JP2009191621A - Igniter for internal combustion engine - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、車両用エンジンなどの内燃機関に用いられる内燃機関用点火装置に関するものである。 The present invention relates to an internal combustion engine ignition device used in an internal combustion engine such as a vehicle engine.
従来、点火コイルに流れる電流を遮断することにより高電圧を発生させ、点火プラグで放電して点火する方式の点火装置が、車両用エンジンなどに用いられている。点火装置はイグナイタとも呼ばれ、エンジン制御装置から入力されるタイミング信号に基づいて、点火コイルの通電及び遮断を制御するものである。通電制御を行う回路素子としては、絶縁ゲート型バイポーラトランジスタ(IGBT)を始めとする半導体素子が一般的に用いられている。近年では、点火装置を小形化するために1チップのICまたは回路基板で形成し、かつ点火装置を点火コイルに一体的に組み付けるようになってきている。 2. Description of the Related Art Conventionally, an ignition device that generates a high voltage by interrupting a current flowing through an ignition coil, and discharges and ignites with an ignition plug has been used for a vehicle engine or the like. The ignition device is also called an igniter, and controls energization and shut-off of the ignition coil based on a timing signal input from the engine control device. As a circuit element for performing energization control, a semiconductor element such as an insulated gate bipolar transistor (IGBT) is generally used. In recent years, in order to reduce the size of the ignition device, it is formed of a one-chip IC or circuit board, and the ignition device is integrally assembled to the ignition coil.
また、タイミング信号に不具合が発生した場合に点火装置を保護するため、点火装置には通常ロック防止回路が設けられている。ロック防止回路は、点火コイルが通電状態にロックされたときに通電電流を強制的に遮断して、点火コイルや点火装置自身の温度上昇を許容限度以下とするものである。ロック防止回路には、例えば特許文献1に開示されるサーマルシャットオフ回路や時限回路などが用いられている。サーマルシャットオフ回路は、点火装置上で検出した温度が規定温度に到達したときに電流を遮断するものである。時限回路は、通電開始後の経過時間が所定のロック防止時間に達したときに電流を遮断するものである。時限回路は大別して、コンデンサの充電または放電の時定数を利用したアナログ方式と、発振器及びカウンタからなるタイマを利用したディジタル方式とがある。
しかし、特許文献1のサーマルシャットオフ回路は点火装置上の温度を検出するため、点火装置の構造や動作状況によって点火コイルとの温度差が大きくなり、点火コイルを保護できなくなる場合がある。また、アナログ方式の時限回路はコンデンサや抵抗などで構成されるが、所望する充放電の時定数を得るために比較的大きな回路素子が必要とされ、小形化や回路基板廃止の制約となっていた。 However, since the thermal shut-off circuit of Patent Document 1 detects the temperature on the ignition device, the temperature difference from the ignition coil becomes large depending on the structure and operation status of the ignition device, and the ignition coil may not be protected. In addition, the analog timed circuit is composed of capacitors, resistors, etc., but a relatively large circuit element is required to obtain the desired charge / discharge time constant, which is a constraint on miniaturization and circuit board abolition. It was.
このような理由から、最近ではロック防止回路には小形化の容易なディジタル方式のタイマ回路が採用されるようになってきている。しかしながら、点火プラグの放電時に発生する放電ノイズの影響によりロック防止が良好に機能しないという別の問題が生じている。例えば、タイミング信号が何らかの原因によりオフせず、タイミング信号のオン時にタイマがスタートしロック防止時間に達した時点で点火コイルの通電電流が強制的に遮断されて保護される場合を考える。この場合、強制遮断であってもタイミング信号がオフした正常動作時と同様に、点火コイルには高電圧が発生し、点火プラグで放電が発生する。すると、放電ノイズがタイミング信号に重畳し、タイミング信号が瞬間的にオフすることが生じ得る。タイミング信号の瞬間的なオフはタイマ回路をリセットするため、再度点火コイルに電流が流れる不具合となる。このような保護の不具合により、点火コイルの通電が継続し、点火コイルあるいは点火装置を損傷するおそれがある。 For these reasons, recently, a digital timer circuit that can be easily miniaturized has been adopted for the lock prevention circuit. However, another problem that lock prevention does not function well due to the influence of discharge noise generated during discharge of the spark plug occurs. For example, let us consider a case where the timing signal does not turn off for some reason, and when the timing signal is turned on, the timer starts and the energizing current of the ignition coil is forcibly cut off and protected when the lock prevention time is reached. In this case, a high voltage is generated in the ignition coil and a discharge is generated in the spark plug as in the normal operation in which the timing signal is turned off even if the forced shut-off is performed. Then, discharge noise may be superimposed on the timing signal, and the timing signal may be turned off instantaneously. When the timing signal is instantaneously turned off, the timer circuit is reset, which causes a problem that current flows again to the ignition coil. Due to such a failure of protection, energization of the ignition coil may continue and the ignition coil or the ignition device may be damaged.
