JPS6228702Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 この考案は内燃機関の無接点点火装置にかか
り、特にエキサイタ・コイルと同一鉄心に設けた
パルサ・コイルおよび制御回路によつて内燃機関
の低速時における点火時期を進角制御するととも
に、過回転時における点火時期を遅角制御するよ
うにした内燃機関の無接点点火装置に関する。[Detailed description of the invention] This invention relates to a non-contact ignition system for internal combustion engines, and in particular advances the ignition timing at low speeds of the internal combustion engine using a pulsar coil and control circuit installed on the same core as the exciter coil. The present invention relates to a non-contact ignition device for an internal combustion engine that controls the ignition timing and retards the ignition timing during overspeed.

例えば、チエーン・ソーや特殊車両などの内燃
機関には、磁石発電機式の点火装置が広く採用さ
れている。それは高圧電流の点火電源をバツテリ
に依らないで、磁石発電機により得るもので、磁
石発電機で発生した低圧電流を外部に取り出し、
これをイグニシヨン・コイルで高圧にして、点火
プラグに供給する如くなつている。 For example, magnet generator type ignition devices are widely used in internal combustion engines such as chain saws and special vehicles. The ignition power source for high-voltage current is obtained from a magnet generator without relying on batteries, and the low-voltage current generated by the magnet generator is taken out to the outside.
The ignition coil converts this into high voltage and supplies it to the spark plug.

ところで、かかるチエーン・ソーなどの内燃機
関の定常運転時においては、内燃機関における点
火時期が上死点前30゜近傍に設定されて、混合気
の燃料効率が最大になるようになされているた
め、起動時のように内燃機関の回転速度が低いと
き、前記同様の点火時期で点火を行うと、内燃機
関が逆回転する場合があり起動が困難になる。一
方、内燃機関の回転速度が過剰に上昇すると、逆
に内燃機関の損傷、焼損その他の事故を招くとい
う問題がある。 By the way, during steady operation of an internal combustion engine such as a chain saw, the ignition timing in the internal combustion engine is set at around 30 degrees before top dead center to maximize the fuel efficiency of the air-fuel mixture. When the rotational speed of the internal combustion engine is low, such as during startup, if ignition is performed at the same ignition timing as described above, the internal combustion engine may rotate in reverse, making startup difficult. On the other hand, if the rotational speed of the internal combustion engine increases excessively, there is a problem in that it may cause damage to the internal combustion engine, burnout, or other accidents.

この考案はかかる従来の問題点に鑑みてなされ
たもので、内燃機関の起動時などの低速回転域で
は、点火時期を上死点前において十分に遅らせ
て、内燃機関の起動性を改善するとともに、定常
回転域では高能率運転を連続して行わしめ、さら
に過回転を規制せんとするものである。 This idea was made in view of these conventional problems, and it improves the starting performance of the internal combustion engine by retarding the ignition timing sufficiently before top dead center in the low speed range such as when starting the internal combustion engine. The purpose is to continuously perform high-efficiency operation in the steady rotation range, and furthermore to restrict over-speed.

このため、この考案では同一鉄心にエキサイ
タ・コイルとパルサ・コイルとを設け、ロータに
設けた磁石の回転によつて各コイルに電圧を発生
させ、エキサイタ・コイルの誘起電圧をコンデン
サに充電し、この電圧をパルサ・コイルにおいて
発生した電圧とこの電圧による制御回路およびエ
キサイタ・コイルの負電圧を制御回路によつてイ
グニシヨン・コイルに流す電流のタイミングをコ
ントロールするように構成したのである。 Therefore, in this invention, an exciter coil and a pulsar coil are provided on the same iron core, a voltage is generated in each coil by the rotation of a magnet provided on the rotor, and a capacitor is charged with the induced voltage of the exciter coil. The timing of the current flowing to the ignition coil is controlled using this voltage generated in the pulsar coil, a control circuit using this voltage, and a control circuit using the negative voltage of the exciter coil.

以下に、この考案の実施例を図面について具体
的に説明する。 Embodiments of this invention will be specifically described below with reference to the drawings.

