JPH0416635B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は内燃機関用点火装置に係り、特に、持
続放電時のエネルギを制御して、理想的且つ効率
的な放電特製を持たせるように改良した、電流遮
断容量放電複合式点火装置に関する。

内燃機関の点火装置における火花放電特性とし
て、火花の飛び始め部分（容量性放電）と飛び続
け部分（誘導性放電）とがあり、前者は燃料への
着火性能に、後者は着火後の燃焼性能にそれぞれ
影響を与える因子であると言われ、歴史的にはイ
グニシヨンコイルの一次電流を遮断した時に生ず
る高電圧を利用する、電流遮断方式（二次分布容
量からの容量放電と一次インダクタンスからの誘
導放電とが連続して起る）や、コンデンサに充電
された電荷をイグニシヨンコイルの一次側に放出
した時に生ずる高電圧を利用する容量放電方式か
ら、両者の特性を相補した電流遮断容量放電複合
方式へ、と順次発展して来た。

この複合方式では、容量放電の早い電圧立ち上
がり特性と、電流遮断方式の長い放電持続時間と
を持つたほぼ理想的な放電特性が得られるが、従
来の典型的なタイプのものではその放電特性が固
定的であつた。

すなわち、この複合点火方式によつて点火駆動
される機関を搭載した車両が加速時にある時と、
そうではなく減速または低速走行時にある時とで
放電エネルギを最適制御しよう等との対策を立て
たものはなく、したがつて、周知のように、加速
時にはそれなりに点火エネルギを増大しなければ
ならないので、従来の上記典型的なタイプの複合
方式点火装置では、始めから予想される最大エネ
ルギを常に供給するように設計されていた。

これはもちろん、効率が悪く、最大エネルギを
要求しない減速走行時または低速走行時にも最大
エネルギを供給することでエネルギのむだとなつ
ていた。

また、もつとも基本的に、車両の加速時と機関
の加速時とを明確な意識を持つて区別する概念が
なかつた。

例えば車両の加速時には、当然、機関の回転数
も加速モードに入る。しかし逆に、機関の回転が
加速モードに入つたからと言つて、車両も加速に
移るとは限らない。

端的な例をあげれば、運転者がトランスミツシ
ヨン・ギアをニユートラルに入れているか、また
はクラツチを切つた状態でアクセルを踏み込み、
機関をいわゆる空ブカシしたことを考えて見よ
う。

このときには、本来からば何等、高点火エネル
ギは必要ない筈である。にもかかわらず、従来の
点火エネルギが固定的な点火装置では、こうした
時にもむだにエネルギを消費させていることにな
る。

このように、機関の回転状態と車両の走行状態
を区別して考える発想がなかつたということは重
要な問題である。

何とならば、従来からも、複合点火方式ではな
く電流遮断方式のものではあるが、機関の回転数
に基づいてのみであるならば、点火エネルギを制
御しようとする試みはあつたからであり、例えば
特開昭55−7921号公報にその代表的な例を認める
ことができる。

この従来例装置では、機関の回転数（あくまで
車両の走行速度は関係がない）が低速回転にある
ときには高点火エネルギを、高速回転にあるとき
には低点火エネルギを供給しようとするものであ
る。

しかるにまず、第一に問題となるのは、上記の
ように、この従来例においては車両の走行速度は
無関係であるから、機関を空ブカシしたとき等に
もエネルギ制御が行なわれるということである。
もつとも、この従来例では、機関が高速になる
程、供給エネルギを低下させるのであるから、空
ブカシ時にあえて大きなエネルギを供給してしま
うという不都合は結果としてはないかも知れない
が、必要のないときにまで制御系が動作するとい
う非合理性は問題である。

第二に、機関が高速回転になる程、点火エネル
ギを低減すると断定された点に疑義がある。その
結果、この公報中において実際にこの課題を実現
している回路例を見てみると、上記のように単に
一定な回転速度においてだけではなく、機関の回
転数上昇過程においても点火エネルギをその上昇
率に応じて低下させていくものとなつてしまつて
いる。

これは実際上、車両に搭載する機関の点火装置
としては許容し得ないものである。少なくとも車
両が加速しようとするときには機関も回転数上昇
モードとなるのであるが、こうした時には点火エ
ネルギを増強しなければならないのは常識だから
である。してみるに、この従来例では、顕かにこ
の常識にまつこうから相反する結果しか得られな
い。

本発明はこうした従来の実情にかんがみてなさ
れたもので、原理的に優れている上述の電流遮断
容量放電複合方式の点火装置においてさらにエネ
ルギの有効利用を図るため、機関の回転数ではな
く、車両の走行速度検出センサからの車両速度検
出情報に基づき、点火コイル一次電流を制御し
て、車両が加速時にあるときにはそれに応じて点
火エネルギを増大させ、そうでなく、低速走行時
または減速時には、それに合せた相対的に低い点
火エネルギ供給にとどめようとするものである。

