JP3302587B2 - コンデンサ充放電式点火装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、自動車，自動二輪
車等のエンジンを起動させるイグニッションキースイッ
チを、そのキーにより操作した場合にのみエンジンを起
動するようにしたコンデンサ充放電式点火装置に関する
ものである。

【０００２】

【従来の技術】従来のコンデンサ充放電式点火装置とし
ては、例えば特開昭59−165864号公報や実開平 3− 278
81号公報に示されるものがあるが、これらの基本的回路
構成として示された図５により従来例を説明する。図５
において、１は直流電源（バッテリー）、２はイグニッ
ションキースイッチ（以下ＩＧＮキースイッチと略称す
る）で、端子Ａ，Ｂ間をオン・オフするスイッチｘを有
する。３はＤＣ−ＤＣコンバータで、整流ダイオードＤ
1 ，平滑コンデンサＣ1 ，トランスＴ1 ，スイッチング
トランジスタＱ1 ，高周波スイッチング発振器によるス
イッチング回路４等から構成されている。５はイグニッ
ションコイル（以下ＩＧＮコイルと略称する）、６は点
火のタイミングを検出するパルサーコイル、Ｄ2 ，Ｄ3
は整流ダイオード、Ｓ1 は点火用サイリスタ、Ｃ2 は点
火用コンデンサ、７は点火用コンデンサＣ2 が過充電さ
れたときこれを検出する過電圧検出回路、８は制御回路
でパルサーコイル６の信号により点火用サイリスタＳ1
を点弧動作を制御すると共に、過電圧検出回路７の出力
信号に基づきスイッチング回路４の動作を制御するもの
である。

【０００３】この回路動作は、ＩＧＮキースイッチ２を
オン操作してその接点ｘを閉成すると、直流電源１が端
子Ａ，Ｂを介してＤＣ−ＤＣコンバータ３に接続され、
制御回路８によりスイッチング回路４を動作させ、スイ
ッチングトランジスタＱ1 をスイッチングし、トランス
Ｔ1 を通して点火用コンデンサＣ2 が充電される。この
充電により点火用コンデンサＣ2 が規定値電圧に達した
とき、過電圧検出回路７が動作して制御回路８を通して
スイッチングトランジスタＱ1 の動作を停止させる。次
に、エンジンが回転を始めるとパルサーコイル６より点
火信号が制御回路８に入力され、点火用サイリスタＳ1
を点弧し、点火用コンデンサＣ2 のエネルギーをＩＧＮ
コイル５へ放電し、エンジンを点火する。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
コンデンサ充放電式点火装置は、ＩＧＮキースイッチ２
のオン操作によってその接点ｘを閉成（オン状態）させ
ることにより、エンジンを起動させることができるもの
である。そのため、自動車などのうち特に自動二輪車の
ようにエンジン回りの配線が操作可能になっている場合
は、ＩＧＮキースイッチ２の端子Ａ−Ｂ間に配線されて
いる接続線を、別の電線を用いてその間を直接接続する
ことにより、ＩＧＮキースイッチ２の接点ｘをオンさせ
たと同じ状態にすることが可能になる。本発明はかかる
欠点を解決するためになされたもので、ＩＧＮキースイ
ッチの端子Ａ，Ｂ間を別の接続線を用いて接続しても、
エンジンが起動されないコンデンサ充放電式点火装置を
提供するもので、特に本発明はエンジンの駆動電源が直
流電源のほか交流発電機を用いる場合においても、確実
にその機能を達成するコンデンサ充放電式点火装置を提
供するものである。

