KR930007999B1

KR930007999B1 - 내연기관용 점화장치

Info

Publication number: KR930007999B1
Application number: KR1019880008223A
Authority: KR
Inventors: 세이지 모리노; 사도루 가와모도; 요시히로 요시다니; 도시오 스기모도; 도시오 나리기
Original assignee: 닛뽕 덴소오 가부시기가이샤; 오까베 다까시
Priority date: 1987-07-03
Filing date: 1988-07-02
Publication date: 1993-08-25
Also published as: US4892080A; EP0297584A3; AU597501B2; KR890002536A; JP2591078B2; EP0297584A2; DE3889779D1; EP0297584B1; DE3889779T2; JPH01232165A; AU1851388A

Abstract

내용 없음.

Description

내연기관용 점화장치

제 1 도는 본 발명의 제 1 실시예를 도시한 전기회로도.

제 2 도는 제 1 도에 도시한 본 점화장치의 동작을 설명하기 위해 각 부분에서 발생되는 신호의 파형을 도시한 파형도.

제 3 도는 본 발명의 제 2 실시예의 요부에 대한 전기회로를 도시한 회로도.

제 4 도는 본 발명의 제 3 실시예의 요부에 대한 전기회로를 도시한 회로도.

제 5 도는 제 4 도에 도시한 제 3 실시예에 따른 점화장치의 동작을 설명하기 위해 각 부분에서 발생되는 신호의 파형을 도시한 파형도.

제 6 도는 본 발명의 제 4 실시예의 요부에 대한 전기회로를 도시한 회로도.

제 7 도는 본 발명의 제 5 실시예의 따른 전기회로를 도시한 회로도.

제 8 도 내지 제 10 도는 제 7 도에 도시한 점화장치의 동작을 설명하기 위해 각 부분으로부터 발생되는 신호의 파형을 도시한 파형도.

제 11 도는 본 발명의 제 6 실시예에 따른 전기회로를 도시한 회로도.

제 12 도는 제 11 도에 도시한 점화장치의 동작을 설명하기 위해 각 부분으로부터 발생되는 신호의 파형을 도시한 파형도.

제 13 도는 본 발명의 제 7 실시예에 따른 전기회로를 도시한 회로도.

제 14 도는 제 13 도에 도시한 점화장치의 각 부분으로부터 발생되는 신호의 파형을 도시한 파형도.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

1 : 배터리 3 : 에너지축적코일

4 : 폐각도, 정전류 제어회로 5 : 전자제어장치

6 : 파워트랜지스터 7 : 전류검출저항기

8, 8a : 단안정멀티바이브레이터회로 9 : 제 1 다이오우드

10 : 점화코일 10a : 1차 권선

10b : 2차 권선 11 : 파워트랜지스터

11a : MOSFET 11b : 다이리스터

12 : 제 2 다이오우드 13 : 콘덴서

14 : 제 3 다이오우드 15 : 점화플러그

20 : 미분회로 40 : 지연회로

50 : 정전류 제어회로 50a : 콘덴서충전 제어회로

70 : 콘덴서전압검출 지연, 동시통전 방지회로

90 : 엔진속도검출회로

본 발명은 특히 용량방전형(capacitor discharge) 점화장치의 스파아크 방전시간을 연장하도록 한 내연기관용 콘덴서 방전형 점화장치에 관한 것이다.

점화플러그의 그을음을 방지하고 점화성능을 향상시키려면 스파아크 방전 전류가 급속히 증가하고 방전시간이 길어야 한다. 이러한 두가지 조건을 충족시키려는 시도로서 용량방전형과 전류차단형의 다양한 조합적(組合的) 점화회로가 종래에 제시된 바 있다(참조 : 미합중국 특허 제 3,280,809 호). 그러나, 이러한 형의 종래 점화장치는 용량방전형 점화회로로서 콘덴서를 고전압으로 충전시키기 위하여 전용 DC-DC변환기를 전용으로 필요로 하고, 또 전류차단시의 자기에너지를 축적하기 위하여 대형의 점화코일을 필요로 하므로 점화장치의 전체적 구조가 복잡하고 대형화되는 문제점이 발생한다. 이러한 문제점은 각 기통에 대응하여 다수의 점화코일을 설치해야 하는 기통별 점화장치의 경우에는 중대하다.

본 발명의 목적은 상기의 전용 DC-DC 변환기가 불필요하고 구조가 간단하며 비교적 소형이고, 방전시간은 연장시켰지만 스파아크 방전전류를 급속 증가시킬 수 있는 용량방전형 점화장치를 제공하려는 것이다.

상기 목적을 달성하기 위해 본 발명은 내연기관용 점화장치를 다음과 같이 구성하였다.

첫째로, 본 발명은 직류전원, 에너지축적코일, 제 1 스위칭소자를 포함하는 제 1 직렬폐회로와 ; 에너지축적코일, 다이오우드, 점화코일의 1차 권선, 제 2 스위칭소자를 포함하는 제 2 직렬폐회로와 ; 제 1, 제 2 스위칭소자의 어느 하나를 도통시켜 에너지축적코일에 에너지를 축적시킨 다음, 제 1, 제 2 스위칭소자를 차단하여 에너지축적코일에 축적된 에너지에 의하여 콘덴서에 충전시키고, 콘덴서가 충전된 후 제 1 스위칭소자의 차단과 거의 동시에 제 2 스위칭소자를 도통하여서 에너지축적코일에 축적된 에너지와 콘덴서에 충전된 에너지를 점화코일의 1차 권선에 공급하기 위한 스위칭소자 제어수단을 구비한 내연기관용 점화장치를 제공하는 것이다.

둘째로, 본 발명은 직류전원, 에너지축적코일, 제 1 스위칭소자를 포함하는 제 1 직렬폐회로와 ; 에너지축적코일, 제 1 다이오우드, 점화코일의 1차 권선, 제 2 스위칭 소자를 포함하는 제 2 직렬폐회로와 ; 제 2 스위칭소자에 병렬 접속하는 제 2 다이오우드와 콘덴서를 포함하는 직렬회로와 ; 점화코일의 1차 권선, 제 2 스위칭소자, 콘덴서, 제 3 다이오우드를 포함하는 제 3 직렬폐회로와 ; 제 2 스위칭소자의 차단시에 에너지축적코일과 점화코일의 1차 권선으로된 직렬회로로부터 콘덴서를 충전하고, 이 콘덴서가 충전된 후에는 제 1 스위칭소자를 도통시켜 직류전원으로부터 에너지를 에너지축적코일에 축적시킨 다음 점화시기에 있어 제 1 스위칭소자를 차단과 거의 동시에 제 2 스위칭소자를 도통시켜 에너지축적코일에 축적된 에너지와 콘덴서에 충전된 에너지를 점화코일의 1차 권선에 공급하기 위한 스위칭소자 제어수단을 구비한 내연기관용 점화장치를 제공하려는 것이다.

이상과 같이 구성되는 본 내연기관용 점화장치는 다음과 같이 작동한다. 먼저, 전자의 본 내연기관용 점화장치의 작동을 설명하기로 한다. 제 1, 제 2 스위칭소자가 차단시에 에너지축적코일에 미리 축적되어 있는 축적 에너지에 의하여 콘덴서에 충전한 다음, 제 1 스위칭소자의 도통에 따라 직류 전원으로부터 에너지축적코일에 에너지가 축적된다. 이후, 점화시에는 제 1 스위칭소자의 차단과 거의 동시에 제 2 스위칭소자가 도통됨으로써 에너지축적코일에 축적된 에너지와 콘덴서에 충전된 에너지가 점화코일의 1차 권선에 공급되고, 또 제 2 스위칭소자의 차단시에 점화코일 1차 권선 및 제 2 다이오우드들 통하여 에너지축적코일에 미리 축적되어 있는 에너지에 의하여 콘덴서에 충전되고, 그 이후 제 1 스위칭소자의 도통에 의하여 직류전원으로부터 에너지축적코일에 에너지가 축적되고 그 후에 점화시기에 있어서 제 1 스위칭소자의 차단과 거의 동시에 제 2 스위칭소자가 도통하므로써 에너지축적코일에 축적된 에너지와 콘덴서에 충전된 에너지가 제 1 다이오우드 또는 제 3 다이오우드를 통하여 점화코일의 1차 권선으로 공급된다.

