(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
内燃機関により駆動される磁石発電機に設けられて、前記内燃機関が正方向に１回転する間に少くとも１サイクルの交流電圧を誘起する点火電源コイルと、
前記内燃機関が正方向に１回転する間に点火電源コイルが誘起する交流電圧の正負の半サイクルのうち、最初に現れる一方の極性の半サイクルの電圧が発生した時に該点火電源コイル側からベース電流が与えられて導通して該点火電源コイルを実質的に短絡する第１の電流制御用トランジスタと、前記第１の電流制御用トランジスタが導通しているときの前記点火電源コイルの両端の電圧が所定のレベルに達した時に前記第１の電流制御用トランジスタを遮断状態にする制御動作を行う第１のトランジスタ制御回路とを備えて、前記第１の電流制御用トランジスタの遮断により前記点火電源コイルに高い電圧を誘起させる第１の電流制御回路と、
前記点火電源コイルが他方の極性の半サイクルの電圧を誘起した時に該点火電源コイル側からベース電流が与えられて導通して該点火電源コイルを実質的に短絡する第２の電流制御用トランジスタと、前記第２の電流制御用トランジスタが導通しているときの点火電源コイルの両端の電圧が所定のレベルに達した時またはピークに達した時に前記第２の電流制御用トランジスタを遮断状態にする制御動作を行う第２のトランジスタ制御回路とを備えて、前記第２の電流制御用トランジスタの遮断により前記点火電源コイルに高電圧を発生させる第２の電流制御回路と、
前記第１の電流制御用トランジスタまたは第２の電流制御用トランジスタが遮断状態になった際に前記点火電源コイルに誘起する電圧を昇圧して点火用高電圧を発生する昇圧手段とを具備し、
前記内燃機関の回転速度が設定値以下の時には前記第１のトランジスタ制御回路が前記第１の電流制御用トランジスタを遮断状態にする制御動作を行なわないように、前記第１のトランジスタ制御回路の動作感度が設定されていることを特徴とする内燃機関用点火装置。
【請求項２】
内燃機関により駆動される磁石発電機内に設けられて、前記内燃機関が正方向に１回転する間に少くとも１サイクルの交流電圧を誘起する点火電源コイルと、
前記内燃機関が正方向に１回転する間に点火電源コイルが誘起する交流電圧の正負の半サイクルのうち、最初に現れる一方の極性の半サイクルの電圧が誘起した時に高電位側の端子となる該点火電源コイルの一端にアノード及びカソードがそれぞれ接続された第１及び第２のダイオードと、
コレクタエミッタ間回路が前記第１のダイオードを通して前記点火電源コイルの両端に並列に接続されて、前記点火電源コイルに一方の極性の半サイクルの電圧が誘起した時に該点火電源コイル側からベース電流が与えられて導通する第１の電流制御用トランジスタと、前記第１の電流制御用トランジスタが導通しているときの前記点火電源コイルの両端の電圧が所定のレベルに達した時に前記第１の電流制御用トランジスタを遮断状態にする制御動作を行う第１のトランジスタ制御回路とを備えて、前記第１の電流制御用トランジスタの遮断により前記点火電源コイルに電圧を誘起させる第１の電流制御回路と、
コレクタエミッタ間回路が前記第２のダイオードを通して前記点火電源コイルの両端に並列に接続されて、前記点火電源コイルに他方の極性の半サイクルの電圧が誘起した時に該点火電源コイル側からベース電流が与えられて導通する第２の電流制御用トランジスタと、前記第２の電流制御用トランジスタが導通しているときの点火電源コイルの両端の電圧が所定のレベルに達した時またはピークに達した時に前記第２の電流制御用トランジスタを遮断状態にする制御動作を行う第２のトランジスタ制御回路とを備えて、前記第２の電流制御用トランジスタの遮断により前記点火電源コイルに電圧を誘起させる第２の電流制御回路と、
前記第１の電流制御用トランジスタまたは第２の電流制御用トランジスタが遮断状態になった際に前記点火電源コイルに誘起する電圧を昇圧して点火用高電圧を発生する昇圧手段とを具備し、
前記内燃機関の回転速度が設定値以下の時には前記第１のトランジスタ制御回路が前記第１の電流制御用トランジスタを遮断状態にする制御動作を行なわないように、前記第１のトランジスタ制御回路の動作感度が設定されていることを特徴とする内燃機関用点火装置。
【請求項３】
内燃機関により駆動される磁石発電機内に設けられて、前記内燃機関が正方向に１回転する間に少くとも１サイクルの交流電圧を誘起する点火電源コイルと、
前記内燃機関が正方向に１回転する間に点火電源コイルが誘起する交流電圧の正負の半サイクルのうち、最初に現れる一方の極性の半サイクルの電圧が誘起した時に低電位側の端子となる該点火電源コイルの一端にカソード及びアノードがそれぞれ接続された第１及び第２のダイオードと、
コレクタエミッタ間回路が前記第１のダイオードを通して前記点火電源コイルの両端に並列に接続されて、前記点火電源コイルに一方の極性の半サイクルの電圧が誘起した時に該点火電源コイル側からベース電流が与えられて導通する第１の電流制御用トランジスタと、前記第１の電流制御用トランジスタが導通しているときの前記点火電源コイルの両端の電圧が所定のレベルに達した時に前記第１の電流制御用トランジスタを遮断状態にする制御動作を行う第１のトランジスタ制御回路とを備えて、前記第１の電流制御用トランジスタの遮断により前記点火電源コイルに電圧を誘起させる第１の電流制御回路と、
コレクタエミッタ間回路が前記第２のダイオードを通して前記点火電源コイルの両端に並列に接続されて、前記点火電源コイルに他方の極性の半サイクルの電圧が誘起した時に該点火電源コイル側からベース電流が与えられて導通する第２の電流制御用トランジスタと、前記第２の電流制御用トランジスタが導通しているときの点火電源コイルの両端の電圧が所定のレベルに達した時またはピークに達した時に前記第２の電流制御用トランジスタを遮断状態にする制御動作を行う第２のトランジスタ制御回路とを備えて、前記第２の電流制御用トランジスタの遮断により前記点火電源コイルに電圧を誘起させる第２の電流制御回路と、
前記第１の電流制御用トランジスタまたは第２の電流制御用トランジスタが遮断状態になった際に前記点火電源コイルに誘起する電圧を昇圧して点火用高電圧を発生する昇圧手段とを具備し、
前記内燃機関の回転速度が設定値以下の時には前記第１のトランジスタ制御回路が前記第１の電流制御用トランジスタを遮断状態にする制御動作を行なわないように、前記第１のトランジスタ制御回路の動作感度が設定されていることを特徴とする内燃機関用点火装置。
【請求項４】
前記点火電源コイルと第１の電流制御回路との間に、該点火電源コイルから第１の電流制御回路側に流れる電流を制限する電流制限素子が挿入されている請求項１ないし３のいずれか１つに記載の内燃機関用点火装置。
【請求項５】
前記昇圧手段は、前記磁石発電機に設けられた点火コイルからなっていて、該点火コイルの一次コイルが前記点火電源コイルを構成している請求項１ないし４のいずれか１つに記載の内燃機関用点火装置。
【請求項６】
前記磁石発電機は、強磁性材料からなっていて内燃機関のクランク軸に取り付けられたフライホイールと該フライホイールの外周の一部に形成された凹部内に固定されて前記フライホイールの径方向に着磁された１つの永久磁石とを有して該永久磁石と前記凹部の両側のフライホイールの外周部とにより３極の磁石界磁が構成された磁石回転子と、前記磁石回転子の磁極に対向する磁極部を有する鉄心に前記点火電源コイルを巻回してなる電機子とを備えて、内燃機関が正方向に１回転する間に前記点火電源コイルに一方の極性の半サイクルの電圧と他方の極性の半サイクルの電圧と一方の極性の半サイクルの電圧とが順に現れる１サイクル半の交流電圧が誘起するように構成され、
