(57)【要約】【課題】点火電源コイルを通して流れる電流を主電流制御用トランジスタによりオンオフ制御して点火動作を行わせる電流遮断形の内燃機関用点火装置において、トランジスタの電流増幅率のばらつきにより点火特性がばらつくのを防止する。【解決手段】点火電源コイル１ａに対して並列に接続された主電流制御用トランジスタ３のベースにベース電流側路用トランジスタ１０を接続する。トランジスタ３のオン時に流れる短絡電流を検出する電流制限素子８の両端に得られる検出信号が設定値に達したときにオン状態になるトランジスタ１１と、トランジスタ３のオン時のコレクタエミッタ間電圧が設定値に達したときにオン状態になるトランジスタ１２とを設け、トランジスタ１１及び１２のいずれか一方がオン状態になったときにトランジスタ１０をオン状態にすることによりトランジスタ３をオフ状態にして点火動作を行わせる。【選択図】    図１
2005307761.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
内燃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、前記点火電源コイルに一方の極性の半波の電圧が誘起したときにコレクタエミッタ間に順方向電圧が印加される向きにしてコレクタエミッタ間内部回路が前記点火電源コイルに対して並列に接続された主電流制御用トランジスタと、前記点火電源コイルに一方の極性の半波の電圧が誘起したときに前記点火電源コイルから前記トランジスタにベース電流を与えるように設けられたベース電流供給用抵抗と、前記内燃機関の点火時期に前記主電流制御用トランジスタをオフ状態にするように制御するトランジスタ制御回路と、前記トランジスタがオフ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得る昇圧手段とを備えた電流遮断形内燃機関用点火装置において、
前記トランジスタ制御回路は、
前記主電流制御用トランジスタのオン時に流れる前記点火電源コイルの短絡電流が設定電流値に達した時、または前記主電流制御用トランジスタのオン時のコレクタエミッタ間電圧が設定電圧値に達した時に前記主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して該主電流制御用トランジスタをオフ状態にするように構成されていること、
を特徴とする電流遮断形内燃機関用点火装置。
【請求項２】
内燃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、前記点火電源コイルに一方の極性の半波の電圧が誘起したときにコレクタエミッタ間に順方向電圧が印加される向きにしてコレクタエミッタ間内部回路が前記点火電源コイルに対して並列に接続された主電流制御用トランジスタと、前記点火電源コイルに一方の極性の半波の電圧が誘起したときに前記点火電源コイルから前記トランジスタにベース電流を与えるように設けられたベース電流供給用抵抗と、前記内燃機関の点火時期に前記主電流制御用トランジスタをオフ状態にするように制御するトランジスタ制御回路と、前記トランジスタがオフ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得る昇圧手段とを備えた電流遮断形内燃機関用点火装置において、
前記トランジスタ制御回路は、
前記主電流制御用トランジスタのオン時に前記点火電源コイルと前記主電流制御用トランジスタのコレクタエミッタ間とを通して流れる短絡電流に相応した短絡電流検出信号を発生する短絡電流検出手段と、
前記主電流制御用トランジスタのコレクタエミッタ間電圧に相応した電圧検出信号を出力する電圧検出手段と、
前記短絡電流検出信号が設定値に達した時または前記主電流制御用トランジスタのオン時に前記電圧検出信号が予め設定した参照値に達した時に前記主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ベース電流側路回路と、
を備えていることを特徴とする電流遮断形内燃機関用点火装置。
【請求項３】
内燃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、前記点火電源コイルに一方の極性の半波の電圧が誘起したときにコレクタエミッタ間に順方向電圧が印加される向きにしてコレクタエミッタ間内部回路が前記点火電源コイルに対して並列に接続された主電流制御用トランジスタと、前記点火電源コイルに一方の極性の半波の電圧が誘起したときに前記点火電源コイルから前記トランジスタにベース電流を与えるように設けられたベース電流供給用抵抗と、前記内燃機関の点火時期に前記主電流制御用トランジスタをオフ状態にするように制御するトランジスタ制御回路と、前記トランジスタがオフ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得る昇圧手段とを備えた電流遮断形内燃機関用点火装置において、
前記トランジスタ制御回路は、
前記主電流制御用トランジスタのコレクタエミッタ間内部回路に対して直列に接続されて前記主電流制御用トランジスタのオン時に流れる短絡電流に相応した短絡電流検出信号を両端に発生する短絡電流検出用の電流制限素子と、
前記点火電源コイルの両端の電圧を分圧して前記主電流制御用トランジスタのコレクタエミッタ間電圧に相応した電圧検出信号を出力する抵抗分圧回路と、
前記短絡電流検出信号が設定値に達した時にオン状態になる第１の制御用スイッチと、  前記電圧検出信号が予め設定した参照値に達した時にオン状態になる第２の制御用スイッチと、
前記第１の制御用スイッチ及び第２の制御用スイッチのうちの一方がオン状態になったときに駆動信号が与えられることによりオン状態になって前記主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ベース電流側路用スイッチとを備え、
前記ベース電流側路用スイッチは、オン状態にあるときに前記第１の制御用スイッチ及び第２の制御用スイッチの一方に、該制御用スイッチをオン状態に保つための駆動信号を与えるように設けられていること、
を特徴とする電流遮断形内燃機関用点火装置。
【請求項４】
内燃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、前記点火電源コイルに一方の極性の半波の電圧が誘起したときにコレクタエミッタ間に順方向電圧が印加される向きにしてコレクタエミッタ間内部回路が前記点火電源コイルに対して並列に接続された主電流制御用トランジスタと、前記点火電源コイルに一方の極性の半波の電圧が誘起したときに前記点火電源コイルから前記トランジスタにベース電流を与えるように設けられたベース電流供給用抵抗と、前記内燃機関の点火時期に前記主電流制御用トランジスタをオフ状態にするように制御するトランジスタ制御回路と、前記トランジスタがオフ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得る昇圧手段とを備えた電流遮断形内燃機関用点火装置において、
前記主電流制御用トランジスタはＮＰＮトランジスタからなっていて、そのベースが前記ベース電流供給用抵抗を通して前記点火電源コイルの一端に接続されるとともに、コレクタが前記点火電源コイルの一端に接続され、
前記トランジスタ制御回路は、
前記主電流制御用トランジスタのエミッタと前記点火電源コイルの他端との間に挿入されて前記主電流制御用トランジスタのオン時に流れる短絡電流に相応した短絡電流検出信号を両端に発生する短絡電流検出用の電流制限素子と、
前記点火電源コイルの両端の電圧を分圧して前記主電流制御用トランジスタのコレクタエミッタ間電圧に相応した電圧検出信号を出力する抵抗分圧回路と、
エミッタが前記ベース電流供給用抵抗の一部を通して前記主電流制御用トランジスタのベースに接続されたＰＮＰ形のベース電流側路用トランジスタと、
コレクタが前記ベース電流側路用トランジスタのベースに接続され、エミッタが前記点火電源コイルの他端に接続されるとともに、ベースエミッタ間に前記短絡電流検出信号が印加されて、前記短絡電流検出信号が設定値に達したときにオン状態になるＮＰＮ形の第１の制御用トランジスタと、
コレクタが前記ベース電流側路用トランジスタのベースに接続され、エミッタが前記点火電源コイルの他端に接続されるとともに、ベースエミッタ間に前記電圧検出信号が印加されて、前記電圧検出信号が予め設定した参照値に達したときにオン状態になるＮＰＮ形の第２の制御用トランジスタとを備え、
前記ベース電流側路用トランジスタのコレクタは、前記第１の制御用トランジスタのベースまたは第２の制御用トランジスタのベースに接続されていること、
を特徴とする電流遮断形内燃機関用点火装置。
