JPH0726607B2 - 多気筒内燃機関用電子配電式点火装置 - Google Patents
多気筒内燃機関用電子配電式点火装置Info
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- JPH0726607B2 JPH0726607B2 JP62037982A JP3798287A JPH0726607B2 JP H0726607 B2 JPH0726607 B2 JP H0726607B2 JP 62037982 A JP62037982 A JP 62037982A JP 3798287 A JP3798287 A JP 3798287A JP H0726607 B2 JPH0726607 B2 JP H0726607B2
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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
- F02P7/00—Arrangements of distributors, circuit-makers or -breakers, e.g. of distributor and circuit-breaker combinations or pick-up devices
- F02P7/02—Arrangements of distributors, circuit-makers or -breakers, e.g. of distributor and circuit-breaker combinations or pick-up devices of distributors
- F02P7/03—Arrangements of distributors, circuit-makers or -breakers, e.g. of distributor and circuit-breaker combinations or pick-up devices of distributors with electrical means
- F02P7/035—Arrangements of distributors, circuit-makers or -breakers, e.g. of distributor and circuit-breaker combinations or pick-up devices of distributors with electrical means without mechanical switching means
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- 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
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- H—ELECTRICITY
- H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10D—INORGANIC ELECTRIC SEMICONDUCTOR DEVICES
- H10D84/00—Integrated devices formed in or on semiconductor substrates that comprise only semiconducting layers, e.g. on Si wafers or on GaAs-on-Si wafers
- H10D84/40—Integrated devices formed in or on semiconductor substrates that comprise only semiconducting layers, e.g. on Si wafers or on GaAs-on-Si wafers characterised by the integration of at least one component covered by groups H10D12/00 or H10D30/00 with at least one component covered by groups H10D10/00 or H10D18/00, e.g. integration of IGFETs with BJTs
- H10D84/401—Combinations of FETs or IGBTs with BJTs
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- Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Combustion & Propulsion (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
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Description
【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は内燃機関用点火装置に係り、特に多気筒内燃機
関の電子配電式点火装置に係る。
関の電子配電式点火装置に係る。
従来、内燃機関の点火装置は、例えば特開昭60-209667
号公報に記載のように、点火コイルの一次電流を断続制
御するスイツチング素子の電流を制御するため、電流検
出装置を含む負帰還回路を有するものが知られている。
そして、このような点火装置を多気筒内燃機関に適用す
る場合、同一装置の重複設置及びこれに伴うコストアツ
プを避けるため、その一部を共用すべきことが示されて
いる。すなわち、上記従来技術においては、二気筒内燃
機の点火装置において、２個のスイツチングトランジス
タの電流を制御するための電流検出抵抗及びそれに付随
する帰還回路等を共用している。
号公報に記載のように、点火コイルの一次電流を断続制
御するスイツチング素子の電流を制御するため、電流検
出装置を含む負帰還回路を有するものが知られている。
そして、このような点火装置を多気筒内燃機関に適用す
る場合、同一装置の重複設置及びこれに伴うコストアツ
プを避けるため、その一部を共用すべきことが示されて
いる。すなわち、上記従来技術においては、二気筒内燃
機の点火装置において、２個のスイツチングトランジス
タの電流を制御するための電流検出抵抗及びそれに付随
する帰還回路等を共用している。
