JP3042815U - 内燃機関用点火装置 - Google Patents
内燃機関用点火装置Info
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- JP3042815U JP3042815U JP1997003235U JP323597U JP3042815U JP 3042815 U JP3042815 U JP 3042815U JP 1997003235 U JP1997003235 U JP 1997003235U JP 323597 U JP323597 U JP 323597U JP 3042815 U JP3042815 U JP 3042815U
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 点火コイルの一次電流の導通および遮断を行
うスイッチングモジュールを点火コイルと一体化してあ
るいはその近傍に配置した内燃機関用点火装置に関し、
点火コイルの高温時の点火エネルギを確保すると共に、
点火コイルの温度上昇を少なくし、高出力高信頼性のも
のとする。 【解決手段】 点火コイル1の一次電流I1の導通およ
び遮断を行うスイッチングモジュール2を具備した内燃
機関用点火装置であって、スイッチングモジュール2
は、一次電流I1を電流制限値以下に制限するとともに
その電流制限値を設定可能な電流制限回路20を有し、
該電流制限回路20での設定により、電流制限値をスイ
ッチングモジュール2の温度が常温から高くなるに従い
高くなるようにした、ことを特徴としている。
うスイッチングモジュールを点火コイルと一体化してあ
るいはその近傍に配置した内燃機関用点火装置に関し、
点火コイルの高温時の点火エネルギを確保すると共に、
点火コイルの温度上昇を少なくし、高出力高信頼性のも
のとする。 【解決手段】 点火コイル1の一次電流I1の導通およ
び遮断を行うスイッチングモジュール2を具備した内燃
機関用点火装置であって、スイッチングモジュール2
は、一次電流I1を電流制限値以下に制限するとともに
その電流制限値を設定可能な電流制限回路20を有し、
該電流制限回路20での設定により、電流制限値をスイ
ッチングモジュール2の温度が常温から高くなるに従い
高くなるようにした、ことを特徴としている。
Description
【0001】
本考案は、内燃機関用点火装置に係わり、特に、点火コイルの一次コイルに流 れる電流を半導体スイッチング素子によって遮断する際に二次コイルに誘起され る高電圧で点火プラグに飛火させる、自動車用ガソリンエンジンなどの内燃機関 用点火装置に関する。
【0002】
図1は一般的な内燃機関用点火装置の構成を示す回路図である。この内燃機関 用点火装置は、点火コイル1、スイッチングモジュール2、コントロールモジュ ール3、点火プラグ4、バッテリ5、およびキースイッチ6から構成されている 。なお通常、スイッチングモジュール2は、点火コイル1と一体化されるか、近 傍に配置されている。
【0003】 点火コイル1の一次コイル1a、並びにスイッチングモジュール2の一部を構 成するパワートランジスタ2aおよび電流検出抵抗2bは、直列に接続されてお り、キースイッチ6が閉じたとき、車両搭載のバッテリ5からの電圧が印加され る。
【0004】 キースイッチ6を閉路した状態で、コントロールモジュール3からの通電信号 (点火信号)Sgの電圧が高レベル「H」となり、スイッチングモジュール2の 入力端子に印加されると、スイッチングモジュール2のパワートランジスタ2a は「ON」となり、点火コイル1の一次コイル1aに一次電流I1が流れる。
【0005】 次に通電信号Sgの電圧が低レベル「L」になると、スイッチングモジュール 2のパワートランジスタ2aは「OFF」となり、一次電流I1は遮断され、こ のとき点火コイル1の二次コイル1bに30kV程度の二次電圧V2が発生する 。
【0006】 二次電圧V2は、図示していないエンジンのシリンダ内に配設されている点火 プラグ4に導かれ、その点火プラグ4の電極間に火花放電を生じさせ、シリンダ 内の燃料混合気に点火する。
