JP2006242179A - Ignition device for internal combustion engines - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、点火コイルにイグナイタを内蔵した内燃機関用点火装置(以下、単に点火装置と称する)に関する。 The present invention relates to an ignition device for an internal combustion engine (hereinafter simply referred to as an ignition device) in which an igniter is incorporated in an ignition coil.
従来、点火コイルにイグナイタを内蔵し、点火コイルへの通電を制御することで内燃機関の点火時期を制御する点火装置が考案されている(例えば、特許文献1参照)。
このような点火装置において、図6の回路図に示すように、点火コイルに流されるコイル電流のスイッチングを行うスイッチング素子部を外来サージ等から保護する保護素子であるツェナーダイオード200を接続したものがある。
具体的には、ツェナーダイオード200は、スイッチング素子部に対して点火信号が入力される入力側にカソード、GND側にアノードがそれぞれ接続される。このように接続されることで、外来サージが発生したとしても、それをツェナーダイオード200の電圧クランプ機能により、イグナイタ300に高電圧が印加されてしまうことを防止できる。
Conventionally, an ignition device has been devised that incorporates an igniter in an ignition coil and controls the ignition timing of the internal combustion engine by controlling energization to the ignition coil (see, for example, Patent Document 1).
In such an ignition device, as shown in the circuit diagram of FIG. 6, a switching element portion that performs switching of a coil current flowing through the ignition coil is connected to a Zener
Specifically, the Zener
近年、点火コイルにイグナイタを内蔵した点火装置は、内燃機関(以下、エンジン)の気筒直上に搭載されることが多くなっている。このため、エンジンを制御する制御ユニット(以下、ECUという)と点火装置とを電気的に接続する信号線の長さが長くなり、その配線容量が大きくなってしまう傾向にある。
このような状況において、図6に示したような、入力端子側にカソード、GND端子側にアノードが接続されたツェナーダイオード200を備えた回路においては、信号線付近に放送局、無線機等による強電界にて電波電流が発生すると、そのツェナーダイオードの整流作用により配線容量にプラス電位のみ蓄えられることとなる。すると、入力端子のロー(Low)レベル電圧が上昇してしまい、例えば、本来ならば信号線の点火入力信号の電位レベルがローレベルにならなければならないにも関わらず、イグナイタ300は誤った電位レベル信号のもと、スイッチング素子100をONさせてしまい、ひいては点火装置を誤動作させてしまうという問題も発生させる恐れがあった。
本発明は上記問題点に鑑みて、保護素子の整流作用によって点火装置が誤動作してしまうことを防止した内燃機関用点火装置を提供することを目的とする。
In recent years, an ignition device in which an igniter is built in an ignition coil is often mounted immediately above a cylinder of an internal combustion engine (hereinafter referred to as an engine). For this reason, the length of a signal line that electrically connects a control unit (hereinafter referred to as ECU) that controls the engine and the ignition device tends to increase, and the wiring capacity tends to increase.
In such a situation, as shown in FIG. 6, in a circuit including a Zener
In view of the above problems, an object of the present invention is to provide an ignition device for an internal combustion engine that prevents the ignition device from malfunctioning due to the rectifying action of a protective element.
上記目的を達成するため、請求項1に記載の発明では、点火コイルと、前記点火コイルに内蔵され、内燃機関の制御ユニットから出力される点火信号に基づき前記点火コイルに流されるコイル電流のスイッチングを行うスイッチング素子部と、前記スイッチング素子部の保護素子として、前記点火信号の入力側とGND間にツェナーダイオードを有するイグナイタと、前記制御ユニットと電気的に接続されるとともに、前記点火信号の入力側と電気的に接続される入力端子を有し、この入力端子を介して前記制御ユニットから出力される前記点火信号を前記イグナイタへ送るコネクタと、前記コネクタ内に設けられ、前記入力端子とGND間にコンデンサーを有する並列回路とを備えることを特徴としている。 In order to achieve the above object, according to the first aspect of the present invention, there is provided an ignition coil and switching of a coil current that is built in the ignition coil and is caused to flow through the ignition coil based on an ignition signal output from a control unit of an internal combustion engine. A switching element unit for performing the above, an igniter having a Zener diode between the input side of the ignition signal and GND as a protective element of the switching element unit, and the control unit and the input of the ignition signal An input terminal electrically connected to the side, a connector for sending the ignition signal output from the control unit to the igniter via the input terminal, and a connector provided in the connector, the input terminal and the GND And a parallel circuit having a capacitor in between.