第１図はこの考案の無接点点火装置を具体的に
説明する回路図である。同図において、１はエキ
サイタ・コイルで、これにはダイオード２を介し
て逆流防止用ダイオード３と、ダイオード２およ
び第１のコンデンサ４を介してイグニシヨン・コ
イル５の一次側コイルがそれぞれ接続されてい
る。また、イグニシヨン・コイル５の二次側コイ
ルには点火プラグ６が接続されている。 FIG. 1 is a circuit diagram specifically explaining the non-contact ignition device of this invention. In the figure, 1 is an exciter coil, to which a backflow prevention diode 3 is connected via a diode 2, and the primary coil of an ignition coil 5 is connected via a diode 2 and a first capacitor 4. There is. Further, a spark plug 6 is connected to the secondary coil of the ignition coil 5.

また、エキサイタ・コイル１とダイオード２と
の接続中点には抵抗７の一端が接続され、この抵
抗７の他端がサイリスタ８のゲートと、抵抗９を
介してカソードに接続され、このサイリスタ８の
アノードは、前記ダイオード３に並列接続した第
２のサイリスタ１０とダイオード１１との接続中
点に接続されている。１２はサイリスタ８に並列
接続したパルサ・コイル、１３はこのパルサ・コ
イル１２にダイオード１４を介して並列接続した
第２のコンデンサ、１５はダイオード１４と第２
のサイリスタ１０のゲートとの間にアノードおよ
びカソードを接続した第１のサイリスタ、１６は
この第１のサイリスタ１５のカソードとゲートと
の間に接続した抵抗、１７は同じくそのゲートと
ダイオード１１との間に接続したダイオードであ
る。また、１８は第２のサイリスタ１０のカソー
ド、ゲート間に接続した抵抗、１９はダイオード
１４とサイリスタ１５の直列回路に並列に入れた
ダイオードである。２０は前記エキサイタ・コイ
ル１とダイオード２との接続中点およびサイリス
タ１０のカソード間に接続したダイオード、２１
は第１のサイリスタ１５のカソードと接地間に接
続した第３のサイリスタ、２２はこのサイリスタ
のカソードとゲートとの間に接続した抵抗、２
３，２４は直列接続された抵抗およびダイアツク
で、これらがサイリスタ２１のゲートとアノード
との間に接続されている。 Further, one end of a resistor 7 is connected to the connection midpoint between the exciter coil 1 and the diode 2, and the other end of this resistor 7 is connected to the gate of a thyristor 8 and a cathode via a resistor 9. The anode of is connected to the midpoint between the second thyristor 10 and the diode 11, which are connected in parallel to the diode 3. 12 is a pulser coil connected in parallel to the thyristor 8; 13 is a second capacitor connected in parallel to this pulser coil 12 via a diode 14; 15 is a diode 14 and a second capacitor connected in parallel to the thyristor 8;
A first thyristor whose anode and cathode are connected between the gate of the thyristor 10, 16 is a resistor connected between the cathode and the gate of the first thyristor 15, and 17 is a resistor between the gate and the diode 11. This is a diode connected between the two. Further, 18 is a resistor connected between the cathode and gate of the second thyristor 10, and 19 is a diode connected in parallel to the series circuit of the diode 14 and the thyristor 15. 20 is a diode connected between the connection point between the exciter coil 1 and the diode 2 and the cathode of the thyristor 10; 21;
is a third thyristor connected between the cathode of the first thyristor 15 and ground, 22 is a resistor connected between the cathode and gate of this thyristor, and 2 is a resistor connected between the cathode and the gate of this thyristor.
3 and 24 are a resistor and a diode connected in series, and these are connected between the gate of the thyristor 21 and the anode.

第２図は前記エキサイタ・コイル１およびパル
サ・コイル１２を含む磁石発電機の概略を示すも
のである。これらの各コイル１，１２はコ字状鉄
心３１に二極に分けて巻装され、これらの各リー
ド端が制御回路３２における第１図の各部に図示
のように接続されている。３３は内燃機関に同期
回転するロータで、内部に磁石３４を設け、外周
面に磁極３５を有する。図中３６はバランスウエ
イトである。 FIG. 2 schematically shows a magnet generator including the exciter coil 1 and the pulsar coil 12. Each of these coils 1 and 12 is wound around a U-shaped iron core 31 in two poles, and each lead end of each of these coils is connected to each part of the control circuit 32 in FIG. 1 as shown. A rotor 33 rotates synchronously with the internal combustion engine, and has a magnet 34 inside and a magnetic pole 35 on its outer circumferential surface. 36 in the figure is a balance weight.

