JPH0545794B2

JPH0545794B2 -

Info

Publication number: JPH0545794B2
Application number: JP61226985A
Authority: JP
Inventors: Satoru Komurasaki
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 1986-09-24
Filing date: 1986-09-24
Publication date: 1993-07-12
Also published as: DE3732253C2; JPS6380077A; US4862863A; DE3732253A1; KR880004220A; KR900003865B1

Description

【発明の詳細な説明】〔産業上の利用分野〕この発明は点火信号に重畳する点火ノイズに起
因する誤動作を防止するようにした内燃機関の点
火装置に関するものである。

〔従来の技術〕

第６図は従来装置を示し、１は内燃機関（図示
せず）の回転に対応して点火信号を発生する点火
信号発生器、２は上記点火信号を受けて内燃機関
の運転条件に基づき点火コイル４に適切な時間だ
け通電する点火パルスを出力する電子回路、３は
点火パルスにより駆動され点火コイル４の通電を
行うパワートランジスタ、１０は電子回路２とパ
ワートランジスタ３からなるイグナイタ回路、１
１は点火信号発生器１とイグナイタ回路１０から
なる点火システムである。イグナイタ回路１０は
一般に厚膜集積回路を中心に構成されることが多
く、いわゆるイグナイタと呼ばれるものである。
又、点火信号発生器１はいわゆる配電器に内蔵さ
れているものである。

第７図は上記構成の動作波形を示し、ａは点火
信号発生器１が発生する点火信号、ｂは電子回路
２が出力する点火パルス、ｃは点火コイル４に流
れるコイル電流、ｄは点火コイル４が出力する点
火電圧を示す。

次に、上記構成の動作を説明する。点火信号発
生器１は内燃機関の回転に伴ない駆動され、その
回転に対応して点火信号を発生する。この点火信
号は電子回路２に入力され、電子回路２は機関の
運転条件に応じていわゆる閉路率制御された点火
パルスを出力する。この点火パルスはt₁〜t₂，t₃
〜t₄，t₅〜t₆の各期間Ｈとなる。この点火パルス
に対応してパワートランジスタ３はオンオフを繰
返す。このパワートランジスタ３のスイツチ動作
により点火コイル４に第７図ｃに示すコイル電流
が流れ、この電流の遮断時に第７図ｄに示す点火
電圧が出力される。即ち、時点t₂，t₄，t₆におい
て点火電圧が出力する。

上記構成の点火装置において、点火信号発生器
１とイグナイタ回路１０が一体的にいわゆる配電
器に内蔵されておらず、イグナイタ回路１０が配
電器とは別体で車体ボデーに取付けられている場
合には、自らの点火ノイズの問題が生じる。

この問題を第８図を用いて説明する。図におい
て、１５は点火コイル４の一次端子とイグナイタ
回路１０のパワートランジスタ３のコレクタを接
続するハーネス、１６，１７は点火信号発生器１
と電子回路２を接続するハーネスである。各ハー
ネス１５〜１７は点火信号発生器１および点火コ
イル４とイグナイタ回路１０を接続するものであ
り、実際にはいくつかのコネクタを介して接続さ
れており、各ハーネス１５〜１７は束ねた状態で
配線されている。このため、各ハーネス１５〜１
７は互いに接近しており、電気的に干渉し易い状
態にある。従つて、確実な点火動作のため点火信
号発生器１とイグナイタ回路１０間のハーネス１
６，１７にはシールド線を用い、点火コイル４の
一次信号線であるハーネス１５からの点火動作に
伴なう点火ノイズの誘導を抑えるようにしてい
る。又、ハーネス１５にもシールド線を用いて点
火ノイズを抑えるようにしている。

しかしながら、実際にはハーネス１５〜１７に
はコネクタが介在するので、非シールド部分が生
じる。即ち、コネクタ本体部分およびこれに挿入
するハーネスの端部はシールドできない。このた
め、イグナイタ回路１０を点火信号発生器１と別
体にした場合、イグナイタ回路１０に入力する点
火信号に点火動作に伴なう点火ノイズが重畳す
る。この点火ノイズはハーネス１５〜１７の非シ
ールド部分が長くなるほど大きくなり、またコネ
クタ部でのシールド線の加工の出来具合によつて
も左右される。

