(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
点火コイル(1) の１次コイル(2) の両端に、該１次コイル(2) に短絡電流を流すための第１トランジスタ(5) と、前記１次コイル(2) に誘起する正の誘起電圧(V2 ) のピークを検出するピーク検出手段(9) と、該ピーク検出手段(9) がピークを検出した時にオンして前記第１トランジスタ(5) をオフさせる第２トランジスタ(6) とを並列に接続し、前記ピーク検出手段(9) は、充放電用コンデンサ(10)と、前記正の誘起電圧(V2 ) が誘起した時にオンして前記充放電用コンデンサ(10)を順方向に充電すると共に前記第２トランジスタ(6) をオフさせ、前記正の誘起電圧(V2 ) がピークを超えた時に前記充放電用コンデンサ(10)の順方向の充電電圧によりオフして前記第２トランジスタ(6) をオンさせる第３トランジスタ(11)と、前記正の誘起電圧(V2 ) がピークを超えた時に前記充放電用コンデンサ(10)の順方向の充電電圧分の電荷を放電し、且つ前記１次コイル(2) に負の誘起電圧(V1 )(V 3 ) が誘起した時に前記充放電用コンデンサ(10)を逆方向に充電する逆方向充電用ダイオード(13)とを備えたことを特徴とする内燃機関用トランジスタ点火装置。
【請求項２】
前記１次コイル(2) の両端に、前記第１トランジスタ(5) と、前記第２トランジスタ(6) 及び抵抗(7) の第１直列回路(8) と、前記充放電用コンデンサ(10)、前記第３トランジスタ(11)及び抵抗(14)の第２直列回路(17)とを並列に接続し、前記第１トランジスタ(5) のベースを前記第１直列回路(8) の前記第２トランジスタ(6) と前記抵抗(7) との間に、前記第２トランジスタ(6) のベースを前記第２直列回路(17)の前記第３トランジスタ(11)と前記抵抗(14)との間に夫々接続し、前記第２トランジスタ(6) の両端に順方向充電用ダイオード(12)と抵抗(15)との第３直列回路(18)を接続し、該第３直列回路(18)の前記順方向充電用ダイオード(12)と前記抵抗(15)との間に前記第３トランジスタ(11)のベースを接続し、前記逆方向充電用ダイオード(13)と抵抗(16)との第４直列回路(19)の一端を前記第３トランジスタ(11)と前記充放電用コンデンサ(10)との間に、他端を前記第１直列回路(8) の前記第２トランジスタ(6) と前記抵抗(7) との間に夫々接続したことを特徴とする請求項１に記載の内燃機関用トランジスタ点火装置。
【請求項３】
点火コイル(1) の１次コイル(2) の両端に、該１次コイル(2) に短絡電流を流すための第１トランジスタ(5) と、前記１次コイル(2) に誘起する正の誘起電圧(V2 ) のピークを検出するピーク検出手段(9) と、該ピーク検出手段(9) がピークを検出した時にオンして第１トランジスタ(5) をオフさせる第２トランジスタ(6) とを並列に接続し、該ピーク検出手段(9) に、前記充放電用コンデンサ(10)と、前記１次コイル(2) に正の誘起電圧(V2 ) が誘起した時にオンして前記充放電用コンデンサ(10)を順方向に充電し且つ該正の誘起電圧(V2 ) のピークを越えた時にオフする第３トランジスタ(11)と、該第３トランジスタ(11)のオン・オフによりオン・オフし且つオフ時に該第３トランジスタ(11)をオンする第４トランジスタ(20)とを備えたことを特徴とする内燃機関用トランジスタ点火装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、内燃機関用トランジスタ点火装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
２サイクル式の内燃機関では、正転中に急激に重負荷が逆転方向に加わった場合に、点火時期が逆転方向に一致すれば、そのまま逆転することがある。
そこで、この内燃機関の逆転を防止するための逆転防止機能を備えた内燃機関用トランジスタ点火装置として、従来、特公昭５６−３８７９１号公報に記載のようなものが提案されている。
