JPS6327545B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、特許請求の範囲第１項の上位概念に
記載した点火装置に関する。

この型式の点火装置は、特開昭53−95441号公
報により公知である。この点火装置においては、
制御回路の制御コンデンサが、直列接続された閾
値スイツチを介して点火装置の１次電流回路と接
続されている。この制御コンデンサによつて、内
燃機関の回転数に依存して点火時点が調節され
る。点火時点に１次電流回路の点火電流が遮断さ
れると、立上り過渡振動が発生し、１次電流回路
と接続された制御電流回路を介して点火トランジ
スタに帰還される。その結果、特別な措置を講じ
なければ、点火トランジスタは過渡振動の間に振
動的にオン・オフを繰返す。従つて点火コイルの
２次側にある点火プラグには多重点火が生じる。
多重点火の個々の点火火花の燃焼時間（持続時
間）は10〜30μsなので、それにより得られる点火
エネルギーは非常に小さい。

実開昭52−73321号公報にもこの種の点火装置
が開示されている。この装置の制御回路は、実質
的に上述した装置の制御回路に相応している。そ
のためこの点火装置でも、点火時点に１次電流を
遮断すると立上り過渡振動が生じる。制御回路が
点火過程の間に点火トランジスタを確実に阻止で
きないからである。過渡振動の間に短い点火火花
が順次発生するが、そのすべてを合わせても点火
過程中に生じる点火エネルギーは小さい。従つて
特定の動作状態では点火できない危険がある。

本発明の課題は、内燃機関を確実に点火するた
めに、点火プラグに生じる点火火花のエネルギー
を高めることである。

本発明によればこの課題は、特許請求の範囲第
１項に記載した点火装置によつて解決される。本
発明の点火装置では、制御コンデンサが結合抵抗
を介して放電するが、この２つの素子から成る時
定数回路の時定数は適切に選定されている。従つ
てコンデンサの放電特性も良好であり、点火時点
後の過渡振動の間に制御トランジスタおよび点火
トランジスタが発振することはない。そのため点
火プラグには安定な単一の点火火花が発生し、そ
の点火エネルギーは大きく、持続時間も２ｍｓま
でと十分に長い。

本発明の別の利点は、点火過程の間に１次電流
回路が発振的に制御されず、ただ１度遮断される
だけなので、点火トランジスタの負荷がかなり減
少する点にある。

本発明のさらに別の利点は、制御トランジスタ
の制御電路に並列な抵抗によつて、制御トランジ
スタの特性のばらつきを補償できる。

本発明の有利な実施態様は、各実施態様項に記
載されている通りである。

次に第１図に示した実施例について詳述する。

図示した点火装置は、回転する磁石装置１１を
有する磁石点火器１０を具えている。磁石装置１
１は、２個の磁極片の間に配置された永久磁石１
１ａを有し、この永久磁石は、図示しない内燃機
関のフライホイール又はフアンホイールの外周に
配設されている。磁石装置１１は、内燃機関のハ
ウジングに配設した点火電機子１２と共働し、こ
の点火電機子は点火コイルとしても用いられ、１
次巻線１３ａと２次巻線１３ｂとを具えている。
２次巻線１３ｂは点火導線１４を経て内燃機関の
点火プラグに接続されている。点火電機子１２の
１次巻線１３ａは、スイツチ路としてNPN形点
火トランジスタ１６を配設した１次電流回路に接
続されている。点火トランジスタ１６はダーリン
トン接続されたスイツチングトランジスタとして
構成され、そのコレクタは、１次巻線１３ａの接
地側端に、エミツタはダイオード１７を経て１次
巻線１３ａの他端にそれぞれ接続されている。逆
電流に対する保護用のダイオード１７は点火トラ
ンジスタ１６のスイツチ路と同じく順方向の極性
となるよう接続されている。点火トランジスタ１
６のベースは抵抗１８を経て、接地されたコレク
タに接続されている。点火トランジスタ１６のベ
ースとエミツタとにより形成される制御電路は制
御回路に接続してあり、その制御スイツチはこの
制御回路のNPN形制御トランジスタ１９として
点火トランジスタ１６の制御電路と並列に接続さ
れている。制御トランジスタ１９のベースは、１
次接線１３ａと並列の制御回路の分路に、1.5K
Ωの結合抵抗２０を介して接続されている。この
分路には、接地された200Ωの抵抗２１及びこれ
と直列の22μFのコンデンサ２２とが接続してあ
り、コンデンサ２２は１次電流回路のダイオード
１７の陰極に接続されている。点火電機子１２の
１次巻線１３ａは更に抵抗２３とダイオード２４
との直列回路から成る分路を有し、ダイオード２
４は、点火に不要な１次電流回路中の半波は通過
させるが、磁石点火装置１０の点火に必要な半波
は阻止するような極性を有する。抵抗２３の調節
又はその代りに１以上の抵抗を適切に選定して、
点火に不要な磁石点火装置１０の半波の減衰を制
御できる。