【請求項５】
内燃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、前記点火電源コイルに一方の極性の半波の電圧が誘起したときにコレクタエミッタ間に順方向電圧が印加される向きにしてコレクタエミッタ間内部回路が前記点火電源コイルに対して並列に接続された主電流制御用トランジスタと、前記点火電源コイルに一方の極性の半波の電圧が誘起したときに前記点火電源コイルから前記トランジスタにベース電流を与えるように設けられたベース電流供給抵抗と、前記内燃機関の点火時期に前記主電流制御用トランジスタをオフ状態にするように制御するトランジスタ制御回路と、前記トランジスタがオフ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得る昇圧手段とを備えた電流遮断形内燃機関用点火装置において、
前記トランジスタ制御回路は、
前記主電流制御用トランジスタのオン時に流れる前記点火電源コイルの短絡電流が設定電流値に達し、かつ前記主電流制御用トランジスタのオン時のコレクタエミッタ間電圧が設定電圧値に達した時に前記主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して前記主電流制御用トランジスタをオフ状態にするように構成されていること、
を特徴とする電流遮断形内燃機関用点火装置。
【請求項６】
内燃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、前記点火電源コイルに一方の極性の半波の電圧が誘起したときにコレクタエミッタ間に順方向電圧が印加される向きにしてコレクタエミッタ間内部回路が前記点火電源コイルに対して並列に接続された主電流制御用トランジスタと、前記点火電源コイルに一方の極性の半波の電圧が誘起したときに前記点火電源コイルから前記トランジスタにベース電流を与えるように設けられたベース電流供給用抵抗と、前記内燃機関の点火時期に前記主電流制御用トランジスタをオフ状態にするように制御するトランジスタ制御回路と、前記トランジスタがオフ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得る昇圧手段とを備えた電流遮断形内燃機関用点火装置において、
前記トランジスタ制御回路は、
前記主電流制御用トランジスタのオン時に前記点火電源コイルと主電流制御用トランジスタとを通して流れる短絡電流に相応した短絡電流検出信号を発生する短絡電流検出手段と、
前記主電流制御用トランジスタのコレクタエミッタ間電圧に相応した電圧検出信号を出力する電圧検出手段と、
前記短絡電流検出信号が設定値に達し、かつ前記電圧検出信号が予め設定した参照値に達した時に前記主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ベース電流側路回路とを備えていること、
を特徴とする電流遮断形内燃機関用点火装置。
【請求項７】
内燃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、前記点火電源コイルに一方の極性の半波の電圧が誘起したときにコレクタエミッタ間に順方向電圧が印加される向きにしてコレクタエミッタ間内部回路が前記点火電源コイルに対して並列に接続された主電流制御用トランジスタと、前記点火電源コイルに一方の極性の半波の電圧が誘起したときに前記点火電源コイルから前記トランジスタにベース電流を与えるように設けられたベース電流供給用抵抗と、前記内燃機関の点火時期に前記主電流制御用トランジスタをオフ状態にするように制御するトランジスタ制御回路と、前記トランジスタがオフ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得る昇圧手段とを備えた電流遮断形内燃機関用点火装置において、
前記トランジスタ制御回路は、
前記トランジスタのコレクタエミッタ回路に対して直列に接続されて前記主電流制御用トランジスタのオン時に流れる短絡電流に相応した短絡電流検出信号を両端に発生する短絡電流検出用の電流制限素子と、
前記点火電源コイルの両端の電圧を分圧して前記主電流制御用トランジスタのコレクタエミッタ間電圧に相応した電圧検出信号を出力する抵抗分圧回路と、
前記短絡電流検出信号が設定値に達した時にオン状態になる第１の制御用スイッチと、  前記第１の制御用スイッチに対して直列に接続されていて、前記電圧検出信号が予め設定した参照値に達した時にオン状態になる第２の制御用スイッチと、
前記第１の制御用スイッチ及び第２の制御用スイッチの双方がオン状態になったときに駆動信号が与えられてオン状態になって前記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ベース電流側路用スイッチと、
を備えていることを特徴とする電流遮断形内燃機関用点火装置。
【請求項８】
内燃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、前記点火電源コイルに一方の極性の半波の電圧が誘起したときにコレクタエミッタ間に順方向電圧が印加される向きにしてコレクタエミッタ間内部回路が前記点火電源コイルに対して並列に接続された主電流制御用トランジスタと、前記点火電源コイルに一方の極性の半波の電圧が誘起したときに前記点火電源コイルから前記トランジスタにベース電流を与えるように設けられたベース電流供給用抵抗と、前記内燃機関の点火時期に前記主電流制御用トランジスタをオフ状態にするように制御するトランジスタ制御回路と、前記トランジスタがオフ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得る昇圧手段とを備えた電流遮断形内燃機関用点火装置において、
前記主電流制御用トランジスタはＮＰＮトランジスタからなっていて、そのベースが前記ベース電流供給用抵抗を通して前記点火電源コイルの一端に接続されるとともに、コレクタが前記点火電源コイルの一端に接続され、
前記トランジスタ制御回路は、
前記主電流制御用トランジスタのエミッタと前記点火電源コイルの他端との間に挿入されて前記主電流制御用トランジスタのオン時に流れる短絡電流に相応した短絡電流検出信号を両端に発生する短絡電流検出用の電流制限素子と、
前記点火電源コイルの両端の電圧を分圧して前記主電流制御用トランジスタのコレクタエミッタ間電圧に相応した電圧検出信号を出力する抵抗分圧回路と、
エミッタが前記ベース電流供給用抵抗の一部を通して前記主電流制御用トランジスタのベースに接続されたＰＮＰ形のベース電流側路用トランジスタと、
エミッタが前記点火電源コイルの他端に接続されるとともに、ベースエミッタ間に前記短絡電流検出信号が印加されて、前記短絡電流検出信号が設定値に達したときにオン状態になるＮＰＮ形の第１の制御用トランジスタと、
コレクタが前記ベース電流側路用トランジスタのベースに接続され、エミッタが前記第１の制御用トランジスタのコレクタに接続されるとともに、ベースエミッタ間に前記電圧検出信号が印加されて、前記電圧検出信号が予め設定した参照値に達したときにオン状態になるＮＰＮ形の第２の制御用トランジスタとを備え、
前記ベース電流側路用トランジスタのコレクタは、前記第１の制御用トランジスタのベースに接続されていること、
を特徴とする電流遮断形内燃機関用点火装置。
【請求項９】
内燃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、前記点火電源コイルに一方の極性の半波の電圧が誘起したときにコレクタエミッタ間に順方向電圧が印加される向きにしてコレクタエミッタ間内部回路が前記点火電源コイルに対して並列に接続された主電流制御用トランジスタと、前記点火電源コイルに一方の極性の半波の電圧が誘起したときに前記点火電源コイルから前記トランジスタにベース電流を与えるように設けられたベース電流供給用抵抗と、前記内燃機関の点火時期に前記主電流制御用トランジスタをオフ状態にするように制御するトランジスタ制御回路と、前記トランジスタがオフ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得る昇圧手段とを備えた電流遮断形内燃機関用点火装置において、
前記主電流制御用トランジスタはＮＰＮトランジスタからなっていて、そのベースがベース電流検出用抵抗を通して前記点火電源コイルの一端に接続されるとともに、コレクタが前記点火電源コイルの一端に接続され、
前記トランジスタ制御回路は、
前記主電流制御用トランジスタのエミッタと前記点火電源コイルの他端との間に挿入されて前記主電流制御用トランジスタのオン時に流れる短絡電流に相応した短絡電流検出信号を両端に発生する短絡電流検出用の電流制限素子と、
