JPH0350909B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は内燃機関の点火回路に係り、とくにエ
ンジンの回転数が所定の回転数を越えた場合に
は、その回転数以上のエンジンの過回転を防止す
るようにした点火回路に関する。

一般にガソリンエンジンにおいては、燃焼室内
に混合気を導入し、所定のタイミングで点火プラ
グによつて火花を飛ばして着火させるようにして
いる。このような点火のために用いられる点火装
置は、一次コイルと二次コイルとかなら成る点火
コイルを備え、この点火コイルの一次コイルにス
イツチング手段を接続するとともに、二次コイル
に点火プラグを接続し、上記スイツチング手段を
開成して一次コイルの電流を急激に遮断すること
により二次コイルの高電圧を誘起させ、この高電
圧によつて点火プラグに火花を発生するようにし
ている。このような点火装置に要求される条件
は、失火のない強力な火花を安定に発生させるこ
とである。

ところがエンジンの回転数が定格回転数を超え
て異常に高くなつた場合には、さらに安定に点火
が継続されると、エンジンを損傷する可能性が生
ずる。そこでエンジンの回転数が所定の回転数以
上になつた場合には、点火回路の働きによつてエ
ンジンの回転数を抑制するようにしている。

点火回路によつてエンジンの回転数を抑制する
第１の方法は、エンジンの回転数が所定の回転数
に至つた場合に、全面的に失火させる方法であ
る。ところがこのような方法によると、失火が開
始されるエンジンの制御回転数は安定するが、失
火後におけるエンジンの回転振動が大きくなると
いう欠点を生ずる。そこで第２の方法として、エ
ンジンの回転数が所定の回転数に達した場合に、
点火のタイミングを遅らせるようにする方法が提
案されている。このような遅角による過回転防止
を行なうことによつて、エンジンの回転振動を小
さく抑えることが可能になるが、エンジン自体の
機械損やエンジンの負荷の影響により、エンジン
の制御回転数の変動（バラツキ）が大きくなると
いう欠点を生ずる。

本発明はこのような問題点に鑑みてなされたも
のであつて、エンジンの回転数が所定の回転数に
なつた場合には、間欠的に失火を行なうことによ
つて、エンジンの回転数振動を小さくするととも
に、制御回転数の変動（バラツキ）をも小さくし
ながら、確実にエンジンの過回転を防止するよう
にした点火回路を提供することを目的とするもの
である。

本発明は、点火コイルの一次コイルの電流を遮
断するためのスイツチング手段と並列に第１のサ
イリスタを接続するとともに、点火のタイミング
信号を発生するピツクアツプコイルを設け、この
ピツクアツプコイルによつて充電される第１の制
御用コンデンサを第１のサイリスタのゲートに接
続し、エンジの回転数が所定の回転数以上になる
と第１の制御用コンデンサによつて第１のサイリ
スタが少なくともつぎのサイクルの点火時期まで
ゲートトリガ状態に維持されて失火されるように
し、しかも第１のサイリスタの導通に伴う主電流
によつて電圧降下を生ずる抵抗を第１のサイリス
タに接続し、この抵抗に生ずる電圧が所定の値を
越えたら充電される第２の制御用コンデンサを設
けるとともに、ピツクアツプコイルと並列に接続
されている第２のサイリスタのゲートに第２の制
御用コンデンサを接続し、第１のサイリスタが導
通されて失火動作が行なわれた後一定の時間第２
のサイリスタがゲートトリガ状態に維持されるよ
うにし、エンジンの回転数が所定の回転数以上に
なると点火プラグを間欠的に失火させるようにし
たものである。

以下本発明を図示の一実施例によつて説明す
る。第１図は本実施例に係る回路の例を示してお
り、この回路は点火回路１と過回転防止回路２と
から構成されている。まず点火回路１の構成につ
いて述べれば、点火回路１は点火コイル３を備え
ており、このコイル３は一次コイル４と二次コイ
ル５とから構成されている。二次コイル５は点火
プラグ６に接続されるようになつており、二次コ
イル５によつて誘起された高電圧によつてプラグ
６に火花を発生させるようにしている。