次に、この無接点点火回路の動作について説明
する。 Next, the operation of this non-contact ignition circuit will be explained.

第３図ａ，ｂはロータ３３の回転によつてエキ
サイタ・コイル１およびパルサ・コイル１２にそ
れぞれ発生する電圧の波形を示す。今、内燃機関
の起動時のよう回転速度が低い場合には、エキサ
イタ・コイル１の正の半周期で、正電圧Ｐが第１
のコンデンサ４を充電するとともに、抵抗７→パ
ルサ・コイル１２→ダイオード１１および抵抗７
→ダイオード１４→第２のコンデンサ１３→ダイ
オード１１と流れ、第２のコンデンサ１３に充電
を行う一方において、サイリスタ８のゲートをト
リガする。 3a and 3b show the waveforms of the voltages generated in the exciter coil 1 and the pulsar coil 12, respectively, due to the rotation of the rotor 33. FIG. Now, when the rotational speed is low, such as when starting an internal combustion engine, the positive voltage P is the first in the positive half period of the exciter coil 1.
At the same time, the resistor 7 → pulsar coil 12 → diode 11 and resistor 7
→ diode 14 → second capacitor 13 → diode 11, and while charging the second capacitor 13, the gate of thyristor 8 is triggered.

このとき、パルサ・コイル１２には負電圧Ｑが
発生するが、この負電圧Ｑはトリガされたサイリ
スタ８を順方向に流れてパルサ・コイル１２の負
電圧Ｑは、サイリスタ８の順方向電圧に維持され
る。 At this time, a negative voltage Q is generated in the pulsar coil 12, but this negative voltage Q flows forward through the triggered thyristor 8, and the negative voltage Q of the pulsar coil 12 becomes the forward voltage of the thyristor 8. maintained.

次に、エキサイタ・コイル１の負の半周期では
負電圧P′が発生しており、一方パルサ・コイル１
２には正電圧Q′が生じ第２のコンデンサ１３を
充電する。なお、このときエキサイタ・コイル１
の負電圧P′はダイアツク２４をブレーク・オーバ
させる程十分でない。 Next, in the negative half cycle of exciter coil 1, a negative voltage P′ is generated, while in the pulsar coil 1
2, a positive voltage Q' is generated and charges the second capacitor 13. In addition, at this time, exciter coil 1
The negative voltage P' is not sufficient to cause the diac 24 to break over.

ここで前記パルサ・コイル１２に負電圧Q″が
発生すると、このときサイリスタ８はオフ状態な
ので、その負電圧はダイオード１７、ダイオード
１９を通つて流れ、第１のサイリスタ１５のゲー
トをトリガし、これを導通状態にする。このため
第２のコンデンサ１３の充電電圧は第１のサイリ
スタ１５を介して、第２のサイリスタ１０のゲー
トをトリガし、これを導通する。その結果、第１
のコンデンサ４の充電電圧は第２のサイリスタ１
０およびダイオード１１を介してイグニシヨン・
コイル５に放電され、これに伴つてその二次側コ
イルに高電圧が誘起され、点火プラグ６に火花を
発生する。なお、第３図ｂのパルサ・コイル１２
の負電圧Q″はT₁時に第１のサイリスタ１５のト
リガレベルに達し、ONさせ、第２のコンデンサ
１３の充電電圧を第２のサイリスタ１０のゲート
に放電し、これをONさせる。この時点T₁で初め
て第１のコンデンサ４の放電が行われる。第３図
ｃ，ｄはこのときの第１のコンデンサ４の端子電
圧Vc₁特性および第２のコンデンサ１３の端子電
圧Vc₂特性を示すものである。 Here, when a negative voltage Q'' is generated in the pulser coil 12, since the thyristor 8 is in an off state at this time, the negative voltage flows through the diode 17 and the diode 19, triggering the gate of the first thyristor 15, The charging voltage of the second capacitor 13 triggers the gate of the second thyristor 10 through the first thyristor 15, making it conductive.
The charging voltage of the capacitor 4 is the second thyristor 1
0 and the ignition via diode 11.
The coil 5 is discharged, and accordingly, a high voltage is induced in its secondary coil, and a spark is generated in the spark plug 6. In addition, the pulsar coil 12 in FIG. 3b
The negative voltage Q'' reaches the trigger level of the first thyristor 15 at T ₁ and turns it ON, discharging the charging voltage of the second capacitor 13 to the gate of the second thyristor 10, turning it ON.At this point The first capacitor 4 is discharged for the first time at T _1. Figures 3c and d show the terminal voltage Vc ₁ characteristics of the first capacitor 4 and the terminal voltage Vc ₂ characteristics of the second capacitor 13 at this time. It is something.