이제부터 첨부도면을 참조하여 본 발명을 더욱 상세히 설명하기로 한다. 먼저, 본 발명의 제 1 실시예를 제 1 도를 참조하여 설명한다. 직류전원인 배터리(1)의 음극측은 접지되며, 양극측은 주스위치(2)를 통하여 에너지 축적코일(3)의 일단자측에 접속되고, 그 타단자측은 제 1 스위칭소자인 파워트랜지스터(power transistor)(6)콜렉터에 직렬 접속된다. 파워트랜지스터(6)의 에미터는 전류검출저항기(7)에 접속되어 있다. 공지의 전자제어장치(ECU)(5)로부터의 점화신호(IG_t)는 공지의 폐각도, 정전류 제어회로(4)에 입력되며, 그 폐각도, 정전류 제어회로(4)는 전류검출저항기(7)에 의해 검출된 전류(i₁)에 따라서 그 값 및 통전시간(폐각도)을 귀환 제어하고, 폐각도, 정전류 제어회로(4)의 출력은 파워 트랜지스터(6)의 베이스에 접속된다. 부호 3,4,6,7에 의하여 구성되는 에너지축적회로(100)는 통상의 전류차단형 점화장치에 있어 점화코일을 2차 권선 없이 에너지축적코일(3)에 취환한 것으로서, 다른 구성부품은 종래의 구성과 동일하다. 에너지축적회로(100)의 출력은 파워트랜지스터(6)의 콜렉터로부터 출력된 제 1 다이오우드(9)를 순방향을 통하여 점화코일(10)의 1차 권선(10a)의 일단자에 접속되고, 점화코일(10)의 1차 권선(10a)의 다른 단자는 제 2 스위칭소자인 파워트랜지스터(11)의 콜렉터에 접속되고, 파워트랜지스터(11)의 에미터는 접지되어 있다. 파워트랜지스터(11)의 콜렉터는 동시에 제 2 다이오우드(12)에 순방향을 통하여 특히 제 2 다이오우드(12)의 음극(cathode)은 콘덴서(13)의 일단자와 제 3 다이오우드(12)에 순방향을 통하여 특히 제 2 다이오우드(12)의 음극(cathode)은 콘덴서(13)의 일단자와 제 3 다이오우드(14)의 양극(anode)에 접속되어 있다. 콘덴서(13)의 다른 단자는 접지되고 제 3 다이오우드(14)의 음극은 제 1 다이오우드(9)의 음극측, 즉, 점화코일(10)의 1차 권선(10a)의 단자에 접속된다. 점화코일(10)와 2차 권선(10b)의 일단자는 접지되며, 2차 권선(10b)의 다른 단자는 점화플러그(15)에 접속된다.

전자제어장치(5)로부터의 점화신호(IG_t)는 이 점화신호(IG_t)가 하이레벨에서 로우레벨로 떨어질 때 소정시간(τ)(약 2ms)의 하이레벨의 출력전압(V₈)이 입력되고, 단안정멀티바이브레이터회로(8)의 출력은 파워트랜지스터(11)의 베이스에 접속되어 있다. 또, 점화코일(10)로는 의도적으로 폐자기회로내에 에어갭(air gap)을 가진 소형의 폐자기회로 코일을 사용할 수가 있다.

제 1 도에 도시한 점화장치의 각 부분에서 발생되는 신호파형을 도시한 제 2 도를 참조하여, 상기와 같이 구성된 본 점화장치의 작동을 설명하기로 한다.

에너지축적회로(100)는 통상적인 전류차단형 점화장치와 완전히 동일하게 작동하므로 상세히 설명은 생략하기로 한다. 전자제어장치(5)로부터 발생되는 점화신호(IG_t)에 따라서 파워트랜지스터(6)가 도통하여 통전을 개시하고, 에너지축적코일(3)에 전류(i₁)가 흐르기 시작하여 에너지축적코일(3)에 에너지가 축적되며, 이 전류(i₁)가 소정값에 도달하면 폐각도, 정전류를 제어회로(4)에 의하여 파워트랜지스터(6)를 불포화영역에서 동작하여서 이 전류(i₁)는 소정값으로 제한되고, 그 후 점화시작이 시각(t₀)의 있어서 (IG_t)는 로우레벨로 떨어지므로서 급격히 파워트랜지스터(6)를 차단한다. 이와 동시에 단안정멀티바이브레이터회로(8)의 출력전압(V₈)에 의하여 파워트랜지스터(11)가 소정시간(τ)사이를 도통하면 에너지축적코일(3)의 에너지가 점화코일(10)에 공급되어서, 이 점화코일(10)은 트랜스로 동작하고 시각(t₀)에 의하여 점화플러그(15)는 스파크방전을 개시하게 된다. 에너지축적코일(3)의 전류값이 방전에 의해 감소되며, 점화코일(10)의 자기에너지축적에 요하는 전류값과 일치하는 시각(t₁)으로되면, 점화플러그(15)의 방전전류는 정지한다. 특히, 파워트랜지스터(11)를 좀더 도통상태를 지속하게 되면 배터리(1)로부터 에너지축적코일(3)과 점화코일(10)의 1차 권선(10a)에 자기에너지로서 전류가 흘러서 축적된다. 이후, 시각(t₂)으로 되고 단안정멀티바이브레이터회로(8)의 출력이 로우레벨로 떨어지면, 파워트랜지스터(11)는 차단되고 제 2 다이오우드(12) 및 점화코일(10)의 1차 권선(10a)에 통하여 에너지축적코일(3)에 축적되었던 자기에너지에 의하여 콘덴서(13)가 제 2 도에 도시한 V_co와 같이 충전된다. 여기서, 파워트랜지스터(11)의 차단시에 있어서 점화코일(10)의 1 차 전류가 제 2 다이오우드(12)와 제 3 다이오우드(14)를 통하여 환류하므로 감쇄하기 때문에 정상 점화시기 범위외에서 파워트랜지스터(11)가 차단되어도 점화코일(10)의 2차 권선측에 쓸데없는 고전압이 발생되지 않게 된다.

다음에, 전자제어장치(5)로부터 점화신호(IG_t)가 입력되면, 파워트랜지스터(6)가 도통되어 에너지축적코일(3)로 다시 전류(i₁)가 에너지축적코일(3)로 흘러서 자기에너지가 축적된다. 에너지축적코일(3)의 전류값이 소정값으로 되어서 점화시기가 되면 파워트랜지스터(6)는 급속히 차단된다. 동시에 파워트랜지스터(11)가 도통되면 콘덴서(13)의 에너지와 에너지축적코일(3)의 에너지를 합성한 전류(i₁)가 동시에 점화코일(10)의 1차 권선(10a)측에 흘러서 빨리 증가하여 비교적 방전시간이 긴 2차 방전전류(i₂)가 얻어지고, 이후 동일한 동작이 반복된다.

4기통 엔진의 기통별 점화장치의 제 2 실시예를 제 3 도를 참조하여 설명하기로 한다. 제 2 실시예의 점화장치는 점화코일(10)과, 파워트랜지스터(11) 및 제 2 다이오우드(12)를 각 기통에 대응하여서 복수개 마련하고, 다른 회로 부분들은 다수의 기통에 대하여 하나의 것으로 공용하도록 한 것으로서, 에너지축적회로(100)를 각 기통에 대응하여서 복수개 설치한 구성이 대폭 간략화된다. 제 3 도에 있어서, 부호 8A는 점화분배신호(IG_d)에 의하여 단안정멀티바이브레이터회로(8)의 출력을 각 기통별의 파워트랜지스터(11)에 순차분배되는 공지의 분배회로이다. 제 2 실시예의 동작은 이미 설명한 바 있는 제 1 실시예의 동작과 동일하므로 생략하기로 한다.

