JPS6056911B2 - 内燃機関用点火装置 - 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、理想的かつ効率的な放電特性を
持たせるように改良した、電流しや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しや
断した時に生する高電圧を利用する、電流しや断書式（
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こる）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
に生する高電圧を利用する容量放電方式から、両者の特
性を相補した電流しや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、容量放電方式の早い電圧立ち上がり
特性と、電流しや断書式の長い放電持続時間を持つたほ
ぼ理想的な放電特性が得られるが、従来はそれぞれの特
性が固定的で、機関の運転状態の変化、例えば高負荷低
速運転と一定高速運転、あるいは加速時と減速時などの
ごとく要求放電特性が変化したとしても、これに追従さ
せて３放電特性を制御することができず、ないしはその
思想がなく、常に要求される最大の放電エネルギとなる
ように設計されていたため、効率が悪く、最大エネルギ
を要しない運転状況下でも最大エネルキギを供給すると
いうことがまつたくのエネルギの無駄となつていた。

本発明はこの点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しや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
関運転状況に応じて、最大放電エネルギを要しない時に
まで、最大エネルギを供給する愚を避けるべく、当該放
電特性を制御せんとするものである。

第１図は本発明実施例の概略構成を示しているが、まづ
、点火コイル１２に対する公知ないし従来の容量放電方
式回路部分と電流しや断方式回路部分とにつき説明して
おくと、点火信号発生回路１３から点火信号が出ていな
い時は、ドエル制御回路牡増幅回路５を介して、電流し
や断用の第一スイッチング素子として一般的なパワート
ランジスタ７はオンの状態にあり、点火コイル１２の一
次巻線には電源電池１４からの一次電流が流れている。

また、同時に、ＤＣ−ＤＣコンバータ等の直流高圧電源
１により、エネルギ蓄積コンデンサ３が所期極性（図中
の＋，−）に充電されており、容量放電用第二スイツチ
ング素子として一般的なサイリスタ２はオフとなつてい
る。対して、機関が回転し、点火信号発生回路１３から
の点火信号が発生すると、パワートランジスータ７はオ
フとなり、点火コイル１２の一次電流はしや断される。

また点火信号によりサイリスタ２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１２の一次巻線
に流れる。このような動作において、電流しや断によつ
て．発生する電圧と、コンデンサの放電によつて発生す
る電圧は同位相に合成されるため、点火コイル１２の二
次巻線には相乗された電圧が発生し、点火栓ｇに火花が
飛ぶ。

このような在来構成に対して追加された本発明Ｊ構成に
つき、以下第２〜５図に即して説明するが、第２図は、
放電エネルギ制御回路２０のこの実施例における一具体
例を示している。

点火コイル１２の一次端子、この場合負端子から入力を
取り出したワンシヨツトマルチパイプレ・ータないしワ
ンショット回路８の出力は、第３図示のように放電時期
に同調したく形波パルスとなる。

なお、ワンショット回路入力には公知適宜な波形整形部
１５を入れて良い。第４図示左手から右手にかけて示す
ように、機関回転数が加速の状態になると、こうした過
渡期においては、放電間隔が徐々につまつていくことか
ら、ワンショット出力波形の間隔もこれに比例してつま
つていく。

このようなパルス列をアナログレベルの概念でとらえて
、互いに異なる時定数の二つの第一、第二積分回路９，
１０で積分すると、時定数の小さな方、例えは第一積分
回路９の方の出力電圧変化・率の方が大きく、そのため
、この過渡状態においての各時刻では、この第一積分回
路９の方の出力電圧か第二積分回路１０の出力電圧より
大きいという状況が生ずる。

この状態を模式的に第５図に示してある。

例えば１０００ｒ′Ｐｍから２０００ｒｐｍの過渡期に
おいては、いづれの時刻ｔ１においても、第一積分回路
出力電圧が高いのである。したがつて、コンパレータ１
１の非反転ないし正相入力に第一積分回路出力を、反転
ないし逆相入力に第二積分回路出力を入力すれは、機関
の回転数上昇過渡期にのみ高レベル信号（２）をコンパ
レータ１１の出力に得るということができる。

もつとも、厳密には、定常状態において十分長い時間が
たつていれば、両回路９，１０の出力は時定数のいかん
にかかわらず電位的には同じとなるので、加速時にのみ
、という上記の要件を確実に満たすためには、こうした
定常状態においてのコンパレータ出力の低レベルを得る
べく、正相側にレベルシフトダイオードＤ１を挿入し、
このダイオードＤ１の順方向電圧分だけは必ず正相側電
位が低くなつているようにするのが良い。このようにし
ても、先の過渡期においては第一積分回路９の出力電位
の方が高いという条件は作ることができる。以上のよう
にして、例えは加速時にその旨の検出信号としてのＨ信
号を得たならば、これにより、放電エネルギ制御回路と
しての適宜な一次電流制限回路６を制御して、その制限
を緩めさせ、点火コイルニ次側に大きな放電エネルギを
得ることができる。