さらに、例えば特開昭60-209667号公報に記載の内燃機
関用点火装置によれば、４気筒若しくは８気筒内燃機関
の点火装置であり４個のパワートランジスタにより点火
コイル一次電流を制御するものにおいて、これら４個の
パワートランジスタに共通の電流検出回路及び共通の帰
還回路を設けることが開示されている。
関用点火装置によれば、４気筒若しくは８気筒内燃機関
の点火装置であり４個のパワートランジスタにより点火
コイル一次電流を制御するものにおいて、これら４個の
パワートランジスタに共通の電流検出回路及び共通の帰
還回路を設けることが開示されている。
上記の従来技術では、しかしながら、全スイツチング素
子の電流制限を単一の電流検出抵抗及び帰還回路により
共用せんとするため、例えばその一のスイツチング素子
がシヨート破壊した場合には、全スイツチング素子の制
御が不能となり、全気筒の点火が停止し、機関の停止を
招く。
子の電流制限を単一の電流検出抵抗及び帰還回路により
共用せんとするため、例えばその一のスイツチング素子
がシヨート破壊した場合には、全スイツチング素子の制
御が不能となり、全気筒の点火が停止し、機関の停止を
招く。
そこで、本発明の目的は、上記従来技術の欠点に鑑み、
一部のスイツチング素子がシヨート破壊しても他のスイ
ツチング素子の機能をも失わせることのない、いわゆる
フエールセーフ機能に優れた多気筒内燃機関用電子配電
式点火装置をコンパクトにして提供することにある。
一部のスイツチング素子がシヨート破壊しても他のスイ
ツチング素子の機能をも失わせることのない、いわゆる
フエールセーフ機能に優れた多気筒内燃機関用電子配電
式点火装置をコンパクトにして提供することにある。
上記の本発明の目的は、多気筒機関の１又は２の気筒毎
に１個の点火コイルと１個のパワースイツチング素子を
備えた点火回路を有し、上記点火回路を少なくとも２個
以上の点火回路を含む複数の点火系統に分割し、さらに
上記各点火系統毎にその系統内の上記パワースイツチン
グ素子の電流を制御するための共通かつ単一の電流制御
回路を設けた多気筒内燃機関用電子配電式点火装置によ
り達成される。
に１個の点火コイルと１個のパワースイツチング素子を
備えた点火回路を有し、上記点火回路を少なくとも２個
以上の点火回路を含む複数の点火系統に分割し、さらに
上記各点火系統毎にその系統内の上記パワースイツチン
グ素子の電流を制御するための共通かつ単一の電流制御
回路を設けた多気筒内燃機関用電子配電式点火装置によ
り達成される。
〔作用〕 本発明によれば、上記の本発明の構成により、複数のパ
ワースイツチング素子の一がシヨート破壊した場合にお
いても、上記シヨート破壊したパワースイツチング素子
の属する点火系統のみがその機能を失うが、その他の点
火系統はその機能を保持する。そのため、機関の全気筒
の点火が全て停止することなく、機関の停止を免れ、も
つてフエールセーフ機能に優れた多気筒内燃機関用電子
配電式点火装置とすることができる。
ワースイツチング素子の一がシヨート破壊した場合にお
いても、上記シヨート破壊したパワースイツチング素子
の属する点火系統のみがその機能を失うが、その他の点
火系統はその機能を保持する。そのため、機関の全気筒
の点火が全て停止することなく、機関の停止を免れ、も
つてフエールセーフ機能に優れた多気筒内燃機関用電子
配電式点火装置とすることができる。
以下、本発明になる点火装置の一実施例を図を用いて説
明する。
明する。
第１図は、本発明を適用した直列６気筒エンジンの電子
配電式点火装置の回路を示している。この６気筒エンジ
ンの各気筒にはそれぞれ１個の点火プラグ10〜15が、例
えば点火プラグ10は第１気筒に、点火プラグ11は第６気
筒に、点火プラグ12は第５気筒に、点火プラグ13は第２
気筒に、点火プラグ14は第３気筒に、そして点火プラグ
15は第４気筒にという様に設けられ、各気筒の点火を実
行している。そして、これら気筒の順序は、例えば、第
１気筒−第５気筒−第３気筒−第６気筒−第２気筒−第
４気筒の順になつている。
配電式点火装置の回路を示している。この６気筒エンジ
ンの各気筒にはそれぞれ１個の点火プラグ10〜15が、例
えば点火プラグ10は第１気筒に、点火プラグ11は第６気
筒に、点火プラグ12は第５気筒に、点火プラグ13は第２
気筒に、点火プラグ14は第３気筒に、そして点火プラグ
15は第４気筒にという様に設けられ、各気筒の点火を実
行している。そして、これら気筒の順序は、例えば、第
１気筒−第５気筒−第３気筒−第６気筒−第２気筒−第
４気筒の順になつている。
上記の６個の点火プラグ10〜15はそれぞれ対応する点火
コイル４〜９の二次コイルに接続されており、これら点
火コイルの一次コイルにはそれぞれのパワートランジス
タ20〜25が直列に接続されている。そして、上記パワー
トランジスタ20〜25により点火コイル４〜９の一次電流
を断続し、もつて二次コイルに高電圧を発生して上記点
火プラグに着火する。このようにし、エンジンの気筒ご
とに、それぞれ点火コイル４〜９及びパワートランジス
タ20〜25から構成される点火回路が設けられている。
コイル４〜９の二次コイルに接続されており、これら点
火コイルの一次コイルにはそれぞれのパワートランジス
タ20〜25が直列に接続されている。そして、上記パワー
トランジスタ20〜25により点火コイル４〜９の一次電流
を断続し、もつて二次コイルに高電圧を発生して上記点
火プラグに着火する。このようにし、エンジンの気筒ご
とに、それぞれ点火コイル４〜９及びパワートランジス
タ20〜25から構成される点火回路が設けられている。
次に、上記の点火回路は、図からも明らかなように、２
個の点火回路を単位とした３個の点火系統に分割されて
いる。図示の実施例では、点火コイル４とパワートラン
ジスタ20とから成る点火回路と、点火コイル５とパワー
トランジスタ21とから成る点火回路を組み合せて第１の
点火系統に、点火コイル６とパワートランジスタ22から
成る点火回路と点火コイル７とパワートランジスタ23と
から成る点火回路を組み合せて第２の点火系統とし、そ
して点火コイル８とパワートランジスタ24とから成る点
火回路と点火コイル９とパワートランジスタ25とから成
る点火回路を組み合せて第３の点火系統としている。そ
して、これら第１乃至第３の点火系統は、それぞれヒユ
ーズ100,101,102を介し、そしてさらにキースイツチ２
を介して電源である車載のバツテリ１に接続されてい
る。
個の点火回路を単位とした３個の点火系統に分割されて
いる。図示の実施例では、点火コイル４とパワートラン