点火時期において点火トランジスタ１６の発振
性スイツチ過程を抑制するため、点火トランジス
タ１６の制御電路が全点火過程を通じて制御トラ
ンジスタ１９のスイツチ路により短絡状態となる
ように、制御トランジスタ１９の制御電路にコン
デンサ２２から結合抵抗２０を経てベース電流が
供給されるようにしなければならない。この場合
点火過程中においてもコンデンサ２２が再充電さ
れるようにする必要がある。これは結合抵抗２０
とコンデンサ２２とにより形成される時定数回路
２５を適切に選定することにより可能になる。時
定数Ｔ＝Ｒ×Ｃはこの場合10μsより大きくする。
この実施例では Ｔ＝1.5×10³×22×10^-9＝33μs コンデンサ２２の再充電のため、時定数回路２
５の時定数は、最大の火花持続時間より短くなる
ように選定しなければならない。従つて制御トラ
ンジスタ１９が実際に遮断されている時間は、時
定数回路２５の時定数よりも相当長く、回転数に
依存して400μs〜1.2ｍｓになる。

制御トランジスタ１９には量産による多少のば
らつきがあるので、制御トランジスタ１９を時定
数回路２５と整合させるための補償抵抗２６をト
ランジスタ１９の制御電路に並列に接続する。補
償抵抗２６の抵抗値は300Ω〜2KΩである。制御
トランジスタ１９の温度変化は、20℃において
10KΩの、やはり制御トランジスタ１９の制御区
間に並列に接続したNTC抵抗２７により補償す
る。

内燃機関の作動時に点火電機子１２の１次巻線
１３ａには磁石装置１１の回転により正及び負の
電圧半波が発生する。１次巻線１３ａの接地側端
子から見て、正の電圧半波は、ダイオード２４と
抵抗２３とによつて、他の点火装置部分がピーク
電圧のため損傷しない程度まで減衰される。負の
電圧半波は点火エネルギーの発生並びに点火のト
リガに必要とされる。各々の負の電圧半波が開始
されると制御電流は抵抗１８を通つて点火トラン
ジスタ１６の制御電路に流れ、点火トランジスタ
１６を導通させる。このため１次電流が点火トラ
ンジスタ１６のスイツチ路を経て流れる。また点
火装置の制御回路中のコンデンサ２２は低い値の
抵抗２１を経て充電される。コンデンサ２２の電
荷は、点火時点において、結合抵抗２０を経て制
御トランジスタ１９の制御電路を導通に切換える
のに必要な値になる。このため制御トランジスタ
１９は導通し、そのスイツチが点火トランジスタ
１６の制御電路を短絡するので、点火トランジス
タ１６は直ちに遮断される。このため１次電流は
急激に遮断され、１次巻線１３ａ及び２次巻線１
３ｂに各々電圧パルスが誘起される。２次巻線１
３ｂの電圧パルスは点火プラグ１５に点火火花を
発生させる。１次巻線１３ａの電圧パルスは、抵
抗２１を経てコンデンサ２１に至り、コンデンサ
２１を再充電すると共に、結合抵抗２０を経て制
御トランジスタ１９のベースにも流れ、制御トラ
ンジスタ１９を導通状態に保持する。

１次電流の遮断と、点火プラグ１５の点火火花
にエネルギーが放出されることとにより、振動過
程が開始されるので、この振動のビルドアツプ過
程が点火トランジスタ１６に作用し、エネルギー
の不充分な複数個の短かい点火火花の発生が阻止
されるようにする必要がある。このような点火火
花の発生を阻止するため、制御トランジスタ１９
が全点火過程を通じて飽和範囲に保たれるように
制御されて、点火トランジスタ１６を有効に短絡
するようなコンデンサ２２の電荷が時定数回路２
５の充分大きな時定数により結合抵抗２０を経て
放電されるようにする。次に第２図〜第５図のオ
シログラムを参照しながら時定数回路の時定数と
点火火花との関係について説明する。