【０００３】
この従来のトランジスタ点火装置は、点火コイルの１次コイルに接続された第１トランジスタと、１次コイルに誘起する正の誘起電圧のピークを検出するピーク検出手段と、このピーク検出手段がピークを検出した時に第１トランジスタをオフするサイリスタとを備え、ピーク検出手段によるピーク検出時にサイリスタにより第１トランジスタをオフして、点火コイルの２次コイルに高電圧を発生させて、点火プラグの火花放電により点火するようになっている。
ピーク検出手段は、第１トランジスタにダーリントン接続された検出トランジスタと、第１トランジスタに直列接続された抵抗と、検出トランジスタに直列接続されたコンデンサとを備えている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
従来のトランジスタ点火装置は、１次短絡電流を流す第１トランジスタに、ピーク検出手段の一部を構成する抵抗を直列に接続しているため、１次短絡電流の電流値が小さくなり、小型且つ高効率化を図り得ない欠点がある。
即ち、従来は、１次短絡電流を流す第１トランジスタのエミッタ回路に抵抗を接続すると共に、この第１トランジスタに検出トランジスタをダーリントン接続し、この検出トランジスタのエミッタにコンデンサを接続してピーク検出手段を構成している。
【０００５】
このため、この抵抗によって１次コイルに流れる短絡電流が制限されて小さくなると共に、第１トランジスタのオフ時に点火コイルの２次側に発生する高圧出力が低下する欠点があり、十分な高圧出力を得るためには、点火装置全体を大型化する必要がある。
また点火装置を大型化しても、抵抗による電力消費が大きくなり、その無駄は解消し得ない。
【０００６】
更に、ピーク検出手段がピークを検出した時に、サイリスタのオンにより第１トランジスタをオフさせているが、サイリスタのオン電圧が他のトランジスタに比較して大きいため、第１トランジスタのベース・エミッタ間電圧が大になり、高温時に誤動作する等、温度条件の変化による影響を非常に受け易く、動作の安定性、信頼性を確保し難い欠点がある。
本発明は、このような従来の課題に鑑み、簡単な構成で小型且つ安価に製作できると共に、２次側の高圧出力を大にして高効率化でき、しかも温度条件等による影響を防止でき、点火動作の安定性、信頼性を確保できる内燃機関用トランジスタ点火装置を提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明は、点火コイル1 の１次コイル2 の両端に、該１次コイル2 に短絡電流を流すための第１トランジスタ5 と、前記１次コイル2 に誘起する正の誘起電圧V 2 のピークを検出するピーク検出手段9 と、該ピーク検出手段9 がピークを検出した時にオンして前記第１トランジスタ5 をオフさせる第２トランジスタ6 とを並列に接続し、前記ピーク検出手段9 は、充放電用コンデンサ10と、前記正の誘起電圧V 2 が誘起した時にオンして前記充放電用コンデンサ10を順方向に充電すると共に前記第２トランジスタ6 をオフさせ、前記正の誘起電圧V 2 がピークを超えた時に前記充放電用コンデンサ10の順方向の充電電圧によりオフして前記第２トランジスタ6 をオンさせる第３トランジスタ11と、前記正の誘起電圧V 2 がピークを超えた時に前記充放電用コンデンサ10の順方向の充電電圧分の電荷を放電し、且つ前記１次コイル2 に負の誘起電圧V 1 ,V 3が誘起した時に前記充放電用コンデンサ10を逆方向に充電する逆方向充電用ダイオード13とを備えたものである。
【０００８】
また別の本発明は、点火コイル1 の１次コイル2 の両端に、該１次コイル2 に短絡電流を流すための第１トランジスタ5 と、前記１次コイル2 に誘起する正の誘起電圧V 2 のピークを検出するピーク検出手段9 と、該ピーク検出手段9 がピークを検出した時にオンして第１トランジスタ5 をオフさせる第２トランジスタ6 とを並列に接続し、該ピーク検出手段9 に、前記充放電用コンデンサ10と、前記１次コイル2 に正の誘起電圧V 2 が誘起した時にオンして前記充放電用コンデンサ10を順方向に充電し且つ該正の誘起電圧V 2 のピークを越えた時にオフする第３トランジスタ11と、該第３トランジスタ11のオン・オフによりオン・オフし且つオフ時に該第３トランジスタ11  をオンする第４トランジスタ20とを備えたものである。