本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであり、従来と同程度に小形でありながら耐ノイズ性能を向上したロック防止回路を有する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 an object of the present invention is to provide an ignition device for an internal combustion engine having a lock prevention circuit that is improved in noise resistance while being small in size as in the past. .
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、ロック防止回路に遅延部を設けて、タイミング信号に重畳する放電ノイズの影響を回避することを思いつき、本発明を完成するに至った。 Therefore, the present inventor has intensively studied to solve this problem, and as a result of repeated trial and error, the inventors have come up with the idea of providing a delay unit in the lock prevention circuit to avoid the influence of discharge noise superimposed on the timing signal. The invention has been completed.
すなわち、本発明の内燃機関用点火装置は、点火タイミングを指令するタイミング信号が入力される入力端子と、前記入力端子に接続されるとともに前記タイミング信号を遅延させて遅延信号とする遅延部及び、前記遅延信号がオンした後の経過時間が所定のロック防止時間に達した時にセット信号をオンするタイマ部及び、前記セット信号のオンによりロック防止信号を出力保持し前記遅延信号のオフにより前記ロック防止信号をリセットするラッチ部、を有するロック防止回路と、前記タイミング信号のオンにより通電信号をオンし、前記タイミング信号のオフまたは前記ロック防止信号のオンにより前記通電信号をオフするドライブ回路と、前記通電信号のオンにより点火コイルに通電し、前記通電信号のオフにより前記点火コイルの通電を遮断して高電圧を発生させる通電制御回路と、を備えることを特徴とする。 That is, the ignition device for an internal combustion engine of the present invention includes an input terminal to which a timing signal for instructing ignition timing is input, a delay unit that is connected to the input terminal and delays the timing signal to obtain a delay signal; A timer unit that turns on the set signal when the elapsed time after the delay signal is turned on reaches a predetermined lock prevention time, and outputs and holds the lock prevention signal when the set signal is turned on, and the lock when the delay signal is turned off. A lock prevention circuit having a latch unit that resets a prevention signal, a drive circuit that turns on the energization signal when the timing signal is turned on, and turns off the conduction signal when the timing signal is turned off or when the lock prevention signal is turned on. When the energization signal is turned on, the ignition coil is energized, and when the energization signal is turned off, the ignition coil is energized. Characterized in that it and a conduction control circuit for generating a high voltage is shut off the electricity.
さらに、前記遅延部は高周波ノイズを除去するフィルタとして作用する、ようにしてもよい。 Further, the delay unit may act as a filter for removing high frequency noise.
また、前記遅延部は、前記タイミング信号のオフにより放電または充電を開始するコンデンサと、前記コンデンサの充電電圧を基準電圧と比較して前記遅延信号を出力するコンパレータと、を有することが好ましい。 The delay unit preferably includes a capacitor that starts discharging or charging when the timing signal is turned off, and a comparator that compares the charging voltage of the capacitor with a reference voltage and outputs the delay signal.
前記ロック防止回路は、前記高電圧により生じる放電で引き起こされる前記タイミング信号への放電ノイズの重畳の影響を回避して前記ロック防止信号を保持する、ことが好ましい。 It is preferable that the lock prevention circuit holds the lock prevention signal while avoiding an influence of superposition of discharge noise on the timing signal caused by the discharge generated by the high voltage.