前記点火電源コイルの両端の電圧を分圧して前記主電流制御用トランジスタのコレクタエミッタ間電圧に相応した電圧検出信号を出力する抵抗分圧回路と、
エミッタが前記ベース電流供給用抵抗の一部を通して前記主電流制御用トランジスタのベースに接続されたＰＮＰ形のベース電流側路用トランジスタと、
コレクタが前記ベース電流側路用トランジスタのベースに接続され、ベースエミッタ間に前記短絡電流検出信号が印加されて、前記短絡電流検出信号が設定値に達したときにオン状態になるＮＰＮ形の第１の制御用トランジスタと、
コレクタが前記第１の制御用トランジスタのエミッタに接続されるとともに、ベースエミッタ間に前記電圧検出信号が印加されて、前記電圧検出信号が予め設定した参照値に達したときにオン状態になるＮＰＮ形の第２の制御用トランジスタとを備え、
前記ベース電流側路用トランジスタのコレクタは、前記第２のトランジスタのベースに接続されていること、
を特徴とする電流遮断形内燃機関用点火装置。
【請求項１０】
内燃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、前記点火電源コイルに一方の極性の半波の電圧が誘起したときにコレクタエミッタ間に順方向電圧が印加される向きにしてコレクタエミッタ間内部回路が前記点火電源コイルに対して並列に接続された主電流制御用トランジスタと、前記点火電源コイルに一方の極性の半波の電圧が誘起したときに前記点火電源コイルから前記トランジスタにベース電流を与えるように設けられたベース電流供給用抵抗と、前記内燃機関の点火時期に前記主電流制御用トランジスタをオフ状態にするように制御するトランジスタ制御回路と、前記トランジスタがオフ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得る昇圧手段とを備えた電流遮断形内燃機関用点火装置において、
前記トランジスタ制御回路は、
前記主電流制御用トランジスタのオン時に前記点火電源コイルと前記主電流制御用トランジスタのコレクタエミッタ間とを通して流れる短絡電流に相応した短絡電流検出信号を発生する短絡電流検出手段と、
前記主電流制御用トランジスタのコレクタエミッタ間電圧に相応した電圧検出信号を出力する電圧検出手段と、
トリガ信号が与えられたときにオン状態になって前記主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自己保持形のスイッチと、
前記短絡電流検出信号が設定値に達したときまたは電圧検出信号が予め設定した参照値に達したときに前記自己保持形のスイッチにトリガ信号を与えるオア回路と、
を備えたことを特徴とする電流遮断形内燃機関用点火装置。
【請求項１１】
前記昇圧手段は一次コイルが前記内燃機関と同期回転する磁石発電機の固定子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兼ねている請求項１ないし１０のいずれか１つに記載の電流遮断形内燃機関用点火装置。
【請求項１２】
前記点火電源コイルは、前記内燃機関と同期回転する磁石発電機の固定子に設けられた電機子コイルからなり、
前記昇圧手段は点火コイルからなっている請求項１ないし１０のいずれか１つに記載の電流遮断形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、内燃機関により駆動される磁石発電機の固定子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電流遮断形の内燃機関用点火装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
内燃機関により駆動される磁石発電機の固定子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電流遮断形の内燃機関用点火装置においては、点火電源コイルの両端にトランジスタを並列接続して、点火電源コイルの出力電圧の一方の極性の半波において、トランジスタをオン状態にした後オフ状態にするように制御することにより、点火電源コイルに高い電圧を誘起させ、この電圧を更に昇圧して点火用の高電圧を得るようにしている。この種の点火装置は例えば特許文献１に示されている。
【０００３】
図１０はこの種の点火装置の構成を示したもので、この点火装置は、内燃機関により駆動される磁石発電機の固定子に設けられた点火コイルＩＧと、点火コイルＩＧの一次コイルＷ１に対して並列に接続されたＮＰＮ形の主電流制御用トランジスタＴＲ１と、点火コイルの一次コイルＷ１からトランジスタＴＲ１にベース電流を与えるように設けられたベース電流供給用の抵抗器ＶＲ１及びＲ１と、内燃機関の点火時期に主電流制御用トランジスタＴＲ１をオン状態からオフ状態にするように制御するトランジスタ制御回路ＣＮＴとからなっている。
【０００４】
この例では、点火コイルの一次コイルＷ１が点火電源コイルを兼ねていて、該一次コイルＷ１に、一方の極性の半波の電圧Ｖ11と他方の極性の半波の電圧Ｖ12とからなる交流電圧が、機関の回転に同期して誘起する。点火コイルＷ１の一次コイルの一端は、二次コイルＷ２の一端と共に電機子鉄心Ａに接続されて接地され、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ＰＬの非接地側端子に接続されている。主電流制御用トランジスタＴＲ１は、そのコレクタ及びベースを一次コイルＷ１の一端及び他端にそれぞれ接続することにより一次コイルＷ１に対して並列に接続されている。ベース電流供給用抵抗器ＶＲ１及びＲ１のうちの一方ＶＲ１は、抵抗値の調整が可能な可変抵抗器からなっていて、その一端が一次コイルＷ１の一端に接続され、他方の抵抗器Ｒ１は可変抵抗器ＶＲ１の他端とトランジスタＴＲ１のベースとの間に接続されている。
【０００５】
トランジスタ制御回路ＣＮＴは、可変抵抗器ＶＲ２と固定抵抗器Ｒ２との直列回路からなっていて、トランジスタＴＲ１のコレクタエミッタ間に並列に接続された分圧回路ＶＤと、コレクタが抵抗器Ｒ１を通してトランジスタＴＲ１のベースに接続され、エミッタが一次コイルＷ１の他端に接続された制御用トランジスタＴＲ２と、アノードをトランジスタＴＲ２のエミッタ側に向けてトランジスタＴＲ２のコレクタエミッタ間に並列に接続されたダイオードＤ１と、トランジスタＴＲ２のベースと分圧回路ＶＤの分圧点との間に接続された抵抗器Ｒ３と、分圧回路の抵抗器Ｒ２の両端に接続されたコンデンサＣ１とからなっている。
【０００６】
図１０に示した点火装置において、機関のクランク軸が回転すると、磁石発電機の回転子が回転するため、一次コイルＷ１に交流電圧が誘起する。一次コイルＷ１に一方の極性の半波の電圧Ｖ11が誘起すると、可変抵抗器ＶＲ１と抵抗器Ｒ１とを通してトランジスタＴＲ１にベース電流が供給され、トランジスタＴＲ１がオン状態になる。トランジスタＴＲ１がオン状態になると、一次コイルＷ１からトランジスタＴＲ１のコレクタエミッタ間を通して短絡電流が流れる。
【０００７】
オン状態にあるトランジスタＴＲ１のコレクタエミッタ間の電圧（トランジスタＴＲ１のオン電圧）は、一次コイルＷ１の短絡電流の増大に伴って上昇していく。トランジスタＴＲ１のオン電圧は、可変抵抗器ＶＲ２と抵抗器Ｒ２とからなる分圧回路により検出される。トランジスタＴＲ１のオン電圧の上昇により、分圧回路の出力が設定値を超えると、トランジスタＴＲ２がオン状態になって、トランジスタＴＲ１に供給されていたベース電流を該トランジスタＴＲ１から側路するため、トランジスタＴＲ１がオフ状態にされる。これにより、一次コイルＷ１を流れていた短絡電流が遮断されるため、一次コイルＷ１には、それまで流れていた短絡電流を流し続けようとする向きの高い電圧が誘起する。一次コイルＷ１に誘起した電圧は、一次コイルＷ１と二次コイルＷ２との間の巻数比により昇圧され、二次コイルＷ２に点火用の高電圧が誘起させられる。この点火用高電圧は点火プラグＰＬに印加されるため、該点火プラグで火花放電が生じる。
【０００８】
従って、機関の点火時期よりも前のタイミングで一次コイルＷ１に一方の極性の半波の電圧が誘起するように磁石発電機を構成して、機関の点火時期として適したタイミングでトランジスタＴＲ２をオン状態にするように可変抵抗器ＶＲ１及びＶＲ２の抵抗値を調整することにより、機関の点火時期に点火プラグＰＬで火花放電を生じさせて機関を点火することができる。
【０００９】
図１０に示した点火装置では、主電流制御用トランジスタＴＲ１のコレクタエミッタ間電圧を可変抵抗器ＶＲ２と固定抵抗器Ｒ２とからなる分圧回路により検出して、その検出出力が所定値に達したときにトランジスタＴＲ２をオン状態にするようにしているが、特許文献２に示されているように、トランジスタＴＲ１がオン状態になったときに流れる短絡電流を検出して、その検出値が所定値に達したときにトランジスタＴＲ１をオフ状態にするようにした電流遮断形の点火装置も知られている。