前記内燃機関が正方向に１回転する間に前記点火電源コイルに誘起する交流電圧の最初の半サイクルの電圧のピーク位置及び２番目の半サイクルの誘起電圧のピーク位置がそれぞれ前記内燃機関の回転速度が前記設定値を超えた直後の点火位置及び機関の回転速度が前記設定値以下になっているときの点火位置に一致し、かつ前記内燃機関が正方向に１回転する間に前記点火電源コイルに誘起する交流電圧の最後の半サイクルの電圧のピーク位置が点火火花の発生が許容される機関の回転角度範囲内に入るように、前記磁石回転子の磁石界磁の磁極間隔及び前記磁石回転子と電機子との間の位置関係が設定されていることを特徴とする請求項１ないし４のいずれか１つに記載の内燃機関用点火装置。
【請求項７】
前記磁石発電機は、強磁性材料からなっていて内燃機関のクランク軸に取り付けられたフライホイールと該フライホイールの外周の一部に形成された凹部内に固定されて前記フライホイールの径方向に着磁された１つの永久磁石とを有して該永久磁石と前記凹部の両側のフライホイールの外周部とにより３極の磁石界磁が構成された磁石回転子と、前記磁石回転子の磁極に対向する磁極部を有する鉄心に前記点火電源コイルを構成する一次コイルと該一次コイルに磁気結合された二次コイルとを有する点火コイルを巻回してなる電機子とを備えて、内燃機関が正方向に１回転する間に前記点火電源コイルに一方の極性の半サイクルの電圧と他方の極性の半サイクルの電圧と一方の極性の半サイクルの電圧とが順に現れる１サイクル半の交流電圧が誘起するように構成され、
前記内燃機関が正方向に１回転する間に前記点火電源コイルに誘起する交流電圧の最初の半サイクルの電圧のピーク位置及び２番目の半サイクルの誘起電圧のピーク位置がそれぞれ前記内燃機関の回転速度が前記設定値を超えた直後の点火位置及び機関の回転速度が前記設定値以下になっているときの点火位置に一致し、かつ前記内燃機関が正方向に１回転する間に前記点火電源コイルに誘起する交流電圧の最後の半サイクルの電圧のピーク位置が点火火花の発生が許容される機関の回転角度範囲内に入るように、前記磁石回転子の磁石界磁の磁極間隔及び前記磁石回転子と電機子との間の位置関係が設定され、
前記点火コイルが前記昇圧手段を構成していることを特徴とする請求項１ないし４のいずれか１つに記載の内燃機関用点火装置。
【請求項８】
前記第１のトランジスタ制御回路は、駆動信号が与えられた時に導通して前記第１の電流制御用トランジスタのベース電流を該トランジスタから側路するように設けられた第１の電流制御回路用ベース電流側路スイッチと、前記第１の電流制御用トランジスタが導通しているときの点火電源コイルの両端の電圧が所定レベルに達した時に前記第１の電流制御回路用ベース電流側路スイッチに駆動信号を与える第１の電流制御回路用側路スイッチ駆動回路とを備えている請求項１ないし７のいずれか１つに記載の内燃機関用点火装置。
【請求項９】
前記第２のトランジスタ制御回路は、駆動信号が与えられた時に導通して前記第２の電流制御用トランジスタのベース電流を該トランジスタから側路するように設けられた第２の電流制御回路用ベース電流側路スイッチと、前記第２の電流制御用トランジスタが導通しているときの点火電源コイルの両端の電圧が所定レベルに達したことが検出された時に前記第２の電流制御回路用ベース電流側路スイッチに駆動信号を与える第２の制御回路用側路スイッチ駆動回路とを備えている請求項１ないし８のいずれか１つに記載の内燃機関用点火装置。
【請求項１０】
前記第２のトランジスタ制御回路は、駆動信号が与えられた時に導通して前記第２の電流制御用トランジスタのベース電流を該トランジスタから側路するように設けられた第２の電流制御回路用ベース電流側路スイッチと、前記第２の電流制御用トランジスタが導通しているときの点火電源イルの両端の電圧がピークに達した時に前記第２の電流制御回路用ベース電流側路スイッチに駆動信号を与えるピーク検出回路とを備えている請求項１ないし８のいずれか１つに記載の内燃機関用点火装置。
【請求項１１】
前記第２のトランジスタ制御回路は、駆動信号が与えられた時に導通して前記第２の電流制御用トランジスタのベース電流を該トランジスタから側路するように設けられた第２の制御回路用ベース電流側路スイッチと、前記第２の電流制御用トランジスタが導通している時の点火電源コイルの両端の電圧がピークに達した時に前記第２の制御回路用ベース電流側路スイッチに駆動信号を与えるピーク検出回路と、前記第２の電流制御用トランジスタが導通している時の点火電源イルの両端の電圧が設定レベルに達した時に前記第２の制御回路用ベース電流側路スイッチに駆動信号を与える第２の電流制御回路用側路スイッチ駆動回路とを具備し、
前記設定レベルは、内燃機関の回転速度が設定された遮断値切換速度に達した時に前記第２の電流制御用トランジスタの導通により電流が流れている前記一次コイルの両端に生じる電圧のピーク値にほぼ等しく設定されていることを特徴とする請求項１ないし８のいずれか１つに記載の内燃機関用点火装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、点火電源コイルを流れる電流をトランジスタにより制御して点火用の高電圧を発生させる電流遮断形の内燃機関用点火装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
内燃機関用点火装置として、点火電源コイルを流しておいた電流を遮断することにより該点火電源コイルに誘起させた電圧を更に昇圧して点火用の高電圧を発生させるトランジスタ制御式の電流遮断形点火装置が知られている。
【０００３】
この種の内燃機関用点火装置は、日本国特許庁から発行された特開昭５２−８７５３８号、実開昭５４−４９４２８号、特開昭６１−３１６６８号等に開示されている。
【０００４】
従来のトランジスタ制御式の電流遮断形点火装置は、機関に取り付けられた磁石発電機内に設けられて機関の回転に同期して交流電圧を誘起する点火電源コイルと、該点火電源コイルの両端にコレクタエミッタ間回路が並列に接続されて、点火電源コイルに一方の半サイクルの電圧が誘起した時に該誘起電圧によりベース電流が与えられて導通する電流制御用トランジスタと、点火電源コイルの両端の電圧（トランジスタのコレクタエミッタ間の電圧）が所定のレベルに達した時（点火電源コイルの通電電流が所定の遮断値に達した時）に導通して電流制御用トランジスタのベース電流を該トランジスタから側路するトランジスタ制御用スイッチと、電流制御用トランジスタが遮断した際に点火電源コイルに誘起した電圧を昇圧して点火用高電圧を発生させる昇圧手段とにより構成されている。
【０００５】
この種の点火装置を備えた内燃機関において、機関の始動操作が行なわれると、磁石発電機内に設けられた点火電源コイルに交流電圧が誘起する。点火電源コイルに一方の半サイクルの電圧が誘起すると、電流制御用トランジスタにベース電流が与えられるため、該トランジスタが導通状態になり、点火電源コイルから電流制御用トランジスタのコレクタエミッタ間を通して短絡電流が流れる。点火電源コイルを通して流れる電流が所定の遮断値に達して、該点火電源コイルの両端の電圧が設定値に達したことが検出されると、トランジスタ制御用スイッチが導通して電流制御用トランジスタのベース電流を該トランジスタから側路するため、該電流制御用トランジスタが遮断状態になる。これにより点火電源コイルを通して流れていた電流が遮断されるため、該点火電源コイルには、それまで流れていた電流を流し続けようとする極性の高い電圧が誘起する。この誘起電圧は昇圧手段により点火用の高電圧に昇圧され、該点火用高電圧が内燃機関の気筒に取り付けられた点火プラグに印加される。点火用高電圧が印加された際に点火プラグに生じる火花放電で機関が点火される。
【０００６】
点火電源コイルの通電電流の遮断値（トランジスタが遮断状態になる際に点火電源コイルを通して流れている電流の大きさ）は、所定の波高値の点火用高電圧を得るために必要な値以上に設定される。
【０００７】
上記のように構成すると、点火位置を定めるための信号を発生する信号源を別個に設ける必要がないため、内燃機関用点火装置の構成を簡単にすることができる。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