본 발명의 제 3 실시예의 다른 요부(제 1 도의 제 1 실시예와 다른부분)의 구성을 제 4 도를 참조하여 설명하기로 한다. 제 1 도의 예에서는 단안정멀티바이브레이터회로(8)의 출력전압(V₈)으로 파워트랜지스터(11)를 제어하고 있지만, 제 4 도의 제 3 실시예는 파워트랜지스터(11)내를 흐르는 전류값이 소정값에 도달할 때 그 파워트랜지스터(11)를 차단하는 정전류 제어회로(50)를 설비하였다. 점화신호(IG_t)는 단안정멀티바이브레이터회로(8)에 입력됨과 동시에 인버어터(19)를 통하여 미분회로(20)에도 입력되고, 미분회로(20)의 출력단자는 플립플롭(30)의 S입력에 접속되어 있다. 파워트랜지스터(11)의 에미터는 저항(18)을 통하여 접지되고, 동시에 비교기(17)의 양극입력단자에도 접속되고, 비교기(17)의 음극입력단자는 기준전압(V_ref)이 접속되어 있다. 비교기(17)의 출력단자는 AND게이트(16)의 하나의 입력단자에 접속되고, 단안정멀티바이브레이터회로(8)의 출력단자가 인버어터(23)를 통하여 AND게이트(16)의 다른 입력단자에 접속되어 있다. AND게이트(16)의 출력단자는 플립플롭(30)의 R입력에 접속되며, 플립플롭(30)의 출력 Q는 AND게이트(22)의 하나의 입력단자에 접속된다. 폐각도 제어회로(4)의 출력단자는 인버어터(21)를 통하여 AND게이트(22)의 다른 입력단자에 접속되고, AND 게이트(22)의 출력단자는 파워트랜지스터(11)의 베이스에 접속되어 있다.

다음에 이상과 같이 구성된 제 3 실시예의 회로작동을 제 5 도의 파형도를 참조하여 설명한다. 점화신호(IG_t)의 펄스가 로우레벨로 떨어질 때 인버어터(19)를 통하여 미분회로(20)는 짧은 펄스(S)를 출력하며, 이 펄스(S)가 플립플롭(30)에 입력되면 플립플롭(30)의 출력 Q는 하이레벨이 되고, 파워트랜지스터(11)를 AND 게이트(22)에 접속되어 있으므로 폐각도 제어회로(4)의 출력신호가 로우레벨의 범위에서 파워트랜지스터(11)는 도통 가능하다. 파워트랜지스터(11)의 전류값이 소정값에 도달하면, 비교기(17)의 출력 신호(V₁₇)가 하이레벨로 상승하고, 이러한 출력신호(V₁₇)는 AND 게이트(16)를 통하여 플립플롭(30)의 R입력에 입력되며, 플립플롭(30)의 출력 Q를 로우레벨로 떨어지게 하는 것이므로 파워트랜지스터(11)는 차단된다. 비교기(17)의 출력신호(V₁₇)는 점화신호(IG_t)의 펄스가 떨어진 후에 하이레벨로 상승하므로 단안정멀티바이브레이터회로(8)의 출력전압(V₈)을 약 1ms사이에 하이레벨로 유지한다. 단안정멀티바이브레이터회로(8)의 출력전압(V₈)이 하이레벨 사이에 인버어터(23)를 통하여 AND게이트(16)에 의하여 비교기(17)의 출력신호(V₁₇)의 통과가 금지된 상태로 되어 제 5 도에 도시한 신호(R)가 플립플롭(30)의 R입력에 입력되어서 점화코일(10)의 1차 권선(10a)에 흐르는 전류 중 통전개시직후 콘덴서에 충전된 에너지에 의한 대전류를 실질적으로 검출하지 않고, 에너지축적코일(3)과 점화코일(10)의 1차 권선(10a)으로 구성된 직렬회로에 충전되는 전류값을 검출할 수가 있다.

한편, 제 6 도는 제 4 도에 도시한 제 3 실시예의 점화장치를 4기통 엔진의 기통별 점화장치에 적용한 본 발명의 제 4 실시예의 요부 구성을 도시한 것으로서, 제 6 도에서 AND 게이트(22)의 출력이 분배회로(8A)를 통하여 각 기통에 대응하여 설치한 각 파워트랜지스터(11)의 베이스에 접속되고, 또 각 기통의 파워트랜지스터(11)의 에미터가 공통해서 하나의 저항(18)의 일단에 접속되어 있다.

제 7 도는 본 발명에 따른 점화장치의 제 5 실시예를 도시한 것으로서, 제 7 도에 도시한 점화장치의 작동을 설명하기 위해 각 부분들에서 출력되는 신호의 파형을 도시한 제 8 도 내지 제 10 도를 참조하여 설명하면 다음과 같다. 제 5 실시예에 있어 다음과 같은 점에서 제 1 실시예 내지 제 3 실시예와 다르게 구성하였다.

첫째로, 제 5 실시예에는 전자제어장치(5)와 폐각도, 정전류 제어회로(4)사이에 지연회로(40)를 삽입하였다.

둘째로, 1개의 단안정멀티바이브레이터신호를 단안정멀티바이브레이터(8)대신에 3개의 단안정출력 신호(V₈), (V₉₂) 및 (V₁₁₂)를 발생하는 단안정멀티바이브레이터회로(8a)로 변경 설치하였다.

셋째로, 엔진속도검출회로(90) 및 아아크(arc) 시점스위칭회로(110)를 추가 설치하였다.

넷째로, 제 2 스위칭소자로서 MOS형 전계효과 트랜지스터(이후, MOSFET로 약함)(11a)를 사용하였다.

다섯째로, MOSFET(11a)를 구동시키기 위해 전원회로(45)와 구동회로(60)를 추가 설치하였다.

여섯째로, 콘덴서전압검출 지연, 동시통전 방지회로(70)를 추가 설치하였다.

다음에 제 5 실시예의 구성을 상세히 설명하기로 한다.

먼저, 지연회로(40)의 구성을 설명하면 다음과 같다. 전자제어장치(5)의 점화신호(IG_t)가 저항(33)을 통하여 트랜지스터(34)의 베이스에 접속되어 트랜지스터(34)의 에미터는 접지되었으며, 콜렉터는 저항(35)을 통하여 비교기(41)의 정입력단자에 접속되어 있다. 비교기(41)의 정입력단자는 콘덴서(37)를 통하여 접지됨과 동시에 저항(36)을 통하여 5V전원(Vcc)에 접속되어 있다. 또, 비교기(41)의 부입력단자는 저항(39)을 통하여 접지함과 동시에 저항(38)을 통하여 5V전원(Vcc)에 접속되어 있으며, 또 비교기(41)의 출력단자는 저항(42)을 통하여 5V전원(Vcc)에 접속되어 있다. 그리고, 비교기(41)의 출력신호는 폐각도, 정전류 제어회로(4)에 입력된다.

다음에 단안정멀티바이브레이터회로(8a)의 구성은 다음과 같다. 점화신호(IG_t)는 저항(48)을 통하여 트랜지스터(82)의 베이스에 접속되고, 이 트랜지스터(82)의 에미터는 접속되어 트랜지스터(83)의 콜렉터는 저항(51)을 통하여 비교기(54)의 부입력단자에 접속되어 있다. 이 비교기(54)의 부입력단자는 콘덴서(53)를 통하여 접지됨과 동시에 저항(52)을 통하여 5V전원(Vcc)에 접속되어 있으며, 비교기(54)의 정입력 단자는 저항(105)을 통하여 접지됨과 동시에 저항(88)을 통하여 5V전원(Vcc)에 접속되어 있다. 비교기(54)의 출력단자는 저항(55)을 통하여 5V전원(Vcc)에 접속됨과 동시에 트랜지스터(56)의 콜렉터에 접속되고, 이 트랜지스터(56)의 에미터는 접지됨과 동시에 베이스는 저항(49)을 통하여 점화신호(IG_t)에 접속되어, 비교기(54)의 출력단자는 인버어터(23)에 접속되어 있다.

비교기(92)의 부입력단자는 비교기(54)의 부입력단자에 접속되고, 비교기(92)의 정입력단자는 저항(91)을 통하여 5V전원(Vcc)에 접속되어 있다. 비교기(92)의 출력단자는 저항(93)을 통하여 5V전원(Vcc)을 접속함과 동시에 트랜지스터(95)의 콜렉터에 접속되어 있으며, 이 트랜지스터(95)의 에미터는 접지되고, 그리고 베이스는 저항(94)을 통하여 점화신호(IG_t)에 접속되어, 비교기(92)의 출력단자는 AND 게이트(102)의 하나의 입력단자에 접속된다.

