JP3974045B2

JP3974045B2 - Ignition system for capacitor discharge internal combustion engine

Info

Publication number: JP3974045B2
Application number: JP2003026049A
Authority: JP
Inventors: 昭史藤間; 斉藤　　勝彦; 修五十嵐; 清上村
Original assignee: Honda Motor Co Ltd; Kokusan Denki Co Ltd
Current assignee: Honda Motor Co Ltd; Mahle Electric Drive Systems Co Ltd
Priority date: 2003-02-03
Filing date: 2003-02-03
Publication date: 2007-09-12
Anticipated expiration: 2023-02-03
Also published as: JP2004239079A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、コンデンサ放電式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】
コンデンサ放電式の内燃機関用点火装置は、機関により駆動される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エキサイタコイルと、点火コイルの一次側に設けられてエキサイタコイルの正の半波の電圧により一方の極性に充電される点火用コンデンサと、トリガ信号が与えられたときにオン状態になっ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、内燃機関の点火時期にサイリスタにトリガ信号を与えるサイリスタトリガ回路とにより構成される。
【０００３】
上記エキサイタコイルを設ける磁石発電機としては、外ウィザ型のものが多く用いられている。外ウィザ型の磁石発電機は、フライホイールの外周に永久磁石を取り付けることにより３極の磁石界磁を構成した磁石回転子と、この磁石回転子の磁石界磁の磁極に対向する磁極部を有する鉄心にエキサイタコイルを巻回してなる固定子とを備えていて、正の半波の電圧と該正の半波の電圧の前後にそれぞれ発生する第１及び第２の負の半波の電圧とからなる１サイクル半の交流電圧をクランク軸が１回転する間に１回だけエキサイタコイルから出力する。
【０００４】
上記のような外ウィザ型の磁石発電機を用いたコンデンサ放電式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。
【０００５】
この種の磁石発電機を用いたコンデンサ放電式の内燃機関用点火装置では、特許文献１にも示されているように、エキサイタコイルが出力する正の半波の電圧により点火用コンデンサを充電し、エキサイタコイルが出力する負の半波の電圧を用いてサイリスタにトリガ信号を供給することがよく行われる。
【０００６】
一方内燃機関においては、機関の状態に何らかの異常が生じたときに警告表示を行うことが必要とされることがある。警告を必要とする状態としては、例えば、機関の潤滑オイルの圧力が規定値以下になった状態や、潤滑オイルのレベルが許容下限レベル未満になった状態、或いは燃料の残量が少なくなった状態等がある。警告表示を行う表示手段としては、発光ダイオードが多く用いられている。
【０００７】
警告表示手段として発光ダイオードを用いる場合、特許文献２に示されているように、その駆動電源としてコンデンサ放電式点火装置のエキサイタコイルを利用することが提案されている。特許文献２に示された提案では、エキサイタコイルの正の半波の電圧を利用して発光ダイオードを点灯させるようにしている。
【特許文献１】
特公平２−２６０６７号公報
【０００８】
【特許文献２】
特開平７−３１８４００号公報
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
特許文献２に示されたように、エキサイタコイルの正の半波の電圧を用いて警告表示用の発光ダイオードを点灯させるようにした場合、発光ダイオードを点灯させた際にエキサイタコイルの出力電流の一部が発光ダイオードを通して流れるため、点火用コンデンサの充電電流が不足し、点火性能が低下するおそれがあった。このような問題が生じるのを防ぐため、点火用コンデンサの高電位側の端子に接続されるエキサイタコイルの一方の端子と接地間に、発光ダイオードを、そのアノードを接地側に向けた状態で接続して、エキサイタコイルの負の半波の出力電圧で発光ダイオードを駆動することも考えられる。しかしながら、エキサイタコイルの負の半波の出力電圧をサイリスタのトリガに利用するようにしたコンデンサ放電式の点火装置では、点火用コンデンサの高電位側の端子に接続されるエキサイタコイルの一方の端子と接地間にアノードを接地側に向けた電流帰還用ダイオードが接続されていて、エキサイタコイルが負の半波の電圧を発生している期間、エキサイタコイルの一端と接地間の電圧が電流帰還用ダイオードの順方向電圧降下（０．６Ｖ）に制限されるため、発光ダイオードを点灯させることができなかった。
【００１０】
本発明の目的は、エキサイタコイルの正の半波の出力電圧で点火用コンデンサを充電し、エキサイタコイルの負の半波の出力電圧を用いて放電用サイリスタをトリガするようにしたコンデンサ放電式内燃機関用点火装置において、点火用コンデンサの充電に影響を及ぼすことなく、警告表示用の発光ダイオードを駆動することができるようにすることにある。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
