JPH0639099Y2 - 電子式エンジン点火回路装置 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 【考案の属する技術分野】

本考案は電子式エンジン点火回路装置、より具体的には
自動車などの車両搭載エンジンの点火用に設けられ、該
エンジンの回転を検出するピックアップから入力信号を
受け該入力信号に同期した点火電流を点火コイルに与え
る回路装置であって、前記ピックアップ信号を受ける入
力部と，該入力部を介してピックアップ信号を受け所定
の点火特性に応じたタイミングで開閉指令を発する電子
式の点火制御部と，該開閉指令に応じて点火電流を開閉
する出力部とをケース内に収納し、該ケースから前記ピ
ックアップおよび点火コイルへの接続路を導出してなる
電子式エンジン点火回路装置に関する。

【従来技術とその問題点】

電子式のエンジン点火装置は、機械式のものに比べてエ
ンジン点火時期の制御精度が高く、かつ複雑な点火時期
制御に向いているので、とくに自動車や自動二輪車用エ
ンジンの点火制御に広く普及を見るに至っている。エン
ジン速度の変化に対応する点火時期の進角制御はもちろ
ん、エンジンの吸気圧や空燃比に応じた進角制御も電子
式点火装置により行なわれており、このようにきめの細
かい進角制御が要求されるようになると、点火時期制御
の精度を従来よりも向上させる必要が生じて来る。ま
た、車両性能の高度化とともにエンジンルーム内のスペ
ースは苦しくなって来ており、このため点火装置の電子
回路部を小形化するだけでなく点火コイルやディストリ
ビュータをも併せた全体配置および相互間配線を合理化
する必要が出て来ている。 しかし、かかる制御精度を向上し所要スペースを縮小し
て行く上で一番問題になるのは電子回路に浸入してくる
ノイズの問題であって、この問題は電子回路に高感度の
増幅器を用いて制御精度を上げれば上げるほど深刻にな
る。もちろん、電子回路を金属製のケース内に収納する
ことは容易であるし、配線類にシールド電線を用いると
か電子回路の出入口にフィルタを用いるとかの手段を講
じることはできる。しかし、かかるノイズ対策を完全に
するにはとかく費用がかさむことになる。またもう一つ
厄介なことは、小形化された点火装置では電子装置と同
じケースの内に点火コイルと駆動用の出力トランジスタ
を収納する必要があることであって、よく知られている
ように出力トランジスタのコレクタとこれにつながる接
続線は点火コイルへの点火電流の断続の際に電位が著し
く急変するノイズ源となるから、電子回路から見れば外
来ノイズのほかに内在ノイズの問題をかかえ込まねばな
らないことになる。 この種の問題に対する従来技術としては、例えば特公昭
58-54268号や特公昭59-30908号が知られている。前者は
電子回路を収納するケースの端子配列を工夫することに
より、後者は電子回路の入力側に入ってくるノイズをこ
れと逆極性のパルスで相殺することにより、問題の解決
を図ったものである。しかし、前者の手段では端子配
列，従って配線に若干の制約が生じることは避けられな
い。また後者はいわば毒をもって毒を制する名案である
が、装置の設置状況や運転が変わって外来ノイズの条件
が変化すると折角の対抗手段がかえって仇になることも
あり、電子回路の誤動作を確実に予防できるものともい
い難い。

【考案の目的】

本考案の目的は、広い範囲の用途に適用でき、設置条件
に制約があったり動作環境に変化があっても、保護効果
が影響されない内在ノイズ予防性能をもつ電子式エンジ
ン点火回路装置を得ることにある。