비교기(112)의 부입력단자는 비교기(54)의 부입력단자에 접속되고, 비교기(112)의 정입력단자는 저항(111)을 통하여 접지됨과 동시에 저항(109)을 통하여 5V전원(Vcc)에 접속되어 있다. 비교기(112)의 출력단자는 저항(113)을 통하여 5V전원(Vcc)에 접속됨과 동시에 트랜지스터(106)의 콜렉터에 접속되고, 이 트랜지스터(106)의 에미터는 접지되어 있으며, 트랜지스터(106)의 베이스는 저항(107)을 통하여 점화신호(IG_t)에 접속되고, 비교기(112)의 출력단자는 AND 게이트(105)의 하나의 입력단자에 접속되어 있다.

또, 엔진속도검출회로(90)의 구성을 설명하면 다음과같다. 점화신호(IG_t)가 공지의 F-V변환기(80)의 입력단자에 접속되고, 이 F-V변환기(80)는 점화신호(IG_t)의 주파수에 비례한 전압을 출력한다. 이 F-V변환기(80)의 출력단자는 비교기(98)의 정입력단자에 접속되고, 그의 부입력단자는 저항(97)을 통하여 접지됨과 동시에 저항(96)을 통하여 5V전원(Vcc)에 접속되어 있다. 비교기(98)의 출력단자는 저항(99)을 통하여 5V전원(Vcc)에 접속됨과 동시에 AND 게이트(102)의 다른 입력단자에 접속되고, 또 인버어터(101)를 통하여 AND 게이트(103)의 하나의 입력단자에 접속되어 있다.

다음에 아아크시점스위칭회로(110)의 구성을 설명하면 다음과 같다. AND 게이트(102)의 출력단자는 OR 게이트(104)의 입력단자에 접속되어 있으며, AND 게이트(103)의 다른 입력단자는 AND 게이트(105)의 출력단자에 접속되고, 이 AND 게이트(105)의 다른 입력단자는 플립플롭(30)의 출력단자(Q)에 접속된다. AND 게이트(103)의 출력단자는 OR 게이트(104)의 다른 입력단자에 접속되고, 이 OR 게이트(104)의 출력단자는 분배회로(8A)를 통하여 각 기통의 구동회로(60)에 접속되어 있다.

다음에, 전원회로(45)의 구동회로(60)의 구성에 대하여 설명하면 다음과 같다. 분배회로(8A)의 출력단자는 저항(58)을 통하여 트랜지스터(59)의 베이스에 접속되고, 이 트랜지스터(59)의 에미터는 접지됨과 동시에 콜렉터는 저항(83)을 통하여 5V전원(Vcc)에 접속되어 있다. 트랜지스터(59)의 콜렉터는 트랜지스터(66)의 베이스에 접속되고, 이 트랜지스터(66)의 에미터는 접지됨과 동시에 트랜지스터(66)의 콜렉터는 저항(69)을 통하여 MOSFET(11a)의 게이트에 접속되어 있다. 분배회로(8A)의 출력단자는 저항(57)을 통하여 트랜지스터(61)의 베이스에 접속되고, 이 트랜지스터(61)의 에미터는 접지됨과 동시에 저항(62)을 통하여 PNP형의 트랜지스터(63)의 베이스에 접속된다. 이 PNP형 트랜지스터(63)의 에미터는 저항(65)을 통하여 콘덴서(13)의 하나의 단자에 접속되고, 또 PNP형 트랜지스터(63)의 에미터는 다이오우드(64)의 양극에 접속되고, 다이오우드(64)의 양극은 주스위치(2)를 통하여 직류전원(1)의 양극단자에 접속되어 있다. PNP형 트랜지스터(63)의 에미터는 제너다이오우드(68)의 음극 및 콘덴서(67)의 하나의 단자에 접속되고, 제너다이오우드(68)의 양극과 콘덴서(67)의 다른 단자는 접지되고, PNP형 트랜지스터(63)의 콜렉터는 다이오우드(117)를 통하여 트랜지스터(66)의 콜렉터에 접속되어 있다. MOSFET(11a)의 게이트는 제너다이오우드(29)의 양극 및 제너다이오우드(31)의 음극에도 접속되어 있으며, 제너다이오우드(29)의 음극은 MOSFET(11a)의 드레인에 접속되며, 제너다이오우드(31)의 양극은 접지되고, MOSFET(11a)의 드레인에 접속되며, 제너다이오우드(31)의 양극은 접지되고, MOSFET(11a)의 소스는 저항(18)을 통하여 접지되어 있다.

다음에, 콘덴서전압검출 지연, 동시통전 방지회로(70)의 구성을 설명하면 다음과 같다. 콘덴서(13)의 하나의 단자가 저항(81)을 통하여 비교기(75)의 부입력단자는 저항(72)을 통하여 접지됨과 동시에 제너다이오우드(71)의 음극에 접속되어 있다. 제너다이오우드(71)의 양극은 접지되고, 비교기(75)의 부입력단자는 저항(74)을 통하여 5V전원(Vcc)에 접속됨과 동시에 저항(73)을 통하여 접지되고, 비교기(75)의 출력단자는 저항(76)을 통하여 비교기(85)의 정입력단자에 접속되어 있다. 이 비교기(85)의 정입력단자는 저항(77)을 통하여 5V전원(Vcc)에 접속됨과 동시에 콘덴서(78)의 일단자에 접속되고, 이 콘덴서(78)의 다른 단자는 접지되어 있으며, 비교기(85)의 부입력단자는 저항(79)을 통하여 5V전원(Vcc)에 접속됨과 동시에 저항(84)을 통하여 접지되어 있다. 비교기(85)의 출력단지는 트랜지스터(87)의 베이스에 접속됨과 동시에 저항(86)을 통하여 5V전원(Vcc)에 접속되고, 또 트랜지스터(87)의 에미터는 접지되어 있으며, 그의 콜렉터는 파워트랜지스터(6)의 베이스에 접속되어 있다.

이상 설명한 구성에 있어서 본 발명의 제 5 실시예의 작동에 대해 설명한다. 먼저, 제 8 도와 제 10도에 도시한 파형을 참조하여 아아크 주기의 절환에 대해 설명하기로 한다. 단안정멀티바이브레이터회로(8a)는 점화신호(IG_t)의 로우레벨로 떨어짐에 따라 각각 다른 3개의 출력신호(V₈), (V₉₂), (V₁₁₂)를 소정의 지속시간폭으로 출력을 낸다. 이 중, 출력신호(V₈)는 1ms의 펄스폭을, 출력신호(V₉₂)는 약 0.3ms의 짧은 펄스폭을, 출력신호(V₁₁₂)는 10ms의 상당히 긴 펄스폭을 각각 가진다. 통상 엔진속도하에서의 점화동작은 제 3 실시예를 참조 설명한 바 있으므로 더이상 상세한 설명은 생략한다. 비교기(54)의 출력신호(V₈)는 1차 권선전류(i₁)의 통전개시직후의 콘덴서에 충전된 에너지에 의하여 대전류의 검출을 방지하기 위한 것이며, 비교기(92)의 출력신호(V₉₂)는 고속엔진 작용중 아아크시간을 결정하려는 것이다.

그래서 회전수검출회로(90)에 있어서 F-V변환기(80)에 의하여 회전수에 비례하는 전압신호인 출력신호(V₈₀)가 출력되고, 이 출력신호(V₈₀)의 전압값을 소정값(V₉₆)에 의하여 비교하는 것으로서 소정의 기관회전수(예를들면, 3000rpm)이상이 되면 비교기(98)에 하이레벨의 신호가 출력되고, 이 하이레벨의 신호가 아아크시점스위칭회로(110)에 입력되어서 비교기(92)의 출력신호(V₉₂)가 선택된다. 이와 같이, 고속회전시비교기(92)의 짧은 펄스폭의 출력신호(V₉₂)를 선택함으로써 점화플러그(15)의 아아크시간이 단축되고, 따라서 제 10 도의 파선에서 표시한 다음의 점화신호(IG_t)가 상승할 때까지 에너지축적코일(3)의 충전시간을 길게 할 수 있는 것이므로, 에너지축적코일(3)의 고전압을 충분히 발생함과 동시에 MOSFET(11a)의 도통기간을 단축할 수 있으므로 점화코일(10)과 MOSFET(11a)에서 발생되는 열이 감소된다. 또한, 에너지축적코일(3)에 축적된 에너지에 의해서 충분량의 1차 권선전류(i₁)가 흐를때까지 MOSFET(11a)가 OFF되므로서 이때 에너지축적코일(3)에 축적되어 있는 에너지에 의하여 콘덴서(13)가 제 10 도에 있는 V_COH로 도시한 충분한 전압으로 충전한다.