本発明は、正の半波の電圧と該正の半波の電圧の前後にそれぞれ発生する第１及び第２の負の半波の電圧とからなる１サイクル半の交流電圧をクランク軸が１回転する間に少なくとも１回発生するエキサイタコイルを有する磁石発電機と、点火コイルと、エキサイタコイルが正の半波の電圧を出力したときに該エキサイタコイルから流出する電流の帰路を構成するために該エキサイタコイルの一端と接地間にアノードを接地側に向けて接続された第１の帰還用ダイオードと、エキサイタコイルが負の半波の電圧を出力したときに該エキサイタコイルから流出する電流の帰路を構成するためにエキサイタコイルの他端と接地間にアノードを接地側に向けて接続された第２の帰還用ダイオードと、エキサイタコイルの他端にアノードが接続された充電用ダイオードを通してエキサイタコイルの正の半波の出力電圧で一方の極性に充電される点火用コンデンサと、トリガ信号が与えられたときにオン状態になって点火用コンデンサに蓄積された電荷を点火コイルの一次コイルを通して放電させるように設けられたサイリスタと、エキサイタコイルの負の半波の出力電圧を電源電圧として内燃機関の点火時期にサイリスタにトリガ信号を与えるサイリスタトリガ回路とを備えたコンデンサ放電式内燃機関用点火装置を対象とする。
【００１２】
本発明においては、第２の帰還用ダイオードに対して直列に抵抗素子が接続されて該第２の帰還用ダイオードと抵抗素子との直列回路がエキサイタコイルの一端と接地間に接続される。また、警告表示を行う必要がある状態が生じたときにオン状態になる検知スイッチと警告表示手段としての発光ダイオードとの直列回路が、発光ダイオードのアノードを接地側に向けた状態でエキサイタコイルの他端と接地間に接続される。
【００１３】
上記のように、第２の帰還用ダイオードに対して直列に抵抗素子を接続すると、エキサイタコイルが負の半波の電圧を出力したときに第２の帰還用ダイオードと抵抗素子とを通して流れる電流により該抵抗素子の両端に生じる電圧降下を発光ダイオードの両端に印加することができるため、エキサイタコイルが出力する負の半波の電圧で発光ダイオードを駆動して警告表示を行わせることができる。従って、点火用コンデンサの充電に何ら影響を与えることなく警告表示手段としての発光ダイオードを駆動することができる。
【００１４】
本発明の好ましい態様では、上記サイリスタトリガ回路が、一端が接地されるとともに他端がエキサイタコイルの一端に逆流阻止用ダイオードと充電時定数調整用抵抗とを通して接続されてエキサイタコイルが出力する負の半波の電圧で充電されるトリガ制御用コンデンサと、該トリガ制御用コンデンサの非接地側端子に放電用抵抗を通してコレクタが接続されるとともにエミッタが接地され、かつベースがベース抵抗を通してエキサイタコイルの一端に接続されてエキサイタコイルが負の半波の電圧を出力したときにオン状態になるトランジスタと、トリガ制御用コンデンサの非接地側端子に放電用抵抗を通して一端が接続された微分コンデンサと、該微分コンデンサの他端にアノードが接続され、カソードがサイリスタのゲートに接続されたトリガ信号供給用ダイオードとを備えていて、エキサイタコイルが出力する負の半波の電圧の瞬時値がピークを過ぎた後しきい値レベル未満になってトランジスタがオフ状態になったときに前記トリガ制御用コンデンサに残留している電荷により前記微分コンデンサを通して前記サイリスタにトリガ信号を与えられるように構成される。
【００１５】
また充電時定数調整用抵抗の抵抗値と第２の帰還用ダイオードに対して直列に接続された抵抗素子の抵抗値との和とトリガ制御用コンデンサの静電容量とにより決まる充電用時定数及びトリガ制御用コンデンサの静電容量と放電用抵抗の抵抗値とにより決まる放電時定数が、サイリスタにトリガ信号を与える際に必要な電荷をトリガ制御用コンデンサに残留させておくのに適した値に設定される。
【００１６】
サイリスタトリガ回路を上記のように構成すると、エキサイタコイルが出力する負の半波の電圧の立上がりから、該負の半波の電圧がピーク値を過ぎた後しきい値未満になるまでの間第２の帰還用ダイオードと抵抗素子とを通して電流を流し続けることができるため、発光ダイオードに駆動電圧が印加される時間を長くして、発光ダイオードの発光時間を長くすることができ、警告表示を明確に行わせることができる。
【００１７】
【発明の実施の形態】
以下図面を参照して本発明の実施の形態を説明する。図１は本発明に係わる点火装置の構成例を示したもので、同図において１は一次コイル１ａと二次コイル１ｂとを有して両コイルの一端が接地された点火コイル、２は２サイクル内燃機関により駆動される外ウィザ型の磁石発電機内に設けられたエキサイタコイル、３はエキサイタコイル２を電源として内燃機関の点火時期に点火コイルに急峻な立上がりを有する一次電流を流すことにより点火コイルの二次コイル１ｂに点火用の高電圧を誘起させるコンデンサ放電式の点火ユニットである。
【００１８】
エキサイタコイル２が設けられた磁石発電機は、例えば図３に示すように構成されている。図３において、４は内燃機関のクランク軸５に取り付けられた鉄製のフライホイール、５はフライホイール４の外周に設けられた凹部４ａ内に取り付けられた弧状の永久磁石で、フライホイール４と磁石５とにより磁石回転子６が構成されている。永久磁石５はフライホイールの径方向に着磁され、永久磁石５の径方向の外側の磁極（図示の例ではＮ極）ｍ1 と、磁石５の内側の磁極（図示の例ではＳ極）から凹部４ａの両側のフライホイール外周面に導出された対の磁極ｍ2 及びｍ3 との合計３つの磁極を有する磁石界磁が、フライホイールの外周に形成されている。
【００１９】
また７は機関のケース等に固定された固定子で、この固定子は、磁石回転子６の磁極に対向する磁極部８ａ及び８ｂを両端に有する鉄心８と、鉄心８に巻回されたエキサイタコイル２とからなっている。
【００２０】
この磁石発電機は、図２（Ａ）に示すように、正の半波の電圧Ｖｐと、該正の半波の電圧の前後に発生する第１及び第２の負の半波の電圧Ｖn1及びＶn2とからなる１サイクル半の交流電圧をクランク軸の１回転当たり１回だけ発生する。
【００２１】