グラフの横軸は時間、縦軸は１次電流の大きさ
を示している。第２図から分かるように、１次電
流Ipは磁石の回転につれて上昇し、数アンペアに
達する。点火時点に１次電流は瞬間的に遮断さ
れ、点火プラグ１５に点火火花が生じる。

第２図ａ，ｂは時定数Ｔがほぼ100μsの場合で、
第２図ａは回転数1000rpm、第２図ｂは8000rpm
である。どちらの場合でも、十分な持続時間tiを
有する単一の点火火花が生じている（第１図では
ti≒２ｍｓ、第２図はti≒0.6ｍｓ）。このような
点火火花のエネルギーは大きいので、確実な点火
が可能である。

第３図ａ，ｂは時定数ｔ≒13μsの場合で、回転
数はそれぞれ3000rpm、10000rpmである（第３
図以降、縦軸は下に向つて大きく成つている）。
この時定数でも単一の点火火花が生じ、持続時間
も十分長くなつている。

このように、時定数が10μsより大きければ十分
な接続時間を有する単一の点火火花が発生し、確
実な点火が行なえる。

第４図ａ，ｂは時定数Ｔ≒9μsの場合で、回転
数はそれぞれ3000rpm、10000rpmである。どち
らの場合でも、持続時間ti≒20μsの短い点火火花
が２つ生じている。つまり多重点火が起つてい
る。これでは内燃機関を確実に点火することはで
きない。２番目の火花の後では、１次電流が小さ
すぎて点火トランジスタを導通状態に切換えるこ
ともできないのである。

時定数がＴ≒5μsである第５図ａ，ｂの場合で
も、同様に多重点火が起つている。

以上から明らかなように、時定数Ｔが10μsより
小さいと多重点火が生じて確実な点火が困難にな
る。そのために本発明では時定数を10μsより大き
くしている。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明による単気筒内燃機関用点火装
置の実施例を示す回路図、第２図〜第５図は時定
数回路の時定数と点火火花との関係を説明するた
めのオシログラムを示す図である。 １０……磁石点火装置、１１……磁石装置、１
２……点火電機子、１３ａ……１次巻線、１３ｂ
……２次巻線、１６……点火トランジスタ。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 少なくとも１つの１次巻線または発電機巻線
   を有する磁石発電機が設けられ、該磁石発電機に
   点火コイルの１次電流回路が接続され、点火コイ
   ルの２次巻線が少なくとも１つの点火プラグに給
   電し、 前記１次電流回路中に制御可能な電子的点火素
   子が設けられ、該点火素子は、点火時点に制御ス
   イツチによつて導通状態から遮断状態へ切換可能
   であり、 抵抗およびそれに直列なコンデンサが発電機巻
   線に並列に接続され、前記抵抗とコンデンサとの
   間のタツプが結合抵抗を介して制御スイツチの制
   御電路に導かれている、点火装置において、 結合抵抗２０およびそれに直列接続された別の
   抵抗２６／２７が、コンデンサ２２に並列な分圧
   器を形成し、該分圧器のタツプが制御スイツチ１
   ９の制御端子と接続されて、前記別の抵抗２６／
   ２７が制御スイツチ１９の制御電路と並列に接続
   され、 コンデンサの放電のために用いられるコンデン
   サ２２と結合抵抗２０から形成された時定数回路
   ２５の時定数（Ｔ＝Ｒ×Ｃ）が、制御スイツチ１
   ９の導通時において10μsより大きい、 ことを特徴とする点火回路。 ２ 時定数回路２５の時定数が最大の火花接続期
   間より小さい特許請求の範囲第１項記載の点火装
   置。 ３ 制御スイツチ１９の制御電路と並列に接続さ
   れた抵抗２６が補償抵抗である特許請求の範囲第
   １項又は第２項記載の点火装置。 ４ 制御スイツチ１９の制御電路と並列にNTC
   抵抗２７が接続されている特許請求の範囲第１項
   から第３項までのいずれか１項記載の点火装置。