【０００５】

【課題を解決するための手段】本発明によるコンデンサ
充放電式点火装置は、直流電源及び／又は発電機出力に
よる駆動電源と、ＤＣ−ＤＣコンバータと、前記駆動電
源とＤＣ−ＤＣコンバータとの間の接続をオン・オフす
るスイッチ（第１のスイッチ）を有するイグニッション
キースイッチと、前記ＤＣ−ＤＣコンバータの出力を整
流した後充電する点火用コンデンサと、該点火用コンデ
ンサの充電電荷をパルサーコイルの出力信号にもとづい
て放電するよう動作する点火用サイリスタと、前記放電
電流により点火動作する点火コイルとから構成されたコ
ンデンサ充放電式点火装置において、前記イグニッショ
ンキースイッチ内に、該イグニッションキースイッチの
前記第１のスイッチのオン・オフ動作と連動してオフ・
オン動作するよう設けられた第２のスイッチと、該第２
のスイッチの端子間に接続されると共にその一端が前記
第１のスイッチの出力側に接続された非線形素子とを設
けると共に、前記非線形素子の出力側電圧が交流半波電
圧の場合にその一定電圧以下の電圧を記憶する第１のコ
ンデンサと前記出力側電圧が所定低電圧以上の場合に動
作する第１のトランジスタとを有する第１の電圧検出回
路と、前記非線形素子の入力側電圧が交流半波電圧の場
合に一定電圧にクランプするツェナーダイオードと該交
流半波電圧が一定電圧以下の場合にその電圧を記憶する
第２のコンデンサと前記非線形素子の出力側電圧が該非
線形素子の入力側電圧よりも該非線形素子による電圧降
下分だけ低い場合に動作する第２のトランジスタとを有
する第２の電圧検出回路と、該第２の電圧検出回路の出
力が交流半波電圧の場合にこれを平滑する第３のコンデ
ンサと第３のトランジスタとを有する平滑回路とからな
るキースイッチ動作検出回路を備え、前記イグニッショ
ンキースイッチの動作による前記第１のスイッチのオン
動作と前記第２のスイッチのオフ動作時に検出される前
記非線形素子の端子間電圧により、前記キースイッチ動
作検出回路を動作せしめ、該キースイッチ動作検出回路
の出力により前記点火動作をさせるようにしたものであ
る。

【０００６】

【発明の実施の形態】図１は、本発明の一実施例回路図
であり、図５に示した従来例の回路図と同一部分は同一
符号で示し、その説明を省略する。図１において、１１
は交流発電機で発電機のコイルＬ1 ，Ｌ2 を有し、直流
電源１に代って点火装置に駆動電源として供給したり、
或いは直流電源１を充電し、更にランプ１２を点灯させ
たりする機能を持っている。なお、１３は前述した各用
途に電力を供給するための制御部である。１４はイグニ
ッションキースイッチ（以下ＩＧＮキースイッチと略称
する）で、端子Ａ，Ｂ間のスイッチｘの他に、このスイ
ッチｘのオン・オフ動作と逆の動作を行うスイッチｙを
端子Ｃ，Ｄ間に設け、この端子Ｃ，Ｄ間には非線形素子
としてツェナーダイオードＺ1 が設けられ、このツェナ
ーダイオードＺ1のカソード側は、ＩＧＮキースイッチ
１４の出力側の端子Ｂに接続されている。なお、ＩＧＮ
キースイッチ１４のスイッチｘ，ｙの動作は、図２
（ａ）（ｂ）に示すように、図示してないＩＧＮキーに
より、ＩＧＮキースイッチ１４をオフ状態（図２
（ａ））にしてある場合は、スイッチｘはオフ，スイッ
チｙはオン状態にある。また、ＩＧＮキースイッチ１４
がオン状態（図２（ｂ））にしてある場合は、スイッチ
ｘはオン，スイッチｙはオフ状態に、両者は連動して切
り替わるものである。従って、ＩＧＮキースイッチ１４
のオフ操作時は、端子Ｃ，Ｄ間に設けられたツェナーダ
イオードＺ1 は短絡状態となり、ＩＧＮキースイッチ１
４のオン操作時はその短絡が解除され、ツェナーダイオ
ードＺ1 は端子ＢとＺ端子との間の回路に接続されるも
のである。

【０００７】１５はＩＧＮキースイッチ１４が、図２
（ｂ）に示すように正規に動作しているか否かを検査す
るキースイッチ動作検出回路で、第１の電圧検出回路１
６，第２の電圧検出回路１７及び平滑回路１８から構成
されており、ＩＧＮキースイッチ１４のオン動作時に、
端子Ａ，Ｂ間を閉成するスイッチｘをオン状態とし、端
子Ｃ，Ｄ間を開放状態とするスイッチｙをオフ状態とし
て、キースイッチ動作検出回路１５を動作状態とし、こ
のキースイッチ動作検出回路１５の出力により制御回路
８を動作させるものである。なお、第２の電圧検出回路
１７のツェナーダイオードＺ2 は、電源電圧が交流発電
機が接続された、所謂バッテリーオープンの場合で、交
流半波電圧が入力されたとき、キースイッチ動作検出回
路１５の各素子を高電圧から保護するためのバッテリー
オープン時の保護回路である。