図１に示された点火装置においては、エキサイタコイル２が正の半波の電圧Ｖｐを出力したときに該エキサイタコイルから流出する電流の帰路を構成するために該エキサイタコイルの一端２ａと接地間にアノードを接地側に向けた第１の帰還用ダイオードＤ１が接続され、エキサイタコイル２が負の半波の電圧Ｖn1及びＶn2を出力したときに該エキサイタコイルから流出する電流の帰路を構成するためにエキサイタコイル２の他端２ｂと接地間にアノードを接地側に向けた第２の帰還用ダイオードＤ２が接続されている。
【００２２】
本発明においては、第２の帰還用ダイオードＤ２に対して直列に抵抗値が小さい抵抗素子Ｒ１が接続され、ダイオードＤ２と抵抗素子Ｒ１との直列回路がエキサイタコイルの他端２ｂと接地間に接続されている。
【００２３】
また点火コイル１の一次コイルの非接地側端子に点火用コンデンサＣｉの一端が接続され、該コンデンサの他端がエキサイタコイル２の他端２ｂに充電用ダイオードＤ３を通して接続されている。点火用コンデンサＣｉは、エキサイタコイルの正の半波の出力電圧Ｖｐにより充電用ダイオードＤ３と点火コイルの一次コイルとを通して図示の極性に充電される。点火用コンデンサＣｉの他端と接地間に、カソードを接地側に向けたサイリスタＴｈが接続され、サイリスタＴｈにトリガ信号が与えられて該サイリスタが導通したときに、点火用コンデンサＣｉの電荷がサイリスタＴｈと点火コイルの一次コイル１ａとを通して放電するようになっている。サイリスタＴｈの両端には、アノードを接地側に向けたダイオードＤ４が接続されている。
【００２４】
サイリスタＴｈにトリガ信号を与える時期（点火時期）を制御するため、一端が接地されたトリガ制御用コンデンサＣｔが設けられ、このコンデンサの他端（非接地側端子）は、アノードをエキサイタコイル２側に向けた逆流阻止用ダイオードＤ５と充電時定数調整用抵抗Ｒ２とを通してエキサイタコイル２の一端２ａに接続されている。
【００２５】
トリガ制御用コンデンサＣｔの非接地側端子はまた、放電用抵抗Ｒ３を通して微分コンデンサＣｄの一端に接続され、微分コンデンサＣｄの他端はアノードを該微分コンデンサ側に向けたトリガ信号供給用ダイオードＤ６を通してサイリスタＴｈのゲートに接続されている。トリガ制御用コンデンサＣｔの両端にはアノードを接地側に向けたツェナーダイオードＺＤ１が接続され、ダイオードＤ６のアノードと接地間にアノードを接地側に向けたダイオードＤ７が接続されている。
【００２６】
また微分コンデンサＣｄと抵抗Ｒ３との接続点にエミッタが接地されたＮＰＮトランジスタＴＲ１のコレクタが接続され、トランジスタＴＲ１のベースとエキサイタコイル２の一端２ａとの間に抵抗Ｒ４が接続されている。
【００２７】
図示の例では、点火コイル１とエキサイタコイル２と点火ユニット３とによりコンデンサ放電式の内燃機関用点火装置が構成され、点火コイル１の二次コイル１ｂの非接地側端子が、機関の気筒に取り付けられた点火プラグ１１の非接地側端子に高圧コードを通して接続されている。また機関を停止させるため、エキサイタコイル２の他端２ｂと接地間にストップスイッチ１２が接続され、このストップスイッチ１２を閉じた際に、該ストップスイッチと抵抗Ｒ１とダイオードＤ２とを通してエキサイタコイル２の正の半波の出力電圧が実質的に短絡されて、点火装置の点火動作が停止させられるようになっている。
【００２８】
そして、本発明においては、検知スイッチ１３と、検知スイッチ１３の一端にアノードが接続された警告表示手段としての発光ダイオードＬＤとの直列回路が、エキサイタコイル２の他端２ｂと接地間に、発光ダイオードＬＤのアノードを接地側に向けた状態で接続される。図示の例では、検知スイッチ１３の他端（発光ダイオードと反対側の端子）が接地され、発光ダイオードＬＤのカソードが、アノードを該発光ダイオードＬＤ側に向けた逆流阻止用ダイオードＤ８を通してエキサイタコイル２の他端２ｂに接続されている。
【００２９】
発光ダイオードＬＤは、エキサイタコイル２が負の半波の電圧を出力したときに抵抗Ｒ１の両端に生じる電圧降下が検知スイッチ１３を通して順方向に印加されるように設けられている。
【００３０】
検知スイッチ１３は、警告表示を行う必要がある状態が生じたときにオン状態になるスイッチである。警告表示を行う必要がある状態とは、例えば、機関の潤滑オイルの残量が許容下限値未満になった状態や、潤滑オイルの圧力が許容下限値未満になった状態、或いは機関の燃料の残量が許容下限値未満になった状態などである。
【００３１】
図１の点火装置において、機関のクランク軸が回転し、図２（Ａ）に示すようにクランク角位置θ2 においてエキサイタコイル２が正の半波の電圧Ｖｐを出力すると、エキサイタコイル２−点火用コンデンサＣｉ−点火コイルの一次コイル１Ａ−第１の帰還用ダイオードＤ１−エキサイタコイル２の経路で電流が流れ、点火用コンデンサＣｉが図示の極性に充電される。従って点火用コンデンサＣｉの両端の電圧Ｖｃは図２（Ｂ）に示すように上昇していく。
【００３２】
次いでクランク角位置θ3 の位置でエキサイタコイル２が負の半波の電圧Ｖn2を発生すると、トランジスタＴＲ１にベース電流が流れるため該トランジスタＴＲ１がオン状態になる。またこのときエキサイタコイル２から逆流阻止用ダイオードＤ５と充電時定数調整用抵抗Ｒ２と抵抗素子Ｒ１と第２の帰還用ダイオードＤ２とを通してトリガ制御用コンデンサＣｔに充電電流が流れ、トリガ制御用コンデンサＣｔが一定の充電時定数で充電される。コンデンサＣｔに蓄積された電荷は、抵抗Ｒ３とトランジスタＴＲ１のコレクタエミッタ間とを通して一定の放電時定数で放電する。
【００３３】
