特許 5912208 点火装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B1)

(11)【特許番号】5912208

(24)【登録日】2016年4月8日

(45)【発行日】2016年4月27日

(54)【発明の名称】点火装置

(51)【国際特許分類】

   F02P 3/08 20060101AFI20160414BHJP

【ＦＩ】

   F02P3/08 301E

【請求項の数】5

【全頁数】13

(21)【出願番号】特願2015-511851(P2015-511851)

(86)(22)【出願日】2014年6月6日

(86)【国際出願番号】JP2014065129

【審査請求日】2015年3月3日

(73)【特許権者】

【識別番号】000002037

【氏名又は名称】新電元工業株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100137523

【弁理士】

【氏名又は名称】出口 智也

(74)【代理人】

【識別番号】100117787

【弁理士】

【氏名又は名称】勝沼 宏仁

(74)【代理人】

【識別番号】100153914

【弁理士】

【氏名又は名称】小澤 勝己

(72)【発明者】

【氏名】大崎 真吾

【審査官】 稲村 正義

(56)【参考文献】

【文献】 特開昭６２−１０４７１（ＪＰ，Ａ）

【文献】 実開平５−６６２６９（ＪＰ，Ｕ）

【文献】 特開平３−１６４５６８（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｆ０２Ｐ １／００−３／１２

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

内燃機関により駆動される交流発電機からの交流出力を整流する第１の整流素子と、
前記第１の整流素子からの出力電圧で充電される点火用容量素子と、
前記点火用容量素子を放電させることにより、点火コイルを介して、前記内燃機関に設けられた点火プラグに点火する点火用スイッチング素子と、
前記内燃機関の点火タイミングに合わせて前記点火用スイッチング素子をオンに制御する点火制御回路と、
前記交流出力を用いて前記点火制御回路に電源を供給する電源供給回路と、を備え、
前記電源供給回路は、
前記交流出力を整流する第２の整流素子と、
前記第２の整流素子からの出力電圧が一端に供給され、前記第２の整流素子からの出力電圧が第１の抵抗を介して制御端子に供給され、前記電源を他端から供給する第１のスイッチング素子と、
前記第１のスイッチング素子の他端に接続された第１の容量素子と、
前記電源の電圧が第１電圧以上になった場合に、前記第１のスイッチング素子の制御端子の電圧を固定電圧に低下させるスイッチング素子制御回路と、を有し、
前記スイッチング素子制御回路は、
コレクタが前記第１のスイッチング素子の制御端子に接続され、エミッタが前記固定電圧に接続されたバイポーラトランジスタと、
前記第１のスイッチング素子の他端と前記バイポーラトランジスタのベースとの間の電圧を第２電圧に制限する電圧制限素子と、を有し、
前記第１電圧は、前記バイポーラトランジスタのベース・エミッタ間電圧と前記第２電圧との和である、ことを特徴とする点火装置。

【請求項4】

前記電圧制限素子はツェナーダイオードであり、前記第２電圧はツェナー電圧である、ことを特徴とする請求項１に記載の点火装置。

【請求項5】

前記スイッチング素子制御回路は、前記バイポーラトランジスタのベースと前記電圧制限素子との間に接続された第２の抵抗を有する、ことを特徴とする請求項１に記載の点火装置。

【請求項6】

前記スイッチング素子制御回路は、前記バイポーラトランジスタのベースと前記固定電圧との間に接続された第２の容量素子を有する、ことを特徴とする請求項１に記載の点火装置。

