JPS6036796Y2 - Ignition system for internal combustion engines - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 本考案は、交流発電機を電源とする電流遮断型の内燃機
関用点火装置に関するものである。[Detailed Description of the Invention] The present invention relates to a current interrupting type ignition device for an internal combustion engine that uses an alternator as a power source.

この種の点火装置においては、発電機の回転数が低い機
関の起動時に発電機から十分な出力を取出すことができ
ないため、十分な点火性能を得ることができず、機関の
起動が困難になることがある。With this type of ignition system, sufficient output cannot be extracted from the generator when starting the engine due to the low rotational speed of the generator, making it difficult to obtain sufficient ignition performance and making it difficult to start the engine. Sometimes.

そこで点火電源コイルの出力にバッテリの出力を重畳さ
せて点火性能を向上させることを意図した内燃機関点火
装置（実公昭３７−２１７１３号）が提案されている。Therefore, an internal combustion engine ignition device (Japanese Utility Model Publication No. 37-21713) has been proposed which is intended to improve ignition performance by superimposing the output of a battery on the output of an ignition power supply coil.

第１図はこの従来の点火装置の基本的な構成を示したも
ので、同図において１はバッテリ、２は１次コイル２ａ
及び２次コイル２ｂを有する点火コイル、３は内燃機関
により駆動される磁石式交流発電機内に設けられた点火
電源コイル、４は図示しないカムにより駆動されて機関
の点火位置より前の位置で閉じ点火位置で開く断続器、
５は消弧用のコンデンサ、６は機関のシリンダに取付け
られ点火コイルの２次コイル２ｂに接続された点火プラ
グである。Figure 1 shows the basic configuration of this conventional ignition system, in which 1 is a battery, 2 is a primary coil 2a
and an ignition coil having a secondary coil 2b; 3 an ignition power supply coil provided in a magnetic alternator driven by the internal combustion engine; 4 a coil driven by a cam (not shown) and closed at a position before the ignition position of the engine; interrupter, which opens at the ignition position;
5 is an arc extinguishing capacitor, and 6 is a spark plug attached to the cylinder of the engine and connected to the secondary coil 2b of the ignition coil.

この点火装置は、点火電源コイル３に図示の矢印方向の
電圧が誘起したときに１次コイル２ａ及び断続器４を通
して電流を流し、断続器４を開いて電流を遮断した際の
点火コイルの１次電流の変化により２次コイル２ｂに高
電圧を誘起させて点火動作を行なわせるもので、断続器
４が閉じているときに点火電源コイル３から１次コイル
２ａを通して流れる電流にバッテリ１の出力電流を重畳
することにより、機関の回転数（ｒｐｍ）が低く、点火
電源コイル３の出力電圧が低い場合の電流の遮断値を増
大させて点火性能を向上させるようにしたものである。This ignition device allows current to flow through the primary coil 2a and interrupter 4 when a voltage in the direction of the arrow shown in the figure is induced in the ignition power supply coil 3, and when the interrupter 4 is opened to interrupt the current, the ignition coil A high voltage is induced in the secondary coil 2b by a change in the secondary current to perform the ignition operation, and when the interrupter 4 is closed, the output of the battery 1 corresponds to the current flowing from the ignition power supply coil 3 through the primary coil 2a. By superimposing the current, the current cutoff value is increased when the engine speed (rpm) is low and the output voltage of the ignition power supply coil 3 is low, thereby improving ignition performance.

しかしながら、第２図に示したように、上記点火装置の
断続器４をトランジスタ８で置き換え、制御回路８によ
りこのトランジスタ８をオンオフ制御するようにして回
路の無接点化を図ると以下に示すような欠点を生じ、実
用できなかった。However, as shown in FIG. 2, if the interrupter 4 of the ignition system is replaced with a transistor 8 and the control circuit 8 controls on/off of the transistor 8, the circuit becomes contactless, as shown below. It had several drawbacks and could not be put into practical use.