【００１１】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の各実施形態を図面に基づいて詳述する。
図１乃至図３は本発明の第１の実施形態を例示する。図１において、1 は点火コイルで、１次コイル2 と２次コイル3 とを備え、その２次コイル3 に点火プラグ4 が接続されている。5 は第１トランジスタで、そのコレクタ及びエミッタが点火コイル1 の１次コイル2 の両端に接続されている。なお、第１トランジスタ5 には、パワートランジスタが用いられている。
【００１２】
6 は第２トランジスタで、この第２トランジスタ6 のコレクタに抵抗7 が直列接続され、第１直列回路8 が構成されている。そして、この第１直列回路8 は、第１トランジスタ5 のコレクタ及びエミッタに並列に接続され、その第２トランジスタ6 と抵抗7 との間に第１トランジスタ5 のベースが接続されている。
【００１３】
9 は１次コイル2 に誘起する正の誘起電圧V2のピークを検出するピーク検出手段で、１次コイル2 の正及び負の誘起電圧V1〜V3により充電される充放電用のコンデンサ10と、１次コイル2 に正の誘起電圧V2が誘起した時にオンしてコンデンサ10を順方向に充電し且つ該正の誘起電圧V2のピークを越えた時にオフして第２トランジスタ6 をオンさせる第３トランジスタ11の他に、順方向充電用のダイオード12、逆方向充電用のダイオード13及び抵抗14〜16を備えている。
【００１４】
コンデンサ10と第３トランジスタ11は抵抗14と共に第２直列回路17を構成し、その第３トランジスタ11のエミッタにコンデンサ10が、コレクタに抵抗14が夫々接続されている。そして、この第２直列回路17は、第１トランジスタ5 、第１直列回路8 と共に１次コイル2 の両端間に並列に接続され、また第３トランジスタ11と抵抗14との間に第２トランジスタ6 のベースが接続されている。
【００１５】
順方向充電用のダイオード12と抵抗15は第３直列回路18を構成し、この第３直列回路18は第２トランジスタ6 のコレクタ・エミッタ間に接続され、そのダイオード12と抵抗15との間に第３トランジスタ11のベースが接続されている。
逆方向充電用のダイオード13と抵抗16は第４直列回路19を構成し、この第４直列回路19の一端が第３トランジスタ11とコンデンサ10との間に、他端が第２直列回路17の第２トランジスタ6 と抵抗7 との間に夫々接続されている。
【００１６】
次に図２及び図３を参照しながら第１の実施形態における動作を説明する。通常の正転時には、図２の（Ａ）に二点鎖線で示すように、点火コイル1 の１次コイル2 には負の誘起電圧V1と正の誘起電圧V2と負の誘起電圧V3が連続して誘起する。
【００１７】
今、１次コイル2 に最初の負の誘起電圧V1が誘起すると、１次コイル2 、コンデンサ10、抵抗16、ダイオード13、抵抗7 及び１次コイル2 の充電回路が構成され、その負の誘起電圧V1によってコンデンサ10が逆方向に充電される。そして、このコンデンサ10が図２の（Ｂ）に示すように負のピーク値まで充電されると、その逆方向の充電電圧が抵抗15を介して第３トランジスタ11のベース側に印加するので、この第３トランジスタ11がオン状態になる。
【００１８】
その後、１次コイル2 に正の誘起電圧V2が誘起し、その誘起電圧V2が立ち上がってくると、１次コイル2 、抵抗7 、ダイオード12、第３トランジスタ11のベース・エミッタ、コンデンサ10を経て第３トランジスタ11にベース電流が流れて、この第３トランジスタ11がオンする。
【００１９】