本発明の内燃機関用点火装置によれば、何らかの原因によりタイミング信号が継続した場合にロック防止回路が機能してセット信号及びロック防止信号がオンし、点火コイルの通電電流が強制的に遮断される。このとき、仮にタイミング信号へ高周波ノイズが重畳しても、遅延部を経由した遅延信号は急峻には変化せずオフしないので、タイマ部がリセットされることはない。したがって、ロック防止回路は放電ノイズに影響されずに良好に動作し、通電電流は確実に遮断されて再通電は生じない。 According to the ignition device for an internal combustion engine of the present invention, when the timing signal continues for some reason, the lock prevention circuit functions, the set signal and the lock prevention signal are turned on, and the energization current of the ignition coil is forcibly cut off. The At this time, even if high-frequency noise is superimposed on the timing signal, the delay signal that has passed through the delay section does not change sharply and does not turn off, so that the timer section is not reset. Therefore, the lock prevention circuit operates satisfactorily without being affected by the discharge noise, the energization current is reliably cut off, and re-energization does not occur.
とりわけ、本発明は点火プラグの近傍に配置される点火装置に効果的であり、点火プラグでの放電により生じる放電ノイズがタイミング信号に重畳する場合でも、ロック防止回路は良好に動作する。 In particular, the present invention is effective for an ignition device disposed in the vicinity of a spark plug, and the lock prevention circuit operates well even when discharge noise generated by discharge at the spark plug is superimposed on the timing signal.
また、遅延部は小さな容量のコンデンサとコンパレータ及び周辺部品で構成することができるので、制御用IC内に内蔵することが可能であり、回路基板を使用することなく、チップ部品で点火装置を形成することができる。 In addition, since the delay unit can be composed of a capacitor with a small capacity, a comparator, and peripheral parts, it can be built in the control IC, and an ignition device can be formed with chip parts without using a circuit board. can do.
次に、実施形態を挙げ、本発明をより詳しく説明する。図1は、車両用エンジンなど一般的な内燃機関の点火部及び点火装置を説明するブロック図である。まず、図1を参考にして、エンジンの点火部及び点火装置の概要を説明する。 Next, the present invention will be described in more detail with reference to embodiments. FIG. 1 is a block diagram illustrating an ignition unit and an ignition device of a general internal combustion engine such as a vehicle engine. First, the outline of an ignition unit and an ignition device of an engine will be described with reference to FIG.
図示されるように、点火部91は、点火装置92及び点火コイル93で構成されている。点火装置92はイグナイタとも呼ばれ、入力端子921、波形整形回路922、ロック防止回路923、ドライブ回路924、通電制御素子925、過電圧保護回路926、過電流保護回路927、により構成されている。入力端子921は、エンジン制御装置(ECU)94から出力されたタイミング信号IGTを受け取る箇所である。波形整形回路922は、受け取ったタイミング信号IGTの歪みを取り除いてHigh/Lowのきれいな2値信号に整形する回路である。ロック防止回路923は、点火コイル93が通電状態にロックされたときの保護として、通電電流を強制的に遮断するための回路である。ドライブ回路924は、タイミング信号IGTに基づいて通電信号SCを出力し通電制御素子925を駆動する回路である。通電制御素子925は、通電信号SCに基づいて点火コイル93の通電を制御するものであり、半導体素子を用いるのが一般的である。また、点火装置92の電源端子928にはバッテリ95が接続され、各回路922、923、924は直流電圧VBまたは点火装置92の内部で生成される定電圧Vccで動作するようになっている。過電圧保護回路926は、バッテリ95の直流電圧VBの過電圧を検出して保護する回路である。過電圧が検出されたときには、ドライブ回路924は通電信号SCをオフして通電制御素子925を強制的に遮断するようになっている。過電流保護回路927は、点火コイル93に流れる電流を検出してある一定の電流値に制御する回路である。
