(57)【要約】【課題】内燃機関に連動するコイル発電機からの電力を入力すると共にこの電力を充電するバッテリからの電力を入力する一方、点火プラグに接続された点火コイルに所定間隔で点火電流を出力するようにした点火装置において、何らかの理由でバッテリ側にサージ電流が発生したとしても、このサージ電流により点火装置の各種電子部品が上記サージ電流によっては破壊されないようにする。【解決手段】点火装置は、内燃機関１に連動するコイル発電機３からの電力を入力すると共にこの電力を充電するバッテリ５からの電力を入力する一方、点火プラグ２に接続された点火コイル１５に所定間隔で点火電流を出力する。点火装置７が入力する電力をオン、オフ可能にする保護回路２９が設けられる。点火装置７がバッテリ５側から電力を入力しているときであって、この入力電圧がアース電位を基準とする所定値以上になったとき、保護回路２９がオフする。【選択図】図１
2010007623.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
内燃機関に連動するコイル発電機からの電力を入力すると共にこの電力を充電するバッテリからの電力を入力する一方、点火プラグに接続された点火コイルに所定間隔で点火電流を出力するようにした点火装置において、
上記点火装置が入力する上記電力をオン、オフ可能にする保護回路を設け、上記点火装置がバッテリ側から電力を入力しているときであって、この入力電圧がアース電位を基準とする所定値以上になったとき、上記保護回路がオフするようにしたことを特徴とする点火装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電源であるバッテリ側から点火装置に入力される電圧がアース電圧を基準とする所定値以上になったとき、上記電力の入力をオフして、点火装置の各種電子部品を保護するようにした点火装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
上記点火装置には、従来、図３に示されるものがある。この図３のものによれば、点火装置５１は内燃機関５２の構成部品とされている。上記点火装置５１は、内燃機関５２に連動するコイル発電機５３からの電力をレクチファイアレギュレータ５４を通し入力すると共に、この電力を充電するバッテリ５５からの電力をも入力する。その一方、上記点火装置５１は、点火プラグ５６に接続された点火コイル５７に所定間隔で点火電流を出力する。
【０００３】
上記点火装置５１は、上記コイル発電機５３を含むバッテリ５５側と点火コイル５７との間に介設され、レギュレータ回路６０、昇圧回路６１、およびコンデンサ６２により形成される直列回路と、上記昇圧回路６１のプラス側に接続され、他の回路６３への電力供給を可能とする電源回路６４と、上記バッテリ５５側からの電力を入力して電荷を蓄積し、上記昇圧回路６１および電源回路６４の電源となる電解コンデンサ６５とを備えている。
【０００４】
また、上記レギュレータ回路６０は、上記バッテリ５５側と昇圧回路６１との間に介設され、上記バッテリ５５側からの電力をオン、オフ可能とするサイリスタであるスイッチ手段６８と、このスイッチ手段６８に並列に接続される第１抵抗６９、ダイオード７０、および第２抵抗７１により形成される直列回路と、上記第２抵抗７１と共に並列回路を形成し、そのプラス側が上記スイッチ手段６８のゲートＧに接続されるコンデンサー７２と、上記ダイオード７０のアノードＡ側をアースに接続させるツェナダイオード７３とを備えている。
【０００５】
上記内燃機関５２が駆動するとき、この内燃機関５２に連動するコイル発電機５３が発電し、その電力が出力される。このコイル発電機５３からの電力の一部分は上記バッテリ５５に充電され、他部分は上記バッテリ５５の放電電力と共に上記点火装置５１に供給される。上記バッテリ５５側からの電圧は、点火装置５１の昇圧回路６１および点火コイル５７により昇圧され、高電圧とされて上記点火プラグ５６に向け出力される。すると、この出力により点火プラグ５６が火花放電し、内燃機関５２の燃焼室における混合気の点火、燃焼が行われる。以下、上記作用が所定間隔で繰り返されることにより、内燃機関５２の駆動が続けられる。