ジスタ20とから成る点火回路と、点火コイル５とパワー
トランジスタ21とから成る点火回路を組み合せて第１の
点火系統に、点火コイル６とパワートランジスタ22から
成る点火回路と点火コイル７とパワートランジスタ23と
から成る点火回路を組み合せて第２の点火系統とし、そ
して点火コイル８とパワートランジスタ24とから成る点
火回路と点火コイル９とパワートランジスタ25とから成
る点火回路を組み合せて第３の点火系統としている。そ
して、これら第１乃至第３の点火系統は、それぞれヒユ
ーズ100,101,102を介し、そしてさらにキースイツチ２
を介して電源である車載のバツテリ１に接続されてい
る。
また、上記バツテリ１はキースイツチ２を介してマイク
ロコンピユータ（以下、単に「マイコン」と称す）３の
電源端に接続されている。このマイコン３は、回転速度
（PRM），冷却水温（TW），バツテリー電圧（VB），ス
ロツトル開度（OT）等の機関の運転状態を検出する各種
のセンサからの出力信号を取り込み、これらに基づいて
上記点火回路の通電時間を制御し、もつて点火時期を機
関の運転状態に応じて最適に制御するものである。そし
て、このマイコン３の出力は、上記の６個のパワートラ
ンジスタ20〜25を内蔵するパワースイツチングモジユー
ル16に入力される。すなわち、このマイコン３は、上記
６個のパワートランジスタ20〜25のベース端子にそれぞ
れ制御信号を与え、もつてこれらパワートランジスタ20
〜25のオン・オフ動作を制御する。
ロコンピユータ（以下、単に「マイコン」と称す）３の
電源端に接続されている。このマイコン３は、回転速度
（PRM），冷却水温（TW），バツテリー電圧（VB），ス
ロツトル開度（OT）等の機関の運転状態を検出する各種
のセンサからの出力信号を取り込み、これらに基づいて
上記点火回路の通電時間を制御し、もつて点火時期を機
関の運転状態に応じて最適に制御するものである。そし
て、このマイコン３の出力は、上記の６個のパワートラ
ンジスタ20〜25を内蔵するパワースイツチングモジユー
ル16に入力される。すなわち、このマイコン３は、上記
６個のパワートランジスタ20〜25のベース端子にそれぞ
れ制御信号を与え、もつてこれらパワートランジスタ20
〜25のオン・オフ動作を制御する。
上記パワースイツチングモジユール16は、やはり上記の
点火系統により分割され、すなわち２個のパワートラン
ジスタ20と21、22と23、そして24と25により３系統に構
成されている。これら各系統、例えば２個のパワートラ
ンジスタ20,21には、共通の電流制限回路17が設けられ
ている。そして、この電流制限回路17は、上記のパワー
トランジスタ20,21のエミツタ端子と接地（アース）間
に接続された単一の電流検出用抵抗17a、この電流検出
用抵抗17aに並列に接続された分割抵抗17b,17c、上記分
割抵抗の中点にそのベース端子を接続しかつそのエミツ
タ端子を接地した電流制御用トランジスタ17d、そして
上記電流制御用トランジスタ17dのコレクタ端子と上記
２個のパワートランジスタ20,21のベース端子間に順方
向に接続されたダイオード17e,17fとから構成されてい
る。さらに、２個パワートランジスタ22,23にも共通の
電流制限回路18が、また他の２個のパワートランジスタ
24,25にも共通の電流制限回路19が設けられている。こ
れらの電流制限回路18,19も、上記の電流制限回路16と
同様の構成を有する。そして、これら電流制限回路も上
記パワースイツチングモジユール16内に納められてい
る。
点火系統により分割され、すなわち２個のパワートラン
ジスタ20と21、22と23、そして24と25により３系統に構
成されている。これら各系統、例えば２個のパワートラ
ンジスタ20,21には、共通の電流制限回路17が設けられ
ている。そして、この電流制限回路17は、上記のパワー
トランジスタ20,21のエミツタ端子と接地（アース）間
に接続された単一の電流検出用抵抗17a、この電流検出
用抵抗17aに並列に接続された分割抵抗17b,17c、上記分
割抵抗の中点にそのベース端子を接続しかつそのエミツ
タ端子を接地した電流制御用トランジスタ17d、そして
上記電流制御用トランジスタ17dのコレクタ端子と上記
２個のパワートランジスタ20,21のベース端子間に順方
向に接続されたダイオード17e,17fとから構成されてい
る。さらに、２個パワートランジスタ22,23にも共通の
電流制限回路18が、また他の２個のパワートランジスタ
24,25にも共通の電流制限回路19が設けられている。こ
れらの電流制限回路18,19も、上記の電流制限回路16と
同様の構成を有する。そして、これら電流制限回路も上
記パワースイツチングモジユール16内に納められてい
る。
次に、上記点火装置の動作について説明する。第２図
（ａ）〜（ｆ）は、上記マイコン３から各パワートラン
ジスタ20〜25に入力されるベース信号である。より詳細
には、第２図（ａ）には第１気筒の点火を制御するパワ
ートランジスタ20のベース信号、（ｂ）には第５気筒用
パワートランジスタ22のベース信号、（ｃ）には第３気
筒用パワートランジスタ24のベース信号、（ｄ）には第
６気筒用パワートランジスタ21のベース信号、（ｅ）に
は第２気筒パワートランジスタ23のベース信号、そして
（ｆ）には第４気筒用パワートランジスタ25のベース信
号が示されている。このように、マイコン３は各気筒毎
の点火制御信号（ベース信号）を出力し、各点火制御信
号がラツプすることはない。
（ａ）〜（ｆ）は、上記マイコン３から各パワートラン
ジスタ20〜25に入力されるベース信号である。より詳細
には、第２図（ａ）には第１気筒の点火を制御するパワ
ートランジスタ20のベース信号、（ｂ）には第５気筒用
パワートランジスタ22のベース信号、（ｃ）には第３気
筒用パワートランジスタ24のベース信号、（ｄ）には第
６気筒用パワートランジスタ21のベース信号、（ｅ）に
は第２気筒パワートランジスタ23のベース信号、そして
（ｆ）には第４気筒用パワートランジスタ25のベース信
号が示されている。このように、マイコン３は各気筒毎
の点火制御信号（ベース信号）を出力し、各点火制御信
号がラツプすることはない。
次に、電流制限回路17,18,19は同一の回路構成であり、
同一の機能を有することから、以下、電流制限回路17に
ついて説明する。この電流制限回路17の電流検出抵抗17
aは上記パワートランジスタ20及び21のエミツタに共通
に接続されており、これらパワートランジスタ20又は21