As illustrated, the
点火コイル93は、磁気結合した一次コイル931及び二次コイル932で構成されている。一次コイル931の高圧側端子はバッテリ95に接続され、低圧側端子はイグナイタの92の通電制御素子925を経由して接地されている。二次コイル932の高圧側端子は点火プラグ96に接続され、低圧側端子はツェナーダイオード933を経由して接地されている。二次コイル932の巻数は一次コイル931よりも大とされており、一次コイル931の通電電流が遮断された瞬間に二次コイル932に高電圧が誘起され、点火プラグ96で放電して点火するようになっている。
The
次に、図2を参考にして実施例の内燃機関用点火装置について詳述する。図2は、本発明の実施例の内燃機関用点火装置の構成を説明するブロック図である。実施例の点火装置1は、入力端子2、波形整形回路3、ロック防止回路4、本発明のドライブ回路に相当するNOR回路5、通電制御回路に相当する絶縁ゲート型バイポーラトランジスタ6(以降IGBTと略す)、過電圧保護回路7、により構成されている。また、ロック防止回路4は、遅延部41、発振器42、カウンタ43、カウンタ論理部44、ラッチ部45により構成されている。
Next, an internal combustion engine ignition device according to an embodiment will be described in detail with reference to FIG. FIG. 2 is a block diagram illustrating the configuration of the internal combustion engine ignition device according to the embodiment of the present invention. The ignition device 1 according to the embodiment includes an
入力端子2は、点火タイミングを指令するタイミング信号IGTが入力される箇所である。タイミング信号IGTは、High/Lowの2値信号であり、後述するようにHigh状態でIGBT6に電流が流れ、Low状態でIGBT6の電流を遮断するように論理回路構成されている。波形整形回路3は、タイミング信号IGTに伝送途中で重畳するノイズや歪みを取り除いてHigh/Lowのきれいな2値信号に整形するとともに、論理を反転している。つまり、タイミング信号IGTを反転してLow状態でオンを示す反転信号RIGを出力している。
The
ロック防止回路4の遅延部41は、反転信号RIGを遅延させて遅延信号SDを生成する回路部である。遅延信号SDは、発振器42及びカウンタ43とラッチ部45のリセット端子Rに入力されるように接続されている。遅延部41には、例えば図3に示される遅延回路8を用いることができる。
The delay unit 41 of the
図3は、本発明の遅延部41の構成例である遅延回路8を説明する回路図である。遅延回路8は、コンデンサ84とコンパレータ86及びその他の回路素子を用いて構成されている。詳述すると、定電流回路81の一端811がバッテリ95の直流電圧VBから内部で生成される定電圧Vccに接続され、他端812にはNPN型のトランジスタ82のコレクタCとダイオード83のアノード831とが接続されている。トランジスタ82のベースBには反転信号RIGが入力され、エミッタEはハウジングGに接地されている。また、ダイオード83のカソード832は、コンパレータ86の負側入力端子861が接続されるとともに、ハウジングGとの間にコンデンサ84と定電流回路85が接続されている。つまり、コンデンサ84の充電電圧VCがコンパレータ86の負側入力端子861に入力されている。コンパレータ86の正側入力端子862とハウジングGとの間には、別途直流電圧VBから生成された基準電圧VDを有する参照電源87が接続されている。そして、コンパレータ86の出力端子863から遅延信号SDが出力されるようになっている。本回路構成において、トランジスタ82は、ベースBへの入力信号を反転してコレクタCに出力する否定素子として作用する。なお、2つの定電流回路81、85は、周知のように例えばトランジスタを用いて構成することができる。
FIG. 3 is a circuit diagram illustrating a delay circuit 8 which is a configuration example of the delay unit 41 of the present invention. The delay circuit 8 is configured using a
図2に戻り、ロック防止回路4の発振器42、カウンタ43、及びカウンタ論理部44により、本発明のタイマ部が構成されている。すなわち、発振器42の一定周波数の出力をカウンタ43でカウントし、所定のロック防止時間TPに達したときにカウンタ論理部44からパルス状のセット信号SSをオン出力するようになっている。なお、前述の遅延信号SDの立ち下がり(タイミング信号IGTのオン時の立ち上がりに相当)により、タイマ部がリセット再スタートするように構成されている。
Returning to FIG. 2, the
ラッチ部45は、セット信号SSが入力されるセット端子Sと、遅延信号SDが入力されるリセット端子Rと、出力端子Qとを有している。ラッチ部45は、セット信号SSが入力されると出力端子Qにロック防止信号SPを出力保持し、遅延信号SDの立ち上がり(タイミング信号IGTのオフ時の立ち下がりに相当)によりロック防止信号SPをリセットするように構成されている。