【請求項8】

内燃機関により駆動される交流発電機からの交流出力を整流する第１の整流素子と、
前記第１の整流素子からの出力電圧で充電される点火用容量素子と、
前記点火用容量素子を放電させることにより、点火コイルを介して、前記内燃機関に設けられた点火プラグに点火する点火用スイッチング素子と、
前記内燃機関の点火タイミングに合わせて前記点火用スイッチング素子をオンに制御する点火制御回路と、
前記交流出力を用いて前記点火制御回路に電源を供給する電源供給回路と、を備え、
前記電源供給回路は、
前記交流出力を整流する第２の整流素子と、
前記第２の整流素子からの出力電圧が一端に供給される第１の抵抗と、
前記第２の整流素子からの出力電圧がコレクタに供給され、前記第１の抵抗の他端がベースに接続され、前記電源をエミッタから供給する第１のＮＰＮ型バイポーラトランジスタと、
前記第１のＮＰＮ型バイポーラトランジスタのエミッタと固定電圧との間に接続された第１の容量素子と、
コレクタが前記第１のＮＰＮ型バイポーラトランジスタのベースに接続され、エミッタが前記固定電圧に接続された第２のＮＰＮ型バイポーラトランジスタと、
前記第１のＮＰＮ型バイポーラトランジスタのエミッタと前記第２のＮＰＮ型バイポーラトランジスタのベースとの間に接続されたツェナーダイオードと、を有する、ことを特徴とする点火装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、内燃機関の点火プラグに点火する点火装置に関する。

【背景技術】

【0002】

図６（ａ）に示すように、交流発電機ＡＣＧのエキサイターコイルＬ０からの交流出力Ｖａｃを電源としたＡＣ−ＣＤＩ（以下、点火装置と称す）１０Ｘにおいて、安価な構成の単線入力式が用いられている（例えば、特許文献１参照）。このような点火装置１０Ｘでは、交流出力Ｖａｃの正側の半波を用いて、点火用容量素子（点火用コンデンサ）Ｃ０の充電と、点火制御回路１１への電源供給とを行っている。

【0003】

点火制御回路１１への電源供給は、図６（ｂ）の制御電源供給回路１２Ｘａにより行われる。即ち、交流出力Ｖａｃにより、ダイオードＤ２Ｘ及び抵抗Ｒ１Ｘを介して容量素子Ｃ１Ｘが充電され、容量素子Ｃ１Ｘから電源が供給される。電源の電圧Ｖｏｕｔは、ツェナーダイオードＺＤ１Ｘにより制限される。ここで、点火制御回路１１の消費電力が大きい場合に対応するには、制御電源供給回路１２Ｘａの電流制限抵抗Ｒ１Ｘを小さくする必要がある。しかし、これにより制御電源供給回路１２Ｘａのインピーダンスが低くなるため、点火用容量素子Ｃ０の充電電圧Ｖｃが低下してしまう。

【0004】

点火用容量素子Ｃ０の充電電圧Ｖｃの低下を防止するためには、図６（ｃ）に示すバイポーラトランジスタＱ１Ｘを備える制御電源供給回路１２Ｘｂの使用が考えられる。この制御電源供給回路１２Ｘｂでは、バイポーラトランジスタＱ１Ｘのベース電圧はツェナーダイオードＺＤ１Ｘのツェナー電圧になっているので、電源の電圧Ｖｏｕｔが一定値以上になった時、バイポーラトランジスタＱ１Ｘはオフし、バイポーラトランジスタＱ１Ｘに流れる電流が遮断される。これにより、内燃機関の回転数が低い時には、エキサイターコイルＬ０によるキックバック電圧が発生して交流出力Ｖａｃが高くなる。加えて、バイポーラトランジスタＱ１Ｘがオフすると、制御電源供給回路１２Ｘｂのインピーダンスが高くなるので、充電電圧Ｖｃを高くできる。従って、点火制御回路１１の消費電力が大きい場合にも、点火用容量素子Ｃ０の充電電圧Ｖｃの低下を防止できる。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0005】

【特許文献1】特開平０３−１６４５６８号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0006】

しかしながら、図６（ｃ）の制御電源供給回路１２Ｘｂを用いても、内燃機関の始動直後の低回転数領域において、点火用容量素子Ｃ０の充電電圧Ｖｃが十分ではない場合がある。

【0007】

そこで、本発明は、内燃機関の回転数が低い時に点火用容量素子の充電電圧を高くできる点火装置を提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0008】