このような構成の点火装置によれば、コネクタ内の並列回路に設けられるコンデンサーによって、強電界の影響によってイグナイタへ入力される点火信号の信号線に発生する電波電流は、ツェナーダイオードを通らず上記コンデンサーをバイパスすることになり、ツェナーダイオードの整流作用が起きないようになる。
したがって、従来において、強電界の影響により上記信号線の電位レベルが誤ったレベルになるという現象が発生することを抑制でき、イグナイタに誤った電位レベルの信号が入力されることを防止できる。これにより、誤ってスイッチング素子をONさせてしまう、といった点火装置の誤作動を防止できる。
According to the ignition device having such a configuration, the radio wave current generated in the signal line of the ignition signal input to the igniter due to the influence of the strong electric field is not transmitted through the Zener diode by the capacitor provided in the parallel circuit in the connector. The capacitor is bypassed, and the rectifying action of the Zener diode does not occur.
Therefore, it is possible to suppress the occurrence of a phenomenon that the potential level of the signal line becomes an incorrect level due to the influence of a strong electric field, and to prevent a signal having an incorrect potential level from being input to the igniter. Thereby, it is possible to prevent malfunction of the ignition device such that the switching element is erroneously turned ON.
このような構成の点火装置では、請求項2に示されるように、コネクタを予め入力端子及びGND端子を樹脂にて一体としたプリモールド成形体を形成後、所定のコネクタ形状に形成するようにし、このプリモールド成形体は、さらにコンデンサーを並列回路に接続するためのコンデンサー接続端子を一体的に備えるようにしてもよい。
このようにコンデンサー接続端子をプリモールド成形体にて予め一体成形することにより、コンデンサー接続端子を所望の位置に配置できるため、コンデンサー取付け時、コンデンサー接続端子への確実な電気的接続が可能となる。
In the ignition device having such a configuration, as shown in
Since the capacitor connection terminal can be arranged at a desired position by integrally forming the capacitor connection terminal with the pre-molded body in this way, it is possible to reliably connect the capacitor connection terminal to the capacitor connection terminal when the capacitor is mounted. .
また、請求項3に示されるように、コネクタには、コンデンサーを収容する凹み状のコンデンサー収容部を備えるようにしてもよい。
これにより、コンデンサー取付け時に、安定的に保持できるため、コンデンサー接続端子への確実な電気的接続が可能となる。
さらに、請求項4に示されるように、コンデンサーをコンデンサー収容部に収容後、このコンデンサーを覆うようにシリコンが充填されるように構成してもよい。これにより、コンデンサーに対して、冷熱ストレスによる熱応力を緩和することができる。
According to a third aspect of the present invention, the connector may be provided with a concave capacitor housing portion for housing the capacitor.
Thereby, since it can hold | maintain stably at the time of capacitor | condenser installation, reliable electrical connection to a capacitor | condenser connection terminal is attained.
Furthermore, as shown in
以下、本発明の実施形態について図面に基づいて説明する。なお、以下の各実施形態相互において、互いに同一もしくは均等である部分には、図中、同一符号を付してある。
(第1実施形態)
以下、本発明の一実施形態が適用された車両用の点火装置について説明する。
図1は、本実施形態における点火装置1の回路構成図である。また、図2は、本実施形態における点火装置1の断面図である。さらに、図3は、本実施形態における点火装置1の上面図であり、図4は、本実施形態における点火装置1のコネクタ部の成形手順を示す説明図である。これらの図を参照して、本実施形態における点火装置1について説明する。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. In the following embodiments, the same or equivalent parts are denoted by the same reference numerals in the drawings.