クランク角θｉの位置でエキサイタコイル２の負の半波の電圧Ｖn2の瞬時値が所定のしきい値レベルＶｔ未満になるとトランジスタＴＲ１がオフ状態になるため、トリガ制御用コンデンサＣｔに残留している電荷が抵抗Ｒ３と微分コンデンサＣｄとダイオードＤ６とサイリスタＴｈのゲートカソード間とを通して放電し、微分コンデンサＣｄの充電が完了するまでの短い時間の間サイリスタＴｈにパルス波形のトリガ信号が与えられる。これによりサイリスタＴｈが導通し、点火用コンデンサＣｉの電荷がサイリスタＴｈと点火コイルの一次コイル１ａとを通して放電する。この点火用コンデンサの放電により点火コイルの一次コイル１ａに立上がりが急峻な電流が流れ、点火コイルの鉄心中で大きな磁束変化が生じるため、二次コイル１ｂに点火用高電圧が誘起する。この点火用高電圧は点火プラグ１１に印加されるため、該点火プラグで火花放電が生じて機関が点火される。なおエキサイタコイルが最初に発生する負の半波の電圧Ｖn1がしきい値Ｖｔ未満になったときにもサイリスタＴｈにトリガ信号が与えられるが、このとき点火用コンデンサＣｉは未だ充電されていないため、点火動作は行われない。
【００３４】
また機関が回転している状態で、警告表示を行う必要がある状態が生じて検知スイッチ１３がオン状態になると、エキサイタコイル２が負の半波の電圧を出力したときに、エキサイタコイル２−ダイオードＤ５−抵抗Ｒ２−コンデンサＣｔ−抵抗Ｒ１−ダイオードＤ２−エキサイタコイル２の経路と、エキサイタコイル２−ダイオードＤ５−抵抗Ｒ２−抵抗Ｒ３−トランジスタＴＲ１のコレクタエミッタ間−抵抗Ｒ１−ダイオードＤ２−エキサイタコイル２の経路で電流が流れるため、抵抗Ｒ１の両端に電圧降下が生じ、この電圧降下が検知スイッチ１３を通して発光ダイオードＬＤに順方向に印加される。そのため、発光ダイオードＬＤが発光し、潤滑オイルの不足、潤滑オイルの圧力の不足などの警告表示を行う。
【００３５】
図１の点火装置において、エキサイタコイル２が負の半波の電圧を出力している期間に抵抗素子Ｒ１と第２の帰還用ダイオードＤ２との直列回路の両端に、発光ダイオードＬＤを発光させるために必要な値以上の電圧を生じさせるように、抵抗素子Ｒ１の抵抗値を設定する。
【００３６】
また充電時定数調整用抵抗Ｒ２の抵抗値と第２の帰還用ダイオードＤ２に対して直列に接続された抵抗素子Ｒ１の抵抗値との和とトリガ制御用コンデンサＣｔの静電容量とにより決まる充電用時定数及びトリガ制御用コンデンサＣｔの静電容量と放電用抵抗Ｒ３の抵抗値とにより決まる放電時定数が、サイリスタＴｈにトリガ信号を与える際に必要な電荷をトリガ制御用コンデンサＣｔに残留させておくのに適した値に設定される。
【００３７】
サイリスタトリガ回路を上記のように構成した場合には、エキサイタコイルの負の半波の電圧がピークを過ぎた後しきい値未満になるまでの間抵抗Ｒ１を通して電流を流すことができるため、発光ダイオードに所定の電圧を印加する期間を長くすることができ、発光ダイオードの発光時間を長くして警告表示を明確に行わせることができる。
【００３８】
しかしながら、サイリスタトリガ回路は、上記の実施形態で用いられたものに限定されるものではなく、エキサイタコイルの負の半波の出力電圧を電源電圧として内燃機関の点火時期にサイリスタにトリガ信号を与えるように構成された回路であればよい。
【００３９】
上記の例では、機関の１気筒分の点火装置の構成を示したが、内燃機関が２気筒以上の気筒を有する多気筒内燃機関である場合には、図３に示した磁石回転子６の周囲に気筒数分の固定子７を配置して、各固定子のエキサイタコイルに対して上記と同様の点火ユニット及び点火コイルを設けることにより、多気筒を点火する点火装置を構成することができる。
【００４０】
また上記の実施形態において、フライホイールの外周に１８０度の角度間隔で２つの永久磁石を取り付けて、エキサイタコイル２が１８０度間隔で１サイクル半の交流電圧を１回転当たり２回発生するように磁石発電機を構成するとともに、点火コイル１を周知の同時発火コイルの構成にすることにより、２サイクル内燃機関の２つの気筒を点火する点火装置を得ることができる。
【００４１】
なお同時発火コイルは、点火コイルの二次コイルの一端を接地することなく、該二次コイルの両端を機関の２つの気筒にそれぞれ取り付けられた２つの点火プラグの非接地側端子に接続することにより、二次コイルに点火用高電圧が発生したときに２つの点火プラグに同時に火花を発生させるようにしたものである。
【００４２】
【発明の効果】
以上のように、本発明によれば、エキサイタコイルが負の半波の電圧を出力したときに該エキサイタコイルから流出する電流の帰路を構成するためにエキサイタコイルと接地間にアノードを接地側に向けて接続する帰還用ダイオードに対して直列に抵抗素子を接続して、エキサイタコイルが負の半波の電圧を出力したときに帰還用ダイオードと抵抗素子とを通して流れる電流により該抵抗素子の両端に生じる電圧降下を警告表示用の発光ダイオードに印加するようにしたので、エキサイタコイルが出力する負の半波の電圧で発光ダイオードを駆動して警告表示を行わせることができる。従って、本発明によれば、点火用コンデンサの充電に何ら影響を与えることなく警告表示手段としての発光ダイオードを駆動することができるという利点が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係わるコンデンサ放電式内燃機関用点火装置の構成例を示す回路図である。
【図２】図１の点火装置のエキサイタコイルの出力電圧波形と、点火用コンデンサの両端の電圧の波形とをクランク角θに対して示した波形図である。
【図３】図１の点火装置で用いる磁石発電機の構成例を示した正面図である。
【符号の説明】
１…点火コイル、２…エキサイタコイル、３…点火ユニット、４…フライホイール、６…磁石回転子、７…固定子、８…電機子鉄心、１０…サイリスタトリガ回路、１３…検知スイッチ、Ｄ１…第１の帰還用ダイオード、Ｄ２…第２の帰還用ダイオード、Ｒ１…抵抗素子、Ｃｉ…点火用コンデンサ、Ｔｈ…サイリスタ、Ｄ２…逆流阻止用ダイオード、Ｄ３…充電用ダイオード、Ｃｔ…トリガ制御用コンデンサ、Ｒ２…充電時定数調整用抵抗、Ｒ３…放電用抵抗、Ｃｄ…微分コンデンサ、ＴＲ１…トランジスタ、ＬＤ…発光ダイオード。[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a capacitor discharge type ignition device for an internal combustion engine.