この回路６の一例は、例えは第６図示のようなものが挙
げられる。パワートランジスタ７の主電流線路に電流検
出抵抗２１を挿入し、その変換電圧出力を分圧抵抗２４
，２５ａ，２５ｂの２４，２５ａ間から取り出して、バ
イパストランジスタ２６のベースに入力する。

バイパストランジスタ２６の主電流線路ないしコレクタ
ーエミッタ間は、パワートランジスタ７のベース電流線
路に並列に入つている。

したがつて、このパワートランジスタへのベース電流１
ｂは、バイパストランジスタのない通常の構成において
点火時期毎に与えられるベース電流をＪＢとすれば、こ
の電流ＪＢからバイパストランジスタによるバイパス分
１ｂｙを差し引いたものとなる（Ｉｂ＝ＩＢ−１ｂｙ）
。

一方、抵抗２５ｂに対して、この場合はＮｐｎのスイッ
チングトランジスタ２７のコレクターエネツタ間を並列
に抱かせ、このベースに先の信号発生回路２０のコンパ
レータ出力を与えるようにすると、加速時のＨレベル、
電流流入によりスイッチングトランジスタ２７がオンと
なることにより、抵抗２５ｂの短絡でバイパストランジ
スタベース電位は相対的に低下し、したがつて一次電流
ＩＰがかなり大きくならないと、バイパストランジスタ
がオンしない条件を作ることができる。

すなわち、バイパス電流１ｂｙを十分小さく抑える、あ
るいは零とすることができるため、一次電流１Ｐを大き
くすることができ、結局、制限が緩和ないし解除され、
大きな二次側放電エネルギが当該加速時に代表される高
エネルギ要求時に得られることになる。逆に、既に明ら
かであろうが、コンパレータ出力が低レベル（Ｌ）とな
れば、スイッチングトランジスタ２７のターンオフによ
り、抵抗２５ｂが回路中に挿入され、したがつて、比較
的小さな一次電流１Ｐでもトランジスタ２６はオンしや
すくなり、バイパス電流１ｂｙにより、結局は一次電流
１Ｐが制限されることになる。

加速時にコンパレータがＬレベルを出力するように変え
ても単に論理レベル処理の常とう手段上の問題で済み、
例えば抵抗２５ａ，２５ｂを一つの固定抵抗２５とし、
抵抗２４を二つの抵抗として、その中の一本に並列にス
イッチングトランジスタのコレクターエミッタ間を挿入
すれば、オン，オフが先の例と異なるだけで、原理的な
電流制限動作及び制限値切替メカニズムは同様である。

なお、エネルギ制御回路６としては、その他、点火コイ
ルニ次側インピーダンスないしインダクタンスを変える
回路も公知技術で組むことができ、同様に本信号発生回
路２０でドライブできる。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
つたために常に最大要求エネルギに合わせた供給電力設
計仕様とせねばならなかつた電流しや断容量放電複合式
点火装置に実際的な改良を施し、さらにその長所を伸ば
せるようになり、無駄な電力浪費を抑え込むことができ
る等、極めて大きな効果を生ずるものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明点火装置の基本的実施例の概略構成図、
第２図は第一実施例要部の一例の概略構成図、第３図、
第４図、第５図は、それぞれ、第一実施例の動作の説明
図、第６図は電流制限回路の一例の構成図、である。 図中、２は容量放電用スイッチング素子、３はノ容量放
電用エネルギ蓄積コンデンサ、７は電流しや断用スイッ
チング素子、６はエネルギ制御回路例としての電流制限
回路、１２は点火コイル、２０は放電エネルギ制御信号
発生回路、てある。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 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点火コイル二次側に得る内燃機関用
   の電流遮断容量放電複合式点火装置であつて、点火コイ
   ルの一次側負端子に発生する放電間隔に同期させたパル
   ス列を出力する回路と；該パルス列を受ける互いに時定
   数の異なつた二つの積分回路と；該二つの積分回路出力
   をアナログレベルで大小比較し、機関の加速時とそうで
   ないときを弁別的に検出してその結果をエネルギ制御信
   号として出力する比較器と；を有し、上記機関の加速時
   にともなう機関回転数上昇過渡期における上記エネルギ
   制御信号により、上記点火コイルに対する放電エネルギ
   制御回路を高エネルギ供給に適した制御状態とすること
   を特徴とする内燃機関用点火装置。