【0007】 スイッチングモジュール2には、電流検出抵抗2bとスイッチングトランジス タ2gを含む電流制限回路20が設けてあり、通電信号Sgに応じて一次電流I 1が過渡的な状態下で零から最大電流値まで立ち上がっていく過程において電流 制限値I0に達すると、この電流制限回路20は、図4に示すように、一次電流 I1をその電流制限値I0に制限し、点火コイル1およびスイッチングモジュー ル2の過電流による破壊を回避している。
【0008】 上記の電流制限回路20による電流制限動作は、概略次のようである。一次電 流I1が立ち上がっていく過程で、当該一次電流I1と電流検出抵抗2bの抵抗 値との積が増加してスイッチングトランジスタ2gのベース・エミッタ間の電圧 VBEがオン電圧VBEONに等しくなると、当該スイッチングトランジスタ2gがタ ーンオンし、パワートランジスタ2aのベース電圧が引き落とされる。そのため 、パワートランジスタ2aはターンオフするか、少なくとも導通度が大いに低減 し、点火コイル1の一次電流I1は減少傾向となる。その結果、再びスイッチン グトランジスタ2gのベース・エミッタ間の電圧VBEが小さくなって、オン電圧 VBEONを下回ると、スイッチングトランジスタ2gが再度ターンオフし、パワー トランジスタ2aがターンオンするか導通度が増し、再び一次電流I1が増加傾 向になる。このような動作を繰り返すことにより、実質的にパワートランジスタ 2aを流れる一次電流I1は、所定の電流値(電流制限値I0)以下に制限され る。
【0009】 上記の電流制限値I0は、電流制限回路20を構成する電流制限値設定抵抗2 c、2d、2e、およびサーミスタ2fの各抵抗値と、サーミスタ2fのB定数 の選択・組合せによりその温度特性を含めて任意に設定することができ、一般的 には電流制限値I0の温度特性はスイッチングモジュール2の使用される全温度 範囲において出来るだけ一定となるように設定されている。
【0010】 ところで、一次電流I1の立上がりは、図4に示すように、点火コイル1やス イッチングモジュール2の温度に応じて異なっており、破線で示す高温時には、 実線で示す常温時に比べてその立上がりが緩やかになり、高温時には電流制限値 I0に達するまでにより多くの時間を要するようになっている。これは、雰囲気 温度が高くなった場合、点火コイル1の一次コイル1aの抵抗が増大するためで ある。また、一次電流I1が電流制限値I0に近づくにつれ、スイッチングトラ ンジスタ2gのベース・エミッタ間の電圧VBEが上昇し、スイッチングトランジ スタ2gは能動状態に近づきパワートランジスタ2aに流れ込むベース電流を引 き込むため、パワートランジスタ2aも能動状態に近づきパワートランジスタ2 aのコレクタ・エミッタ間の電圧VCEが上昇し、相対的に一次コイル1aに掛か る電圧が低くなり、一次電流I1の立ち上がりはさらに遅くなる。 サーミスタなどを使用し温度補償をしたスイッチングモジュールでも、電流制 限値I0に近づくにつれ高温時の一次電流I1の立上がりが遅くなる現象は補正 できない。
【0011】 一方、点火プラグ4に充分な点火エネルギを供給するためには、点火コイル1 の一次コイル1aに必要なエネルギを蓄積しなければならない。一次コイル1a に蓄積されるエネルギは、一次コイル1aのインダクタンスと、一次電流I1を 遮断するときの電流値の2乗の積の2分の1となる。すなわち、点火コイル1に 必要なエネルギを蓄積するためには、一次コイル1aに充分な電流を流すことが 必要である。
【0012】
しかし、上記従来の内燃機関用点火装置では、常温時での一次電流I1が通電 時間ΔTで電流制限値I0に達すると、充分な電流が得られたとして通電を遮断 し、その同じ通電時間ΔTを高温時にも適用しているため、立上がりに遅延が生 じる高温時には、充分な一次電流(電流制限値I0)が得られないまま遮断され ることとなり、したがって充分な点火エネルギを供給できない事態が生じていた 。
【0013】 また、高温時でも充分な一次電流(電流制限値I0)を得るためには通電時間 を長くしてΔT1にすればよいが、通電時間を長くすると、一次電流I1の実効 電流が増加し点火コイル1の温度上昇の増大による過熱を招き、ひいては耐久性 を損なうという問題があり、高温時の点火コイル1の出力確保と耐久性とを両立 させることは困難であった。