このように点火動作は内燃機関の上死点前10゜
付近にまで遅れることになり、内燃機関の起動性
が良好となるものである。 In this way, the ignition operation is delayed to about 10 degrees before the top dead center of the internal combustion engine, and the starting performance of the internal combustion engine is improved.

一方、これに対して内燃機関の回転数が所定の
進角設定値を越えると、エキサイタ・コイル１の
誘起電圧の負の半サイクルで負電圧P′が上昇する
ため、前記ダイアツク２４がブレーク・オーバさ
れ、さらに抵抗２３を介して第３のサイリスタ２
１のゲートをトリガすることとなる。このため第
３のサイリスタ２１は導通し、これを介して第２
のサイリスタ１０のゲートもトリガされ、これが
導通する。このため、第１のコンデンサ４の充電
電圧はサイリスタ１０、ダイオード１１を介して
イグニシヨン・コイル５の一次側に流れ、これに
伴い二次側に高電圧を誘起することとなる。 On the other hand, when the rotational speed of the internal combustion engine exceeds the predetermined advance angle setting value, the negative voltage P' rises in the negative half cycle of the induced voltage of the exciter coil 1, causing the diac 24 to break. is applied to the third thyristor 2 via the resistor 23.
1 gate will be triggered. Therefore, the third thyristor 21 becomes conductive, and the second
The gate of thyristor 10 is also triggered and becomes conductive. Therefore, the charging voltage of the first capacitor 4 flows to the primary side of the ignition coil 5 via the thyristor 10 and the diode 11, thereby inducing a high voltage on the secondary side.

この結果、第２のサイリスタ１０のトリガ位置
が、低速回転時のT₁から第３図ｅに示すような
T₂位置に進み点火タイミングが上死点前30゜付
近となり、効率の高い点で内燃機関を駆動できる
ものである。 As a result, the trigger position of the second thyristor 10 changes from T ₁ at low speed rotation to as shown in FIG. 3e.
The engine moves to the _T2 position and the ignition timing becomes approximately 30 degrees before top dead center, allowing the internal combustion engine to be driven at a point of high efficiency.

次に、内燃機関が更に高速で回転し、設定過回
転域上に達しようとすると、今度はエキサイタ・
コイル１の誘起電圧が逆に低下することとなる。
このためエキサイタ・コイル１の負電圧P′も低下
して、ダイアツク２４のブレーク・オーバ電圧以
下になり、前記第３のサイリスタ２１のトリガが
実行されず、既述の低回転時におけると同様のタ
イミングT₁で前記第２のサイリスタ１０がトリ
ガされる。この結果、点火時期が遅れることとな
り、内燃機関は規定回転域内に戻ることとなり、
過回転による軸受焼付などの事故を未然に防止す
ることができるものである。 Next, when the internal combustion engine rotates at higher speeds and approaches the set overspeed range, the exciter
Conversely, the induced voltage in the coil 1 will decrease.
Therefore, the negative voltage P' of the exciter coil 1 also decreases to below the breakover voltage of the diode 24, and the triggering of the third thyristor 21 is not executed, resulting in the same situation as at the time of low rotation as described above. The second thyristor 10 is triggered at timing _T1 . As a result, the ignition timing will be delayed, and the internal combustion engine will return to the specified speed range.
This can prevent accidents such as bearing seizure due to over-rotation.

