JPH05133312A - 内燃機関用イグニツシヨン装置 - Google Patents

内燃機関用イグニツシヨン装置

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JPH05133312A
JPH05133312A JP3054391A JP5439191A JPH05133312A JP H05133312 A JPH05133312 A JP H05133312A JP 3054391 A JP3054391 A JP 3054391A JP 5439191 A JP5439191 A JP 5439191A JP H05133312 A JPH05133312 A JP H05133312A
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JP
Japan
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transistor
current
circuit
signal
output
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Pending
Application number
JP3054391A
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English (en)
Inventor
Giuliano Cicalese
ジユリアーノ・チカレーセ
Marco Diaco
マルコ・デイアコ
Gianluigi Morello
ジヤンルイージ・モレーロ
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Marelli Europe SpA
Original Assignee
Marelli Autronica SpA
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Publication date
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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02P—IGNITION, OTHER THAN COMPRESSION IGNITION, FOR INTERNAL-COMBUSTION ENGINES; TESTING OF IGNITION TIMING IN COMPRESSION-IGNITION ENGINES
    • F02P3/00—Other installations
    • F02P3/02—Other installations having inductive energy storage, e.g. arrangements of induction coils
    • F02P3/04—Layout of circuits
    • F02P3/05—Layout of circuits for control of the magnitude of the current in the ignition coil
    • F02P3/051—Opening or closing the primary coil circuit with semiconductor devices
    • F02P3/053—Opening or closing the primary coil circuit with semiconductor devices using digital techniques

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Ignition Installations For Internal Combustion Engines (AREA)
  • Combustion Methods Of Internal-Combustion Engines (AREA)

Abstract

(57)【要約】 （修正有） 【目的】 パワートランジスタの的確なスイッチングに
よりイグニッションコイルの過電圧の発生を抑制する。 【構成】 ロジック制御信号Ｃはスパークを発生させる
ためにトランジスタ６を飽和状態にスイッチングを開始