【０００６】
上記の場合、レギュレータ回路６０は次のように作動する。即ち、上記コイル発電機５３から出力される電圧は、レクチファイアレギュレータ５４を通ることにより断続的なプラス値の半波電圧とされる。そして、この半波電圧は、上記バッテリ５５の充電量にかかわらず、このバッテリ５５により全体的に均されて、経時的に常にプラス値の電圧となるよう保持される。このため、上記スイッチ手段６８は、上記したプラス値の電圧を連続的に入力する。この入力により、上記スイッチ手段６８には電流が流れ続けるために、このスイッチ手段６８はオン状態に保持される。
【０００７】
このため、上記オン状態のスイッチ手段６８を通って、上記バッテリ５５側から点火装置５１の各種電子部品である上記昇圧回路６１、電源回路６４、電解コンデンサ６５などに電力が供給される。つまり、上記コイル発電機５３とバッテリ５５とが共にレギュレータ回路６０に接続されている場合には、上記内燃機関５２の駆動中、常に上記スイッチ手段６８はオン状態に保持される。
【０００８】
ここで、市場の要求などにより、上記内燃機関５２からバッテリ５５が意図的に取り外されるなど、除外される場合がある。この場合、上記バッテリ５５は存在しないため、コイル発電機５３からレクチファイアレギュレータ５４を通し出力される断続的な半波電圧は、そのまま上記点火装置５１に入力される。
【０００９】
上記の場合、半波電圧の最大値が大きい値になりがちであるとしても、上記電解コンデンサ６５における電荷の蓄積量が少ない場合には、上記電圧による電力の一部分は、上記スイッチ手段６８を通して上記電解コンデンサ６５に円滑に入力される。このため、上記各種電子部品である昇圧回路６１等に供給される上記電力の他部分における電圧の最大値は小さく抑制されて、これら昇圧回路６１等に支障なく供給される。
【００１０】
一方、上記内燃機関５２の駆動の続行に伴い、上記電解コンデンサ６５に電荷が徐々に蓄積されてこの電荷の蓄積量が多くなると、この電解コンデンサ６５のプラス側やスイッチ手段６８での電圧が上昇する。そして、これに伴い上記ツェナダイオード７３のカソードＫの入力電圧が高くなる。そして、このツェナダイオード７３のカソードＫの入力電圧が所定値以上になったとすると、このツェナダイオード７３がオンする。一方、前記したように、コイル発電機５３からレクチファイアレギュレータ５４を通し点火装置５１に入力される電力は、断続的な半波電圧によるものであるため、上記コイル発電機５３側から点火装置５１のスイッチ手段６８に入力される電圧も断続的に０となる。
【００１１】
そして、上記したようにスイッチ手段６８に入力される電圧が一時的に０となり、かつ、上記したようにツェナダイオード７３がオンすれば、上記スイッチ手段６８を流れる電流が０となり、かつ、アノードＡとゲートＧとの各電圧が０となって、このスイッチ手段６８がオフする。これにより、上記コイル発電機５３側から昇圧回路６１側への過大な電圧の供給が防止される。
【００１２】
上記スイッチ手段６８のオフ状態で、上記内燃機関５２の駆動が続行して、上記電解コンデンサ６５の電荷の蓄積量が減少すると、この電解コンデンサ６５のプラス側やスイッチ手段６８での電圧が下降する。すると、上記ツェナダイオード７３のカソードＫの入力電圧も上記所定値未満にまで低くなって、このツェナダイオード７３がオフする。すると、上記コイル発電機５３からの電圧が上記スイッチ手段６８のゲートＧに入力されて、このスイッチ手段６８がオンし、このスイッチ手段６８を通しコイル発電機５３からの電力が再び上記昇圧回路６１側に供給される。
【００１３】
以下、上記レギュレータ回路６０の働きにより、上記動作が繰り返され、上記コイル発電機５３から昇圧回路６１側への電圧が過大になることが防止される。そして、この状態で、内燃機関５２の駆動が続行させられる。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１４】