(First embodiment)
Hereinafter, a vehicle ignition device to which an embodiment of the present invention is applied will be described.
FIG. 1 is a circuit configuration diagram of an ignition device 1 in the present embodiment. Moreover, FIG. 2 is sectional drawing of the ignition device 1 in this embodiment. Furthermore, FIG. 3 is a top view of the ignition device 1 in the present embodiment, and FIG. 4 is an explanatory diagram showing a molding procedure of the connector portion of the ignition device 1 in the present embodiment. The ignition device 1 in the present embodiment will be described with reference to these drawings.
図1に示されるように、点火装置1には、点火コイル4とイグナイタ5とが備えられる。
イグナイタ5は、点火コイル4の1次巻線4aへの通電のスイッチング制御を行うスイッチング素子部2を備えている。
スイッチング素子部2へのゲートには、図示せぬ内燃機関の制御ユニットであるECU10からの点火入力信号(点火信号)が入力されるように、イグナイタ5への入力側7と接続されるようになっている。そして、スイッチング素子部2のゲート電圧の電位レベルがハイレベルになるとスイッチング素子がONし、点火コイル4における1次巻線4aへの通電が行われ、ゲート電圧の電位レベルがローレベルになるとスイッチング素子がOFFし、1次巻線4aへの通電が遮断されるようになっている。
As shown in FIG. 1, the ignition device 1 includes an
The igniter 5 includes a
The gate to the
イグナイタ5は保護素子であるツェナーダイオード3を備えている。このツェナーダイオード3は、そのカソード端子はECU10から点火信号が入力される入力側7と導通するイグナイタ内の入力側ラインに接続される一方、アソード端子は、GND側8に導通するイグナイタ5内のGND側ラインに接続されている。このツェナーダイオード3により、点火コイル4を流されるコイル電流のスイッチングを行うスイッチング素子部2は外来サージ等から保護される。
The igniter 5 includes a Zener
さらに、上記コイル装置1には、上記入力側7とGND側8との間にコンデンサー6が接続された並列回路が設けられる。
なお、上記入力側7およびGND側8は、後述する点火装置1のコネクタ部15に設けられる外部端子である点火信号入力用端子16、GND端子17にそれぞれ電気的に結線されている。なお、点火信号入力用端子16は、信号線を介してECU10に接続されるとともに、GND端子17は、図示せぬハーネスを介して電気的にアースされている。
Further, the coil device 1 is provided with a parallel circuit in which a
The
上記した回路構成を有する点火装置1は、図2の断面図および図3の上面図によって、具体的に示される。
点火装置1の点火コイル4は、樹脂製のコイルケース30内部に収容されている。このコイルケース30は図中上方が開口しており、その開口部から点火コイル4が収容される。さらに、コイルケース30と一体的に形成されるコネクタ部15側と、点火コイル4との間に、イグナイタ5およびコンデンサー6が収容される。コネクタ部15は、後述するが、外部と電気接続するための外部端子を有しており、この外部端子とイグナイタ5、コンデンサー6、さらには点火コイル4を電気的接続した状態で、コイルケース30の開口部からエポキシ樹脂31を充填されることにより、点火コイル4がコイルケース30の内部で電気的に絶縁された状態で固定保持される。
The ignition device 1 having the above-described circuit configuration is specifically shown by a cross-sectional view of FIG. 2 and a top view of FIG.