に流れる電流を検出する。すなわち、上記電流検出抵抗
17aに電流が流れると、この電流に比例した電圧が上記
抵抗17a両端に表われる。そして、この電圧信号は、分
割抵抗17b,17cにより分割され、電流制限用トランジス
タ17dのベース端子に入力される。それ故、パワートラ
ンジスタ20又は21に流れる電流、すなわち点火コイル４
又は５の一次電流が所定の値に達すると、上記電流制限
用トランジスタ17dが導通状態となる。これにより、上
記パワートランジスタ20又は21のベース端子に印加され
る点火制御信号は、順方向に接続されたダイオード17e
又は17fを介し、上記導通状態となつた制御用トランジ
スタ17dを通して接地に引き込まれる。この様にして、
上記パワートランジスタ20又は21の点火制御信号が制御
され、もつて点火コイルの一次電流の最大値が所定値に
制御される。このようにして制御された点火コイル４の
一次電流の様子を第２図（ｇ）に示す。さらに、第２図
（ｈ）には、上記点火プラグ４の二次電圧、すなわち第
１気筒内に設けた点火プラグ10を点火するための高電圧
の発生状況が示されている。すなわち、第４図（ｇ）に
示す点火コイル４の一次電流が遮断されると同時に、そ
れまで一次コイルに蓄えられたエネルギーによつて高電
圧点火信号が発生する。
同一の機能を有することから、以下、電流制限回路17に
ついて説明する。この電流制限回路17の電流検出抵抗17
aは上記パワートランジスタ20及び21のエミツタに共通
に接続されており、これらパワートランジスタ20又は21
に流れる電流を検出する。すなわち、上記電流検出抵抗
17aに電流が流れると、この電流に比例した電圧が上記
抵抗17a両端に表われる。そして、この電圧信号は、分
割抵抗17b,17cにより分割され、電流制限用トランジス
タ17dのベース端子に入力される。それ故、パワートラ
ンジスタ20又は21に流れる電流、すなわち点火コイル４
又は５の一次電流が所定の値に達すると、上記電流制限
用トランジスタ17dが導通状態となる。これにより、上
記パワートランジスタ20又は21のベース端子に印加され
る点火制御信号は、順方向に接続されたダイオード17e
又は17fを介し、上記導通状態となつた制御用トランジ
スタ17dを通して接地に引き込まれる。この様にして、
上記パワートランジスタ20又は21の点火制御信号が制御
され、もつて点火コイルの一次電流の最大値が所定値に
制御される。このようにして制御された点火コイル４の
一次電流の様子を第２図（ｇ）に示す。さらに、第２図
（ｈ）には、上記点火プラグ４の二次電圧、すなわち第
１気筒内に設けた点火プラグ10を点火するための高電圧
の発生状況が示されている。すなわち、第４図（ｇ）に
示す点火コイル４の一次電流が遮断されると同時に、そ
れまで一次コイルに蓄えられたエネルギーによつて高電
圧点火信号が発生する。
以上説明した実施例からも明らかなように、本発明にな
る点火装置では、１個の点火コイルと１個のパワートラ
ンジスタから成る点火回路を複数の系統に、具体的には
６個の点火回路を３系統に分割している。このため、何
らかの原因により、いずれか１個のパワートランジスタ
がシヨート破壊したとしても、その破壊されたパワート
ランジスタを含む系統のみが動作不能となるが、他の系
統は正常な動作が可能となり、点火装置全体としてのフ
エールセーフが高められる。例えば、第１図において、
パワートランジスタ20が何らかの原因によりシヨート破
壊した場合（一般的に、トランジスタが破壊する場合に
はそのジヤンクシヨンが破壊され、もつてシヨート状態
で破壊されるのがほとんどである）、電流検出用抵抗17
aには常に電流が流れることとなり、電流制限用トラン
ジスタ17dは常に導通状態となる。そのため、同じ系統
の他のパワートランジスタ21のベース端子に入力される
ベース信号、すなわち点火制御信号は上記の常導通状態
の制御用トランジスタ17dにより接地に引き込まれてし
まい、それ故、上記パワートランジスタは遮断状態を保
つたままとなつてしまい、点火コイル５の一次電流は流
れず、点火プラグ（第６気筒）では点火しないこととな
る。
る点火装置では、１個の点火コイルと１個のパワートラ
ンジスタから成る点火回路を複数の系統に、具体的には
６個の点火回路を３系統に分割している。このため、何
らかの原因により、いずれか１個のパワートランジスタ
がシヨート破壊したとしても、その破壊されたパワート
ランジスタを含む系統のみが動作不能となるが、他の系
統は正常な動作が可能となり、点火装置全体としてのフ
エールセーフが高められる。例えば、第１図において、
パワートランジスタ20が何らかの原因によりシヨート破
壊した場合（一般的に、トランジスタが破壊する場合に
はそのジヤンクシヨンが破壊され、もつてシヨート状態
で破壊されるのがほとんどである）、電流検出用抵抗17
aには常に電流が流れることとなり、電流制限用トラン
ジスタ17dは常に導通状態となる。そのため、同じ系統
の他のパワートランジスタ21のベース端子に入力される
ベース信号、すなわち点火制御信号は上記の常導通状態
の制御用トランジスタ17dにより接地に引き込まれてし
まい、それ故、上記パワートランジスタは遮断状態を保
つたままとなつてしまい、点火コイル５の一次電流は流
れず、点火プラグ（第６気筒）では点火しないこととな
る。
もしも、従来技術の如く、上記電流制御回路を全気筒
（例えば６気筒）に共通のものとした場合には、上記の
様なパワートランジスタのシヨート破壊は全気筒の点火
の停止につながつてしまい、エンジンがストツプしてし
まうこととなる。すなわち、自動車の走行中に、上記の
シヨート破壊を生じた場合、自動車は動かなくなり、そ
の場所に立ち往生してしまう。
（例えば６気筒）に共通のものとした場合には、上記の
様なパワートランジスタのシヨート破壊は全気筒の点火
の停止につながつてしまい、エンジンがストツプしてし
まうこととなる。すなわち、自動車の走行中に、上記の
シヨート破壊を生じた場合、自動車は動かなくなり、そ
の場所に立ち往生してしまう。
一方、本発明の点火装置によれば、点火コイルとパワー
トランジスタとから成る点火回路を複数の系統に分割
し、それぞれの系統に個別の電流制御回路を設けている
ため、上記パワートランジスタ20がシヨート破壊して
も、第１気筒と第６気筒に設けられた点火プラグ10,11
の点火を司さどる点火コイル4,5は動作不能になつてし
まうが、第５及び第２気筒の点火を司さどる点火コイル
６及び７、第３及び第４気筒の点火を司さどる点火コイ
ル８及び９、さらにはこれら点火コイルの一次電流を制
