JP2010101212A - Ignition device for internal combustion engine - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、サイリスタ直列インバータ回路をイグニションコイルを負荷として自励発振させ、該イグニションコイルの2次側に発生する高電圧で点火プラグの放電電極の間隙に複数の火花放電を飛ばす自励サイリスタ直列インバータ式の内燃機関用点火装置に関するものである。 The present invention is a self-excited thyristor series in which a thyristor series inverter circuit is self-excited by using an ignition coil as a load, and a plurality of spark discharges are blown into a gap between discharge electrodes of a spark plug with a high voltage generated on the secondary side of the ignition coil. The present invention relates to an inverter type ignition device for an internal combustion engine.
近年、車両搭載の内燃機関として、空燃比を極めて薄く設定した、いわゆる希薄燃焼エンジン(リーンバーンエンジン)が採用されつつある。しかし、この種のエンジンは着火効率が余り良くないため、点火装置には高エネルギ型のものが必要になる。そこで、従来からも、古典的な電流遮断原理により発生する点火コイル2次側出力にDC−DCコンバータの高圧出力を重畳する、重ね放電型点火装置が提案されている(例えば、特許文献1参照)。
すなわち、点火コイルの1次電流を遮断することでその2次側に発生する数kVの高圧電圧により、点火プラグの放電電極の間隙に放電破壊を起こして点火コイルの2次側から放電電流を流し始めた後に、当該放電状態を維持し得る放電維持電圧値以上の直流電圧(普通、500V程度以上)を別途に設けた昇圧回路によって保ちながら、当該昇圧回路からの出力電流を点火コイル放電電流に加算的に重畳する。事実、このような方式によると、点火プラグに比較的長い時間に亘り大きな放電エネルギを得ることができるため、燃料への着火性が向上し、ひいては燃費も向上する。 That is, by interrupting the primary current of the ignition coil, a high voltage of several kV generated on the secondary side thereof causes a discharge breakdown in the gap between the discharge electrodes of the spark plug so that the discharge current is generated from the secondary side of the ignition coil. After starting to flow, while maintaining a DC voltage (usually about 500 V or more) higher than the discharge sustaining voltage value capable of maintaining the discharge state by the separately provided booster circuit, the output current from the booster circuit is the ignition coil discharge current. Are additively superimposed. In fact, according to such a system, a large amount of discharge energy can be obtained in the spark plug for a relatively long time, so that the ignitability of the fuel is improved and, consequently, the fuel efficiency is also improved.
内燃機関の各気筒燃焼室内での燃焼は、点火プラグに放電火花が飛んだときから、初期燃焼、中期燃焼、主燃焼へと順次移行するが、中期燃焼に移行すると、火炎伝播により燃焼室内で急激な気流の変化が起こり、DC−DCコンバータによって重ね放電電流を供給しているにもかかわらず、点火プラグの放電電極の間隙間にて生じていた放電火花が吹き消される、いわゆる“吹き消え現象”が生ずることがある。このような吹き消え現象が生ずると、放電は予定の持続時間まで延長されることなく、中断され、所期の燃焼エネルギが得られない。 Combustion in each cylinder combustion chamber of an internal combustion engine proceeds from initial discharge sparks to the spark plug to initial combustion, medium-term combustion, and main combustion. A sudden change in airflow occurs and the discharge spark generated in the gap between the discharge electrodes of the spark plug is blown out, despite the fact that the overlap discharge current is supplied by the DC-DC converter. "Phenomenon" may occur. When such a blow-out phenomenon occurs, the discharge is interrupted without being extended to a predetermined duration, and the intended combustion energy cannot be obtained.
そこで、以上のような課題を解決するために、高速繰り返し放電方式を採用し、万一、“吹き消え現象”が生じたとしても、その後も放電を繰り返すことにより、再放電を可能とすることが考えられる。 Therefore, in order to solve the above problems, a high-speed repetitive discharge method is adopted, and even if a “blown-out phenomenon” occurs, it is possible to re-discharge by repeating the discharge thereafter. Can be considered.