ところで、上記コイル発電機５３とバッテリ５５とが共にレギュレータ回路６０に接続されている従来の技術において、仮に、バッテリ５５とレギュレータ回路６０との接続部に接触不良が生じたり、この接続部の接続が不意に解除されたりした場合には、上記バッテリ５５側に瞬間的な過大電圧であるサージ電圧（７０〜８０Ｖ）が発生し、このサージ電圧に基づく過大電流であるサージ電流が上記レギュレータ回路６０に向けて出力されることがある。
【００１５】
この場合、前記したように、コイル発電機５３とバッテリ５５とは共に点火装置５１に接続されていることから、上記スイッチ手段６８はオン状態に保持されている。よって、上記レギュレータ回路６０に向かうサージ電流は上記スイッチ手段６８を通り上記点火装置５１の内部に流れて、上記点火装置５１の各種電子部品である昇圧回路６１、電源回路６４、電解コンデンサ６５等を破壊させてしまうおそれがある。
【課題を解決するための手段】
【００１６】
本発明は、上記のような事情に注目してなされたもので、本発明の目的は、内燃機関に連動するコイル発電機からの電力を入力すると共にこの電力を充電するバッテリからの電力を入力する一方、点火プラグに接続された点火コイルに所定間隔で点火電流を出力するようにした点火装置において、何らかの理由でバッテリ側にサージ電流が発生したとしても、上記点火装置の各種電子部品が上記サージ電流によっては破壊されないようにすることである。
【００１７】
請求項１の発明は、内燃機関１に連動するコイル発電機３からの電力を入力すると共にこの電力を充電するバッテリ５からの電力を入力する一方、点火プラグ２に接続された点火コイル１５に所定間隔で点火電流を出力するようにした点火装置において、
上記点火装置７が入力する上記電力をオン、オフ可能にする保護回路２９を設け、上記点火装置７がバッテリ５側から電力を入力しているときであって、この入力電圧がアース電位を基準とする所定値以上になったとき、上記保護回路２９がオフするようにしたものである。
【００１８】
なお、この項において、上記各用語に付記した符号や図面番号は、本発明の技術的範囲を後述の「実施例」の項や図面の内容に限定解釈するものではない。
【発明の効果】
【００１９】
本発明による効果は、次の如くである。
【００２０】
請求項１の発明は、内燃機関に連動するコイル発電機からの電力を入力すると共にこの電力を充電するバッテリからの電力を入力する一方、点火プラグに接続された点火コイルに所定間隔で点火電流を出力するようにした点火装置において、
上記点火装置が入力する上記電力をオン、オフ可能にする保護回路を設け、上記点火装置がバッテリ側から電力を入力しているときであって、この入力電圧がアース電位を基準とする所定値以上になったとき、上記保護回路がオフするようにしている。
【００２１】
このため、上記内燃機関を駆動させる場合には、コイル発電機を含むバッテリ側において何らかの理由により生じる過大電圧であるサージ電圧の最高値よりも、上記所定値を予め低く設定しておけばよい。このようにすれば、上記バッテリ側から点火装置に入力される電圧が上記所定値未満であるときには、上記保護回路のスイッチ手段はオン状態に保持される。このため、このオン状態の保護回路を通って、上記バッテリ側からの電力が上記点火装置の各種電子部品に供給される。
【００２２】
また、上記した保護回路のオン状態において、上記バッテリ側から点火装置に入力される電圧が上記所定値以上になったときには、上記したように保護回路のスイッチ手段はオフする。これにより、上記バッテリ側から各種電子部品への過大な電圧の供給が防止される。
【００２３】
その後、上記バッテリ側から点火装置に入力される電圧が上記所定値未満になったときには、上記保護回路は再びオンされて、そのオン状態に保持される。つまり、上記保護回路はレギュレータとして働く。そして、この保護回路のレギュレータとしての働きにより、上記動作が繰り返され、上記バッテリ側から上記各種電子部品への電圧が過大になることが防止される。そして、この状態で、内燃機関の駆動が続行させられる。
【００２４】
一方、上記バッテリと保護回路との接続部に接触不良が生じたり、この接続部の接続が不意に解除されたりした場合には、上記バッテリ側に過大電圧であるサージ電圧が発生するおそれがある。しかし、この場合には、上記バッテリ側から点火装置への入力電圧は所定値以上となるため、上記保護回路は直ちにオフする。