한편, 배터리 전압이 낮고 또 기관회전이 저속이 경우에는 제 10 도의 i_1S로 도시한 바와같이 점화코일(10)의 1차 권선전류(i₁)가 소정값(V_ref)에 도달하지 않는 경우에, 플립플롭(30)은 리세트되지 않으므로 MOSFET(11a)가 지속 도통하여 발열에 의해 파괴할 가능성이 있다. 그러나, 본 제 5 실시예에는 그러한 점을 감안하여 단안정멀티바이브레이터회로(8a)의 비교기(112)의 출력신호(V₁₁₂)를 점화신호(IC_t)가 로우레벨로 떨어지므로 10ms동안만 발생시키고, 그후 AND 게이트(105)의 게이트를 폐색하기 때문에, 플립플롭이 리세트되지 않을 경우에도 MOSFET(11a)는 ON으로 하여 10ms후에 자동 OFF되고, MOSFET(11a) 및 점화코일(10)이 발열을 억제한다.

다음에, 전원회로(45)와 구동회로(60)에 있어서, 출력단의 제 2 스위칭소자에 흐르는 전류는 제 8 도에 도시한 1차 권선전류(i₁)와 같이 통전 직후에 콘덴서(13)의 충전에너지에 의한 대전류(약 30A)가 흐르기 때문에 MOSFET(11a)를 이용한 구성을 표시하였다. MOSFET(11a)는 바이폴라 트랜지스터와 달리 전압구동형이기 때문에 전원전압이 낮은 시동시에는 충분한 전류가 흐를수가 없는 것이다. 따라서 제 5 실시예에서는 콘덴서(13)에 충전되는 비교적 고전압(약 300V)을 저항(65)을 통해 콘덴서(67)에 충전하여 이용할 수 있게 개량하였다. 그러나, 과다의 고전압은 제너다이오우드(68)에서 제한되고, MOSFET(11a)의 게이트에는 시동시와 같이 전원전압이 낮을때(예, 6V)에도 약 10V정도의 전압이 인가되는 것이므로 안전한 1차권선전류(i₁)를 공급할 수 있게 된다.

이제 제 9 도의 파형을 참조하여 콘덴서전압검출 지연, 동시통전 방지회로(70)의 동작을 설명하면 다음과 같다. 콘덴서전압검출 지연, 동시통전 방지회로(70)는 하나의 회로구성으로 2가지의 기능을 수행할 수 있는 특징이 있다. 그러한 기능 중 하나는 파워트랜지스터(6)의 OFF시간과 MOSFET(11a)의 ON시간의 시간차를 설정하는데 있으며, 즉, 파워트랜지스터(6)의 OFF시간보다 MOSFET(11a)의 ON시간을 약간 빠르게 조정하므로서, 1차 권선전류(i₁)를 증대하여 콘덴서(13)의 충전하기 위한 에너지축적코일(3)의 통전시간을 단축시킬 수 있고, 따라서 고속회전시의 발생전압을 고수준으로 유지할 수 있게 된다. 다른 하나의 기능은 파워트랜지스터(6)와 MOSFET(11a)의 동시통전을 방지하는 것이다. 이러한 2가지 기능은 콘덴서(13)의 양단의 전압을 검출하므로서 실현된다.

제 9 도에 도시된 바와 같이, 지연회로(40)에 의하여 점화신호(IG_t)가 로우레벨로 떨어지는 시간(τ₁)(예를 들면, 40㎲), 만큼 지연하여 출력신호(V₄₁)출력하지만 콘덴서(13)의 충전전압(V_CO)이 방전되어 0수준으로 떨어지는 시간(τ₂)(예, 30㎲)과 비교해서 τ₁〉τ₂가 되도록 설정하였다. 점화신호(IG_t)가 로우레벨로 떨어질때 MOSFET(11a)가 도통함으로서 콘덴서(13)의 충전전압(V_CO)이 충전상태에서 0레벨까지 방전하는 시간(τ₂)은 콘덴서(13)의 용량과 1차권선(10a)의 인덕턴스의 불균형 및 온도에 의하여 변화하는 것이므로 파워트랜지스터(6)의 OFF시간과 MOSFET(11a)의 ON시간의 시간차(τ₃)(예를 들면, 20㎲)는 0＜τ₃＜τ₂으로 설정하는 것이 바람직하다. 이러한 조건은 지연시간(τ₃)을 일정값으로 설정하면 충족될 수 없다.

여기서 제 9 도에 도시한 바와 같이 콘덴서(13)의 충전전압(V_CO)을 검출하여서, 소정의 드레시호울드전압(V₇₄)에서 결정되고, 비교기(75)를 통하여 비교기(85)의 출력신호(V₈₅)중 상승펄스에서 트랜지스터(87)를 ON하고, 파워트랜지스터(6)의 베이스전류를 차단하여 그 파워트랜지스터(6)를 OFF시간을 결정한다. MOSFET(11a)의 OFF시간은 1차권선전류(i₁)가 소정의 전압값(V_ref)에 도달하는 때이고, 시간(τ₅)(예, 100㎲)에서 콘덴서(13)에의 충전을 완료한다. 여기서 파워트랜지스터(6)와 MOSFET(11a)의 동시통전의 방지는 콘덴서(13)의 충전전압(V_CO)을 비교기(75)에 의하여 소정의 드레시호울드전압(V₇₄)과 비교검출한 시점(즉, 콘덴서(13)의 충전개시 시점에 의하여)시간(τ₆)(예를들면, 20㎲)만큼 지연된 시점에 의하여 다시 일정시간(τ₄)(예를들면, 120㎲)만큼 지연된 시점까지 트랜지스터(87)를 통전시켜서 파워트랜지스터(6)의 베이스전류를 바이패스시킨다. 이와 같이, 콘덴서(13)의 충전전압(V_CO)을 소정 드레시호울드전압(V₇₄)에서 검출하여서 펄스출력(V₇₅)을 얻고, 이 펄스출력(V₇₅)이 떨어지고, 또 콘덴서(78)와 비교기(85)를 통하여 소정시간 지연시켜 펄스출력(V₈₅)이 발생되어 있는 사이에 파워트랜지스터(6)를 OFF에 하므로서 파워트랜지스터(6)의 OFF에 의하여 MOSFET(11a)의 ON을 소정시간(τ₃)만큼 빨리 1차 권선전류(i₁)의 양이 증대되고, 콘덴서(13)를 충전하기 위하여 에너지 축적코일(3)의 통전시간을 단축함과 동시에 콘덴서(13)의 충전전압(V_CO)을 완료할때까지 파워트랜지스터(6)의 ON개시를 방지하는 것을 실현하였다.

이제 상기한 제 5 실시예에서는 회전수검출회로(90)에 의하여 소정 회전수 이상에서 아아크시점을 절환하였으나, 엔진회전수, 흡기매니포울드의 부압력등의 엔진파라미터에 따라서 미리 기억소자에 기억시켜둔 값으로 아아크 시간을 선택하여도 좋다.

또한, 이상 설명한 제 5 실시예에서는 기관회전수가 소정값 이상일때 단안정멀티바이브레이터회로(8a)의 짧은 펄스출력(8a)에 의하여 아아크시간을 제어하였으나, 단안정멀티바이브레이터회로(8a)의 펄스출력(V₉₂)을 사용하는 대신에 1차 권선전류(i₁)가 소정값(V_ref)이하로 되어 비교기(17)의 출력신호(V₁₇)가 로우레벨로 떨어질때(제 8 도의 시각, t₅)에서 MOSFET(11a)를 OFF하여서 아아크시간을 제어하도록 하여도 좋다. 이와같이 하면, 고속시의 콘덴서(13)의 충전전압(V_CO)도 일정하게 유지할 수 있다.