【０００８】次に、図２（ｂ）に示すＩＧＮキースイッ
チ１４のオン状態における動作を説明する。ＩＧＮキー
スイッチ１４のオン動作により、直流電源１又は交流発
電機１１からスイッチｘを通して、キースイッチ動作検
出回路１５の第２の電圧検出回路１７のＢＡＴ端子（電
源端子）に電圧ＶＢが印加されると共に、第１の電圧検
出回路１６のＺ端子（検出端子）にはスイッチｘの端子
Ａ→端子Ｂ→ツェナーダイオードＺ1 →スイッチｙの端
子Ｄを通して電圧ＶＺが印加される。ＢＡＴ端子の電圧
は、抵抗Ｒ1 を通してトランジスタＱ2 のコレクタ端子
に電圧ＶＢが印加され、Ｚ端子の電圧は抵抗Ｒ5 を通し
てトランジスタＱ3 をオンして、抵抗Ｒ3 に印加され
る。このことにより、トランジスタＱ3 のコレクタ電圧
は、ほぼＺ端子の電圧ＶＺと等しくなる。従って、ツェ
ナーダイオードＺ1 の電圧降下によるＶＢ＞ＶＺの条件
が整えばトランジスタＱ2 はオンし、抵抗Ｒ6 を通して
コンデンサＣ5 は充電される。コンデンサＣ5 に一定レ
ベルの電圧があればトランジスタＱ4 はオンし、制御回
路８に点火動作許可を出す。この状態がＩＧＮキースイ
ッチ１４の正常動作と判断された結果である。

【０００９】次に、直流電源１がオープン状態であっ
て、ＩＧＮキースイッチ１４が正常動作時の交流発電機
１１の出力の交流半波電圧がＢＡＴ端子（電源端子）
と、Ｚ端子（検出端子）に印加された場合のキースイッ
チ動作検出回路１５の動作を、図３の動作波形図により
説明する。ＢＡＴ端子とＺ端子には図３（ａ）の交流半
波電圧が印加される。この交流半波電圧はコンデンサＣ
1 で図３（ｂ）のように平滑され、点火装置の電源とし
て供給される。Ｚ端子の交流半波電圧波形はＢＡＴ端子
の交流半波電圧波形に対し、ツェナーダイオードＺ1 に
よる電圧降下分の△ＶZ1分電圧が低く、図３（ａ）のよ
うになる。この波形はバッテリーオープン時の第２の電
圧検出回路１７の入力過電圧保護用のツェナーダイオー
ドＺ2 によって、各端子の入力波形が一定電圧、例えば
３０Ｖでクランプされる。その後第２の電圧検出回路１
７及び第１の電圧検出回路１６のコンデンサＣ3 ，Ｃ4
により各入力電圧波形が一定時間記憶される。これを図
３（ｃ）に示す。この交流発電機１１の交流半波電圧が
前述した一定電圧以上でツェナーダイオードＺ2 でクラ
ンプされている状態、即ちツェナーダイオードＺ2 に電
流が流れている区間はトランジスタＱ2 を逆バイアスし
ているのでトランジスタＱ2 は全く動作しない。それ以
外は前記の直流電源１がある場合と同様である。

【００１０】これらのタイミングは図３（ｄ）に示すよ
うに、交流半波電圧の立上り時にはトランジスタＱ2 の
動作できる状態、即ちコンデンサＣ3 とＣ4 とのツェナ
ーダイオードＺ2 の電圧降下に相当する電位差は極めて
短い区間ｔ1 である。しかし交流半波電圧の立下がり時
にはコンデンサＣ3 ，Ｃ4 （Ｃ4 容量値≧Ｃ3 容量値）
で各入力電圧波形は一定時間記憶されているので、トラ
ンジスタＱ2 の動作状態の区間はｔ2 と長くなり、コン
デンサＣ5 に図３（ｅ）に示すタイミングで充電，平滑
を行う。従って、交流半波電圧の入力時でもトランジス
タＱ4 が不安定動作をすることがない。また、この時点
で、平滑化された電圧ＶC5は、トランジスタＱ4 の動作
可能なスレショールドレベル以上の電圧が確保できる。
この以降の動作は、直流電源１がある場合と同様であ
る。以上のことから、バッテリーオープン状態において
も、直流電源１がある場合と同様に安定した動作ができ
る。

【００１１】次に、ＩＧＮキースイッチ１４が操作され
ない状態（図２（ａ）の状態）で、ＩＧＮキースイッチ
１４を外部端子より故意に電線等で短絡又は開放して点
火装置を起動させようとしても、点火装置が動作しない
ことについて、次の表１に基づいて説明する。