御するパワートランジスタ22〜25は正常に動作する。こ
のため、６気筒のうちの４気筒については点火が行わ
れ、エンジンの動作は停止することがなく、例えばデイ
ーラー等までの走行も可能となることは明らかである。
トランジスタとから成る点火回路を複数の系統に分割
し、それぞれの系統に個別の電流制御回路を設けている
ため、上記パワートランジスタ20がシヨート破壊して
も、第１気筒と第６気筒に設けられた点火プラグ10,11
の点火を司さどる点火コイル4,5は動作不能になつてし
まうが、第５及び第２気筒の点火を司さどる点火コイル
６及び７、第３及び第４気筒の点火を司さどる点火コイ
ル８及び９、さらにはこれら点火コイルの一次電流を制
御するパワートランジスタ22〜25は正常に動作する。こ
のため、６気筒のうちの４気筒については点火が行わ
れ、エンジンの動作は停止することがなく、例えばデイ
ーラー等までの走行も可能となることは明らかである。
また、上記実施例においては、第１気筒−第５気筒−第
３気筒−第６気筒−第２気筒−第４気筒の点火気筒順序
において、第１気筒と第６気筒、第５気筒と第２気筒、
第３気筒と第４気筒の様に３系統に分割しているのは、
この中の一の系統がパワートランジスタのシヨート破壊
により動作不能となつた場合でもエンジンがバランス良
く円滑に回転できるようにするためである。また、第１
図においては、各点火系統毎にヒユーズ100〜102が設け
られ、パワートランジスタのシヨート破壊時にはこのヒ
ユーズが溶断するようになつている。すなわち、このヒ
ユーズの溶断により、シヨート破壊したパワートランジ
スタを含む点火系統を電源から切り離し、もつてパワー
ロスすなわちバツテリロスを低減せんとするものであ
る。
３気筒−第６気筒−第２気筒−第４気筒の点火気筒順序
において、第１気筒と第６気筒、第５気筒と第２気筒、
第３気筒と第４気筒の様に３系統に分割しているのは、
この中の一の系統がパワートランジスタのシヨート破壊
により動作不能となつた場合でもエンジンがバランス良
く円滑に回転できるようにするためである。また、第１
図においては、各点火系統毎にヒユーズ100〜102が設け
られ、パワートランジスタのシヨート破壊時にはこのヒ
ユーズが溶断するようになつている。すなわち、このヒ
ユーズの溶断により、シヨート破壊したパワートランジ
スタを含む点火系統を電源から切り離し、もつてパワー
ロスすなわちバツテリロスを低減せんとするものであ
る。
第３図は、本発明の他の実施例を示す。図からも明らか
なように、この実施例では、全６気筒の点火回路を２つ
の系統に分割して、またパワースイツチング素子として
パワーMOSFET20′〜25′を使用したものである。すなわ
ち、第１気筒用点火プラグ10,第３気筒用点火プラグ14,
第２気筒用点火プラグ13の点火を司さどる点火コイル4,
8,7、さらにこれらに直列接続されたパワーMOSFET20′,
24′及び23′により一の点火系統を、そして、第５気筒
用点火プラグ，第６気筒用点火プラグ11,第４気筒用点
火プラグ15の点火を司さどる点火コイル6,5,9、さらに
これらに直列に接続されたパワーMOSFET22′,21′,25′
により他の系統を構成している。また、点火の順序は、
第１図の実施例と同様に、第１気筒−第５気筒−第３気
筒−第６気筒−第２気筒−第４気筒の順である。以上か
らも明らかなように、この実施例では、点火の順序に従
つて第１の系統と第２の系統の点火回路に順次分配され
ており、パワーMOSFETのシヨート破壊によつて一方の系
統が故障しても他の系統（３気筒）が働き、バランス良
くかつ円滑にエンジンを駆動し得るようになつている。
なように、この実施例では、全６気筒の点火回路を２つ
の系統に分割して、またパワースイツチング素子として
パワーMOSFET20′〜25′を使用したものである。すなわ
ち、第１気筒用点火プラグ10,第３気筒用点火プラグ14,
第２気筒用点火プラグ13の点火を司さどる点火コイル4,
8,7、さらにこれらに直列接続されたパワーMOSFET20′,
24′及び23′により一の点火系統を、そして、第５気筒
用点火プラグ，第６気筒用点火プラグ11,第４気筒用点
火プラグ15の点火を司さどる点火コイル6,5,9、さらに
これらに直列に接続されたパワーMOSFET22′,21′,25′
により他の系統を構成している。また、点火の順序は、
第１図の実施例と同様に、第１気筒−第５気筒−第３気
筒−第６気筒−第２気筒−第４気筒の順である。以上か
らも明らかなように、この実施例では、点火の順序に従
つて第１の系統と第２の系統の点火回路に順次分配され
ており、パワーMOSFETのシヨート破壊によつて一方の系
統が故障しても他の系統（３気筒）が働き、バランス良
くかつ円滑にエンジンを駆動し得るようになつている。
また、各点火系統毎に設けられた電流制御回路170及び1
80も、第１図に示すそれとほぼ同様であり、例えば電流
制限回路170は、３個のパワーMOSFET20′,24′,23′の
ソース端子に接続された電流検出用抵抗170a、分割用抵
抗170b,170c、電圧制御用トランジスタ170d、及び３個
の順方向接続ダイオード170e,170f,170gから成つてい
る。
80も、第１図に示すそれとほぼ同様であり、例えば電流
制限回路170は、３個のパワーMOSFET20′,24′,23′の
ソース端子に接続された電流検出用抵抗170a、分割用抵
抗170b,170c、電圧制御用トランジスタ170d、及び３個
の順方向接続ダイオード170e,170f,170gから成つてい
る。
従来、パワーMOSFETは、電圧制御素子であり、定電圧を
ゲートに印加することにより、ドレイン（ソース）電流
を制御できる。しかしながら、点火装置として用いる４
〜６（Ａ）の電流領域では、ゲート電圧の制御が困難で
あり、またパワーMOSFETのばらつきにより、ドレイン
（ソース）電流のピーク値は安定しない欠点があつた。
つまり、ゲート電圧の制御で、ドレイン（ソース）電流
のピーク値を制御するには限界があつた。このため、第
３図に示す実施例では、トランジスタ170d又は180dを用
いて、トランジスタ170dのVCE（sat）によりゲート電圧
を制御する。パワーMOSFET（例えば20′）のソース電流
が所定値に達つするとトランジスタ17dが導通し、ゲー
ト電圧をソース電流が一定値になる様に制御する。これ
により、従来のゲート電圧の定電圧制御に比べ、電流制
限値の制御精度は大巾に向上する。また、その他の部分
は第１図の回路と同様である。
ゲートに印加することにより、ドレイン（ソース）電流
