

第３図は本発明の他の実施例を示したものであ
る。第１図の場合、エンジンスイツチSWを切り
忘れ、ポイントＰが閉になつたまゝの状態を維持
すると、コイルＬ１、トランジスタＴ２に電流が
流れつぱなしになり、ポイントＰが開になつた
まゝの状態を維持すると、トランジスタＴ１，Ｔ
３に電流が流れつぱなしになる。又、発電機の充
電等により電源電圧（＋Ｖ）がバツテリーの定格
電圧以上に、異状に上昇すると、ポイントＰが開
になつたときコイルＬ１に発生する逆起電力の上
昇をもたらし、スパークの持続時間が異状に長く
なることが考えられる。第３図はエンジンスイツ
チの切り忘れ、電源電圧の異状上昇による弊害を
未然に防止するようにした実施例である。

第３図において、第１図及び第２図と同様の働
きをする部分には同一の符号が付されている。な
お、第１図の回路は一部省略して示されている。
トランジスタＴ５はコンデンサＣ４の電位あるい
はトランジスタＴ７のコレクタ電位のいずれかが
上るとオンするようになつている。コンデンサＣ
４はダイオードＤ１を経てポイントＰに接続さ
れ、ポイントＰの開閉で電位が変化するものであ
る。トランジスタＴ７はコンデンサＣ５の電位に
よりオン・オフされる。コンデンサＣ５はダイオ
ードＤ２を経てポイントＰに接続される。ダイオ
ードＤ３はコンデンサＣ４の電荷がトランジスタ
Ｔ７に流入するのを防止するためのものである。

エンジンの回転中は、ダイオードＤ１を経てポ
イントＰに流れるコンデンサＣ４の放電量が大き
く、コンデンサＣ４の電位はトランジスタＴ５を
オンせしめる値まで上昇しないようにＣ４，Ｒ１
０を決めておく。一方、コンデンサＣ５の電位
は、エンジンの回転中はトランジスタＴ７がオン
するだけの値を保持するようにＣ５，Ｒ１４を決
めておく。従つて、エンジンの回転中はトランジ
スタＴ５はオフ、トランジスタＴ４はオンの状態
にあり、第１図で説明した動作を達成する。エン
ジンスイツチSWを切り忘れ、ポイントＰが閉に
なつたまゝの状態を維持すると、コンデンサＣ５
の電荷は抵抗１４、トランジスタＴ７のベース・
エミツタを通して徐々に放電し、遂にはトランジ
スタＴ７はオフする。トランジスタＴ７がオフす
るとそのコレクタ電位は上昇して、トランジスタ
Ｔ５はオン、トランジスタＴ４はオフする。トラ
ンジスタＴ４がオフすると抵抗Ｒ５の電流が断た
れ、トランジスタＴ１，Ｔ２はオフ状態となる。
又、エンジンスイツチSWを切り忘れ、ポイント
Ｐが開になつたまゝの状態を維持すると、コンデ
ンサＣ４の電位が上昇してトランジスタＴ５はオ
ン、トランジスタＴ４がオフし、この場合もトラ
ンジスタＴ１，Ｔ２はオフ状態となる。

次に電源電圧（＋Ｖ）が異状に上昇した場合で
あるが、この場合、トランジスタＴ６のベース電
流が増加するように抵抗Ｒ１１とＲ１２でバイア
スされ、トランジスタＴ６のコレクタ・エミツタ
間抵抗の減少をもたらす。これは第２図で説明し
たように、抵抗Ｒ９の抵抗値が低下したのと等価
であり、ポイントＰが開の時、トランジスタＴ５
がオン、トランジスタＴ４がオフする時間が早く
なるように働く。これにより、スパークの持続時
間は短かくなり、電源電圧の異状上昇でスパーク
の持続時間が長くなることが防止される。

以上の説明から明らかな如く、本発明の点火装
置によれば次のような顕著な効果が得られる。

(1) 昇圧コイルの１次側の電流遮断はケタリン式
と同じであり、コイルに逆起電力が生じている
期間だけ単にスパークの持続時間が長くなるだ
けで、点火タイミングのずれ等は全くなく、強
力なスパークが持続して得られる。

(2) エンジンが低速から高速回転へて移行するの
に応じてスパークの持続時間が変化するため、
低速回転時のスパーク持続時間の不足、逆に高
速回転時の超過が防止できる。

(3) エンジンキーを切り忘れても、ポイントの開
閉状態に関係なく昇圧コイル等の電流が自動的
に遮断でき、又、電源電圧が異状に上昇しても
スパーク持続時間が規定以上に伸びることはな
い。

(4) 既存の昇圧コイルがそのまゝ使用可能であ
る。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の基本回路図、第２図および第
３図は第１図の回路を用いた本発明の一実施例の
回路図である。 SW……エンジンスイツチ、Ｌ１，Ｌ２……昇
圧コイル、Ｐ……ポイント、Ｔ１〜Ｔ７……トラ
ンジスタ、Ｒ０〜Ｒ１３……抵抗、Ｃ０〜Ｃ５…
…コンデンサ、Ｄ０〜Ｄ３……ダイオード。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ カスケードに接続されて互いに相反する状態
   にスイツチングされる第１および第２のトランジ
   スタと、ポイントの開閉状態によりオン・オフす
   る第３のトランジスタとを具備し、前記第１のト
   ラジスタを前記第３のトランジスタに直列に接続
   し、前記第２のトランジスタを昇圧コイルの１次
   側に接続し、且つ、前記昇圧コイルと第２のトラ
   ンジスタの接続点をコンデンサ、抵抗を介して前
   記第１のトランジスタのベースに接続し、ポイン
   トが第１状態になるのに応じて昇圧コイルの２次
   側に高電圧を誘起し、引き続き減衰特性の高電圧
   を繰返し誘起せしめる内燃機関の点火装置におい
   て、前記第１のトランジスタと電源の間に接続さ
   れた第４のトランジスタと、該第４のトランジス
   タをポイントが第２状態のときオンとし、ポイン
   トが第１状態になるとオフとする制御回路と、前
   記第４のトランジスタのオフとなる時刻をポイン
   トの開閉周期に応じて可変とする時間調整回路と
   を設けたことを特徴とする内燃機関の点火装置。