[0002]
[Prior art]
An ignition device for an internal combustion engine of a capacitor discharge type is provided in an magnet generator driven by an engine to induce an AC voltage in synchronization with the rotation of the engine, and an exciter coil provided on the primary side of the ignition coil An ignition capacitor that is charged to one polarity by a positive half-wave voltage, and a thyristor that is turned on when a trigger signal is applied and discharges the charge of the ignition capacitor through the primary coil of the ignition coil, And a thyristor trigger circuit that gives a trigger signal to the thyristor at the ignition timing of the internal combustion engine.
[0003]
As the magnet generator provided with the exciter coil, an outer wither type is often used. The outer-wither-type magnet generator includes a magnet rotor that forms a three-pole magnet field by attaching a permanent magnet to the outer periphery of the flywheel, and a magnetic pole portion that faces the magnetic field pole of the magnet rotor. A stator formed by winding an exciter coil around an iron core having a positive half-wave voltage and first and second negative half-wave voltages generated before and after the positive half-wave voltage, respectively. The AC voltage for one and a half cycles is output from the exciter coil only once during one rotation of the crankshaft.
[0004]
A capacitor discharge type ignition device for an internal combustion engine using an outer wither type magnet generator as described above is disclosed in Patent Document 1, for example.
[0005]
In a capacitor discharge type internal combustion engine ignition device using this type of magnet generator, as shown in Patent Document 1, the ignition capacitor is charged by a positive half-wave voltage output from an exciter coil. The trigger signal is often supplied to the thyristor using the negative half-wave voltage output from the exciter coil.
[0006]
On the other hand, in an internal combustion engine, it is sometimes necessary to display a warning when some abnormality occurs in the state of the engine. Possible warning conditions include, for example, when the engine lubricating oil pressure is below a specified value, when the lubricating oil level is below the allowable lower limit level, or when the remaining fuel level is low. There are states. A light emitting diode is often used as a display means for displaying a warning.
[0007]
When a light-emitting diode is used as the warning display means, as disclosed in Patent Document 2, it has been proposed to use an exciter coil of a capacitor discharge ignition device as its drive power supply. In the proposal shown in Patent Document 2, the light emitting diode is turned on using the positive half-wave voltage of the exciter coil.
[Patent Document 1]
Japanese Examined Patent Publication No. 2-26067
[Patent Document 2]
Japanese Patent Laid-Open No. 7-318400
[Problems to be solved by the invention]
As shown in Patent Document 2, when the light emitting diode for warning display is turned on using the positive half-wave voltage of the exciter coil, the output current of the exciter coil is changed when the light emitting diode is turned on. Since a part of the current flows through the light emitting diode, the charging current of the ignition capacitor is insufficient, and the ignition performance may be deteriorated. In order to prevent such problems from occurring, connect a light emitting diode between one terminal of the exciter coil connected to the high potential side terminal of the ignition capacitor and the ground with the anode facing the ground side. It is also conceivable to drive the light emitting diode with the negative half-wave output voltage of the exciter coil. However, in the capacitor discharge type ignition device that uses the negative half-wave output voltage of the exciter coil as a trigger for the thyristor, one terminal of the exciter coil connected to the high potential side terminal of the ignition capacitor and During the period when the current feedback diode with the anode facing the ground side is connected between the ground and the exciter coil generates a negative half-wave voltage, the voltage between one end of the exciter coil and the ground is the current feedback diode. Therefore, the light emitting diode could not be turned on.
[0010]
An object of the present invention is to charge a capacitor for ignition with a positive half-wave output voltage of an exciter coil, and to trigger a discharge thyristor using the negative half-wave output voltage of an exciter coil. In the engine ignition device, a warning display light emitting diode can be driven without affecting the charging of the ignition capacitor.
[0011]
[Means for Solving the Problems]
In the present invention, an AC voltage of one cycle and a half composed of a positive half-wave voltage and first and second negative half-wave voltages respectively generated before and after the positive half-wave voltage is applied to a crankshaft of 1 In order to constitute a return path for the current flowing out of the exciter coil when the exciter coil outputs a positive half-wave voltage, a magnet generator having an exciter coil generated at least once during rotation A first feedback diode connected between one end of the exciter coil and the ground with the anode directed to the ground side, and a return path of current flowing out of the exciter coil when the exciter coil outputs a negative half-wave voltage The second feedback diode having the anode connected to the ground side between the other end of the exciter coil and the ground, and the anode connected to the other end of the exciter coil The ignition capacitor that is charged to one polarity with the positive half-wave output voltage of the exciter coil through the power diode, and the charge that is turned on when the trigger signal is given and accumulated in the ignition capacitor is ignited Capacitor discharge comprising a thyristor provided to discharge through the primary coil of the coil and a thyristor trigger circuit for providing a trigger signal to the thyristor at the ignition timing of the internal combustion engine using the negative half-wave output voltage of the exciter coil as a power supply voltage This is intended for an internal combustion engine ignition device.
[0012]
In the present invention, a resistance element is connected in series with the second feedback diode, and a series circuit of the second feedback diode and the resistance element is connected between one end of the exciter coil and the ground. In addition, a series circuit of a detection switch that is turned on when a state that requires a warning display occurs and a light-emitting diode as a warning display means is connected to the exciter coil with the anode of the light-emitting diode facing the ground side. Connected between the other end and ground.
[0013]
As described above, when a resistance element is connected in series with the second feedback diode, the current flowing through the second feedback diode and the resistance element when the exciter coil outputs a negative half-wave voltage. Since the voltage drop generated at both ends of the resistance element can be applied to both ends of the light emitting diode, the light emitting diode can be driven with a negative half-wave voltage output from the exciter coil to display a warning. Accordingly, the light emitting diode as the warning display means can be driven without affecting the charging of the ignition capacitor.