してコイル８の一次巻線７に電流を流すための第１のレ
ベル変化と、トランジスタ６をカットオフしてスパーク
発生をトリガーさせるための第２のレベル変化を有する
内燃機関用イグニッション装置で、制御ロジック信号Ｃ
における第１，第２の変化間の最小時間間隔の逆数より
も大きい周波数でパルスを発生させるパルス発生器１０
と、カットオフ状態から飽和状態への間に、トランジス
タ６の出力端子間の電位差が規定の値ｓに降下したとき
制御信号を出力する比較器１２とを有し、トランジスタ
６の出力端子間の電位差がしきい値ｓを上回わっている
ロジック制御信号Ｃが発生され、比較器12が制御信号を
出力したときパルス発生器10によりパルスＰが出力され
る。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、内燃機関のためのイグ
ニッション装置に関し、より詳しくは、少なくとも１個
のスパークプラグと、二次巻線が少なくとも１個のスパ
ークプラグに接続されるか、もしくは接続可能とした少
なくとも１個のイグニッションコイルと、直流電源の二
つの端子間に、出力経路がコイルの一次巻線と直列接続
されたパワートランジスタと、トランジスタのための駆
動回路と、トランジスタの出力端子間の電位差を検出す
るための手段と、コイルの一次巻線に電流を流すため
に、電位差に依存して、カットオフ状態から飽和状態に
トランジスタをスイッチングさせるための駆動回路に接
続された制御回路手段とを備え、前記制御手段は、ロジ
ック制御信号を発生させるための電子処理手段を備え、
前記ロジック制御信号は、スパークを発生させるため
に、トランジスタを飽和状態にスイッチングを開始して
コイルの一次巻線に電流を流すための第１のレベル変化
と、トランジスタをカットオフしてスパーク発生をトリ
ガーさせるための第２のレベル変化を有する内燃機関用
イグニッション装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】この種のイグニッション装置は、本出願
人によるイタリア特許出願６７９６２−Ａ／８９号に開
示されている。この種のイグニッション装置ではプラグ
にスパークを発生させるために、プラグに結びついたパ
ワートランジスタが、そのコレクタとエミッタ間、つま
りそのドレインとソース間の検出電圧に依存してカット
オフから飽和状態に次第にスイッチされ、イグニッショ
ンコイルの二次巻線に過電圧が生じないようにしてい
る。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら現実に
は、トランジスタがカットオフ状態から飽和状態に制御
されることなく不意にスイッチされれば、イグニッショ
ンコイルの二次巻線にピーク電圧が発生し、システムの
固有の浮遊容量の結果発振が減衰することになる。この
ピークは、誤ったスパークの引き金となる恐れがあり、
これを防止するために、通常、高耐圧の極めて高価なダ
イオードがプラグと直列に設けられる。本発明の目的
は、カットオフと飽和状態の間のトランジスタのスイッ
チングにおけるより正確で効果的で新規な制御を備えた
この種のイグニッション装置を提供することにある。
【０００４】
【課題を解決するための手段】本発明によれば、この目
的は、上述した制御回路手段を具備した装置により達成
され、その制御回路手段は更に、制御ロジック信号にお
ける第１の変化と第２の変化との間の最小時間間隔の逆
数よりも大きい周波数でパルスを発生させるためのパル
ス発生器と、カットオフ状態から飽和状態にスイッチさ
れる間に、トランジスタの出力端子間の電位差が規定の
しきい値に降下したときに制御信号を出力するための比
較器と、処理手段およびパルス発生器に個々に接続され
る第１および第２の入力部、比較器の入力部に接続され
る制御入力部、およびトランジスタ用の駆動回路に接続
される出力部を有し、この駆動回路に伝送するように構
成された選択ロジック回路とを含み、 ａ）トランジスタの出力端子間の電位差がしきい値を上
回わっている限り、処理手段によりロジック制御信号が
発生され、 ｂ）比較器がその制御信号を出力したときパルス発生器
によりパルスが出力される。 本発明の更なる特徴および利点は添付した図面に基づく
以下の記述にからより明確になるであろう。この記述に
関連して図面が添付されているが、この図面は本発明を
限定するものではない。
【０００５】