【００２５】
このため、上記保護回路を通り上記バッテリ側から点火装置の各種電子部品に上記サージ電圧に基づくサージ電流が流れる、ということは防止される。よって、何らかの理由でバッテリ側にサージ電流が発生したとしても、上記点火装置の各種電子部品が上記サージ電流によって破壊される、ということは防止される。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２６】
本発明の内燃機関における点火装置に関し、内燃機関に連動するコイル発電機からの電力を入力すると共にこの電力を充電するバッテリからの電力を入力する一方、点火プラグに接続された点火コイルに所定間隔で点火電流を出力するようにした点火装置において、何らかの理由でバッテリ側にサージ電流が発生したとしても、上記点火装置の各種電子部品が上記サージ電流によっては破壊されないようにする、という目的を実現するため、本発明を実施するための最良の形態は、次の如くである。
【００２７】
即ち、点火装置は、内燃機関に連動するコイル発電機からの電力を入力すると共にこの電力を充電するバッテリからの電力を入力する一方、点火プラグに接続された点火コイルに所定間隔で点火電流を出力するようにしている。上記点火装置が入力する上記電力をオン、オフ可能にする保護回路が設けられる。上記点火装置７バッテリ側から電力を入力しているときであって、この入力電圧がアース電位を基準とする所定値以上になったとき、上記保護回路がオフすることとされる。
【実施例】
【００２８】
本発明をより詳細に説明するために、その実施例を添付の図に従って説明する。
【００２９】
図１において、符号７は点火装置であって、この点火装置７は自動二輪車などの車両に搭載される走行駆動用内燃機関１の構成部品とされている。
【００３０】
上記内燃機関１は、シリンダ内の燃焼室に放電部が臨む点火プラグ２と、内燃機関１に連動して発電するフライホイールマグネトであるコイル発電機３を有すると共に、このコイル発電機３からの電力をレクチファイアレギュレータ４を通し入力して充電するバッテリ５を有する電源６と、この電源６からの電力を入力して昇圧すると共に、この電力を点火コイル１５で更に昇圧して上記点火プラグ２に高電圧を適宜出力する上記点火装置７と、上記電源６から点火装置７への電力の供給をオン、オフ可能にするメインスイッチ８とを備えている。
【００３１】
上記コイル発電機３は、上記内燃機関１のクランク軸１１に連動して電力を出力する発電コイル１２と、所定のクランク角で点火信号を出力するパルサコイル１３とを備えている。
【００３２】
上記点火コイル１５は一次コイル１６と、上記点火プラグ２と直列接続されて、上記一次コイル１６と並列配置される二次コイル１７とを備えている。上記点火装置７は、上記メインスイッチ８と点火コイル１５との間に介設され、上記電源６からの電力を上記メインスイッチ８を通して入力する一方、上記点火コイル１５の一次コイル１６に点火電流を所定間隔で出力する。この一次コイル１６を上記点火電流が流れるとき、この点火電流の誘導作用により、上記二次コイル１７に高電圧が誘起される。そして、この高電圧を上記点火プラグ２が入力して、放電がなされる。
【００３３】
上記点火装置７は、上記メインスイッチ８と点火コイル１５との間に介設され、ダイオード２０、昇圧回路２１、およびコンデンサー２２により形成される直列回路と、上記コンデンサー２２のプラス側をアースに接続させる点火トリガ手段であるサイリスタ２４と、このサイリスタ２４のゲートＧに、上記コイル発電機３のパルサコイル１３を接続させる点火時期制御回路２５と、上記昇圧回路２１のプラス側に接続され、他の回路２６への電力供給を可能とする電源回路２７と、上記バッテリ５からの電力を入力して電荷を蓄積し、上記昇圧回路２１および電源回路２７の電源となる電解コンデンサー２８とを備えている。
【００３４】