[0014]
In a preferred aspect of the present invention, the thyristor trigger circuit is configured such that one end of the thyristor trigger circuit is grounded and the other end is connected to one end of the exciter coil through a backflow prevention diode and a charging time constant adjusting resistor so that the exciter coil outputs A trigger control capacitor charged with a half-wave voltage, a collector connected to a non-ground side terminal of the trigger control capacitor through a discharging resistor, an emitter grounded, and a base connected to one end of an exciter coil through a base resistor A transistor that is turned on when the exciter coil outputs a negative half-wave voltage, a differential capacitor having one end connected to the non-ground side terminal of the trigger control capacitor through a discharge resistor, and the differential The anode is connected to the other end of the capacitor, and the cathode is connected to the gate of the thyristor. A trigger signal supply diode, and when the instantaneous value of the negative half-wave voltage output from the exciter coil passes the peak and becomes less than the threshold level, the transistor is turned off. A trigger signal is provided to the thyristor through the differential capacitor by the electric charge remaining in the trigger control capacitor.
[0015]
A charging time constant determined by the sum of the resistance value of the charging time constant adjusting resistor and the resistance value of the resistance element connected in series with the second feedback diode and the capacitance of the trigger control capacitor; The discharge time constant determined by the capacitance of the trigger control capacitor and the resistance value of the discharge resistor is set to a value suitable for allowing the trigger control capacitor to retain the charge necessary for applying a trigger signal to the thyristor. Is set.
[0016]
When the thyristor trigger circuit is configured as described above, the first half-wave voltage from the rise of the negative half-wave voltage output from the exciter coil until the negative half-wave voltage becomes less than the threshold value after passing the peak value. Since the current can continue to flow through the feedback diode and resistance element of 2, the time during which the drive voltage is applied to the light emitting diode can be lengthened, the light emitting time of the light emitting diode can be lengthened, and the warning display is clear Can be done.
[0017]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. FIG. 1 shows an example of the structure of an ignition device according to the present invention. In FIG. 1, reference numeral 1 is an ignition coil having a primary coil 1a and a secondary coil 1b, and one end of both coils is grounded. An exciter coil 3 provided in an outer wither magnet generator driven by a cycle internal combustion engine is ignited by passing a primary current having a steep rise to the ignition coil at the ignition timing of the internal combustion engine using the exciter coil 2 as a power source. This is a capacitor discharge type ignition unit that induces a high voltage for ignition in the secondary coil 1b of the coil.
[0018]
The magnet generator provided with the exciter coil 2 is configured, for example, as shown in FIG. In FIG. 3, 4 is an iron flywheel attached to the crankshaft 5 of the internal combustion engine, 5 is an arc-shaped permanent magnet attached in a recess 4a provided on the outer periphery of the flywheel 4, and the flywheel 4 and magnet 5 constitutes a magnet rotor 6. The permanent magnet 5 is magnetized in the radial direction of the flywheel. From the magnetic pole (N pole in the example shown) m1 in the radial direction of the permanent magnet 5 and the magnetic pole (S pole in the example shown) inside the magnet 5. A magnet field having a total of three magnetic poles including a pair of magnetic poles m2 and m3 led to the outer peripheral surface of the flywheel on both sides of the recess 4a is formed on the outer periphery of the flywheel.
[0019]
Reference numeral 7 denotes a stator fixed to an engine case or the like. The stator includes an iron core 8 having magnetic pole portions 8a and 8b opposed to the magnetic pole of the magnet rotor 6 at both ends, and an exciter wound around the iron core 8. It consists of a coil 2.
[0020]
As shown in FIG. 2A, the magnet generator includes a positive half-wave voltage Vp and first and second negative half-wave voltages Vn1 generated before and after the positive half-wave voltage. And one cycle and a half of AC voltage consisting of Vn2 is generated only once per revolution of the crankshaft.
[0021]
In the ignition device shown in FIG. 1, when the exciter coil 2 outputs a positive half-wave voltage Vp, the exciter coil 2 is connected between one end 2a of the exciter coil and the ground in order to constitute a return path of the current flowing out from the exciter coil. Is connected to the first feedback diode D1 with the anode directed to the ground side, and when the exciter coil 2 outputs negative half-wave voltages Vn1 and Vn2, a return path for the current flowing out from the exciter coil is constructed. Further, a second feedback diode D2 having an anode directed to the ground side is connected between the other end 2b of the exciter coil 2 and the ground.
[0022]
In the present invention, a resistance element R1 having a small resistance value is connected in series to the second feedback diode D2, and a series circuit of the diode D2 and the resistance element R1 is connected between the other end 2b of the exciter coil and the ground. Has been.
[0023]
One end of the ignition capacitor Ci is connected to the non-ground side terminal of the primary coil of the ignition coil 1, and the other end of the capacitor is connected to the other end 2b of the exciter coil 2 through the charging diode D3. The ignition capacitor Ci is charged to the illustrated polarity through the charging diode D3 and the primary coil of the ignition coil by the positive half-wave output voltage Vp of the exciter coil. A thyristor Th with the cathode facing the ground side is connected between the other end of the ignition capacitor Ci and the ground. When a trigger signal is applied to the thyristor Th and the thyristor is turned on, the charge of the ignition capacitor Ci is changed to the thyristor. It discharges through Th and the primary coil 1a of the ignition coil. Both ends of the thyristor Th are connected to a diode D4 with the anode directed to the ground side.
[0024]
In order to control the timing (ignition timing) to apply a trigger signal to the thyristor Th, a trigger control capacitor Ct having one end grounded is provided, and the other end (non-ground side terminal) of this capacitor is connected to the anode on the exciter coil 2 side. Is connected to one end 2a of the exciter coil 2 through a reverse current blocking diode D5 and a charging time constant adjusting resistor R2.
[0025]
The non-ground side terminal of the trigger control capacitor Ct is also connected to one end of a differential capacitor Cd through a discharge resistor R3, and the other end of the differential capacitor Cd is passed through a trigger signal supply diode D6 with the anode directed to the differential capacitor side. It is connected to the gate of the thyristor Th. A Zener diode ZD1 having an anode directed to the ground side is connected to both ends of the trigger control capacitor Ct, and a diode D7 having an anode directed to the ground side is connected between the anode of the diode D6 and the ground.