次に、上記点火動作に伴なう点火ノイズ、およ
びこれに起因する誤動作について説明する。第９
図は第８図における電子回路２の部分を詳細に示
したものであり、２１は電圧比較器、２２は電圧
比較器２１の一方の入力である基準電圧を供給す
る基準電源、２３は点火信号発生器１の基準端子
に接続され基準電圧を供給する基準電源、２４は
電圧比較器２１の他方の入力とアース間に接続さ
れたダイオードで、電圧比較器２１の他方の入力
が負電圧になつた時に順方向電流が流れる。点火
信号発生器１の点火信号出力端子と電圧比較器２
１の他方の入力とは接続されており、基準電源２
３から供給された基準電圧は電子回路２の基準端
子→ハーネス１７→点火信号発生器１の基準端子
→点火信号発生器１→点火信号発生器１の点火信
号出力端子→電子回路２の点火信号入力端子→電
圧比較器２の入力端子の経路で電圧比較器２に入
力され、基準電源２２からの基準電圧と比較され
て基本の点火パルスが得られる。この基本の点火
パルスは機関の運転状態に応じて閉路率制御を行
う閉路率制御部（図示省略）を介してパワートラ
ンジスタ３にそのベース信号として入力される。

第１０図は点火コイル４に流れるコイル電流を
遮断して点火電圧を発生したときの動作波形を詳
細に示し、ａはパワートランジスタ３のベース電
圧、ｂはパワートランジスタ３の動作モード、ｃ
はパワートランジスタ３のコレクタ電圧、ｄは電
子回路２の点火信号入力端子の電圧を示す。尚、
この波形図は10マイクロ秒の領域の現象を示す。
点火信号発生器１の基準端子には基準電源２３か
ら基準電圧が供給されており、この基準電圧に対
し発生された点火信号が重畳されて出力される。
この点火信号は電子回路２の点火信号入力端子を
経て電圧比較器２１に入力され、基準電圧と比較
されて上記した基本の点火パルスに変換される。
この点火パルスは閉路率制御を受けた後パワート
ランジスタ３のベースに入力され、パワートラン
ジスタ３をスイツチ動作させる。これにより、点
火コイル４の通電が行われる。さらに詳しく述べ
ると、正規動作時においては時点t₁₀でパワート
ランジスタ３のベース電圧はＨからＬになり、時
点t₁₁でパワートランジスタ３はオンからオフに
転じる（t₁₀〜t₁₁の間はパワートランジスタ３の
動作遅れ）。これに伴ないパワートランジスタ３
のコレクタ電圧は時間t₁₁〜t₁₃の間Ｈとなつてパ
ルスを生じる、時点t₁₃以降点火コイル４の二次
側に発生した点火電圧が点火コイル４のトランス
作用で一次側にも現われ、この波形が正弦波の半
波のように現われる。尚、このように点火電圧に
基づく波形が点火コイル４の一次側に現われるの
は点火コイル４の二次出力に接続された放電ギヤ
ツプ（図示せず）が無限長の場合である。今、ハ
ーネス１５，１６が十分な間隔をもつて配線され
ていると、電子回路２の点火信号入力端子の電圧
は実線のようにパワートランジスタ３のコレクタ
電圧の誘導が全くなく、特にその電圧変化率の大
きい時間t₁₁〜t₁₃に発生のパルスすら全く誘導し
ていない波形となる。しかし、ハーネス１５，１
６が直接に隣接した場合、電子回路２の点火信号
入力端子にはパワートランジスタ３のコレクタ電
圧のパルスt₁₁〜t₁₃が誘導して現われる。このパ
ルスは電圧変化率が大きいので、時点t₁₃以降の
波形よりも大きく誘導し、電子回路２では有害な
点火ノイズになる。この点火ノイズはハーネス１
５，１６が近接するほど、また長距離にわたり隣
接するほど大きく現われ、さらにコネクタ部のハ
ーネスの出来具合にも依存する。

上記点火ノイズが点火電圧発生時に電圧比較器
２１の作動電圧V_r以上になると、電圧比較器２
１は時点t₁₂で余分なパルスを出力し、この余分
なパルスは一たん時点t₁₁でオフになつたパワー
トランジスタ３を再度余分にオンに転じさせてし
まう。これにより、点火コイル４は再度通電状態
になる。時間t₁₁〜t₁₂は回路の応答遅れである。
時間t₁₁〜t₁₃で発生したパルスは10マイクロ秒程
度の短時間のものであるので、電子回路２の点火
信号入力端子に現われる点火ノイズも10マイクロ
秒程度の短時間のものとなる。このため、時点
t₁₂でのパワートランジスタ３の余分なオン期間
は10マイクロ秒となり、時点t₁₂の数10マイクロ
秒後（時点t₁₅）に元のオフ状態にもどる。しか
しながら、時点t₁₅でも時点t₁₁（正規時点）と変わ
らないパルス状電圧がパワートランジスタ３のコ
レクタ電圧に現われるので、時間t₁₁〜t₁₃の現象
が順次くり返される。このくり返しはハーネス１
５，１６の電気的干渉度合により、また点火シス
テムの系の特性により異なり、その周期および回
数は一定ではない。このハーネス１５，１６間の
干渉による誤動作はハーネス１７側ではハーネス
１６側より起り難い。ハーネス１７は基準電源２
３に近く、ハーネス１６よりインピーダンスが低
いからである。又、上記作動電圧V_rは基本的に
は基準電源２２，２３の各々の基準電圧の差であ
るが、電源電圧や点火信号の周期により制御され
るので、点火ノイズが問題になる。点火電圧発生
時は作動電圧V_rは大きくするようにされるのが
通常である。しかしながら、作動電圧V_rは大き
くても数ボルトにするのが限界であり、ハーネス
の出来具合によつては点火ノイズはこの２倍にも
達するので十分な耐ノイズ性が得られない。

