JPH04284167A - 内燃機関の点火装置 - Google Patents

内燃機関の点火装置

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JPH04284167A
JPH04284167A JP3070306A JP7030691A JPH04284167A JP H04284167 A JPH04284167 A JP H04284167A JP 3070306 A JP3070306 A JP 3070306A JP 7030691 A JP7030691 A JP 7030691A JP H04284167 A JPH04284167 A JP H04284167A
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JP
Japan
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ignition
capacitor
current
transformer
timing signal
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Application number
JP3070306A
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English (en)
Inventor
Nobuyuki Ota
信之 太田
Yasutoshi Yamada
泰稔 山田
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Aisin Corp
Original Assignee
Aisin Seiki Co Ltd
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Publication date
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    • 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
    • F02P3/00—Other installations
    • F02P3/06—Other installations having capacitive energy storage
    • F02P3/08—Layout of circuits
    • F02P3/0876—Layout of circuits the storage capacitor being charged by means of an energy converter (DC-DC converter) or of an intermediate storage inductance
    • F02P3/0884—Closing the discharge circuit of the storage capacitor with semiconductor devices
    • F02P3/0892—Closing the discharge circuit of the storage capacitor with semiconductor devices using digital techniques
    • 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
    • F02P15/00—Electric spark ignition having characteristics not provided for in, or of interest apart from, groups F02P1/00 - F02P13/00 and combined with layout of ignition circuits
    • F02P15/10—Electric spark ignition having characteristics not provided for in, or of interest apart from, groups F02P1/00 - F02P13/00 and combined with layout of ignition circuits having continuous electric sparks

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Ignition Installations For Internal Combustion Engines (AREA)

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】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、内燃機関の点火装置に
関し、特にこの内燃機関の点火装置は、一の点火タイミ
ング信号期間内に点火エネルギーを連続的に供給するこ
とで点火プラグに充分な点火エネルギーを供給すること
を可能にしたものである。
【０００２】
【従来の技術】従来、内燃機関の点火装置として、電源
