(57)【要約】【課題】  機関の始動が禁止されていて、点火動作が阻止されている状態で始動操作が繰り返されてバッテリが消耗するのを防止することができる内燃機関用点火装置を提供する。【解決手段】  機関の始動が禁止されるときにオフ状態を保持し、機関の始動が許容されるときにオン状態になる安全スイッチ３と、機関の始動時に安全スイッチ３がオフ状態にあるときに点火回路１が点火用高電圧を発生するのを阻止する安全回路２とを設ける。常開接点１２ａを有するリレー１２を設けて、リレー１２の励磁コイル１２Ｙを安全スイッチ３と機関始動用スイッチ１３とを通してバッテリ１４の両端に接続する。スタータモータ１５をリレーの接点１２ａと機関始動用スイッチ１３とを通してバッテリ１４の両端に接続する。【選択図】    図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
点火コイルと、該点火コイルの一次電流を制御する一次電流制御回路とを有して、内燃機関の点火時期に前記点火コイルの二次コイルに点火用高電圧を誘起させる点火回路と、前記内燃機関の始動を許容する条件が成立しているときにオン状態を保持し、前記内燃機関の始動を禁止する条件が成立しているときにオフ状態に保持される安全スイッチと、前記内燃機関の始動の際に前記安全スイッチがオン状態にあるときに前記点火回路が点火用高電圧を発生するのを許容し、内燃機関の始動の際に前記安全スイッチがオフ状態にあるときには前記点火回路が点火用高電圧を発生するのを阻止する安全回路とを備えた内燃機関用点火装置において、
常開接点を有するリレーが設けられて、該リレーの励磁コイルが、機関の始動操作を行う間閉じられる機関始動用スイッチと前記安全スイッチとを通してバッテリの両端に接続され、
前記内燃機関を始動する際に駆動されるスタータモータが、前記リレーの常開接点と前記機関始動用スイッチとを通して前記バッテリの両端に接続されていること、
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、一端が接地された一次コイルに交流電圧を誘起する点火コイルと、前記一次コイルに一方の極性の半波の電圧が誘起したときにオン状態になって前記一次コイルを短絡するように設けられた一次電流制御用トランジスタ及び内燃機関の点火時期に前記一次電流制御用トランジスタを遮断状態にするように制御するトランジスタ制御回路を有する一次電流制御回路とを備えて前記一次電流制御用トランジスタが遮断状態になったときに前記点火コイルの二次コイルに点火用高電圧を誘起させる点火回路と、前記内燃機関の始動を許容する条件が成立しているときにオン状態を保持し、前記内燃機関の始動を禁止する条件が成立しているときにオフ状態に保持される安全スイッチと、前記内燃機関の始動の際に前記安全スイッチがオン状態にあるときに前記点火回路が点火用高電圧を発生するのを許容し、内燃機関の始動の際に前記安全スイッチがオフ状態にあるときには前記点火回路が点火用高電圧を発生するのを阻止する安全回路とを備えた内燃機関用点火装置において、
前記安全回路は、
前記点火コイルの一次コイルに他方の極性の半波の電圧が誘起したときに該他方の極性の半波の電圧により充電される電源コンデンサを備えて制御用直流電圧を発生する制御電源回路と、  前記一次コイルに対して並列に接続されるとともにトリガ信号入力端子が前記一次コイルの前記一端に抵抗を通して接続されて、前記一次コイルに誘起する一方の極性の半波の電圧でトリガ信号が与えられて該一方の極性の半波の電圧が発生している間導通状態になる点火阻止スイッチと、
前記点火阻止スイッチのトリガ信号入力端子と前記一次コイルの他端との間に接続されていて、駆動信号が与えられたときに導通して前記点火阻止スイッチにトリガ信号が与えられるのを阻止する点火阻止制御用スイッチと、
前記制御電源回路の正極性側の出力端子に抵抗を通してアノードが接続されるとともにカソードが前記点火阻止制御用スイッチの駆動信号入力端子に接続され、アノードゲート間にオンレベル以上のゲート信号が与えられたときに導通して前記制御電源回路から前記点火阻止制御用スイッチに駆動信号を与える駆動信号供給用ＰＵＴとを具備し、