上記問題点を解決するために第１１図に示す装
置が考えられた。図において、２５は基準電源２
３の出力と電子回路２の基準端子間に接続された
抵抗、３１は抵抗３２とコンデンサ３３からなる
帰還回路でその一端は電子回路２の基準端子に接
続される。３６は電圧比較器２１の出力を受けパ
ワートランジスタ３を最適に駆動する点火パルス
を作るパルス回路で、同時にパワートランジスタ
３を駆動する信号と同位相の信号を帰還回路３１
に入力する。パワートランジスタ３を駆動する信
号はパワートランジスタ３の動作の影響を受けて
その波形、電圧が変るので、これに影響されない
帰還を行うためにパリートランジスタ３を駆動す
る信号そのものは帰還しない。

第１２図は第１１図の構成の各部の動作波形を
示し、ａはパワートランジスタ３のベース電圧、
ｂはその動作モード、ｃはそのコレクタ電圧、ｄ
は帰還信号、ｅは電子回路２の点火信号入力端子
の電圧を示す。時点t₂₀でパワートランジスタ３
のベース電圧はＨからＬに転じ、所定時間後の時
点t₂₁でパワートランジスタ３はオンからオフに
転じる。パルス回路３６からはパワートランジス
タ３のベース電圧がＨからＬに転じた時に同時に
帰還信号をＨからＬに転じて出力する。この帰還
信号を受けて帰還回路３１は微分電圧V_FBを出力
し、基準電源２３の出力に重畳する。これによ
り、基準電源２３からの基準電圧は微分電圧V_FB
だけ低くなり、電子回路２の点火信号入力端子の
電圧もこれに従つて低くなり、この時点t₂₀以降
帰還回路３１からの微分電圧は微分特性に従い
徐々に小さくなる。時点t₂₁ではパワートランジ
スタ３のコレクタ電圧にパルスが現われ、これが
電子回路２の点火信号入力端子の電圧に点火ノイ
ズとして現われる。時点t₂₁でも帰還回路３１か
らの微分電圧は効果的な値にあるので、点火ノイ
ズのピータ値は電圧比較器２１の作動電圧V_rを
越えることがなく、第１０図の時点t₁₂で生じた
ようなパワートランジスタ３のオンへの反転は起
きない。

このように、第１１図の装置では簡単な帰還回
路３１により点火ノイズのマスクを行うことがで
きるが、パルス回路３６からの帰還信号のＬから
Ｈへの立ち上がり時にも帰還回路３１に帰還信号
が入力され、基準電源２３の出力に重畳される。
これは点火コイル４の通電中の現象であつて点火
コイル４の通電特性（閉路率特性）に影響する。
このため、第１１図の装置では点火ノイズだけを
考えた帰還はできなかつた。

第１３図は点火コイル４の閉路率特性を示し、
帰還回路３１のない場合は実線で示す基本特性を
示し、帰還回路３１がある場合には帰還が大きく
なり、破線で示すように大きな値の特性になり、
この分余分に点火コイル４の通電が行われ、余分
な電流消費あるいは熱破壊に通じる問題があつ
た。

〔発明が解決しようとする問題点〕

従来装置は以上のように構成されており、点火
信号に重畳の点火ノイズがある程度小さい場合は
弊害なく誤動作を防ぐ効果があるが、大きい点火
ノイズに対しても正規動作を確保するには帰還量
を大きくする必要があり、こうした場合点火コイ
ルの通電が余分に行われるので余分な電流消費お
よび発熱を招き、熱破壊の危険があるという問題
があつた。

この発明は上記のような問題点を解決するため
に成されたものであり、大きい点火ノイズに対し
ても誤動作を防止できるとともに点火コイルの通
電を基本特性通りに行うことができる内燃機関の
点火装置を得ることを目的とする。