これに対して点火コイル３の一次コイル４は、
ダイオード７と抵抗８との直列回路と接続される
とともに、一次コイル４は両側はトランジスタ９
のコレクタとエミツタとにそれぞれ接続されてい
る。このトランジスタ９のベースは抵抗１０を介
して一次コイル４に接続されている。またこのト
ランジスタ９のベースは別のトランジスタ１１の
コレクタに接続されている。このトランジスタ１
１のベースは、一対の抵抗１２，１３の接続点に
接続されるようになつている。抵抗１２，１３の
直列回路は、上記一次コイル４の両端に接続され
ている。

つぎに過回転防止回路２の構成について述べる
と、この過回転防止回路２はサイリスタ１４を備
えており、このサイリスタ１４のアノードは上記
一次コイル４のプラス側と接続されている。これ
に対してサイリスタ１４のカソードは抵抗１５を
介して一次コイル４のマイナス側に接続されてい
る。そして抵抗１５と並列に、ツエナダイオード
１６、ダイオード１７およびコンデンサ１８の直
列回路が接続されている。また上記サイリスタ１
４のゲートは、抵抗１９を介してコンデンサ２０
と接続されるようになつている。

このコンデンサ２０はダイオード２１を介して
ピツクアツプコイル２２と接続されている。なお
ピツクアツプコイル２２の鉄心は、上記点火コイ
ル３の鉄心と共通になつており、しかも点火コイ
ル３の一次コイル４とピツクアツプコイル２２の
巻き方向は互に逆になつており、これによつてピ
ツクアツプコイル２２は一次コイル４とは逆相の
電圧を生ずるようにしている。そしてこのピツク
アツプコイル２２と接続されたコンデンサ２０に
並列に、可変抵抗２３と抵抗２４との並列回路が
接続されている。またこの過回転防止回路２はサ
イリスタ２５を備えており、このサイリスタ２５
のアノードは上記ダイオード２１のカソードと接
続されている。これに対してサイリスタ２５のカ
ソードはコイル２２のマイナス側に接続されてい
る。またこのサイリスタ２５のゲートは、上記コ
ンデンサ１８とダイオード１７との接続点に接続
されるとともに、サイリスタ２５のゲートとカソ
ードとの間には抵抗２６が接続されるようになつ
ている。

つぎに以上の構成に係る点火装置の動作につい
て説明する。まず点火回路１の動作について説明
すると、例えばエンジンに同期して駆動される磁
石回転子の回転によつて、第２図Ａに示すような
正磁波の１サイクルに相当するような電圧が点火
コイル３の一次コイル４に発生する。この電圧の
マイナス側の部分は一次コイル４から抵抗８およ
びダイオード７を通つて一次コイル４に戻るよう
な電流を流すのみである。これに対して一次コイ
ル４に生ずる電圧がプラス側に転ずると、この電
圧によつて抵抗１０を介してトランジスタ９のベ
ースに電流が流れるためにトランジスタ９が導通
し、このプラス側の電圧によつて一次コイル４か
らトランジスタ９のコレクタ、エミツタ間を通つ
て一次コイル４に戻る電流が流れることになる。

そしてこの一次コイル４に生ずる電圧が所定の
値に達すると、こんどはこの電圧によつて、一対
の抵抗１２，１３によつて分圧される電圧が所定
の値に達し、トランジスタ１１のベースに電流が
流れてこのトランジスタ１１が導通することにな
る。するとこれによつてトランジスタ９のベース
電流が遮断されることになり、トランジスタ９は
非導通に転ずる。すると一次コイル４に流れる電
流が第２図Ｂに示すように、点火時期tsに急激に
遮断されることになり、この一次コイル４の電流
の変化によつて点火コイル３の二次コイル５に高
電圧が誘起されることになる。そしてこの二次コ
イル５に生ずる高電圧によつて、点火プラグ６に
火花が発生されることになり、通常の点火動作が
行なわれる。