本発明を実施例に即し説明する前に、まづ、従
来のこの種複合方式の点火装置の一例を代表的に
第１図に示し、その動作につき説明を施してお
く。

機関の回転位置に応じて等価的にオン・オフす
る点火時期信号発生器として例えば断続器７が閉
じている時、制御トランジスタ８はオフ状態にあ
り、コレクタ電流が流れないため、遮断用トラン
ジスタ６はオン状態となつて点火コイル５の一次
巻線５ａに電源電池１から点火コイル一次電流iP
が流れる。同時に、エネルギ蓄積コンデンサ３は
直流高圧電源回路２により図面に示した極性で充
電される。

機関が回転して断続器７が開くと、パルストラ
ンス９の二次巻線９ｂに電圧が発生すると共に制
御トランジスタ８のベース電位が高くなつてオン
状態となり、遮断用トランジスタ６がオフとなつ
て点火コイル５の一次電流は遮断される。この時
パルストランス一次巻線９ａに発生するパルスが
サイリスタ４のゲートに正方向になるよう接続し
てあるため、サイリスタ４はオンし、エネルギ蓄
積コンデンサ３の充電電荷が点火コイル５の一次
巻線５ａに流れる。

コンデンサの放電によつて発生する電圧と電流
遮断によつて発生する電圧は図面の（かつこ）内
の極性で示すように同位相に合成されるため、点
火コイル５の二次巻線５ｂには相乗された電圧が
発生し、点火プラグｇに火花を飛ばし、その後は
電流遮断による持続放電を起こさせる。

なお、点火コイル一次側エネルギの電源への逆
流を防ぐために、電源線路中に直列にチヨークコ
イル等のインピーダンス素子（図示せず）が介在
することもある。

上述のような従来構成に対して、本発明では一
次コイル電流iPを車両が加速状態にあるかいなか
に応じ制御しようとするもので、第１図示の在来
構成に対して本発明の改良を施そうとすれば、図
中、電流遮断トランジスタ６まわりの部分１０に
以下の実施例を適用すれば良い。

第２図は第一の実施例を示していて、上記第１
図中の部分１０のみを取り出して示している。残
りの構成は第１図示従来例と同一であつて良い。

既述した制御トランジスタ８（以下、ドライバ
と略）から電流遮断用スイツチング素子６として
のnpnパワートランジスタ６のベースに至る回路
中に、当該パワートランジスタ６のベース電流を
バイパスする回路として、この実施例の一次電流
制御回路を入れる。従来の基本構成で、ドライバ
８から流れ込む一定ベース電流をiBとするなら、
本回路では、パワートランジスタ６へのベース電
流ibと本回路へのバイパス電流ibyとの和がこの
電流値に相当する（iB＝ib＋iby）。

したがつて、高放電エネルギを要する時には、
バイパス電流ibyを減らすことにより、パワート
ランジスタ６へ多くの一次電流iPを流しておき、
これを遮断することによつて二次側に大きな放電
電流を流せば良いし、それ程の放電エネルギを要
しない時には、バイパス電流ibyを増し、ベース
電流ibを減らして一次電流iPを減らせば良い。

そのために、まづ、パイパス電流路としての
npnトランジスタ１１のコレクターエミツタ間を
パワートランジスタ６のベースに対して側路的に
設け、一方、そのトランジスタ１１のベースに
は、パワートランジスタ主電流路と直列に設けた
電流検出抵抗１２からの電圧を一対の固定抵抗１
３ａ，１３ｂともう一つの固定抵抗１４とで分圧
した電圧が与えられるようにする。

そして、一対の固定抵抗１３ａ，１３ｂの一方
の両端に、選択短絡用のスイツチング素子１５と
して、npnトランジスタ１５のコレクターエミツ
タ間を接続し、ベースには車両速度検出センサ１
６の変換比例電圧出力Ｖ＝（rpm）を、アース
レベルと電源電位間で反転した逆比例電圧＝
（rpm）として入力する。

すると、相対的な低エネルギ要求時、例えば一
般走行時においては、信号レベルが高くなつて
いることにより、選択短絡用のスイツチングトラ
ンジスタ１５がターンオンしていて、抵抗１３ｂ
が短絡されているため、電流検出抵抗１２で検出
される電流変換電圧v_sに対してバイパス用トラン
ジスタ１１のベース電位vbはそれ程低くはなら
ず、したがつて、当該トランジスタ１１はオンし
やすい電位環境に置かれる。