周知のように、内燃機関では、機関の始動時及び低速回転時の点火位置（点火が行われる際のクランク軸の回転角度位置）を、ピストンが上死点に達する際の回転角度位置（以下単に上死点という。）に近付ける必要があり、高速時には点火位置を上死点よりも進んだ位置とする必要がある。ところが、上記のトランジスタ制御式の点火装置では、点火電源コイルの通電電流が遮断値に達する際のクランク軸の回転角度位置がほぼ一定になるため、機関の回転速度の変化に伴う点火位置の変化は僅かであった。そのため、従来のこの種の点火装置では、機関の低速時にも高速時にも点火位置がほぼ一定になり、低速時から高速時まで機関を満足に動作させるように点火位置を設定することが困難であった。
【０００９】
また従来の電流遮断形の内燃機関用点火装置では、点火の際に高電圧が１回しか発生しないため、何らかの原因で燃料の着火に失敗すると、機関から未燃焼ガスが排出されるという問題があった。
【００１０】
本発明の目的は、内燃機関の回転速度の変化に伴う点火位置の変化幅を従来よりも広くとることができるようにしたトランジスタ制御式の内燃機関用点火装置を提供することにある。
【００１１】
本発明の他の目的は、点火動作が行われる際に点火用高電圧が複数回発生するようにして、燃料の着火ミスが生じる確率を少なくし、未燃焼ガスの排出を防止した内燃機関用点火装置を提供することにある。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
本発明は、点火電源コイルに流しておいた電流を遮断することにより誘起させた電圧を昇圧して点火用の高電圧を得る電流遮断形の内燃機関用点火装置に適用される。
【００１３】
本発明に係わる点火装置は、内燃機関により駆動される磁石発電機に設けられて、前記内燃機関が正方向に１回転する間に少くとも１サイクルの交流電圧を誘起する点火電源コイルと、内燃機関が正方向に１回転する間に点火電源コイルが誘起する交流電圧の正負の半サイクルのうち、最初に現れる一方の極性の半サイクルの電圧が発生した時に該点火電源コイル側からベース電流が与えられて導通して該点火電源コイルを実質的に短絡する第１の電流制御用トランジスタと、該第１の電流制御用トランジスタが導通しているときの点火電源コイルの両端の電圧が所定のレベルに達した時に第１の電流制御用トランジスタを遮断状態にする制御動作を行う第１のトランジスタ制御回路とを備えて、第１の電流制御用トランジスタの遮断により点火電源コイルに高い電圧を誘起させる第１の電流制御回路と、点火電源コイルが他方の極性の半サイクルの電圧を誘起した時に該点火電源コイル側からベース電流が与えられて導通して該点火電源コイルを実質的に短絡する第２の電流制御用トランジスタと、第２の電流制御用トランジスタが導通しているときの点火電源コイルの両端の電圧が所定のレベルに達した時またはピークに達した時に第２の電流制御用トランジスタを遮断状態にする制御動作を行う第２のトランジスタ制御回路とを備えて、第２の電流制御用トランジスタの遮断により点火電源コイルに高電圧を発生させる第２の電流制御回路と、第１の電流制御用トランジスタまたは第２の電流制御用トランジスタが遮断状態になった際に点火電源コイルに誘起する電圧を昇圧して点火用高電圧を発生する昇圧手段とを備えることにより構成される。
【００１４】
本発明においては、上記内燃機関の回転速度が設定値以下の時には第１のトランジスタ制御回路が第１の電流制御用トランジスタを遮断状態にする制御動作を行なわないように、第１のトランジスタ制御回路の動作感度が設定される。
【００１５】
上記の点火装置においては、点火電源コイルに一方の極性の半サイクルの電圧が誘起した時に第１の電流制御用トランジスタが導通して点火電源コイルに短絡電流を流し、該短絡電流の増加により点火電源コイルの両端の電圧が所定の値に達した時に第１のトランジスタ制御回路が第１の電流制御用トランジスタを遮断状態にして点火用高電圧を発生させる。
【００１６】
また点火電源コイルに他方の極性の半サイクルの電圧が誘起した時に第２の電流制御用トランジスタが導通して点火電源コイルに短絡電流を流し、該短絡電流の増加により点火電源コイルの両端の電圧が所定の値に達した時またはピークに達した時に第２のトランジスタ制御回路が第２の電流制御用トランジスタを遮断状態にして点火用高電圧を発生させる。
【００１７】
上記の点火装置においては、機関の回転速度が設定値以下のときに第１のトランジスタ制御回路が制御動作を行わないように該制御回路の動作感度が設定されているため、機関の回転速度が設定値以下のときには、点火電源コイルが一方の極性の半サイクルの電圧を誘起しても点火動作は行われず、点火電源コイルが他方の極性の半サイクルの電圧を発生した時にのみ点火動作が行われる。
【００１８】
内燃機関の回転速度が設定値を超えると、第１のトランジスタ制御回路が制御動作を行うようになるため、点火電源コイルが他方の極性の半サイクルの電圧を誘起するのに先立って一方の極性の半サイクルの電圧を誘起した時にも点火動作が行われるようになる。
【００１９】
また内燃機関の回転速度が設定値を超える回転領域では、点火電源コイルが一方の極性の半サイクルの電圧を発生した後、続いて他方の極性の半サイクルの電圧を発生した時にも点火動作が行われ、他方の極性の半サイクルの電圧が発生した後更に一方の極性の半サイクルの電圧が発生する場合には、その一方の極性の半サイクルの電圧によっても点火動作が行われる。
【００２０】
このように、本発明の点火装置では、機関の回転速度が設定値以下の回転領域では、点火電源コイルが他方の極性の半サイクルの電圧を発生した時にのみ点火動作が行われ、機関の回転速度が設定値を超える回転領域では、点火電源コイルが他方の極性の半サイクルの電圧を誘起するのに先立って一方の極性の半サイクルの電圧を誘起したときに点火動作が行われるため、機関の回転速度が設定値以下の低速領域で点火位置を上死点付近の位置とし、機関の回転速度が設定値を超える領域では点火位置を上死点よりも十分に進んだ位置まで進角させることができる。従って、機関の低速時にも高速時にも機関を満足に動作させるように点火位置を設定することができる。
【００２１】
また本発明の点火装置では、機関の回転速度が設定値を超える領域で点火火花を複数回発生させることができるため、燃料の着火に失敗する確率を少なくして、未燃焼ガスの排出を防止することができる。
【００２２】
本発明においては、内燃機関の回転速度が設定値以下のときに第１のトランジスタ制御回路が第１の電流制御用トランジスタを遮断状態にする制御動作を行なわないように、第１のトランジスタ制御回路の動作感度を設定するが、この設定を容易にするために、点火電源コイルと第１の電流制御回路との間に、点火電源コイルから第１の電流制御回路側に流れる電流を制限する電流制限素子を挿入するようにしてもよい。
【００２３】
上記昇圧手段としては、通常点火コイルを用いる。電流遮断形の点火装置においては、点火コイルを磁石発電機内に設けて、該点火コイルの一次コイルに交流電圧を誘起させるように構成することにより、該点火コイルの一次コイルが点火電源を兼ねるようにする場合と、点火コイルを磁石発電機の外部に設けて、該磁石発電機内に設けられた発電コイルを点火電源コイルとして用いる場合とがあるが、本発明はこれらいずれの場合にも適用することができる。
【００２４】
本発明に係わる点火装置で用いる磁石発電機は、例えば、強磁性材料からなっていて内燃機関のクランク軸に取り付けられたフライホイールと該フライホイールの外周の一部に形成された凹部内に固定されて前記フライホイールの径方向に着磁された１つの永久磁石とを有して該永久磁石と前記凹部の両側のフライホイールの外周部とにより３極の磁石界磁が構成された磁石回転子と、該磁石回転子の磁極に対向する磁極部を有する鉄心に前記点火電源コイルを巻回してなる電機子とを備えて、内燃機関が正方向に１回転する間に点火電源コイルに一方の極性の半サイクルの電圧と他方の極性の半サイクルの電圧と一方の極性の半サイクルの電圧とが順に現れる１サイクル半の交流電圧が誘起するように構成される。