前記安全スイッチの一端は、カソードを接地側に向けた第１のダイオードを通して接地されるとともに電流制限素子を通して前記制御電源回路の負極性側の出力端子に接続され、該安全スイッチの他端は、カソードを該安全スイッチ側に向けた第２のダイオードを通して前記駆動信号供給用ＰＵＴのゲートにつながる回路に接続され、
常開接点を有するリレーが設けられて該リレーの励磁コイルが機関の始動操作を行う間閉じられる機関始動用スイッチと前記安全スイッチとを通して、負極が接地されたバッテリの両端に接続され、
前記内燃機関を始動する際に駆動されるスタータモータが、前記リレーの常開接点と機関始動用スイッチとを通して前記バッテリの両端に接続されていること、
を特徴とする内燃機関用点火装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、内燃機関の始動を禁止する条件が成立しているときに機関の始動を阻止する安全回路を備えた内燃機関用点火装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
車両用の内燃機関においては、機関の出力軸と負荷との間に設けられた変速機のギアポジションがニュートラル位置にない状態で機関が始動されると、車両がいきなり発進し、危険であるため、機関の始動時に変速機のギアポジションがニュートラル位置及びパーキング位置以外の位置にあるときに点火動作が行われるのを阻止して、機関の始動を禁止する安全回路を設けている。また二輪車においては、そのスタンドが起立したままの状態で走行すると危険であるため、スタンドが起立している状態で始動操作が行なわれた場合に点火動作を阻止して機関の始動を禁止する安全回路を設けている。安全回路を備えた従来の内燃機関用点火装置は、例えば特許文献１に示されている。
【特許文献１】特開平１０−４７２１８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
内燃機関を始動する方式としては、リコイルスタータや、キックスタータのような人力により操作される始動装置を用いる方式と、スタータモータを用いる方式とがあるが、何れの方式による場合にも、安全回路が働いている場合には、機関の始動操作を行っても点火動作が行われないため、機関は始動することができない。そのため、機関の始動時に運転者が安全回路が働いていることに気づいていない場合には、機関の始動操作が何回も繰り返されることになる。
【０００４】
人力による始動装置が用いられている場合には、始動操作が繰り返されても、機関が始動しないだけで済むが、スタータモータを用いる場合には、何度も始動操作が繰り返されるとバッテリ上がりの状態が生じるため好ましくない。
【０００５】
本発明の目的は、安全回路が働いているときにはスタータモータによる始動操作を行うことができないようにして、バッテリが消耗するのを防ぐことができるようにした内燃機関用点火装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明は、点火コイルと、該点火コイルの一次電流を制御する一次電流制御回路とを有して、内燃機関の点火時期に点火コイルの二次コイルに点火用高電圧を誘起させる点火回路と、内燃機関の始動を許容する条件が成立しているときにオン状態を保持し、内燃機関の始動を禁止する条件が成立しているときにオフ状態に保持される安全スイッチと、内燃機関の始動の際に安全スイッチがオン状態にあるときに点火回路が点火用高電圧を発生するのを許容し、内燃機関の始動の際に安全スイッチがオフ状態にあるときには点火回路が点火用高電圧を発生するのを阻止する安全回路とを備えた内燃機関用点火装置に係わるものである。
【０００７】
本発明においては、常開接点を有するリレーが設けられて、該リレーの励磁コイルが、機関の始動操作を行う間閉じられる機関始動用スイッチと前記安全スイッチとを通してバッテリの両端に接続され、内燃機関を始動する際に駆動されるスタータモータが、リレーの常開接点と機関始動用スイツチとを通してバッテリの両端に接続される。
