JP4193714B2

JP4193714B2 - Ignition device for internal combustion engine

Info

Publication number: JP4193714B2
Application number: JP2004028342A
Authority: JP
Inventors: 勝弘酒井
Original assignee: Denso Corp
Current assignee: Denso Corp
Priority date: 2004-02-04
Filing date: 2004-02-04
Publication date: 2008-12-10
Anticipated expiration: 2024-02-04
Also published as: JP2005220791A

Description

本発明は、内燃機関用の点火装置に関する。 The present invention relates to an ignition device for an internal combustion engine.

従来、内燃機関の点火プラグに高電圧を供給する内燃機関用点火装置として、例えば、特開平７−９１３５５号公報に開示されているコンデンサ充放電式点火装置がある。この点火装置は、エキサイタコイルと、整流用ダイオードと、点火用コンデンサと、イグニッションコイルと、点火プラグと、サイリスタと、パルサコイルと、点火時期制御回路とから構成されている。点火用コンデンサは、整流用ダイオードを介してエキサイタコイルの出力電圧によって充電される。点火時期制御回路は、パルサコイルの出力信号に基づいて点火時期を判断してサイリスタにゲート電流を流す。これによりサイリスタがオンして点火用コンデンサに蓄積された電荷が放電される。この点火用コンデンサの放電電流はイグニッションコイルの１次側を流れ、イグニッションコイルの２次側に高電圧が誘起される。この高電圧によって点火プラグは火花放電する。その後、点火時期制御回路は、サイリスタのゲート電流を遮断する。サイリスタは、点火用コンデンサの放電電流が保持電流以下になるとオフする。以降、上記工程を繰返すことにより、点火プラグは継続して火花放電する。
特開平７−９１３５５号公報 Conventionally, as an ignition device for an internal combustion engine that supplies a high voltage to an ignition plug of an internal combustion engine, for example, there is a capacitor charge / discharge ignition device disclosed in Japanese Patent Laid-Open No. 7-91355. This ignition device includes an exciter coil, a rectifier diode, an ignition capacitor, an ignition coil, an ignition plug, a thyristor, a pulsar coil, and an ignition timing control circuit. The ignition capacitor is charged by the output voltage of the exciter coil via a rectifying diode. The ignition timing control circuit determines the ignition timing based on the output signal of the pulsar coil and causes a gate current to flow through the thyristor. As a result, the thyristor is turned on and the charge accumulated in the ignition capacitor is discharged. The discharge current of the ignition capacitor flows through the primary side of the ignition coil, and a high voltage is induced on the secondary side of the ignition coil. This high voltage sparks the spark plug. Thereafter, the ignition timing control circuit cuts off the gate current of the thyristor. The thyristor is turned off when the discharge current of the ignition capacitor falls below the holding current. Thereafter, by repeating the above steps, the spark plug continuously discharges with sparks.
JP-A-7-91355

しかし、点火時期制御回路がサイリスタのゲート電流を遮断し、サイリスタを流れる点火コンデンサの放電電流が保持電流以下になっても、実際にサイリスタがオフ状態になるまでには若干の時間、すなわち、ターンオフ時間が必要である。これは、サイリスタのアノードからゲートに流れる漏れ電流によってカソードとゲートとの間に一定時間電圧が発生するためである。このターンオフ時間はサイリスタを流れる順方向電流が大きいほど長くなる。点火装置の高出力化を図るために点火コンデンサの放電電流を増加させた場合、サイリスタのターンオフ時間はさらに長くなる。そのため、サイリスタがオフ状態になるまでの期間に点火用コンデンサの充電が開始されると、エキサイタコイルの出力がサイリスタによって短絡されて短絡電流が流れる。そして、この短絡電流による発熱によって整流ダイオードやサイリスタが破損してしまう可能性がある。 However, even if the ignition timing control circuit cuts off the gate current of the thyristor and the discharge current of the ignition capacitor flowing through the thyristor falls below the holding current, it takes some time before the thyristor actually turns off, that is, the turn-off I need time. This is because a voltage is generated between the cathode and the gate for a certain time due to a leakage current flowing from the anode to the gate of the thyristor. This turn-off time becomes longer as the forward current flowing through the thyristor increases. When the discharge current of the ignition capacitor is increased in order to increase the output of the ignition device, the turn-off time of the thyristor is further increased. Therefore, when charging of the ignition capacitor is started during the period until the thyristor is turned off, the output of the exciter coil is short-circuited by the thyristor and a short-circuit current flows. And the rectifier diode and the thyristor may be damaged by the heat generated by this short-circuit current.

本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであり、点火用コンデンサの充電開始までにサイリスタを確実にオフ状態にすることでサイリスタ等の破損を防止し、信頼性の高い内燃機関用点火装置を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of such circumstances, and prevents damage to the thyristor or the like by reliably turning off the thyristor until charging of the ignition capacitor is started, and is highly reliable for an internal combustion engine. An object is to provide an ignition device.

そこで、本発明者は、この課題を解決すべく鋭意研究し試行錯誤を重ねた結果、サイリスタのゲート電圧を抑えること、又は、点火信号を短くすることにより点火用コンデンサの充電開始までにサイリスタを確実にオフ状態にできることを思いつき、本発明を完成するに至った。 Therefore, as a result of intensive research and trial and error to solve this problem, the present inventor has reduced the thyristor gate voltage or shortened the ignition signal until the ignition capacitor starts to be charged. The inventors have come up with the idea that it can be surely turned off and have completed the present invention.