本発明の一態様に係る点火装置は、
内燃機関により駆動される交流発電機からの交流出力を整流する第１の整流素子と、
前記第１の整流素子からの出力電圧で充電される点火用容量素子と、
前記点火用容量素子を放電させることにより、点火コイルを介して、前記内燃機関に設けられた点火プラグに点火する点火用スイッチング素子と、
前記内燃機関の点火タイミングに合わせて前記点火用スイッチング素子をオンに制御する点火制御回路と、
前記交流出力を用いて前記点火制御回路に電源を供給する電源供給回路と、を備え、
前記電源供給回路は、
前記交流出力を整流する第２の整流素子と、
前記第２の整流素子からの出力電圧が一端に供給され、前記第２の整流素子からの出力電圧が第１の抵抗を介して制御端子に供給され、前記電源を他端から供給する第１のスイッチング素子と、
前記第１のスイッチング素子の他端に接続された第１の容量素子と、
前記電源の電圧が第１電圧以上になった場合に、前記第１のスイッチング素子の制御端子の電圧を固定電圧に低下させるスイッチング素子制御回路と、を有する。

【0009】

また、前記点火装置において、
前記スイッチング素子制御回路は、
一端が前記第１のスイッチング素子の制御端子に接続され、他端が前記固定電圧に接続された第２のスイッチング素子と、
前記第１のスイッチング素子の他端と前記第２のスイッチング素子の制御端子との間の電圧を制限する電圧制限素子と、を有してもよい。

【0010】

また、前記点火装置において、
前記第２のスイッチング素子は、バイポーラトランジスタであり、
前記電圧制限素子は、前記第１のスイッチング素子の他端と前記バイポーラトランジスタのベースとの間の電圧を第２電圧に制限し、
前記第１電圧は、前記バイポーラトランジスタのベース・エミッタ間電圧と前記第２電圧との和であってもよい。

【0011】

また、前記点火装置において、
前記電圧制限素子はツェナーダイオードであり、前記第２電圧はツェナー電圧であってもよい。

【0012】

また、前記点火装置において、
前記スイッチング素子制御回路は、前記第２のスイッチング素子の制御端子と前記電圧制限素子との間に接続された第２の抵抗を有してもよい。

【0013】

また、前記点火装置において、
前記スイッチング素子制御回路は、前記第２のスイッチング素子の制御端子と前記固定電圧との間に接続された第２の容量素子を有してもよい。

【0014】

また、前記点火装置において、
前記第１の抵抗の抵抗値は、前記第１のスイッチング素子のオン時のインピーダンスの１０倍以上であってもよい。

【0015】

本発明の他の一態様に係る点火装置は、
内燃機関により駆動される交流発電機からの交流出力を整流する第１の整流素子と、
前記第１の整流素子からの出力電圧で充電される点火用容量素子と、
前記点火用容量素子を放電させることにより、点火コイルを介して、前記内燃機関に設けられた点火プラグに点火する点火用スイッチング素子と、
前記内燃機関の点火タイミングに合わせて前記点火用スイッチング素子をオンに制御する点火制御回路と、
前記交流出力を用いて前記点火制御回路に電源を供給する電源供給回路と、を備え、
前記電源供給回路は、
前記交流出力を整流する第２の整流素子と、
前記第２の整流素子からの出力電圧が一端に供給される第１の抵抗と、
前記第２の整流素子からの出力電圧がコレクタに供給され、前記第１の抵抗の他端がベースに接続され、前記電源をエミッタから供給する第１のＮＰＮ型バイポーラトランジスタと、
前記第１のＮＰＮ型バイポーラトランジスタのエミッタと固定電圧との間に接続された第１の容量素子と、
コレクタが前記第１のＮＰＮ型バイポーラトランジスタのベースに接続され、エミッタが前記固定電圧に接続された第２のＮＰＮ型バイポーラトランジスタと、
前記第１のＮＰＮ型バイポーラトランジスタのエミッタと前記第２のＮＰＮ型バイポーラトランジスタのベースとの間に接続されたツェナーダイオードと、を有する。