【０００８】
上記の点火装置において、機関の始動を許容する条件が成立していて、安全スイッチが閉じている状態で機関始動用スイッチが閉じられたときには、リレーの励磁コイルが励磁されるため、リレーの接点が閉じて、スタータモータへの通電が行われ、機関のクランキングが行われる。このとき、点火回路は機関の点火時期に点火コイルの二次コイルに点火用高電圧を発生させるため、機関の点火が支障なく行われ、機関が始動する。
【０００９】
これに対し、機関の始動を禁止する条件が成立していて、安全スイッチがオフ状態にあるときには、機関始動用スイッチが閉じられても、リレーの励磁コイルが励磁されないため、スタータモータへの通電は行われない。このように、機関の始動を許容する条件が成立していないときには、運転者が始動用スイッチを閉じて始動操作を行ってもスタータモータへの通電は行われないため、無用の始動操作が繰り返されてバッテリーが消耗するのを防ぐことができる。
【００１０】
内燃機関用点火装置においては、一端が接地された一次コイルと二次コイルとを有する点火コイルを機関により駆動される磁石発電機内に設けて、点火コイルの一次コイルに、機関の回転に同期して交流電圧を誘起させるようにすることが多い。このように点火コイルを磁石発電機内に設ける場合には、点火コイルの一次コイルが点火電源として用いられ、該点火コイルの一次コイルに一次電流制御回路が接続される。
【００１１】
一次電流制御回路としては、点火コイルの一次コイルに一方の極性の半波の電圧が誘起したときにオン状態になって一次コイルを短絡するように設けられた一次電流制御用トランジスタと、内燃機関の点火時期に一次電流制御用トランジスタを遮断状態にするように制御するトランジスタ制御回路とを備えて、一次電流制御用トランジスタが遮断状態になったときに点火コイルの二次コイルに点火用高電圧を誘起させるようにした電流遮断型のものが多く用いられている。
【００１２】
このような電流遮断型の一次電流制御回路が用いられる場合、安全回路は、点火コイルの一次コイルに他方の極性の半波の電圧が誘起したときに該他方の極性の半波の電圧により充電される電源コンデンサを備えて制御用直流電圧を発生する制御電源回路と、一次コイルに対して並列に接続されるとともにトリガ信号入力端子が一次コイルの一端に抵抗を通して接続されて、一次コイルに誘起する一方の極性の半波の電圧でトリガ信号が与えられて該一方の極性の半波の電圧が発生している間導通状態になる点火阻止スイッチと、点火阻止スイッチのトリガ信号入力端子と一次コイルの他端との間に接続されていて、駆動信号が与えられたときに導通して点火阻止スイッチにトリガ信号が与えられるのを阻止する点火阻止制御用スイッチと、制御電源回路の正極性側の出力端子に抵抗を通してアノードが接続されるとともにカソードが点火阻止制御用スイッチの駆動信号入力端子に接続され、アノードゲート間にオンレベル以上のゲート信号が与えられたときに導通して制御電源回路から点火阻止制御用スイッチに駆動信号を与える駆動信号供給用ＰＵＴとを備えた構成とすることができる。
【００１３】
この場合、安全スイッチの一端は、カソードを接地側に向けた第１のダイオードを通して接地するとともに電流制限素子を通して制御電源回路の負極性側の出力端子に接続し、該安全スイッチの他端は、カソードを該安全スイッチ側に向けた第２のダイオードを通して駆動信号供給用ＰＵＴのゲートにつながる回路に接続するのが好ましい。
【発明の効果】
【００１４】
以上のように、本発明によれば、常開接点を有するリレーを設けて、該リレーの励磁コイルを機関の始動操作を行う間閉じられる機関始動用スイッチと安全スイッチとを通してバッテリの両端に接続し、内燃機関を始動する際に駆動されるスタータモータを、リレーの常開接点を通してバッテリの両端に接続するようにしたので、機関の始動を禁止する条件が成立していて、安全スイッチがオフ状態にある状態で始動用スイッチが閉じられたときにスタータモータへの通電が行われるのを防ぐことができる。従って、機関の始動を禁止する条件が成立していて、点火動作が阻止される状態で無用の始動操作が繰り返されて、バッテリーが消耗するのを防ぐことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