すなわち、請求項１に記載の内燃機関用点火装置は、電源と、前記電源に接続され前記電源の出力電圧が印加されて充電される点火用コンデンサと、前記点火用コンデンサに接続され前記点火用コンデンサの放電電流によって磁束を発生する１次コイルと前記１次コイルの発生する磁束によって電圧を誘起する２次コイルとを有する点火コイルと、前記点火用コンデンサに蓄積された電荷を前記１次コイルを介して放電させるサイリスタと、前記サイリスタにゲート電流を流すためのパルス状の点火信号を出力する点火時期制御手段と、前記電源とは別の回路用直流電源に接続され、前記点火信号に基づいて前記サイリスタのゲートに電圧を印加し、ゲート電流を供給するサイリスタ駆動用トランジスタと、前記点火信号と前記サイリスタのゲート電圧とに基づいて前記サイリスタのゲートを前記サイリスタのカソードに接続し、前記点火信号の停止した後の前記サイリスタのゲート電圧を抑制するゲート電圧抑制手段とを有することを特徴とする。 That is, the ignition device for an internal combustion engine according to claim 1 includes a power source, an ignition capacitor connected to the power source and charged by applying an output voltage of the power source, and connected to the ignition capacitor for the ignition. An ignition coil having a primary coil that generates a magnetic flux by a discharge current of a capacitor and a secondary coil that induces a voltage by the magnetic flux generated by the primary coil; and the electric charge accumulated in the ignition capacitor is transferred to the primary coil A thyristor that discharges through the thyristor, ignition timing control means for outputting a pulsed ignition signal for flowing a gate current to the thyristor, and a DC power supply for a circuit different from the power supply, and based on the ignition signal A thyristor driving transistor that applies a voltage to the gate of the thyristor to supply a gate current, the ignition signal, and the thyristor Based on the over G Voltage connects the gate of the thyristor to the cathode of said thyristor, and having a suppressing gate voltage suppression means a gate voltage of the thyristor after the stop of the ignition signal.

請求項２に記載の内燃機関用点火装置は、請求項１に記載の内燃機関用点火装置において、さらに、前記ゲート電圧抑制手段は、前記点火信号が停止してから所定の時間経過するまで、前記サイリスタのゲートをカソードに接続していることを特徴とする。 The internal combustion engine ignition device according to claim 2 is the internal combustion engine ignition device according to claim 1, wherein the gate voltage suppression unit further includes a predetermined time after the ignition signal stops. The gate of the thyristor is connected to the cathode.

請求項３に記載の内燃機関用点火装置は、請求項２に記載の内燃機関用点火装置において、さらに、前記所定の時間は、前記点火信号が停止している時間であることを特徴とする。 An internal combustion engine ignition device according to a third aspect is the internal combustion engine ignition device according to the second aspect, wherein the predetermined time is a time during which the ignition signal is stopped. .

請求項１に記載の内燃機関用点火装置によれば、点火信号が停止した後のゲート電圧を抑えることができる。ところで、サイリスタのターンオフ時間は、サイリスタのアノードからゲートに流れる漏れ電流によってカソードとゲートとの間に一定時間電圧が発生することに起因する。そのため、サイリスタにゲート電流を流すための点火信号が停止した後、速やかにゲート電圧を抑えることでサイリスタのターンオフ時間を短縮することができる。これにより、点火用コンデンサの充電時におけるサイリスタによる電源の短絡を防止することができる。従って、電源の短絡電流によるサイリスタの破損が防止され、内燃機関用点火装置の信頼性を向上することができる。 According to the ignition device for an internal combustion engine of the first aspect, the gate voltage after the ignition signal is stopped can be suppressed. By the way, the turn-off time of the thyristor is caused by a voltage being generated between the cathode and the gate for a certain time due to a leakage current flowing from the anode to the gate of the thyristor. Therefore, the turn-off time of the thyristor can be shortened by quickly suppressing the gate voltage after the ignition signal for flowing the gate current to the thyristor stops. Thereby, the short circuit of the power supply by the thyristor at the time of charge of the ignition capacitor can be prevented. Therefore, the thyristor is prevented from being damaged by the short-circuit current of the power source, and the reliability of the internal combustion engine ignition device can be improved.

請求項２に記載の内燃機関用点火装置によれば、点火信号が停止してから所定の時間経過するまで、サイリスタのカソードに対するゲートの電圧をほぼゼロにすることができる。そのため、サイリスタのターンオフ時間がより短縮され、電源の短絡をより確実に防止することができる。従って、電源の短絡電流によるサイリスタの破損がより確実に防止され、内燃機関用点火装置の信頼性をより向上することができる。 According to the ignition device for an internal combustion engine according to the second aspect, the voltage of the gate with respect to the cathode of the thyristor can be made substantially zero until a predetermined time elapses after the ignition signal is stopped. Therefore, the turn-off time of the thyristor is further shortened, and a short circuit of the power supply can be prevented more reliably. Therefore, damage to the thyristor due to the short-circuit current of the power supply can be prevented more reliably, and the reliability of the internal combustion engine ignition device can be further improved.

請求項３に記載の内燃機関用点火装置によれば、点火信号が停止している間、サイリスタのカソードに対するゲートの電圧をほぼゼロにすることができる。そのため、サイリスタにノイズが加わってもサイリスタが誤ってオン状態になることはなく、誤動作が防止でき、内燃機関用点火装置の信頼性をさらに向上することができる。 According to the ignition device for an internal combustion engine according to the third aspect, the voltage of the gate with respect to the cathode of the thyristor can be made substantially zero while the ignition signal is stopped. Therefore, even if noise is added to the thyristor, the thyristor is not erroneously turned on, malfunction can be prevented, and the reliability of the internal combustion engine ignition device can be further improved.

本実施形態は、本発明に係る内燃機関用点火装置を、二輪車用エンジンの点火プラグに高電圧を供給する点火装置に適用した例を示す。 The present embodiment shows an example in which the ignition device for an internal combustion engine according to the present invention is applied to an ignition device for supplying a high voltage to a spark plug of a motorcycle engine.