（イ） 点火コイルの２次コイル２ｂに高い電圧を誘起
させて十分な点火性能を得るためには、通常点火コイル
の１次巻線２ａを流れる電流の遮断値が２〜４Ａ程度あ
ることが必要であり、この電流が遮断すると点火コイル
の１次コイル２ａには１５０Ｖ〜４００Ｖの電圧が誘起
する。(b) In order to induce a high voltage in the secondary coil 2b of the ignition coil and obtain sufficient ignition performance, the cutoff value of the current flowing through the primary winding 2a of the ignition coil should normally be about 2 to 4 A. This is necessary, and when this current is interrupted, a voltage of 150V to 400V is induced in the primary coil 2a of the ignition coil.

トランジスタ７のコレクタエミッタ間にはこの電圧に加
えて、上記電流の遮断により点火電源コイル３に誘起す
る電圧が印加されるので、非常に高い電圧が印加される
ことになり、これがトランジスタ７の破損の原因になる
ことがある。In addition to this voltage, a voltage induced in the ignition power supply coil 3 due to the interruption of the current is applied between the collector and emitter of the transistor 7, so a very high voltage is applied, which may damage the transistor 7. It may cause.

（ロ）トランジスタ７を機関の回転に同期してオンオフ
制御する制御回路８はバッテリ１を電源とする回路であ
るため、構成が複雑になり、高価になる。(b) Since the control circuit 8 that turns on and off the transistor 7 in synchronization with the rotation of the engine is powered by the battery 1, the configuration is complicated and expensive.

（ハ）機関の回転数が上昇し、点火電源コイル３の出力
だけで十分に点火エネルギーを供給できる状態になって
もバッテリから電力を消費するためバッテリ１として容
量の大きいものを必要とする。(c) Even when the engine speed increases and the output of the ignition power supply coil 3 becomes sufficient to supply ignition energy, power is consumed from the battery, so the battery 1 needs to have a large capacity.

本考案の目的は、容量の大きいバッテリを必要とせずに
機関の起動時の点火エネルギーを高めることができるよ
うにし、しかも電流制御用の半導体スイッチに印加され
る電圧を低くして半導体スイッチの破損を防止した内燃
機関用点火装置を提供することにある。The purpose of this invention is to make it possible to increase the ignition energy when starting the engine without the need for a large capacity battery, and to lower the voltage applied to the semiconductor switch for current control, thereby preventing damage to the semiconductor switch. An object of the present invention is to provide an ignition device for an internal combustion engine that prevents the above.

以下図示の実施例により本考案の点火装置を詳細に説明
する。The ignition device of the present invention will be explained in detail below with reference to the illustrated embodiments.

第３図は本考案の一実施例を示したもので、同図におい
て１はバッテリ、２は点火コイル、３は直列に接続され
たコイル３ａ〜３Ｃからなる点火電源コイルであり、点
火電源コイル３の一端は点火コイル２の１次コイル２ａ
の一端に接続され、他端はアノードを接地したダイオー
ド１０のカソードに接続されている。FIG. 3 shows an embodiment of the present invention, in which 1 is a battery, 2 is an ignition coil, and 3 is an ignition power coil consisting of coils 3a to 3C connected in series. One end of 3 is the primary coil 2a of the ignition coil 2
The other end is connected to the cathode of a diode 10 whose anode is grounded.

１１は点火電源コイルに対して並列に設けられた電流制
御用の第１の半導体スイッチとしてのトランジスタで、
このトランジスタのコレクタはダイオード１２を介して
点火電源コイル３の一端に接続され、エミッタは接地さ
れている。11 is a transistor as a first semiconductor switch for current control provided in parallel with the ignition power supply coil;
The collector of this transistor is connected to one end of the ignition power supply coil 3 via a diode 12, and the emitter is grounded.