이제 본 발명의 제 6 실시예를 도시한 제 11 도와 제 11 도에 도시한 점화장치의 동작을 설명하기 위해 각 부분에서 발생되는 신호의 파형을 도시한 제 12 도를 참조하여 설명하기로 한다. 제 6 실시예는 다음과 같은 점에서 상기 설명한 제 5 실시예와 차이가 있다.

첫째, 콘덴서(13)를 점화코일(10)의 1차 권선(10a)과 MOSFET(11a)로 이루어진 직렬회로에 병렬로 접속하였다.

둘째, 제 5 실시예에서 설치하였던 다이오우드(12) 및 (14)를 생략하고, 양극이 접지된 다이오우드(24)를 콘덴서(13)에 병렬로 접속하였다.

셋째, 제 5 실시예의 정전류 제어회로(50)대신에 파워트랜지스터(6)를 제어하는 콘덴서충전 제어회로(50a)를 설치하였다.

넷째, 3개의 단안정출력신호를 발생하는 제 5 실시예의 단안정멀티바이브레이터회로(8a)를 2개의 단안정출력신호(V₈) 및 (V₁₁₂)를 발생하는 단안정멀티바이브레이터회로(8b)에 변경하고, 이 단안정멀티바이브레이터 회로(8b)의 한쪽 출력신호(V₈)를 분배회로(8A)에 직접 접속하여서 제 5 실시예의 아아크시점스위칭회로(110)를 생략하였다.

다섯째, 회전수검출회로(90)의 구성요소 중 F-V변환기(80a)(단, 회전수의 상승에 반비례해서 출력전압이 저하하는 것)만을 사용하고, 이 F-V변환기(80a)의 출력을 단안정 멀티바이브레이터회로(8b)의 비교기(54)의 정입력단자에 접속하였다.

여섯째, 콘덴서전압검출 지연, 동시통전 방지회로(70)의 트랜지스터(87)의 베이스,에미터회로와 병렬로 트랜지스터(115)의 콜렉터, 에미터에 접속하고, 이 트랜지스터(115)의 베이스를 저항(114)을 통하여 콘덴서 충전제어회로(50a)의 플립플롭(30)의 출력단자(Q)에 접속하였다.

계속하여, 콘덴서충전제어회로(50a)의 구성에 대하여 설명하면 다음과 같다. 비교기(17)의 출력단자를 플립필롭(30)의 R단자에 접속되고, 단안정멀티바이브레이터회로(8b)의 한쪽의 출력신호(V₈)가 인버어터(32)를 통하여 미분회로(20)의 입력단자에 접속되어 있다. 플립플롭(30)의 출력(Q)은 AND 게이트(16)의 하나의 입력단자에 접속하였고, AND 게이트(16)의 출력단자는 저항(46)을 통하여 트랜지스터(47)의 베이스에 접속하고, 트랜지스터(47)의 에미터는 접지됨과 동시에 콜렉터는 에너지축적회로(100)의 트랜지스터(26)의 베이스에 접속되어 있다.

AND 게이트(16)의 다른 입력단자는 단안정멀티바이브레이터회로(8b)의 다른 출력신호(V₁₁₂)를 접속되어 있다. 플립플롭(30)의 출력(Q)은 트랜지스터(116)의 콜렉터에 접속되고, 이 트랜지스터(116)의 에미터는 접지함과 동시에 베이스는 저항(108)을 통하여 점화신호(IG_t)를 접속되어 있다.

이제, 상기의 구성을 가진 제 6 실시예의 동작을 제 12 도를 참조하여 설명하면 다음과 같다. 점화신호(IG_t)에 의하여 파워트랜지스터(6)가 로우레벨로 되는 것에 의하여 파워트랜지스터(6)는 OFF된다. 이와 거의 동시에, 단안정멀티바이브레이터회로(8b)로부터 출력신호(V₈)의 펄스시간(제 12 도의 t₀~t₁사이)점화시기에 해당하는 기통의 MOSFET(11a)가 도통한다. 이것에 의하여 콘덴서(13)의 에너지와 에너지축적코일(3)의 에너지를 합성한 전류가 1차 권선전류(i₁)로 흐르며, 이 펄스시간은 점화플러그(15)에서 주아아크시간과 일치하게 되고, F-V변환기(80a)의 출력신호에 대응하여 회전수가 상승함에 따라 단축된다.

그리고 단안정멀티바이브레이터회로(8b)의 출력신호(V₈)가 제 12 도의 시각(t₁)에서 로우레벨로 되면 인버어터(32)와 미분회로(20)를 통하여 플립플롭(30)이 세트되어, 트랜지스터(47)가 도통하여 에너지축적회로(100)중의 트랜지스터(26)의 베이스전류가 바이패스하여 파워트랜지스터(6)를 다시 도통시켜서 에너지축적코일(3)에 다시 에너지가 축적된다. 그리고 이 에너지축적코일(30을 흐르는 전류(i₁)가 소정값(V_ref)에 도달하고 제 12 도에 도시된 바와 같이 시각(t₂)에서 비교기(17)에 하이레벨로 출력신호가 발생하여 플립플롭(30)을 리세트하고 파워트랜지스터(6)가 OFF된다. 결과적으로, 에너지축적코일(3)에 축적된 에너지에 의하여 제 12 도에 도시한 충전전압(V_CO)과 같이 콘덴서(13)가 소정의 전압이 충전되고, 이 콘덴서(13)에 충전된 전압은 다음의 점화사이클에 사용되게 된다.

또, 제 12 도의 시각(t₁)에서 MOSFET(11a)가 OFF될때 점화코일(10)에 축적된 에너지가 양극방전(극성반전)에서 2차 권선(10b)으로부터 점화플러그(15)에 방출되어, 그에 따라 아아크시간이 연장된다.

여기서, 콘덴서전압검출 지연, 동시통전 방지회로(70)는 저항(114) 및 트랜지스터(115)가 추가되어 플립플롭(30)의 출력(Q)의 펄스폭 만큼 그 작동이 금지된다. 이것에 의하여 콘덴서(13)가 충전되지 않아도 플립플롭(30)의 출력(Q)에서 펄스폭만큼 파워트랜지스터(6)가 재도통 가능하다. 또한, 점화신호(IG_t)가 하이레벨의 사이에 트랜지스터(106)가 통전되어 플립플롭(30)의 출력(Q)을 바이패스시키므로, 플립플롭(30)의 출력(Q)은 점화신호(IG_t)가 하이레벨로 우선적으로 로우레벨로 되고, 이것에 의하여 엔진속도가 고속일때 전류(i₁)가 소정값에 도달하기 전에, 다음의 점화사이클의 점화신호(IG_t)가 상승하면, 강제적으로 트랜지스터(47)는 OFF된다. 또한, 플립플롭(30)의 출력(Q)은 로우레벨로 되므로서, 트랜지스터(115)도 OFF되어 콘덴서전압검출 지연, 동시통전 방지회로(70)의 작동이 유효하게 된다. 콘덴서(13)가 충분히 충전될 때까지 OFF된 후에 점화신호(IG_t)에 의하여 파워트랜지스터(6)가 ON하게 된다.

제 11 도의 제 6 실시예에서, 다이오우드(24)는 제 11 도의 시각(t₀)에서의 콘덴서(13)의 충전된 전하가 MOSFET(11a)를 통하여 방전될 때, 콘덴서(13)내의 전하가 완전히 방전된 후에도 1차 권선(10a)에 유도된 기전력에 MOSFET(11a)와 다이오우드(24)를 통하여 1차 권선(10a)으로 전류를 지속적으로 흐르게 함으로서 점화플러그(15)의 아아크시간을 연장시키기 위한 것이다. 여기서 상기와 같이 아아크시간을 연장시키기 위하여 다이오우드(24)의 양극을 접지하는 대신 1차 권선(10a)과 MOSFET(11a)의 접속됨에 접속하는 것이 가능하지만, 이와 같이 하면 제 12 도의 시각(t₁)에 있어 MOSFET(11a)가 OFF될 때 1차 권선(10a)에 축적된 에너지가 다이오우드(24)를 통하여 쓸데없이 방전하여 (제 12 도의 시각(t₁)과 시각(t₂)간에 발생되는 2차 방전전류를 소거하는 극성을 가진 2차 출력신호로 되기 때문에) 점화코일(10)의 발열을 초래하기 위하여 바람직하다.