以下図面を参照して、本発明の好ましい実施形態を説明する。
【００１６】
図１は、本発明の実施形態の構成を示したもので、同図において、１は電流遮断形の点火回路、２は安全回路、３は安全スイッチである。
【００１７】
点火回路１は、点火コイル４と、点火コイルの一次電流を制御する一次電流制御用トランジスタ５と、トランジスタ制御回路６とにより構成されている。
【００１８】
点火コイル４は、少なくともその一次コイル４ａが機関により駆動される磁石発電機内に設けられていて、その一次コイル４ａに、機関の回転に同期して交流電圧が誘起するようになっている。点火コイルの一次コイル４ａ及び二次コイル４ｂの一端は接地され、二次コイル４ｂの他端は図示しない機関の気筒に取り付けられた点火プラグ７の非接地側端子に接続されている。
【００１９】
トランジスタ制御回路６は、点火コイルの一次コイルに図示の破線矢印方向の一方の極性の半波の電圧が誘起したときにトランジスタ５をオン状態にして点火コイルに一次電流を流し、内燃機関の点火時期を検出したときにトランジスタ５をオフ状態にして、点火コイルの一次電流を遮断する。この一次電流の遮断により点火コイルの二次コイルに点火用の高電圧を誘起させ、この高電圧により点火プラグ７で火花放電を生じさせて機関を点火する。
【００２０】
安全回路２は、サイリスタＴhからなる点火阻止スイッチ８と、ＮＰＮトランジスタＴＲからなる点火阻止制御用スイッチ９と、制御電源回路１０と、制御電源回路１０の出力端子と点火阻止制御用スイッチ９の駆動信号入力端子との間に接続された駆動信号供給用ＰＵＴ（プログラマブルユニジャンクショントランジスタ）１１とを備えている。
【００２１】
制御電源回路１０は、点火コイルの一次コイル４ａに他方の極性の半波の電圧が誘起したときに該他方の極性の半波の電圧により充電される電源コンデンサを備えて、該電源コンデンサの両端に制御用直流電圧を発生する回路である。
【００２２】
図示の例では、点火コイルの一次コイル４ａの非接地側端子にダイオードＤ１のアノードが接続され、該ダイオードＤ１のカソードにダイオードＤ２のアノードが接続されている。ダイオードＤ２のカソードに第１の電源コンデンサＣ１の一端が接続され、このコンデンサＣ１の他端は、アノードを該コンデンサ側に向けたダイオードＤ３を通して接地されている。
【００２３】
第１の電源コンデンサＣ１の一端はまたアノードをこのコンデンサ側に向けたダイオードＤ４を通して第２の電源コンデンサＣ２の一端に接続され、第２の電源コンデンサＣ２の他端はダイオードＤ１のカソードに接続されている。また第２の電源コンデンサＣ２の他端と第１の電源コンデンサＣ１の他端との間に抵抗値が小さい抵抗Ｒ１が接続され、ダイオードＤ２及びＤ３とコンデンサＣ１及びＣ２と、抵抗Ｒ１とにより、制御電源回路１０が構成されている。
【００２４】
この制御電源回路においては、一次コイル４ａに誘起する図示の実線矢印方向の他方の極性の半波の電圧によりダイオードＤ２を通して第１の電源コンデンサＣ１が図示の極性に充電される。一次コイル４ａの誘起電圧がピークを過ぎ、第１の電源コンデンサＣ１の充電が停止すると、第１の電源コンデンサＣ１に蓄積された電荷がダイオードＤ４と第２の電源コンデンサＣ２と抵抗Ｒ１とを通して放電し、第２の電源コンデンサＣ２が図示の極性に充電される。この電源回路においては、第２の電源コンデンサＣ２の両端が出力端子１０ａ，１０ｂとなっていて、これらの出力端子間から直流電圧を出力する。
【００２５】
点火阻止制御用スイッチ９は、コレクタ及びエミッタがそれぞれサイリスタＴｈのゲート及びカソードに接続されたＮＰＮトランジスタＴＲからなっていて、そのベースに駆動信号供給用ＰＵＴ１１のカソードが接続され、ＰＵＴ１１のアノードは抵抗Ｒ２を通して制御電源回路１０の正極性側の出力端子１０ａに接続されている。
【００２６】