【実施例】図１のイグニッション装置は、内燃機関のシ
ャフトの回転速度を示す周波数の信号を出力するための
センサ１を含む。例えば電磁ピックアップを採用した歯
車を含む、センサにより供給された信号から、公知の方
法により、機関シャフトの回転位置のデータを引き出
し、そして複数個のシリンダでスパークさせる瞬間を決
定することも可能である。
【０００６】２ない４の別のセンサは、機関の種々の吸
気管における真空度、取り込み空気の温度、および機関
の冷却水を示す電気信号を出力する。センサ１ないし４
は、メモリデバイスを有する既知のマイクロプロセッサ
を備えた電子制御ユニット５に接続される。ＭＯＳＦＥ
Ｔのパワートランジスタ６のドレイン・ソースの経路
は、直流電源ＶBの端子間に、イグニッションコイル８
の一次巻線７と直列に接続される。コイル８は、スパー
クプラグＳＰに接続される二次巻線９を含む。
【０００７】パルス発生器１０の出力部は、選択ロジッ
ク回路１１の入力部１１ａに接続され、この選択ロジッ
ク回路１１の第２の入力部１１ｂは電子制御ユニット５
の出力部に接続される。選択ロジック回路は、比較器１
２の出力部に接続される制御入力部１１ｃを有する。こ
の比較器はトランジスタ６のドレインに接続される入力
部を有する。ロジック選択回路１１は、電子ユニット５
よりの信号もしくはパルス発生器１０よりの信号を、そ
の制御入力部１１ｃに印加される信号に従って選択的に
その出力部から伝送するよう構成される。
【０００８】選択ロジック回路１１の出力部は、電流発
生器１３の制御入力部に接続され、この電流発生器１３
の出力部はトランジスタ６のゲートにら接続される。図
示した実施例では、電流発生器１３は、選択ロジック回
路より与えられる信号が“ハイ”レベルのとき、一定の
大きさの電流信号をトランジスタ６のゲートに印加し、
前記信号が“ロー”レベルのときは電流を発生しない。
動作時、電子制御ユニット５は、センサ１ないし４によ
り供給される信号に基づいてイグニッションの進行を計
算できるよう公知の技術により構成される。プラグＳＰ
にスパークを発生させるために、ユニット５は、同様に
公知の技術により、図１および図２に示したロジック制
御信号Ｃを出力できるように特に設計される。図示した
実施例では、信号Ｃは時点ｔ0で“ロー”レベルから
“ハイ”レベルに変化し、スパークが発生するその後の
時点ｔ1までハイレベルに留まる。信号Ｃの二つのレベ
ル変化における時間間隔は機関の回転速度に伴って変化
する。
【０００９】パルス発生器１０は、制御ユニット５によ
り出力される制御ロジック信号における上記二つの変化
での最小の時間間隔の逆数よりも高い周波数でパルスを
発生できるように構成される。動作時、ユニット５が信
号Ｃを出力したとき、トランジスタ６はカットオフして
おり、比較器１２は、ユニット５よりの信号を電流発生
器の入力部に導くよう、選択ロジック回路１１を保つ。
この段階で、トランジスタ６のドレイン電位ＶDは、ハ
イレベルに保たれ、この電位は、電源ＶBからイグニッ
ションコイル８の一次巻線７での電圧降下を引いた値に
実質的に等しい。
【００１０】トランジスタ６のゲート電位が時点ｔ2で
トランジスタを導電に至らしめるようなレベルに達する
や否や、そのドレイン電位ＶDは直ちに降下し、そして
時点ｔ3で、比較器１２に対するしきい値ｓ(図２)を横
切る。便宜上、このしきい値は、ＶDによる最大(瞬時)
の電圧に近接しており、その値は、便宜上、電池の電圧
ＶBの変化により可変である。時点ｔ3において、比較器
１２は、実際にマルチプレクサの一種である選択ロジッ
ク回路に作用し、そしてこの時点からパルス発生器１０
よりのパルス化された信号Ｐを電流発生器１３に供給す
る。全体的では、それ故、選択ロジック回路１１による
信号出力は、図２にて曲線ＣＳで示されるように動作す
る。
【００１１】時点ｔ3から、電流発生器は、信号Ｐの各
パルスに呼応して能動化され、トランジスタ６のゲート
電位ＶGを次第に段階状に増大させる。図２で示したよ
うに、トランジスタのドレイン電位ＶDは、同じように
して次第に減少する。ＶDを次第に変化させることによ
り、イグニッションコイル８の二次巻線における過電圧
を効果的に防止し、その結果、誤ったトリガーによるス
パークを防止する。図２に示した時点ｔ3から曲線Ｉの
電流は、イグニッションコイル８の一次巻線７に次第に
電流を流し始める。この電流は、時点ｔ1で最大値に達
し、そのとき、直ちにスイッチオフされ、スパークを発