또, 제 11 도의 제 6 실시예에 있어서 동시에 MOSFET(11a)가 차단됨과 동시에 파워트랜지스터(6)를 도통시키기 위한 것이기 때문에 제 2 스위칭소자로서 MOSFET(11a)대신에 다이리스터를 사용하므로서, 파워트랜지스터(6)의 도통에 의하여 다이리스터에 전원전압이 증가하지 않아서 (지지전류가 흐를 수 없게 되어) 이 다이리스터가 자동적으로 OFF된다. 이와 같이 다이리스터를 사용하는 경우에는 다이리스터의 게이트에는 제 12 도의 시각(t₀)에서 다이리스터를 도통하기 위하여 폭이 짧은 트리거 펄스를 발생할 수 있게 하면 좋고, 또한 에너지축적코일(3)로서는 단권코일 대신에 1차와 2차의 권선을 가진 트랜스를 사용할 수도 있다.

제 13 도에 도시한 제 7 실시예의 점화장치는 바로 상기와 같은 구성을 이용한 것이다. 즉, 제 13 도에서 부호 3은 권선수가 거의 동일한 1차 권선(3a1)과 2차 권선(3a2)을 가진 트랜지스터에서 에너지축적코일을 구성하므로서 1차 권선(3a1)은 주스위칭(2)와 파워트랜지스터(6)의 콜렉터사이에 접속되고, 2차 권선(3a2)의 일단부는 접지되고, 타단부는 다이오우드(9)의 양극에 접속된다. 부호 11b는 MOSFET(11a)대신에 각 기통에 대응하여 마련된 다이리스터이고, 부호 20a는 구동회로(60)의 대신에 분배회로(8A)와 각 다이리스터(11b)의 게이트 사이에 접속된 미분회로이다. 그리고 다이오우드(24)는 각 점화코일(10)의 1차 권선단자 사이에 각각 병렬로 접속되고, 또한 점화코일(10)에 내장되어 있다. 제 13 도에 도시한 회로의 각 동장파형중 점화신호(IG_t), 전류검출저항기(7)에 흐르는 전류(i₁), 점화코일(10)의 1차 권선전류(i₁), 점화코일(10)의 2차방전전류(i₂)가 제 14 도에 도시되었다.

이상의 각 실시예들에 있어서는 콘덴서(13)의 충전전하가 에너지축적코일(3) 및 (3a)쪽으로 방전되지 못하도록 방지하기 위하여 다이오우드(9) 대신에 필요시에만 ON하는 스위칭소자를 사용하여도 좋다. 또한, 상기한 각 실시예에서 에너지축적코일(3) 및 (3a)에 축적된 에너지에 의하여 콘덴서(13)를 충전하도록 하였으나, 콘덴서(13)를 고전압에서 충전하기 위하여 사용할 수 있도록 하여도 좋다.

본 발명의 작용효과에 대해 설명하면 다음과 같다. 이상의 상세한 설명에서 기술한 바와 같이 에너지축적코일에 축적된 에너지에 의해 콘덴서를 충전할 수가 있고, 콘덴서에 충전된 에너지와, 에너지축적코일에 축적된 에너지가 점화코일의 1차 권선에 공급되므로서 콘덴서를 고전압에서 충전하기 위한 전용 DC-DC변환기가 불필요할 뿐만 아니라 점화코일은 기본적으로 트랜스의 작동만으로도 좋고, 큰 자기에너지를 축적할 필요가 없기 때문에 소형화할 수 있다. 따라서, 본 점화장치는 비교적 소형이고 구조가 간단하며, 스파아크 방전전류를 속히 상승시킬 수 있는 반면 방전시간이 길어서 착화성을 향상시키는 것이 가능한 우수한 효과가 있다.

또한, 제 2 스위칭소자의 차단시에 점화코일의 1차 권선과 제 2 다이오우드를 통하여 에너지축적코일에 미리 축적된 에너지에 의하여 콘덴서를 충전하므로, 제 1 스위칭소자의 1호의 점화사이클에 대하여 1회 단속만으로도 좋고, 또한 제 2 스위칭소자가 차단되어도 점화코일의 1차 전류가 제 1 다이오우드와 제 2 다이오우드를 통하여 환류하므로서 급격한 1차 권선전류의 차단이 저지되고, 제 2 스위칭소자 차단시에 점화코일의 2차 권선에 불필요한 고전압이 발생되는 것을 방지할 수 있다.