安全スイッチ３は、機関の始動を許容する条件が成立しているときにオン状態を保持し、機関の始動を禁止する条件が成立しているときにオフ状態を保持するスイッチである。機関の始動を禁止する条件は、例えば、機関の始動時に変速機のギアポジションがニュートラルポジション及びパーキングポジション以外のポジション（動力を伝達するポジション）にあるときに成立する。このように、変速機のギアポジションがニュートラルポジション及びパーキングポジション以外の位置にあるときに機関の始動を禁止する場合には、変速機のギアポジションがニュートラルポジション及びパーキングポジションにあるときにオン状態を保持し、変速機のギアポジションがニュートラルポジション及びパーキングポジション以外の位置にあるときにオフ状態を保持するように構成したスイッチを安全スイッチとして用いる。
【００２７】
また自動二輪車において、スタンドが起立しているときに機関の始動を禁止する場合には、スタンドが起立しているときにオフ状態を保持し、スタンドが起立していないときにオン状態を保持するように設けたスイッチを安全スイッチとして用いる。
【００２８】
更に、機関の潤滑油が不足しているときに機関の始動を禁止する場合には、潤滑油のレベルが規定レベル未満のときにオフ状態を保持し、潤滑油のレベルが規定レベル以上あるときにオン状態を保持するスイッチを安全スイッチとして用いる。
【００２９】
安全スイッチ３の一端はカソードを接地側に向けたダイオードＤ３（第１のダイオード）を通して接地されるとともに、電流制限素子としての抵抗Ｒ１を通して制御電源回路１０の負極性側出力端子に接続され、安全スイッチの他端は、該安全スイッチの一端側にカソードを向けたダイオードＤ５（第２のダイオード）を通して駆動信号供給用ＰＵＴのゲートにつながる回路に接続されている。
【００３０】
サイリスタＴｈのゲートアノード間には抵抗Ｒ４が接続され、該サイリスタのゲートカソード間には抵抗Ｒ５とカソードをサイリスタＴｈのゲート側に向けたダイオードＤ６とが並列接続されている。またＰＵＴ１１のアノードゲート間には、抵抗Ｒ６とコンデンサＣ３とが並列接続されている。
【００３１】
図示の安全回路において、安全スイッチ３が閉じているときには、電源コンデンサＣ２−抵抗Ｒ２−ＰＵＴ１１のアノード・ゲート−抵抗Ｒ３−ダイオードＤ５−安全スイッチ３−抵抗（電流制限素子）Ｒ１−電源コンデンサＣ２の経路でＰＵＴ１１のゲート電流が流れ、ＰＵＴ１１が導通する。このとき電源コンデンサＣ２−抵抗Ｒ２−ＰＵＴ１１−トランジスタＴＲのベース・エミッタ−ダイオードＤ１−電源コンデンサＣ２の経路でトランジスタＴＲのベース電流が流れるため、トランジスタＴＲは、一次コイル４ａに図示の波線矢印方向の一方の極性の半波の電圧が誘起すると同時にオン状態になる。
【００３２】
このように、安全スイッチ３が閉じているときには、一次コイル４ａが図示の波線矢印方向の一方の極性の半波の電圧を発生すると同時に点火阻止制御用スイッチとしてのトランジスタＴＲがオン状態になるため、一次コイル４ａから抵抗Ｒ４を通してサイリスタ８に与えられるトリガ信号がトランジスタＴＲを通して該サイリスタから側路される。従って、安全スイッチ３が閉じているときには、サイリスタＴｈ（点火阻止スイッチ８）が導通することがなく、点火コイルの一次コイルが短絡されることがないため、点火動作は支障なく行われる。ＰＵＴ１１は一度導通すると、制御電源回路１０が電圧を出力している限り導通状態を保持するため、機関が始動した後、安全スイッチがオフ状態にされても、点火動作が阻止されることはなく、機関の運転は支障なく行われる。
【００３３】
一方、機関の始動時に安全スイッチ３が開いているときには、ＰＵＴ１１が導通せず、トランジスタＴＲが導通しないため、点火コイルの一次コイル４ａが図示の波線矢印方向の一方の極性の半波の電圧を発生したときに抵抗Ｒ４を通してサイリスタＴｈにトリガ信号が与えられ、該サイリスタが導通する。そのため、点火コイルの一次電流を遮断することができなくなり、点火動作が阻止される。このように、機関の始動時に安全スイッチが開いているときには、始動操作が行われても点火動作が行われないため、機関は始動することができない。