The
なお、上記エポキシ樹脂31が充填される前に、イグナイタ5とコンデンサー6がコイルケース30内に収容され電気的に接続した状態で、イグナイタ5およびコンデンサー6の全体を覆うように、シリコン接着剤32が充填されている。このシリコン接着剤32により、イグナイタ5およびコンデンサー6に発生する応力の緩和を図ることができる。
図2において、点火コイル4の図中下方側には、スプリング33が設けられている。このスプリング33は、点火コイル4の2次巻線4bと接続されるとともに、図示せぬ点火プラグに接続されている。
In addition, before the
In FIG. 2, a
次に、コネクタ部15の成形手順について、図4を用いて説明する。
コネクタ部15に一体的に保持される端子は、図4(a)に示す如く、3本の金属部材から成っており、外部端子となる一端側は板状に形成され、3本とも平行となるよう配置される。この3本の外部端子は、それぞれ、信号線を介してECU10と接続される点火信号入力用端子16、外部アースに接続されるGND端子17、バッテリに接続されるバッテリ端子18である。
これら3本の端子の他端側は、それぞれ延設しており、点火装置1内で所定の結線をするための金属端子となる。
Next, a procedure for forming the
As shown in FIG. 4A, the terminal integrally held by the
The other ends of these three terminals are extended to serve as metal terminals for making a predetermined connection in the ignition device 1.
なお、点火信号入力用端子16の点火装置1にて接続される他端側は、上述のように、イグナイタ5への入力側7と接続される。さらに、この端子16は途中で分岐し、コンデンサー6と接続するためのコンデンサー接続用端子16aとしての突起が形成されている。同様に、GND端子17の点火装置1内にて接続される他端側は、上述のように、イグナイタ5へのGND側8へと接続されるとともに、その途中に、コンデンサー6と接続するためのコンデンサー接続端子17aとしての突起が形成されている。
なお、点火信号入力用端子16及びGND端子17の他端は、図中上方すなわち直角に折り曲げられた折り曲げ部が形成されている。同様に、バッテリ端子18の他端側にも、折り曲げ部が形成されている。
The other end side of the ignition
Note that the other ends of the ignition
そして、このように形成された端子16、17、18を、図4(a)で示した位置状態で、図4(b)に示す如く、3本の端子を一体的に樹脂成形し、プリモールド成形体50を形成している。
その上で、この3本の端子を樹脂にて一体としたプリモールド成形体50を所定の型にセットした上で、樹脂充填することにより、図4(c)に示すように点火装置1のコネクタ部15を形成する(これとともに、コイルケース30も樹脂成形される)。
なお、コネクタ部15は、上記コンデンサー接続端子16a、17aが外部に露出されるとともに、各端子16、17、18の折り曲げ部の一部も外部に露出されるように樹脂成形される。そして、これら外部に露出した端子が、コンデンサー6及びイグナイタ5を電気的に接続する端子として構成されることとなる。
Then, the
Then, the
The
このように、プリモールド成形体50を形成した上で、コネクタ部15を樹脂成形することによって、複数の端子部を確実に所望位置に位置決めされたコネクタ部を得ることができる。
さらに、コンデンサー接続端子16a、17aや、各端子16、17、18の他端側に折り曲げ部を設けた金属端子を、プリモールド成形体を形成した後に、コネクタ部15を樹脂成形してイグナイタ5やコンデンサー6用の接続用端子が形成されることで、精度よく位置決めされた各接続用端子を得ることができる。このため、イグナイタ5やコンデンサー6の取付け時に、確実な電気的接続を簡単に図ることが可能となる。
Thus, by forming the
Further, after the
さらに、図4(c)に示す如く、コネクタ部15の成形時と同時に、イグナイタ5やコンデンサー6を収容する、凹状のイグナイタ収容部51およびコンデンサー収容部52が形成される。この収容部51、52の溝幅は、イグナイタ5やコンデンサー6の素子幅に見合う寸法にて形成されており、各収容部に収容されたときに、ぐらついたりして電気的接続が不安定とならないように工夫されている。
この収容部の構成により、さらに、イグナイタ5やコンデンサー6の取付け時における確実な電気的接続を図ることができる。
Further, as shown in FIG. 4C, simultaneously with the molding of the
With this configuration of the accommodating portion, it is possible to achieve reliable electrical connection when the igniter 5 and the
以上に述べた如く、点火装置1が構成されている。そして、スイッチング素子部2に備えられたスイッチング素子のコレクタ端子に点火コイル4の1次巻線4aが接続されると共に、点火コイル4の2次巻線4bが点火プラグに接続されることで、点火装置1による点火プラグへの高電圧印加が行われるようになっている。
そして、上記点火装置1は、コネクタ部15に外部接続された信号線を介してECU10から点火入力信号(点火信号)が入力されることによって、制御される。点火入力信号がハイレベルとなると、スイッチング素子に高いゲート電圧が印加され、スイッチング素子はON状態とされる。このため、スイッチング素子のコレクタ−エミッタ間に電流が流れ、点火コイル4の1次巻線4aにコイル電流が流れる。一方、ECU10からの点火信号がローレベルとなると、スイッチング素子のゲート電圧が低下するため、当該素子はOFF状態とされ、点火コイル4の1次巻線4aへのコイル電流が遮断される。