【特許文献１】特開昭６０−６２６６８号公報
【特許文献２】特開平１０−９１０６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
図１０に示した従来の点火装置では、主電流制御用トランジスタＴＲ１として、コレクタエミッタ間電圧の定格値が高く、電流増幅率が大きい素子が用いられるが、この種のトランジスタは電流増幅率のばらつきが大きくなるのを避けられない。トランジスタＴＲ１の電流増幅率が小さいと、点火電源コイルのある誘起出力に対して、トランジスタＴＲ１のオン時のコレクタエミッタ間電圧（オン電圧）が高くなり、コレクタ電流が小さくなる。また電流増幅率が大きい場合には、点火電源コイルの同じ誘起出力に対してオン電圧が低くなり、コレクタ電流が大きくなる。そのため、トランジスタＴＲ１の電流増幅率が小さい場合には、トランジスタＴＲ２がオン状態になるタイミングが進んで点火時期が進む。また電流の遮断値が低くなるため、点火コイルの二次コイルに誘起する点火用高電圧の波高値が低下する。これに対し、トランジスタＴＲ１の電流増幅率が大きい場合には、点火時期が遅れるが、電流の遮断値が高くなるため、点火用高電圧の波高値が高くなる。
【００１１】
従って、従来のこの種の点火装置においては、可変抵抗器ＶＲ１及びＶＲ２の抵抗値を調整することにより、トランジスタＴＲ１のオン電圧やトランジスタＴＲ２がオン状態になるタイミングを調整して、主電流制御用トランジスタＴＲ１の電流増幅率のばらつきにより生じる点火特性のばらつきを抑制するようにしており、出荷時の調整作業が面倒であった。特許文献２に示されているように、点火電源コイルの短絡電流を検出することにより、主電流制御用トランジスタをオフ状態にするタイミングを定めるようにした場合にも、全く同様の問題が生じていた。
【００１２】
本発明の目的は、回路定数の面倒な調整を行うことなく、点火特性のばらつきを抑制することができるようにした電流遮断形の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】
【００１３】
本発明は、内燃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、点火電源コイルに一方の極性の半波の電圧が誘起したときにコレクタエミッタ間に順方向電圧が印加される向きにしてコレクタエミッタ間内部回路が点火電源コイルに対して並列に接続された主電流制御用トランジスタと、点火電源コイルに一方の極性の半波の電圧が誘起したときに点火電源コイルからトランジスタにベース電流を与えるように設けられたベース電流供給用抵抗と、内燃機関の点火時期に主電流制御用トランジスタをオフ状態にするように制御するトランジスタ制御回路と、トランジスタがオフ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得る昇圧手段とを備えた電流遮断形内燃機関用点火装置を対象とする。
【００１４】
本発明においては、主電流制御用トランジスタのオン時に流れる点火電源コイルの短絡電流が設定電流値に達した時、または主電流制御用トランジスタのオン時のコレクタエミッタ間電圧が設定電圧値に達した時に主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して該主電流制御用トランジスタをオフ状態にするように上記トランジスタ制御回路を構成する。
【００１５】
上記のように構成すると、主電流制御用トランジスタのオン電圧が高く、コレクタ電流が小さい場合（主電流制御用トランジスタの電流増幅率が小さい場合）には、主電流制御用トランジスタのオン電圧が設定電圧値に達したときに主電流制御用トランジスタがオフ状態になって点火動作が行われ、主電流制御用トランジスタのオン電圧が低く、コレクタ電流が大きい場合（主電流制御用トランジスタの電流増幅率が大きい場合）には、主電流制御用トランジスタのコレクタ電流が設定電流値に達したときに主電流制御用トランジスタがオフ状態になって点火動作が行われるため、主電流制御用トランジスタの電流増幅率のばらつきにより、点火時期が大きくばらつくのを防ぐことができる。
【００１６】
上記トランジスタ制御回路は、主電流制御用トランジスタのオン時に点火電源コイルと主電流制御用トランジスタのコレクタエミッタ間とを通して流れる短絡電流に相応した短絡電流検出信号を発生する短絡電流検出手段と、主電流制御用トランジスタのコレクタエミッタ間電圧に相応した電圧検出信号を出力する電圧検出手段と、短絡電流検出信号が設定値に達した時または電圧検出信号が予め設定した参照値に達した時に主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ベース電流側路回路とにより構成することができる。
【００１７】
上記トランジスタ制御回路はまた、主電流制御用トランジスタのコレクタエミッタ間内部回路に対して直列に接続されて主電流制御用トランジスタのオン時に流れる短絡電流に相応した短絡電流検出信号を両端に発生する短絡電流検出用の電流制限素子と、点火電源コイルの両端の電圧を分圧して主電流制御用トランジスタのコレクタエミッタ間電圧に相応した電圧検出信号を出力する抵抗分圧回路と、前記短絡電流検出信号が設定値に達したときにオン状態になる第１の制御用スイッチと、電圧検出信号が予め設定した参照値に達したときにオン状態になる第２の制御用スイッチと、第１の制御用スイッチ及び第２の制御用スイッチのうちの一方がオン状態になったときに駆動信号が与えられることによりオン状態になって前記主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ベース電流側路用スイッチとにより構成することができる。この場合、ベース電流側路用スイッチは、オン状態にあるときに第１の制御用スイッチ及び第２の制御用スイッチの一方に該制御用スイッチをオン状態に保つための駆動信号を与えるように設けておく。
【００１８】
本発明の好ましい態様では、主電流制御用トランジスタとして、ダーリントン接続された複合形のＮＰＮトランジスタが用いられて、そのベースがベース電流供給用抵抗を通して点火電源コイルの一端に接続されるとともに、コレクタが点火電源コイルの一端に接続される。
【００１９】
この場合、トランジスタ制御回路は、主電流制御用トランジスタのエミッタと点火電源コイルの他端との間に挿入されて主電流制御用トランジスタのオン時に流れる短絡電流に相応した短絡電流検出信号を両端に発生する短絡電流検出用の電流制限素子と、点火電源コイルの両端の電圧を分圧して主電流制御用トランジスタのコレクタエミッタ間電圧に相応した電圧検出信号を出力する抵抗分圧回路と、エミッタがベース電流供給用抵抗の一部を通して主電流制御用トランジスタのベースに接続されたＰＮＰ形のベース電流側路用トランジスタと、コレクタがベース電流側路用トランジスタのベースに接続され、エミッタが点火電源コイルの他端に接続されるとともに、ベースエミッタ間に短絡電流検出信号が印加されて、短絡電流検出信号が設定値に達したときにオン状態になるＮＰＮ形の第１の制御用トランジスタと、コレクタがベース電流側路用トランジスタのベースに接続され、エミッタが点火電源コイルの他端に接続されるとともに、ベースエミッタ間に電圧検出信号が印加されて、電圧検出信号が予め設定した参照値に達したときにオン状態になるＮＰＮ形の第２の制御用トランジスタとを備えることにより構成することができる。この場合、ベース電流側路用トランジスタのコレクタは、第１の制御用トランジスタのベースまたは第２の制御用トランジスタのベースに接続しておく。
【００２０】
本発明においてはまた、主電流制御用トランジスタのオン時に流れる点火電源コイルの短絡電流が設定電流値に達し、かつ主電流制御用トランジスタのオン時のコレクタエミッタ間電圧が設定電圧値に達した時に主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して主電流制御用トランジスタをオフ状態にするように、トランジスタ制御回路を構成することもできる。
【００２１】
