JPH0367062A - 内燃機関の点火装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野コ 本発明は内燃機関の点火装置に関し、特に点火コイルの
二次側の状況に応じて一次電流の通電時間を制御し得る
点火装置に係る。

［従来の技術］ 内燃機関の点火装置は、−数的に、内燃機関の回転に応
じて信号を発生する信号発生装置の出力信号に応じ、点
火回路により点火コイルの一次電流を断続するように構
成されている。これにより点火コイルの二次コイルに発
生した高電圧を、配電器を介して内燃機関の各気筒に設
けた点火プラグに供給して火花放電を発生させ、各気筒
内の混合気に点火することとしている。

ところで、内燃機関の高速回転時と低速回転時とでは点
火コイルに流れる一次電流の通電時間が異なることから
、この−次電流の通電時間を内燃機関の回転速度に応じ
て制御する、所謂閉角度制御が行なわれている。そして
、近時の点火コイルにおいては、通電時の立上り特性が
向上したことにより、高速回転時よりむしろ低速回転時
に閉角度制御を行なう必要性が生じている。即ち、低速
回転時に一次電流の通電時間が長くなりすぎないように
制御し、電力損失を抑えるようにしている。

更に、例えば特開昭５５−７９５８号公報に記載のよう
に定電流制御も採用され、内燃機関の回転速度と無関係
に常に一定の一次電流が供給されるよう制御されている
。同公報においては、矩形波信号を出力する信号発生器
を用いた場合には閉角度制御が困難となることを問題と
し、点火コイルの一次電流を決定する電流制限回路の定
電流制御時間を負帰還することにより閉角度制御を行な
うようにする技術が提案されている。

［発明が解決しようとする課題］ 然し乍ら、定電流制御の対象となる点火コイルの一次電
流は二次側の状況変化に影響されるものではなく、また
上記従来技術は点火コイルの二次側の点火エネルギーの
変化に応じて一次電流を制御しているものでもない。従
って、上記従来技術により一次電流の閉角度制御が可能
となったとしても、例えば点火プラグのエアギャップの
バラツキ、ハイテンションコードの抵抗値のバラツキ等
、点火コイルの二次側の状況変化により所期の点火エネ
ルギーを確保できない場合が生じ得る。

そこで、本発明は点火コイルの二次側の点火エネルギー
の変化に応じて一次電流を制御し得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］ 上記の目的を達成するため、本発明は第１図に示すよう
に、内燃機関の回転に応じて信号を出力する信号発生装
置１と、この信号発生装置１の出力信号に応じて点火コ
イル６の一次電流を断続する点火回路１０とを備えた内
燃機関の点火装置において、点火回路１０の一次電流断
続時に生ずる一次電圧を所定の基準電圧と比較して基準
電圧以上のサージ電圧を検出する検出回路７と、この検
出回路７の検出サージ電圧の持続時間に応じて点火コイ
ル６に対する一次電流の通電時間を制御する補正回路８
とを備えたものである。

そして、第１図に示すように、点火回路１０は、信号発
生装置１の出力信号に応じて鋸歯状波信号を出力する鋸
歯状波回路２と、この鋸歯状波回路２の出力を所定の通
電基準電圧と比較して点火コイル６の一次電流の通電開
始時期を設定する比較回路３と、この比較回路３の出力
及び信号発生装置１の出力から点火コイル６の一次電流
の通電時間を設定して点火信号を出力する駆動回路４と
、この駆動回路４の出力点火信号に応じて点火コイル６
の一次電流を断続するパワートランジスタ５とを備えた
ものとし、補正回路８は、鋸歯状波回路２に対し、検出
回路７の検出サージ電圧の持続時間が所定時間以上であ
るときには鋸歯状波信号の傾斜を小とし、サージ電圧の
持続時間が所定時間を下回るときには鋸歯状波信号の傾
斜を犬とするように制御するものとするとよい。