〔問題点を解決するための手段〕

この発明に係る点火装置は、点火コイルの点火
電圧発生時に生じる点火ノイズの影響を打消すた
めの帰還信号として点火コイルの一次電流遮断時
のみ電子回路の点火信号入力端子もしくは基準端
子に電子回路の出力を印加するようにしたもので
ある。

〔作用〕

この発明においては、点火電圧発生時に生じる
点火ノイズの影響を打消すための帰還信号を電子
回路の点火信号入力端子もしくは基準端子に印加
するようにしており、点火ノイズの影響は打消さ
れて誤動作は生じない。又、この帰還信号は点火
電圧発生時のみ印加され点火コイルの通電時には
印加されないので、点火コイルの余分な通電は生
じない。

〔実施例〕

以下、この発明の実施例を図面とともに説明す
る。第１図において、４１は帰還回路で、ダイオ
ード４２、抵抗４３およびコンデンサ４４からな
り、ダイオード４２のアノード側は電子回路２の
点火信号入力端子に接続され、コンデンサ４４は
パルス回路３６に接続される。

第２図は上記構成の各部の動作波形を示し、ａ
はパワートランジスタ３のベース電圧、ｂはその
動作モード、ｃはそのコレクタ電圧、ｄは電子回
路２の点火信号入力端子の電圧である。電圧比較
器２１から基本の点火パルスが出力され、この点
火パルスはパルス回路３６で点火コイル４に最適
な通電特性を与える点火パルスに変換され、パワ
ートランジスタ３をスイツチ動作させる。パワー
トランジスタ３のスイツチ動作に対応して点火コ
イル４に通電が行われ、点火コイル４の通電々流
の遮断時に点火電圧が出力される。一方、パルス
回路３６から帰還回路４１にも点火パルスが入力
される。ここで、パワートランジスタ３のベース
端子に供給される信号を並行して帰還回路４１に
供給していないが、これはパワートランジスタ３
の動作によりパルス回路３６から供給される点火
パルスの波形（立上りおよび立下りの波形、ある
いは電圧）が変り、これが帰還の性能に影響を与
えるのを避けるためである。

次に、帰還回路４１の基本特性について説明す
る。第３図はダイオード４２を除いた抵抗４３、
コンデンサ４４から成る回路を示し、コンデンサ
４４の入力端子にパルス回路３６から点火パルス
が入力され、抵抗４３の端子電圧が帰還信号とし
て出力される。

第４図は第３図の構成の動作波形を示し、ａは
入力信号であるパルス回路３６からの点火パル
ス、ｂは出力信号である帰還信号を示す。パルス
回路３６からの点火パルスはＨのときパワートラ
ンジスタ３のオン、Ｌのときパワートランジスタ
３のオフに各々対応し、時点t₃₀，t₃₂は点火コイ
ル４の通電始め、時点t₃₁，t₃₃は点火コイル４の
通電終りに対応する。この点火パルスによりコン
デンサ４４は抵抗４３を介して充放電されるの
で、帰還信号は微分波形になる。この帰還信号が
ダイオード４２を介して電子回路２の点火信号入
力端子に入力されるので、この端子の電圧は第２
図ｄのように時点t₄₀で負電圧にクリツプされる。
これは電子回路２のダイオード２４に第４図ｂの
帰還信号による順方向電流が流れ、順電圧V_Fに
クリツプされるためである。そして、帰還信号の
微分特性に基づき時点t₄₀→t₄₁→t₄₂と時間の流れ
に従いダイオード２４の順方向電流が減衰して行
き、順電圧も減衰して行く。点火ノイズが発生す
る時点t₄₁おいても十分にダイオード２４に順方
向電流が流れているので、ダイオード２４のアノ
ード電圧は時点t₄₀と差のない電圧にある（コン
デンサ４４の容量を選択すれば時点t₄₁において
も完全なクリツプ状態にできる。即ち、時点t₄₀
と同じ電位にできる。）。この結果、時点t₄₁で電
圧比較器２１に入力される点火信号は誤検出が生
じない十分に低い電位に維持され、点火ノイズに
よる誤動作は起きない。一方、帰還回路４１にダ
イオード４２を設けているので、帰還信号が正波
である時にはダイオード４２に逆電圧が加わり、
帰還回路４１と電子回路２は分離されてしまう。
即ち、帰還信号の正波は無効となる。このため、
第１１図で示した従来装置で問題であつた点火コ
イル４の通電特性が増大する弊害は完全に解消さ
れる。