（第１実施形態）
第１実施形態における内燃機関用点火装置の回路図を図１に、図１の回路各部における電圧波形を図２に示す。そして、これらの図を参照し、構造、動作、効果の順で具体的に説明する。 (First embodiment)
FIG. 1 shows a circuit diagram of an internal combustion engine ignition device in the first embodiment, and FIG. 2 shows voltage waveforms in respective parts of the circuit of FIG. Then, with reference to these drawings, a specific description will be given in the order of structure, operation, and effect.

まず、図１を参照して具体的構造について説明する。図１に示すように、内燃機関用点火装置１は、電源回路２（電源）と、点火用コンデンサ３と、点火コイル４と、点火プラグ５と、サイリスタ６と、パルサコイル７と、点火時期制御回路８（点火時期制御手段）と、サイリスタ駆動用トランジスタ９と、ゲート電圧抑制回路１０（ゲート電圧抑制手段）とから構成されている。 First, a specific structure will be described with reference to FIG. As shown in FIG. 1, an internal combustion engine ignition device 1 includes a power circuit 2 (power source), an ignition capacitor 3, an ignition coil 4, an ignition plug 5, a thyristor 6, a pulsar coil 7, and an ignition timing control. A circuit 8 (ignition timing control means), a thyristor driving transistor 9, and a gate voltage suppression circuit 10 (gate voltage suppression means) are included.

電源回路２は、エキサイタコイル２ａと、整流用ダイオード２ｂとから構成されている。エキサイタコイル２ａは、エンジンに配設された磁石式発電機に巻装されているコイルであり、エンジンの回転数に同期した交流電圧を出力する。このエキサイタコイル２ａの一端は車体に接地され、他端は整流用ダイオード２ｂに接続されている。整流用ダイオード２ｂは、エキサイタコイル２ａの発生する交流電圧を整流し、後述する点火用コンデンサ３を充電するための整流素子である。この整流用ダイオード２ｂのアノードはエキサイタコイル２ａに、カソードは点火用コンデンサ３にそれぞれ接続されている。 The power supply circuit 2 includes an exciter coil 2a and a rectifying diode 2b. The exciter coil 2a is a coil wound around a magnet generator provided in the engine, and outputs an alternating voltage synchronized with the engine speed. One end of the exciter coil 2a is grounded to the vehicle body, and the other end is connected to the rectifying diode 2b. The rectifying diode 2b is a rectifying element for rectifying the AC voltage generated by the exciter coil 2a and charging an ignition capacitor 3 described later. The anode of the rectifying diode 2b is connected to the exciter coil 2a, and the cathode is connected to the ignition capacitor 3.

点火用コンデンサ３は、点火エネルギーを蓄積するための大容量のコンデンサである。この点火用コンデンサ３の一端は電源回路２の出力端、つまり、整流用ダイオード２ｂのカソードに、他端は後述する点火コイル４にそれぞれ接続されている。 The ignition capacitor 3 is a large-capacity capacitor for storing ignition energy. One end of the ignition capacitor 3 is connected to the output end of the power supply circuit 2, that is, the cathode of the rectifying diode 2b, and the other end is connected to an ignition coil 4 described later.

点火コイル４は、１次コイル４ａと、２次コイル４ｂとを有するトランスであり、１次コイル４ａにコンデンサの放電電流が流れることによって２次コイル４ｂに高電圧を誘起する。この１次コイル４ａの一端は点火コンデンサに接続され、他端は車体に接地されている。また、２次コイル４ｂの一端は後述する点火プラグ５に接続され、他端は１次コイル４ａの他端と同様に車体に接地されている。 The ignition coil 4 is a transformer having a primary coil 4a and a secondary coil 4b, and induces a high voltage in the secondary coil 4b when a discharge current of a capacitor flows through the primary coil 4a. One end of the primary coil 4a is connected to an ignition capacitor, and the other end is grounded to the vehicle body. Further, one end of the secondary coil 4b is connected to a spark plug 5 described later, and the other end is grounded to the vehicle body in the same manner as the other end of the primary coil 4a.

点火プラグ５は、中心電極５ａと、接地電極５ｂとを備えており、２次コイル４ｂに誘起される高電圧によって火花放電する。この点火プラグ５の中心電極５ａは２次コイル４ｂに接続され、接地電極５ｂは車体に接地されている。 The spark plug 5 includes a center electrode 5a and a ground electrode 5b, and sparks are discharged by a high voltage induced in the secondary coil 4b. The center electrode 5a of the spark plug 5 is connected to the secondary coil 4b, and the ground electrode 5b is grounded to the vehicle body.

サイリスタ６は、点火用コンデンサ３に蓄積された電荷を１次コイル４ａを介して放電させるためのスイッチング素子であり、ゲートに信号が入力されゲート電流が流れることにより、アノードからカソードに向かって電流が流れるようになる。このサイリスタ６のアノードは点火用コンデンサ３の一端が接続されている電源の出力端、つまり、整流用ダイオード２ｂのカソードに接続されている。サイリスタ６のカソードは車体に接地され、ゲートは後述するサイリスタ駆動用トランジスタ９に接続されている。 The thyristor 6 is a switching element for discharging the electric charge accumulated in the ignition capacitor 3 through the primary coil 4a. When a signal is input to the gate and a gate current flows, current flows from the anode to the cathode. Begins to flow. The anode of the thyristor 6 is connected to the output terminal of the power source to which one end of the ignition capacitor 3 is connected, that is, the cathode of the rectifying diode 2b. The cathode of the thyristor 6 is grounded to the vehicle body, and the gate is connected to a thyristor driving transistor 9 described later.