そのため、一次電流iPの増大に応じて、早めに
バイパストランジスタ１１がオンになり、バイパ
ス電流ibyが増してパワートランジスタ６へのベ
ース電流ibが減り、一次電流iPを制限するのも早
目、すなわち低電流レベル時での制限となる。こ
の制限により一次電流iPが一時的に低減するとバ
イパストランジスタ１１がオフし、また一時電流
iPが増大し始めると上記動作が行なわれるという
時間次元の導入されたエネルギ制限となる。いづ
れにしても、車両が加速状態になく、低速走行時
または減速時においては、一次電流をむだに大量
に流さなくてすむ。

対して、車両が加速し始めて高エネルギが要求
されると、ある程度以上の信号レべルの低下に
伴い、スイツチングトランジスタ１５はターンオ
フし、抵抗１３ｂが回路中に挿入されるので、ベ
ース電位v_bは先よりも相対的に低い値に保たれ、
したがつて一次電流iPの増大、検出電圧v_sの増大
に対してもバイパストランジスタ１１は相対的に
オンしにくい状況に置かれる。すなわち、一次電
流iPは先よりも大きくならないと、このトランジ
スタ１１のオンに伴う制限を受けないことになる
から、結局、一次電流iPは高エネルギ要求時には
その制限がゆるめられ、所望の大きな二次放電エ
ネルギを得るに十分な値まで、流れることができ
るのである。

信号電圧を速度信号に比例する電圧Ｖ＝
（rpm）として取扱いたい場合は、第３図示のよ
うに、第一実施例では固定抵抗値であつた抵抗１
４の方を可変にする、例えば二本の直列抵抗１４
ａ，１４ｂから構成して、その中の一本の両端に
選択短絡用のスイツチング素子１５′を抱かせれ
ば良い。低エネルギ要求時には抵抗１４ｂの存在
によりトランンジスタ１１をオンしやすい状況
に、高エネルギ要求時にはスチツチングトランジ
スタ１５′のターンオン、抵抗１４ｂの短絡によ
り、該トランジスタ１１をオンしにくい状況にす
るのであり、原理は先と同様である。

もちろん、一次電流iPの制限値を可変にするこ
とにより、車両が加速状態にあるかいなか、特に
加速状態にあるときにはそれに応じた十分な点火
エネルギを供給する一方で、そうではなく、低速
走行時または減速時にあるときにはそれに応じて
所望のエネルギレベルに規制するというのが本発
明であるから、図示実施例のような電流制限回路
によるにしても、電子ボリユーム等の構成（トラ
ンジスタのみによるものやフオトカプラを含むも
の等もある）を援用して連続可変や多段可変（多
段いき値回路と複数直列抵抗の組み合せ）にする
とこも所望なら構わない。

また、制限値可変という概念は、当然、無制限
と有意の値との組み合せも含むものである。

さらに、ドライバ８がpnp型トランジスタの場
合もあるが、これ自体は本発明に直接の影響を与
えない。

ともかくも本発明によれば、原理的には優れて
いたが出力エネルギが一義的であつたがために、
常に最大要求エネルギに合せた供給電力使用とし
なければならなかつた、あるいは機関の回転数に
のみ着目して供給電力調整をしなければならなか
つた従来の電流遮断容量放電複合方式点火装置に
実際的な改良を施し、こうした点火装置によつて
点火駆動される機関を搭載した車両が加速状態に
あるかいなかに応じ、加速状態にあるときには十
分な点火エネルギを、そうでなく、低速走行また
は減速状態にあるときにはそれなりに低下させた
エネルギを供給するようにし得たたため、むだな
電力消費を合理的に抑え込むことができ、極めて
大きな効果を生むことができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来の複合方式点火装置の概略構成
図、第２図は本発明第一実施例の概略構成図、第
３図は本発明第二実施例の概略構成図、である。 図中、３は容量放電用エネルギ蓄積コンデン
サ、４は容量放電用第一スイツチング素子、５は
点火コイル、６は電流遮断用第二スイツチング素
子、９は第二スイツチング素子制御回路、１１は
バイパス回路、１２は電流検出抵抗、１３，１４
は抵抗、１５はスイツチング素子、１６は機関運
転状態センサ、である。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ エネルギ蓄積コンデンサに蓄積されていた蓄
   積電荷を点火コイルの一次側へ放出すると共に当
   該点火コイルの一次電流を遮断することにより、
   該点火コイルの二次側において、容量放電部分と
   これに引き続く誘導放電部分とから成る放電エネ
   ルギを得る内燃機関用の電流遮断容量放電複合式
   点火装置であつて、 該点火装置により点火駆動される機関を搭載し
   た車両の走行速度検出センサを備え、該センサの
   出力に基づき、該車両が加速状態にあるか、そう
   でなく低速走行状態または減速状態であるかに応
   じて上記点火コイルに流す一次電流値の制限量を
   可変とする回路を有し、もつて該車両が加速状態
   にある場合には十分な点火エネルギを、そうでな
   く、低速走行状態または減速状態にある場合には
   相対的に低点火エネルギを供給するようにしたこ
   とを特徴とする内燃機関用点火装置。