【発明の効果】

【0016】

本発明によれば、電源の電圧が第１電圧以上になった場合に第１のスイッチング素子の制御端子の電圧を固定電圧に低下させるようにしているので、内燃機関の回転数が低い時、第１のスイッチング素子がオフすることで発生したキックバック電圧は、第１のスイッチング素子の制御端子の電圧に影響を及ぼさない。これにより、キックバック電圧が発生しても第１のスイッチング素子をより高速にオフさせることができるため、第１のスイッチング素子に流れる電流をより高速に遮断できる。その結果、キックバック電圧をより高くできる。
従って、内燃機関の回転数が低い時に点火用容量素子の充電電圧を高くできる。

【図面の簡単な説明】

【0017】

【図1】第１の実施形態に係る点火システムの概略構成を示す回路図である。

【図2】図１の制御電源供給回路の概略構成を示す回路図である。

【図3】図１の点火装置の各信号の波形図である。

【図4】図２の制御電源供給回路、図６（ｂ）の制御電源供給回路、又は、図６（ｃ）の制御電源供給回路を用いた点火回路における、充電電圧Ｖｃと内燃機関の回転数Ｎｅとの関係を示す図である。

【図5】第２の実施形態に係る制御電源供給回路の概略構成を示す回路図である。

【図6】（ａ）は、従来の点火システムの概略構成を示す回路図であり、（ｂ），（ｃ）は、従来の制御電源供給回路の概略構成を示す回路図である。

【図7】図６（ｃ）の従来の制御電源供給回路を用いた点火装置の各信号の波形図である。

【発明を実施するための形態】

【0018】

以下に、図面を参照して本発明の実施形態について説明する。これらの実施形態は、本発明を限定するものではない。

【0019】

（第１の実施形態）
図１は、第１の実施形態に係る点火システムの概略構成を示す回路図である。この点火システムは、例えば自動二輪車等の車両用の内燃機関（図示せず）に点火するために用いられる。図１に示すように、点火システムは、交流発電機ＡＣＧと、ピックアップコイル１と、点火装置１０と、点火コイルＴ０と、点火プラグ２と、を備える。

【0020】

交流発電機ＡＣＧは、内燃機関により駆動されて発電する。交流発電機ＡＣＧは、一端が接地されたエキサイターコイルＬ０を有しており、発電された交流出力ＶａｃがエキサイターコイルＬ０の他端から出力される。なお、交流発電機ＡＣＧは、内燃機関の始動時には、ユーザによるキックペダルのキックにより発電することもできる。

【0021】

ピックアップコイル１は、内燃機関のクランク軸の回転位置を検出して、その回転位置を表すクランク位置信号を出力する。

【0022】

単線入力式の点火装置１０は、交流発電機ＡＣＧ（即ち、エキサイターコイルＬ０）からの交流出力Ｖａｃを電源として、点火コイルＴ０を介して点火プラグ２に点火する。

【0023】

点火コイルＴ０は、イグニッションコイルとも称され、一次側コイルＴ０１と、二次側コイルＴ０２と、を有する。一次側コイルＴ０１は、一端が点火装置１０に接続され、他端が接地されている。二次側コイルＴ０２は、一端が点火プラグ２に接続され、他端が接地されている。

【0024】

点火プラグ２は、点火コイルＴ０の二次側コイルＴ０２と接地との間に接続されている。点火プラグ２は、内燃機関に設けられ、内燃機関に点火する。

【0025】

点火装置１０は、第１の整流素子Ｄ１と、第３の整流素子Ｄ３と、点火制御回路１１と、制御電源供給回路（電源供給回路）１２と、点火用スイッチング素子ＳＣＲ１と、点火用容量素子Ｃ０と、を備える。

【0026】

第１の整流素子Ｄ１は、ダイオードであり、交流発電機ＡＣＧからの交流出力Ｖａｃを整流する。第１の整流素子Ｄ１は、エキサイターコイルＬ０の他端にアノードが接続され、点火用容量素子Ｃ０の一端にカソードが接続されている。

【0027】

第３の整流素子Ｄ３は、ダイオードであり、アノードが接地され、カソードが第１の整流素子Ｄ１のアノードに接続されている。第３の整流素子Ｄ３は、エキサイターコイルＬ０から負側の半波が点火装置１０に入力されないようにすると共に、点火用容量素子Ｃ０の放電時に発生する逆起電力の経路となる。