パルサコイル７は、エンジンに配設され、エンジンのクランクシャフトの回転位置に応じてパルス信号を出力するコイルである。このパルサコイル７の一端は車体に接地され、他端は点火時期制御回路８に接続されている。 The pulsar coil 7 is a coil that is disposed in the engine and outputs a pulse signal in accordance with the rotational position of the crankshaft of the engine. One end of the pulsar coil 7 is grounded to the vehicle body, and the other end is connected to the ignition timing control circuit 8.

点火時期制御回路８は、パルサコイル７のパルス信号に基づいて点火プラグ５の点火時期を決定し、点火のための点火信号を出力する回路であり、例えば、マイクロコンピュータ等によって構成されている。この点火時期制御回路８の入力端はパルサコイル７に、出力端はサイリスタ駆動用トランジスタ９にそれぞれ接続されている。 The ignition timing control circuit 8 is a circuit that determines the ignition timing of the spark plug 5 based on the pulse signal of the pulsar coil 7 and outputs an ignition signal for ignition, and is constituted by, for example, a microcomputer. The ignition timing control circuit 8 has an input terminal connected to the pulsar coil 7 and an output terminal connected to the thyristor driving transistor 9.

サイリスタ駆動用トランジスタ９は、点火信号に基づいてサイリスタ６のゲートに電圧を印加し、ゲート電流を供給するスイッチング素子である。このサイリスタ駆動用トランジスタ９のベースは点火時期制御回路８の出力端に、エミッタは回路用電源Ｖｃｃに、コレクタはサイリスタ６のゲートにそれぞれ接続されている。ここで、回路用電源Ｖｃｃは、サイリスタを制御及び駆動するための直流電源であり、電源回路２とは別に設けられている。サイリスタ駆動用トランジスタ９は、点火時期制御回路８の点火信号に基づいてオン又はオフすることによりサイリスタ６のゲート電流を制御する。 The thyristor driving transistor 9 is a switching element that applies a voltage to the gate of the thyristor 6 based on the ignition signal and supplies a gate current. The base of the thyristor driving transistor 9 is connected to the output terminal of the ignition timing control circuit 8, the emitter is connected to the circuit power supply Vcc, and the collector is connected to the gate of the thyristor 6. Here, the circuit power supply Vcc is a DC power supply for controlling and driving the thyristor, and is provided separately from the power supply circuit 2. The thyristor driving transistor 9 controls the gate current of the thyristor 6 by turning on or off based on the ignition signal of the ignition timing control circuit 8.

ゲート電圧抑制回路１０は、ＰＮＰ型の第１のトランジスタ１０ａとＮＰＮ型の第２のトランジスタ１０ｂとから構成され、サイリスタ６のゲートをカソードに接続する回路である。第１のトランジスタ１０ａのベースはサイリスタ６のゲートに、エミッタは点火時期制御回路８の出力端にそれぞれ接続されている。また、第１のトランジスタ１０ａのコレクタは第２のトランジスタ１０ｂのベースに接続されている。さらに、第２のトランジスタ１０ｂのコレクタとエミッタはサイリスタ６のゲートとカソードにそれぞれ接続されている。 The gate voltage suppression circuit 10 is composed of a PNP-type first transistor 10a and an NPN-type second transistor 10b, and connects the gate of the thyristor 6 to the cathode. The base of the first transistor 10 a is connected to the gate of the thyristor 6, and the emitter is connected to the output terminal of the ignition timing control circuit 8. The collector of the first transistor 10a is connected to the base of the second transistor 10b. Further, the collector and emitter of the second transistor 10b are connected to the gate and cathode of the thyristor 6, respectively.

次に、図１及び図２を参照して具体的動作について説明する。ここで、図２におけるａ、ｂ、ｃ、ｄの波形は、図１における点火用コンデンサ３の一端にあるａ点、点火時期制御回路８の出力端にあるｂ点、ゲート電圧抑制回路１０の第２のトランジスタ１０ｂのベースにあるｃ点、サイリスタ６のゲートにあるｄ点の車体に対する電圧波形をそれぞれ示している。 Next, a specific operation will be described with reference to FIGS. Here, waveforms a, b, c, and d in FIG. 2 are a point a at one end of the ignition capacitor 3 in FIG. 1, a point b at the output end of the ignition timing control circuit 8, and the gate voltage suppression circuit 10. Voltage waveforms with respect to the vehicle body at point c at the base of the second transistor 10b and point d at the gate of the thyristor 6 are shown.

エンジンが回転するとエキサイタコイル２ａはその回転に同期して交流電圧を発生し、パルサコイル７はクランクシャフトの回転位置に応じたパルス信号を出力する。エキサイタコイル２ａの発生した交流電圧の正の半サイクルは、整流用ダイオード２ｂを介して点火用コンデンサ３に印加されて点火用コンデンサ３が充電される。この点火用コンデンサ３の電圧は、エキサイタコイル２ａの出力電圧の上昇に伴いｔ０から時間の経過とともに増加し、エキサイタコイル２ａの発生する最大電圧で保持されている。 When the engine rotates, the exciter coil 2a generates an alternating voltage in synchronization with the rotation, and the pulsar coil 7 outputs a pulse signal corresponding to the rotational position of the crankshaft. The positive half cycle of the AC voltage generated by the exciter coil 2a is applied to the ignition capacitor 3 via the rectifying diode 2b, and the ignition capacitor 3 is charged. The voltage of the ignition capacitor 3 increases with time from t0 as the output voltage of the exciter coil 2a rises, and is held at the maximum voltage generated by the exciter coil 2a.