高速繰り返し放電を得る手段としては、石油などを燃料とする外燃機関用の点火装置として一般的な、自励サイリスタ直列インバータ式複数火花点火装置が知られている。 As a means for obtaining high-speed repetitive discharge, a self-excited thyristor series inverter type multiple spark ignition device, which is general as an ignition device for an external combustion engine using oil or the like as a fuel, is known.
図2は従来の自励サイリスタ直列インバータ式複数火花点火装置の概略構成図である。 FIG. 2 is a schematic configuration diagram of a conventional self-excited thyristor series inverter type multiple spark ignition device.
この図2を用いて、従来の自励サイリスタ直列インバータ式複数火花点火装置の動作について説明する。 The operation of the conventional self-excited thyristor series inverter type multiple spark ignition device will be described with reference to FIG.
自励サイリスタ直列インバータ式点火装置I1は、商用電源などの高圧交流電源100の1端子100aから抵抗2、抵抗7を介して交流の半サイクル期間でコンデンサ14を充電する。このコンデンサ14の充電電圧がトリガ素子13の閾値電圧(ブレークオーバ電圧)に達すると、このトリガ素子13が導通し、抵抗9を介して、当該コンデンサ14の共振電荷をサイリスタ6のゲートに放出し、トリガ電流として流す。
The self-excited thyristor series inverter ignition device I1 charges the
上記トリガ電流が流れると、共振インダクタ5、サイリスタ6、共振コンデンサ8、電源他端子100bの経路で共振コンデンサ8が充電される。この充電電流は、共振インダクタ5、共振コンデンサ8の共振により振動し、充電電流が反転するときにサイリスタ6の電流が逆方向となることでオフとなる。すると、共振コンデンサ8の充電電荷は、イグニションコイルの1次巻線21を介して放電され、2次巻線23に高電圧が発生し、放電電極29a、29bの間隙gに火花放電を起こす。
When the trigger current flows, the resonant capacitor 8 is charged through the path of the
同時に、イグニションコイルの帰還巻線22には、1次巻線に関して図示の+、−の極性で電圧が発生するが、このときには、抵抗16を介して、ツェナダイオード18で短絡されており、サイリスタ6のゲートには、影響を及ぼさない。
At the same time, a voltage is generated in the return winding 22 of the ignition coil with the + and-polarities shown in the drawing with respect to the primary winding. At this time, the voltage is short-circuited by the Zener
次に、共振コンデンサ8と1次巻線21との共振により、共振電流が反転して図示のように1次巻線に(+)、(−)の極性で電圧が発生すると、このときにも2次巻線23に高電圧が発生し、点火プラグの放電電極29a、29bの間隙gに火花放電が起きると同時に、帰還巻線22にも図示の(+)、(−)の極性で電圧が発生し、ダイオード11、コンデンサ15、抵抗16の経路で、コンデンサ15を充電する。そして、帰還巻線22の電圧が零となると、これまでに蓄積されたコンデンサ15の充電電荷が抵抗9を介して、サイリスタ6のゲートに流入し、サイリスタ6をターンオンさせる。以下、この動作が繰り返されていく。
Next, due to resonance between the resonant capacitor 8 and the
上記従来例の自励サイリスタ直列インバータ式複数火花点火装置は、商用交流電源を電源としており、放電は、電源周波数に同期し、電源電圧がトリガ素子13の閾値電圧に相当する電圧以上の場合で行われ、一旦放電が始まれば、電源が存在する限り電源と同期して間欠的に継続されることになる。
The above-described conventional self-excited thyristor series inverter type multiple spark ignition device uses a commercial AC power supply as a power supply, and discharge is synchronized with the power supply frequency when the power supply voltage is equal to or higher than the voltage corresponding to the threshold voltage of the
一方、自動車用内燃機関の電源は直流電源であり、また点火の開始は、エンジンコンピュータ等により、正確に計算された時期が必要であり、放電持続時間も一般的には数ms程度と短い。このため、上記従来の自励サイリスタ直列インバータ式点火装置I1を自動車用内燃機関に適用して、希薄燃焼エンジンにおいて“吹き消え現象”が生じても確実に点火させるようにしようとしても、その適用が困難なのが現状であった。 On the other hand, the power source of the internal combustion engine for automobiles is a DC power source, and the start of ignition requires a time accurately calculated by an engine computer or the like, and the discharge duration is generally as short as several ms. For this reason, the conventional self-excited thyristor series inverter ignition device I1 is applied to an internal combustion engine for automobiles, and even if an attempt is made to ignite reliably even if a “blown-off phenomenon” occurs in a lean combustion engine, the application thereof The current situation is difficult.