このため１次コイル2 から抵抗7 、第３トランジスタ11、コンデンサ10を経て１次コイル2 に至る充電回路が構成されて、図２の（Ａ）に実線で示すように、１次コイル2 に誘起する正の誘起電圧V2によりコンデンサ10が順方向に急速に充電されて行く。
これと同時に第２トランジスタ6 がオフし、第１トランジスタ5 がオンするため、１次コイル2 、第１トランジスタ5 、１次コイル2 の回路で１次短絡電流が流れる。
【００２０】
コンデンサ10が正の誘起電圧V2のピークに達するまで順方向に充電された後、図２の（Ａ）に示すように、１次コイル2 の正の誘起電圧V2がピークを越えると、ダイオード12を介して第３トランジスタ11のベースに印加する電圧が第３トランジスタ11のエミッタの電圧、即ち、コンデンサ10の充電電圧よりも低くなり、図２の（Ｂ）に示すように、第３トランジスタ11が正の誘起電圧V2のピークを検出してオフする。
【００２１】
これによって第２トランジスタ6 がオンし、第１トランジスタ5 をオフするので、第１トランジスタ5 を経て１次コイル2 に流れていた１次短絡電流が遮断される。そして、点火コイル1 の２次コイル3 側に高圧出力が発生し、内燃機関の上死点の手前側近傍で点火プラグ4 に火花放電（発火）が発生して点火する。
コンデンサ10の順方向の充電電圧分の電荷は、コンデンサ10から抵抗16、ダイオード13、第２トランジスタ6 のコレクタ・エミッタ、コンデンサ10の放電回路を介して、次の負の誘起電圧V 3 が誘起するまでに放電する。
【００２２】
内燃機関の逆転時には、点火コイル1 の１次コイル2 に、図３（Ａ）及び（Ｂ）に示すように正の誘起電圧V1、負の誘起電圧V2、正の誘起電圧V3が順次誘起する。そして、その負の誘起電圧V2、正の誘起電圧V3により、各部が正転時と同様に動作するが、その発火時点が内燃機関の上死点を越えて大きく外れているので、内燃機関の逆転を防止できる。
【００２３】
この実施形態では、点火コイル1 の１次短絡電流が流れる第１トランジスタ5 の経路から外れた位置にピーク検出手段9 を設けているので、ピーク検出手段9 の一部を構成する抵抗を従来のように第１トランジスタ5 に直列に設ける必要がない。
このため、１次コイル2 、第１トランジスタ5 に流れる１次短絡電流を大きくでき、これに伴って第１トランジスタ5 をオフした時に点火コイル1 の２次コイル3 側に発生する高圧出力も大にできる。また第１トランジスタ5 に直列に抵抗を接続する必要がないので、それによる電力消費等の無駄も防止できる。
【００２４】
従って、この実施形態では、点火装置全体の小型化を図りながら、２次コイル3 側の高圧出力を大にできると共に、無駄な電力消費を防止でき、容易に高効率化を図ることができる。
またピーク検出手段9 では、正の誘起電圧V2のピークを検出した時に第３トランジスタ11がオフし、これによって第２トランジスタ6 をオンさせて第１トランジスタ5 をオフするように構成しており、第２トランジスタ6 により第１トランジスタ5 をオン・オフ制御するようにしている。
【００２５】
従って、従来のサイリスタで第１トランジスタ5 を制御する場合に比較して、第２トランジスタ6 のオン電圧を小さくできるので、第１トランジスタ5 のベース・エミッタ間電圧が小さくなり、温度条件の変化による影響を受け難くなる。このため高温時の誤動作等の恐れもなく、動作の安定性、信頼性を容易に確保できる。
【００２６】
更に、ピーク検出手段9 は、１次短絡電流が流れる第１トランジスタ5 の回路から外して、コンデンサ10、第３トランジスタ11、ダイオード12,13 、抵抗14〜16により構成しているので、その回路構成が簡単であり、素子数を少なくできる。このため、製作コストを更に低減し安価に実施できる。
【００２７】
図４は本発明の第２の実施形態を例示し、ピーク検出手段9 に、充放電用のコンデンサ10と、１次コイル2 に正の誘起電圧が誘起した時にオンしてコンデンサ10を順方向に充電し且つ該正の誘起電圧のピークを越えた時にオフする第３トランジスタ11と、第３トランジスタ11のオン・オフによりオン・オフし且つオフ時に第３トランジスタ11をオンする第４トランジスタ20とを備えたものである。