そして、点火時期制御回路８は、パルサコイル７のパルス信号に基づいて点火プラグ５の点火時期を決定し、ｔ１でＬｏｗレベルの点火信号を出力する。この点火信号はサイリスタ駆動用トランジスタ９のベースに印加され、サイリスタ駆動用トランジスタ９はオン状態となる。そのため、サイリスタ６のゲートは回路用電源によりＨｉｇｈレベルとなる。これにより、サイリスタ６にゲート電流が流れてサイリスタ６はオン状態となり、点火用コンデンサ３に蓄積された電荷が瞬時に放電される。そして、点火用コンデンサ３の電圧はほぼゼロになる。この点火用コンデンサ３の放電電流は点火コイル４の１次コイル４ａを流れ、２次コイル４ｂに高電圧が誘起される。この高電圧が点火プラグ５の接地電極５ｂと中心電極５ａとの間に印加され、点火プラグ５は火花放電する。 The ignition timing control circuit 8 determines the ignition timing of the spark plug 5 based on the pulse signal of the pulsar coil 7, and outputs a low level ignition signal at t1. This ignition signal is applied to the base of the thyristor driving transistor 9, and the thyristor driving transistor 9 is turned on. Therefore, the gate of the thyristor 6 is set to the high level by the circuit power supply. As a result, a gate current flows through the thyristor 6 so that the thyristor 6 is turned on, and the charge accumulated in the ignition capacitor 3 is instantaneously discharged. The voltage of the ignition capacitor 3 becomes almost zero. The discharge current of the ignition capacitor 3 flows through the primary coil 4a of the ignition coil 4, and a high voltage is induced in the secondary coil 4b. This high voltage is applied between the ground electrode 5b and the center electrode 5a of the spark plug 5, and the spark plug 5 undergoes spark discharge.

点火時期制御回路８は、点火用コンデンサ３の放電に充分な時間が経過した後、ｔ２で点火信号をＨｉｇｈレベルにする。これにより、サイリスタ駆動用トランジスタ９はオフ状態となる。ゲート電圧抑制回路１０を構成する第１のトランジスタ１０ａは、点火時期制御回路８の出力がＨｉｇｈレベルであり、かつ、サイリスタ６のゲート電圧がＬｏｗレベルであるときにオン状態となる。このとき、ゲート電圧抑制回路１０を構成する第２のトランジスタ１０ｂのベースは点火時期制御回路８によりＨｉｇｈレベルとなる。これにより、第２のトランジスタ１０ｂがオン状態となりサイリスタ６のゲートをカソードに接続する。つまり、ゲート電圧制御回路は、ｔ２でサイリスタ６のゲートをカソードに接続する。この状態は、点火時期制御回路８が次の点火信号を出力するまで継続される。 The ignition timing control circuit 8 sets the ignition signal to a high level at t2 after a time sufficient for discharging the ignition capacitor 3 has elapsed. As a result, the thyristor driving transistor 9 is turned off. The first transistor 10a constituting the gate voltage suppression circuit 10 is turned on when the output of the ignition timing control circuit 8 is at a high level and the gate voltage of the thyristor 6 is at a low level. At this time, the base of the second transistor 10 b constituting the gate voltage suppression circuit 10 is set to the high level by the ignition timing control circuit 8. As a result, the second transistor 10b is turned on, and the gate of the thyristor 6 is connected to the cathode. That is, the gate voltage control circuit connects the gate of the thyristor 6 to the cathode at t2. This state is continued until the ignition timing control circuit 8 outputs the next ignition signal.

その後、ｔ３で点火用コンデンサ３の充電が開始され、以降、上記工程を繰返すことにより、点火プラグ５は継続して火花放電する。 Thereafter, charging of the ignition capacitor 3 is started at t3, and thereafter the spark plug 5 is continuously subjected to spark discharge by repeating the above steps.

最後に、具体的効果について説明する。第１の実施形態によれば、内燃機関用点火装置１は、点火信号が停止している間、サイリスタ６のカソードに対するゲートの電圧をほぼゼロにすることができる。これにより、サイリスタ６のターンオフ時間を短縮することができ、点火用コンデンサ３の充電時におけるサイリスタ６によるエキサイタコイル２ａの短絡を防止することができる。従って、エキサイタコイル２ａの短絡電流による整流用ダイオード２ｂやサイリスタ６の破損が防止され、内燃機関用点火装置１の信頼性を向上することができる。また、点火信号が停止している間、サイリスタ６にノイズが加わってもサイリスタ６が誤ってオン状態になることはなく、誤動作が防止でき、内燃機関用点火装置１の信頼性をさらに向上することができる。さらに、内燃機関用点火装置１は、サイリスタ６のゲートとカソードとの間に接続される第２のトランジスタ１０ｂを有しており、サイリスタ６のゲートを確実にカソードに接続することができる。 Finally, specific effects will be described. According to the first embodiment, the internal combustion engine ignition device 1 can make the voltage of the gate with respect to the cathode of the thyristor 6 substantially zero while the ignition signal is stopped. Thereby, the turn-off time of the thyristor 6 can be shortened, and a short circuit of the exciter coil 2a by the thyristor 6 when the ignition capacitor 3 is charged can be prevented. Therefore, damage to the rectifier diode 2b and the thyristor 6 due to the short-circuit current of the exciter coil 2a is prevented, and the reliability of the internal combustion engine ignition device 1 can be improved. Further, while the ignition signal is stopped, even if noise is added to the thyristor 6, the thyristor 6 is not erroneously turned on, so that malfunction can be prevented and the reliability of the internal combustion engine ignition device 1 is further improved. be able to. Furthermore, the internal combustion engine ignition device 1 includes the second transistor 10b connected between the gate and the cathode of the thyristor 6, and the gate of the thyristor 6 can be reliably connected to the cathode.