上記ダイオード２０と昇圧回路２１との間には保護回路２９が介設されている。この保護回路２９は、上記ダイオード２０と昇圧回路２１との間に介設され、上記電源６から点火装置７の内部に入力される電力をオン、オフ可能とするＦＥＴ素子であるスイッチ手段３０と、第１、第２抵抗３１，３２により形成される第１直列回路と、第３抵抗３３と第１トランジスタ３４とにより形成される第２直列回路と、第４抵抗３５と第２トランジスタ３６とにより形成される第３直列回路とを備えている。これら第１〜第３直列回路は並列回路を構成し、その各一端は上記ダイオード２０のカソードＫ側に接続され、各他端はアースに接続されている。
【００３５】
また、上記保護回路２９は、上記第１抵抗３１と第２抵抗３２との間を第１トランジスタ３４のベースＢに接続させる第１ツェナダイオード３７と、この第１ツェナダイオード３７のアノードＡ（第１トランジスタ３４のベースＢ）をアースに接続させる第５抵抗３８と、上記スイッチ手段３０のゲートＧとソースＳとを接続させる第２ツェナダイオード３９とを備えている。
【００３６】
上記スイッチ手段３０のゲートＧ（第２ツェナダイオード３９のアノードＡ）と第２トランジスタ３６のコレクタＣとが接続され、また、上記第１トランジスタ３４のコレクタＣと第２トランジスタ３６のベースＢとが接続されている。
【００３７】
図１，２において、上記内燃機関１が駆動するとき、これに連動するコイル発電機３の発電コイル１２が発電して上記レギュレータ４を通し電力が出力される。上記コイル発電機３からの電力の一部分は上記バッテリ５に充電され、他部分は上記バッテリ５の放電電力と共に上記点火装置７側に向けて出力される。
【００３８】
上記メインスイッチ８をオンすれば、上記電源６からダイオード２０を通し、まず、点火装置７の保護回路２９に電力が供給される。この場合、上記電源６の電圧がアース電位（グランド電位）を基準とする所定値（２５Ｖ）未満であるとする。すると、上記電源６からの電圧に基づき、上記第１抵抗３１と第２抵抗３２とにより規定された電圧が上記第１ツェナダイオード３７のカソードＫに印加されても、この第１ツェナダイオード３７はオフ状態のままに保持される。このため、第１トランジスタ３４のベースＢには電流は流れない。よって、この第１トランジスタ３４はオフされたままに保持される（図２中、ａ）。
【００３９】
また、上記したように、メインスイッチ８のオンにより、上記点火装置７の保護回路２９に電力（１２Ｖ）が供給されると、上記第３抵抗３３を通し第２トランジスタ３６のベースＢに電流が流れる。すると、この第２トランジスタ３６がオンする（図２中，ａ）。すると、この第２トランジスタ３６のコレクタＣからエミッタＥに電流が流れ、この際、第４抵抗３５を電流が流れる。このため、この第４抵抗３５と並列に接続されているスイッチ手段３０のゲートＧとソースＳとの間に電位差が生じる（図２中、ａ）。すると、このスイッチ手段３０がオンして、このスイッチ手段３０のソースＳとドレインＤとが接続し、このスイッチ手段３０はオン状態に保持される。
【００４０】
そして、上記オン状態のスイッチ手段３０を通し、上記電源６からの電力が上記点火装置７の各種電子部品である昇圧回路２１、電源回路２７、電解コンデンサー２８などに供給される。この場合、上記昇圧回路２１に供給された電力の電圧は、この昇圧回路２１により昇圧され、その電力がコンデンサー２２に入力されて、電荷が蓄積される。
【００４１】
上記コイル発電機３のパルサコイル１３から出力される点火信号が上記点火時期制御回路２５を通して上記サイリスタ２４のゲートＧに入力され、このサイリスタ２４がオンされる。すると、このサイリスタ２４を通り上記コンデンサー２２に蓄積されていた電荷が急激に放電され、この放電電流が上記点火コイル１５の一次コイル１６を瞬間的に流れる。すると、この一次コイル１６を流れる電流の誘導作用で二次コイル１７に高電圧が誘起される。これにより、点火プラグ２が火花放電して、燃焼室での混合気の点火、燃焼が行われる。以下、上記作用が所定間隔（クランク角）で繰り返されることにより、内燃機関１の駆動が続けられ、内燃機関１は通常駆動状態とされる（図２中、ａ〜ｂ）。
【００４２】