Claims

직류전원, 에너지축적코일 및 제 1 스위칭소자를 포함하는 제 1 직렬폐회로와 ; 에너지축적코일, 다이오우드, 점화코일의 1차 권선 및 제 2 스위칭소자를 포함하는 제 2 직렬폐회로와 ; 에너지축적코일에 다이오우드를 통하여 접속된 콘덴서와 ; 제 1 스위칭소자와 제 2 스위칭소자의 어느 하나를 도통시켜 에너지축적코일에 에너지를 축적시킨 후에 그 스위칭소자를 차단하므로서 에너지축적코일에 축적된 에너지에 의하여 콘덴서를 충전하고, 이 콘덴서가 충전된 후에 제 1 스위칭소자를 도통시켜 직류전원으로부터 에너지축적코일에 에너지를 축적시키고, 그후에 점화시기에는 제 1 스위칭소자의 차단과 거의 동시에 제 2 스위칭 소자를 도통하므로서, 에너지축적코일에 축적된 에너지와 콘덴서에 충전된 에너지를 점화코일의 1차 권선에 공급하기 위한 스위칭소자 제어수단을 구비하여서된 내연기관용 점화장치.
제 1 항에 있어서, 상기 점화코일은 폐자기회로내에 에어갭을 제거하여서된 내연기관용 점화장치.
제 1 항에 있어서, 에너지 축적코일과 제 1 스위칭소자와 콘덴서는 다수의 기통에 대하여 공통으로 1개씩 설치되고, 점화코일과 제 2 스위칭소자는 다수의 각 기통에 대응하여 다수 설치되어 있는 내연기관용 점화장치.
제 1 항에 있어서, 상기 스위칭소자 제어수단은 점화시기에 의하여 소정시간전에 제 1 스위칭소자를 도통시킨 후에 점화시기에 있어서 제 1 스위칭소자를 차단하기 위한 제 1 제어신호를 발생하는 제 1 제어신호 발생수단과 ; 점화시기로부터 제 2 스위칭소자를 도통시킨 후에 소정시간이 지나서 제 2 스위칭소자를 차단함과 거의 동시에 제 1 스위칭소자를 재도통시킨 후, 소정시간이 지나면 제 1 스위칭소자를 차단시키기 위하여 제어신호를 발생하는 제 3 제어신호 발생수단을 포함하여서 된 내연기관용 점화장치.
제 4 항에 있어서, 상기 제 1 제어신호 발생수단은 제 1 스위칭소자에 흐르는 전류를 검출하여, 이 전류가 소정값 이상으로 되어서 에너지 축적코일에 충분한 자기에너지가 축적되었을때 제 1 스위칭소자에 흐르는 전류를 제한하는 정전류 제어수단을 포함하여서 된 내연기관용 점화장치.
제 4 항에 있어서, 상기 제 2 제어신호 발생수단에 발생하는 제 2 제어신호의 시간폭은 기관회전수에 따라 변화할 수 있게 한 내연기관용 점화장치.
제 4 항에 있어서, 상기 제 3 제어신호 발생수단은 제 1 스위칭소자로 흐르는 전류를 검출하고, 이 전류가 소정값 이상으로 되어서 에너지 축적코일에 충분한 자기에너지가 축적되었을 때 제 3 제어신호를 소멸시키는 수단을 포함하여서 된 내연기관용 점화장치.
제 4 항에 있어서, 상기 제 3 제어신호 발생수단은 그 출력인 제어신호를 발생시에 있어서 제 1 제어신호 발생수단으로 다음 점화사이클의 제 1 제어신호가 발생하면 제 3 제어신호를 강제적으로 소멸시키는 수단을 포함하여서 된 내연기관용 점화장치.
제 4 항에 있어서, 상기 점화코일의 1차 권선과 제 2 스위칭소자의 직렬 회로와 병렬로 콘덴서가 접속되어 있는 내연기관용 점화장치.
제 4 항에 있어서, 상기 제 2 스위칭소자를 통하여 점화코일의 1차 권선의 단자 사이에 아아크 시간연장용의 다이오우드가 접속되어 있는 내연기관용 점화장치.
제 1 항에 있어서, 스위칭소자 제어수단에 의하여 점화시기에서의 제 1 스위칭소자의 차단시기보다 제 2 스위칭소자의 도통시기를 약간 빠르게 하는 내연기관용 점화장치.
제 4 항에 있어서, 스위칭소자 제어수단은 콘덴서의 충전전압이 소정값 이상될때까지 제 1 제어신호가 발생하는 것을 저지하는 수단을 포함하여서 된 내면기관용 점화장치.
제 1 항에 있어서, 제 2 스위칭소자는 전계효과트랜지스터로 되었고, 스위칭소자 제어수단은 콘덴서의 충전 전하를 전원공급원으로 하여 전하효과 트랜지스터에 게이트전압을 공급하기 위한 전원 회로를 포함하여서 된 내연기관용 점화장치.
직류전원, 에너지 축적코일 및 제 1 스위칭소자를 포함하는 제 1 직렬폐회로와 ; 에너지 축적코일, 제 1 다이오우드, 점화코일의 1차 권선 및 제 2 스위칭소자를 포함하는 제 2 직렬폐회로와 ; 제 2 스위칭소자에 병렬 접속된 제 2 다이오우드 콘덴서를 포함하는 직렬회로와 ; 점화코일의 1차 권선, 제 2 스위칭소자, 콘덴서 및 제 3 다이오우드를 포함하는 제 3 직렬폐회로와 ; 제 2 스위칭소자의 차단시에 점화코일의 1차 권선과 에너지 축적코일을 포함하는 직렬회로로부터 에너지를 콘덴서에 충전하고, 이 콘덴서를 충전한 후에 제 1 스위칭소자를 도통시켜 직류전원으로부터 에너지 축적코일에 에너지를 축적시키고, 그 후 점화시기에 제 1 스위칭소자를 차단과 거의 동시에 제 2 스위칭소자를 도통함으로써 에너지 축적코일에 축적된 에너지와 콘덴서에 축적된 에너지를 점화코일의 1차권선에 공급하기 위한 스위칭소자 제어 수단을 구비하여서 된 내연기관용 점화장치.
제 14 항에 있어서, 상기 에너지 축적코일과 제 1 스위칭소자와 콘덴서와 다수의 기통에 대하여 공통으로 1개씩 설치되어 있으며, 점화코일과 제 2 스위칭소자와 제 2 다이오우드는 다수의 기통에 대응하여 다수개 설치하여서 된 내연기관용 점화장치.
제 14 항에 있어서, 상기 스위칭소자 제어수단은 점화시기의 소정시간전에 제 1 스위칭소자를 도통시킨 후, 점화시기에 제 1 스위칭소자를 차단시키기 위한 제 1 제어신호를 발생하는 제 1 제어신호 발생수단과 ; 점화시기로부터 제 2 스위칭소자를 도통시킨 후, 소정시간이 지나면 제 2 스위칭소자를 차단시키기 위한 제 2 제어신호 발생수단을 포함하여서 된 내연기관용 점화장치.
제 16 항에 있어서, 상기 제 2 제어신호 발생수단은 소정시간폭이 단안정출력 신호를 발생하는 단안정수를 포함하여서 된 내연기관용 점화장치.
제 16 항에 있어서, 상기 제 2 제어신호 발생수단은 제 2 스위칭소자로 흐르는 전류를 검출하여, 제 2 스위칭소자에 흐르는 전류가 소정값 이상으로 되어서 에너지 축적코일에 충분한 자기에너지가 축적되었을때 제 2 스위칭소자를 차단하는 차단제어수단을 포함하여서 된 내연기관용 점화장치.
제 18 항에 있어서, 상기 제 2 제어신호 발생수단은 제 2 스위칭소자가 도통된 후 에너지 축적코일에 축적된 에너지와 콘덴서에 충전된 에너지에 의하여 점화코일의 1차 권선에 소정값 이상으로 전류가 흐르는 사이의 차단제어 수단의 작동을 실질상 무효화시키는 수단을 포함하여서 된 내연기관용 점화장치.
제 19 항에 있어서, 상기 제 2 제어신호 발생수단은 제 2 스위칭소자가 도통된 후 소정시간이상 경과하여도 제 2 스위칭소자에 흐르는 전류가 소정값에 도달하지 않을 때 제 2 스위칭소자를 수단을 포함하여서 된 내연기관용 점화장치.
제 18 항에 있어서, 상기 제 2 제어신호 발생수단은 기관회전수가 소정값 이상으로 되면, 제 2 스위칭소자를 도통된 후 콘덴서에 충전된 에너지가 점화코일의 1차 권선에 공급되었을때 에너지 축적코일에 축적된 에너지가 충분히 잔존(殘存)하고 있는 사이에 제 2 스위칭소자를 차단하는 수단을 포함하여서 된 내연기관용 점화장치.
제 7 항에 있어서, 상기 제 3 제어신호 발생수단은 제 1 스위칭소자와 도통된 후 소정시간이상 경과하여도 제 1 스위칭소자에 흐르는 전류가 소정값에 도달하지 않을 때 제 3 제어신호를 소멸시키는 수단을 포함하여서 된 내연기관용 점화장치.
제 16 항에 있어서, 상기 스위칭소자 제어수단은 콘덴서의 전압이 소정값 이상으로 되기까지 제 1 제어신호의 발생하는 그것을 저지하는 수단을 포함하여서 된 내연기관용 점화장치.
1차 권선에 전류가 공급되었을 때 2차 권선 양단에 점화용 고전압을 발생하는 점화코일과 ; 콘덴서와 ; 이 콘덴서를 충전하기 위한 콘덴서 충전수단과 ; 에너지 축적코일과 ; 이 에너지 축적코일에 전류를 흐르게 하여 그 에너지 축적코일에 에너지를 축적하기 위한 에너지 축적수단과 ; 소정시간에 에너지 축적 코일에 축적된 에너지와 상기 콘덴서에 충전된 에너지의 점화코일의 1개의 1차 권선에 공급하기 위한 에너지 공급수단을 구비하여서 된 내연기관용 점화장치.
1차 권선에 전류가 공급되었을때 2차 권선에 점화용 고전압을 발생시키는 점화코일과 ; 콘덴서와 ; 에너지 축적코일과 ; 이 에너지 축적코일에 주기적으로 전류를 흐르게 하여 그 에너지 축적코일에 주기적으로 에너지를 축적하기 위한 에너지 축적수단과 ; 제 1 시간(timing)에 에너지 축적코일에 축적된 에너지를 콘덴서를 공급하여 충전하기 위한 콘덴서 충전수단과 ; 제 1 시간으로부터 지연된 제 2 시간 사이에서 에너지 축적코일에 축적된 에너지와 콘덴서에 충전된 에너지를 점화코일의 1차 권선에 공급하기 위한 에너지 공급수단을 구비하여서 된 내연기관용 점화장치.
제 25 항에 있어서, 상기 콘덴서 충전수단은 DC-DC변환기를 포함하고, 에너지 축적수단은 에너지 축적코일에 직렬로 접속한 직류전원으로부터 에너지 축적코일에 공급하기 위한 제 1 스위칭소자를 포함하고, 에너지 공급수단은 소정시간의 점화시기에 도통하여 에너지 축적코일 및 에너지를 점화코일의 1차 권선에 공급하는 제 2 스위칭소자를 포함하여서 된 내연기관용 점화장치.
제 26 항에 있어서, 상기 에너지 축적수단은 에너지 축적코일에 직렬로 접속한 직류전원과 이 직류전원으로부터 에너지 축적코일에 에너지를 공급하기 위한 제 1 스위칭소자를 포함하고, 콘덴서 충전수단은 에너지 축적코일과 콘덴서 사이에 접속한 다이오우드를 포함하고, 에너지 공급수단은 제 2 시간으로서의 점화시기에 도통하여 에너지 축적코일 및 콘덴서의 에너지를 점화코일의 1차 권선에 공급하는 제 2 스위칭소자를 포함하는 내연기관용 점화장치.