【0014】 本考案は上記の点に鑑みなされたものであり、点火コイルの高温時の点火エネ ルギを確保すると共に、点火コイルの温度上昇の少ない、高出力高信頼性の内燃 機関用点火装置を提供せんとするものである。
【0015】
上記目的を達成するために、この考案の内燃機関用点火装置は、点火コイルの 一次電流の導通および遮断を行うスイッチングモジュールを具備した内燃機関用 点火装置であって、上記スイッチングモジュールは、一次電流を電流制限値以下 に制限するとともにその電流制限値を設定可能な電流制限回路を有し、該電流制 限回路での設定により、電流制限値をスイッチングモジュールの温度が常温から 高くなるに従い高くなるようにした、ことを特徴としている。
【0016】
本考案の実施の形態を具体的に説明する。本考案の内燃機関用点火装置の回路 構成は図1と変わることがなく、回路構成と動作に対する説明は重複するため省 略する。
【0017】 図2は本考案での電流制限値の温度特性を示している。電流制限値I0は、上 記したように、電流制限値設定抵抗2c、2d、2e、及びサーミスタ2fの各 抵抗値とサーミスタ2fのB定数の選択・組合せにより設定可能であり、この実 施形態では、スイッチングモジュール2の常温時の電流制限値I0Rは内燃機関 用点火装置として要求される点火エネルギを出力するために必要な一次電流値に 若干余裕をもたせた値、具体的には6.5Aとなるように、また、高温時の電流 制限値I0Hは、常温時に対して0.3Aないし0.5A程度増大するようにし ている。
【0018】 図3は本考案における一次電流と通電時間の設定値との関係を示している。こ こでは、スイッチングモジュール2の常温時の電流制限値I0R=6.5A、高 温時の電流制限値I0H=7.0Aに設定している。図において、常温時の一次 電流立上がり曲線Mに対して、高温時の一次電流立上がり曲線Nは、その立上が りがより緩やかであり、しかも電流制限値IOHはより高いため、曲線Nは曲線 Mに必ず交わることとなり、その交点は、通電時間が4.0msで一次電流が6 .5Aである。そして、通電時間をその4.0msと設定するとき、常温時でも 高温時でも同一の一次電流I1(=IOR)が確保でき、しかもその一次電流I 1は、要求される点火エネルギを出力するのに充分な値である。
【0019】 すなわち、遮断時の一次電流I1は、常温付近では電流制限値IORとなり、 高温時では電流制限にかからず通電時間で決まる値となり、高温時に最小限の通 電時間で必要十分な一次電流I1を得ることができる。
【0020】 全温度範囲で電流制限値を一定に設定した従来のスイッチングモジュールを用 いた場合は、図2の破線で示す様に、高温時にも電流制限値は6.5Aであり、 且つ前述のように電流制限値の近傍、具体的には6.0Aから6.5Aでは一次 電流の立上りカーブがなまるため、一次電流が6.5Aに達するための通電時問 は、4.4msとなる(図3)。すなわち、この考案に係る実施形態によると、 高温時の電流制限値を常温時に対し引き上げることにより、高温時に必要な一次 電流I1を得るための通電時間を10%短縮することが出来るのである。
【0021】 通電時間を10%短縮した場合、一次電流I1の立上り波形はほぼ三角波とな るため、実効電流は約87%となり、点火コイル1の発熱は一次電流I1の実効 電流の二乗に比例するため約76%となり、実効電流を低く抑えることができて 点火コイル1の発熱も効果的に抑制することができる。
【0022】 また、高温時には電流制限がかからない使用条件となるため、パワートランジ スタ2aは能動状態での作動が無くなり、パワートランジスタ2aの発熱も大幅 に低減させることができる。
【0023】
以上述べたように、本考案における内燃機関点火装置は、高温時に要求される 点火エネルギを出力をするための通電時間を短縮でき、このため高温時の点火コ イル及びパワートランジスタの温度上昇を大幅に低減できる。 従って、高出力で且つ高信頼性の点火装置を提供することができる。
【図1】本考案に係る内燃機関用点火装置の回路構成
図。
図。
【図2】本考案の一実施形態におけるスイッチングモジ
ュールの電流制限値の温度特性を示すグラフ。