上記のように、主電流制御用トランジスタのコレクタ電流が設定電流値に達し、かつオン電圧が設定電圧値に達した時に主電流制御用トランジスタをオフ状態にして点火動作を行わせるようにすると、主電流制御用トランジスタのオン電圧が低く、コレクタ電流が大きい場合（主電流制御用トランジスタの電流増幅率が大きい場合）に、主電流制御用トランジスタのコレクタ電流が設定電流値に達する位相が進んだとしても、主電流制御用トランジスタのオン電圧が設定電圧値に達するまでは点火動作が行われないため、主電流制御用トランジスタの電流増幅率が大きい場合に、点火時期が進角するのを防ぐことができる。また主電流制御用トランジスタのオン電圧が高く、コレクタ電流が小さい場合（主電流制御用トランジスタの電流増幅率が小さい場合）に、主電流制御用トランジスタのオン電圧が設定電圧に達する位相が進んだとしても、主電流制御用トランジスタのコレクタ電流が設定電流値に達するまでは点火動作が行われないため、電流増幅率が小さい場合に点火時期が進角するのを防ぐことができる。従って、主電流制御用トランジスタの電流増幅率のばらつきにより点火時期がばらつくのを抑制することができる。
【００２２】
また上記のように構成すると、主電流制御用トランジスタが遮断する電流値を一定にすることができるため、主電流制御用トランジスタの電流増幅率の如何にかかわりなく、点火コイルの二次コイルの誘起電圧をほぼ一定として点火性能のばらつきを抑制することができる。
【００２３】
上記トランジスタ制御回路は、主電流制御用トランジスタのオン時に点火電源コイルと主電流制御用トランジスタとを通して流れる短絡電流に相応した短絡電流検出信号を発生する短絡電流検出手段と、主電流制御用トランジスタのコレクタエミッタ間電圧に相応した電圧検出信号を出力する電圧検出手段と、短絡電流検出信号が設定値に達し、かつ電圧検出信号が予め設定した参照値に達した時に主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ベース電流側路回路とを備えることにより構成することができる。
【００２４】
上記トランジスタ制御回路はまた、トランジスタのコレクタエミッタ回路に対して直列に接続されて主電流制御用トランジスタのオン時に流れる短絡電流に相応した短絡電流検出信号を両端に発生する短絡電流検出用の電流制限素子と、点火電源コイルの両端の電圧を分圧して主電流制御用トランジスタのコレクタエミッタ間電圧に相応した電圧検出信号を出力する抵抗分圧回路と、短絡電流検出信号が設定値に達したときにオン状態になる第１の制御用スイッチと、第１の制御用スイッチに対して直列に接続されていて、電圧検出信号が予め設定した参照値に達したときにオン状態になる第２の制御用スイッチと、第１の制御用スイッチ及び第２の制御用スイッチの双方がオン状態になったときに駆動信号が与えられてオン状態になって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ベース電流側路用スイッチとを備えることにより構成することもできる。
【００２５】
主電流制御用トランジスタとしてＮＰＮ形のトランジスタを用いる場合、トランジスタ制御回路はまた、主電流制御用トランジスタのエミッタと点火電源コイルの他端との間に挿入されて主電流制御用トランジスタのオン時に流れる短絡電流に相応した短絡電流検出信号を両端に発生する短絡電流検出用の電流制限素子と、点火電源コイルの両端の電圧を分圧して主電流制御用トランジスタのコレクタエミッタ間電圧に相応した電圧検出信号を出力する抵抗分圧回路と、エミッタがベース電流供給用抵抗の一部を通して主電流制御用トランジスタのベースに接続されたＰＮＰ形のベース電流側路用トランジスタと、エミッタが前記点火電源コイルの他端に接続されるとともに、ベースエミッタ間に前記電流制限素子の両端の電圧が印加されて電流制限素子の両端に得られる短絡電流検出信号が設定値に達したときにオン状態になるＮＰＮ形の第１の制御用トランジスタと、コレクタがベース電流側路用トランジスタのベースに接続され、エミッタが第１の制御用トランジスタのコレクタに接続されるとともに、ベースエミッタ間に抵抗分圧回路の出力電圧が印加されて、抵抗分圧回路から出力されるオン電圧検出信号が予め設定した参照値に達したときにオン状態になるＮＰＮ形の第２の制御用トランジスタとを備えることにより構成することができる。この場合ベース電流側路用トランジスタのコレクタは、第１の制御用トランジスタのベースに接続しておく。
【００２６】
また主電流制御用トランジスタとしてＮＰＮ形のトランジスタを用いる場合、上記トランジスタ制御回路は、主電流制御用トランジスタのエミッタと点火電源コイルの他端との間に挿入されて主電流制御用トランジスタのオン時に流れる短絡電流に相応した短絡電流検出信号を両端に発生する短絡電流検出用の電流制限素子と、点火電源コイルの両端の電圧を分圧して主電流制御用トランジスタのコレクタエミッタ間電圧に相応した電圧検出信号を出力する抵抗分圧回路と、エミッタがベース電流供給用抵抗の一部を通して主電流制御用トランジスタのベースに接続されたＰＮＰ形のベース電流側路用トランジスタと、コレクタがベース電流側路用トランジスタのベースに接続され、ベースエミッタ間に短絡電流検出信号が印加されて、短絡電流検出信号が設定値に達したときにオン状態になるＮＰＮ形の第１の制御用トランジスタと、コレクタが第１の制御用トランジスタのエミッタに接続されるとともに、ベースエミッタ間に電圧検出信号が印加されて、電圧検出信号が予め設定した参照値に達したときにオン状態になるＮＰＮ形の第２の制御用トランジスタとを備えることにより構成することもできる。この場合、ベース電流側路用トランジスタのコレクタは、第２のトランジスタのベースに接続しておく。
【００２７】
また主電流制御用トランジスタがＮＰＮ形である場合も、ＰＮＰ形である場合も、上記トランジスタ制御回路は、主電流制御用トランジスタのオン時に前記点火電源コイルと主電流制御用トランジスタのコレクタエミッタ間とを通して流れる短絡電流に相応した短絡電流検出信号を発生する短絡電流検出手段と、主電流制御用トランジスタのコレクタエミッタ間電圧に相応した電圧検出信号を出力する電圧検出手段と、トリガ信号が与えられたときにオン状態になって主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自己保持形のスイッチと、短絡電流検出信号が設定値に達したときまたは電圧検出信号が予め設定した参照値に達したときに上記自己保持形のスイッチにトリガ信号を与えるオア回路とを備えることにより構成ことができる。この場合、自己保持形のスイッチとしては、サイリスタを用いても良く、他の自己保持機能を有するスイッチ、例えば複数のトランジスタを組み合わせてサイリスタと同様の機能を持たせたものを用いても良い。
【００２８】
上記昇圧手段としては、一次コイルが内燃機関と同期回転する磁石発電機の固定子に設けられた点火コイルを用いることができる。この場合、該点火コイルの一次コイルが点火電源コイルを兼ねることになる。また内燃機関と同期回転する磁石発電機の固定子に設けられた電機子コイルを点火電源コイルとして用い、点火コイルを昇圧手段として用いることもできる。
【発明の効果】
【００２９】
以上のように、請求項１ないし４に記載した発明によれば、主電流制御用トランジスタの電流増幅率が小さいために、主電流制御用トランジスタのオン電圧が高く、コレクタ電流が小さい場合に、主電流制御用トランジスタのオン電圧が設定電圧値に達したときに主電流制御用トランジスタをオフ状態にして点火動作を行わせ、主電流制御用トランジスタの電流増幅率が大きいために、主電流制御用トランジスタのオン電圧が低く、コレクタ電流が大きい場合には、主電流制御用トランジスタのコレクタ電流が設定電流値に達したときに主電流制御用トランジスタをオフ状態にして点火動作を行わせることができるため、主電流制御用トランジスタの電流増幅率のばらつきにより、点火時期が大きくばらつくのを防ぐことができる。
【００３０】
また請求項５ないし９に記載された発明によれば、主電流制御用トランジスタの電流増幅率が大きいために、主電流制御用トランジスタのオン電圧が低く、コレクタ電流が大きい場合に、主電流制御用トランジスタのコレクタ電流が設定電流値に達する位相が進むことにより点火時期が進角するのを防ぐことができ、主電流制御用トランジスタの電流増幅率が小さいために、主電流制御用トランジスタのオン電圧が高く、コレクタ電流が小さい場合に、主電流制御用トランジスタのオン電圧が設定電圧に達する位相が進むことにより点火時期が進角するのを防ぐことができるため、主電流制御用トランジスタの電流増幅率のばらつきにより点火時期がばらつくのを抑制することができる。
【００３１】
請求項５ないし９に記載された発明によればまた、主電流制御用トランジスタが遮断する電流値を一定にすることができるため、主電流制御用トランジスタの電流増幅率の如何にかかわりなく、点火コイルの二次コイルの誘起電圧をほぼ一定として点火性能のばらつきを抑制することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３２】