生させる。
【００１２】さて、選択回路１１により、電流発生器１
３に供給される信号ＣＳの曲線を見ると、この信号は、
トランジスタ６のスイッチングにおける初期の段階では
連続していることがわかる。このことは、トランジスタ
を、カットオフ状態から導電状態に切り替わるしきい値
に迅速にもってくることを可能にする。この段階に達す
る速度は、イグニッションコイルの一次巻線の電流をス
パークを発生させるに十分となるレベルする時間は、特
に高速回転の内燃機関では極めて短いという事実の観点
から非常に大切である。
【００１３】周波数もしくはデューティサイクルがユニ
ット５によりモニターできる時間間隔(ｔ3−ｔ0)および
／又は時間間隔(ｔ4−ｔ3)に依存して可変であるパルス
発生器１０のときは、ＶDの減少は、より正確に制御さ
れ得る。時間間隔(ｔ3−ｔ0)に依存して周波数あるいは
デューティサイクルが可変であるということは、使用さ
れるトランジスタの特性の範囲(不均一性、不一致性)を
打ち消す。トランジスタ６のカットオフ状態と飽和状態
との間のＶDの変化の制御方法を更に改善させるため
に、電流発生器１３は、図１の入力部１３ａに印加され
る制御信号に依存して変化され得る大きさの一定電流を
出力できるように構成することができる。この場合、電
流発生器の入力部は、便宜上、ＶDをモニターして解析
する回路２０の出力部に接続され、ＶDの低下速度が規
定値を超過したとき、および／又はＶDの減少の段階が
ある値以上となったとき、回路２０は、電流発生器１３
により出力された電流の大きさを減じる。この回路２０
は、微分回路および比較回路を備えることにより当業者
には容易に構成できる。
【００１４】最後に、感知抵抗１９がトランジスタのソ
ースとアース間に接続され、その両端子間に生じる電圧
は、電流Ｉに比例する。この場合、この抵抗は、しきい
値比較器２１の入力部に接続され、このしきい値比較器
２１は、抵抗による電圧降下を基準電圧と比較して電子
制御ユニット５に、例えば図２に示した曲線Ｂの信号を
供する。この信号Ｂは、電流Ｉが規定のしきい値Ｉ0を
超過する時点ｔ4でレベル変化する。電圧ＶBがその公称
値を下回ることがあっても、一次巻線７に十分な電流レ
ベルを流してスパークの発生を可能とするために、制御
ユニット５は、電流ＩがＩ0値に達するのに要する時間
に基づいて、自身の制御信号Ｃを発生する。当然、本発
明の範囲から逸脱することなく、単に限定しない例とし
て記述され図示されたものに関して実施例の形態および
構成の詳細を広く変えても、本発明の基本理念は存在す
る。それ故、一般にパワートランジスタは、ＩＧＢＴ
(ゲート絶縁のバイポーラトランジスタ)をＭＰＳＦＥＴ
の代わりに使用できる。
【００１５】
【発明の効果】以上説明したように、本発明は、トラン
ジスタをオンにするようなゲート電圧に達すれば、その
後はゲート電圧を段階状に上昇させ、コイルの一次側の
電流を次第に増大させた後にトランジスタをカットオフ
するようにしたので、従来のようにトランジスタが不用
意にカットオフしてコイルの二次巻線に過電圧を発生さ
せる不具合をなくせる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明によるイグニッション装置を示す部分
ブロック図
【図２】 図１のシステムの動作時に発生するいくつか
の信号を時間関数として示した図
【符号の説明】
１ センサ ２ センサ ３ センサ ４ センサ ５ 電子制御ユニット ６ トランジスタ ７ イグニッションコイル ８ 一次コイル ９ 二次コイル １０ パルス発生器 １１ 選択ロジック回路 １２ 比較器 １３ 駆動回路 １９ 感知抵抗 ２０ 微分・比較回路 ２１ 比較器
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 マルコ・デイアコ イタリア10060ブリケラシオ（トリノ）、 ビア・ダネオ５番 (72)発明者 ジヤンルイージ・モレーロ イタリア10141トリノ、ビア・テルミノン １番

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 少なくとも１個のスパークプラグ(ＳＰ)
    と、 二次巻線(９)が少なくとも１個のスパークプラグ(ＳＰ)
    に接続されるか、もしくは接続可能とした少なくとも１
    個のイグニッションコイル(８)と、 直流電源(ＶB)の二つの端子間に、出力経路がコイル