ュールの電流制限値の温度特性を示すグラフ。
【図3】本考案での一次電流と通電時間の設定値との関
係を表す図。
係を表す図。
【図4】従来の一次電流の立上がり方を示す図。
1 点火コイル 1a 一次コイル 1b 二次コイル 2 スイッチングモジュール 2a パワートランジスタ 2b 電流検出抵抗 2c 電流制限値設定抵抗 2d 電流制限値設定抵抗 2e 電流制限値設定抵抗 2f サーミスタ 2g スイッチングトランジスタ 3 コントロールモジュール 4 点火プラグ 5 バッテリ 6 キースイッチ I1 一次電流 IOR 常温でのスイッチングモジュールに対して設定
した電流制限値 IOH 高温でのスイッチングモジュールに対して設定
した電流制限値 ΔT 通電時間
した電流制限値 IOH 高温でのスイッチングモジュールに対して設定
した電流制限値 ΔT 通電時間
Claims (2)
- 【請求項1】 点火コイルの一次電流の導通および遮断
を行うスイッチングモジュールを点火コイルと一体化し
てあるいはその近傍に配置した内燃機関用点火装置であ
って、 上記スイッチングモジュールは、一次電流を電流制限値
以下に制限するとともにその電流制限値を設定可能な電
流制限回路を有し、該電流制限回路での設定により、電
流制限値をスイッチングモジュールの温度が常温から高
くなるに従い高くなるようにした、 ことを特徴とする内燃機関用点火装置。 - 【請求項2】 請求項1に記載の内燃機関用点火装置に
おいて、 上記スイッチングモジュールが高温のとき、一次電流が
常温付近でのスイッチングモジュールに対して設定した
電流制限値とほぼ同等値に達したときに当該一次電流を
遮断するようにした、 ことを特徴とする内燃機関用点火装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP1997003235U JP3042815U (ja) | 1997-04-24 | 1997-04-24 | 内燃機関用点火装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP1997003235U JP3042815U (ja) | 1997-04-24 | 1997-04-24 | 内燃機関用点火装置 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP3042815U true JP3042815U (ja) | 1997-11-04 |
Family
ID=43177290
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP1997003235U Expired - Lifetime JP3042815U (ja) | 1997-04-24 | 1997-04-24 | 内燃機関用点火装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP3042815U (ja) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH0614213U (ja) * | 1992-07-24 | 1994-02-22 | 東原産業株式会社 | 道路用表示板 |
JP2017044108A (ja) * | 2015-08-25 | 2017-03-02 | トヨタ自動車株式会社 | 内燃機関の制御装置 |
-
1997
- 1997-04-24 JP JP1997003235U patent/JP3042815U/ja not_active Expired - Lifetime
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH0614213U (ja) * | 1992-07-24 | 1994-02-22 | 東原産業株式会社 | 道路用表示板 |
JP2017044108A (ja) * | 2015-08-25 | 2017-03-02 | トヨタ自動車株式会社 | 内燃機関の制御装置 |
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