The
過電圧保護回路7は、バッテリ95の直流電圧VBを監視し、過電圧を検出して過電圧信号SVを出力するようになっている。
The overvoltage protection circuit 7 monitors the DC voltage VB of the
本発明のドライブ回路に相当するNOR回路5は、トランジスタなどを用いて構成することができ、機能的には論理演算を行う回路である。NOR回路5の入力は、タイミング信号IGTを反転した反転信号RIG、ロック防止信号SP、過電圧信号SVの3点とされ、論理和の否定を通電信号SCとして出力するようになっている。つまり、ロック防止信号SP及び過電圧信号SVがオフの正常状態で、反転信号RIGがLow状態のオンのとき(タイミング信号IGTが入力された状態に相当)に限り論理和がゼロ(Low状態)となり、ゼロを否定して通電信号SCをオン出力するようになっている。 The NOR circuit 5 corresponding to the drive circuit of the present invention can be configured using a transistor or the like, and is a circuit that performs a logical operation functionally. The NOR circuit 5 has three inputs: an inverted signal RIG obtained by inverting the timing signal IGT, a lock prevention signal SP, and an overvoltage signal SV, and the negation of the logical sum is output as the energization signal SC. That is, the logical sum is zero (Low state) only when the lock prevention signal SP and the overvoltage signal SV are in the normal state of OFF and the inverted signal RIG is in the Low state of ON (corresponding to the state in which the timing signal IGT is input). In this case, the energization signal SC is turned on by negating zero.
本発明の通電制御回路に相当するIGBT6は、点火コイル93の一次コイル931の低圧側端子とハウジングGとの間に介装されている。そして、ゲート電圧を制御する通電信号SCのオンにより導通状態となって一次コイル931に電流を流し、通電信号SCのオフにより遮断状態となって一次コイル931の電流を遮断するようになっている。
The IGBT 6 corresponding to the energization control circuit of the present invention is interposed between the low-voltage side terminal of the
次に、上述のように構成された実施例の点火装置1の動作及び作用について説明する。まず、図4を参考にして遅延回路8の動作を説明する。図4は、図3に示される遅延回路8の動作を説明するタイミングチャートである。図4において、タイミング信号IGTが入力されていない時刻T41以前では、反転信号RIGはオフ状態のHighレベルでトランジスタ82のベースBに入力され、ベース電流が流れる。すると、定電圧Vccから定電流回路81を経由してコレクタCにコレクタ電流が流れ、ダイオード83には電流は流れない。コンデンサ84は充電されず、充電電圧VCは基準電圧VDよりも小さくなる。したがって、コンパレータ86の条件が満足されて、出力端子863の遅延信号SDはHighレベルとなる。
Next, the operation and action of the ignition device 1 of the embodiment configured as described above will be described. First, the operation of the delay circuit 8 will be described with reference to FIG. FIG. 4 is a timing chart for explaining the operation of the delay circuit 8 shown in FIG. In FIG. 4, before the time T41 when the timing signal IGT is not input, the inverted signal RIG is input to the base B of the
時刻T41でタイミング信号IGTが入力されると、その反転信号RIGが立ち下がってオン状態のLowレベルとなり、トランジスタ82のベース電流が流れなくなる。すると、定電圧Vccから定電流回路81を経由する電流は、コレクタC側には流れず、ダイオード83を経由してコンデンサ84に流れ込み、コンデンサ84の充電電圧VCが上昇して基準電圧VDを超える。したがって、コンパレータ86の条件が満足されなくなり、出力端子863の遅延信号SDはオン状態のLowレベルに切り替わる。このとき、定電流回路81に流れ得る電流は大きく設定されており、充電電圧VCは急峻に上昇するため、あまり遅延せずに遅延信号SDが切り替わる。