装置と点火変圧器との間に点火コンデンサを設け、点火
コンデンサを介して点火変圧器へのエネルギー供給を行
なう形式（容量放電方式）のものが知られており、例え
ば特開平１−１１６２８１号公報はこの形式の点火装置
を開示している。
【０００３】上記公報の点火装置について図４を参照し
て説明する。同図において、この点火装置では、エンジ
ンコンピュータ（ＣＰＵ）から伝達される燃焼室の一の
爆発行程に対応する点火タイミング信号の発生時に、発
振器２０６によって周期的にオン・オフ制御される充電
回路１００を介して、点火コンデンサ１０１が充電され
、この点火コンデンサ１０１上に蓄えられた電荷は、同
様に発振器２０６によって制御されるトランジスタ１０
７を介して点火変圧器１０２の一次巻線を経由して放電
する。この放電電流によって、点火変圧器１０２の一次
巻線及び二次巻線を経由して点火プラグ１０３に燃料点
火のためのエネルギーが供給され火花放電が行なわれる
。
【０００４】点火コンデンサ１０１の放電が開始すると
、点火コンデンサ１０１からチョークコイル１２８及び
点火変圧器１０２を経由して流れる放電電流は、まず回
路の固有振動周期に従って増大する。次に、点火コンデ
ンサ１０１上の電荷が零になり、放電電流が最大となっ
た時点で点火変圧器１０２及びチョークコイル１２８に
蓄積される磁気エネルギーが最大となり、この磁気エネ
ルギーにより継続して電流が同方向に流れるため、第二
還流回路１１０をなす第一のダイオード１１１が導通し
、引続き点火プラグ１０３への点火エネルギーの供給が
行なわれる。
【０００５】点火変圧器１０２の一次電流が、点火プラ
グ１０３での点火エネルギーの消費に従ってほぼ直線的
に減少し、もはや充分な点火エネルギーを供給できない
時期に達すると、計時手段の作動によってトランジスタ
１０７がオフし、引続き点火変圧器１０２の一次巻線を
流れる電流は、第一還流回路２０５をなすツェナーダイ
オード１２９及び第二のダイオード１０９内を流れ、点
火変圧器１０２に残存する磁気エネルギーが第一還流回
路内で消費されるため、次の点火コンデンサ１０１から
の放電周期についての準備が完了する。
【０００６】上記のごとき点火コンデンサ１０１の充電
及び放電を介して行なわれる点火エネルギーの間欠的供
給は、一回のエンジン爆発行程における点火タイミング
信号の発生期間内に例えば数回行なわれ、点火プラグに
は繰り返し大きな点火電流が供給される。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】上記公報に記載された
容量放電式の点火装置は、点火コンデンサから大きな点
火電流を繰り返し供給できるという利点を有するが、点
火コンデンサの充電及び放電が交互に行なわれるため、
点火プラグに火花放電のための電流が供給される作動期
間に後続して必要となる点火コンデンサの充電期間は、
点火プラグにおいて比較的長い休止期間となる。
【０００８】ところで、内燃機関の運転状況によっては
、点火プラグの火花放電により発生した火炎核の成長が
不十分となる場合があり、このような場合には、爆発行
程において燃焼の吹き消えが発生する。前記容量放電方
式の点火装置において、燃焼の吹き消えが点火プラグで
の休止期間に生じた場合には、次の周期の点火コンデン
サ放電期間である点火プラグの作動期間まで吹き消えた
ままとなるため、内燃機関での燃焼が不十分となり、排
ガス及びドライバビリティーの悪化を招くおそれがある
。
【０００９】本発明の目的は、従来の容量放電方式の点
火装置の問題に鑑み、内燃機関に生ずる燃焼の吹き消え
によって、失火が発生しにくい容量放電方式の内燃機関
の点火装置を提供し、もって車両等の経済的及び快適な
走行を可能とすることにある。
【００１０】
【課題を達成するための手段】上記目的を達成するため
、本発明の内燃機関の点火装置は、点火コンデンサ、該
点火コンデンサに電荷を蓄える充電手段、前記コンデン
サに蓄えられた電荷を放電させる放電スイッチング手段
、一次巻線と二次巻線とを備え前記放電スイッチング手
段のオン時に前記一次巻線が前記点火コンデンサと直列
に接続される点火変圧器、該点火変圧器に蓄えられた磁
気エネルギーを前記放電スイッチング手段のオフ時に消
費する第一還流回路、前記点火変圧器に蓄えられた磁気
エネルギーによる電流を前記放電手段のオン時に前記点
火コンデンサをバイパスして還流させる第二還流回路を
備える点火電流供給部と、燃焼室に配され前記点火変圧
器の二次巻線から点火電流の供給を受ける点火プラグと
を備える内燃機関の点火装置において、前記点火電流供
給部が前記点火プラグに対して夫々独立に点火電流を供
給可能な第一及び第二の点火電流供給部から構成されて
おり、前記燃焼室の一の爆発行程に対応する点火タイミ
ング信号に応答して作動し、一の該点火タイミング信号
期間内に前記第一及び第二の点火電流供給部を交互に作
動させる切換え制御部を更に備えることを特徴とするも
のである。
【００１１】
【作用】一の点火プラグに対して夫々独立に点火電流を
供給可能な第一及び第二の点火電流供給部と、一の点火
タイミング信号期間内にこれら双方の点火電流供給部を
交互に切換えて点火電流を供給する制御を行なう切換え
制御部とを設けた構成により、点火プラグでの休止期間
を無くし或いは最小限とし、点火タイミング信号の発生
