JPS6085251A - 内燃機関用無接点点火装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の利用分野〕 本発明は無接点点火装置に係シ、特に、各気筒の点火栓
電極間を短絡させる点火信号と共に、電極間の短絡によ
る点火栓の放電ループを持続させる補助点火信号を発生
する補助点火部を備えた内燃機関用無接点点火装置に関
する。

〔発明の背景〕

補助点火信号を発生する補助点火部として、従来ＤＣ−
ＤＣコンバータが用いられている。例えば特願昭５８−
３９００２号、特願昭５８−７６１６４号等においてＤ
Ｃ−ＤＣコンバータを用いて補助点火信号を発生させる
場合、電極間の短絡による点火栓の放電ループの持続時
間を一定時間に制御する方式が用いられていた。ところ
が、ディストリビュータのロータとサイドプラグの対向
時間は高速になるにつれて減少するので、放電ループの
持続時間を一定に制御したのでは、機関の高回転域にお
いて、ロータとサイドプラグの非対向時間においても補
助点火信号が発生し、火花切れを起こす。このときＤＣ
−ＤＣコンバータは無負荷状態となシ、次の点火で過早
着火が起こるという不具合があった。

そこで、放電ループの持続時間を機関の回転数の増加に
伴なって減少させる方式が提案されている。この方式を
採用したものとしては、例えば、第１図に示される装置
が提案されている。しかし、第１図に示される装置は、
始動時から定回転域でＤＣ−ＤＣコンバータの動作時間
が必要以上に長くなシエネルギーロスが増大するという
欠点がある。さらに機関の高回転域においてＤＣ−ＤＣ
コンバータの動作が不安定になり、ある適切なる回転数
でＤＣ−ＤＣコンバータを停止する必要がおった。以下
従来装置について、第１図乃至第３図によシ説明する。

第１図において、バッテリ１の゛低力がキースイッチ２
を介して点火装置３の谷部に供給されている。点火装置
３は、エンジンを検出するピックアップコイル３ａとピ
ックアップコイル３ａの検出出力を制御する制御回路と
、制御回路の出力信号によシ作動するパワートランジス
タ３ｂかう構成されている。４は点火コイル、５はロー
タ５ａ。

サイドプラグ５ｂを有する配電器、６〜９は点火栓であ
シ各気筒に装着されている。

抵抗１７〜２４、ツェナーダイオード３１、コンデンサ
３３，３４、コンパレータ３６、トランジスタ３７．３
８、ダイオード２９，３０、昇圧トランス３９によｊ５
　ＤＣ−ＤＣコンバータが構成されておシ、抵抗１０〜
１６．４０、ダイオード２５〜２７、コンパレータ３５
、コンデンサ３２によりＤＣ−ＤＣコンバータの動作時
間を決定するワンショットマルチ回路が構成されている
。

又、点火装置３は、ピックアップコイル３ａでエンジン
と同期する交流信号（第２図（ａ）の信号Ｖｐ）を検出
し、制御回路でパワートランジスタ３ｂのＯＮ時間を制
御するように構成されている。

パワートランジスタ３ｂがＯＮすると、点火コイル４の
一次側には、第２図（ｂ）に示される一次電流工１が流
れ、パワートランジスタ３ｂがＯＮからＯＦＦに急変す
ると、点火コイル４に蓄積されたエネルギーによシ、点
火コイル４の二次側には、第２図（Ｃ）に示される負の
二次電圧ｖ２が発生する。

この電圧が配電器５のロータ５ａ、サイドグ２グ５ｂを
介して、点火栓６〜９に印加され、点火栓６〜９の電極
間の絶縁が破壊される。通常、点火栓６〜９の電極間の
絶縁を破壊するには、これらの電極に一１０ｋｖ〜−２
０ｋＶの高電圧を印加する必要がある。

点火栓６の電極間の絶縁が破壊されると、ＧＮＤ→点火
栓→配電器５内のサイドプラグ５ｂ→ロータ５ａ→点火
コイル４の二次コイル→ＤＣ−ＤＣコンバータのコンデ
ンサ３４→ＧＮＤのルートで放電ループが形成され第２
図（ｄ）の実線で示される二次電流Ｉ２が流れる。

なお、ＤＣ−ＤＣコンバータを動作させない場合、つま
り点火装置３と点火コイル４のみで点火栓６〜９に飛火
させたときの放電持続時間（第２図の（Ｃ）、（ｄ）に
示すｔｌ）は約１ｍ５ｅｃであり、第２図（Ｃ）のＮ点
で放電が終了する。又、第２図（ｄ）に示される放電電
流Ｉ２のピーク値は（容量放電分を含まない）は４０〜
５０ｍＡである。