以下図１ないし図８を参照して、本発明の実施形態を詳細に説明する。
図１は本発明の第１の実施形態を示したもので、同図において、１は一次コイル１ａ及び二次コイル１ｂを電機子鉄心１ｃに巻装してなる点火コイルである。点火コイル１は、内燃機関により駆動される磁石発電機の固定子に設けられていて、鉄心１ｃに設けられた磁極部（図示せず。）が磁石発電機の回転子の磁極に対向させられている。この例では、点火コイル１の一次コイル１ａが点火電源コイルを兼ねていて、一次コイル１ａに、一方の極性の半波の電圧Ｖ11と、他方の極性の半波の電圧Ｖ12とからなる交流電圧が機関の回転に同期して誘起する。一次コイル（以下点火電源コイルともいう。）１ａの一端は、二次コイル１ｂの一端と共に点火コイルの鉄心１ｃに接続されて接地されている。二次コイル１ｂの他端は、機関の気筒に取り付けられた点火プラグ２の非接地側端子に図示しない高圧コードを通して接続されている。
【００３３】
３は、ダーリントン接続された複合型のＮＰＮトランジスタからなる主電流制御用トランジスタで、このトランジスタは、点火電源コイル１ａの一方の極性の半波の電圧Ｖ11がコレクタエミッタ間に順方向に印加される向きにして、点火電源コイル１ａに対して並列に接続されている。
【００３４】
トランジスタ３のベースは、ベース電流供給用の抵抗４及び５を通して点火電源コイル１ａの一端に接続され、点火電源コイル１ａに一方の極性の半波の電圧Ｖ11が誘起したときに点火電源コイル１ａから抵抗４及び５を通してトランジスタ３にベース電流が与えられて該トランジスタ３がオン状態にされるようになっている。抵抗４及び５により主電流制御用トランジスタ３にベース電流を与えるベース電流供給回路６が構成されている。
【００３５】
７は主電流制御用トランジスタ３を制御するトランジスタ制御回路で、この制御回路は、主電流制御用トランジスタ３のオン時に流れる点火電源コイル１ａの短絡電流が設定電流値に達した時、または主電流制御用トランジスタ３のオン時のコレクタエミッタ間電圧（オン電圧と呼ぶ。）が設定電圧値に達した時に主電流制御用トランジスタ３のベース電流を該トランジスタから側路して該主電流制御用トランジスタ３をオフ状態にするように構成される。
【００３６】
図示のトランジスタ制御回路７は、主電流制御用トランジスタ３のコレクタエミッタ間内部回路に対して直列に接続されて主電流制御用トランジスタ３のオン時に流れる短絡電流に相応した短絡電流検出信号を両端に発生する短絡電流検出用の電流制限素子８と、点火電源コイル１ａの両端の電圧を分圧して主電流制御用トランジスタ３のコレクタエミッタ間電圧に相応した電圧検出信号を出力する抵抗分圧回路９と、エミッタがベース電流供給用抵抗の一部５を通して主電流制御用トランジスタ３のベースに接続されたＰＮＰ形のベース電流側路用トランジスタ１０と、コレクタがベース電流側路用トランジスタ１０のベースに接続され、エミッタが点火電源コイル１ａの他端に接続されるとともに、ベースエミッタ間に電流制限素子８の両端に得られる短絡電流検出信号が印加されて、短絡電流検出信号が設定値に達したときにオン状態になるＮＰＮ形の第１の制御用トランジスタ１１と、コレクタがベース電流側路用トランジスタ１０のベースに接続され、エミッタが点火電源コイル１ａの他端に接続されるとともに、ベースエミッタ間に抵抗分圧回路９から得られる電圧検出信号が印加されて、電圧検出信号が予め設定した参照値に達したときにオン状態になるＮＰＮ形の第２の制御用トランジスタ１２とを備えている。ベース電流側路用トランジスタ１０は、点火動作を行わせる際にオン状態にされて、点火電源コイル１ａから主電流制御用トランジスタ３に供給されるベース電流を該トランジスタ３から側路するトランジスタで、そのコレクタは第１の制御用トランジスタ１１のベースに接続されている。
【００３７】
更に詳細に説明すると、短絡電流検出用の電流制限素子８は、点火性能に影響を与えないように、抵抗値が十分に小さく設定されたシャント抵抗８Ａからなっていて、トランジスタ３のエミッタと点火電源コイル１ａの他端との間に接続され、その両端の電圧が抵抗器１３を通して第１の制御用トランジスタ１１のベースエミッタ間に接続されている。
【００３８】
抵抗分圧回路９は抵抗器９Ａ及び９Ｂの直列回路からなっていて、抵抗器９Ａをトランジスタ３のコレクタ側に位置させて、トランジスタ３のコレクタエミッタ間に並列に接続されている。抵抗器９Ｂの両端に得られる抵抗分圧回路９の出力電圧が、主電流制御用トランジスタ３のコレクタエミッタ間電圧に相応した電圧検出信号として、抵抗器１４を通して第２の制御用トランジスタ１２のベースエミッタ間に印加されている。また図示の例では、抵抗４及び５の接続点と点火電源コイル１ａの他端との間に、アノードを点火電源コイルの他端側に向けたダイオード１５が接続されている。
【００３９】
図示の例では、第１の制御用トランジスタ１０により、電流制限素子８の両端に得られる短絡電流検出信号が設定値に達したときにオン状態になる第１の制御用スイッチが構成され、第２の制御用トランジスタ１２により、抵抗分圧回路８から得られる電圧検出信号が予め設定した参照値に達したときにオン状態になる第２の制御用スイッチが構成されている。またベース電流側路用トランジスタ１０により、第１の制御用スイッチ及び第２の制御用スイッチのうちの一方がオン状態になったときに駆動信号が与えられることによりオン状態になって主電流制御用トランジスタ３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用スイッチが構成されている。
【００４０】
また電流制限素子８により、主電流制御用トランジスタ３のオン時に点火電源コイル１ａと主電流制御用トランジスタ３のコレクタエミッタ間とを通して流れる短絡電流に相応した短絡電流検出信号を発生する短絡電流検出手段が構成され、抵抗分圧回路９により、主電流制御用トランジスタのコレクタエミッタ間電圧に相応した電圧検出信号を出力する電圧検出手段が構成されている。更に、ベース電流側路用トランジスタ１０と、第１及び第２の制御用トランジスタ１１及び１２と、抵抗器１３及び１４とにより、短絡電流検出信号が設定値に達した時または電圧検出信号が予め設定した参照値に達した時に主電流制御用トランジスタ３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回路１６が構成されている。
【００４１】
図１に示した点火装置においては、第１及び第２の制御用トランジスタ１１及び１２がオア回路を構成するように並列に接続されていて、これらのトランジスタの一方がオン状態になったときにトランジスタ１０にベース電流が流れて該トランジスタ１０がオン状態になり、トランジスタ１０がオン状態になることにより主電流制御用トランジスタ３がオフ状態にされて点火動作が行われるようになっている。そして、点火電源コイル１ａからトランジスタ３を通して流れる短絡電流が設定電流値に達したときに電流制限素子８の両端に得られる短絡電流検出信号が設定値に達して第１の制御用トランジスタ１１がオン状態になるように抵抗１３の抵抗値が設定されている。また点火電源コイル１ａを流れる短絡電流が所定の大きさに達してトランジスタ３のオン時のコレクタエミッタ間電圧（オン電圧）が設定電圧値に達したときに抵抗分圧回路９から出力される電圧検出信号が予め設定した参照値に達して第２の制御用トランジスタ１２がオン状態になるように、抵抗１４の抵抗値が設定されている。
【００４２】
図１に示した点火装置においてはまた、ベース電流側路用トランジスタ１０のベース及びコレクタがそれぞれ第１の制御用トランジスタ１１のコレクタ及びベースに接続されていて、第１の制御用トランジスタ１１がオン状態になったときにベース電流側路用トランジスタ１０にベース電流が与えられると共に、トランジスタ１０がオン状態にあるときに該トランジスタ１０から第１の制御用トランジスタ１１にベース電流が与えられるようになっている。従って、第１の制御用トランジスタ１１がオン状態にされてベース電流側路用トランジスタ１０が一旦オン状態になると、ベース電流側路用トランジスタ１０は、点火電源コイルの短絡電流が低下して電流制限素子８の両端から得られる検出信号が設定値未満になっても、点火電源コイルに一方の極性の電圧が誘起している間オン状態に保持される。
【００４３】
また第１の制御用トランジスタ１１がオン状態になる前に第２の制御用トランジスタ１２がオン状態になった場合には、ベース電流側路用トランジスタ１０がオン状態になることにより第１の制御用トランジスタ１１にベース電流が与えられて該第１の制御用トランジスタ１１がオン状態にされるため、同様に、ベース電流側路用トランジスタ１０は、主電流制御用トランジスタ３のオン電圧が設定電圧値未満になって、抵抗分圧回路９から得られる検出信号が予め設定した参照値未満になっても、点火電源コイルに一方の極性の電圧が誘起している間オン状態に保持される。