When the timing signal IGT is input at time T41, the inverted signal RIG falls and becomes an on-state low level, and the base current of the
時刻T42でタイミング信号IGTがなくなると、その反転信号RIGが立ち上がってトランジスタ82のベース電流が流れ、定電圧Vccから定電流回路81を経由する電流はコレクタ電流となって流れる。このとき、ダイオード83は逆バイアス電圧となり、コンデンサ84に充電電圧VCで蓄えられた電荷は、定電流回路85を介して放電される。定電流回路85に流れ得る電流は小さく設定されており、放電は徐々に進行するので、充電電圧VCが基準電圧VDに達するまでに遅延時間TDを必要とする。したがって、出力端子863の遅延信号SDは遅延時間TD分だけ遅れた時刻T43でオフ状態のHighレベルに立ち上がる。
When the timing signal IGT disappears at time T42, the inverted signal RIG rises and the base current of the
つまり、遅延回路8は、反転信号RIGの立ち上がりを遅延時間TD分だけ遅延させて遅延信号SDの立ち上がりとして出力し、反転信号RIGの立ち下がりは遅延させずに遅延信号SDの立ち下がりとして出力する作用を有している。また、遅延回路8は、放電ノイズなどの高周波ノイズを除去するフィルタとして作用すると解釈することもできる。なお、遅延時間TLは、コンデンサ84、定電流回路85及び基準電圧VDを適宜設計することで自在に設定することができる。
That is, the delay circuit 8 delays the rising edge of the inverted signal RIG by the delay time TD and outputs it as the rising edge of the delayed signal SD, and outputs the falling edge of the inverted signal RIG as the falling edge of the delayed signal SD without delaying. Has an effect. The delay circuit 8 can also be interpreted as acting as a filter that removes high-frequency noise such as discharge noise. The delay time TL can be freely set by appropriately designing the
次に、点火装置1全体の動作及び作用について、従来構成と比較しながら説明する。図5は、図2〜図4に示される実施例の点火装置1の通常の動作を説明するタイミングチャートである。図5の実施例のタイミングチャートにおいて、時刻T51でタイミング信号IGTが入力オンされると、その反転信号RIGが立ち下がってLowレベルとなる。すると、NOR回路5の条件が満たされて出力側の通電信号SCがオンし、IGBT6が導通して点火コイル93の一次コイル931に電流が流れる。また、反転信号RIGの立ち下がりに対して時間遅れのほとんどない遅延信号SDの立ち下がりで発振器42及びカウンタ43がリセットされ、カウンタ43出力がオンするとともに計時が開始される。通常の動作状況にあっては、ある制御時間TNが経過した時刻T52でタイミング信号IGTがオフされ、NOR回路5の通電信号SCがオフされる。そして、IGBT6が一次コイル931の通電電流を遮断し、二次コイル932に高電圧が誘起され、点火プラグ96で放電して点火が行われる。このとき、制御時間TNはロック防止時間TPよりも短いのでロック防止回路4は動作せず、カウンタ出力が遅延時間TDだけ遅れた時刻T53でリセットされ、セット信号SS及びロック防止信号SPはオンしない。
Next, the operation and action of the entire ignition device 1 will be described in comparison with the conventional configuration. FIG. 5 is a timing chart for explaining the normal operation of the ignition device 1 of the embodiment shown in FIGS. In the timing chart of the embodiment of FIG. 5, when the timing signal IGT is input on at time T51, the inverted signal RIG falls and goes to the low level. Then, the condition of the NOR circuit 5 is satisfied, the output-side energization signal SC is turned on, the IGBT 6 is turned on, and a current flows through the
次に、何らかの理由でタイミング信号IGTがオン状態で継続する場合を考える。図6は、図2〜図4に示される実施例の点火装置1のロック防止動作を説明するタイミングチャートである。図6の実施例のタイミングチャートにおいて、時刻T61でタイミング信号IGTが入力オンされると、通電信号SCがオンし、カウンタ43出力がオンして計時が開始される時点までは図5と同様に動作する。ここで、タイミング信号IGTがオン状態で継続すると、カウンタ43はロック防止時間TPの経過を検出し、時刻T62で出力をオフする。カウンタ論理部44はセット信号SSをオン出力し、ラッチ部45は出力端子Qにロック防止信号SPを出力保持する。このロック防止信号SPにより、NOR回路5の通電信号SCがオフされ、IGBT6が一次コイル931の通電電流を強制的に遮断する。この強制遮断による点火プラグ96の放電により放電ノイズDNが生じ、放電ノイズDNがタイミング信号IGTに重畳して瞬間的にオフ状態となる場合が生じ得る。この正規でないオフ状態は、反転信号RIGを瞬間的に立ち上げ再度立ち下げる。