を制御できる。しかしながら、点火装置として用いる４
〜６（Ａ）の電流領域では、ゲート電圧の制御が困難で
あり、またパワーMOSFETのばらつきにより、ドレイン
（ソース）電流のピーク値は安定しない欠点があつた。
つまり、ゲート電圧の制御で、ドレイン（ソース）電流
のピーク値を制御するには限界があつた。このため、第
３図に示す実施例では、トランジスタ170d又は180dを用
いて、トランジスタ170dのVCE（sat）によりゲート電圧
を制御する。パワーMOSFET（例えば20′）のソース電流
が所定値に達つするとトランジスタ17dが導通し、ゲー
ト電圧をソース電流が一定値になる様に制御する。これ
により、従来のゲート電圧の定電圧制御に比べ、電流制
限値の制御精度は大巾に向上する。また、その他の部分
は第１図の回路と同様である。
上記第３図の実施例では、パワースイツチング素子の一
がシヨート破壊しても、他の点火系統の働きによりエン
ジンを作動できる。しかしながら、この場合、第１図の
実施例による場合には2/3になるのに比べ、エンジン出
力は1/2（半分）になる。これは点火系統を３系統では
なく２系統に用割したことになる。このような欠点にも
かかわらず、上記第３図の実施例は、電流制限回路又は
ヒユーズが２個で済み経済的であり安価であるという利
点を有する。
がシヨート破壊しても、他の点火系統の働きによりエン
ジンを作動できる。しかしながら、この場合、第１図の
実施例による場合には2/3になるのに比べ、エンジン出
力は1/2（半分）になる。これは点火系統を３系統では
なく２系統に用割したことになる。このような欠点にも
かかわらず、上記第３図の実施例は、電流制限回路又は
ヒユーズが２個で済み経済的であり安価であるという利
点を有する。
第４図には、上述のパワースイツチング素子及び電流制
限回路を一個のシリコンチツプ上に構成したものが示さ
れている。この第４図の断面図において、Ｐ形基板上
に、各素子を形成する。200はメタライズ層であり、図
示しないヒートシンクにはんだ付けされる面である。20
1はＰ層であり、最も負の電位（アース）に接続され
る。202は酸化シリコンであり絶縁層である。斜線でハ
ンチングした203はAl電極であり、蒸着により形成され
る。電極の部分はパワーMOSFETでありはドレイ
ン，はゲート，はソースである。部もパワー
MOSFETであり、はソース、はゲート，はドレイン
である。電極により抵抗が形成される。は最も
正の電位（バツテリ電圧）に接続することにより
間のＰ＋層で拡散抵抗を得ることができる。または
PN接合によるダイオードであり、は電流制限用の
トランジスタである。はベース、はエミツタ、は
コレクタである。このように、一個のシリコンチツプ上
に複数個のパワーMOSFETを構成し、さらに電流制限回路
をシリコンのＮ層,P層を用いて、同一チツプ上に構成す
ることができる。これにより、各素子間の接続は、各コ
ンタクト間をAl蒸着により一括して接続でき、従来のよ
うにはんだ付けやワイヤボンデイングを用いた方法に比
べ、接続部の信頼性を大巾に向上できる。また、部品点
数を減少できるためパワースイツチを小形化でき、装着
性に優れたかつ工程短縮のはかれる安価な点火装置を提
供できる。
限回路を一個のシリコンチツプ上に構成したものが示さ
れている。この第４図の断面図において、Ｐ形基板上
に、各素子を形成する。200はメタライズ層であり、図
示しないヒートシンクにはんだ付けされる面である。20
1はＰ層であり、最も負の電位（アース）に接続され
る。202は酸化シリコンであり絶縁層である。斜線でハ
ンチングした203はAl電極であり、蒸着により形成され
る。電極の部分はパワーMOSFETでありはドレイ
ン，はゲート，はソースである。部もパワー
MOSFETであり、はソース、はゲート，はドレイン
である。電極により抵抗が形成される。は最も
正の電位（バツテリ電圧）に接続することにより
間のＰ＋層で拡散抵抗を得ることができる。または
PN接合によるダイオードであり、は電流制限用の
トランジスタである。はベース、はエミツタ、は
コレクタである。このように、一個のシリコンチツプ上
に複数個のパワーMOSFETを構成し、さらに電流制限回路
をシリコンのＮ層,P層を用いて、同一チツプ上に構成す
ることができる。これにより、各素子間の接続は、各コ
ンタクト間をAl蒸着により一括して接続でき、従来のよ
うにはんだ付けやワイヤボンデイングを用いた方法に比
べ、接続部の信頼性を大巾に向上できる。また、部品点
数を減少できるためパワースイツチを小形化でき、装着
性に優れたかつ工程短縮のはかれる安価な点火装置を提
供できる。
また、パワースイツチング素子はパワーMOSFETだけでな
く、パワートランジスタでも構成できる。この第４図に
示す構成を用いたパワースイツチは、第１図のみなら
ず、第３図に示す同時着火方式電子配電点火剤置にも適
用でき、接続部の信頼性向上とともに、パワースイツチ
ング素子の小形化がはかれる。
く、パワートランジスタでも構成できる。この第４図に
示す構成を用いたパワースイツチは、第１図のみなら
ず、第３図に示す同時着火方式電子配電点火剤置にも適
用でき、接続部の信頼性向上とともに、パワースイツチ
ング素子の小形化がはかれる。
また、上記実施例では、複数のパワースイツチング素子
と電流制限回路から成る点火系統を一枚の半導体基板上
に形成している。例えば、第１図の実施例においては、
パワートランジスタ20,21及び電流制限回路17を一つの
系統として一枚の半導体基板上に、そして他のパワート
ランジスタ22,23及び電流制限回路18を他の系統として
他の半導体基板上に、さらにパワートランジスタ24,25
及び電流制限回路19をさらに他の系統としてその他の半
導体基板上に形成してパワースイツチングモジユール16
としている。すなわち、３枚の半導体基板上にそれぞれ
２個のパワースイツチング素子と一の電流制限回路が形
成され、これを３個使用して６気筒エンジンの点火を制
御している。
と電流制限回路から成る点火系統を一枚の半導体基板上
に形成している。例えば、第１図の実施例においては、
パワートランジスタ20,21及び電流制限回路17を一つの
系統として一枚の半導体基板上に、そして他のパワート
ランジスタ22,23及び電流制限回路18を他の系統として
他の半導体基板上に、さらにパワートランジスタ24,25
及び電流制限回路19をさらに他の系統としてその他の半
導体基板上に形成してパワースイツチングモジユール16
としている。すなわち、３枚の半導体基板上にそれぞれ
２個のパワースイツチング素子と一の電流制限回路が形