【００４４】
このように、ベース電流側路用トランジスタがオン状態になった後、点火電源コイルに一方の極性の電圧が誘起している間該トランジスタをオン状態に保持するようにしておくと、主電流制御用トランジスタがオンオフを繰り返して発振状態になるのを防ぐことができる。
【００４５】
図１に示した点火装置の一連の動作を説明すると下記の通りである。
機関のクランク軸が回転すると、点火電源コイル１ａに一方の極性の半波の電圧Ｖ11と、他方の極性の半波の電圧Ｖ12からなる交流電圧が誘起する。点火電源コイル１ａに一方の極性の半波の電圧Ｖ11が誘起すると、抵抗４及び５を通して主電流制御用トランジスタ３にベース電流が供給されるため、トランジスタ３がオン状態になり、点火電源コイル１ａからトランジスタ３と電流制限素子８とを通して短絡電流が流れる。この短絡電流が設定電流値に達して、電流制限素子８の両端に得られる短絡電流検出信号が設定値に達すると、トランジスタ１１がオン状態になり、ベース電流制御用トランジスタ１０がオン状態になる。ベース電流制御用トランジスタ１０がオン状態になると、主電流制御用トランジスタ３のベース電流が、トランジスタ１０のコレクタエミッタ間とトランジスタ１１のベースエミッタ間のＰＮ接合とを通して該トランジスタ３から側路されるため、トランジスタ３がオフ状態になり、それまで流れていた点火電源コイルの短絡電流が遮断される。これにより点火コイルの二次コイル１ｂに短絡電流を流し続けようとする向きの点火用高電圧が誘起し、点火動作が行われる。
【００４６】
また、点火電源コイル１ａに一方の極性の半波の電圧Ｖ11が誘起し、トランジスタ３がオン状態になった後、点火電源コイルの短絡電流が所定値に達して、短絡電流が設定電流値に達する前にトランジスタ３のコレクタエミッタ間の電圧が設定電圧値に達すると、抵抗分圧回路９から出力される検出信号が予め設定した参照値に達するため、第２の制御用トランジスタ１２がオン状態になり、ベース電流側路用トランジスタ１０がオン状態になる。これにより主電流制御用トランジスタ３がオフ状態になり、点火動作が行われる。
【００４７】
なお、点火電源コイル１ａに一方の極性の半波の電圧Ｖ11が発生したときに抵抗分圧回路９から第２の制御用トランジスタ１２に電圧検出信号が与えられるが、この電圧検出信号により第２の制御用トランジスタ１２がオン状態になる前に、主電流制御用トランジスタ３のベース電流が該トランジスタ３をオン状態にするレベルに達して、第２の制御用トランジスタがオン状態になる前に主電流制御用トランジスタ３がオン状態になるように回路定数が設定されている。従って、点火電源コイル１ａに一方の極性の半波の電圧が誘起したときには、先ず主電流制御用トランジスタ３がオン状態になり、次いで、トランジスタ３のコレクタエミッタ間電圧が設定電圧値に達したときに第２の制御用トランジスタ１２がオン状態にされる。
【００４８】
点火電源コイルの短絡電流が設定電流値に達するタイミング及び主電流制御用トランジスタ３のコレクタエミッタ間電圧が設定電圧値に達するタイミングは、機関の回転速度の上昇に伴う点火電源コイルの出力の増大に伴ってある程度進んでいくため、点火時期は回転速度の上昇に伴ってある程度進角する。
【００４９】
このように、図１に示した点火装置においては、点火電源コイルの短絡電流が設定電流値に達して第１の制御用トランジスタ１１がオン状態になったときにも、短絡電流の増大に伴って主電流制御用トランジスタ３のコレクタエミッタ間電圧（オン電圧）が設定電圧値に達して第２の制御用トランジスタ１２がオン状態になったときにも点火動作が行われる。従って、主電流制御用トランジスタの電流増幅率が小さいために主電流制御用トランジスタのオン電圧が高く、コレクタ電流が小さい場合（短絡電流が設定電流値に達するタイミングは遅れるが、オン電圧が設定電圧に達するタイミングが進む場合）には、短絡電流が設定値に達するのを待つことなく、主電流制御用トランジスタ３のオン電圧が設定電圧値に達したときに主電流制御用トランジスタをオフ状態して点火動作を行わせることができる。また主電流制御用トランジスタ３の電流増幅率が大きいために主電流制御用トランジスタ３のオン電圧が低く、コレクタ電流が大きい場合（オン電圧が設定電圧値に達するタイミングは遅れるが、短絡電流が設定電流値に達するタイミングは進む場合）には、オン電圧が設定電圧値に達するのを待つことなく、短絡電流が設定電流値に達したときに主電流制御用トランジスタをオフ状態にして点火動作を行わせることができる。
【００５０】
図１に示した実施形態のように構成すると、主電流制御用トランジスタのオン電圧が設定電圧値に達するタイミング、及び短絡電流が設定電流値に達するタイミングのうちの早いほうのタイミングで点火動作が行われるため、オン電圧の設定電圧値（電圧検出信号の予め設定した参照値）及び短絡電流の設定電流値（短絡電流検出信号の設定値）をそれぞれ適正な値に設定しておくことにより、主電流制御用トランジスタの電流増幅率の如何にかかわりなく点火時期をほぼ一定にすることができ、主電流制御用トランジスタの電流増幅率のばらつきにより、機関の各回転速度における点火時期が大きくばらつくのを防ぐことができる。      
【００５１】
図２は本発明の第２の実施形態の構成を示したもので、この実施形態では、ベース電流側路用トランジスタ１０のコレクタが第２の制御用トランジスタ１２のベースに接続されている。その他の点は図１に示した実施形態と同様に構成されている。図２に示した点火装置の動作は、第２の制御用トランジスタ１２及びベース電流側路用トランジスタ１０の一方がオン状態になったときに他方をオン状態に保持する働きをすることにより、両トランジスタがオン状態に保持される点を除き、図１の実施形態の動作と同様である。
【００５２】
上記の各実施形態では、点火電源コイルの短絡電流を検出する短絡電流検出手段を構成する電流制限素子８として抵抗値が小さいシャント抵抗８Ａを用いたが、電流制限素子８としてダイオードを用いて、該ダイオードの両端に生じる順方向電圧降下から短絡電流を検出するようにしてもよい。図３は本発明の第３の実施形態を示したもので、この実施形態では、電流検出用の電流制限素子８が２つのダイオード８Ｂの直列回路により構成され、主電流制御用トランジスタ３がオン状態になったときに流れる短絡電流によりダイオード８Ｂの直列回路の両端に生じる順方向電圧降下（短絡電流検出信号）が設定値に達したときに第１の制御用トランジスタ１１がオン状態になるようになっている。図示の例では２つのダイオード８Ｂの直列回路を電流制限素子８として用いているが、ダイオード８Ｂの数は適宜に設定する。その他の点は図１に示した実施形態と同様に構成されている。
【００５３】
上記のように点火電源コイルの短絡電流を検出する短絡電流検出手段を構成する電流制限素子８としてダイオードを用いると、該電流制限素子で生じる損失を少なくすることができるため、点火性能に影響を与えずに短絡電流を検出することができる。
【００５４】
上記トランジスタ制御回路は、主電流制御用トランジスタのオン時に点火電源コイルと主電流制御用トランジスタのコレクタエミッタ間とを通して流れる短絡電流に相応した短絡電流検出信号を発生する短絡電流検出手段と、主電流制御用トランジスタのコレクタエミッタ間電圧に相応した電圧検出信号を出力する電圧検出手段と、トリガ信号が与えられたときにオン状態になって主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自己保持形のスイッチと、短絡電流検出信号が設定値に達したときまたは電圧検出信号が予め設定した参照値に達したときに上記自己保持形のスイッチにトリガ信号を与えるオア回路とを備えることにより構成こともできる。
【００５５】
図４は、主電流制御用トランジスタのベース電流を側路するために自己保持形スイッチを用いた本発明の第４の実施形態を示したもので、この実施形態では、ベース電流側路回路１６に、自己保持形スイッチであるサイリスタ１８が設けられて、該サイリスタ１８のアノードが抵抗５を通して主電流制御用トランジスタ３のベースに接続され、サイリスタ１８のカソードが点火電源コイル１７の他端に接続されている。電流制限素子８の両端に得られる短絡電流検出信号及び抵抗分圧回路９から得られるオン電圧検出信号がそれぞれダイオード１９及び２０を通してサイリスタ１８のゲートカソード間に印加されている。その他の点は図１の実施形態と同様に構成されている。
【００５６】