【考案の要点】

本考案によればこの目的は、冒頭記載の形式の電子式エ
ンジン点火回路装置に対して、ピックアップへの接続路
および入力部と出力部から点火コイルに点火電流を導出
する接続路との間の少なくとも一部に導体を配置して該
接続路を該導体で取り囲むようにし、該導体を回路装置
の基準電位点に接続することによって達成される。 最近の電子式エンジン点火回路装置においては、点火制
御部は半導体チップ内に集積化され、これを厚膜印刷基
板上に組み込みあるいはマウントし、出力部のトランジ
スタとともにいわゆる混成集積回路の形にまとめてケー
ス内に収納することが多い。この際ピックアップからの
入力信号を受ける入力部は波形や入力電位の調整の必要
があり、充分なフィルタ効果を得るために高い抵抗値を
もたせる必要があるので、厚膜回路として該基板の方に
作り込むのが有利である。また出力部のトランジスタか
らの点火電流の導出路は本来そのコレクタから直接ケー
ス外に引き出せばよいのであるが、ケース内の部品配置
の制約や部品取付上の便宜などから、前記基板に作り込
まれた接続路を介して導出しなければならない場合が多
い。このように入力部と接続路とが同一基板上に作り込
まれると接続路からのノイズが入力部に障害を与えやす
くなる。この場合の本考案における導体は、印刷導体と
して該基板上に作り込めばよく、経験によれば狭い幅の
印刷導体であっても、またその導電率がそう高くなくて
も効果があるから、極小のスペースで容易にノイズ予防
効果を挙げることができる。回路装置を収納するケース
内でのノイズ混信の原因は、必ずしも静電的な結合のみ
でなく基板表面の状態もからんでいるので、このような
比較的簡単な手段でも充分な効果が挙がるものと考えら
れる。かかる導体を接続すべき基準電位点は最も端的に
は接地電位点でよく、あるいは比較的電位が安定してい
て交流に対しての内部インピーダンスが低い電位点であ
れば例えばＢ電源電位点であってもよい。 出力部トランジスタから点火電流を直接ケース外に導出
する場合には、前述の同一基板上でのノイズ混信の問題
は非常に少なくなるが、ケースを貫通する接続路として
の端子部における問題が案外多い。端子のケース外面部
はエンジンルーム内の悪環境下にあるから、端子絶縁の
表面におけるリーク等による混信問題がむしろ静電結合
による混信よりも重要である場合も多い。かかる場合に
対する本考案の有利な態様としては、ピックアップへの
接続端子および点火電流の導出のための接続端子の内の
少なくとも一方を取り囲むように導体を配設する，例え
ば端子モールド部にかかる導体を埋設することでよい。 本考案による電子式エンジン点火回路装置へのピックア
ップからの入力信号の形態としては、アナログ波形のこ
ともありデイジタル波形のこともある。前者の場合は波
形の形状が進角制御などの基礎となるので、ノイズの混
入によって性能や精度が左右されやすく、本考案によっ
て得られる効果もそれだけ大となる。しかし入力信号が
ノイズ混信に強いデイジタル波形であっても、ノイズレ
ベルが高いと誤動作のおそれがあり、またパルスの幅が
点火時期制御の基礎とされるので、パルス幅がノイズに
よって変わると制御精度上の問題が生じる。従って、本
考案はかかるデイジタル入力方式に対しても、程度の差
はあるもののそれなりの効果を有する。