つぎに過回転防止回路２の動作について第２図
および第３図を参照して説明する。上述の如く点
火コイル３の一次コイル４とピツクアツプコイル
２２とは、互に逆相の電圧が生ずるようになつて
いるために、点火コイル３の一次コイル４に第２
図Ａに示すような電圧が生ずると、ピツクアツプ
コイル２２には第２図Ｃに示すような波形の電圧
が発生する。ピツクアツプコイル２２にプラス側
の電圧が発生すると、ダイオード２１を通してコ
イル２２からコンデンサ２０に電流が流れ、この
コンデンサ２０が充電されるとともに、その端子
間電圧が次第に高くなる。このコンデンサ２０の
電圧は第２図Ｄによつて示されている。そしてこ
のコンデンサ２０の電圧は抵抗１９を介してサイ
リスタ１４のゲートに供給されているために、こ
れによつてサイリスタ１４のゲート、サソード間
にゲート電流が流れ、このコンデンサ２０の電圧
がゲートトリガ電圧以上のt₁からt₂の期間サイリ
スタ１４はON状態になる。

ところがエンジンの回転数が低い場合には第２
図に示すように、サイリスタ１４がON状態にな
つているt₁からt₂までの間に、点火コイル４の電
圧がプラス側に転じないために、サイリスタ１４
は導通状態にはならない。すなわちエンジンの回
転数が低い場合には、サイリスタ１４がコンデン
サ２０によつてt₁でON状態になつた後に、コン
デンサ２０の電圧が低下してサイリスタ１４がt₂
でOFF状態になり、この後に一次コイル４の電
圧がプラス側に転ずることになる。従つてサイリ
スタ１４がON状態になつても、そのアノードに
は電圧が加わらず、サイリスタ１４のアノード、
カソード間は導通しない。従つて点火回路１は通
常の点火動作を行ない、所定のタイミングで正し
く点火プラグ６が火花を発生することになる。

これに対してエンジンの回転数が所定の回転数
に達すると、一次コイル４の電圧およびピツクア
ツプコイル２２によつて充電されるコンデンサ２
０の電圧はそれぞれ第３図Ａ，Ｄのようになる。
そしてこのときのサイリスタ１４のゲート、カソ
ード間に流れるゲート電流は第３図Ｄに示される
コンデンサ２０の電圧に依存し、サイリスタ１４
がON状態のt₁からt₂の間に一次コイル４の電圧
がマイナス側からプラス側に変化することにな
る。従つてこれによつてサイリスタ１４のアノー
ド、カソード間が導通するために、一次コイル４
によつて生じた電圧による電流の大半はこのサイ
リスタ１４を通つて流れることになる。従つてト
ランジスタ１１によるトランジスタ９のスイツチ
ング動作が阻止されることになる。従つて一次コ
イル４に流れる電流が遮断されることがなく、二
次コイル５に高電圧が誘起されることもない。従
つてこの場合には点火コイル６が火花を発生せ
ず、点火動作が行なわれなくなる。すなわちエン
ジンの回転数が所定の回転数以上になつた場合に
は、点火プラグ６が点火する。