【0028】

点火用容量素子Ｃ０は、第１の整流素子Ｄ１からの出力電圧で充電される。点火用容量素子Ｃ０は、他端が点火コイルＴ０の一次側コイルＴ０１の一端に接続されている。点火用容量素子Ｃ０の一端の電圧を充電電圧Ｖｃと称す。

【0029】

点火用スイッチング素子ＳＣＲ１は、サイリスタであり、オン時に点火用容量素子Ｃ０を放電させることにより、点火コイルＴ０を介して、内燃機関に設けられた点火プラグ２に点火する。点火用スイッチング素子ＳＣＲ１は、アノードが第１の整流素子Ｄ１のカソードに接続され、カソードが接地され、制御端子が点火制御回路１１により駆動される。

【0030】

点火制御回路１１は、ピックアップコイル１から供給されたクランク位置信号に応じて、内燃機関の点火タイミングに合わせて点火用スイッチング素子ＳＣＲ１をオンに制御する。本実施形態では、点火制御回路１１はマイコンを用いて構成されているため、消費電力が比較的大きい。

【0031】

制御電源供給回路１２は、交流発電機ＡＣＧ（即ち、エキサイターコイルＬ０）からの交流出力Ｖａｃを用いて点火制御回路１１に直流電源を供給する。以下に、より詳しく説明する。

【0032】

図２は、図１の制御電源供給回路１２の概略構成を示す回路図である。図２に示すように、制御電源供給回路１２は、第２の整流素子Ｄ２と、第１のスイッチング素子Ｑ１と、第１の抵抗Ｒ１と、第１の容量素子Ｃ１と、スイッチング素子制御回路１２１と、を有する。

【0033】

第２の整流素子Ｄ２は、ダイオードであり、アノードに供給された交流出力Ｖａｃを整流する。第１の抵抗Ｒ１は、第２の整流素子Ｄ２からの出力電圧が一端に供給される。

【0034】

第１のスイッチング素子Ｑ１は、第１のＮＰＮ型バイポーラトランジスタであり、第２の整流素子Ｄ２からの出力電圧がコレクタ（一端）に供給され、第１の抵抗Ｒ１の他端がベース（制御端子）に接続され、電源をエミッタ（他端）から点火制御回路１１に供給する。つまり、第２の整流素子Ｄ２からの出力電圧は、第１の抵抗Ｒ１を介して第１のスイッチング素子Ｑ１のベースにも供給される。

【0035】

第１の容量素子Ｃ１は、第１のスイッチング素子Ｑ１のエミッタと接地電圧（固定電圧）との間に接続されている。

【0036】

スイッチング素子制御回路１２１は、電源の電圧Ｖｏｕｔが第１電圧以上になった場合に、第１のスイッチング素子Ｑ１のベースの電圧を接地電圧に低下させる。具体的には、スイッチング素子制御回路１２１は、第２のスイッチング素子Ｑ２と、電圧制限素子ＺＤ１と、を有する。

【0037】

第２のスイッチング素子Ｑ２は、第２のＮＰＮ型バイポーラトランジスタであり、コレクタ（一端）が第１のスイッチング素子Ｑ１のベースに接続され、エミッタ（他端）が接地電圧に接続されている。

【0038】

電圧制限素子ＺＤ１は、ツェナーダイオードであり、カソードが第１のスイッチング素子Ｑ１のエミッタに接続され、アノードが第２のスイッチング素子Ｑ２のベース（制御端子）に接続されている。つまり、電圧制限素子ＺＤ１は、第１のスイッチング素子Ｑ１のエミッタと第２のスイッチング素子Ｑ２のベースとの間の電圧をツェナー電圧（第２電圧）に制限する。

【0039】

前述の第１電圧は、第２のスイッチング素子Ｑ２のベース・エミッタ間電圧とツェナー電圧との和である。

【0040】

第１の抵抗Ｒ１の抵抗値は、第１のスイッチング素子Ｑ１のオン時のコレクタ・エミッタ間のインピーダンスより高い。第１の抵抗Ｒ１の抵抗値は、第１のスイッチング素子Ｑ１のオン時のコレクタ・エミッタ間のインピーダンスの１０倍以上であることが好ましい。