Next, consider a case where the timing signal IGT continues in an ON state for some reason. FIG. 6 is a timing chart for explaining the lock prevention operation of the ignition device 1 of the embodiment shown in FIGS. In the timing chart of the embodiment of FIG. 6, when the timing signal IGT is turned on at time T61, the energization signal SC is turned on, the output of the
この反転信号RIGの瞬間的な変化は遅延回路8に入力されるが、出力である遅延信号SDの立ち上がりは図4に示される遅延時間TD分だけ遅れる。遅延時間TDは放電ノイズDNの継続時間よりも格段に長いので、実際には遅延信号SDは放電ノイズ発生した時刻T63には立ち上がらずLowレベルを維持する。したがって、発振器42及びカウンタ43やラッチ部45のリセットは行われず、ロック防止信号SPがオン状態に保たれ、通電信号SCがオフ状態に保たれ、一次コイル931が遮断状態に保たれる。つまり、放電ノイズDNに影響されず、ロック防止が確実に機能する。
The instantaneous change of the inverted signal RIG is input to the delay circuit 8, but the rise of the delay signal SD as an output is delayed by the delay time TD shown in FIG. Since the delay time TD is much longer than the duration of the discharge noise DN, the delay signal SD does not actually rise at the time T63 when the discharge noise occurs and maintains the low level. Therefore, the
これに対し、図7のタイミングチャートを参考にして、従来構成のイグナイタのロック防止動作を説明する。従来構成のイグナイタは、図2において遅延部41を有せず、タイミング信号IGTの反転信号RIGが直接発振器42及びカウンタ43とラッチ部45のリセット端子Rに入力されている。図7の従来構成のタイミングチャートにおいて、時刻T71でタイミング信号IGTが入力オンされると、通電信号SCがオンし、カウンタ43出力がオンして計時が開始される時点までは図6と同様に動作する。ここで、タイミング信号IGTがオン状態で継続する場合、カウンタ43はロック防止時間TPの経過を検出し、時刻T72で出力をオフする。カウンタ論理部44はセット信号SSをオン出力し、ラッチ部45は出力端子Qにロック防止信号SPを出力保持する。このロック防止信号SPにより、NOR回路5の通電信号SCがオフされ、IGBT6が一次コイル931の電流を強制的に遮断する。この強制遮断による点火プラグ96の放電により放電ノイズDNが発生し、放電ノイズDNがタイミング信号IGTに重畳して瞬間的にオフ状態となる場合が生じ得る。この正規でないオフ状態は、反転信号RIGを瞬間的に立ち上げ再度立ち下げる。そして、反転信号RIGの立ち下がる時刻T73で発振器42及びカウンタ43がリセットされるとともに、ラッチ部45もリセットされてロック防止信号SPがオフされる。すると、NOR回路5の入力側の条件が再度満たされて通電信号SCがオンし、一次コイル931に再度電流が流れてしまう。つまり、ロック防止が機能せず、一次コイル931に電流が流れ続けるおそれがある。
On the other hand, the lock preventing operation of the conventional igniter will be described with reference to the timing chart of FIG. The conventional igniter does not have the delay unit 41 in FIG. 2, and the inverted signal RIG of the timing signal IGT is directly input to the
以上説明したように、本実施例の点火装置1は、遅延部41すなわち遅延回路8を設けて、タイミング信号IGTに重畳する放電ノイズでラッチ部45がリセットされることを回避することにより、従来不確実であったロック防止の機能を確実に作用させることができるようになった。なお、遅延回路8は比較的小さな電子部品で構成することができるので、点火装置1は従来と同程度に小形のチップ部品とすることができる。
As described above, the ignition device 1 according to the present embodiment is provided with the delay unit 41, that is, the delay circuit 8, and prevents the
1:内燃機関用点火装置
2:入力端子
3:波形整形回路
4:ロック防止回路
41:遅延部 42:発振器 43:カウンタ 44:カウンタ論理部
45:ラッチ部
5:NOR回路(ドライブ回路)
6:絶縁ゲート型バイポーラトランジスタ(IGBT)(通電制御回路)
7:過電圧保護回路
8:遅延回路(遅延部の構成例)
84:コンデンサ 86:コンパレータ
91:エンジンの点火部 92:点火装置 93:点火コイル
94:エンジン制御装置(ECU) 95:バッテリ 96:点火プラグ
IGT:タイミング信号 RIG:タイミング信号の反転信号
SD:遅延信号 SS:セット信号
SP:ロック防止信号 SC:通電信号
VB:バッテリの直流電圧
Vcc:内部回路の駆動用定電圧
VC:コンデンサの充電電圧
VD:コンパレータの基準電圧
TP:ロック防止時間
1: Ignition device for internal combustion engine 2: Input terminal 3: Waveform shaping circuit 4: Lock prevention circuit 41: Delay unit 42: Oscillator 43: Counter 44: Counter logic unit 45: Latch unit 5: NOR circuit (drive circuit)
6: Insulated gate bipolar transistor (IGBT) (energization control circuit)
7: Overvoltage protection circuit 8: Delay circuit (configuration example of delay unit)
84: Capacitor 86: Comparator 91: Ignition part of engine 92: Ignition device 93: Ignition coil 94: Engine control unit (ECU) 95: Battery 96: Ignition plug IGT: Timing signal RIG: Inversion signal of timing signal SD: Delay signal SS: Set signal SP: Lock prevention signal SC: Energization signal VB: DC voltage of battery Vcc: Constant voltage for driving internal circuit VC: Charging voltage of capacitor VD: Reference voltage of comparator TP: Lock prevention time
Claims (4)
前記入力端子に接続されるとともに前記タイミング信号を遅延させて遅延信号とする遅延部及び、前記遅延信号がオンした後の経過時間が所定のロック防止時間に達した時にセット信号をオンするタイマ部及び、前記セット信号のオンによりロック防止信号を出力保持し前記遅延信号のオフにより前記ロック防止信号をリセットするラッチ部、を有するロック防止回路と、
前記タイミング信号のオンにより通電信号をオンし、前記タイミング信号のオフまたは前記ロック防止信号のオンにより前記通電信号をオフするドライブ回路と、
前記通電信号のオンにより点火コイルに通電し、前記通電信号のオフにより前記点火コイルの通電を遮断して高電圧を発生させる通電制御回路と、
を備えることを特徴とする内燃機関用点火装置。 An input terminal to which a timing signal for instructing ignition timing is input;
A delay unit that is connected to the input terminal and delays the timing signal to make a delay signal, and a timer unit that turns on a set signal when an elapsed time after the delay signal is turned on reaches a predetermined lock prevention time And a lock prevention circuit having a latch unit that outputs and holds the lock prevention signal when the set signal is turned on and resets the lock prevention signal when the delay signal is turned off.
A drive circuit for turning on the energization signal by turning on the timing signal, and turning off the energization signal by turning off the timing signal or turning on the lock prevention signal;
An energization control circuit that energizes the ignition coil by turning on the energization signal, and interrupts energization of the ignition coil by turning off the energization signal to generate a high voltage;
An ignition device for an internal combustion engine comprising:
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