【考案の実施例】

つぎに図を参照しながら本考案の実施例を説明する。本
考案における導体配置の態様の説明に入る前に装置全般
の構成と構造を第3,4図を参照して説明する。 本考案の対象である電子式エンジン点火回路装置は、第
３図の回路において10で示されており、図の左側のピッ
クアップ１からの入力信号を端子P1,P2に受け、図の右
側の端子Ｃから点火電流を点火コイル２の一次側に供給
して点火電流の断続によってその二次側に点火のための
高電圧を発生させる。その端子Ｂはバッテリ３などの直
流電源から装置全体に対するＢ電源電圧を受け、下側の
端子Ｅはふつうはケースであってその取付により接地電
位となる。ピックアップ１のロータ1aはエンジンの可動
部と機械結合され、そのコイル1bから例えば繰返し三角
波状のアナログ信号が発しられる。 電子式エンジン点火回路装置10は、この信号を受ける入
力部20と点火制御部30と出力部40とを含み、ふつうこの
内の点火制御部30は第４図（ａ）に示した極小の半導体
チップ内に集積化され、出力部40は個別半導体素子であ
って、入力部20が作り込まれ同図（ａ）の基板60上にマ
ウントないしは取り付けられる。 入力部20は例えばＴ形に接続された２個の抵抗21,22と
１個のキャパシタ23を含む一種のフィルタ回路であっ
て、ピックアップ１の方から侵入して来るノイズへのサ
プレッサとして働くとともに、端子P1,P2からの入力信
号の波形を整形する役目を兼ねる。また、この入力部20
には例えば点火制御部30への入力点に電位を与えるため
の抵抗24がＢ電源電位点から接続されている。点火制御
部30は要求される点火時期ないしは進角特性に応じて種
々の構成があり得るので、第３図はこれを概念的に示し
ている。その初段増幅器31は定電源36により給電され、
その図の上方の入力にピックアップからの信号を前述の
入力部20を介して受ける。次段のブロックは進角制御回
路32であって、その右方のトランジスタ33の所定の進角
値をもつ閉角信号を与えるとともに、初段増幅器31の図
の下方の入力にピックアップからの信号を比較すべき基
準値を与える。この進角制御回路32と初段増幅器31とは
定電圧回路35からの定電圧で駆動される。閉角信号はト
ランジスタ33からさらに次段のトランジスタ34に伝えら
れ、ここから出力部40に送られる。この点火制御部30全
体の動作特性上では進角制御回路32が重要であるが、本
考案の眼目であるノイズ防止の観点からは初段増幅器の
入力回路部までが重要である。点火制御部30は前述のよ
うに集積回路化すれば装置中では極小の面積しか占め
ず、ノイズの妨害を受けるおそれも極めて小さい。しか
し初段増幅器31へのピックアップからの入力信号は、と
くにそれがアナログ信号であると信号値そのものが点火
時期制御上の意味をもっているから、それがノイズによ
り僅かでも変わると制御特性がそれに応じて変化するこ
とになり、信号値が大きく影響されると誤動作を生じる
ことになる。 出力部40の主体は例えばダーリントントランジスタとし
て構成された出力トランジスタ41であって、これに保護
ダイオードやツエナダイオードあるいは抵抗が図示のよ
うに付属される。主力トランジスタのコレクタからは端
子Ｃに点火電流が導出される。この端子Ｃの電位は、出
力トランジスタ41のオン時にはほぼ接地点Ｅの電位に等
しく、そのオフ動作時にＢ電源電位あるいはその何倍に
も飛び上がり、点火コイル２の固有振動数で決まる高周
波振動を生じる。この飛躍と振動は短時間ではあるがそ
の値が極めて大きいので装置10内の非常に有害なノイズ
源となる。 第４図は電子式エンジン点火回路装置の構造例であっ
て、同図（ａ）は同図（ｂ）のＹ−Ｙ矢視断面を，同図
（ｂ）は同図（ａ）のＸ−Ｘ矢視断面を示している。同
図（ａ）に示すように入力部20が作り込まれている印刷
基板60上に点火制御部30の小さな集積回路と出力部40を
納めた比較的大きな個別素子とがマウントされ、ケース
50内に収納されている。同図（ｂ）からわかるように、
この基板60は金属製のケース本体51の底面に取り付けら
れ、該ケース本体51の一つの側壁には４個の端子を絶縁
的に支承する端子モールド体53が嵌め込まれている。端
子P1,P2,B,Cはいずれも可撓性の接続線66により印刷基
板の接続エリア60aと接続され、この接続を終えたのち
にケース本体51にはシリコーンゲルなどが注形硬化され
る。蓋52は金属製でも樹脂製でもよく、樹脂の注形硬化
を終えたケース本体51に例えば係合部51a,52aを介して
スナップ的に結合される。第４図（ａ）に示された端子
モールト体53に埋め込まれた端子の配列順序は、単に一
つの例を示すに過ぎないが、この例では前述のようなノ