【００２５】
この場合、内燃機関が正方向に１回転する間に点火電源コイルに誘起する交流電圧の最初の半サイクルの電圧のピーク位置及び２番目の半サイクルの誘起電圧のピーク位置がそれぞれ内燃機関の回転速度が設定値を超えた直後の点火位置及び機関の回転速度が設定値以下になっているときの点火位置に一致し、かつ内燃機関が正方向に１回転する間に点火電源コイルに誘起する交流電圧の最後の半サイクルの電圧のピーク位置が点火火花の発生が許容される機関の回転角度範囲内に入るように、磁石回転子の磁石界磁の磁極間隔及び前記磁石回転子と電機子との間の位置関係が設定される。
【００２６】
上記のように磁石発電機を構成する場合、電機子コイルに前記昇圧手段を構成する点火コイルを巻回して、該点火コイルの一次コイルが点火用電源コイルを構成するようにしてもよい。
【００２７】
第１の電流制御回路及び第２の電流制御回路の一方が点火電源コイルの通電電流を遮断する動作を行なった際に他方の電流制御回路に高い逆方向電圧が印加されるのを防止するため、内燃機関が正方向に１回転する間に点火電源コイルが誘起する交流電圧の正負の半サイクルのうち、最初に現れる一方の極性の半サイクルの電圧が誘起した時に高電位側の端子となる点火電源コイルの一端にアノード及びカソードがそれぞれ接続された第１及び第２のダイオードを設けて、これらのダイオードを第１及び第２の電流制御回路と点火電源コイルとの間に介在させることにより、第１の電流制御回路と第２の電流制御回路との間を電気的に分離するようにするのが好ましい。
【００２８】
また第１の電流制御回路及び第２の電流制御回路の一方が点火電源コイルの通電電流を遮断する動作を行なった際に他方の電流制御回路に高い逆方向電圧が印加されるのを防止するために、内燃機関が正方向に１回転する間に点火電源コイルが誘起する交流電圧の正負の半サイクルのうち、最初に現れる一方の極性の半サイクルの電圧が誘起した時に低電位側の端子となる該点火電源コイルの一端にカソード及びアノードがそれぞれ接続された第１及び第２のダイオードを設けて、これらのダイオードを第１及び第２の電流制御回路と点火電源コイルとの間に介在させることにより、第１の電流制御回路と第２の電流制御回路との間を電気的に分離するようにしてもよい。
【００２９】
上記第１のトランジスタ制御回路は、例えば、駆動信号が与えられた時に導通して第１の電流制御用トランジスタのベース電流を該トランジスタから側路するように設けられた第１の電流制御回路用ベース電流側路スイッチと、第１の電流制御用トランジスタが導通しているときの点火電源コイルの両端の電圧が所定レベルに達した時に第１の電流制御回路用ベース電流側路スイッチに駆動信号を与える第１の電流制御回路用側路スイッチ駆動回路とにより構成できる。
【００３０】
また第２のトランジスタ制御回路は、駆動信号が与えられた時に導通して第２の電流制御用トランジスタのベース電流を該トランジスタから側路するように設けられた第２の電流制御回路用ベース電流側路スイッチと、第２の電流制御用トランジスタが導通しているときの点火電源コイルの両端の電圧が所定レベルに達したことが検出された時に第２の電流制御回路用ベース電流側路スイッチに駆動信号を与える第２の制御回路用側路スイッチ駆動回路とにより構成できる。
【００３１】
上記第２のトランジスタ制御回路はまた、駆動信号が与えられた時に導通して第２の電流制御用トランジスタのベース電流を該トランジスタから側路するように設けられた第２の電流制御回路用ベース電流側路スイッチと、第２の電流制御用トランジスタが導通しているときの点火電源イルの両端の電圧がピークに達した時に第２の電流制御回路用ベース電流側路スイッチに駆動信号を与えるピーク検出回路とにより構成することもできる。
【００３２】
更に第２のトランジスタ制御回路は、駆動信号が与えられた時に導通して第２の電流制御用トランジスタのベース電流を該トランジスタから側路するように設けられた第２の制御回路用ベース電流側路スイッチと、第２の電流制御用トランジスタが導通している時の点火電源コイルの両端の電圧がピークに達した時に第２の制御回路用ベース電流側路スイッチに駆動信号を与えるピーク検出回路と、第２の電流制御用トランジスタが導通している時の点火電源イルの両端の電圧が設定レベルに達した時に第２の制御回路用ベース電流側路スイッチに駆動信号を与える第２の電流制御回路用側路スイッチ駆動回路とにより構成することもできる。この場合、上記設定レベルは、内燃機関の回転速度が設定された遮断値切換速度に達した時に第２の電流制御用トランジスタの導通により電流が流れている点火電源コイルの両端に生じる電圧のピーク値にほぼ等しく設定しておく。
【００３３】
上記のように第２のトランジスタ制御回路を構成した場合には、内燃機関が設定された遮断値切換速度よりも低い回転速度で回転しているときには第２の電流制御用トランジスタが導通しているときの点火電源コイルの両端の電圧がピークに達した時に第２の電流制御用トランジスタが遮断状態になり、内燃機関が遮断値切換速度以上の回転速度で回転している時には点火電源コイルの両端の電圧が一定のレベルに達した時に第２の電流制御用トランジスタが遮断状態になる。
【００３４】
このように第２のトランジスタ制御回路を構成した場合には、機関の回転速度が低い時に点火位置を点火電源コイルの他方の極性の半サイクルの誘起電圧のピーク位置として、点火位置を上死点付近の位置まで遅らせることができる。また機関の回転速度が設定された遮断値切換速度以上になった時には電流の遮断値を低い値に切り換えることができるため、第２の電流制御用トランジスタを流れる電流が過大になって該トランジスタが破壊するのを防ぐことができる。
【００３５】
上記第１の電流制御用トランジスタ及び第２の電流制御用トランジスタはそれぞれ単一のトランジスタからなっていてもよく、ダーリントン接続された複合トランジスタからなっていてもよい。
【００３６】
【発明の実施の形態】
図１及び図２は本発明に係わる内燃機関用点火装置の構成例を示したものである。これらの図において、１は一次コイルＷ１  と二次コイルＷ２  とを有する点火コイル、２及び３はそれぞれ第１及び第２のダイオード、４及び５はそれぞれ第１及び第２の電流制御回路、６は機関の気筒に取り付けられた点火プラグである。この例では、点火コイル１が、内燃機関により駆動される磁石発電機７に設けられていて、該点火コイル１の一次コイルＷ１  が点火電源コイルを兼ねるようになっている。
【００３７】
図２に示したように、磁石発電機７は、機関の回転軸８に取り付けられた磁石回転子９と、機関のケースやカバー等に固定される固定子１０とからなっていて、固定子１０側に点火コイル１が設けられている。
【００３８】
本発明では、磁石回転子９として、その周方向の一部にのみ磁石界磁を有するものを用いて、機関が１回転する間に、点火動作が行われる回転角度領域付近で、点火電源コイルから少なくとも１サイクルの交流電圧を発生させる。
【００３９】
図示の磁石回転子９は、内燃機関のクランク軸８に取り付けられたフライホイール１３と、該フライホイールの外周の一部に形成された凹部１３ａ内の中央に固定されてフライホイールの径方向に着磁された永久磁石１４と、該永久磁石１４の外側の磁極面に当接された磁極片１５とからなっている。図示の例では、永久磁石１４の外側の磁極がＮ極となるように磁石１４が回転子の径方向に着磁され、該磁石１４のＳ極がフライホイール１３の凹部１３ａの両側の外周面にそれぞれ導出されて、合計３極の磁石界磁が構成されている。
【００４０】
点火コイル１は、磁石回転子９の磁石界磁の磁極に対向する２つの磁極部１ａ１及び１ａ２を有するＵ字形鉄心１ａに巻回された一次コイルＷ１  及び二次コイルＷ２  とからなっている。
【００４１】
点火コイル１の鉄心１ａの磁極部１ａ１，１ａ２間の角度間隔は、磁石界磁のＮ極の中心とその両側のＳ極の中心との間のそれぞれの角度間隔にほぼ等しく設定され、磁石回転子９の磁極が鉄心１ａの磁極部１ａ１，１ａ２の位置を通過する際に該鉄心１ａ内で生じる１サイクルの磁束の変化により、点火コイルの一次コイルＷ１  に１サイクル半の交流電圧が誘起するようになっている。