【0041】

次に、図３を参照して点火装置１０の動作を説明する。

【0042】

図３は、図１の点火装置１０の各信号の波形図である。図３は、内燃機関の回転数が低い場合（例えば、１０００ｒ／ｍｉｎ以下）について、充電電圧Ｖｃ、交流出力Ｖａｃ、電源の電圧Ｖｏｕｔ、及び、入力電流Ｉｉｎを示している。

【0043】

時刻ｔ１において、点火用スイッチング素子ＳＣＲ１がオンして、点火用容量素子Ｃ０は放電する。よって、充電電圧Ｖｃは約０Ｖになる。

【0044】

次に、時刻ｔ２において、交流出力Ｖａｃが０Ｖから上昇すると、第１のスイッチング素子Ｑ１がオンになり、入力電流Ｉｉｎが第２の整流素子Ｄ２及び第１のスイッチング素子Ｑ１を流れる。これにより、第１の容量素子Ｃ１が充電され、電源の電圧Ｖｏｕｔが上昇する。

【0045】

次に、時刻ｔ３において、電源の電圧Ｖｏｕｔが第１電圧以上になると、第２のスイッチング素子Ｑ２がオンして、第１のスイッチング素子Ｑ１のベースの電圧は接地電圧に低下する。これにより、第１のスイッチング素子Ｑ１はオフになり、そのコレクタ電流が遮断される。

【0046】

コレクタ電流が遮断されると、時刻ｔ３以降、エキサイターコイルＬ０により誘導性のキックバック電圧が発生する。よって、交流出力Ｖａｃが上昇するため、充電電圧Ｖｃも上昇する。

【0047】

このとき、キックバック電圧により交流出力Ｖａｃが上昇しても、第２のスイッチング素子Ｑ２がオンしているため、第１のスイッチング素子Ｑ１のベースの電圧はほぼ接地電圧に保たれている。よって、キックバック電圧の発生は、第１のスイッチング素子Ｑ１のオフには影響を与えない。

【0048】

また、第１のスイッチング素子Ｑ１がオフすることにより、制御電源供給回路１２のインピーダンスが高くなる。第１の抵抗Ｒ１の抵抗値は、第１のスイッチング素子Ｑ１のオン時のインピーダンスより高いためである。このことも、交流電圧Ｖａｃの上昇に寄与する。

【0049】

この後、電源の電圧Ｖｏｕｔは低下していく。電源の電圧Ｖｏｕｔが第１電圧未満になると、第２のスイッチング素子Ｑ２はオフになる。

【0050】

次に、時刻ｔ４において、交流出力Ｖａｃが再び上昇すると、第１のスイッチング素子Ｑ１がオンになり、再び電源の電圧Ｖｏｕｔが上昇する。
時刻ｔ４以降の動作も、時刻ｔ２から時刻ｔ４までの動作と同様である。

【0051】

ここで、本発明者が独自に知得した、図６（ｃ）の従来の制御電源供給回路１２Ｘｂを用いた点火装置１０Ｘでは、キックバック電圧を十分に高くできないため、交流出力Ｖａｃを十分に高くできないことについて説明する。

【0052】

図７は、図６（ｃ）の従来の制御電源供給回路１２Ｘｂを用いた点火装置１０Ｘの各信号の波形図である。図７と図３において、横軸及び縦軸のスケールは同一であり、内燃機関の回転数も同一である。

【0053】

図７において、時刻ｔ４Ｘ以降、電源の電圧Ｖｏｕｔが上昇すると、時刻ｔ５ＸにおいてバイポーラトランジスタＱ１Ｘがオフするため、キックバック電圧が発生し、交流出力Ｖａｃが上昇する。交流出力Ｖａｃの上昇により、ツェナーダイオードＺＤ１Ｘに流れる電流が増加する。これにより、ツェナーダイオードＺＤ１Ｘのツェナー電圧が高くなるため、バイポーラトランジスタＱ１Ｘが再び弱くオンしてしまう。よって、バイポーラトランジスタＱ１Ｘに再び電流が流れて電源の電圧Ｖｏｕｔが更に上昇するため、バイポーラトランジスタＱ１Ｘは再度オフになる。このような動作を繰り返すため、バイポーラトランジスタＱ１Ｘがオフする速さは遅くなる。即ち、入力電流Ｉｉｎは緩やかに減少する。従って、バイポーラトランジスタＱ１Ｘに流れる電流を高速に遮断できないので、誘導性のキックバック電圧を十分に高くできない。