イズ源である端子Ｃの隣り合わせにその最も影響を受け
やすい入力部20への信号入力端子P1が配設されている。
出力部40からは出力トランジスタ41のベース，コレク
タ，エミッタからのリード40b,40c,40eが出されてお
り、この内のコレクタリード40cは前述の端子Ｃと直接
接続するのがノイズ障害の防止上は最も望ましいが、以
下にはこれを印刷基板60を介して端子Ｃに接続する場合
について説明する。 第１図はこの印刷基板60の印刷パターンの要部を示すも
のである。この印刷基板60はいわゆるプリント板であっ
てもよいが、この図ではアルミナなどのセラミック基板
上に厚膜印刷焼成技術により回路パターンを作り込んだ
例が示されている。また図中第３図と同じ部分に同じ符
号が付されている。図の左下側から左辺にかけて左下が
りのハッチングを施された部分は入力部20の印刷導体部
25,26,27であって、相互間に抵抗21,22が印刷焼成され
ている。入力導体部26と接地導体部62との間にはキャパ
シタ23が半田づけ等で取り付けられ、また入力導体部27
とＢ電源導体部61との間には抵抗24が印刷焼成されてい
る。入力導体部25中の円で囲んで示されたのは、端子P1
と前述の接続線66で接続される接続エリア25aであり、
一方、入力導体部27の先端27aは、点火制御部30を集積
化した例えばフリップチップのバンプと接続される部分
である。出力部40のトランジスタ41を収納した個別素子
はこの印刷基板60内の一点鎖線で囲まれた場所にマウン
トされ、その３個のリード40b,40c,40eの先端部はそれ
ぞれ印刷導体部65,63,64と半田づけ等で接続される。こ
の内の点火電流を導くコレクタ導体部63は図の下側中央
に接続エリア63aをもち、ここから接続線66を介して端
子Ｃに接続される。この第１図に示されたパターンの印
刷導体の内で基準電位点に当たるものは、Ｂ電源導体部
61と接地導体部62とであって、それぞれ接続エリア61a,
62aを有し、接続線66を介して端子B,P2に接続される。
この内接地導体部62の方は別の接続エリア62bをもち、
前の出力部40のエミッタリード40eと接続された印刷導
体部64の接続エリア64aとともに、第４図（ａ）からわ
かるようにそれぞれ接続線66を介して金属製のケース本
体51,従って接地電位点Ｅに接続される。 以上の印刷パターンを有する基板60において、ノイズ障
害防止用の導体をなすのは、コレクタ導体部63と入力導
体部25との間に配置された71で示される部分であって、
その図の上端は接地導体部62と接続されている。またこ
の実施例では、この導体71は出力部40のベースリードに
接続されている印刷導体部65をもコレクタ導体部63から
隔離しており、該コレクタ導体部63の図の右側も接地導
体部62によって囲まれている。このようにノイズ源であ
るコレクタ導体部63は、基準電位にある導体71および接
地導体部62によって三方を囲まれ、残る一方もケースに
納められたとき接地電位にあるケース本体51によって囲
まれるので、装置内の他の部分からほぼ完全に隔離され
る。なお、ノイズの影響を受けやすい入力回路20の前述
の入力導体部25,26,27は細長く図の左辺から上辺にかけ
て延びているが、図からわかるようにそのいずれも基準
電位にある接地導体部62,B電源導体部61あるいはケース
に納められたときケース本体によって囲まれ、外来ノイ
ズから保護されている。 第２図は本考案の異なる実施例を示すもので、図には前
の第４図（ａ）の端子B,Cの部分がケース50の内側から
見た状態が一部断面斜視図で示されている。もちろん、
これらの端子B,Cは端子モールド体53内に埋め込まれ
る。この実施例における導体72は、基準電位の一つであ
るＢ電源電位にある端子Ｂから延在されてノイズ源であ
るコレクタ電位にある端子Ｃをほぼ囲むように設けられ
ている。すなわち、この導体72は端子Ｃの三方を囲む半
リング部72aとこれを端子Ｂに接続する接続部72aからな
っている。もちろん、半リング部72bは完全に端子Ｃを
囲むリング状に形成してもよいが、図示の構造の方が端
子Ｂの製作時に打ち抜きと折り曲げによって容易に形成
でき、かつリング形状とほぼ同じ端子Ｃの隔離効果を得
ることができる。なお、これらの端子B,Cと導体72とを
端子モールド体53に埋め込む際には、導体72のケースの
外面側端面72cを該モールド体53の表面から突出しない
ようにする方が、汚染等の悪影響を受けることが少なく
て有利である。また、この実施例は第１図に示された前
の実施例と併用することも、出力部40のコレクタリード
40cから点火電流を端子Ｃに直接導出する場合に用いる
こともできる。