この失火の次のサイクルにおいてはつぎのよう
にして点火動作が行なわれる。サイリスタ１４が
上述の如く導通されると、一次コイル４に生じた
電圧によつて、サイリスタ１４のアノード、カソ
ード、抵抗１５の順に電流が流れ、これによつて
失火が行なわれる。このときに抵抗１５に発生し
た電圧によつて、ツエナダイオード１６、ダイオ
ード１７、コンデンサ１８に電流が流れ、このコ
ンデンサ１８が充電されることになる。このコン
デンサ１８の電圧の変化は第３図Ｅに示される。
そしてこのコンデンサ１８の電荷は、サイリスタ
２５のゲート、カソード間に放電され、これによ
つてサイリスタ２５をON状態にする。このサイ
リスタ２５のONの期間t₃からt₄はコンデンサ１
８の電圧がサイリスタ２５のゲートトリガ電圧以
上の期間である。そして第３図Ｅから明らかなよ
うに、サイリスタ２５のON状態は、一次コイル
４が次のサイクルの電圧を発生するときまで持続
されている。このことはピツクアツプコイル２２
が次のサイクルの電圧を発生する時まで、サイリ
スタ２５がON状態にあることを意味する。従つ
て失火のサイクルの次のサイクルにピツクアツプ
コイル２２が電圧を発生しても、この電圧による
電流はサイリスタ２５のアノード、カソード間を
流れることになり、コンデンサ２０の電流が行な
われることはない。従つてこのことから第３図に
示すように、次のサイクルではコンデンサ２０の
充電電流が実質的に零になり、サイリスタ１４の
ゲート、カソード間にはほとんど電流が流れず、
このサイリスタ１４はOFF状態のままになる。
このようにサイリスタ１４がONせず、OFF状態
のままになるので、点火回路１は通常の点火動作
を行ない、この場合には火花が発生する。

さらにつぎに一次コイル４およびピツクアツプ
コイル２２にそれぞれ電圧が発生されるサイクル
においては、コンデンサ１８の電荷が完全に放電
してしまうために、サイリスタ２５はOFF状態
になつている。従つてこのサイクルにおいてはピ
ツクアツプコイル２２の出力電圧がサイリスタ２
５によつてシヨートされることなく、ピツクアツ
プコイル２２の出力電圧によつて、ダイオード２
１を通してコンデンサ２０に充電が行なわれ、そ
の放電電流によつてサイリスタ１４がON状態に
なる。従つて一次コイル４に生じた電圧により、
サイリスタ１４、抵抗１５、一次コイル４の順に
電流が流れ、上記の失火動作と同様にこのサイク
ルにおいてもプラグ６は火花を発生しなくなる。

このように本実施例に係る点火回路によれば、
エンジンの回転数が所定の回転数に達した場合に
は、一回ずつ点火と失火とを繰返しながらエンジ
ンの過回転を抑制することになる。そしてこのよ
うに過回転防止のために点火と失火とを繰返すよ
うにしているために、全面的に失火させる場合の
ようなエンジンの回転振動は大幅に少なくなると
ともに、点火と失火の間欠的な動作を開始するエ
ンジンの回転数になつたときに、エンジンの機械
損や負荷の影響があつても制御回転数の変動（バ
ラツキ）が小さくなる。すなわち本実施例によれ
ば、間欠的に失火させることによつて、エンジン
の回転振動を減少させるとともに、エンジンの制
御回転数を安定にすることが可能になる。

なお上記の動作においては、エンジンの回転数
が所定の回転数を越えると、点火と失火とを１回
ずつ交互に繰返すようになつているが、必ずしも
これらの動作を１回ずつ繰返すものではなく、点
火と失火の内の一方を複数回継続するようにする
ことも可能である。コンデンサ２０の放電時定数
を調整することによつて、失火動作の回数を調整
できるようになる。またコンデンサ１８の放電時
定数を調整することにより、失火後の点火の繰返
しの回数を調整できるようになる。