第２図（Ｃ）に示すように、点火栓電極間の絶縁が破壊
されると、点火栓６〜９の放電を継続させるに必要な電
圧は一２ｋＶ程度である。そこで、ＤＣ・ＤＣコンバー
タで発生させた一２ｋＶ程度の中高圧を点火栓６〜９の
電極間の絶縁破壊後に点火コイル４の二次側に重畳すれ
ば、点火栓６〜９での放電を継続することが可能となる
。そのため、ＤＣ−ＤＣコンバータの出力電圧を始動時
から高速時まで、適切なタイミング制御と動作時間制御
　。

を行ないながら重畳させれば、機関の燃費向上。

効率向上につながる。

次にＤＣ−ＤＣコンバータについて説明する。

抵抗２２、ツェナーダイオード３１によりコンパレータ
３６の電源ラインが安定化されている。ダイオード２９
はパワートランジスタ３８の保護用である。

＝抗ｉ’ｙ〜２１、コンデンサ３３、コンパレータ３６
により発振器が構成されており、発振器の出力信号は、
抵抗３３を介してトランジスタ３７のベースに印加され
ているため、トランジスタ３７のスイッチングが繰返さ
れる。トランジスタ３７の０１”　Ｆ時には、抵抗２４
を介してパワートランジスタ３８にベース電流が流れ、
パワートランジスタ３８がＯＮし、昇圧トランス３９の
一次コイルに電流が流れる。昇圧トランス３９はフォワ
ード形で構成されており、パワートランジスタ３８がＯ
Ｎすると、昇圧トランス３９には、中高圧が発生しＧＮ
Ｄ→コンデンサ３４→ダイオード３０→昇圧トランス３
９の二次コイルのルートでコンデンサ３４が充電される
。トランジスタ３７がＯＮすると、パワートランジスタ
３８はＯＦ’Ｆし、このとき発生するフライバンク屯圧
分はダイオード３０によって阻止される。パワートラン
ジスタ３Ｂのスイッチング作動によシコンデンサ３４と
ダイオード３０のアノード側の接続点電圧は一２ｋＶ程
度になる。

上述したように、点火装置３では、点火栓６〜９の電極
間の絶縁が破壊されると、ＧＮＤ→点火栓→配電器５の
サイドプラグ５ｂ→ロータ５ａ→点火コイル４の二次コ
イル→コンデンサ３４→ＧＮＤのルートで放電ループが
形成され、放電電流■２が流れる。一方、コンデンサ３
４は、発振器が動作している間は一２ｋＶ程度に充電さ
れているため、コンデンサ３４の放電電流は、放電電流
■２に重畳され、全体としてみた点火栓６〜９の放α電
流は第２図（ｄ）の破線で示されるように、発振器が動
作を停止するＢ点まで続き、第２図（Ｃ）に示す二次電
圧■２もＢ点まで継続することになる。

抵抗１０〜１６，４０、ダイオード２５〜２７、コンパ
レータ３５、コンデンサ３２によシヮンショットマルチ
回路が構成されている。点火装置３のパワートランジス
タ３ｂのコレクタ電圧ＶＩは、第２図（ｅ）に示される
波形となシ、パワートランジスタ３ｂのＯＦＦ時に発生
するフライバック電圧が抵抗１０と抵抗４０で分圧され
、ダイオード２５を介してコンパレータ３５の非反転端
子に印加され、ワンショットマルチのトリガ信号となる
。

即ち、点火装置３のパワートランジスタ３ｂのＯＦＦ作
動に同期してコンパレータ３５の非反転端子電圧が反転
端子電圧以上のとき、コンパレータ３５の出力端子がハ
イレベルとなシ、ダイオード２８が非導通となる。この
とき発振器のコンデンサ３３は充放電を繰返すためＤＣ
−］）Ｃコンバータが動作し、コンデンサ３４は充電さ
れる。

コンパレータ３５の出力端子がローレベルになると、コ
ンパレータ３６の反転端子電圧がダイオード２８の順方
向ドロップ公約０．７ｖとなシ、非反転端子電圧の方が
高いだめ、コンパレータ３６の出力は常時ハイレベルと
なる。そのためトランジスタ３７がＯＮし、パワートラ
ンジスタ３８がＯＦＦするためＤＣ−ＤＣコンバータは
動作を停止する。コンパレータ３５の出力端子電圧波形
を第２図（ｆ）に、トランジスタ３７のコレクタ電圧波
形を第２図（ｇ）に示す。第３図（ｌｌ）、（乃には、
点火装置３のパワートランジスタ３ｂのコレクタ電圧波
形Ｖ１を示す。（ｈ）図は低速時、（４図は高速時であ
る。又、抵抗１６は３ＭΩ程度の高抵抗である。

次に低速時の作用について説明する。

パワートランジスタ３ｂのコレクタ電圧Ｖｌが抵抗１０
に印加されると、フライバック電圧分によシ、コンパレ
ータ３５の非反転端子に第３図（ｉ）に示されるような
トリガ波形の信号が印加される。

このトリガ信号のピーク電圧値をコンパレータ３５の反
転端子電圧（抵抗１２．１３の分割電圧）よシも大きい
だめ、コンパレータ３６の出力電圧はハイレベルとなシ
、コンデンサ３２は、抵抗１５、ダイオード２７、抵抗
１６を介して、抵抗１５．１４．１１とコンデンサ３２
より定まる時定数に従って充電される。抵抗１６は約３
ＭΩの高抵抗のため、コンデンサ３２の充電にはほとん
ど関与しない。この充電電流により抵抗１１に生じる１
ｕ圧Ｖ５が反転端子電圧ｖ４よりも大きい間（Ｖｒ、＞
Ｖ４　）、コンパレータ３６の出力はハイレベルを持続
する。なお、電圧Ｖｓ　、Ｖ４の波形を第３図（ｋ）Ｋ
示す。

電圧Ｖ５〈Ｖ４となると、コンパレータ３６の出力端子
はローレベルとなシ、抵抗１５を介して流れる電流、抵
抗１６を介してｏ１シれるコンデンサ３２の放電電流及
び発振器のコンパレータ３６の反転端子からダイオード
２８を介して流れる電流を引き込む。そしてコンデンサ
３２の電荷はコンデンサ３２、抵抗１６で定まる時定数
で数社されるが、定速時は放電時間よシも点火間隔が長
いため、コンデンサ３２とダイオード２７のカソードの
接点電圧Ｖ３は第３図Ｕ）に示すようにＯＶまで低下す
る。

ととるが、高速域では点火間隔が短くなシ、接点電圧Ｖ
３は第３図（１１）Ｋ示すようにＯＶまで下がることは
なく、コンデンサ３２は常に充電されている状態となる
。

この状態で第３図に）のトリガ信号が印加されるト、コ
ンデンサ３２は完全に放電しないため、電圧Ｖ５のピー
ク値が低速時に比較して減少してくる。そのため、高速
時では低速時よシもＶ５＞ｖ４となる時間が短縮される
。即ち電圧Ｖｓ　。

ｖ４０波形は第３図（０）に示すようになる。

第３図（ｋ）、（ｏ）のＶＩＩ＞ｖ４となる時間がワン
ショット時間であり、コンパレータ３５の出力端子はハ
イレベルとなシ、発振器によりパワ′−トランジスタ３
８が駆動されるため、ＤＣ−ＤＣコンバータが動作する
。

以上のように構成された第１図に示される装置のＤＣ−
ＤＣコンバータの動作による速度特性が第４図の二点鎖
線で示されている。

第４図から、第１図に占める装置の場合は、始動時から
機関の低速回転域でＤＣ−ＤＣコンバータの動作時間が
必要以上に長くなり、エネルギーロスが増大するという
不具合がある。又、コンパレータ３５の非反転端子電圧
Ｖ５のピーク値が反転端子電圧ｖ４付近になると、コン
パレータ３５の動作が不安定となシ、重ね放電をしたシ
、しなかったシを繰返す領域が存在する。そのため、従
来の装置では適切な成る回転数でＤＣ−ＤＣコンバータ
の動作を停止する必要があった。

〔発明の目的〕

本発明は、前記従来の課題に鑑みて為されたものであり
、その目的は、機関の回転に応じて効率良くしかも安定
した点火信号を各気筒に分配供給することができる内燃
機関用無接点点火装置を提供することにある。

〔発明の概要〕

前記目的を達成するために、本発明は、機関の回転に同
期した点火信号を各気筒の点火栓電極間に順次供給して
各点火栓の電極間を短絡させる点火部と、電極間の短絡
による点火栓の放電ループを持続させる補助点火信号を
点火部に供給する補助点火部と、全備えた内燃機関用無
接点火装置において、機関の回転に同期して微分パルス
信号を発生するパルス信号発生回路と、機関の回転に応
じたレベルの信号を発生する回転数−重圧変換回路と、
基準レベルと微分パルス信号のレベルとを比較し、微分
パルス信号のレベルが基準レベルを越えたとき補助点火
信号を発生する補助点火信号発生回路とにより補助点火
部を構成し、回転数−重圧変換回路の出力信号を補助点
火信号発生回路の基準レベルに重畳し、機関の低回転域
における放電ループの持続時間を一定時間に維持し、機
関の高回転域における放電ループの持続時間を機関の回
転数の増加に応じて漸次減少させるようにしたことを特
徴とする。

〔発明の実施例〕

以下、図面に基づいて本発明の好適な実施例を説明する
。

第５図には、本発明の好適な実施例の構成が示されてい
る。

第５図において、点火部に含まれる点火装置３、点火コ
イル４、配電器５は第１図に示す従来装置と同様アある
。ア同−符号オ付し、それらあ説明は省略する。又、抵
抗２９、ツェナーダイオード３２によりコンパレータ４
２〜４５の電源ラインが安定化されている。又、抵抗２
４〜２８、コンデンサ４０、コンパレータ４５にょシ発
振器が構成されてお！Ｄ、ＤＣ−ＤＣコンバータの構成
は、第１図のものと同様である。ただし第１図のものと
は符号が異なっている。

機関の回転に同期して微分パルス信号を発生するパルス
信号発生回路が抵抗１０〜１５、ダイオード３４、ツェ
ナーダイオード３３、コンデンサ３７、コンパレータ４
２を有する回転数検出回路と、コンデンサ３８、抵抗１
６、ダイオード５０全有する微分回路とによｐ構成され
ている。

又、機関の回転数に応じたレベルの信号を発生する回転
数−電圧変換回路は抵抗１７〜２１、コンパレータ４３
、トランジスタ４６、コンデンサ３９によって構成され
ている。

ＤＣ−ＤＣコンバータと共に補助点火信号発生回路を構
成するＤＣ−ＤＣコンバータの動作時間決定回路が抵抗
２２，２３、コンパレータ４４によシ構成されている。

点火装置３のパワートランジスタ３ｂのコレクタ電圧ｖ
１は抵抗１０．１１によって分圧され、ダイオード３４
を介してコンパレータ４２の非反転端子に印加されてい
る。コンパレータ４２の非反転端子とＧＮＤ間にはコン
デンサ３７、抵抗１２、ツェナーダイオード３３が接続
され非反転端子電圧Ｖ７が平滑化されている。

コンパレータ４２の反転端子はツェナーダイオード３２
のツェナー電圧Ｖｚを抵抗１３．１４で分圧した電圧が
基準電圧として印加されている。

（ｐ）　＋　（’）に示す。φフ図〜（１）図は低速時
であシ（ｕ）図〜（ｙ）図は高速時である。

（ｐ）　、　（ｕ）図忙示すように、ｖ７〉ｖ６となる
区間ではコンパレータ４２の出力端子はハイレベルとな
る。コンパレータ４２の出力電圧はコンデンサ３８、抵
抗１６の微分回路を介してコンパレータ４３．４４の非
反転端子に印加される。微分域圧■８はコンパレータ４
３の反転端子電圧ｖ９と比較され、Ｖｓ　〉Ｖ！１０区
間でコンパレータ４３の出力電圧ＶＬＧはハイレベルと
なる。なお、第６図の（Ｑ）、（Ｖ）にコンパレータ４
３の非反転端子電圧波形及び反転端子電圧波形を示し、
（ｒ）、（ロ）にコンパレータ４３の出力電圧波形を示
す。

微分電圧ｖ８のピーク値はツェナーダイオード３２のツ
ェナー電圧Ｖｚを抵抗１５．１６で分圧した値となり、
充電時定数も抵抗１５，１６、コンデンサ３８で決定さ
れ、かつコンパレータ４３の反転端子電圧ｖ９もツェナ
ー電圧Ｖｚｋ抵抗１７．１８で分圧した電圧となるため
、コンパレータ４３の出力端子がハイレベルとなる区間
は一定時間となる。又、ＶＩＯがハイレベルとなると、
抵抗１９．２０を介してトランジスタ４６にペース電流
が流れ、トランジスタ４６がＯＮし、抵抗２１を介して
コンデンサ３９が充電される。

コンデンサ３９の充電電荷は抵抗２３を介して常時放電
されるが、毎周期一定時間トランジスタ４６がＯＮして
充電されるため機関の回転数の増加と共に、コンデンサ
３９の充電電圧は増加する。