【００１２】

【表１】

【００１３】なお、表１のNo１の状態は、前述したＩＧ
Ｎキースイッチ１４を正常に動作させた場合を示してお
り、トランジスタＱ2 のコレクタ電圧はＶＢ、トランジ
スタＱ3 のコレクタ電圧はＶＢ−ＶＺとなる。従って、
コンデンサＣ5 の電圧はＶＺとなり、トランジスタＱ4
を動作させ、制御回路８に起動信号を出力して、点火装
置を動作させることができる。次に、表１のNo２の状態
は、端子Ａ，Ｄ間を電線等で短絡させた場合である。こ
の場合は、ツェナーダイオードＺ1 がスイッチｘにより
短絡されているため、ＢＡＴ端子とＺ端子は共に電圧が
ＶＢと同電位であるため、トランジスタＱ2 のコレクタ
電圧とトランジスタＱ3 のコレクタ電圧とも同電位とな
り、トランジスタＱ2 が動作せず、従って、コンデンサ
Ｃ5 には電圧が印加されず、キースイッチ動作検出回路
１２から制御回路８に起動信号は送出されないため、点
火装置は始動しない。

【００１４】次に、表１のNo３の状態は、端子Ａ，Ｂ間
を電線等で短絡させた場合である。この場合も、前述し
たNo２と同様に、ＢＡＴ端子とＺ端子とはＶＢの同電位
であり、点火装置は始動しない。次に、表１のNo４の状
態は、端子Ｂ，Ｄ間を電線等で短絡させた場合である。
この場合は、直流電源１又は交流発電機１１からの電圧
が印加されないため、ＢＡＴ端子とＺ端子とは零電位で
あり、点火装置は始動しない。次に、表１のNo５の状態
は、端子Ａ，Ｄ間と端子Ａ，Ｂ間との両者を電線等で短
絡させた場合である。この場合も、前述したNo２又はNo
３と同様に、ＢＡＴ端子とＺ端子とはＶＢの同電位であ
り、点火装置は始動しない。次に、表１のNo６の状態
は、端子Ａ，Ｄ間と端子Ｂ，Ｄ間との両者を電線等で短
絡させた場合である。この場合も、前述したNo２と同様
に、ＢＡＴ端子とＺ端子とはＶＢの同電位であり、点火
装置は始動しない。

【００１５】次に、表１のNo７の状態は、端子Ａ，Ｄ間
を電線等で短絡させると共に、ＢＡＴ端子をオープンに
した場合である。この場合も、前述したNo２と同様に、
ＢＡＴ端子とＺ端子とはＶＢの同電位であり、点火装置
は始動しない。次に、表１のNo８の状態は、端子Ａ，Ｂ
間を電線等で短絡させると共に、Ｚ端子をオープンにし
た場合である。この場合も、前述したNo２と同様に、Ｂ
ＡＴ端子とＺ端子とはＶＢの同電位であり、点火装置は
始動しない。次に、表１のNo９〜No１２の状態は、いず
れも前述したNo４と同様に直流電源１又は交流発電機１
１からの電圧が印加されないため、ＢＡＴ端子とＺ端子
とは零電位であり、点火装置は始動しない。なお、前述
の図１に示した実施例では、ＩＧＮキースイッチ１４の
内部に設けられる非線形素子としてツェナーダイオード
Ｚ1 を用いたが、ツェナーダイオードのほかに、図４
（ａ）（ｂ）に示すようにトランジスタＱ5 やダイオー
ドＺa〜Ｚc を用いても同様な作用効果を得ることがで
きる。

【００１６】このように本発明は、点火装置の駆動電源
が直流電源１及び／又は交流発電機１１のいずれの場合
であっても、ＩＧＮキースイッチ１４を正常に操作し
て、そのスイッチｘをオン，スイッチｙをオフ状態とし
た場合には、第１の電圧検出回路１６，第２の電圧検出
回路１７及び平滑回路１８から構成されたキースイッチ
動作検出回路１５で、ＩＧＮキースイッチ１４に設けら
れた非線形素子であるツェナーダイオードＺ1 の両端間
の電位差を検出して、点火回路を起動させるものであ
る。そして、ＩＧＮキースイッチ１４の各端子間の短絡
や各端子のアースへの接続などによっては、点火回路を
起動することは極めて困難である。即ち、ＩＧＮキース
イッチ１４に内蔵されている非線形素子の動作特性を知
り得ない状態では、点火回路を起動させることはできな
い。また、非線形素子は他の回路素子との関係により、
特性の異なる素子に容易に変更し得るものであり、その
動作特性を知ることは極めて困難である。

【００１７】

【発明の効果】以上詳細に説明したように、本発明によ
り点火装置の駆動電源が直流電源又は交流発電機であっ
ても、ＩＧＮキースイッチ１４が正規に操作された状態
ではエンジンが起動する。しかし、ＩＧＮキースイッチ
の外部端子間を短絡又は開放させるなどの工作によって
は、エンジンを起動させることは極めて困難となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明のコンデンサ充放電式点火装置の一実施
例を示す回路図である。