期間に対する作動期間の比率を大きくすることができる
ので、燃焼の吹き消えが生じても後続する作動期間にお
いて直ちにその燃焼を回復させることができ、確実な着
火による燃焼の安定化が可能となる。
【００１２】
【実施例】図面を参照して本発明を更に説明する。図１
は本発明の一実施例の内燃機関の点火装置のブロック図
である。同図において、この点火装置は第一点火電流供
給部１と第二点火電流供給部２とを有し、双方の点火電
流供給部１、２は、相互に同じ構成を備え、夫々に備え
られた点火変圧器１１、２１の二次巻線１１Ｂ、２１Ｂ
を介して、点火プラグ３に対して相互に独立に点火電流
を供給可能に接続されている。
【００１３】双方の点火電流供給部１、２の放電スイッ
チング手段をなすエンハンスメント形ＭＯＳトランジス
タ１４、２４は、そのソース・ドレイン路が点火コンデ
ンサ１８、２８、チョークコイル１３、２３及び点火変
圧器１１、２１の各一次巻線１１Ａ、２１Ａと直列に接
続され、そのゲートに、切換え制御部をなすエンジン制
御コンピュータ３１から供給される切換え信号Ａ１、Ｂ
１が供給されている。
【００１４】双方の点火コンデンサ１８、２８は共に、
夫々の充電手段をなす充電スイッチング回路１９、２９
を介してＤＣーＤＣコンバータ３０に夫々接続されて電
源を供給される。ＤＣーＤＣコンバータ３０はバッテリ
ＢＴから電源を供給される。充電スイッチング回路１９
、２９は前記エンジン制御コンピュータ３１から切換え
信号Ａ２、Ｂ２を受けそのＨレベルによって導通して点
火コンデンサ１８、２８に充電電流を供給する。前記切
換え信号Ａ１及びＢ１と切換え信号Ａ２及びＢ２とは夫
々相互に補相をなす信号である。
【００１５】第一還流回路１５、２５を構成するツェナ
ーダイオード１５Ａ、２５Ａ及び第一のダイオード１５
Ｂ、２５Ｂは相互に直列接続され、その直列接続回路は
チョークコイル１３、２３を介して点火変圧器１１、２
１の一次巻線１１Ａ、２１Ａと直列に接続される。第二
還流回路をなす第二のダイオード１７、２７は点火コン
デンサ１８と並列に接続され、その極性は充電スイッチ
ング回路１９、２９によってＤＣーＤＣコンバータのプ
ラス極と導通されるラインａ、ｂにカソードが接続され
る極性である。
【００１６】上記のように構成された点火装置の作用に
ついて、図２を参照して説明する。第一の点火電流供給
部１を制御する切換え信号Ａ１と第二の点火電流供給部
２を制御する切換え信号Ｂ１とは相互に同じ波形を有し
、その発生タイミングが互い違いとなっており、一の点
火タイミング信号期間Ｔｏ内に双方の切換え信号Ａ１及
びＢ１は共に、例えば図示のごとく三回Ｈレベルとなる
。各切換え信号Ａ１、Ｂ１のＨレベルの期間が点火プラ
グ３の作動期間となり、Ｌレベルの期間が点火プラグの
休止期間となる。同図に示したように、作動期間が休止
期間よりも僅かに長くされている。
【００１７】時刻ｔｏにおいて点火タイミング信号が発
生すると、まず切換え信号Ａ１が直ちにＨレベルとなり
、第一点火電流供給部１のエンハンスメント形トランジ
スタ１４を導通させ、エンハンスメント形トランジスタ
１４は、チョークコイル１３及び点火変圧器１１の一次
巻線１１Ａを経由して、点火タイミング信号発生前に充
電されていた点火コンデンサ１８を放電させる。この結
果、点火変圧器１１の二次巻線に二次電流Ｉａが流れ、
点火プラグに対して点火電流Ｉｃが供給される。
【００１８】なお、図示のごとく、点火タイミング信号
の発生直前に点火コンデンサの充電を行なうことも、或
いは前の周期の点火タイミング信号の終了後に充電を行
っておくこともできる。
【００１９】点火コンデンサ１８と、チョークコイル１
３及び点火変圧器１１の一次巻線とによりＬＣ振動回路
が形成され、二次電流Ｉａ及び点火電流Ｉｃはこの固有
振動周期に従って速やかに立ち上がる。点火電流Ｉｃが
最大値となるとき、点火コンデンサ１８の蓄積電荷が零
となるので、以後チョークコイル１３及び点火変圧器１
１に蓄積された磁気エネルギーによる点火変圧器の一次
電流は、点火コンデンサ１８をバイパスし、第二ダイオ
ード１７を経由して還流する。
【００２０】点火プラグ３での火花放電によるエネルギ
ー消費に従って電流Ｉａ、Ｉｃが減衰し、その値が零に
なる以前の時刻ｔ１に、制御コンピュータ３１からの切
換え信号Ｂ１がＨレベルに立ち上がり、第二の点火電流
供給部２のエンハンスメントトランジスタ２４が導通す
るため、その直前に充電された点火コンデンサ２８の電
荷が、同様に点火変圧器２１の一次巻線２１Ａ及びチョ
ークコイル２３を経由して放電し、その結果、点火プラ
グ３には、双方の点火変圧器１１、２１の二次巻線１１
Ｂ、２１Ｂから点火電流が同時に供給されるので、点火
電流Ｉｃは零に低下することなく再び立ち上がる。
【００２１】時刻ｔ１に後続して時刻ｔ２になると切換
え信号Ａ１はＬレベルに移行するので、第一点火電流供
給部１のエンハンスメントトランジスタ１４がオフとな
り、点火変圧器１１に残存している磁気エネルギーによ
る一次電流は、第一還流回路１５を経由して流れ、この
第一還流回路１５において点火変圧器１１に残存する磁
気エネルギーは消費され零となる。一方、切換え信号Ａ
２はこのときＨレベルに移行しており、充電スイッチン
グ回路１９がオンとなり、再び点火コンデンサ１８の充
電が始まり点火コンデンサ１８に電荷が蓄積される。