［作用］ 以上の構成になる内燃機関の点火装置においては、内燃
機関の回転に応じて第１図に示す信号発生装置１から信
号が出力される。この出力信号により点火回路１０が駆
動され、点火コイル６の一次電流が断続される。これに
より、点火コイル６の二次コイルに高電圧が誘起される
。

また、このとき点火コイル６に生ずる一次電圧が、検出
回路７において所定の基準電圧と比較され、この基準電
圧以上のサージ電圧が検出される。そして、補正回路８
において、検出サージ電圧の持続時間に応じて点火コイ
ル６に対する一次電流の通電時間が制御される。例えば
、サージ電圧の持続時間が所定時間より長い場合には、
点火コイル６の二次側の点火エネルギーが過剰と認られ
る。従って、この場合には一次電流の通電時間が短くな
るように制御される。あるいは、サージ電圧の持続時間
が所定時間より短い場合には二次側の点火エネルギーが
不足と認められ、−次電流の通電時間が長くなるように
制御される。

点火回路１０が鋸歯状波回路２等を備えた点火装置によ
れば、サージ電圧の持続時間が所定時間以上であるとき
には、補正回路８によって鋸歯状波信号の傾斜が小とさ
れ、比較回路３において通電基準電圧と比較されたとき
通電開始時期が遅れることになり、それだけ−次電流の
通電時間が短くなる。またサージ電圧の持続時間が所定
時間を下回るときには鋸歯状波信号の傾斜が大とされ、
比較回路３にて設定される通電開始時期が早くなり、そ
れだけ−次電流の通電時間が長くなる。

［実施例］ 以下、本発明の望ましい実施例を図面に基いて説明する
。

第２図は本発明の内燃機関の点火装置の一実施例を示す
もので、信号発生装置１は図示しない内燃機関の回転に
応じて第３図の（ａ）に示すような方形波信号を出力す
る装置で、図示しない配電器内に配設される。信号発生
装置１としては電磁発電方式の装置の外、光電方式、あ
るいはホールＩＣ等を用いた磁気感応方式等の何れであ
ってもよいが、本実施例では周知のホールＩＣが用いら
れる。信号発生装置１はトランジスタＴｒｉを介して鋸
歯状波回路２（接続されている。トランジスタＴｒｉの
ベースは抵抗Ｒ２を介して定電圧電源ＶＣ（以下、単に
電源ｖｃという）に接続さ、れると共に、ダイオードＤ
２を介して信号発生装置１に接続されている。トランジ
スタＴｒｉのコレクタは抵抗Ｒ３を介して電源ＶＣに接
続されると共に鋸歯状波回路２のトランジスタＴｒ２の
ベースに接続され、工よツタは接地（ＧＮＤ）されてい
る。

鋸歯状波回路２においては、トランジスタＴｒ２のコレ
クタが抵抗Ｒ４を介して電源ｖｃに接続されると共にト
ランジスタＴｒ３のベースに接続され、エミッタは接地
されている。トランジスタＴｒ３もコレクタは抵抗Ｒ５
を介して電源ＶＣに接続され、エミッタは接地されてお
り、更にコレクタ・エミッタ間にコンデンサＣ１が接続
されている。而して、信号発生装置１の方形波出力信号
に応じてトランジスタＴｒｉが導通すると、トランジス
タＴｒ２が遮断、トランジスタＴｒ３が導通となり、ト
ランジスタＴｒｉの遮断時には逆の状態となる。トラン
ジスタＴｒ３の遮断時にはコンデンサＣ１は抵抗Ｒ５を
介して充電され、トランジスタＴｒ３が導通するとコン
デンサＣ１は略短絡状態となり瞬時に放電する。これに
より、トランジスタＴｒ３のコレクタ側から第３図の（
ｂ）に示すような鋸歯状波の電圧信号が比較回路３に出
力される。