As described above, the ignition device 1 is configured. Then, the primary winding 4a of the
The ignition device 1 is controlled by receiving an ignition input signal (ignition signal) from the
このようなスイッチング素子へのスイッチング制御によって1次巻線4aに流されるコイル電流を制御することで、2次巻線4bから点火プラグの放電に必要な電流が流され、内燃機関において点火が行われる。
このような構成の点火装置によれば、コネクタ部15内の並列回路に設けられるコンデンサー6によって、強電界の影響によってECU10と点火装置1とを接続する信号線に発生する電波電流は、ツェナーダイオード3を通らずコンデンサー6をバイパスすることになり、ツェナーダイオード3の整流作用が起きないようになる。
By controlling the coil current that flows in the primary winding 4a by switching control to such a switching element, a current necessary for discharging the spark plug flows from the secondary winding 4b, and ignition is performed in the internal combustion engine. Is called.
According to the ignition device having such a configuration, the radio wave current generated in the signal line connecting the
したがって、従来において、強電界の影響により上記信号線の電位レベルが誤ったレベルになるという現象が発生することを抑制でき、イグナイタ5に誤った電位レベルの信号が入力されることを防止できる。これにより、誤ってスイッチング素子をONさせてしまう、といった点火装置の誤作動を防止できる。
なお、コンデンサー6の容量は、上記効果を得るためには、最低1000pF必要であり、点火遅れを考慮して2200pFを採用したものが好適であることが発明者らの実験によって確認されている。
Therefore, it is possible to suppress the occurrence of a phenomenon in which the potential level of the signal line becomes an incorrect level due to the influence of a strong electric field, and to prevent a signal having an incorrect potential level from being input to the igniter 5. Thereby, it is possible to prevent malfunction of the ignition device such that the switching element is erroneously turned ON.
Note that the capacity of the
(第2実施形態)
本発明の第2実施形態について説明する。本実施形態は、第1実施形態に対してコネクタ部15内の並列回路を直列回路に置き換えた例を示したものであり、その他に関しては第1実施形態と同様であるため、ここでは異なる部分についてのみ説明する。
図5は、本実施形態における点火装置1の回路構成図である。この図に示されるように、イグナイタ5への入力側7に、直列にインダクタンス60が設けられている。
(Second Embodiment)
A second embodiment of the present invention will be described. This embodiment shows an example in which the parallel circuit in the
FIG. 5 is a circuit configuration diagram of the ignition device 1 in the present embodiment. As shown in this figure, an
この構成により、強電界の影響によってECU10と点火装置1とを接続する信号線に発生する電波電流は、インダクタンス60のインピーダンスによって、イグナイタ5へ流れることが遮断される。
したがって、従来において、強電界の影響により上記信号線の電位レベルが誤ったレベルになるという現象が発生することを抑制でき、イグナイタ5に誤った電位レベルの信号が入力されることを防止できる。これにより、誤ってスイッチング素子をONさせてしまう、といった点火装置の誤作動を防止できる。
With this configuration, the radio wave current generated in the signal line connecting the
Therefore, it is possible to suppress the occurrence of a phenomenon in which the potential level of the signal line becomes an incorrect level due to the influence of a strong electric field, and to prevent a signal having an incorrect potential level from being input to the igniter 5. Thereby, it is possible to prevent malfunction of the ignition device such that the switching element is erroneously turned ON.