この発明は上記に鑑み提案されたもので、一般的な自励サイリスタ直列インバータ式複数火花点火装置を、自動車用内燃機関に適合させ、希薄燃焼エンジンにおいて“吹き消え現象”が生じても確実に点火させることができるようにした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 proposed in view of the above, and a general self-excited thyristor series inverter type multiple spark ignition device is adapted to an internal combustion engine for an automobile so that even if a “blown-off phenomenon” occurs in a lean combustion engine, it is ensured. An object of the present invention is to provide an ignition device for an internal combustion engine that can be ignited.
上記目的を達成するために、請求項1に記載の発明は、サイリスタ直列インバータ回路をイグニションコイルを負荷として自励発振させ、該イグニションコイルの2次側に発生する高電圧で点火プラグの放電電極の間隙に複数の火花放電を飛ばす自励サイリスタ直列インバータ式の内燃機関用点火装置において、直流電源で駆動して放電電極の間隙に複数の火花放電を行わせると共に、その火花放電は、エンジンコンピュータからの点火信号を第1のトリガ素子が受けて開始する、ことを特徴としている。 In order to achieve the above object, according to the present invention, a thyristor series inverter circuit is self-excitedly oscillated with an ignition coil as a load, and a discharge electrode of a spark plug is generated with a high voltage generated on the secondary side of the ignition coil. In a self-excited thyristor series inverter type internal combustion engine ignition device that blows a plurality of spark discharges in a gap between the two, a spark source is driven by a DC power source to cause a plurality of spark discharges in the gap between the discharge electrodes. The first trigger element receives the ignition signal from the first trigger element and starts.
請求項2に記載の発明は、上記した請求項1に記載の発明において、上記火花放電は、エンジンコンピュータからの停止信号を第2のトリガ素子が受けて停止するようにしたものである。 According to a second aspect of the present invention, in the first aspect of the present invention, the spark discharge is such that the second trigger element receives a stop signal from the engine computer and stops.
この発明の内燃機関用点火装置は、サイリスタ直列インバータ回路を直流電源で駆動させ、火花放電は、エンジンコンピュータからの点火信号を第1のトリガ素子が受けて開始し、停止信号を第2のトリガ素子が受けて停止するようにしたので、放電電極の間隙に高速繰り返し放電を行わせることができ、その放電中の吹き消え現象が起こりにくく点火を着火性の良いものとすることができる。 In the ignition device for an internal combustion engine according to the present invention, the thyristor series inverter circuit is driven by a DC power source, and spark discharge is started when the first trigger element receives the ignition signal from the engine computer, and the stop signal is sent to the second trigger. Since the element is received and stopped, high-speed repetitive discharge can be performed in the gap between the discharge electrodes, and the blow-off phenomenon during the discharge hardly occurs, so that ignition can be performed with good ignitability.
以下にこの発明の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
図1はこの発明の内燃機関用点火装置の概略構成図である。図1中、従来例の図2と同一の構成要素には同一の符号を付してある。 FIG. 1 is a schematic configuration diagram of an ignition device for an internal combustion engine according to the present invention. In FIG. 1, the same components as those in FIG. 2 of the conventional example are denoted by the same reference numerals.