トランジスタ１１のベースはカソードをこのトランジス
タのベース側にしたダイオード１３を介して点火コイル
の１次コイル２ａの他端に接続され、１次コイル２ａの
他端と接地間に、カソードを接地側にしてサイリスタ１
４が接続されている。The base of the transistor 11 is connected to the other end of the primary coil 2a of the ignition coil via a diode 13 whose cathode is on the base side of this transistor, and the cathode is connected between the other end of the primary coil 2a and the ground. Thyristor 1
4 is connected.

サイリスタ１４のゲートカソード間には抵抗１５とアノ
ードを接地側にしたダイオード１６と信号コイル１７と
が並列に接続され、サイリスタ１４、抵抗１５、ダイオ
ード１６及び信号コイル１７により点火位置でトランジ
スタ１１を遮断するように制御する制御回路が構成され
ている。A resistor 15, a diode 16 whose anode is grounded, and a signal coil 17 are connected in parallel between the gate and cathode of the thyristor 14, and the thyristor 14, resistor 15, diode 16, and signal coil 17 shut off the transistor 11 at the ignition position. A control circuit is configured to control this.

バッテリ１はその負極端子が接地され、正極端子ハイグ
ニッションスイッチと連動していて機関の起動時にのみ
閉じられるスイッチ１８とアノードをこのスイッチ側に
したダイオード１９とを通してコイル３ｂ及び３Ｃの接
続点に接続されている。The negative terminal of the battery 1 is grounded, and the positive terminal is connected to the connection point of the coils 3b and 3C through a switch 18 that is linked to the ignition switch and is closed only when the engine is started, and a diode 19 with the anode on the switch side. has been done.

コイル３ｂと３ａの接続点には第２の半導体スイッチと
してのトランジスタ２０のコレクタが接続され、トラン
ジスタ２０のエミッタは接地されている。The collector of a transistor 20 serving as a second semiconductor switch is connected to the connection point between the coils 3b and 3a, and the emitter of the transistor 20 is grounded.

トランジスタ２０のベースは抵抗２１を通してダイオー
ド１０とコイル３Ｃとの接続点に接続され、トランジス
タ２０のベースエミッタ間には抵抗２２が並列接続され
ている。The base of the transistor 20 is connected through a resistor 21 to the connection point between the diode 10 and the coil 3C, and a resistor 22 is connected in parallel between the base and emitter of the transistor 20.

また２次コイル２ｂの両端には点火プラグ６が接続され
ている。Further, a spark plug 6 is connected to both ends of the secondary coil 2b.

上記の点火装置において、点火電源コイル３を構成する
３つのコイル３ａ〜３Ｃはそれぞれ別個の鉄心に巻回さ
れたコイルであってもよく、同一鉄心に巻回されたコイ
ルから中間タップを引出して３つのコイル部分に分ける
ようにしてもよい。In the above ignition device, the three coils 3a to 3C constituting the ignition power supply coil 3 may be coils wound around separate iron cores, and the intermediate taps may be drawn out from coils wound around the same iron core. It may be divided into three coil parts.

また信号コイル１７は、機関の点火位置で信号を発生す
るコイルであって、点火電源コイル３を設けた交流磁石
発電機に組み込んだものでもよく、この発電機とは別個
に設けた信号発電機内に設けたものでもよい。Further, the signal coil 17 is a coil that generates a signal at the ignition position of the engine, and may be incorporated in an AC magnet generator provided with the ignition power supply coil 3, or in a signal generator provided separately from this generator. It may also be installed in