【００４２】
内燃機関が正方向に１回転する間に点火コイルの一次コイル（点火電源コイル）に誘起する交流電圧の波形を機関のクランク軸の回転角度θに対して示すと図３（Ａ）に示す通りで、この誘起電圧は、比較的波高値が低い一方の極性の半サイクルの電圧Ｖｐ１と、波高値が高い他方の極性の半サイクルの電圧Ｖｎ  と、波高値が比較的低い一方の極性の半サイクルの電圧Ｖｐ２とからなる１サイクル半の交流電圧となる。
【００４３】
点火電源コイルに誘起する交流電圧の半サイクルの極性は相対的なものであるが、本発明においては、点火電源コイルに誘起する交流電圧に順次現れる半サイクルのうち、点火電源コイルが巻かれた鉄心の磁極部に回転子の磁極が対向し始める際に生じる最先の半サイクル及び該最先の半サイクルと同じ極性の半サイクルを一方の極性の半サイクルとし、該最先の一方の極性の半サイクルに続いて発生する半サイクルを他方の極性の半サイクルとしている。
【００４４】
図示の例では、点火コイル１の一次コイルＷ１  の一端と二次コイルＷ２  の一端とが共通に接続され、一次コイルＷ１  の他端が接地されている。点火コイルの二次コイルＷ２  の他端は機関の気筒に取り付けられた点火プラグ６の非接地側の端子に高圧コードを通して接続されている。
【００４５】
点火コイルの一次コイルＷ１  の一端には、第１のダイオード２のアノードと第２のダイオード３のカソードとが接続され、第１のダイオード２のアノードと接地間及び第２のダイオード３と接地間にそれぞれ第１の電流制御回路４及び第２の電流制御回路５が接続されている。
【００４６】
更に詳細に説明すると、第１の電流制御回路４は、第１の電流制御用トランジスタＴＲ１  と、点火電源コイルＷ１  側から該第１の電流制御用トランジスタＴＲ１  にベース電流を与える抵抗Ｒ１  及びＲ２  と、第１の電流制御用トランジスタＴＲ１  が導通しているときの点火電源コイルＷ１  の両端の電圧が所定のレベルに達した時に該トランジスタＴＲ１  を遮断状態にする制御動作を行う第１のトランジスタ制御回路４ａとからなっている。
【００４７】
第１の電流制御用トランジスタＴＲ１  はＮＰＮトランジスタからなっていて、そのコレクタは第１のダイオード２のカソードに接続され、エミッタは接地されている。トランジスタＴＲ１  のコレクタには抵抗Ｒ１  の一端が接続され、該抵抗Ｒ１  の他端とトランジスタＴＲ１  のベースとの間に抵抗Ｒ２  が接続されている。従って、トランジスタＴＲ１  は、点火電源コイルＷ１  が一方の極性の半サイクルの電圧Ｖｐ１，Ｖｐ２を発生した時にダイオード２と抵抗Ｒ１  及びＲ２  とを通してベース電流が与えられて導通する。
【００４８】
第１のトランジスタ制御回路４ａは、トランジスタＴＲ１  のコレクタエミッタ間に接続された抵抗Ｒ３  及びＲ４  の直列回路と、エミッタが接地され、コレクタが抵抗Ｒ１  及びＲ２  の接続点に接続されるとともにベースが抵抗Ｒ３  及びＲ４  の接続点に接続されたＮＰＮトランジスタＴＲ２  とにより構成されている。
【００４９】
この例では、トランジスタＴＲ２  により、駆動信号が与えられた時に導通して第１の電流制御用トランジスタＴＲ１  のベース電流を該トランジスタＴＲ１  から側路する第１の制御回路用ベース電流側路スイッチが構成され、抵抗Ｒ３  及びＲ４  により、第１の電流制御用トランジスタＴＲ１  が導通しているときの点火電源コイルＷ１  の両端の電圧が所定レベルに達した時に第１の電流制御回路用ベース電流側路スイッチ（ＴＲ２  ）に駆動信号を与える第１の電流制御回路用側路スイッチ駆動回路が構成されている。
【００５０】
第２の電流制御回路５は、第２の電流制御用トランジスタＴＲ３  と、点火電源コイルＷ１  側から該トランジスタＴＲ３  にベース電流を与える抵抗Ｒ５  及びＲ６  と、第２の電流制御用トランジスタＴＲ３  が導通しているときの点火電源コイルＷ１  の両端の電圧が所定のレベルに達した時またはピークに達した時に第２の電流制御用トランジスタＴＲ３  を遮断状態にする制御動作を行う第２のトランジスタ制御回路５ａとからなっている。
【００５１】
第２の電流制御用トランジスタＴＲ３  はコレクタが接地されたＮＰＮトランジスタからなっいて、そのエミッタは第２のダイオード３のアノードに接続されている。トランジスタＴＲ３  のコレクタは抵抗Ｒ５  の一端に接続され、該抵抗Ｒ５  の他端とトランジスタのベースとの間に抵抗Ｒ６  が接続されている。
【００５２】
従って、第２の電流制御用トランジスタＴＲ３  は、点火電源コイルＷ１  に他方の極性の半サイクルの電圧Ｖｎ  が誘起した時に抵抗Ｒ５  及びＲ６  を通してベース電流が与えられて導通する。
【００５３】
第２のトランジスタ制御回路５ａは、抵抗Ｒ６  と抵抗Ｒ５  との接続点にコレクタが接続され、エミッタがトランジスタＴＲ３  のエミッタに共通接続されたＮＰＮトランジスタＴＲ４  と、ベースが抵抗Ｒ７  を通して接地され、コレクタがトランジスタＴＲ４  のベースに接続されたＮＰＮトランジスタＴＲ５  と、トランジスタＴＲ５  のエミッタに抵抗Ｒ８  を通してコレクタが接続され、エミッタがトランジスタＴＲ４  のエミッタに共通接続されたＮＰＮトランジスタＴＲ６  と、トランジスタＴＲ６  のベースエミッタ間にアノードを該トランジスタのエミッタ側に向けて接続されたダイオードＤ１  と、トランジスタＴＲ５  のコレクタとトランジスタＴＲ４  のエミッタとの間にアノードをトランジスタＴＲ４  のエミッタ側に向けて接続されたダイオードＤ２  と、トランジスタＴＲ４  のベースにコレクタが接続され、ベースが抵抗Ｒ９  を通してトランジスタＴＲ４  のコレクタに接続されたＰＮＰトランジスタＴＲ７  と、トランジスタＴＲ７  のエミッタと接地間に接続された抵抗Ｒ１０と、トランジスタＴＲ７  のエミッタとトランジスタＴＲ６  のベースとの間に接続された抵抗Ｒ１１及びコンデンサＣ１  の直列回路とからなっている。
【００５４】
この例では、トランジスタＴＲ４  により、駆動信号が与えられた時に導通して第２の電流制御用トランジスタＴＲ３  のベース電流を該トランジスタから側路する第２の電流制御回路用ベース電流側路スイッチが構成されている。
【００５５】
またトランジスタＴＲ５  及びＴＲ６  と、抵抗Ｒ７  ，Ｒ８  ，Ｒ１１と、コンデンサＣ１  と、ダイオードＤ１  ，Ｄ２  とにより、第２の電流制御用トランジスタＴＲ３  が導通しているときの点火電源イルＷ１  の両端の電圧がピークに達した時に第２の電流制御回路用ベース電流側路スイッチ（ＴＲ４  ）に駆動信号を与えるピーク検出回路が構成されている。
【００５６】
更に、トランジスタＴＲ７  と抵抗Ｒ９  及びＲ１０とにより、第２の電流制御用トランジスタが導通しているときの点火電源コイルの両端の電圧が所定レベルに達したことが検出された時に第２の電流制御回路用ベース電流側路スイッチ（ＴＲ４  ）に駆動信号を与える第２の制御回路用側路スイッチ駆動回路が構成されている。
【００５７】
図１に示した点火装置においては、点火電源コイルＷ１  が一方の極性の半サイクルの電圧Ｖｐ１，Ｖｐ２を発生した時に抵抗Ｒ１  及びＲ２  を通して第１の電流制御用トランジスタＴＲ１  にベース電流が与えられて該トランジスタＴＲ１  が導通する。これにより点火電源コイルＷ１  が実質的に短絡されるため、該点火電源コイルからダイオード２とトランジスタＴＲ１  とを通して短絡電流が流れる。点火電源コイルＷ１  に誘起する電圧の上昇に伴ってこの短絡電流が増加していく。短絡電流が所定の遮断値に達すると、抵抗Ｒ３  を通してトランジスタＴＲ２  に所定のベース電流（駆動信号）が与えられて該トランジスタＴＲ２  （第１の電流制御回路用ベース電流側路スイッチ）が導通状態になるため、トランジスタＴＲ１  を流れていたベース電流がトランジスタＴＲ２  のコレクタエミッタ間を通してトランジスタＴＲ１  から側路される。これによりトランジスタＴＲ１  が遮断状態になるため、点火電源コイルＷ１  を通して流れていた短絡電流が遮断され、該点火電源コイルＷ１  には、それまで流れていた電流を流し続けようとする向きの高い電圧が誘起する。この電圧は昇圧手段を構成する点火コイル１により昇圧され、その二次コイルＷ２  に点火用高電圧が誘起する。