図４に示した実施形態では、ダイオード１９及び２０と抵抗１４及び１４とにより、短絡電流検出信号が設定値に達したとき、または電圧検出信号が予め設定した参照値に達したときにサイリスタ１８にトリガ信号を与えるオア回路が構成されている。この実施形態の動作は、短絡電流検出信号が設定値に達したとき、または電圧検出信号が予め設定した参照値に達したときにサイリスタ１８が導通して主電流制御用トランジスタ３のベース電流を該トランジスタから側路する点を除き、図１に示した実施形態の動作と同様である。
【００５７】
図５は本発明の第５の実施形態を示したものである。この実施形態では、点火コイル１が機関により駆動される磁石発電機の外部に設けられていて、代わりに、磁石発電機の固定子に設けられた電機子コイルが点火電源コイル２１として用いられる。点火電源コイル２１の一端は、主電流制御用トランジスタ３のコレクタに接続され、点火電源コイル２１の他端は、電流制限素子８を通してトランジスタ３のエミッタに接続されている。点火電源コイル２１は、機関の回転に同期して、一方の極性の半波の電圧Ｖ11と他方の極性の半波の電圧Ｖ12とからなる交流電圧を発生する。その他の点は図１に示した実施形態と同様に構成されている。
【００５８】
図５に示した実施形態では、点火電源コイル２１から抵抗４と抵抗５とを通して主電流制御用トランジスタ３にベース電流が与えられて該トランジスタ３がオン状態になる点、及び主電流制御用トランジスタ３がオフ状態にされた際に点火電源コイル２１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二次コイル１ｂに点火用高電圧が誘起する点を除き、図１の実施形態と同様の動作を行う。
【００５９】
図６は、本発明の第６の実施形態を示したものである。この実施形態では、主電流制御用トランジスタ３のオン時に流れる点火電源コイルの短絡電流が設定電流値に達し、かつ主電流制御用トランジスタ３のオン時のコレクタエミッタ間電圧が設定電圧値に達した時に主電流制御用トランジスタ３のベース電流を該トランジスタから側路して主電流制御用トランジスタ３をオフ状態にするように、トランジスタ制御回路７が構成されている。
【００６０】
そのため図示の例では、第１の制御用トランジスタ１１と第２の制御用トランジスタ１２とがアンド回路を構成するように直列に接続されている。図示の例では、第１の制御用トランジスタ１１のエミッタが点火電源コイル１ａの他端に接続され、ベースが抵抗１３を通して電流制限素子８のトランジスタ３側の端子に接続されるとともに、トランジスタ１０のコレクタに接続されている。第２の制御用トランジスタ１２は、そのエミッタを第１の制御用トランジスタ１１のコレクタに接続することにより第１の制御用トランジスタ１１に直列に接続され、第２の制御用トランジスタ１２のベースは抵抗１４を通して抵抗分圧回路９の分圧点に接続されている。その他の点は図１に示した実施形態と同様に構成されている。
【００６１】
図６に示した例では、第１の制御用トランジスタ１１と第２の制御用トランジスタ１２とによりアンド回路が構成されているため、点火電源コイルの短絡電流（主電流制御用トランジスタのコレクタ電流）が設定電流値に達して第１の制御用トランジスタ１１がオン状態になり、かつ主電流制御用トランジスタのオン電圧が設定電圧値に達して第２の制御用トランジスタ１２がオン状態になった時に主電流制御用トランジスタ３がオフ状態にされて点火動作が行われる。
【００６２】
このように構成すると、主電流制御用トランジスタの電流増幅率が大きいために、主電流制御用トランジスタ３のオン電圧が低く、コレクタ電流が大きい場合に、主電流制御用トランジスタ３のコレクタ電流が設定電流値に達する位相が進んだとしても、主電流制御用トランジスタ３のオン電圧が設定電圧値に達するまでは点火動作が行われないため、主電流制御用トランジスタ３の電流増幅率が大きい場合に、点火時期が進角するのを防ぐことができる。
【００６３】
また主電流制御用トランジスタの電流増幅率が小さいために、主電流制御用トランジスタ３のオン電圧が高く、コレクタ電流が小さい場合に、主電流制御用トランジスタ３のオン電圧が設定電圧に達する位相が進んだとしても、主電流制御用トランジスタ３のコレクタ電流が設定電流値に達するまでは点火動作が行われないため、電流増幅率が小さい場合に点火時期が進角するのを防ぐことができる。
【００６４】
従って、点火電源コイル１ａの短絡電流の設定電流値及び主電流制御用トランジスタ３のコレクタエミッタ間電圧の設定電圧値をそれぞれ適当な値に設定しておくことにより、主電流制御用トランジスタ３の電流増幅率の如何にかかわりなく、各回転速度における点火時期をほぼ一定とすることができ、主電流制御用トランジスタ３の電流増幅率のばらつきにより点火時期がばらつくのを抑制することができる。
【００６５】
また図６のように構成すると、主電流制御用トランジスタ３が遮断する電流値を一定にすることができるため、主電流制御用トランジスタ３の電流増幅率の如何にかかわりなく、点火コイルの二次コイルの誘起電圧をほぼ一定として点火性能のばらつきを抑制することができる。
【００６６】
図７は、本発明の第７の実施形態を示したもので、この実施形態では、第１の制御用トランジスタ１１のコレクタがベース電流側路用トランジスタ１０のベースに接続され、第１の制御用トランジスタ１１のエミッタ及び点火電源コイル１ａの他端にそれぞれ第２の制御用トランジスタ１２のコレクタ及びエミッタが接続されている。またベース電流側路用トランジスタ１０のコレクタは第２の制御用トランジスタ１２のベースに接続されている。その他の点は図６に示した実施形態と同様に構成されている。この実施形態の点火装置は、図６の実施形態の第１の制御用トランジスタ１１と第２の制御用トランジスタ１２の位置を入れ替えたものであり、図６の実施形態と同様の動作を行う。
【００６７】
図８は本発明の第８の実施形態を示したもので、この実施形態では、点火コイル１が機関により駆動される磁石発電機の外部に設けられ、磁石発電機の固定子に設けられた電機子コイルが点火電源コイル２１として用いられている。その他の点は図６に示した実施形態と同様に構成されている。
【００６８】
図６ないし図８に示した実施形態においても、電流制限素子８としてダイオードを用いることができる。
【００６９】
図４に示した実施形態では、主電流制御用トランジスタのベース電流を側路する自己保持形のスイッチとしてサイリスタを用いたが、自己保持形のスイッチはサイリスタに限られるものではなく、例えば、図９に示したように、ＰＮＰトランジスタ１０とＮＰＮトランジスタ１１とを組み合わせることによりサイリスタと同等の機能を持たせたスイッチを用いるようにしてもよい。
【００７０】
上記の各実施形態では、主電流制御用トランジスタとしてＮＰＮ形のものが用いられているが、ＰＮＰ形のトランジスタを主電流制御用トランジスタとして用いる場合にも本発明を適用することができる。
【００７１】
図１ないし図３にそれぞれ示した実施形態及び図５ないし図８にそれぞれ示した実施形態において、トランジスタ１０，１１及び１３は、ＭＯＳＦＥＴなどの他の半導体スイッチにより置き換えることもできる。
【図面の簡単な説明】
【００７２】
【図１】本発明の第１の実施形態の構成を示した回路図である。
【図２】本発明の第２の実施形態の構成を示した回路図である。
【図３】本発明の第３の実施形態の構成を示した回路図である。
【図４】本発明の第４の実施形態の構成を示した回路図である。
【図５】本発明の第５の実施形態の構成を示した回路図である。
【図６】本発明の第６の実施形態の構成を示した回路図である。
【図７】本発明の第７の実施形態の構成を示した回路図である。
【図８】本発明の第８の実施形態の構成を示した回路図である。
【図９】本発明の第９の実施形態の構成を示した回路図である。
【図１０】従来の電流遮断形内燃機関用点火装置を示した回路図である。
【符号の説明】
【００７３】
１  点火コイル
１ａ  点火電源コイル（一次コイル）
１ｂ  二次コイル
２  点火プラグ
３  主電流制御用トランジスタ
４，５  ベース電流供給用抵抗
７  トランジスタ制御回路
８  電流制限素子
９  抵抗分圧回路
１０  ベース電流側路用トランジスタ
１１  第１の制御用トランジスタ
１２  第２の制御用トランジスタ
２１  点火電源コイル
【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】
2005307761.tif 000008
【図７】
2005307761.tif 000009
【図８】
2005307761.tif 000010
【図９】
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【図１０】
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