（第２実施形態）
次に、第２実施形態における内燃機関用点火装置の回路図を図３に、図３の回路各部における電圧波形を図４に示す。ここでは、第１実施形態における内燃機関用点火装置との相違部分についてのみ説明し、共通する部分ついては、必要とされる箇所以外説明を省略する。なお、前記実施形態と同一の要素には同一の符号を付して説明する。 (Second Embodiment)
Next, a circuit diagram of an internal combustion engine ignition device according to the second embodiment is shown in FIG. 3, and voltage waveforms at respective parts of the circuit of FIG. 3 are shown in FIG. Here, only a different part from the internal combustion engine ignition device in the first embodiment will be described, and the description of the common part will be omitted except for the necessary part. In addition, the same code | symbol is attached | subjected and demonstrated to the element same as the said embodiment.

まず、図３を参照して具体的構造について説明する。図３に示すように、内燃機関用点火装置１は、電源回路２（電源）と、点火用コンデンサ３と、点火コイル４と、点火プラグ５と、サイリスタ６と、パルサコイル７と、点火時期制御回路８（点火時期制御手段）と、点火信号波形成形回路１１（点火信号波形成形手段）とから構成されている。 First, a specific structure will be described with reference to FIG. As shown in FIG. 3, the internal combustion engine ignition device 1 includes a power circuit 2 (power source), an ignition capacitor 3, an ignition coil 4, an ignition plug 5, a thyristor 6, a pulsar coil 7, and an ignition timing control. It comprises a circuit 8 (ignition timing control means) and an ignition signal waveform shaping circuit 11 (ignition signal waveform shaping means).

点火信号波形成形回路１１は、サイリスタ６と点火時期制御回路８の間に接続され、点火時期制御回路８から出力される点火信号のパルス幅を短く成形してサイリスタ６に出力する回路である。この点火信号波形成形回路１１は、カップリングコンデンサ１１ａと、抵抗１１ｂと、トランジスタ１１ｃと、ダイオード１１ｄとから構成されている。カップリングコンデンサ１１ａの一端は抵抗１１ｂを介して回路用電源に接続されるとともに、トランジスタ１１ｃを介して車体に接地されている。また、他端はサイリスタ駆動用トランジスタ９のベースに接続されるとともに、ダイオード１１ｄを介して回路用電源に接続されている。抵抗１１ｂの一端は回路用電源に、他端はカップリングコンデンサ１１ａの一端にそれぞれ接続されている。トランジスタ１１ｃのベースは点火時期制御回路８に、コレクタはカップリングコンデンサ１１ａの一端にそれぞれ接続され、エミッタは車体に接地されている。ダイオード１１ｄのアノードはカップリングコンデンサ１１ａの他端に、カソードは回路用電源にそれぞれ接続されている。 The ignition signal waveform shaping circuit 11 is connected between the thyristor 6 and the ignition timing control circuit 8, and is a circuit that shapes the pulse width of the ignition signal output from the ignition timing control circuit 8 and outputs it to the thyristor 6. The ignition signal waveform shaping circuit 11 includes a coupling capacitor 11a, a resistor 11b, a transistor 11c, and a diode 11d. One end of the coupling capacitor 11a is connected to a circuit power supply via a resistor 11b, and is grounded to the vehicle body via a transistor 11c. The other end is connected to the base of the thyristor driving transistor 9 and is connected to a circuit power supply via a diode 11d. One end of the resistor 11b is connected to the circuit power source, and the other end is connected to one end of the coupling capacitor 11a. The base of the transistor 11c is connected to the ignition timing control circuit 8, the collector is connected to one end of the coupling capacitor 11a, and the emitter is grounded to the vehicle body. The anode of the diode 11d is connected to the other end of the coupling capacitor 11a, and the cathode is connected to a circuit power source.

サイリスタ駆動用トランジスタ９は、点火信号波形成形回路１１によってパルス幅を短く成形された点火信号に基づいてサイリスタ６のゲートに電圧を印加し、ゲート電流を供給するスイッチング素子である。このサイリスタ駆動用トランジスタ９のベースは点火信号波形成形回路１１の出力端、つまり、ダイオード１１ｄのアノードが接続されたカップリングコンデンサ１１ａの他端に、エミッタは回路用電源に、コレクタはサイリスタ６のゲートにそれぞれ接続されている。 The thyristor driving transistor 9 is a switching element that supplies a gate current by applying a voltage to the gate of the thyristor 6 based on the ignition signal whose pulse width is shortened by the ignition signal waveform shaping circuit 11. The base of the thyristor driving transistor 9 is the output terminal of the ignition signal waveform shaping circuit 11, that is, the other end of the coupling capacitor 11a to which the anode of the diode 11d is connected, the emitter is the circuit power supply, and the collector is the thyristor 6. Each is connected to a gate.

次に、図３及び図４を参照して具体的動作について説明する。ここで、図４におけるａ、ｂ、ｃ、ｄ、ｅの波形は、図３における点火用コンデンサ３の一端にあるａ点、点火時期制御回路８の出力端にあるｂ点、カップリングコンデンサ１１ａの一端にあるｃ点、カップリングコンデンサ１１ａの他端にあるｄ点、サイリスタ６のゲートにあるｅ点の車体に対する電圧波形をそれぞれ示している。 Next, a specific operation will be described with reference to FIGS. Here, the waveforms of a, b, c, d, and e in FIG. 4 are the points a at one end of the ignition capacitor 3 in FIG. 3, the points b at the output end of the ignition timing control circuit 8, and the coupling capacitor 11a. The voltage waveforms for the vehicle body at point c at one end, point d at the other end of the coupling capacitor 11a, and point e at the gate of the thyristor 6 are shown.