【００５８】
図１に示した点火装置においては、内燃機関の回転速度が設定値以下の時には第１のトランジスタ制御回路４ａが第１の電流制御用トランジスタＴＲ１  を遮断状態にする制御動作を行なわないように、第１のトランジスタ制御回路４ａの動作感度（トランジスタＴＲ２  が導通状態になる際の点火電源コイルのＷ１  の端子電圧）が設定されている。この動作感度は、抵抗Ｒ３  及びＲ４  からなる分圧回路の分圧比を適宜に調整することにより行なうことができる。すなわち、機関の回転速度が設定値以下の時には、点火電源コイルＷ１  が一方の極性の半サイクルの電圧を発生しても点火動作が行われないようになっている。
【００５９】
また図１に示した点火装置においては、点火電源コイルＷ１  が他方の極性の半サイクルの電圧を発生したときに、点火電源コイルＷ１  −抵抗Ｒ７  −トランジスタＴＲ５  のベースコレクタ間のＰＮ接合−トランジスタＴＲ４  のベースエミッタ間回路−ダイオード３−点火電源コイルＷ１  の経路でトランジスタＴＲ４  にベース電流が流れ得る。またトランジスタＴＲ７  が導通しているときには、点火電源コイルＷ１  −抵抗Ｒ１０−トランジスタＴＲ７  のエミッタコレクタ間−トランジスタＴＲ４  のベースエミッタ間−ダイオード３−点火電源コイルＷ１  の経路でもトランジスタＴＲ４  にベース電流が流れ得る。しかしながら、点火電源コイルＷ１  が他方の極性の半サイクルの電圧を発生したときには、最初点火電源コイルＷ１  から抵抗Ｒ１０及びＲ１１とコンデンサＣ１  とトランジスタＴＲ６  のベースエミッタ間とを通してコンデンサＣ１  の充電電流が流れ、この充電電流が流れている間トランジスタＴＲ６  に所定のベース電流が与えられるため、該トランジスタＴＲ６  が導通する。トランジスタＴＲ６  が導通している間（コンデンサＣ１  の充電電流が流れている間）は点火電源コイルＷ１  から抵抗Ｒ７  を通して流れる電流がほとんど全てトランジスタＴＲ５  のベースエミッタ間のＰＮ接合と抵抗Ｒ８  とトランジスタＴＲ６  とを通して流れるため、点火電源コイルＷ１  から抵抗Ｒ７  とトランジスタＴＲ５  のベースコレクタ間のＰＮ接合とを通してトランジスタＴＲ４  にベース電流が与えられることはない。また点火電源コイルＷ１  が他方の極性の半サイクルの電圧を発生した当初はトランジスタＴＲ７  に十分なベース電流が流れないため、トランジスタＴＲ７  も遮断状態にあり、該トランジスタＴＲ７  側からトランジスタＴＲ４  にベース電流が与えられることもない。このように、点火電源コイルＷ１  が他方の極性の半サイクルの電圧Ｖｎ  を発生した当初はトランジスタＴＲ４  が遮断状態にあるため、点火電源コイルＷ１  から抵抗Ｒ５  及びＲ６  を通してトランジスタＴＲ３  にベース電流が与えられて該トランジスタＴＲ３  が導通し、点火電源コイルＷ１  からトランジスタＴＲ３  を通して短絡電流が流れる。
【００６０】
点火電源コイルを通して流れる短絡電流がピークに達し、点火電源コイルＷ１  の両端の電圧（トランジスタＴＲ３  のコレクタエミッタ間電圧）がピークに達すると、コンデンサＣ１  の充電が停止するため、トランジスタＴＲ６  にベース電流が流れなくなり、該トランジスタＴＲ６  が遮断状態になる。トランジスタＴＲ６  が遮断状態になると、点火電源コイルＷ１  から抵抗Ｒ７  とトランジスタＴＲ５  のベースコレクタ間のＰＮ接合とを通してトランジスタＴＲ４  にベース電流が流れるため、該トランジスタＴＲ４  が導通する。また点火電源コイルＷ１  の両端の電圧が所定のレベルに達すると、点火電源コイルＷ１  から抵抗Ｒ１０を通してトランジスタＴＲ７  にベース電流が流れて該トランジスタＴＲ７  が導通するため、トランジスタＴＲ７  を通してトランジスタＴＲ４  にベース電流が流れる。
【００６１】
即ち第２の電流制御回路においては、点火電源コイルＷ１  の両端の電圧がピークに達したとき、または点火電源コイルＷ１  の両端の電圧が所定の値に達してトランジスタＴＲ７  が導通したときにトランジスタＴＲ４  が導通する。トランジスタＴＲ４  が導通すると、トランジスタＴＲ３  のベース電流がトランジスタＴＲ４  を通してトランジスタＴＲ３  から側路されるため、トランジスタＴＲ３  が遮断状態になる。これにより点火電源コイルＷ１  を通して流れていた電流が遮断状態になり、点火コイルの二次コイルＷ２  に点火用高電圧が誘起する。従って、点火電源コイルに他方の極性の半サイクルの電圧が誘起したときには、点火電源コイルの両端の電圧がピークに達する位置または該点火電源コイルの両端の電圧が所定の値（トランジスタＴＲ７  を導通させる値）に達する位置が点火位置となる。
【００６２】
図１に示した点火装置においては、内燃機関の回転速度が設定された遮断値切換速度よりも低いときにトランジスタＴＲ７  が遮断状態に保たれ、回転速度が遮断値切換速度に達したときに、点火電源コイルＷ１  の両端の電圧がピークに達する位置でトランジスタＴＲ７  に所定のベース電流が流れて該トランジスタＴＲ７  が導通するように、トランジスタＴＲ７  のベース電流を制限する抵抗Ｒ９  及びＲ６  の抵抗値が設定されている。
【００６３】
従って、機関の回転速度が遮断値切換速度よりも低いときには、他方の極性の半サイクルの電圧を誘起している点火電源コイルの両端の電圧がピークに達したときに点火動作が行われ、機関の回転速度が遮断値切換速度を超えると、点火電源コイルの両端の電圧がピークに達する位置よりも進んだ位置で該点火電源コイルの両端の電圧が所定の値に達したときに点火動作が行われる。
【００６４】
図１に示した点火装置について、機関の回転速度が設定値以下のときの点火電源コイルＷ１  の無負荷出力電圧波形及び点火コイルの二次コイルＷ２  の出力電圧波形を図３（Ａ）及び（Ｂ）に示した。また機関の回転速度が設定値を超えたときの点火電源コイルＷ１  の無負荷出力電圧波形及び点火コイルの二次コイルＷ２  の出力電圧波形をそれぞれ図４（Ａ）及び（Ｂ）に示し、機関の回転速度が上記設定値よりも高く設定された遮断値切換速度を超えたときの点火電源コイルＷ１  の無負荷出力電圧波形及び点火コイルの二次コイルＷ２  の出力電圧波形をそれぞれ図５（Ａ）及び（Ｂ）に示した。
【００６５】
図１に示した点火装置の動作をまとめて示すと次の通りである。
【００６６】
内燃機関の回転速度が設定値以下になっている低速領域では、点火電源コイルが一方の極性の半サイクルの電圧Ｖｐ１を誘起したときに第１の電流制御回路４のトランジスタ制御回路４ａがトランジスタＴＲ１  を遮断状態にする制御動作を行なわないように設定され、また点火電源コイルが他方の極性の半サイクルの電圧Ｖｎ  を誘起したときにトランジスタＴＲ７  が導通しないように設定されているため、図３（Ｂ）に示したように、点火電源コイルの出力の他方の極性の半サイクルの期間において点火電源コイルの両端の電圧がピークに達する位置θ１  で点火電源コイルＷ１  を流れる電流が遮断されて、点火コイルの二次コイルＷ２  に点火用高電圧Ｖｈｎが発生する。
【００６７】
機関の回転速度が設定値を超えると、点火電源コイルＷ１  の出力の一方の極性の半サイクルの期間において、トランジスタＴＲ１  を通して電流が流れている点火電源コイルＷ１  の両端の電圧がピークに達したときに該電圧が所定値に達して第１の電流制御回路４のトランジスタ制御回路４ａが制御動作を行なうようになる。そのため、図４（Ｂ）に示すように、点火電源コイルが一方の極性の半サイクルの電圧Ｖｐ１を発生している期間において点火電源コイルの両端の電圧がピークに達する位置θ２  で点火用高電圧Ｖｈｐ１  が発生する。