以上のように本発明は、一次コイルの電流を遮
断して点火動作を行なわせるためのスイツチング
手段と並列に第１のサイリスタを接続するととも
に、点火のタイミング信号を発生するピツクアツ
プコイルを設け、このピツクアツプコイルによつ
て充電される第１の制御用コンデンサを第１のサ
イリスタのゲートに接続し、エンジンの回転数が
所定の回転数以上になると第１の制御用コンデン
サによつて第１のサイリスタが少なくともつぎの
サイクルの点火時期までゲートトリガ状態に維持
されて失火されようにし、しかも第１のサイリス
タの導通に伴う主電流によつて電圧降下を生ずる
抵抗を第１のサイリスタに接続し、この抵抗に生
ずる電圧が所定の値を越えたら充電される第２の
制御用コンデンサを設けるとともに、ピツクアツ
プコイルと並列に接続されている第２のサイリス
タのゲートに第２の制御用コンデンサを接続し、
第１のサイリスタが導通されて失火動作が行なわ
れた後一定の時間第２のサイリスタがゲートトリ
ガ状態に維持されるようにし、エンジンの回転数
が所定の回転数以上になると点火プラグを間欠的
に失火させるようにしたものである。

従つて本発明によれば、エンジンの回転数が所
定の回転数になると、点火プラグは間欠的に失火
されるようになり、点火と失火とが繰返されるよ
うになる。従つてエンジンの回転振動を減少さ
せ、かつエンジンの制御回転数を安定させること
が可能になる。

上記失火動作が行なわれる所定の回転数は、第
１の制御用コンデンサの充電回路の充電時定数を
調整することによつて任意に制御することが可能
になる。また所定の回転数を越えた後の失火の回
数は、第１の制御用コンデンサの放電の時定数に
よつて決定される。また失火後における点火動作
の回数は、第２の制御用コンデンサの放電時定数
によつて決定される。従つて間欠的に点火動作を
行なう場合における点火と失火の回数をも任意に
調整できるようになる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例に係る点火回路を示
す回路図、第２図はエンジンの回転数が低い場合
における点火回路の動作を示す電圧および電流の
波形図、第３図はエンジンの回転数が所定の回転
数を超えた場合における点火回路の動作を示す電
圧および電流の波形図である。 ３……点火コイル、４……一次コイル、５……
二次コイル、６……点火プラグ、９，１１……ト
ランジスタ、１４……第１のサイリスタ、１５…
…抵抗、１８……第２のコンデンサ、２０……第
１のコンデンサ、２２……ピツクアツプコイル、
２５……第２のサイリスタである。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 一次コイルと二次コイルとから成る点火コイ
   ルを有し、この点火コイルの一次コイルにスイツ
   チング手段を接続するとともに二次コイルに点火
   プラグを接続し、前記スイツチング手段を開成し
   て前記一次コイルの電流を遮断することにより前
   記二次コイルに高電圧を誘起させ、この高電圧に
   よつて前記点火プラグに火花を発生させるように
   した装置において、 前記スイツチング手段と並列に第１のサイリス
   タを接続するとともに、点火のタイミング信号を
   発生するピツクアツプコイルを設け、このピツク
   アツプコイルによつて充電される第１の制御用コ
   ンデンサを前記第１のサイリスタのゲートに接続
   し、 エンジンの回転数が所定の回転数以上になると
   前記第１の制御用コンデンサによつて前記第１の
   サイリスタが少なくともつぎのサイクルの点火時
   期までゲートトリガ状態に維持されて失火される
   ようにし、 しかも前記第１のサイリスタの導通に伴う主電
   流によつて電圧降下を生ずる抵抗を前記第１のサ
   イリスタに接続し、前記抵抗に生ずる電圧が所定
   の値を越えたら充電される第２の制御用コンデン
   サを設けるとともに、前記ピツクアツプコイルと
   並列に接続されている第２のサイリスタのゲート
   に前記第２の制御用コンデンサを接続し、 前記第１のサイリスタが導通されて失火動作が
   行なわれた後一定の時間前記第２のサイリスタが
   ゲートトリガ状態に維持されるようにし、 エンジンの回転数が所定の回転数以上になると
   前記点火プラグを間欠的に失火させるようにした
   ことを特徴とする内燃機関の点火回路。