【0054】

本発明者は、このような独自の知得に基づいて、上述した本実施形態の制御電源供給回路１２の構成に至った。

【0055】

図３及び図７を比較すると、本実施形態では、充電電圧Ｖｃが従来技術よりも高くなっていることが分かる。この理由は、本実施形態では、従来技術よりも高いキックバック電圧によって交流出力Ｖａｃが高くなっているためである。

【0056】

図４は、図２の制御電源供給回路１２、図６（ｂ）の制御電源供給回路１２Ｘａ、又は、図６（ｃ）の制御電源供給回路１２Ｘｂを用いた点火回路における、充電電圧Ｖｃと内燃機関の回転数Ｎｅとの関係を示す図である。

【0057】

図４において、回転数Ｎｅが２０００ｒ／ｍｉｎ以下の範囲では、キックバック電圧による交流出力Ｖａｃの上昇と、第１のスイッチング素子Ｑ１がオフしてインピーダンスが高くなることによる交流出力Ｖａｃの上昇との両方が生じている。従って、この範囲において、本実施形態では、図６（ｂ），（ｃ）の制御電源供給回路１２Ｘａ，１２Ｘｂよりも充電電圧Ｖｃが高くなっている。

【0058】

内燃機関のキックスタート時からアイドリング時の始動時においては、回転数Ｎｅは、例えば１０００ｒ／ｍｉｎ以下である。本実施形態では、特にこの範囲において充電電圧Ｖｃを高くできるため、始動時の回転数が低い時に、従来技術よりも確実に内燃機関に着火できる。

【0059】

回転数Ｎｅが２０００ｒ／ｍｉｎより高い範囲では、回転数Ｎｅが高くなるほどエキサイターコイルＬ０の特性によりキックバック電圧が低くなる。そのため、キックバック電圧による交流出力Ｖａｃの上昇は小さくなり、インピーダンスが高くなることによる交流出力Ｖａｃの上昇が支配的になる。従って、回転数Ｎｅが高くなるほど、本実施形態の充電電圧Ｖｃは、図６（ｂ），（ｃ）の制御電源供給回路１２Ｘａ，１２Ｘｂの充電電圧Ｖｃに近づいていく。しかし、この範囲においても、本実施形態では、図６（ｂ），（ｃ）の制御電源供給回路１２Ｘａ，１２Ｘｂよりも充電電圧Ｖｃが高くなっている。

【0060】

以上で説明したように、第１の実施形態によれば、電源の電圧Ｖｏｕｔが第１電圧以上になった場合に第１のスイッチング素子Ｑ１のベースの電圧を接地電圧に低下させるようにしている。よって、内燃機関の回転数が低い時、第１のスイッチング素子Ｑ１がオフすることで発生したキックバック電圧は、第１のスイッチング素子Ｑ１のベースの電圧に影響を及ぼさない。これにより、キックバック電圧が発生しても第１のスイッチング素子Ｑ１を図６（ｃ）の従来技術より高速にオフさせることができるため、第１のスイッチング素子Ｑ１に流れる電流をより高速に遮断できる。その結果、キックバック電圧をより高くできる。

【0061】

従って、内燃機関の回転数が低い時に点火用容量素子Ｃ０の充電電圧Ｖｃを高くできる。

【0062】

（第２の実施形態）
第２の実施形態では、制御電源供給回路１２ａのスイッチング素子制御回路１２１ａの回路構成が第１の実施形態と異なる。

【0063】

図５は、第２の実施形態に係る制御電源供給回路１２ａの概略構成を示す回路図である。図５では、図２と共通する構成部分には同一の符号を付しており、以下では相違点を中心に説明する。