【００２８】
コンデンサ10は逆方向充電用のダイオード21と直列回路を構成し、第２トランジスタ6 の両端間に接続されている。第４トランジスタ20は２個の抵抗22,23 と直列回路を構成し、１次コイル2 の両端間に接続されている。そして、この第４トランジスタ20のコレクタと抵抗23との間に、ダイオード24を介してコンデンサ10が接続され、また２個の抵抗22,23 間に第２トランジスタ6 のベースが接続されている。
【００２９】
第３トランジスタ11はエミッタが第２トランジスタ6 のコレクタとダイオード21との間に、コレクタが抵抗25を介して第４トランジスタ20のベースに夫々接続されている。第３トランジスタ11のベースは順方向のダイオード26を介して、コンデンサ10とダイオード21との間に接続されている。
【００３０】
次に第２の実施形態における動作を説明する。内燃機関の正転時において、１次コイル2 に最初の負の誘起電圧が誘起すると、１次コイル2 、コンデンサ10、ダイオード21、抵抗7 及び１次コイル2 の充電回路が構成され、負の誘起電圧によってコンデンサ10が逆方向に充電され、その充電電圧を維持する。
【００３１】
次に１次コイル2 に正の誘起電圧が誘起すると、１次コイル2 、抵抗7 、第３トランジスタ11のエミッタ・ベース、ダイオード26、コンデンサ10を経て第３トランジスタ11がオンする。このためコンデンサ10が正の誘起電圧により順方向に充電される。
同時に第１トランジスタ5 がオンして１次コイル2 に１次短絡電流が流れる。また第３トランジスタ11がオンすると、第４トランジスタ20がオンするため、第２トランジスタ6 はオフしたままである。
【００３２】
１次コイル2 の正の誘起電圧がピークを越えると、第３トランジスタ11のベース側にコンデンサ10の充電電圧がダイオード26を介して印加するため、第３トランジスタ11のエミッタの電圧がベース側の電圧よりも低くなり、第３トランジスタ11がピークを検出すると同時にオフする。これによって第４トランジスタ20がオフし、第２トランジスタ6 がオンして、第１トランジスタ5 をオフするので、第１の実施形態と同様に１次短絡電流を遮断して点火する。
【００３３】
従って、この第２の実施形態においても、第１の実施形態と同様の利点を得ることができる。
以上、本発明の各実施形態について説明したが、本発明はこれらの実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲内で設計変更が可能であることは言うまでもない。
【００３４】
【発明の効果】
本発明によれば、簡単な構成で小型且つ安価に製作できると共に、２次側の高圧出力を大にして高効率化でき、しかも温度条件等による影響を防止でき、点火動作の安定性、信頼性を容易に確保できる。
【００３７】
また別の本発明によれば、更にピーク検出手段9 により正の誘起電圧V 2 のピークを確実に検出して第２トランジスタ6 を制御できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施形態を示す点火装置の回路図である。
【図２】本発明の第１の実施形態を示す正転時の波形図である。
【図３】本発明の第１の実施形態を示す逆転時の波形図である。
【図４】本発明の第２の実施形態を示す点火装置の回路図である。
【符号の説明】
1   点火コイル
2   １次コイル
5   第１トランジスタ
6   第２トランジスタ
7   抵抗
8   第１直列回路
9   ピーク検出手段
10  コンデンサ
11  第３トランジスタ
12,13   ダイオード
14,15,16  抵抗
17  第２直列回路
18  第３直列回路
19  第４直列回路
20  第４トランジスタ
V2  誘起電圧
【図１】
0003727116.tif 000002
【図２】
0003727116.tif 000003
【図３】
0003727116.tif 000004
【図４】
0003727116.tif 000005