比較回路３はコンパレータ０Ｍ１を有し、その非反転入
力端子にトランジスタＴｒ３のコレクタ及びコンデンサ
Ｃ１が接続されており、上記鋸歯状波信号が入力する。

コンパレータＣＭＩの反転入力端子は、電源ＶＣに接続
された抵抗Ｒ６と、接地された抵抗Ｒ７との接続点に接
続されている。即ち、電源ＶＣの定電圧が抵抗Ｒ６と抵
抗Ｒ７によって分圧されてコンパレータＣＭＩに対する
所定の通電基準電圧ＶＴが設定されている。コンパレー
タ０Ｍ１の出力端子は、駆動回路４のトランジスタＴｒ
４のコレクタ及び抵抗Ｒ８に接続されると共に、トラン
ジスタＴｒ５のベースに接続されている。

トランジスタＴｒ４のコレクタは抵抗Ｒ８を介して電源
ＶＣに接続され、エミッタは接地されている。そして、
トランジスタＴｒ４のベースは、電源ＶＣに接続された
抵抗Ｒ１と、カソード側が信号発生装置１に接続された
ダイオードＤ１との接続点に接続されている。従って、
トランジスタＴｒ４は信号発生装置１の出力信号によっ
て駆動される。駆動回路４のトランジスタＴｒ５はエミ
ッタが接地され、コレクタが抵抗Ｒ９を介して電源ＶＣ
に接続されると共にパワートランジスタ５に接続されて
いる。

パワートランジスタ５は二つのトランジスタＴｒ６及び
Ｔｒ７をダーリントン接続して成り、エミッタが接地さ
れ、コレクタは点火コイル６の一次コイルの一端に接続
されている。点火コイル６の一次コイルの他端は二次コ
イルの一端と共にバッテリＶＢに接続されている。而し
て、駆動回路４の出力に応じてパワートランジスタ５が
駆動され、点火コイル６の一次電流が断続される。これ
により、点火コイル６の二次コイルに高電圧が誘起され
、この高電圧が図示しない配電器を介して内燃機関の各
気筒に設けた図示しない点火プラグに印加され、点火プ
ラグのエアギャップに火花放電が生じ各気筒内の混合気
が点火される。

本実施例の点火装置においては、上記点火コイル６に接
続されたパワートランジスタ５、鋸歯状波回路２、比較
回路３及び駆ＩＪＪｌｌｉ２回路４によって第１図の点
火回路１０が構成されており、これに検出回路７及び補
正回路８が′ｓ２図に示すように接続されている。

検出回路７は、パワートランジスタ５と点火コイル６と
の接続点に接続された抵抗Ｒ１１及び抵抗Ｒ１２を有し
、点火コイル６の一次電圧が分圧されコンパレータ０Ｍ
２の反転入力端子に人力している。一方、コンパレータ
０Ｍ２の非反転入力端子には、電源Ｖ、の定電圧が抵抗
Ｒ１３及び抵抗Ｒ１４によって分圧されて入力しており
、基準電圧ｖＰが設定されている。コンパレータ０Ｍ２
の出力端子は抵抗ＲＩＯを介して電源Ｖｃに接続される
と共に、補正回路８に接続されている。

補正回路８は、コンパレータ０Ｍ２の出力をＪ端子入力
とし、駆動回路４のトランジスタＴｒ５のコレクタ電圧
を、インバータＩＶを介してＫｆｉ４子入力とするＪＫ
フリップフロップＦＦ（以下、単にフリップフロップＦ
Ｆという）を有し、Ｑ出力が抵抗Ｒ１５を介してトラン
ジスタＴｒ８のベース入力とされている。トランジスタ
Ｔｒ８のエミッタは接地され、コレクタは抵抗Ｒ１６を
介して電源Ｖ、に接続されると共に、ダイオードＤ３を
介してコンデンサＣ２及び抵抗Ｒ１７から成る充放電回
路に接続されている。コンデンサＣ２及び抵抗Ｒ１７の
各々の一端は接地され、各々の他端はトランジスタＴｒ
９のベースに接続されている。トランジスタＴｒ９のエ
ミッタは接地され、コレクタは前述のトランジスタＴｒ
ｉのコレクタとトランジスタＴｒ２のベースとの接続点
に接続されている。