以上詳細に説明した様に、この考案によれば、
内燃機関の回転に応じて略逆相となる電圧を誘起
するエキサイタ・コイルおよびパルサ・コイル
と、そのエキサイタ・コイルの誘起電圧を充電す
る第１のコンデンサと、この第１のコンデンサの
放電電圧を受けるイグニシヨン・コイルと、前記
パルサ・コイルの誘起電圧を充電する第２のコン
デンサと、この第２のコンデンサの放電電圧を受
けて導通する第１のスイツチング素子と、この第
１のスイツチング素子の導通によつて前記第１の
コンデンサの放電を可能とする第２のスイツチン
グ素子と、内燃機関の設定過回転以下の定常回転
域で導通し、前記第２のスイツチング素子を駆動
する第３のスイツチング素子とから無接点点火装
置を構成したことにより、内燃機関の起動時にお
ける混合気の燃焼を確実に行わしめうるととも
に、設定回転速度以上では従来と同様の高効率運
転を可能ならしめ、更に加えて、内燃機関の過回
転防止効果が得られる。 As explained in detail above, according to this idea,
An exciter coil and a pulsar coil that induce voltages having substantially opposite phases in accordance with the rotation of the internal combustion engine, a first capacitor that charges the induced voltage of the exciter coil, and a discharge voltage of the first capacitor. an ignition coil that receives the pulse generator, a second capacitor that charges the induced voltage of the pulser coil, a first switching element that receives the discharge voltage of the second capacitor, and conducts the first switching element. a second switching element that enables discharge of the first capacitor, and a third switching element that is electrically connected in a steady rotation range below a set overspeed of the internal combustion engine and drives the second switching element. By configuring a non-contact ignition device, it is possible to ensure the combustion of the air-fuel mixture when starting the internal combustion engine, and it is also possible to operate with the same high efficiency as before at the set rotation speed. , the effect of preventing overspeed of the internal combustion engine can be obtained.

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

第１図はこの考案の無接点点火装置の具体回路
図、第２図は磁石発電機の概略構成図、第３図
ａ，ｂ，ｃ，ｄ，ｅは前記回路各部の電圧のタイ
ムチヤートである。 １……エキサイタ・コイル、４……第１のコン
デンサ、５……イグニシヨン・コイル、６……点
火プラグ、１０……第２のサイリスタ（スイツチ
ング素子）、１２……パルサ・コイル、１３……
第２のコンデンサ、１５……第１のサイリスタ
（スイツチング素子）、２１……第３のサイリスタ
（スイツチング素子）、２４……ダイアツク、４…
…磁石、３５……磁極、３６……バランスウエイ
ト。 Figure 1 is a specific circuit diagram of the non-contact ignition device of this invention, Figure 2 is a schematic diagram of the magnet generator, and Figures 3 a, b, c, d, and e are time charts of voltages at various parts of the circuit. be. DESCRIPTION OF SYMBOLS 1... Exciter coil, 4... First capacitor, 5... Ignition coil, 6... Spark plug, 10... Second thyristor (switching element), 12... Pulsar coil, 13...
Second capacitor, 15...first thyristor (switching element), 21... third thyristor (switching element), 24... diax, 4...
...Magnet, 35...Magnetic pole, 36...Balance weight.

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】[Scope of utility model registration request] 内燃機関の回転に応じて互いに略逆相となる電
圧を誘起するエキサイタ・コイルおよびパルサ・
コイルと、そのエキサイタ・コイルの誘起電圧を
充電する第１のコンデンサと、この第１のコンデ
ンサの放電電圧を受けて点火プラグに高電圧を供
給するイグニシヨン・コイルと、前記パルサ・コ
イルの誘起電圧を充電する第２のコンデンサと、
この第２のコンデンサの放電電圧を受けて導通す
る第１のスイツチング素子と、この第１のスイツ
チング素子の導通によつて前記第１のコンデンサ
の放電を可能とする第２のスイツチング素子と、
内燃機関の設定定常回転速度で導通し、前記第２
のスイツチング素子を駆動する第３のスイツチン
グ素子とを備えてなる内燃機関の無接点点火装
置。 An exciter coil and a pulsar coil induce voltages that are approximately opposite in phase to each other as the internal combustion engine rotates.
a coil, a first capacitor that charges the induced voltage of the exciter coil, an ignition coil that receives the discharge voltage of the first capacitor and supplies a high voltage to the spark plug, and an induced voltage of the pulsar coil. a second capacitor for charging;
a first switching element that becomes conductive in response to the discharge voltage of the second capacitor; a second switching element that enables the first capacitor to be discharged by the conduction of the first switching element;
conductive at a set steady rotational speed of the internal combustion engine;
A non-contact ignition device for an internal combustion engine, comprising: a third switching element that drives a switching element;