図1が、従来例の図2と相違している点は、電源がバッテリ電源40を昇圧するDC−DCコンバータ回路1を用いて電源が直流化されていること、放電を開始させるトリガ素子13、及び放電を終了させるトリガ素子24がトリガ信号発生部30からの信号で動作する構成となっていることである。また、トリガ信号発生部30はエンジンコンピュータ(ECU)からの点火信号S1を受けて、適切な時期にトリガ信号PC1を発生させ、ECUからの停止信号S2を受けて、適切な時期にトリガ信号PC2を発生させる。
FIG. 1 differs from FIG. 2 of the conventional example in that the power source is DC using the DC-
以下、この図1を用いて、この発明の内燃機関用点火装置Iの動作について説明する。DC−DCコンバータ回路1の1端子1aから抵抗2、抵抗7を介してコンデンサ14を充電する。コンデンサ14はトリガ素子13、抵抗9を介して、サイリスタ6のゲートに接続されており、トリガ素子13が、ECUからの点火信号S1を受けてトリガ信号発生部30から出力されたトリガ信号PC1を受けて、適切な時期に、サイリスタ6のトリガ電流を流し、ターンオンさせる構成となっている。つまり、放電開始をECUの信号により任意の時期に決定できることになる。
Hereinafter, the operation of the internal combustion engine ignition device I according to the present invention will be described with reference to FIG. The
尚、本実施形態の場合、後述の説明のとおり、このトリガ信号PC1は放電開始時に必要なだけで、後の放電継続には不必要のため、サイリスタ6をターンオンさせるために必要かつ十分な、短時間のパルス状とし、ターンオン以降は、オフ状態とする。 In the present embodiment, as will be described later, this trigger signal PC1 is only necessary at the start of discharge, and is not necessary for continuing the subsequent discharge, and is necessary and sufficient for turning on the thyristor 6. A short pulse is used, and after the turn-on, it is turned off.
上記トリガ電流が流れると、共振インダクタ5、サイリスタ6、共振コンデンサ8、DC−DCコンバータ回路1の他端子1bの経路で共振コンデンサ8が充電される。この充電電流は、共振インダクタ5、共振コンデンサ8の共振により振動し、充電電流が反転するときにサイリスタ6の電流が逆方向となることでオフとなる。すると、共振コンデンサ8の充電電荷は、イグニションコイルの1次巻線21を介して放電され、2次巻線23に高電圧が発生し、点火プラグの放電電極29a、29bの間隙gに火花放電を起こす。
When the trigger current flows, the resonant capacitor 8 is charged through the path of the
同時に、イグニションコイルの帰還巻線22には、1次巻線に関して図示の+、−の極性で電圧が発生するが、このときには、抵抗16を介して、ツェナダイオード18で短絡されており、サイリスタ6のゲートには、影響を及ぼさない。 At the same time, a voltage is generated in the feedback winding 22 of the ignition coil with the + and-polarities shown in the drawing with respect to the primary winding. The gate 6 is not affected.
次に、共振コンデンサ8と1次巻線21との共振により、共振電流が反転して図示のように1次巻線に(+)、(−)の極性で電圧が発生すると、このときにも2次巻線23に高電圧が発生し、点火プラグの放電電極29a、29bの間隙gに火花放電を起きると同時に、帰還巻線22にも図示の(+)、(−)の極性で電圧が発生し、ダイオード11、コンデンサ15、抵抗16の経路で、コンデンサ15を充電する。そして、帰還巻線22の電圧が零となると、これまでに蓄積されたコンデンサ15の充電電荷が抵抗9を介して、サイリスタ6のゲートに流入し、サイリスタ6をターンオンさせる。以下、この動作が繰り返されていく。
Next, due to resonance between the resonant capacitor 8 and the primary winding 21, the resonance current is inverted, and a voltage is generated in the primary winding with (+) and (−) polarity as shown in the figure. In addition, a high voltage is generated in the secondary winding 23, and a spark discharge is generated in the gap g between the
ここで、この発明では、電源が直流電源化されており、放電は、完全に連続的に継続されることになる。従って、放電を終了させるために、ツェナダイオード18と相対する方向に、トリガ素子24を設置する。
Here, in the present invention, the power source is a DC power source, and the discharge is continuously continued completely. Therefore, the
このトリガ素子24は、ECUからの停止信号S2を受けてトリガ信号発生部30から出力されたトリガ信号PC2を適切な時期に受け、トリガ素子24がオンすることにより、ツェナダイオード18の両端は双方向で短絡状態となる。この動作により、帰還巻線22に発生する電圧をキャンセルし、すなわち、帰還巻線22の動作を無効化することにより、前述のとおりサイリスタ6を再ターンオンさせるためのコンデンサ15への充電が行われず、放電は停止する。つまり、放電停止時期を任意に決定できることになる。
The
以上述べたように、この発明の内燃機関用点火装置Iは、サイリスタ直列インバータ回路を直流電源で駆動させ、火花放電は、ECUからの点火信号S1をトリガ素子13が受けて開始し、ECUからの停止信号S2をトリガ素子24が受けて停止するようにしたので、放電電極29a、29bの間隙gに高速繰り返し放電を行わせることができ、その放電中の吹き消え現象が起こりにくく点火を着火性の良いものとすることができる。