以上の構成になる点火装置の作動を第３図に示した波形
図を参照して説明する。尚、第３図の（ａ）乃至（ｇ）
は第２図の回路中のａ乃至ｇの各点の動作波形を示して
いる。

先ず、図示しない内燃機関の回転に応じ信号発生装置１
から第３図（ａ）の方形波信号が出力される。この（ａ
）の方形波信号によりトランジスタＴｒｉが導通すると
トランジスタＴｒ２が遮断し、従ってトランジスタＴｒ
３が導通する。同様に、トランジスタＴｒｉが遮断する
とトランジスタＴｒ３が遮断する。而して、コンデンサ
Ｃ１は例えば（ａ）の方形波パルスの立下りの１．時点
で充電を開始し、つぎのパルスの立上りのｔ４時点で瞬
時に放電して鋸歯状波が形成される。以上のように、ト
ランジスタＴｒ３の遮断、導通に応じコンデンサＣ１が
充放電を繰り返し、第３図（ｂ）の鋸歯状波信号が形成
される。

第３図（ｂ）の鋸歯状波信号は、コンパレータＣＭＩに
おいて、抵抗Ｒ６及びＲ７によって設定された通電基準
電圧ＶＴと比較される。そして、比較結果に応じたコン
パレータＣＭ１の出カイ３号と、信号発生装置１の出力
信号に応じて断続するトランジスタＴｒ４の出力信号に
よって形成されるベース入力によりトランジスタＴｒ５
が駆動され、第３図（Ｃ）に示すパワートランジスタ５
を駆動するための駆動信号が出力される。即ち、コンデ
ンサＣ１の充電電圧が通電基準電圧Ｖアを越えるｔ８時
点で立上り、（ａ）の方形波パルスの立下りのｔｓ時点
で立下るパルス信号が形成される。これにより、（Ｃ）
の信号の高（”１”）レベルの期間パワートランジスタ
５が導通し、点火コイル６の一次コイルに対し一次電流
が供給され、低（０″）レベルの期間はパワートランジ
スタ５は遮断状態とされる。而して、パワートランジス
タ５の導通、遮断の繰り返しによって点火コイル６の一
次電流が断続され、−次電流遮断時に二次コイルに高電
圧が誘起されて図示しない点火プラグに火花放電が生ず
る。

そして、パワートランジスタ５のコレクタ電圧、即ち点
火コイル６の一次電圧は抵抗ａｌｌ及び抵抗Ｒ１２によ
って分圧され、第３図（ｄ）の信号となる。この信号は
コンパレータ０Ｍ２の反転入力端子に入力し、抵抗Ｒ１
３と抵抗Ｒ１４によって設定された基準電圧Ｖ、と比較
され、基準電圧Ｖ１以上の値を有するサージ電圧が検出
される。即ち、第３図（ｅ）に示すように基準電圧ｖＰ
組以上期間が低レベルの信号が出力される。

この出力信号（ｅ）はフリップフロップＦＦのＪ端子人
力として供給され、また第３図（ａ）の信号がインバー
タＩＶを介してに端子入力として供給されるので、フリ
ップフロップＦＦのＱ出力信号は第３図（ｆ）に示すよ
うになる。即ち、（ａ）の信号の立ち下りの例えばｔ１
時点から、（ｅ）の信号が立上る４２時点までが低レベ
ルとされる。従って、（ｆ）の信号の低レベル期間はサ
ージ電圧の持続時間に応じて変動し、点火コイル６の二
次側に発生するエネルギーに対応することとなり、低レ
ベル期間が長い程二次側の点火エネルギーが大であるこ
とを示している。