成され、これを３個使用して６気筒エンジンの点火を制
御している。
また、第３図の実施例では、３個のパワーMOSFETと一の
電流制限回路により各点火系統を構成し、２枚の半導体
基板によりパワースイツチングモジユールを構成してい
る。
電流制限回路により各点火系統を構成し、２枚の半導体
基板によりパワースイツチングモジユールを構成してい
る。
以上の様に、点火系統毎にそれを形成する半導体基板を
異なつたものとするのは、その点火系内にパワースイツ
チング素子がシヨート破壊しても他の系統に悪影響を及
ぼすのを防止し、他の点火系統の安全・確実な点火動作
を確保するためである。また、特に第１図の実施例の様
に、２個のパワートランジスタと一の電流制限回路によ
り一の点火系統を構成した場合、これを２個使用するこ
とにより４気筒エンジンに、また４個使用することによ
り８気筒エンジンに容易に適用できるという利点を有す
る。一方、第３図の実施例の点火回路では、３個のパワ
ースイツチング素子に対して一の電流制限回路を設けれ
ばよく、より安価に構成できるという利点を有する。ま
た、各半導体基板上に構成されるパワースイツチング素
子は、特にMOSFETとした場合には、消費電力が比較的少
なく、かつ集積度が向上できるため、小形化に適すると
いう利点を有する。
異なつたものとするのは、その点火系内にパワースイツ
チング素子がシヨート破壊しても他の系統に悪影響を及
ぼすのを防止し、他の点火系統の安全・確実な点火動作
を確保するためである。また、特に第１図の実施例の様
に、２個のパワートランジスタと一の電流制限回路によ
り一の点火系統を構成した場合、これを２個使用するこ
とにより４気筒エンジンに、また４個使用することによ
り８気筒エンジンに容易に適用できるという利点を有す
る。一方、第３図の実施例の点火回路では、３個のパワ
ースイツチング素子に対して一の電流制限回路を設けれ
ばよく、より安価に構成できるという利点を有する。ま
た、各半導体基板上に構成されるパワースイツチング素
子は、特にMOSFETとした場合には、消費電力が比較的少
なく、かつ集積度が向上できるため、小形化に適すると
いう利点を有する。
さらに他の実施例として、本発明を８気筒エンジンの同
時着火式の点火装置に適用したものを第５図に示す。図
において第１図と同じ参照番号を付したものは同様の構
成部分を示している。この実施例では点火コイル401,40
2,403,404の二次コイルには両端に点火プラグ411,412,4
13,414,415,416,417,418が接続され、８気筒エンジンの
各404の二次コイルには両端に点火プラグ411,412,413,4
14,415,416,417,418が接続され、８気筒エンジンの各気
筒に配設されている。また、二次コイルの出力端の一方
と点火プラグ412,414,416,418との間には高圧ダイオー
ド421,422,423,424がそう入されている。上記点火コイ
ル401,402,403,404の一次コイルには、一次電流の断続
を制御するパワーMOSFET431,432,433,434がそれぞれ直
列に接続様れ、そのゲート端子にはマイクロコンピユー
タ３からの制御信号が供給されている。そして、これら
パワーMOSFETのオン・オフにより、点火コイル401,402,
403,404の二次側に高電圧を発生し、もつて点火プラグ
に花火を発生するが、この実施例では同一の点火コイル
の両端に接続された２個の点火プラグ、例えば点火コイ
ル401の二次コイル両端に接続された点火プラグ411,412
でこの点火が同時に発生する。また、この火花放電はエ
ンジンの爆発行程と排気行程において行われる。
時着火式の点火装置に適用したものを第５図に示す。図
において第１図と同じ参照番号を付したものは同様の構
成部分を示している。この実施例では点火コイル401,40
2,403,404の二次コイルには両端に点火プラグ411,412,4
13,414,415,416,417,418が接続され、８気筒エンジンの
各404の二次コイルには両端に点火プラグ411,412,413,4
14,415,416,417,418が接続され、８気筒エンジンの各気
筒に配設されている。また、二次コイルの出力端の一方
と点火プラグ412,414,416,418との間には高圧ダイオー
ド421,422,423,424がそう入されている。上記点火コイ
ル401,402,403,404の一次コイルには、一次電流の断続
を制御するパワーMOSFET431,432,433,434がそれぞれ直
列に接続様れ、そのゲート端子にはマイクロコンピユー
タ３からの制御信号が供給されている。そして、これら
パワーMOSFETのオン・オフにより、点火コイル401,402,
403,404の二次側に高電圧を発生し、もつて点火プラグ
に花火を発生するが、この実施例では同一の点火コイル
の両端に接続された２個の点火プラグ、例えば点火コイ
ル401の二次コイル両端に接続された点火プラグ411,412
でこの点火が同時に発生する。また、この火花放電はエ
ンジンの爆発行程と排気行程において行われる。
上記のパワーMOSFET431と432により一つの点火系統が構
成され、これらに共通の電流制限回路441が設けられて
いる。また、パワーMOSFET433,434により他の系統が構
成され、やはり電流制限回路442が設けられている。こ
れら電流制限回路441,442は第３図に示した電流制限回
路と同様である。また、この点火装置においても上記二
つの系統のうちの一方のパワーMOSFETがシヨート破壊し
ても他の系統が働き、エンジン出力を半減するもののエ
ンジンを確実に運転し続け得ることは明らかである。
成され、これらに共通の電流制限回路441が設けられて
いる。また、パワーMOSFET433,434により他の系統が構
成され、やはり電流制限回路442が設けられている。こ
れら電流制限回路441,442は第３図に示した電流制限回
路と同様である。また、この点火装置においても上記二
つの系統のうちの一方のパワーMOSFETがシヨート破壊し
ても他の系統が働き、エンジン出力を半減するもののエ
ンジンを確実に運転し続け得ることは明らかである。
以上の記述より明らかなように、本発明によれば、たと
えその一つのパワースイツチング素子がシヨート破壊し
ても点火装置全体として動作不能となることなく、もつ
てフエールセーフ特性の優れた多気筒内燃機関用電子配
電式点火装置をコンパクトにして得ることができるとい
う優れた効果を有する。
えその一つのパワースイツチング素子がシヨート破壊し