上記の点火装置において、機関を起動させるため図示し
ないスタータにより機関を回転させるとともにスイッチ
１８を閉じると、点火電源コイル３に図示の実線矢印方
向の電圧が誘起する半サイクルにおいてバッテリ１及び
点火電源コイル３から１次コイル２ａ及びダイオード１
３を通してトランジスタ１１にベース電流が流れてトラ
ンジスタ１１が導通状態になり、点火電源コイル３がこ
のトランジスタ１１により実質的に短絡されて短絡電流
が流れる。In the above ignition system, when the engine is rotated by a starter (not shown) and the switch 18 is closed in order to start the engine, the battery 1 and the ignition power coil are activated during a half cycle in which a voltage is induced in the ignition power coil 3 in the direction of the solid arrow shown in the figure. 3 to primary coil 2a and diode 1
A base current flows through transistor 11 through transistor 11, making transistor 11 conductive, and ignition power supply coil 3 is substantially short-circuited by this transistor 11, causing a short-circuit current to flow.

またこのときバッテリ１がコイル３ ｂ、３ Ｃ％ダイ
オード１２及びトランジスタ１１を通して実質的に短絡
されるため、点火電源コイルのコイル３ａ、３ｂの部分
には点火電源コイルの短絡電流にバッテリの短絡電流が
重畳された大きな電流が流れる。Also, at this time, since the battery 1 is substantially short-circuited through the coil 3b, the 3C% diode 12, and the transistor 11, the coils 3a and 3b of the ignition power supply coil have a short-circuit current of the battery in addition to the short-circuit current of the ignition power supply coil. A large current with superimposed current flows.

したがって点火電源コイルに蓄えられる電磁エネルギー
は磁石発電機によるエネルギーとバッテリから与えられ
るエネルギーとを加え合せたものとなる。Therefore, the electromagnetic energy stored in the ignition power supply coil is the sum of the energy from the magnet generator and the energy provided by the battery.

上記電流が略最大になる位置に設定された機関の低速時
における点火位置で信号コイル１７が図示の矢印方向の
信号を誘起すると、サイリスタ１４が導通するためトラ
ンジスタ１１が遮断状態になり、点火電源コイル３に流
れていた電流を遮断する。When the signal coil 17 induces a signal in the direction of the arrow shown in the figure at the ignition position at low speed of the engine, which is set at the position where the current is approximately maximum, the thyristor 14 becomes conductive and the transistor 11 is cut off, and the ignition power source is turned off. Cut off the current flowing through coil 3.

これにより点火電源コイル３に図示の実線矢印方向の比
較的高い電圧が誘起し、この電圧は点火コイル２の１次
コイル２ａに印加される。This induces a relatively high voltage in the direction of the solid arrow shown in the ignition power supply coil 3, and this voltage is applied to the primary coil 2a of the ignition coil 2.

したがって１次コイル２ａには急激に大きな電流が流れ
込み、この電流変化により点火コイルの鉄心内に大きな
磁束変化が生じて２次コイル２ｂに高電圧が印加される
。Therefore, a large current suddenly flows into the primary coil 2a, and this current change causes a large magnetic flux change in the iron core of the ignition coil, and a high voltage is applied to the secondary coil 2b.

これにより点火プラグ６に火花が生じて点火が行なわれ
、機関が起動する。As a result, a spark is generated in the spark plug 6, igniting the engine, and starting the engine.

この場合、点火位置においてトランジスタ１１が遮断す
る電流は、点火電源コイル３による電流にバッテリ１か
らの電流が重畳された電流であるため、点火電源コイル
の出力が低くても遮断する電流値を大きくすることがで
き、十分な点火性能を得て機関の起動を確実にすること
ができる。In this case, the current cut off by the transistor 11 at the ignition position is a current obtained by superimposing the current from the battery 1 on the current from the ignition power supply coil 3, so even if the output of the ignition power supply coil is low, the current value to be cut off is increased. It is possible to obtain sufficient ignition performance and ensure engine startup.