また、上記した保護回路２９のスイッチ手段３０のオン状態において、上記電源６から点火装置７に入力される電圧が上記所定値（２５Ｖ）以上になったときには、この所定値以上の電圧に基づき、上記第１抵抗３１と第２抵抗３２とにより規定された他の所定値以上の電圧が上記第１ツェナダイオード３７のカソードＫに印加され、この第１ツェナダイオード３７がオンすることとされている。そして、この第１ツェナダイオード３７がオンすれば、第１トランジスタ３４のベースＢに電流が流れて、この第１トランジスタ３４がオンする（図２中、ｃ）。
【００４３】
すると、上記第１トランジスタ３４のコレクタＣと共に第２トランジスタ３６のベースＢが０電圧となるため、この第２トランジスタ３６はオフされる（図２中、ｃ）。これにより、上記第４抵抗３５には電流が流れなくなるため、上記スイッチ手段３０のゲートＧとソースＳとの間の電位差が０となる。すると、このスイッチ手段３０がオフすることとなって（図２中、ｃ）、このスイッチ手段３０のドレインＤ側の電圧は低いままに保持される（図２中、ｃ〜ｄ）。これにより、上記バッテリ５側から昇圧回路２１側への過大な電圧の供給が防止される。
【００４４】
その後、上記電源６から点火装置７に入力される電圧が上記所定値未満になったときには、前記メインスイッチ８をオンしたときと同様に、上記保護回路２９のスイッチ手段３０は再びオンされて、このオン状態に保持される。つまり、上記保護回路２９はレギュレータとして働く。そして、この保護回路２９のレギュレータとしての働きにより、上記動作が繰り返され、上記バッテリ５側から上記各種電子部品への電圧が過大になることが防止される。そして、この状態で、内燃機関１の駆動が続行させられる。
【００４５】
一方、上記バッテリ５と点火装置７との接続部に接触不良が生じたり、この接続部の接続が不意に解除されたりした場合には、このバッテリ５を有する電源６側に瞬間的な過大電圧であるサージ電圧（７０〜８０Ｖ）が発生し（図２中、ｂ）このサージ電圧に基づき瞬間的な過大電流であるサージ電流が上記電源６側から点火装置７の内部の上記各種電子部品に向かって流れるおそれがある。そして、上記サージ電流が点火装置７の内部に流入したとすると（図２中、ｃ〜ｄ）、この点火装置７の上記各種電子部品が破壊されるおそれが生じて好ましくない。
【００４６】
そこで、上記内燃機関１を駆動させる場合には、上記電源６側において何らかの理由により生じる過大電圧であるサージ電圧の最高値よりも、上記所定値（２５Ｖ）を予め十分に低く設定しておけばよい。このようにすれば、上記電源６側の電圧が上記所定値以上になったとき、上記と同様にして保護回路２９のスイッチ手段３０が直ちにオフされ、上記点火装置７の内部へのサージ電流の流入が遮断される。
【００４７】
このため、上記保護回路２９のスイッチ手段３０を通り上記電源６側から点火装置７の各種電子部品に上記サージ電圧に基づくサージ電流が流れる、ということは防止される。よって、何らかの理由で電源６側にサージ電流が発生したとしても、上記点火装置７の各種電子部品が上記サージ電流によって破壊される、ということは防止される。
【００４８】
上記のようにサージ電圧が発生（図２中、ｂ）した後、上記電源６側における上記サージ電圧が経時的に減衰して、前記所定値（２５Ｖ）未満になると、内燃機関１は前記した通常駆動状態に戻る（図２中、ｄ）。
【図面の簡単な説明】
【００４９】
【図１】点火装置の電気回路図である。
【図２】点火装置の各構成部品の経時的な作動図である。
【図３】従来の技術である点火装置の電気回路図である。
【符号の説明】
【００５０】
１    内燃機関
２    点火プラグ
３    コイル発電機
４    レギュレータ
５    バッテリ
６    電源
７    点火装置
８    メインスイッチ
１５  点火コイル
１６  一次コイル
１７  二次コイル
２２  コンデンサー
２４  サイリスタ
２５  点火時期制御回路
２６  他の回路
２７  電源回路
２８  電解コンデンサー
２９  保護回路
３０  スイッチ手段
【図１】
2010007623.tif 000003
【図２】
2010007623.tif 000004
【図３】
2010007623.tif 000005