【考案の効果】

以上説明したように本考案によれば、ケース内に入力部
と点火制御部と出力部とを収納して該入力部からの接続
路をケース外に導出してなる電子式エンジン点火回路装
置において、ピックアップへの接続路および入力部と出
力部から点火コイルに点火電流を導出する接続路との間
の少なくとも一部に導体を配置して該接続路を該導体で
取り囲むようにし、該導体を回路装置の基準電位点に接
続するようにしたので、ノイズに感じやすい入力部をケ
ース内に存在するノイズ源の影響から有効に保護するこ
とができる。外来ノイズは電子式エンジン点火回路装置
の各端子から装置内に侵入して来るが、この内まず基準
電位にある端子（前述のP1およびＢ）から入って来るノ
イズは、該基準電位点が交流に対する低インピーダンス
電位であるから、ノイズ障害がこれによって起きる気づ
かいはない。残りは入力部につながる端子（前述のP1）
とノイズ源そのものである点火コイルにつながる端子
（前述のＣ）からのノイズであるが、後者は本考案その
ものによって入力部から有効に隔離されているので、入
力部にはノイズ障害は生じない。入力端子から入力部へ
外来ノイズが侵入して来ることは避けられないが、元来
この入力部は外来ノイズに対するものであって、端子か
ら入って来るノイズを有効に吸収するようにできてい
る。換言すれば、この入力部は内在ノイズには弱いが外
来ノイズには強いのであって、本考案によって内在ノイ
ズに感じないようにすれば、その外来ノイズに対する強
みが発揮されて、装置全体がノイズの影響を受けなくな
るのである。 以上の説明からわかるように、本考案による電子式エン
ジン点火回路装置は、従来技術のように装置の接地条件
や動作環境に左右されることが本質的になく、非常に広
い範囲の用途に適用して装置を内在ノイズの影響から有
効に守ることができる。このようにして、本考案による
電子式エンジン点火回路装置は高い点火時期制御精度を
維持しながら小形の装置にまとめることができ、ノイズ
源の多い狭いエンジンルーム内あるいはその中のディス
トリビュータなどのノイズ源自体に取付け設置して、し
かも端子順序など制約のない条件で用いることができ
る。

【図面の簡単な説明】

図はすべて本考案を説明するもので、内第１図は電子式
エンジン点火回路装置の印刷基板部に本考案を実施した
例を示す基板内の印刷導体要部のパターン配置図、第２
図は装置の端子部に本考案を実施した例を示す端子の要
部の一部断面斜視図、第３図は装置の全体回路をピック
アップおよび点火コイルとともに示す回路図、第４図は
装置の構造を示す断面図である。図において、 1:ピックアップ、2:点火コイル、10:電子式エンジン点
火回路装置、20:入力部、30:点火制御部、40:出力部、5
0:ケース、60:印刷基板、71,72:導体、B,C,P1,P2:端
子、である。

Claims (4)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】エンジンの回転を検出するピックアップか
   ら入力信号を受け該入力信号に同期した点火電流を点火
   コイルに与える回路装置であって、前記ピックアップ信
   号を受ける入力部と，該入力部を介してピックアップ信
   号を受け所定の点火特性に応じたタイミングで開閉指令
   を発する電子式の点火制御部と，該開閉指令に応じて点
   火電流を開閉する出力部とをケース内に収納し、該ケー
   スから前記ピックアップおよび点火コイルへの接続路を
   導出してなるものにおいて、前記点火制御部が半導体集
   積回路として構成され、該集積回路をマウントする印刷
   基板上に入力部と点火電流の導出のための接続路が作り
   込まれ、ピックアップへの接続路および入力部と出力部
   から点火コイルに点火電流を導出する接続路との間の少
   なくとも一部に回路装置の基準電位点に接続した導体を
   配置し、前記接続路のケース貫通部が接続端子として構
   成され、ピックアップへの接続端子および点火電流の導
   出のための接続端子の内の少なくとも一方を取り囲むよ
   うに前記導体が配設されたことを特徴とする電子式エン
   ジン点火回路装置。
2. 【請求項２】実用新案登録請求の範囲第１項記載の回路
   装置において、出力部から接続端子に点火電流を直接導
   出するようにしたことを特徴とする電子式エンジン点火
   回路装置。
3. 【請求項３】実用新案登録請求の範囲第１項記載の回路
   装置において、基準電位点が接地電位点であることを特
   徴とする電子式エンジン点火回路装置。
4. 【請求項４】実用新案登録請求の範囲第１項記載の回路
   装置において、基準電位点が回路装置への給電用のＢ電
   源電位点であることを特徴とする電子式エンジン点火回
   路装置。