As described above, the internal combustion engine ignition device I according to the present invention drives the thyristor series inverter circuit with a DC power source, and spark discharge starts when the
1 DC−DCコンバータ回路
1a DC−DCコンバータ回路の1端子
1b DC−DCコンバータ回路の他端子
2 抵抗
5 共振インダクタ
6 サイリスタ
7 抵抗
8 共振コンデンサ
9 抵抗
11 ダイオード
13 トリガ素子
14 コンデンサ
15 コンデンサ
16 抵抗
18 ツェナダイオード
21 1次巻線
22 帰還巻線
23 2次巻線
24 トリガ素子
29a,29b 放電電極
30 トリガ信号発生部
40 バッテリ電源
I 内燃機関用点火装置
PC1 点火用トリガ信号
PC2 停止用トリガ信号
S1 点火信号
S2 停止信号
g 放電電極の間隙
DESCRIPTION OF
Claims (2)
直流電源で駆動して放電電極の間隙に複数の火花放電を行わせると共に、その火花放電は、エンジンコンピュータからの点火信号を第1のトリガ素子が受けて開始する、
ことを特徴とする内燃機関用点火装置。 A self-excited thyristor series inverter type internal combustion engine that causes a thyristor series inverter circuit to self-oscillate using an ignition coil as a load, and causes a plurality of spark discharges to fly between the discharge electrodes of a spark plug with a high voltage generated on the secondary side of the ignition coil. In the engine ignition device,
A plurality of spark discharges are performed in the gaps between the discharge electrodes by being driven by a DC power source, and the spark discharges are started when the first trigger element receives an ignition signal from the engine computer.
An internal combustion engine ignition device.
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Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2014168248A1 (en) * | 2013-04-11 | 2014-10-16 | 株式会社デンソー | Ignition control device for internal combustion engine |
JP2014206068A (en) * | 2013-04-11 | 2014-10-30 | 株式会社デンソー | Ignition control device |
Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS6086323A (en) * | 1983-10-18 | 1985-05-15 | Hanshin Electric Co Ltd | Plural spark ignition device |
JPH09268963A (en) * | 1996-04-03 | 1997-10-14 | Kokusan Denki Co Ltd | Capacitor discharge type ignition device for internal combustion engine |
JP2001123929A (en) * | 1999-10-26 | 2001-05-08 | Kokusan Denki Co Ltd | Ignition method and ignition device for internal combustion engine |
JP2001140739A (en) * | 1999-11-15 | 2001-05-22 | Ngk Spark Plug Co Ltd | Ignition device for internal combustion engine |
-
2008
- 2008-10-22 JP JP2008271681A patent/JP2010101212A/en active Pending
Patent Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS6086323A (en) * | 1983-10-18 | 1985-05-15 | Hanshin Electric Co Ltd | Plural spark ignition device |
JPH09268963A (en) * | 1996-04-03 | 1997-10-14 | Kokusan Denki Co Ltd | Capacitor discharge type ignition device for internal combustion engine |
JP2001123929A (en) * | 1999-10-26 | 2001-05-08 | Kokusan Denki Co Ltd | Ignition method and ignition device for internal combustion engine |
JP2001140739A (en) * | 1999-11-15 | 2001-05-22 | Ngk Spark Plug Co Ltd | Ignition device for internal combustion engine |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2014168248A1 (en) * | 2013-04-11 | 2014-10-16 | 株式会社デンソー | Ignition control device for internal combustion engine |
JP2014206068A (en) * | 2013-04-11 | 2014-10-30 | 株式会社デンソー | Ignition control device |
US10794354B2 (en) | 2013-04-11 | 2020-10-06 | Denso Corporation | Ignition control apparatus for internal combustion engine |
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