ところで、上記のように帰還回路４１はコンデ
ンサ４４を中心とした微分信号を帰還信号として
いるため、電子回路２に対しては交流的に作用す
ることにより、点火ノイズの害を解消している。

次に、帰還回路４１の電子回路２に対する直流
的作用について説明する。第５図は第１図の構成
の一部を示し、帰還回路４１のうち電子回路２に
対し直流的に作用するダイオード４２、抵抗４３
のみを示している。基準電源２３が出力する基準
電圧は、ハーネス１７、点火信号発生器１および
ハーネス１６を通り、電圧比較器２１に入力され
る。今、ダイオード４２と抵抗４３の直列回路が
電圧比較器２１の入力とアース間に接続されてい
るので、基準電源２３からの基準電圧はハーネス
１７と点火信号発生器１とハーネス１６の各内部
抵抗の和と、ダイオード４２と抵抗４３の内部抵
抗の和により分割される。このため、ダイオード
４２と抵抗４３がない場合よりも電圧比較器２１
に入力される電圧が小さくなる。又、前述のよう
に、電圧比較器２１は基準電源２２，２３の各々
の基準電圧の差を基本の作動電圧V_rとして作動
するものであるので、ダイオード４２、抵抗４３
により基準電源２３からの基準電圧が分割されて
小さくなつた分だけ電圧比較器２１の入力の電位
差は大きくなり、検出電圧V_rは大きくなる。こ
のことは、電圧比較器２１を作動させるのに従来
はV_r以上必要であつたものが、ここではダイオ
ード４２および抵抗４３の分だけV_rに加えた大
きな電圧を必要とすることを意味し、点火信号発
生器１により大きな出力を求めることになる。点
火信号発生器１が大きな電圧を発生するにはその
原理からして回転数を上げる必要があり、これは
機関の回転数を高くすることであつて点火装置に
おいて重要な低回転域の特性に影響する問題であ
る。しかしながら、抵抗４３はメグオーム以上に
設定できるので微小な影響でしかなく、実使用上
においては機関の回転数として有意差の現われる
レベルにならず、その影響を無視できる微小なも
のである。なお、上記実施例ではパルス回路３６
からの点火パルスを帰還回路４１で微分し、微分
信号を電子回路２の点火信号入力端子に帰還して
いるが、これに限らず、パルス回路３６からの点
火パルスに基づきマスクパルスを発生し、これに
より電子回路２の点火信号入力端子をクランプし
ても点火ノイズに対するマスク作用が同等に得ら
れる。ただし、この場合一般的には帰還回路４１
と比べてコスト、回路規模の点で不利である。

〔発明の効果〕

以上のようにこの発明によれば、点火電圧発生
時に電子回路の点火信号入力端子もしくは基準端
子に帰還信号を印加しており、点火電圧発生時に
点火信号に重畳する点火ノイズの影響を帰還信号
により打消すことができ、誤動作を防止すること
ができる。又、帰還信号の印加は点火電圧発生時
のみであるので、点火コイルの通電を基本特性通
りに行うことができる。さらに、入出力信号のハ
ーネスのシールド処理のない部分に対する許容長
を長くすることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図および第２図はそれぞれこの発明による
点火装置の構成図および動作波形図、第３図およ
び第４図はそれぞれこの発明による帰還回路の一
部省略回路図およびその動作波形図、第５図はこ
の発明による点火装置の部分構成図、第６図およ
び第７図はそれぞれ従来装置の構成図および動作
波形図、第８図は第６図を書き直した図、第９図
および第１０図はそれぞれ従来装置の詳細構成図
およびその動作波形図、第１１図および第１２図
はそれぞれ他の従来装置の構成図および動作波形
図、第１３図は従来の点火コイルの閉路率特性図
である。１…点火信号発生器、２…電子回路、３…パワ
ートランジスタ、４…点火コイル、１０…イグナ
イタ回路、１５〜１７…ハーネス、４１…帰還回
路。尚、図中同一符号は同一または相当部分を示
す。

Claims

【特許請求の範囲】

１内燃機関の回転に対応して点火信号を発生す
る点火信号発生器、点火コイル一次電流の通電・
遮断を行うスイツチング手段、上記点火信号を基
準端子と点火信号入力端子の間に受け上記スイツ
チング手段の制御信号を出力する電子回路を備え
た内燃機関の点火装置において、点火コイルの一
次電流遮断時に生じる自己誘導電圧成分による点
火ノイズの影響を打消すための帰還信号として、
点火コイルの一次電流遮断時のみ上記電子回路の
点火信号入力端子もしくは基準端子に上記電子回
路の出力を印加する手段を備えたことを特徴とす
る内燃機関の点火装置。