[0026]
A collector of an NPN transistor TR1 whose emitter is grounded is connected to a connection point between the differential capacitor Cd and the resistor R3, and a resistor R4 is connected between the base of the transistor TR1 and one end 2a of the exciter coil 2.
[0027]
In the illustrated example, the ignition coil 1, the exciter coil 2, and the ignition unit 3 constitute a capacitor discharge type ignition device for an internal combustion engine, and the non-grounded terminal of the secondary coil 1b of the ignition coil 1 is connected to the cylinder of the engine. The attached spark plug 11 is connected to the non-ground side terminal of the spark plug 11 through a high voltage cord. Further, in order to stop the engine, a stop switch 12 is connected between the other end 2b of the exciter coil 2 and the ground. When the stop switch 12 is closed, the exciter coil 2 is connected through the stop switch, the resistor R1, and the diode D2. The positive half-wave output voltage is substantially short-circuited so that the ignition operation of the ignition device is stopped.
[0028]
In the present invention, a series circuit of the detection switch 13 and a light emitting diode LD as an alarm display means having an anode connected to one end of the detection switch 13 emits light between the other end 2b of the exciter coil 2 and the ground. The diode LD is connected with the anode directed to the ground side. In the illustrated example, the other end (terminal opposite to the light emitting diode) of the detection switch 13 is grounded, and the cathode of the light emitting diode LD passes through the backflow prevention diode D8 with the anode facing the light emitting diode LD side. Is connected to the other end 2b.
[0029]
The light emitting diode LD is provided such that a voltage drop generated across the resistor R1 is applied in the forward direction through the detection switch 13 when the exciter coil 2 outputs a negative half-wave voltage.
[0030]
The detection switch 13 is a switch that is turned on when a state that requires a warning display occurs. The warning needs to be displayed, for example, when the remaining amount of lubricating oil in the engine is below the allowable lower limit, when the lubricating oil pressure is below the allowable lower limit, For example, the remaining amount is less than the allowable lower limit.
[0031]
In the ignition device shown in FIG. 1, when the crankshaft of the engine rotates and the exciter coil 2 outputs a positive half-wave voltage Vp at the crank angle position θ2 as shown in FIG. A current flows through the path of the capacitor Ci-primary coil 1A-first feedback diode D1-exciter coil 2 of the ignition coil, and the ignition capacitor Ci is charged to the polarity shown. Accordingly, the voltage Vc across the ignition capacitor Ci increases as shown in FIG.
[0032]
Next, when the exciter coil 2 generates a negative half-wave voltage Vn2 at the crank angle position θ3, a base current flows through the transistor TR1, so that the transistor TR1 is turned on. At this time, a charging current flows from the exciter coil 2 to the trigger control capacitor Ct through the backflow prevention diode D5, the charging time constant adjusting resistor R2, the resistor element R1, and the second feedback diode D2. Is charged with a constant charging time constant. The electric charge accumulated in the capacitor Ct is discharged with a constant discharge time constant through the resistor R3 and between the collector and emitter of the transistor TR1.
[0033]
When the instantaneous value of the negative half-wave voltage Vn2 of the exciter coil 2 becomes less than a predetermined threshold level Vt at the position of the crank angle θi, the transistor TR1 is turned off and remains in the trigger control capacitor Ct. Charge is discharged through the resistor R3, the differential capacitor Cd, the diode D6, and the gate cathode of the thyristor Th, and a trigger signal having a pulse waveform is given to the thyristor Th for a short time until the charge of the differential capacitor Cd is completed. As a result, the thyristor Th becomes conductive, and the charge of the ignition capacitor Ci is discharged through the thyristor Th and the primary coil 1a of the ignition coil. Due to the discharge of the ignition capacitor, a sharply rising current flows in the primary coil 1a of the ignition coil, and a large magnetic flux change occurs in the iron core of the ignition coil, so that a high voltage for ignition is induced in the secondary coil 1b. Since the ignition high voltage is applied to the spark plug 11, a spark discharge is generated in the spark plug and the engine is ignited. A trigger signal is also given to the thyristor Th when the negative half-wave voltage Vn1 first generated by the exciter coil becomes less than the threshold value Vt. At this time, the ignition capacitor Ci is not yet charged. The ignition operation is not performed.
[0034]
Further, when a state where it is necessary to display a warning occurs while the engine is rotating and the detection switch 13 is turned on, when the exciter coil 2 outputs a negative half-wave voltage, the exciter coil 2- Diode D5-resistor R2-capacitor Ct-resistor R1-diode D2-exciter coil 2 path and exciter coil 2-diode D5-resistor R2-resistor R3-collector-emitter-resistance R1-diode D2-exciter coil Since a current flows through the path 2, a voltage drop occurs across the resistor R1, and this voltage drop is applied to the light emitting diode LD through the detection switch 13 in the forward direction. For this reason, the light emitting diode LD emits light, and a warning display such as lack of lubricating oil or insufficient lubricating oil pressure is displayed.
[0035]
In the ignition device of FIG. 1, the light emitting diode LD is caused to emit light at both ends of the series circuit of the resistor element R1 and the second feedback diode D2 during the period in which the exciter coil 2 outputs a negative half-wave voltage. The resistance value of the resistance element R1 is set so as to generate a voltage higher than the value necessary for the above.
[0036]
The charging is determined by the sum of the resistance value of the charging time constant adjusting resistor R2 and the resistance value of the resistance element R1 connected in series with the second feedback diode D2 and the capacitance of the trigger control capacitor Ct. The discharge time constant determined by the time constant for use and the capacitance of the trigger control capacitor Ct and the resistance value of the discharge resistor R3 causes the charge necessary for applying a trigger signal to the thyristor Th to remain in the trigger control capacitor Ct. It is set to a value suitable for storage.
[0037]
When the thyristor trigger circuit is configured as described above, current can flow through the resistor R1 until the negative half-wave voltage of the exciter coil passes the peak and becomes less than the threshold value. The period during which a predetermined voltage is applied to the diode can be lengthened, and the warning display can be clearly performed by lengthening the light emission time of the light emitting diode.