【0064】

図５に示すように、制御電源供給回路１２ａのスイッチング素子制御回路１２１ａは、図２の第１の実施形態の構成に加え、第２の抵抗Ｒ２と、第２の容量素子Ｃ２と、を更に備える。

【0065】

第２の抵抗Ｒ２は、第２のスイッチング素子Ｑ２のベースと電圧制限素子ＺＤ１のアノードとの間に接続されている。これにより、第２のスイッチング素子Ｑ２のベース電流が大きくなり過ぎないように制限でき、制御電源供給回路１２ａの信頼性を高めることができる。

【0066】

第２の容量素子Ｃ２は、第２のスイッチング素子Ｑ２のベースと接地電圧との間に接続されている。これにより、第２のスイッチング素子Ｑ２のベースの電圧を保持できるため、一旦オンになった第２のスイッチング素子Ｑ２を、電源の電圧Ｖｏｕｔが第１電圧未満になるまでの間、より確実にオンに保つことができる。よって、一旦オンになった第１のスイッチング素子Ｑ１を、より確実にオフに保つことができるので、キックバック電圧を低下させることがないようにできる。

【0067】

従って、より確実に、内燃機関の回転数が低い時に点火用容量素子Ｃ０の充電電圧Ｖｃを高くできる。

【0068】

なお、第１及び第２の実施形態では、第１から第３の整流素子Ｄ１〜Ｄ３はダイオードである一例について説明したが、これに限らず、整流機能を有している他の素子でもよい。

【0069】

また、第１及び第２のスイッチング素子Ｑ１，Ｑ２はＮＰＮ型バイポーラトランジスタである一例について説明したが、これに限らず、スイッチング機能を有している他の素子でもよい。

【0070】

また、点火用スイッチング素子ＳＣＲ１はサイリスタである一例について説明したが、これに限らず、スイッチング機能を有しているトランジスタ等の他の素子でもよい。

【0071】

本発明の態様は、上述した個々の実施形態に限定されるものではなく、当業者が想到しうる種々の変形も含むものであり、本発明の効果も上述した内容に限定されない。すなわち、特許請求の範囲に規定された内容およびその均等物から導き出される本発明の概念的な思想と趣旨を逸脱しない範囲で種々の追加、変更および部分的削除が可能である。

【符号の説明】

【0072】

ＡＣＧ 交流発電機
Ｌ０ エキサイターコイル
１ ピックアップコイル
２ 点火プラグ
Ｔ０ 点火コイル
１０ 点火装置
１１ 点火制御回路
１２，１２ａ 制御電源供給回路（電源供給回路）
１２１，１２１ａ スイッチング素子制御回路
Ｃ０ 点火用容量素子
ＳＣＲ１ 点火用スイッチング素子
Ｄ１ 第１の整流素子
Ｄ２ 第２の整流素子
Ｄ３ 第３の整流素子
Ｑ１ 第１のスイッチング素子
Ｑ２ 第２のスイッチング素子
Ｒ１ 第１の抵抗
Ｒ２ 第２の抵抗
Ｃ１ 第１の容量素子
Ｃ２ 第２の容量素子
ＺＤ１ 電圧制限素子

【要約】

点火装置（１０）は、点火用スイッチング素子（ＳＣＲ１）を制御する点火制御回路（１１）と、内燃機関により駆動される交流発電機（ＡＣＧ）からの交流出力（Ｖａｃ）を用いて点火制御回路（１１）に電源を供給する電源供給回路（１２）と、を備える。電源供給回路（１２）は、交流出力（Ｖａｃ）を整流する第２の整流素子（Ｄ２）と、第２の整流素子（Ｄ２）からの出力電圧が一端に供給され、第２の整流素子（Ｄ２）からの出力電圧が第１の抵抗（Ｒ１）を介して制御端子に供給され、電源を他端から供給する第１のスイッチング素子（Ｑ１）と、第１のスイッチング素子（Ｑ１）の他端に接続された第１の容量素子（Ｃ１）と、電源の電圧が第１電圧以上になった場合に、第１のスイッチング素子（Ｑ１）の制御端子の電圧を固定電圧に低下させるスイッチング素子制御回路（１２１）と、を有する。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】