そして、点火時期制御回路８は、パルサコイル７のパルス信号に基づいて点火プラグ５の点火時期を決定し、点火コンデンサを放電するのに充分なｔ１〜ｔ３の期間Ｈｉｇｈレベルの点火信号を出力する。この点火信号はトランジスタ１１ｃのベースに印加され、トランジスタ１１ｃはオン状態となりカップリングコンデンサ１１ａの一端（ｃ点）を接地する。そのため、抵抗１１ｂを介して回路用電源Ｖｃｃで充電されてＨｉｇｈレベルとなっていたカップリングコンデンサ１１ａの一端は、瞬時にＬｏｗレベルになる。その後、カップリングコンデンサ１１ａは抵抗１１ｂを介して再び回路用電源Ｖｃｃで充電され、その一端の電圧は、カップリングコンデンサ１１ａと抵抗１１ｂとで決まる時定数に基づいて漸次上昇しｔ２でＨｉｇｈレベルに達する。一方、カップリングコンデンサ１１ａの他端（ｄ点）の電圧もｔ１でＬｏｗレベルとなり、その後漸次上昇しｔ２でＨｉｇｈレベルに達する。ところで、カップリングコンデンサ１１ａの容量と抵抗１１ｂの抵抗値は、ｔ１〜ｔ２の時間が点火信号のパルス幅であるｔ１〜ｔ３の時間より充分短くなるような最適な値に設定されている。このカップリングコンデンサ１１ａの電圧はサイリスタ駆動用トランジスタ９のベースに印加される。サイリスタ駆動用トランジスタ９は、ｔ１〜ｔ２の期間カップリングコンデンサ１１ａの電圧の大きさに応じた電圧をサイリスタ６のゲートに印加する。サイリスタ６のゲート電圧は、ｔ１〜ｔ２の期間Ｈｉｇｈレベルから漸次減少していく。そのため、サイリスタ６のアノードからゲートに流れる漏れ電流によって発生するゲート電圧が重畳されても、点火用コンデンサ３の充電か開始されるｔ５より充分前のｔ４でゲート電圧はほぼゼロになる。 Then, the ignition timing control circuit 8 determines the ignition timing of the spark plug 5 based on the pulse signal of the pulsar coil 7, and outputs a high level ignition signal for a period t1 to t3 sufficient to discharge the ignition capacitor. This ignition signal is applied to the base of the transistor 11c, and the transistor 11c is turned on to ground one end (point c) of the coupling capacitor 11a. Therefore, one end of the coupling capacitor 11a that has been charged with the circuit power supply Vcc via the resistor 11b and has been at the High level is instantaneously at the Low level. After that, the coupling capacitor 11a is charged again with the circuit power supply Vcc via the resistor 11b, and the voltage at one end thereof gradually rises based on the time constant determined by the coupling capacitor 11a and the resistor 11b, and becomes High level at t2. Reach. On the other hand, the voltage at the other end (point d) of the coupling capacitor 11a also becomes a low level at t1, and then gradually rises and reaches a high level at t2. Incidentally, the capacitance of the coupling capacitor 11a and the resistance value of the resistor 11b are set to optimum values such that the time from t1 to t2 is sufficiently shorter than the time from t1 to t3, which is the pulse width of the ignition signal. The voltage of the coupling capacitor 11a is applied to the base of the thyristor driving transistor 9. The thyristor driving transistor 9 applies a voltage according to the magnitude of the voltage of the coupling capacitor 11a to the gate of the thyristor 6 during the period t1 to t2. The gate voltage of the thyristor 6 gradually decreases from the High level during the period from t1 to t2. Therefore, even if the gate voltage generated by the leakage current flowing from the anode of the thyristor 6 to the gate is superimposed, the gate voltage becomes substantially zero at t4 sufficiently before t5 when charging of the ignition capacitor 3 is started.

サイリスタ６にゲート電圧が印加されてゲート電流が流れるとサイリスタ６はオン状態となり、点火用コンデンサ３に蓄積された電荷が瞬時に放電され、点火用コンデンサ３の電圧はほぼゼロになる。この点火用コンデンサ３の放電電流は点火コイル４の１次コイル４ａを流れ、２次コイル４ｂに高電圧が誘起される。この高電圧が点火プラグ５の接地電極５ｂと中心電極５ａとの間に印加され、点火プラグ５は火花放電する。その後、ｔ５で点火用コンデンサ３の充電が開始され、以降、上記工程を繰返すことにより、点火プラグ５は継続して火花放電する。 When a gate voltage is applied to the thyristor 6 and a gate current flows, the thyristor 6 is turned on, the electric charge accumulated in the ignition capacitor 3 is instantaneously discharged, and the voltage of the ignition capacitor 3 becomes almost zero. The discharge current of the ignition capacitor 3 flows through the primary coil 4a of the ignition coil 4, and a high voltage is induced in the secondary coil 4b. This high voltage is applied between the ground electrode 5b and the center electrode 5a of the spark plug 5, and the spark plug 5 undergoes spark discharge. Thereafter, charging of the ignition capacitor 3 is started at t5, and thereafter the spark plug 5 is continuously subjected to spark discharge by repeating the above steps.