【００６８】
機関の回転速度が設定値を超えて更に上昇していくと、点火電源コイルが一方の極性の半サイクルの電圧を発生している期間において点火電源コイルの両端の電圧が所定値に達する位置が進むため、機関の回転速度が設定値を超えて更に上昇していく過程で点火位置が進角していく。機関の回転速度がある程度上昇すると、磁石発電機の電機子反作用によりその出力が低下していくため、点火位置は遅れていく傾向になる。
【００６９】
また機関の回転速度が設定値を超える領域でも、点火電源コイルの出力の他方の極性の半サイクルの期間において点火電源コイルの両端の電圧がピークに達する位置θ１  で点火電源コイルＷ１  を流れる電流が遮断されて、点火コイルの二次コイルＷ２  に点火用高電圧Ｖｈｎが発生し、続いて点火電源コイルが一方の極性の半サイクルの電圧Ｖｐ２を発生している期間において該点火電源コイルの両端の電圧が所定の値に達する位置θ３  で点火用高電圧Ｖｈｐ２  が発生する。
【００７０】
内燃機関の回転速度が更に上昇して遮断値切換速度を超えると、図５（Ｂ）に示すように、点火電源コイルＷ１  が他方の極性の半サイクルの電圧を発生している期間において点火電源コイルの両端の電圧がピークに達する位置θ１  よりも進んだ位置θ１  ´で所定値に達したときにトランジスタＴＲ３  が遮断状態になって、点火コイルの二次コイルＷ２  に点火用高電圧Ｖｈｎが発生する。
【００７１】
このように、本発明の点火装置では、機関の回転速度が設定値以下の回転領域では、図３に示したように点火電源コイルＷ１  が他方の極性の半サイクルの電圧Ｖｎ  を発生した時にのみ点火動作が行われ、機関の回転速度が設定値を超える回転領域では、図４及び図５に示したように、点火電源コイルが他方の極性の半サイクルの電圧Ｖｎ  を誘起するのに先立って一方の極性の半サイクルの電圧Ｖｐ１を誘起したときにも点火動作が行われるため、機関の回転速度が設定値以下の低速領域で点火位置を上死点付近の位置とし、機関の回転速度が設定値を超える領域では点火位置を上死点よりも十分に進んだ位置まで進角させることができる。従って、内燃機関の低速時にも高速時にも機関を満足に動作させるように点火位置を設定することができる。
【００７２】
また本発明の点火装置では、機関の回転速度が設定値を超える領域で点火火花を複数回発生させることができるため、燃料の着火に失敗する確率を少なくして、未燃焼ガスの排出を防止することができる。
【００７３】
図６は、図１の点火装置により得られる点火特性（点火位置の回転速度Ｎに対する特性）の一例を示したもので、同図においてＴＤＣは機関の上死点を示し、ＢＴＤＣは上死点よりも進角側であることを示している。図６の曲線ａは第２の電流制御回路５のみを設けた場合の特性を示している。この特性は従来の電流遮断形の点火装置の点火特性と同様である。また図６の曲線ｂは第１の電流制御回路４により得られる特性を示しており、本発明のように、第１の電流制御回路４と第２の電流制御回路５とを設けた場合の点火特性は図６に破線で示した曲線ｃのようになる。第２の電流制御回路５のみを設けた場合には、点火位置がほとんど変化しないが、本発明のように、点火電源コイルの出力の一方の極性の半サイクル及び他方の極性の半サイクルでそれぞれ電流を遮断する制御動作を行なう第１の電流制御回路及び第２の電流制御回路を設けて、機関の回転速度が設定値以下の時には第２の電流制御回路のみに電流を遮断する制御動作を行なわせ、回転速度が設定値を超える領域で点火電源コイルの一方の極性の半サイクルでも電流を遮断する制御動作を行なわせるようにすると、機関の回転速度が設定値Ｎｓ  に達したときに点火位置がステップ状に進角する特性を得ることができる。
【００７４】
図１の点火装置において、機関の低速時における点火電源コイルの一方の極性の半サイクルの誘起電圧の波高値が高い場合には、機関の回転速度が設定値以下のときに第１の電流制御回路４が電流の遮断を行なわないようにするための設定を、第１の電流制御回路４の回路定数を調整するだけで行なうことは困難になるおそれがある。その場合には、図７に示すように、点火電源コイルＷ１  と第１の電流制御回路４との間に電流制限素子２０を挿入して、該電流制限素子により、第１の電流制御用トランジスタＴＲ１  を通して流れる短絡電流の大きさを制限するようにすればよい。図７に示した例では、第１のダイオード２と第１の電流制御回路４との間に電流制限素子２０を挿入している。電流制限素子２０としては、例えば図８（Ａ）に示すように、第１のダイオード２と同方向のダイオードＤ２０を用いることができる。この場合、必要に応じてダイオードＤ２０を複数個直列に接続することにより電流制限素子２０を構成するようにしてもよい。また図８（Ｂ）に示すように、抵抗Ｒ２０を電流制限素子２０として用いてもよく、図８には示してないが、抵抗とダイオードとを直列に接続したものを電流制限素子２０として用いてもよい。
【００７５】
上記の例では、機関の回転速度が設定された遮断値切換速度以上になったときに、点火電源コイルが他方の極性の半サイクルの電圧を発生する期間における点火位置を、該点火電源コイルの端子電圧がピークに達する位置から該端子電圧がピーク値よりも低い設定レベルに達する位置に進めるようにしている。このように構成すると、機関の回転速度が上昇したときにトランジスタＴＲ３  が遮断する電流の遮断値が過大になるのを防ぐことができるため、トランジスタＴＲ３  として電流容量が比較的小さい安価なものを用いることができる。しかしながら、本発明は第２の電流制御回路５をこのように構成する場合に限定されるものではなく、機関の回転速度が設定値を超える領域で、点火電源コイルが他方の極性の半サイクルの電圧を発生する期間における点火位置を、常に点火電源コイルの端子電圧がピークに達する位置とするようにしてもよい。
【００７６】
点火電源コイルが他方の極性の半サイクルの電圧Ｖｎ  を発生する期間における点火位置を常に点火電源コイルの端子電圧がピークに達する位置とする場合には、図１に示した回路において、トランジスタＴＲ７  と抵抗Ｒ９  とを省略すればよい。
【００７７】
また点火電源コイルが他方の極性の半サイクルの電圧を発生する期間における点火位置を常に点火電源コイルの端子電圧がピークに達する位置とする代りに、点火電源コイルの端子電圧が一定の値に達する位置とすることもできる。この場合には、第２の電流制御回路５にピーク検出回路を設けることなく、第１の電流制御回路４と同様に、点火電源コイルの両端の電圧を抵抗分圧回路により検出して、検出された電圧が所定値に達したときにトランジスタＴＲ４  を導通させるように第２の電流制御回路５を構成すればよい。
【００７８】
図１に示した例では、トランジスタＴＲ６  及びＴＲ５  とコンデンサＣ１  と抵抗Ｒ１０及びＲ１１とによりピーク検出回路を構成しているが、このピーク検出回路は電圧のピークを検出したときにトランジスタＴＲ４  に駆動信号を与えることができるものであればよく、図示の例に限定されない。
【００７９】
図１に示したトランジスタＴＲ５  は、そのベースエミッタ間のＰＮ接合と、ベースコレクタ間のＰＮ接合とを利用するものであるので、該トランジスタＴＲ５  を２つのダイオードで置き換える（トランジスタＴＲ５  のベースエミッタ間回路及びベースコレクタ間回路をそれぞれダイオードで置き換える）ようにすることもできる。
【００８０】
図１及び図７に示した例では、点火コイルを磁石発電機内に設けて、該点火コイルの一次コイルを点火電源コイルとして兼用するようにしているが、図９に示したように、磁石発電機内には点火電源コイルＷｅ  のみを設け、磁石発電機の外部に設けた点火コイル１の一次コイルＷ１  を点火電源コイルＷｅ  に並列に接続する構成をとる場合にも本発明を適用することができる。