スイッチ１８が閉じられている間に点火電源コイル３に
図示の破線矢印方向の電圧が誘起すると、トランジスタ
２０に点火電源コイル３から抵抗２１を通してベース電
流が流れるためこのトランジスタ２０が導通し、バッテ
リ１の出力はコイル３ｂ及びトランジスタ２０のコレク
タエミッタ間回路を通して短絡される。When a voltage in the direction of the dashed arrow shown in the figure is induced in the ignition power supply coil 3 while the switch 18 is closed, a base current flows from the ignition power supply coil 3 to the transistor 20 through the resistor 21, so the transistor 20 becomes conductive, and the battery 1 The output of the transistor 20 is short-circuited through the coil 3b and the collector-emitter circuit of the transistor 20.

したがってバッテリ１からトランジスタ１１にベース電
流が流れてこのトランジスタを導通させることはない。Therefore, no base current flows from the battery 1 to the transistor 11 to make this transistor conductive.

またトランジスタ２０の導通により点火電源コイル３の
破線矢印方向の誘起電圧がサイリスタ１４のアノードカ
ソード間に逆方向に印加され、サイリスタ１４が遮断す
る。Further, due to the conduction of the transistor 20, the induced voltage in the direction of the broken line arrow in the ignition power supply coil 3 is applied in the opposite direction between the anode and cathode of the thyristor 14, and the thyristor 14 is cut off.

したがってバッテリ１の出力によりトランジスタ１１及
びサイリスタ１４が導通状態を保持することはない。Therefore, the output of the battery 1 does not cause the transistor 11 and the thyristor 14 to remain conductive.

機関の起動が完了すると、スイッチ１８が開かれるため
バッテリ１が切り離され、点火電源コイル３の出力のみ
で点火動作が行なわれる。When starting of the engine is completed, the switch 18 is opened, so the battery 1 is disconnected, and the ignition operation is performed only by the output of the ignition power supply coil 3.

このように機関の運転中はバッテリ１の出力が点火動作
に用いられることがなく、バッテリ１は機関の起動時に
のみ点火装置に出力を供給すればよいので、バッテリ１
として小型で小容量のものを用いることができる。In this way, the output of battery 1 is not used for ignition operation while the engine is running, and battery 1 only needs to supply output to the ignition device when the engine is started.
A small and small capacity device can be used.

また上記の点火装置においては、電流制御用のトランジ
スタ１１が点火電源コイル３及び点火コイルの１次コイ
ル２ａに対して並列に設けられているので、電流の遮断
時に両コイルの誘起電圧の和がトランジスタ１１のコレ
クタエミッタ間に印加されることがない。Furthermore, in the above ignition device, the current control transistor 11 is provided in parallel with the ignition power supply coil 3 and the primary coil 2a of the ignition coil, so when the current is interrupted, the sum of the induced voltages of both coils is No voltage is applied between the collector and emitter of the transistor 11.

したがってトランジスタ１１に破損の原因となるような
高電圧が印加される虞れがない。Therefore, there is no risk of applying a high voltage that would cause damage to the transistor 11.

上記の実施例では第１及び第２の半導体スイッチとして
トランジスタを用いたが、ＧＴＯ等の他の制御可能な半
導体スイッチを用いてもよい。Although transistors are used as the first and second semiconductor switches in the above embodiments, other controllable semiconductor switches such as GTO may also be used.

また単一のトランジスタに代えてダーリントン接続した
複合トランジスタを用いることができるのは勿論である
。It goes without saying that a Darlington-connected composite transistor can be used instead of a single transistor.

更に、サイリスタ１４もトランジスタ等の他の半導体ス
イッチで置き代えることができる。Further, the thyristor 14 can also be replaced with another semiconductor switch such as a transistor.

尚このサイリスタ１４と信号コイル１７を含む制御回路
の構成は、第１の半導体スイッチとして用いるスイッチ
ング素子に応じて異なるのは勿論である。It goes without saying that the configuration of the control circuit including the thyristor 14 and the signal coil 17 differs depending on the switching element used as the first semiconductor switch.