【００２２】第一及び第二の点火電流供給部１、２夫々
において、上記の如き点火コンデンサ１８、２８の放電
は共に三回ずつ繰り返され、点火プラグ３を流れる点火
電流Ｉｃは、一度も零に低下することなく継続して流れ
ることとなり、たとえ、火炎核の吹き消えが生じてもす
ぐに燃焼が回復するため、失火をおさえ、安定した燃焼
が可能となる。
【００２３】図３は本発明の第二の実施例の詳細回路図
である。なお、第一の実施例と同様部分は説明を省略す
る。また同図では、簡略化のため一方の点火電流供給部
４０のみを示した。
【００２４】エンジンの状態に関する情報を含んだ点火
タイミング信号Ａ３が入力されると、この信号はフィル
タ５１及び積分回路５２を経由して計時回路５０に伝達
され、点火タイミング信号Ａ３に従う計時時間が設定さ
れる。
【００２５】計時手段５０は、充電手段４９と放電スイ
ッチング手段４４とに作動のための信号を交互に与える
。充電手段４９は、昇圧用のリアクトルＬ１を備えてお
り、ＤＣーＤＣコンバータから２００Ｖの直流電源電圧
を入力されて、相互に直列に接続された二つの点火コン
デンサ４８Ａ、４８Ｂを例えば４００Ｖの電圧で充電す
る。第一還流回路４５は二つの直列に接続されたツェナ
ーダイオード４５Ａ及び４５Ｂと第一のダイオード４５
ｃで構成してある。
【００２６】上記エンジンの状態に関する情報としては
、エンジンの回転角、スロットル開度及び燃焼室での燃
焼状況を検知する着火センサ、例えばイオンセンサ或い
は圧力センサからの情報等が含まれる。着火センサから
の信号によって燃焼室内で充分な燃焼が行われており点
火電流の供給が不要と検出された場合には、信号Ａ３に
よってタイミング信号をＬレベルとし、休止期間を選択
する。
【００２７】上記第二の実施例の場合には、図示しない
制御コンピュータから送られる制御信号Ａ３によって点
火コンデンサの充電及び放電の時間比を変更設定し、そ
のときのエンジン状態で最適の点火プラグの作動期間及
び休止期間を選択でき、また、燃焼が継続している場合
には不必要な点火電流の供給を停止して休止期間を継続
させることもでき、電力消費を必要最小限におさえ、安
定した燃焼が得られるという利点を有する。
【００２８】なお、上記各実施例では、点火変圧器の一
次巻線と直列に接続されるチョークコイルを設けた例を
示したが、点火変圧器のリアクトル分のみで足りる場合
には必ずしもチョークコイルを設ける必要は無い。
【００２９】
【発明の効果】本発明では、二つの点火電流供給部を備
え、これらを一の点火タイミング信号期間内に交互に作
動させることにより、従来、大きな点火電流を供給可能
な利点を有する反面点火電流の保持時間が短いため休止
期間が長いという欠点を有していた容量放電方式の点火
装置の欠点を克服し、大きな点火電流を継続して点火プ
ラグに与えることができ、失火を防ぎ、排ガス及びドラ
イバビリティーの悪化防止を可能とする内燃機関の点火
装置を供給することができた。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第一の実施例の点火装置のブロック図
である。
【図２】図１の実施例の点火装置の信号説明図である
【
図３】本発明の第二の実施例の点火装置の回路図である
。
【図４】従来の点火装置のブロック図である。
【符号の説明】
１　　　　　　　　第一点火電流供給部２　　　　　　
　　第二点火電流供給部３　　　　　　　　点火プラグ １１、２１　　　　点火変圧器 １４、２４　　　　放電スイッチング手段１５、２５　
　　　第一還流回路 １７、２７　　　　第二還流回路 １８、２８　　　　点火コンデンサ １９、２９　　　　充電手段

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】点火コンデンサ、該点火コンデンサに電荷
    を蓄える充電手段、前記コンデンサに蓄えられた電荷を
    放電させる放電スイッチング手段、一次巻線と二次巻線
    とを備え前記放電スイッチング手段のオン時に前記一次
    巻線が前記点火コンデンサと直列に接続される点火変圧
    器、該点火変圧器に蓄えられた磁気エネルギーを前記放
    電スイッチング手段のオフ時に消費する第一還流回路、
    前記点火変圧器に蓄えられた磁気エネルギーによる電流
    を前記放電手段のオン時に前記点火コンデンサをバイパ
    スして還流させる第二還流回路を備える点火電流供給部
    と、燃焼室に配され前記点火変圧器の二次巻線から点火
    電流の供給を受ける点火プラグとを備える内燃機関の点
    火装置において、前記点火電流供給部が前記点火プラグ
    に夫々独立に点火電流を供給可能な第一及び第二の点火
    電流供給部から構成されており、前記燃焼室の一の爆発
    行程に対応する点火タイミング信号に応答して作動し、
    一の該点火タイミング信号期間内に前記第一及び第二の
    点火電流供給部を交互に作動させる切換え制御部を更に
    備えることを特徴とする点火装置。
JP3070306A 1991-03-12 1991-03-12 内燃機関の点火装置 Pending JPH04284167A (ja)

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