ても点火装置全体として動作不能となることなく、もつ
てフエールセーフ特性の優れた多気筒内燃機関用電子配
電式点火装置をコンパクトにして得ることができるとい
う優れた効果を有する。
第１図は本発明になる点火装置を示す回路図、第２図は
第１図の点火装置の動作を説明する動作波形図、第３図
は本発明になる点火装置の他の実施例を示す回路図、第
４図は第３図の点火装置のパワーモジユール部の構成を
示す一部断面図、そして第５図は本発明のさらに他の実
施例を示す回路図。 １……バツテリ、２……キースイツチ、３……マイクロ
コンピユータ、４〜９……点火コイル、10〜15……点火
プラグ、16……パワースイツチングモジユール、17〜19
……電流制限回路、20〜25……パワートランジスタ、10
0〜102……ヒユーズ。
第１図の点火装置の動作を説明する動作波形図、第３図
は本発明になる点火装置の他の実施例を示す回路図、第
４図は第３図の点火装置のパワーモジユール部の構成を
示す一部断面図、そして第５図は本発明のさらに他の実
施例を示す回路図。 １……バツテリ、２……キースイツチ、３……マイクロ
コンピユータ、４〜９……点火コイル、10〜15……点火
プラグ、16……パワースイツチングモジユール、17〜19
……電流制限回路、20〜25……パワートランジスタ、10
0〜102……ヒユーズ。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 小林 良一 茨城県勝田市大字高場2520番地 株式会社 日立製作所佐和工場内 (56)参考文献 特開 昭54−22034（ＪＰ，Ａ) 実開 昭62−28082（ＪＰ，Ｕ) 実開 昭59−141173（ＪＰ，Ｕ) 実公 昭60−39508（ＪＰ，Ｙ２)
Claims (6)
- 【請求項１】多気筒機関の１又は２の気筒毎に１個の点
火コイルと１個のパワースイッチング素子とから成る点
火回路を複数設けた多気筒内燃機関用電子配電式点火装
置において、上記点火回路を少なくとも２個以上の点火
回路を有する複数の点火系統に分割し、かつ上記各点火
系統毎にその系統内の上記パワースイッチング素子の電
流を制限するための単一の電流制限回路をそれぞれの点
火系統の点火コイルの一次電流制御用パワースイッチン
グ素子のゲート間に設けたことを特徴とする多気筒内燃
機関用電子配電式点火装置。 - 【請求項２】特許請求の範囲第１項において、上記パワ
ースイッチング素子と上記電流制限回路とを上記各点火
系統毎に一枚の半導体基板上に形成したことを特徴とす
る多気筒内燃機関用電子配電式点火装置。 - 【請求項３】特許請求の範囲第２項において、上記半導
体基板上に形成されるパワースイッチング素子はMOS形F
ETであることを特徴とする多気筒内燃機関用電子配電式
点火装置。 - 【請求項４】特許請求の範囲第１項において、上記各点
火系統は２個のパワースイッチング素子と１個の電流制
限回路により構成されていることを特徴とする多気筒内
燃機関用電子配電式点火装置。 - 【請求項５】特許請求の範囲第１項において、上記各点
火系統は２個のパワースイッチング素子と１個の電流制
限回路により構成されていることを特徴とする多気筒内
燃機関用電子配電式点火装置。 - 【請求項６】多気筒機関の１又は２の気筒毎に１個の点
火コイルと１個のパワースイッチング素子とから成る点
火回路を複数設けた多気筒内燃機関用電子配電式点火装
置において、上記点火回路を少なくとも２個以上の点火
回路を有する複数の点火系統に分割し、かつ上記各点火
系統毎にその系統内の上記パワースイッチング素子のエ
ミッタ端子とアースとの間に単一の電流検出抵抗を接続
したことを特徴とする多気筒内燃機関用電子配電式点火
装置。
Priority Applications (6)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62037982A JPH0726607B2 (ja) | 1987-02-23 | 1987-02-23 | 多気筒内燃機関用電子配電式点火装置 |
| US07/147,284 US4836176A (en) | 1987-02-23 | 1988-01-22 | Ignition apparatus of electronic distribution type for multi-cylinder internal combustion engine |
| KR1019880000870A KR950002636B1 (ko) | 1987-02-23 | 1988-02-01 | 다기통 내연기관용 전자배전식 점화장치 |
| FR8801317A FR2611234B1 (fr) | 1987-02-23 | 1988-02-04 | Dispositif d'allumage du type a distribution electronique pour un moteur a combustion interne a plusieurs cylindres |
| GB8803951A GB2202275B (en) | 1987-02-23 | 1988-02-19 | Ignition apparatus of electronic distribution type for multi-cylinder internal combustion engine |
| DE3805594A DE3805594A1 (de) | 1987-02-23 | 1988-02-23 | Elektronische zuendvorrichtung |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62037982A JPH0726607B2 (ja) | 1987-02-23 | 1987-02-23 | 多気筒内燃機関用電子配電式点火装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS63205460A JPS63205460A (ja) | 1988-08-24 |
| JPH0726607B2 true JPH0726607B2 (ja) | 1995-03-29 |
Family
ID=12512772
Family Applications (1)
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|---|---|---|---|
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