以上のように、本考案によれば、機関の起動時にバッテ
リのエネルギーを利用して点火性能を高めることができ
、しかもバッテリのエネルギーは起動時にのみ利用する
のでバッテリとして小容量のものを用いることができる
。As described above, according to the present invention, the ignition performance can be improved by using battery energy when starting the engine, and since the battery energy is used only during starting, a small capacity battery can be used. Can be done.

また電流制御用の第１の半導体スイッチに印加される電
圧を通常の電流遮断型の点火装置の場合と同等の値まで
下げることができるので、この半導体スイッチが破損す
るのを防ぐことができる。Furthermore, since the voltage applied to the first semiconductor switch for current control can be lowered to a value equivalent to that of a normal current interrupt type ignition device, it is possible to prevent this semiconductor switch from being damaged.

更に半導体スイッチのオンオフを制御する制御回路は、
点火電源コイルを用いた通常の電流遮断型点火装置にお
ける制御回路と同様の簡単な構成のものを用いることが
できるので、構造を簡単にして安価に提供できる実益も
ある。Furthermore, the control circuit that controls the on/off of the semiconductor switch is
Since a simple configuration similar to that of a control circuit in a normal current-interrupting ignition device using an ignition power supply coil can be used, there is also the practical benefit that the structure can be simplified and provided at low cost.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第１図及び第２図はそれぞれ異なる従来例を示す接続図
、第３図は本考案の一実施例を示す接続図である。 １・・・・・・バッテリ、 ２・・・・・・点火コイル、 ３・・・・・・点 大電源コイル、 １１・・・・・・トランジスタ、 １４・・・・・・ サイリスタ、 １７・・・・・・信号コイル、 ８・・・・・・スイ ッチ、 ２０・・・・・・トランジスタ。1 and 2 are connection diagrams showing different conventional examples, and FIG. 3 is a connection diagram showing an embodiment of the present invention. DESCRIPTION OF SYMBOLS 1... Battery, 2... Ignition coil, 3... Large point power supply coil, 11... Transistor, 14... Thyristor, 17 ...Signal coil, 8...Switch, 20...Transistor.

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】[Scope of utility model registration request] 内燃機関の回転と同期して交流電圧を誘起する点火電源
コイルと、前記点火電源コイルに対して並列に設けられ
該点火電源コイルの一方の半サイクルの出力で導通して
該点火電源コイルを実質的に短絡する第１の半導体スイ
ッチと、前記内燃機関の点火位置で前記第１の半導体ス
イッチを遮断するように制御する制御回路と、前記点火
電源コイルに対して並列に設けられた１次コイルと点火
プラグに接続される２次コイルとを有する点火コイルと
、前記内燃機関の起動時にのみ閉じられるスイッチを介
して前記点火電源コイルの一部に対し並列に接続され該
スイッチが閉じているときに前記第１の半導体スイッチ
の導通時に前記点火電源コイルに流れる電流と同方向の
直流電流を該点火電源コイルに流入させるバッテリと、
前記点火電源コイルの他方の半サイクルで導通して前記
バッテリの出力を実質的に短絡し該点火電源コイルの一
方の半サイクルでは遮断する第２の半導体スイッチとを
具備してなる内燃機関用点火装置。an ignition power supply coil that induces an alternating current voltage in synchronization with the rotation of the internal combustion engine; a first semiconductor switch that short-circuits the internal combustion engine, a control circuit that controls the first semiconductor switch to shut off at the ignition position of the internal combustion engine, and a primary coil that is provided in parallel with the ignition power supply coil. and a secondary coil connected to an ignition plug, and connected in parallel to a part of the ignition power supply coil via a switch that is closed only when the internal combustion engine is started, and when the switch is closed. a battery that causes a direct current to flow into the ignition power supply coil in the same direction as the current flowing through the ignition power supply coil when the first semiconductor switch is conductive;
and a second semiconductor switch conductive during the other half cycle of the ignition power supply coil to substantially short-circuit the output of the battery and cut off during the one half cycle of the ignition power supply coil. Device.