[0038]
However, the thyristor trigger circuit is not limited to that used in the above embodiment, and a trigger signal is given to the thyristor at the ignition timing of the internal combustion engine using the negative half-wave output voltage of the exciter coil as a power supply voltage. Any circuit configured as described above may be used.
[0039]
In the above example, the configuration of the ignition device for one cylinder of the engine is shown. However, when the internal combustion engine is a multi-cylinder internal combustion engine having two or more cylinders, the magnet rotor 6 shown in FIG. By arranging the stators 7 as many as the number of cylinders in the periphery and providing the same ignition unit and ignition coil as described above for the exciter coils of each stator, an ignition device that ignites multiple cylinders can be configured. .
[0040]
Further, in the above embodiment, two permanent magnets are attached to the outer periphery of the flywheel at an angular interval of 180 degrees so that the exciter coil 2 generates an alternating voltage of one cycle and a half twice per rotation at an interval of 180 degrees. An ignition device that ignites the two cylinders of the two-cycle internal combustion engine can be obtained by configuring the magnet generator and making the ignition coil 1 a known simultaneous ignition coil configuration.
[0041]
In the simultaneous ignition coil, one end of the secondary coil of the ignition coil is not grounded, but both ends of the secondary coil are connected to non-grounded terminals of two ignition plugs respectively attached to the two cylinders of the engine. Thus, when a high ignition voltage is generated in the secondary coil, sparks are generated simultaneously in the two spark plugs.
[0042]
【The invention's effect】
As described above, according to the present invention, when the exciter coil outputs a negative half-wave voltage, the anode is connected to the ground side between the exciter coil and the ground in order to constitute a return path of the current flowing out from the exciter coil. A resistance element is connected in series with the feedback diode connected in the direction, and when the exciter coil outputs a negative half-wave voltage, a current flowing through the feedback diode and the resistance element causes a current to flow across the resistance element. Since the generated voltage drop is applied to the light-emitting diode for warning display, the light-emitting diode can be driven with the negative half-wave voltage output from the exciter coil to display the warning. Therefore, according to the present invention, there is an advantage that the light emitting diode as the warning display means can be driven without affecting the charging of the ignition capacitor.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a circuit diagram showing a configuration example of an ignition device for a capacitor discharge internal combustion engine according to the present invention.
2 is a waveform diagram showing an output voltage waveform of an exciter coil of the ignition device of FIG. 1 and a waveform of a voltage at both ends of an ignition capacitor with respect to a crank angle θ. FIG.
3 is a front view showing a configuration example of a magnet generator used in the ignition device of FIG. 1; FIG.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Ignition coil, 2 ... Exciter coil, 3 ... Ignition unit, 4 ... Flywheel, 6 ... Magnet rotor, 7 ... Stator, 8 ... Armature core, 10 ... Thyristor trigger circuit, 13 ... Detection switch, D1 ... 1st feedback diode, D2 ... 2nd feedback diode, R1 ... resistance element, Ci ... ignition capacitor, Th ... thyristor, D2 ... backflow prevention diode, D3 ... charging diode, Ct ... trigger control capacitor , R2 ... charging time constant adjusting resistor, R3 ... discharging resistor, Cd ... differential capacitor, TR1 ... transistor, LD ... light emitting diode.

Claims

The crankshaft of the internal combustion engine makes one rotation of a half cycle AC voltage consisting of a positive half-wave voltage and first and second negative half-wave voltages generated before and after the positive half-wave voltage, respectively. In order to constitute a return path for a current flowing out of the exciter coil when the exciter coil outputs a positive half-wave voltage, a magnet generator having an exciter coil that outputs at least once during A first feedback diode connected between one end of the exciter coil and the ground with the anode directed to the ground side, and a current flowing out of the exciter coil when the exciter coil outputs a negative half-wave voltage. A second feedback diode having an anode connected to the ground side between the other end of the exciter coil and the ground to constitute a return path, and an anode on the other end of the exciter coil. An ignition capacitor that is charged to one polarity with a positive half-wave output voltage of the exciter coil through a charging diode to which a switch is connected, and conducts and accumulates in the ignition capacitor when a trigger signal is given A thyristor provided to discharge the generated charge through a primary coil of the ignition coil, and a thyristor that provides a trigger signal to the thyristor at the ignition timing of the internal combustion engine using the negative half-wave output voltage of the exciter coil as a power supply voltage In an ignition device for a capacitor discharge internal combustion engine provided with a trigger circuit,
A resistance element is connected in series to the second feedback diode, and a series circuit of the second feedback diode and the resistance element is connected between one end of the exciter coil and the ground,
A series circuit of a detection switch that is turned on when a state that requires a warning display occurs and a light-emitting diode as a warning display means is connected to the exciter coil with the anode of the light-emitting diode facing the ground side. Connected between the other end and ground,
An ignition device for a capacitor discharge internal combustion engine.

The thyristor trigger circuit is a negative half-wave voltage output from the exciter coil with one end grounded and the other end connected to one end of the exciter coil through a backflow prevention diode and a charging time constant adjusting resistor. The trigger control capacitor to be charged, the collector is connected to the non-ground side terminal of the trigger control capacitor through the discharge resistor, the emitter is grounded, and the base is connected to one end of the exciter coil through the base resistor A transistor that is turned on when the exciter coil outputs a negative half-wave voltage greater than or equal to a threshold value, and a differential capacitor having one end connected to the non-ground side terminal of the trigger control capacitor through the discharge resistor An anode is connected to the other end of the differential capacitor, and a cathode is And a trigger signal supply diode connected to the gate of the data,
The differential half-wave voltage output from the exciter coil is less than a threshold level after passing a peak and the transistor is turned off. Configured to provide a trigger signal to the thyristor through a capacitor;
The charging time determined by the sum of the resistance value of the charging time constant adjusting resistor and the resistance value of the resistance element connected in series with the second feedback diode and the capacitance of the trigger control capacitor The discharge time constant determined by the constant and the capacitance of the trigger control capacitor and the resistance value of the discharge resistor leaves the electric charge necessary for applying a trigger signal to the thyristor in the trigger control capacitor. Is set to a value suitable for
The ignition device for a capacitor discharge internal combustion engine according to claim 1, characterized in that: