JPS63239367A - 内燃機関用点火装置 - Google Patents

内燃機関用点火装置

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JPS63239367A
JPS63239367A JP62071486A JP7148687A JPS63239367A JP S63239367 A JPS63239367 A JP S63239367A JP 62071486 A JP62071486 A JP 62071486A JP 7148687 A JP7148687 A JP 7148687A JP S63239367 A JPS63239367 A JP S63239367A
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short
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power switching
switching element
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JP62071486A
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Noriyoshi Urushibara
法美 漆原
Noboru Sugiura
登 杉浦
Hiroyo Fujino
藤野 裕代
Ryoichi Kobayashi
良一 小林
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Hitachi Ltd
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Hitachi Ltd
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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
    • F02P3/055—Layout of circuits with protective means to prevent damage to the circuit, e.g. semiconductor devices or the ignition coil
    • F02P3/0552—Opening or closing the primary coil circuit with semiconductor devices
    • 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
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    • F02P11/02—Preventing damage to engines or engine-driven gearing
    • H—ELECTRICITY
    • H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03K—PULSE TECHNIQUE
    • H03K17/00—Electronic switching or gating, i.e. not by contact-making and –breaking
    • H03K17/08—Modifications for protecting switching circuit against overcurrent or overvoltage
    • H03K17/081—Modifications for protecting switching circuit against overcurrent or overvoltage without feedback from the output circuit to the control circuit
    • H03K17/0814—Modifications for protecting switching circuit against overcurrent or overvoltage without feedback from the output circuit to the control circuit by measures taken in the output circuit
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    • H—ELECTRICITY
    • H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
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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】 〔産業上の利用分野〕 本発明は内燃機関用点火装置に係り、特に半導体パワー
スイッチング素子を用いた内燃機関用点火装置に係る。
〔従来の技術〕
従来、パワートランジスタ等の半導体パワースイッチン
グ素子を用いた点火装置は、例えば特開昭60−209
667号公報等により広く知られている。
そして、上記従来技術によれば、順次継続される点火コ
イルの一次電流を共通の1個の電流検出回路により検出
して定電流制御することが知られている。
(発明が解決しようとする問題点〕 上記の従来技術では、点火コイルの一次電流が所定の値
以下に抑制されるが、しかしながら、上記パワースイッ
チング素子がショート破壊した場合には点火コイルに連
続電流が流れ、これによりコイルが発熱し、点火コイル
の外装樹脂の発煙あるいは発火を招くという問題があっ
た。
本発明の目的は、上記従来技術の問題点に鑑み、点火装
置のパワースイッチング素子がショー1−破壊したとし
ても点火コイルの連続通電に伴う発熱を防止し、もって
コイル外装樹脂の発煙あるいは発火を生じない内燃機関
用点火装置を提供することにある。
〔問題点を解決するための手段〕
上記の本発明の目的は、パワースイッチング素子のショ
ート破壊を検出する手段を設け、さらにこのショート破
壊検出手段からの出力により上記パワースイッチング素
子と点火コイルと電源ラインから遮断する手段を設ける
ことにより達成される。
〔作用〕
本発明は、一般に、パワースイッチング素子が破壊され
る場合にはショート破壊によることが最も多いことに基
づいている。即ち、点火装置のパワースイッチング素子
が破壊した場合、もしオープン状態で破壊された場合に
はその破壊された素子には電流は流れず、それ故連続電
流の通電による点火コイルの発熱等の問題は生じない。
しかしながら、パワースイッチング素子において最も多
発する破壊はジャンクション間の絶縁が破壊される。い
わゆるショート破壊であり、その場合には連続電流が点
火コイルに流れ、これにより発熱を生じ種々の問題を生
じる。
そこで、上記本発明によれば、このパワースイッチング
素子のショート破壊を検出し、ショート破壊が生じた場
合、このパワースイッチング素子とこれに接続される点
火コイルを電源から切り離し、もって点火コイルにおけ
る連続電流の通電を阻止し1点火コイルの発熱、発煙1
発火を防止せんとするものである。
〔実施例〕
以下、本発明の実施例について詳述する。
第1図から第5図には本発明になる点火装置の基本構成
を示す回路図である。
まず、第1図において、1は例えばマイクロコンピュー
タ等から成るコントロールユニット、2は例えばパワー
トランジスタあるいはパワーFET等により成るパワー
スイッチング素子、3はその一次コイルを上記パワース
イッチング素子に直列に接続され二次コイルに点火用高
電圧を発生する点火コイル、4は点火プラグ、そして9
はキースイッチ(図示せず)を介してバッテリ電圧が印
加される電圧印加端子である。
以上の様な基本的点火装置の構成において、本発明にな
る点火装置では、さらに上記パワースイッチング素子2
のショート破壊状態を検出するためのショート検出回路
5.ラッチ回路6.電流遮断駆動回路7.そして電流遮
断器8を設けている。
次に上記の点火装置の動作について説明する。
上記コントロールユニット1は、既知のものであり1機
関の運転状況を表わす種々のパラメータ(例えばエンジ
ン回転速度、水温、スロットル開度等の機関負荷)を入
力・演算し、最適の点火時期に点火すべく制御信号を点
火コイル3の一次巻線に直列接続したパワートランジス
タ2のベース端子(パワーFETの場合にはゲート端子
)に印加する。すなわち、上記パワートランジスタ2は
制御信号のオン状態への変化により導通を開始し、点火
コイル3の一次コイルに一次電流が流れる。
その後、点火時期の到°来とともに制御信号はオフ状態
へと変化し、パワートランジスタ2は急激に非導通状態
へと移行し1点火コイル3の二次コイルに高電圧信号が
表われ、もって点火プラグ4に飛火を発生して点火する
。
以上の様な点火装置の動作において、何らかの原因によ
りパワートランジスタ2がショート破壊した場合、上記
コントロールユニット1の制御信号のオン・オフにもか
かわらず点火コイル3の一次コイルには電流が流れ続け
ることとなり、コイル内で発熱を生じ、最悪の場合には
点火コイルが発煙・発火してしまう恐れがある。
そこで、本発明によれば、ショート検出回路5がこのパ
ワー;−ランジスタ2のショー1−破壊を検出する。第
2図(a)にはこのショート検出回路5がある時刻to
においてショー1〜破壊を検出した際の出力波形を示し
ている。すなわち、その出力はショート破壊の発生によ
りLOW (低)レベルからH丁GH(高)レベル八と
変化する。このショート検出回路5からの出力を受け、
ラッチ回路6も、第2図(b)に示す様に、その出力レ
ベルをr、○WからHI G Hへと変化する。第2図
(c)にも示すように、このラッチ回路6のラッチ動作
により電流遮断駆動回路7も第2図ce>に示すように
その出力をL OWからT−T I G Hへとその1
ノベルを変化し、もって電流遮断器8を開放状態にする
。これにより、第2図(d)に示すように、ショート破
壊したパワートランジスタ2及び点火コイルの一次コイ
ルを通る一次電流は飽和値から零へ、すなわち遮断され
ることとなる。
次に、第3図及び第4図には本発明になる他の基本構成
を示す。第3図の点火装置では、電流遮断器としてリレ
ー8′を用い、第1図のラッチ回路6及び電流遮断駆動
回路7の動作を上記のコントロールユニット1に組み込
んだものである。すなわち、ショート検出回路5からの
出力はコントロールユニット1に入力され、コントロー
ルユニット1は上記ショート検出回路5の出力がLOW
あるいはHI G Hであるかを判断し、HI G H
状態になると同時に上記リレー8′のコイルに通電して
その可動接点を開放してコイルの−・次電流を遮断する
。
以上の構成によれば、電流遮断器として機械式リレー8
′を用いることにより比較的安価な実現できる。また、
ラッチ回路と電流遮断回路の機能をコントロールユニッ
ト1で実現することにより。
点火装置全体の構造が簡単になり、その信頼性をも向」
二でき、システムとしてのコストの低減に有効である。
第4図には、第3図の点火装置においてさら1こ一次電
流の電流値を制御すべく電流遮断回路10を付加したも
のが示されている。この電流制御回路10はパワートラ
ンジスタ2のエミッタとショート検出回路5との間に設
けられ、その出力を上記パワートランジスタ2のベース
端子へフィードバックする構成となっている。この様に
電流制御回路1oを付加したことにより、パワースイッ
チング素子2の正常動作時の点火コイル−次電流を所定
値に制限することができ、このことによりパワースイッ
チング素子の容量を比較的小さいものとすることができ
、同時にそのチップサイズをも小形化することが可能ど
なる。
以上の説明では1気筒の点火を制御する点火装置につい
て述べたが、この様な基本構成を多気筒のエンジンに適
用した実施例について以下第5図及至第7図を用いて詳
述する。
第5図には、6気筒エンジン用の点火装置が示されてお
り、これは第4図に示した基本構成を各気筒毎に設けた
ものであり、これらの構成要素は参照番号に付したサフ
ィックスa ” fにより気筒毎に区別している。図か
らも明らかなように、この実施例では、リレー8’ a
〜8’  fは各気筒の電流制御回路10a〜10fは
、例えば10aをとってみると、パワースイッチング素
子となるパワートランジスタ2aのエミッタに直列に接
続した検出抵抗101、これに並列に接続された分圧抵
抗102,103、そして分圧抵抗102と103の接
続点にそのベースを接続したトランジスタ104とから
構成されている。そしてこのトランジスタ104のコレ
クタは」二足パワートランジスタ2aのベースへ接続さ
れ、トランジスタ104の導通状態によりパワートラン
ジスタ2aのベースへの制御電流を制御することにより
一次電流の制御を行っている。
次に、ショート検出回路Sal±、やはりパワートラン
ジスタのエミッタ回路に直列に(すなわち上記電流制御
回路の検出抵抗101に直列に)接続された検出抵抗5
1.これに並列に接続された分圧抵抗52,53、そし
て分圧抵抗52と53の中間接続点にそのベースを接続
したトランジスタ54から構成されている。このトラン
ジスタ54のコレクタはコントローラ1へ接続され、こ
れにより上記パワートランジスタ2aのシート破壊を検
出すると上記トランジスタ54が導通状態となりもって
コントローラ1ヘシヨート破壊を入力する。
以上述べた実施例によれば、ショート検出回路58〜5
f及びリレー8’ a〜8’ fは各気筒用の点火回路
毎に設けられ、そのうちの一部のパワートランジスタが
ショート破壊されたとしてもそのショート破壊したパワ
ートランジスタを含む点火回路のみがリレーの働きによ
り電源から切り離され、残りの点火回路はそのまま動作
することが可能となる。すなわち、エンジンを全出力で
はないがその一部を有効に動作し得るという効果を有す
る。
第6図には、他の変形例を示す。このシステムは第5図
に示すシステムにおいて、点火順序を考慮して2気筒ず
つまとめて3系統に分割し、ショート検出回路5a〜5
c、リレー8’ a〜8’ cを共用したものである。
この実施例では、例えばパワートランジスタ2a又は2
bの一方のショート破壊によりこれらの2個のパワート
ランジスタを含む点火回路が電源から切離されることと
なるが、リレーやショート検出回路の数が半減すること
となり、コスト的にも安価になる実際的な回路である。
さらに、第7図にはリレー8′及びショート検出回路5
を金気筒に共用したものを示している。
すなわち単一のショート検出回路5により6ケのパワー
トランジスタ28〜2fのショート破壊を検出し、リレ
ー8′により全回路を電源から切り離すように構成され
、リレーやショート検出回路がただ1個で足り安価に構
成できるという利点を有する。
〔発明の効果〕
以上述べたように、本発明によれば、パワートランジス
タ等のパワースイッチング素子のショート破壊時に点火
コイルに流れる動機電流の異常通電による異常加熱を確
実に防止できるので大事故等の危険な事故を未然に防止
でき、もって安全な点火システムを提供することができ
るという優れた効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明になる内燃機関用点火装置の基本構成を
示す回路図、第2図(a)〜(d)は第1図の回路の動
作波形を示す図、第3図及び第4図は第1図の回路の変
形例を示す回路図、第5図乃至第7図は本発明になる点
火回路を多気筒点火装置に適用した変形例を示す。 1・・・コントロールユニット、2・・・パワースイッ
チング素子、3・・・点火コイル、4・・・点火プラグ
、5・・・ショート検出回路、6・・・ラッチ回路、7
・・・電流遮断駆動回路、8・・・電流遮断器、9・・
・電圧印加端第 3 口

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1、点火制御信号により点火コイルに流れる一次電流を
    パワースイッチング素子の断続により制御し二次高電圧
    を発生する内燃機関用点火装置において、上記パワース
    イッチング素子のショート破壊を検出するためのショー
    ト検出手段と、上記ショート検出手段からの出力信号に
    よりパワースイッチング素子のショート破壊を判断する
    手段と、上記判断手段のショート破壊判断により点火装
    置を電源端子から切り離すための手段とを設けたことを
    特徴とする内燃機関用点火装置。 2、特許請求の範囲第1項において、上記点火コイルと
    パワースイッチング素子は複数であり、さらに上記ショ
    ート検出回路及び電源切離し手段も上記パワースイッチ
    ング素子と同数設けられていることを特徴とする内燃機
    関用点火装置。 3、特許請求の範囲第1項において、上記点火コイルと
    パワースイッチング素子は複数であり、さらに上記ショ
    ート検出手段及び電源切離し手段は上記パワースイッチ
    ング素子の数よりも小さくかつ2以上であることを特徴
    とする内燃機関用点火装置。 4、特許請求の範囲第1項において、上記点火コイルと
    パワースイッチング素子は複数であり、さらに上記ショ
    ート検出手段及び電源切離し手段は単一であることを特
    徴とする内燃機関用点火装置。
JP62071486A 1987-03-27 1987-03-27 内燃機関用点火装置 Pending JPS63239367A (ja)

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