尚、上述の実施例においては、イグナイタ5の点火信号の入力側とGND間に、ツェナーダイオードを使用した例を記載したが、いわゆる一般のダイオードを使用しても良い。
また、上述の実施例においては、イグナイタ5の外部に、コンデンサー6やインダクタンス7を設けた例を記載したが、イグナイタ5の内部に、コンデンサー6やインダクタンス7を設けても良い。
さらに、上述の実施例においては、イグナイタ5の内部において、点火信号入力側とGND間に、ツェナーダイオードを設けた例を記載したが、イグナイタ5の外部に、ツェナーダイオードあるいはダイオードを設けても良い。
In the above-described embodiment, an example in which a Zener diode is used between the ignition signal input side of the igniter 5 and GND is described. However, a so-called general diode may be used.
In the above-described embodiment, the example in which the
Further, in the above-described embodiment, an example in which a Zener diode is provided between the ignition signal input side and the GND inside the igniter 5 is described. However, a Zener diode or a diode may be provided outside the igniter 5. .
1 点火装置
2 スイッチング素子
3 ツェナーダイオード
4 点火コイル
4a 1次巻線
4b 2次巻線
5 イグナイタ
6 コンデンサー
7 入力側
8 GND側
10 ECU
15 コネクタ部
16 点火信号入力用端子
17 GND端子
32 シリコン
50 プリモールド成形体
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1
15
Claims (4)
前記点火コイルに内蔵され、内燃機関の制御ユニットから出力される点火信号に基づき前記点火コイルに流されるコイル電流のスイッチングを行うスイッチング素子部と、前記スイッチング素子部の保護素子として、前記点火信号の入力側とGND間にツェナーダイオードを有するイグナイタと、
前記制御ユニットと電気的に接続されるとともに、前記点火信号の入力側と電気的に接続される入力端子を有し、この入力端子を介して前記制御ユニットから出力される前記点火信号を前記イグナイタへ送るコネクタと、
前記コネクタ内に設けられ、前記入力端子とGND間にコンデンサーを有する並列回路と
を備えることを特徴とする内燃機関用点火装置。 An ignition coil;
A switching element portion that is built in the ignition coil and performs switching of a coil current that flows through the ignition coil based on an ignition signal that is output from a control unit of the internal combustion engine, and a protection element for the switching element portion. An igniter having a Zener diode between the input side and GND;
The ignition unit is electrically connected to the control unit and has an input terminal electrically connected to the input side of the ignition signal, and the ignition signal output from the control unit via the input terminal is transmitted to the igniter. A connector to send to,
An internal combustion engine ignition device comprising: a parallel circuit provided in the connector and having a capacitor between the input terminal and GND.
前記プリモールド成形体は、さらに、前記コンデンサーを前記並列回路に接続するためのコンデンサー接続端子を一体的に備え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。 The connector is formed in a predetermined connector shape after forming a pre-molded body in which the input terminal and the GND terminal connected to the GND are integrated with a resin in advance.
The ignition device for an internal combustion engine according to claim 1, wherein the pre-molded body further includes a capacitor connection terminal for connecting the capacitor to the parallel circuit.
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