【００８１】
図９に示した構成をとった場合には、点火電源コイルＷｅ  の出力の一方の極性の半サイクル及び他方の極性の半サイクルにおいてそれぞれ電流が遮断された際に点火電源コイルＷｅ  に誘起する高い電圧が点火コイル１により更に昇圧されて、該点火コイルの二次コイルＷ２  に点火用高電圧が誘起させられる。その他の動作は図１に示した構成をとる場合と同様である。
【００８２】
上記の説明では、図３に示したように、機関が正回転した際に点火電源コイルＷ１  が最初に発生する一方の極性の半サイクルの電圧Ｖｐ１を正の半サイクルの電圧とし、該一方の極性の半サイクルの電圧Ｖｐ１に続いて発生する他方の極性の半サイクルの電圧Ｖｎ  を負の半サイクルの電圧としたが、本発明はこれに限定されるものではなく、機関が正回転した際に点火電源コイルＷ１  が最初に発生する一方の極性の半サイクルの電圧Ｖｐ１を負の半サイクルの電圧とし、該一方の極性の半サイクルの電圧Ｖｐ１に続いて発生する他方の極性の半サイクルの電圧Ｖｎ  を正の半サイクルの電圧としてもよいのはもちろんである。
【００８３】
本発明において、機関が正回転した際に点火電源コイルＷ１  が最初に発生する一方の極性の半サイクルの電圧Ｖｐ１を負の半サイクルの電圧とし、該一方の極性の半サイクルの電圧Ｖｐ１に続いて発生する他方の極性の半サイクルの電圧Ｖｎ  を正の半サイクルの電圧とする場合には、図１に示した回路を図１０に示すように変更することにより本発明を実施することができる。図１０に示した回路では、図１に示された第１のダイオード２及び第２のダイオード３の向きが反転され、点火電源コイルＷ１  に一方の極性の半サイクル（負の半サイクル）の電圧が誘起した時に低電位側の端子となる該点火電源コイルの一端に第１のダイオード２のカソード及び第２のダイオード３のアノードが接続されている。そして、第１のダイオード２のアノード及び第２のダイオード３のカソードがそれぞれがトランジスタＴＲ１  のエミッタ及びトランジスタＴＲ３  のコレクタに接続され、トランジスタＴＲ１  のコレクタ及びトランジスタＴＲ３  のエミッタが接地されている。図１０に示した回路のその他の構成は、図１に示した回路と同様であり、その動作も図１に示した例と同様である。
【００８４】
また図７及び図９に示した例でも、ダイオード２及び３の向きを逆にすることにより、機関が正回転した際に最初に点火電源コイルが発生する一方の極性の電圧を負の半サイクルの電圧とすることができる。
【００８５】
図２で示した例では、磁石発電機の回転子を３極に構成して、点火電源コイルＷ１  が機関の１回転当たり１サイクル半の電圧を誘起するようにしているが、本発明において用いる磁石発電機は、以下に示す条件を満たすものであればよい。（イ）内燃機関が正回転方向に１回転する間に、一方の極性の半サイクルの誘起電圧に続いて他方の極性の半サイクルの誘起電圧が現れる少くとも１サイクルの交流電圧を発生する点火電源コイルを備えていること。
【００８６】
（ロ）点火電源コイルが最初に発生する一方の極性の半サイクルの誘起電圧のピーク位置が機関の回転速度が設定値を超えた直後の点火位置に一致し、続いて発生する他方の極性の半サイクルの誘起電圧のピーク位置が機関の回転速度が設定値以下になっているときの点火位置に一致すること。
【００８７】
（ハ）機関が１回転する間に点火電源コイルが発生する交流電圧の最初に現れる一方の極性の半サイクルの電圧の立上り位置から最後に現れる一方の極性または他方の極性の半サイクルの電圧のピーク位置までの角度が、点火火花の発生が許容される機関の回転角度範囲以下であること。
【００８８】
本発明で用いる磁石発電機は、磁石回転子がその周方向の一部に少くとも２極の磁極を有していて、機関の点火位置付近で少くとも１サイクルの交流電圧を１回転当たり１回発生すればよく、磁石回転子に設ける磁極は必ずしも３極でなくてもよい。例えば、図２に示した例では、フライホイール１３の外周の一部に設けた凹部１３ａ内に１つの磁石１４が固定されているが、該凹部１３ａ内に回転子の周方向に並ぶ２つの磁石を固定して、該２つの磁石を異なる方向に径方向着磁することにより、４極の磁極を構成するようにしてもよい。４極の磁極を構成した場合には、機関が１回転する間に点火電源コイルが２サイクルの交流電圧を発生し、機関の回転速度が設定値を超える領域で４回点火動作が行われることになる。このように多数回の点火動作を行なわせる場合、機関の点火に寄与しない無駄火が生じるのを防ぐために、一連の点火動作を機関の爆発行程内で行わせるように磁石回転子の磁極を設ける領域を設定しておくのが好ましい。
【００８９】
上記の例では、内燃機関の１つの気筒を点火する点火装置の構成について述べたが、内燃機関が複数の気筒を有している場合には、気筒数分の点火電源コイルを設けて、各点火電源コイル毎に上記と同様の点火装置を構成するようにすればよい。
【００９０】
図１に示した例では、第１の電流制御用トランジスタＴＲ１  のベース電流を該トランジスタから側路するベース電流側路スイッチとしてトランジスタＴＲ２  を用い、第２の電流制御用トランジスタＴＲ３  のベース電流を該トランジスタから側路するベース電流側路スイッチとしてトランジスタＴＲ４  を用いているが、これらのベース電流側路スイッチを構成するスイッチング素子としては、サイリスタを用いることもできる。
【００９１】
【発明の効果】
以上のように、本発明によれば、内燃機関の回転速度が設定値以下の回転領域では、点火電源コイルが一方の極性の半サイクルの電圧を発生した後、他方の極性の半サイクルの電圧を発生した時にのみ点火動作が行われ、機関の回転速度が設定値を超える回転領域では、点火電源コイルが他方の極性の半サイクルの電圧を発生するのに先立って一方の極性の半サイクルの電圧を発生したときに点火動作が行われるため、機関の回転速度が設定値以下の低速領域で点火位置を上死点付近の位置とし、機関の回転速度が設定値を超える領域では点火位置を上死点よりも十分に進んだ位置まで進角させることができる。従って、機関の低速時にも高速時にも機関を満足に動作させるように点火位置を設定することができる。
【００９２】
また本発明によれば、機関の回転速度が設定値を超える領域で点火火花を複数回発生させることができるため、燃料の着火に失敗する確率を少なくして、未燃焼ガスの排出を防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係わる点火装置の回路構成例を示した回路図である。
【図２】図１の点火装置の構成を磁石発電機の構成例とともに示した構成図である。
【図３】本発明に係わる点火装置の動作を説明するための波形図である。
【図４】本発明に係わる点火装置の動作を説明するための波形図である。
【図５】本発明に係わる点火装置の動作を説明するための波形図である。
【図６】本発明に係わる点火装置により得られる点火特性を示した線図である。
【図７】本発明の係わる点火装置の他の構成例を示した構成図である。
【図８】（Ａ）及び（Ｂ）は図７の点火装置で用いる電流制限素子の構成例を示した構成図である。
【図９】本発明の係わる点火装置の更に他の構成例を示した構成図である。
【図１０】本発明に係わる点火装置の他の回路構成例を示した回路図である。
【符号の説明】
１  点火コイル
Ｗ１    一次コイル（点火電源コイル）
Ｗ２    二次コイル
２  第１のダイオード
３  第２のダイオード
４  第１の電流制御回路
ＴＲ１    第１の電流制御用トランジスタ
４ａ  第１のトランジスタ制御回路
５  第２の電流制御回路
ＴＲ３    第２の電流制御用トランジスタ
５ａ  第２のトランジスタ制御回路
ＴＲ４  〜ＴＲ７    トランジスタ
Ｃ１    コンデンサ
Ｒ７  〜Ｒ１１  抵抗
６  点火プラグ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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