    (８)の一次巻線(７)と直列接続されたパワートランジス
    タ(６)と、 トランジスタ(６)のための駆動回路(１３)と、 トランジスタ(６)の出力端子(ドレイン、ソース)間の電
    位差を検出するための手段(１２)と、 コイル(８)の一次巻線(７)に電流を流すために、電位差
    に依存して、カットオフ状態から飽和状態にトランジス
    タ(６)をスイッチングさせるための駆動回路(１３)に接
    続された制御回路手段(５，１０，１１)とを備え、 前記制御手段(５，１０，１１)は、ロジック制御信号
    (Ｃ)を発生させるための電子処理手段(５)を備え、前記
    ロジック制御信号(Ｃ)は、スパークを発生させるため
    に、トランジスタ(６)を飽和状態にスイッチングを開始
    してコイル(８)の一次巻線(７)に電流を流すための第１
    のレベル変化と、トランジスタ(６)をカットオフしてス
    パーク発生をトリガーさせるための第２のレベル変化を
    有する内燃機関用イグニッション装置であって、 制御回路手段は、 制御ロジック信号(Ｃ)における第１の変化と第２の変化
    との間の最小時間間隔の逆数よりも大きい周波数でパル
    スを発生させるためのパルス発生器(１０)と、カットオ
    フ状態から飽和状態にスイッチされる間に、トランジス
    タ(６)の出力端子間の電位差が規定のしきい値(ｓ)に降
    下したときに制御信号を出力するための比較器(１２)
    と、 処理手段(５)およびパルス発生器(１０)に個々に接続さ
    れる第１および第２の入力部(１１ａ，１１ｂ)、比較器
    (１２)の入力部に接続される制御入力部(１１ｃ)、およ
    びトランジスタ(６)用の駆動回路(１３)に接続される出
    力部を有し、この駆動回路(１３)に伝送するように構成
    された選択ロジック回路とを含み、 ａ）トランジスタ(６)の出力端子間の電位差がしきい値
    (ｓ)を上回わっている限り、処理手段(５)によりロジッ
    ク制御信号(Ｃ)が発生され、 ｂ）比較器(１２)がその制御信号を出力したときパルス
    発生器(１０)によりパルス(Ｐ)が出力されることを特徴
    とする内燃機関用イグニッション装置。
  2. 【請求項２】 周波数またはデューティサイクルが、制
    御ロジック信号(Ｃ)における第１の変化と、トランジス
    タ(６)の出力端子(ドレイン−ソース)間の電位差が規定
    値に減少する時点との間の時間間隔(ｔ3−ｔ0)に依存し
    て、もしくは、規定の値および／又はコイル(８)の一次
    巻線(７)の電流が所定値(Ｉ0)に達する時間間隔(ｔ4−
    ｔ3)により、可変のパルスを出力するようにパルス発生
    器(１０)が構成される請求項１記載のイグニッション装
    置。
  3. 【請求項３】 パワートランジスタ(６)が、ＭＯＳＦＥ
    ＴまたはＩＧＢＴトランジスタであり、電流発生器を含
    む駆動回路(１３)に接続される請求項１もしくは２記載
    のイグニッション装置。
  4. 【請求項４】 電流発生器(１３)は大きさが可変の一定
    電流を発生させるよう構成され、回路制御手段は、トラ
    ンジスタ(６)の出力端子間の電位差を解析する回路(２
    ０)を含み、この回路(２０)は、電位差の変化に依存し
    て所定の方法により、大きさが可変の電流を発生させる
    ための信号を電流発生器(１３)に印加するように構成さ
    れる請求項３記載のイグニッション装置。
  5. 【請求項５】 解析回路(２０)が微分回路および比較回
    路を含む請求項４記載のイグニッション装置。
JP3054391A 1990-03-19 1991-03-19 内燃機関用イグニツシヨン装置 Pending JPH05133312A (ja)

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IT67199A IT1240136B (it) 1990-03-19 1990-03-19 Sistema di accensione per un motore a combustione interna
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