【図２】本発明の使用するイグニッション・キースイッ
チの不動作状態と、動作状態を示す回路構成図である。

【図３】本発明において交流発電機の電源を用いた場合
のキースイッチ動作検出回路の動作波形図である。

【図４】本発明のＩＧＮキースイッチ内部に設けられる
非線形素子の他の実施例である。

【図５】従来のコンデンサ充放電式点火装置の一例を示
す回路図である。

【符号の説明】

１ 直流電源 ２，１４ イグニッションキースイッチ（ＩＧＮキース
イッチ） ３ ＤＣーＤＣコバータ ４ スイッチング回路 ５ イグニッションコイル（ＩＧＮコイル） ６ パルサーコイル ７ 過電圧検出回路 ８ 制御回路 １１ 交流発電機 １２ ランプ １３ 制御部 １５ キースイッチ動作検出回路 １６ 第１の電圧検出回路 １７ 第２の電圧検出回路 １８ 平滑回路 Ｚ1 ，Ｚ2 ツェナーダイオード Ｄ1 〜Ｄ5 整流ダイオード Ｃ1 整流コンデンサ Ｃ2 点火用コンデンサ Ｃ3 ，Ｃ4 電圧記憶用コンデンサ Ｃ5 キースイッチ動作記憶コンデンサ Ｑ1 スイッチングトランジスタ Ｑ2 〜Ｑ5 トランジスタ Ｔ1 トランス Ｓ1 点火用サイリスタ Ｒ1 〜Ｒ7 抵抗器 Ｌ1 ，Ｌ2 発電機のコイル Ｚa 〜Ｚc ダイオード

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 今野 健志 埼玉県和光市中央１丁目４番１号 株式 会社本田技術研究所内 (56)参考文献 特開 平８−261126（ＪＰ，Ａ) 特開 平４−201684（ＪＰ，Ａ) 特開 平４−325775（ＪＰ，Ａ) 特開 平４−272476（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) H02P 3/08 H02P 11/04

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 直流電源及び／又は発電機出力による駆
   動電源と、ＤＣ−ＤＣコンバータと、前記駆動電源とＤ
   Ｃ−ＤＣコンバータとの間の接続をオン・オフするスイ
   ッチ（第１のスイッチ）を有するイグニッションキース
   イッチと、前記ＤＣ−ＤＣコンバータの出力を整流した
   後充電する点火用コンデンサと、該点火用コンデンサの
   充電電荷をパルサーコイルの出力信号にもとづいて放電
   するよう動作する点火用サイリスタと、前記放電電流に
   より点火動作する点火コイルとから構成されたコンデン
   サ充放電式点火装置において、 前記イグニッションキースイッチ内に、該イグニッショ
   ンキースイッチの前記第１のスイッチのオン・オフ動作
   と連動してオフ・オン動作するよう設けられた第２のス
   イッチと、該第２のスイッチの端子間に接続されると共
   にその一端が前記第１のスイッチの出力側に接続された
   非線形素子とを設けると共に、 前記非線形素子の出力側電圧が交流半波電圧の場合にそ
   の一定電圧以下の電圧を記憶する第１のコンデンサと前
   記出力側電圧が所定低電圧以上の場合に動作する第１の
   トランジスタとを有する第１の電圧検出回路と、前記非
   線形素子の入力側電圧が交流半波電圧の場合に一定電圧
   にクランプするツェナーダイオードと該交流半波電圧が
   一定電圧以下の場合にその電圧を記憶する第２のコンデ
   ンサと前記非線形素子の出力側電圧が該非線形素子の入
   力側電圧よりも該非線形素子による電圧降下分だけ低い
   場合に動作する第２のトランジスタとを有する第２の電
   圧検出回路と、該第２の電圧検出回路の出力が交流半波
   電圧の場合にこれを平滑する第３のコンデンサと第３の
   トランジスタとを有する平滑回路とからなるキースイッ
   チ動作検出回路を備え、 前記イグニッションキースイッチの動作による、前記第
   １のスイッチのオン動作と前記第２のスイッチのオフ動
   作時に検出される前記非線形素子の端子間電圧により、
   前記キースイッチ動作検出回路を動作せしめ、該キース
   イッチ動作検出回路の出力により前記点火動作をさせる
   ようにしたことを特徴とするコンデンサ充放電式点火装
   置。
2. 【請求項２】 前記第２の電圧検出回路の第２のトラン
   ジスタを前記交流半波電圧の立ち下がりで動作させて、
   前記第３のコンデンサを充電するようにした請求項１記
   載のコンデンサ充放電式点火装置。