フリップフロップＦＦのＱ出力は抵抗Ｒ１５を介してト
ランジスタＴｒ８に印加され、トランジスタＴｒ８が導
通あるいは遮断される。これによりコンデンサＣ２がダ
イオードＤ３を介して充電され、あるいは抵抗Ｒ１７を
介して放電し、第３図の（ｇ）の信号が出力される。こ
の（ｇ）の信号の充電時間がサージ電圧の持続時間に応
じて変動し、従って点火コイル６の二次側の点火エネル
ギーの増減に応じて変動することとなる。

例えば点火コイル６の二次側の点火エネルギーがその前
の状態より増加したとすると、サージ電圧の持続時間が
長くなり、（ｆ）の信号の低レベル期間は例えば４３時
点から４２時点に対し、１、時点からｔ８時点のように
長くなる。従って、コンデンサＣ２には前の状態より長
時間充電され、充電電圧がトランジスタＴｒ９の動作レ
ベーを確保し得る時間に若干の変動部分を加えた時間が
用いられる。

以上のように、本実施例の点火装置によれば、点火コイ
ル６の二次側に生ずる実際の点火エネルギーがフィード
バックされて一次電流が設定されるので、例えば点火プ
ラグのエアギャップ、あるいはハイテンションコードの
抵抗値等にバラツキがあっても、これらに起因して所期
の点火エネルギーが得られないといったことは生じない
。

［発明の効果］ 本発明は上述のように構成されているので、以下に記載
する効果を奏する。

即ち、本発明の点火装置においては、検出回路により点
火コイルの二次側に生ずる点火エネルギーをモニタし、
これを補正回路によってフィードバックして点火コイル
の一次電流を制御しているので、所期の点火エネルギー
を確保することができる。特に、例えば点火プラグのエ
アギャップのバラツキ等、点火コイルの二次側に起因す
る点火エネルギーの変動に対しても容易に対応すること
ができ、常に安定した点火エネルギーを確保することが
できる。

また、−次電流が過剰に供給されることはないので、電
力消費が少なく、発熱量も最小限に抑えることができる
。而して、従来に比しパワートランジスタ等の寿命が長
くなる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の点火装置の構成を示すブロック図、′
ｓ２図は本発明の点火装置の一実施例を示す電気回路図
、′ｓ３図は′ｓ２図の実施例における各点の信号の波
形図である。 １・・・信号発生装置、　　２・・・湯面状波回路。 ３・・・比較回路、　４・・・駆動回路。 ５・・・パワートランジスタ、　　６・・・点火コイル
。 ７・・・検出回路、　８・・・補正回路。 １０・・・点火回路

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）内燃機関の回転に応じて信号を出力する信号発生
   装置と、該信号発生装置の出力信号に応じて点火コイル
   の一次電流を断続する点火回路とを備えた内燃機関の点
   火装置において、前記点火回路の一次電流断続時に生ず
   る一次電圧を所定の基準電圧と比較して該基準電圧以上
   のサージ電圧を検出する検出回路と、該検出回路の検出
   サージ電圧の持続時間に応じて前記点火コイルの一次電
   流の通電時間を制御する補正回路とを備えたことを特徴
   とする内燃機関の点火装置。
2. （２）前記点火回路は、前記信号発生装置の出力信号に
   応じて鋸歯状波信号を出力する鋸歯状波回路と、該鋸歯
   状波回路の出力を所定の通電基準電圧と比較して前記点
   火コイルの一次電流の通電開始時期を設定する比較回路
   と、該比較回路の出力及び前記信号発生装置の出力から
   前記点火コイルの一次電流の通電時間を設定して点火信
   号を出力する駆動回路と、該駆動回路の出力点火信号に
   応じて前記点火コイルの一次電流を断続するパワートラ
   ンジスタとを備え、前記補正回路は、前記鋸歯状波回路
   に対し、前記検出回路の検出サージ電圧の持続時間が所
   定時間以上であるときには前記鋸歯状波信号の傾斜を小
   とし、前記サージ電圧の持続時間が所定時間を下回ると
   きには前記鋸歯状波信号の傾斜を大とするように制御す
   ることを特徴とする請求項１記載の内燃機関の点火装置
   。