【００３４】
本発明においては、スタータモータによる機関の始動を可能にするため、常開接点１２ａを有するリレー１２が設けられ、このリレーの励磁コイル１２Ｙが、機関の始動操作を行う間だけ閉じられる機関始動用スイッチ（キースイッチ）１３と安全スイッチ３とを通して、負極が接地されたバッテリ１４の両端に接続されている。また内燃機関の始動時に機関のクランク軸を駆動するスタータモータ１５が、リレー１２の常開接点１２ａを通してバッテリ１４の両端に接続されている。
【００３５】
このように、常開接点を有するリレー１２を設けて、リレー１２の励磁コイル１２Ｙを機関始動用スイッチ１３と安全スイッチ３とを通してバッテリ１４の両端に接続し、スタータモータ１５を、リレーの常開接点１２ａを通してバッテリ１４の両端に接続する構成にしておくと、機関の始動を禁止する条件が成立していて、安全スイッチがオフ状態にある状態では、始動用スイッチ１３が閉じられたときにスタータモータへの通電が行われるのを防ぐことができるため、機関の始動を禁止する条件が成立していて、点火動作が阻止される状態で無用の始動操作が繰り返されて、バッテリー１４が消耗するのを防ぐことができる。
【００３６】
上記の実施形態では、電流遮断形の点火回路が用いられたが、コンデンサ放電式の点火回路が用いられる場合にも本発明を適用することができる。コンデンサ放電式の点火回路は、例えば、点火コイルの一次側に設けられて点火電源により充電される点火用コンデンサと、機関の点火時期に導通して点火用コンデンサの電荷を点火コイルの一次コイルを通して放電させるサイリスタとにより構成される。このようなコンデンサ放電式の点火回路の点火動作を阻止するには、例えば、安全スイッチがオフ状態にあるときに点火用コンデンサを充電する電源コイルを短絡するか、または点火用コンデンサを点火コイルの一次コイルを通して放電させるサイリスタのトリガ信号を該サイリスタから側路する回路を設ければよい。
【００３７】
上記の実施形態では、制御電源回路として、ほぼ瞬時に充電される第１の電源コンデンサと、該第１の電源コンデンサの両端の電圧で所定の時定数をもって充電される第２の電源コンデンサとを備えた回路を用いたが、１つの電源コンデンサのみを備えた制御電源回路を用いることもできる。
【００３８】
上記の実施形態のように、点火電源コイルの出力で電源コンデンサを充電することにより直流電圧を得る制御電源回路を設けて、この制御電源回路から安全回路を動作させるための電源電圧を得るようにすると、バッテリを使用できない状況下で（バッテリが消耗している状態で）、人力による始動装置により機関を始動する場合にも安全回路を働かせることができる。
【００３９】
図１に示した実施形態において、安全スイッチ３を、制御電源回路の負極性側の出力端子１０ｂとダイオードＤ５のカソードとの間に接続することも考えられるが、このように安全スイッチを接続した場合には、機関始動用スイッチ１３を閉じた際にバッテリ１４から抵抗値が小さい抵抗Ｒ１とダイオードＤ３とを通して大きな電流が流れ、抵抗Ｒ１が焼損するおそれがある。これに対し、図１に示した実施形態のように、安全スイッチ３を接続すると、機関始動用スイッチ１３が閉じられたときに抵抗Ｒ１に電流が流れることがないため、該抵抗Ｒ１が焼損する等の問題が生じるおそれがない。
【図面の簡単な説明】
【００４０】
【図１】本発明の一実施形態を示した回路図である。
【符号の説明】
【００４１】
１  点火回路
２  安全回路
３  安全スイッチ
４  点火コイル
５  一次電流制御用トランジスタ
６  トランジスタ制御回路
７  点火プラグ
８  点火阻止スイッチ
９  点火阻止制御用スイッチ
１０  制御電源回路
１１  駆動信号供給用ＰＵＴ
１２  リレー
１２Ｙ  リレーの励磁コイル
１２ａ  リレーの常開接点
１３  機関始動用スイッチ
１４  バッテリ
１５  スタータモータ
【図１】
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