なお、キースイッチがＯＮで機関が０［一時にはコンデ
ンサ３９の充電電圧はツェナー電圧Ｖｚを抵抗２２．２
３で分圧した電圧となシ、コンデンサ３９の充電電圧の
最小値はこの分圧電圧によって制限される。抵抗２２．
２３による分圧電圧Ｖｌｌと微分波形Ｖｓの比較によ、
９、ＤＣ−ＤＣコンバータの最大動作時間が決定される
。

低速時のコンパレータ４４の非反転端子電圧Ｖｓと反転
端子電圧Ｖｓ＋′ｆｔ、第６図（ｓ）　Ｋ　示す。ｖ８
〉ｖ目となる区間ではコンパレータ４４の出力端子はハ
イレベルとなシ、このハイレベルの区間がり、Ｃ−ＤＣ
コンバータの動作時間となる。

第６図（１）にコンパレータ４４の出力端子波形を示す
。高速時には■８とＶｌｌの関係は第６図（Ｘ）に示す
波形となり、コンパレータ４４の出力端子波形も第６図
（ｙ）に示すようにノ・イレベルの区間が低速時に比べ
短縮される。

以上のように構成された本実施例における装置のＤＣ−
ＤＣコンバータの動作時間の速度特性は、第４図の一点
鎖線で示される特性となる。即ち、本実施例に督ける装
置は、回転数−電圧変換回路の出力信号をコンパレータ
４４の基準電圧に重畳させることによシ、１１関の回転
数の増加と共に、ＤＣ−ＤＣコンバータの動作時間を四
−夕５ａとサイドプラグ５ｂとの対向時間内で減少させ
ることが可能となり、又、ＤＣ−ＤＣコンノく一夕の最
左動作時間も任意に制限することが可能となる。

そのため、始動時から低速時にかけてのエネルギーロス
を低減することができる。又本実施例においては、回転
数−重圧変換回路の出力信号がコンパレータ４４の基準
電圧に重畳される方式が採用されているので、ＤＣ，−
１）Ｃコンバータの動作が不安定になることはない。又
さらに前記実施例においては、コンパレータ４４の反転
端子電圧Ｖｌｌが非反転端子電圧Ｖ＋ｓのピーク（直を
越えるとＤＣ・ＤＣコンバータの動作が停止するため、
成る回転数でＤＣ−ＤＣコンバータを停止する必要がな
いため、停止回路が不用となり、小形化が可能である。

〔発明の効果〕

以上説明したように本発明によれば、機関の回転に応じ
て適正な点火信号を発生させることができるので、エネ
ルギーロスを最小限に抑制することができる七いう浸れ
た効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来装置の構成図、第２図及び第３図はそれ宅
れ第１図に示す装置の各部の波形図、第４図は従来装置
と本発明に係る装置のＤＣ−ＤＣコンバータの動作時間
の速度特性図、第５図は本発明の一実施例を示す構成図
、棺６図は第５図に示す装置の各部の波形図である。 ３・・・点火装置、３ａ・・・ピックアップコイル、３
ｂ・・・パワートランジスタ、４・・・点火コイル、５
・・・配電器、５ａ・・・ロータ、５ｂ・・・サイドプ
ラグ、６〜９・・・点火栓、３５〜３６．４２〜４５・
・・コンパレータ、３９．４９・・・昇圧トランス。 代理人　弁理士　高僑明夫７・−・ ・　１ Ｎ１、　１ 活２肥 （’ｊ）

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １、機関の回転に同期し九点火信号を各気筒の点火栓電
   極間に順次供給して各点火栓の電極間を短絡させる点火
   部と、電極間の短絡による点火栓の放電ループを持続さ
   せる補助点火信号を点火部に供給する補助点火部と、全
   備えた内燃機関用無接点点火装置において、機関の回転
   に同期して微分パルス信号を発生するパルス信号発生回
   路と、機関の回転数に応じたレベルの信号を発生する回
   転数−電圧変換回路と、基準レベルと微分パルス信号の
   レベルとを比較し、微分パルス信号のレベルが基準レベ
   ルを越えたとき補助点火信号を発生する補助点火信号発
   生回路とによシ補助点火部を構成し、回転数−は正変換
   回路の出力信号を補助点火信号発生回路の基準レベルに
   重畳し、少なくとも機関の高回転域における放電ルーズ
   の持続時間を、機関の回転数の増加に応じて漸次減少さ
   せることを特徴とする内燃機関用無接点点火装置。