最後に、具体的効果について説明する。第２の実施形態によれば、内燃機関用点火装置１は、サイリスタ６にゲート電流を流すための点火信号のパルス幅を短くすることができる。そのため、サイリスタ６にゲート電流が流れることによってオンしている時間を短くすることができる。これにより、ターンオフ時間をも含めて、サイリスタ６がオンしてからオフするまでの時間を短縮することができ、点火用コンデンサ３の充電時におけるサイリスタ６によるエキサイタコイル２ａの短絡を防止することができる。従って、エキサイタコイル２ａの短絡電流による整流用ダイオード２ａやサイリスタ６の破損が防止され、内燃機関用点火装置１の信頼性を向上することができる。また、サイリスタ６と点火時期制御回路８の間に点火信号波形成形回路１１を追加するだけで構成できるため、既存の点火装置へ容易に適用することができる。さらに、内燃機関用点火装置１は、カップリングコンデンサ１１ａを有しており、点火信号のパルス幅を確実に短くすることができる。 Finally, specific effects will be described. According to the second embodiment, the internal combustion engine ignition device 1 can shorten the pulse width of the ignition signal for causing the gate current to flow through the thyristor 6. Therefore, it is possible to shorten the on-time when the gate current flows through the thyristor 6. Thereby, including the turn-off time, the time from when the thyristor 6 is turned on to when it is turned off can be shortened, and the short circuit of the exciter coil 2a by the thyristor 6 during charging of the ignition capacitor 3 can be prevented. it can. Therefore, the rectifier diode 2a and the thyristor 6 are prevented from being damaged by the short-circuit current of the exciter coil 2a, and the reliability of the internal combustion engine ignition device 1 can be improved. Further, since it can be configured only by adding the ignition signal waveform shaping circuit 11 between the thyristor 6 and the ignition timing control circuit 8, it can be easily applied to an existing ignition device. Furthermore, the internal combustion engine ignition device 1 includes a coupling capacitor 11a, and can reliably reduce the pulse width of the ignition signal.

第１実施形態における内燃機関用点火装置の回路図を示す。The circuit diagram of the ignition device for internal combustion engines in a 1st embodiment is shown. 図１の回路各部における電圧波形を示す。The voltage waveform in each part of the circuit of FIG. 1 is shown. 第２実施形態における内燃機関用点火装置の回路図を示す。The circuit diagram of the ignition device for internal combustion engines in 2nd Embodiment is shown. 図３の回路各部における電圧波形を示す。The voltage waveform in each part of the circuit of FIG. 3 is shown.

符号の説明Explanation of symbols

１・・・内燃機関用点火装置
２・・・電源回路（電源）
２ａ・・・エキサイタコイル
２ｂ・・・整流用ダイオード
３・・・点火用コンデンサ
４・・・点火コイル
４ａ・・・１次コイル
４ｂ・・・２次コイル
５・・・点火プラグ
５ａ・・・中心電極
５ｂ・・・接地電極
６・・・サイリスタ
７・・・パルサコイル
８・・・点火時期制御回路
９・・・サイリスタ駆動用トランジスタ
１０・・・ゲート電圧抑制回路（ゲート電圧抑制手段）
１０ａ・・・第１のトランジスタ
１０ｂ・・・第２のトランジスタ
１１・・・点火信号波形成形回路（点火信号波形成形手段）
１１ａ・・・カップリングコンデンサ
１１ｂ・・・抵抗
１１ｃ・・・トランジスタ
１１ｄ・・・ダイオード DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Internal combustion engine ignition device 2 ... Power supply circuit (power supply)
2a ... exciter coil 2b ... rectifier diode 3 ... ignition capacitor 4 ... ignition coil 4a ... primary coil 4b ... secondary coil 5 ... ignition plug 5a ... Center electrode 5b ... Ground electrode 6 ... Thyristor 7 ... Pulsar coil 8 ... Ignition timing control circuit 9 ... Thyristor driving transistor 10 ... Gate voltage suppression circuit (gate voltage suppression means)
10a ... 1st transistor 10b ... 2nd transistor 11 ... Ignition signal waveform shaping circuit (ignition signal waveform shaping means)
11a ... coupling capacitor 11b ... resistor 11c ... transistor 11d ... diode

Claims

電源と、前記電源に接続され前記電源の出力電圧が印加されて充電される点火用コンデンサと、前記点火用コンデンサに接続され前記点火用コンデンサの放電電流によって磁束を発生する１次コイルと前記１次コイルの発生する磁束によって電圧を誘起する２次コイルとを有する点火コイルと、前記点火用コンデンサに蓄積された電荷を前記１次コイルを介して放電させるサイリスタと、前記サイリスタにゲート電流を流すためのパルス状の点火信号を出力する点火時期制御手段と、前記電源とは別の回路用直流電源に接続され、前記点火信号に基づいて前記サイリスタのゲートに電圧を印加し、ゲート電流を供給するサイリスタ駆動用トランジスタと、前記点火信号と前記サイリスタのゲート電圧とに基づいて前記サイリスタのゲートを前記サイリスタのカソードに接続し、前記点火信号の停止した後の前記サイリスタのゲート電圧を抑制するゲート電圧抑制手段とを有することを特徴とする内燃機関用点火装置。 A power source; an ignition capacitor connected to the power source and charged by applying an output voltage of the power source; a primary coil connected to the ignition capacitor and generating a magnetic flux by a discharge current of the ignition capacitor; An ignition coil having a secondary coil that induces a voltage by a magnetic flux generated by a secondary coil, a thyristor that discharges electric charge accumulated in the ignition capacitor through the primary coil, and a gate current that flows through the thyristor Is connected to an ignition timing control means for outputting a pulse-like ignition signal and a circuit DC power supply different from the power supply, and supplies a gate current by applying a voltage to the gate of the thyristor based on the ignition signal The thyristor driving transistor, and the gate of the thyristor based on the ignition signal and the gate voltage of the thyristor. It was connected to the cathode of the thyristor, ignition device for an internal combustion engine and having a suppressing gate voltage suppression means a gate voltage of the thyristor after the stop of the ignition signal.

前記ゲート電圧抑制手段は、前記点火信号が停止してから所定の時間経過するまで、前記サイリスタのゲートをカソードに接続していることを特徴とする請求項１記載の内燃機関用点火装置。 2. The ignition device for an internal combustion engine according to claim 1, wherein the gate voltage suppressing means connects the gate of the thyristor to the cathode until a predetermined time elapses after the ignition signal is stopped.

前記所定の時間は、前記点火信号が停止している時間であることを特徴とする請求項２記載の内燃機関用点火装置。 The internal combustion engine ignition device according to claim 2, wherein the predetermined time is a time during which the ignition signal is stopped.