JP2017150345A - Ignition device for internal combustion engine - Google Patents

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an ignition device for an internal combustion engine that is normally operated in response to an ignition signal for performing a high frequency multiple ignition or multiple ignition and at the same time prevents damage caused by an electric conduction for an extended period.SOLUTION: This invention comprises: a switch element 7 for generating a secondary voltage by electrical conduction and cutting-off of a primary current flowing from a power supply 5 to a primary coil 61 in response to an ignition signal from an ECU externally connected; a timer circuit 12 for detecting a length of electric conduction time indicated by the ignition signal; and a self-shutoff circuit 15 for controlling the switch element 7 in response to an output voltage of the timer circuit 12 and stopping electric conduction of the primary current. The timer circuit 12 comprises a charging circuit for accumulating electric load during electrical conduction time indicated by the ignition signal and an electrical discharging circuit for discharging the accumulated load during the shutoff time indicated by the ignition signal. The electrical discharging circuit has a time constant at the time of electrical discharging that is lower than a time constant at the time of electrical charging held by the electrical charging circuit and operates the self-shutoff circuit 15 when the accumulated load exceeds a specified amount.SELECTED DRAWING: Figure 1

Description

この発明は、内燃機関用点火コイルに備える点火装置に関するものである。   The present invention relates to an ignition device provided in an ignition coil for an internal combustion engine.

特に、自動車等に搭載される内燃機関は頻繁に回転数が変化することから、点火行程で高電圧を発生する点火コイルも当該高電圧の発生間隔等を頻繁に変化させている。
そのため、この点火コイルに備えられている点火装置(イグナイタ)等の発熱も増減を繰り返し、当該点火装置を構成する回路素子などの損傷、もしくは劣化を早める可能性があり、点火動作についても誤動作を生じる可能性がある。
そこで、上記の発熱等による障害発生を防ぐため、点火装置内に電流制御回路や過熱検知回路を備えたものがある。
In particular, since an internal combustion engine mounted on an automobile or the like frequently changes in rotation speed, an ignition coil that generates a high voltage during an ignition stroke also frequently changes a generation interval of the high voltage.
For this reason, the heat generated by the ignition device (igniter) provided in the ignition coil repeatedly increases and decreases, which may accelerate the damage or deterioration of circuit elements constituting the ignition device. It can happen.
Therefore, in order to prevent the occurrence of troubles due to the heat generation and the like, some ignition devices are provided with a current control circuit and an overheat detection circuit.

上記の点火装置は、エンジンコントロールユニット(以下、ECUと記載する)からの点火信号に応じて動作するカウンタを備え、このカウンタを用いて所定時間以上の通電を検出するように構成されている(例えば、特許文献1参照)。
上記の長時間通電を検出する回路は、抵抗ならびにコンデンサを使用したCR回路によって構成されている。このようなCR回路は、時定数を有することから、内燃機関の運転状態、もしくは燃焼状態に応じて点火プラグに火花放電を長時間または複数回発生させるようにした場合には、当該点火装置の回路動作が対応できなくなる場合がある。
The ignition device includes a counter that operates in response to an ignition signal from an engine control unit (hereinafter referred to as ECU), and is configured to detect energization for a predetermined time or more using the counter ( For example, see Patent Document 1).
The circuit for detecting energization for a long time is constituted by a CR circuit using a resistor and a capacitor. Since such a CR circuit has a time constant, when a spark discharge is generated in the spark plug for a long time or a plurality of times according to the operating state or combustion state of the internal combustion engine, Circuit operation may not be supported.

特開2014−118855号公報JP 2014-118855 A

内燃機関の燃焼状態を向上させるため、ECUから出力される高周波マルチ点火信号や多重点火信号に対して点火装置が追従して動作し、点火コイルに複数回あるいは所定期間継続する高電圧を発生させる既存技術がある。
前述のCR回路によって構成された長時間通電検知回路を点火装置に備えると、この回路の時定数が影響し、例えば、パルス信号の有意を示す信号レベルが短期間に複数回生じた場合や、長時間継続したときには正常な回路動作を行うことが難しくなる。
In order to improve the combustion state of the internal combustion engine, the ignition device operates by following the high-frequency multi-ignition signal and multi-ignition signal output from the ECU, and generates a high voltage that continues multiple times or for a predetermined period in the ignition coil. There are existing technologies to make it.
When the ignition device is provided with a long-time energization detection circuit configured by the above-described CR circuit, the time constant of this circuit affects, for example, when a signal level indicating the significance of a pulse signal occurs multiple times in a short period of time, When it continues for a long time, it becomes difficult to perform normal circuit operation.

詳しくは、CR回路を使用して前述の長時間通電検知回路を構成した場合、ECUから高周波マルチ点火信号や多重点火信号を入力すると、この信号電圧によってCR回路内のコンデンサに電荷が蓄積される。
よって、高周波マルチ点火信号や多重点火信号が、長時間通電検知回路等を備えた点火装置へ入力されると、上記の検知回路等が誤動作し、例えばセルフシャットオフ機能が稼動するという問題点がある。
これは、上記CR回路を構成するコンデンサの充電時間と放電時間の回路定数もしくは時定数が同一であるために発生する事象である。
Specifically, when the above-described long-time energization detection circuit is configured using a CR circuit, when a high-frequency multi-ignition signal or a multi-ignition signal is input from the ECU, electric charges are accumulated in a capacitor in the CR circuit by this signal voltage. The
Therefore, when a high-frequency multi-ignition signal or multiple ignition signal is input to an ignition device having a long-time energization detection circuit or the like, the detection circuit or the like malfunctions, for example, the self-shutoff function operates. There is.
This is an event that occurs because the circuit constant or time constant of the charging time and discharging time of the capacitor constituting the CR circuit is the same.

この発明は上記課題に鑑みなされたもので、高周波マルチ点火や多重点火を行うための点火信号に対応して正常に動作すると共に、長時間の通電等による損傷を防ぐ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 the above problems, and provides an internal combustion engine ignition device that operates normally in response to an ignition signal for performing high-frequency multi-ignition or multiple ignition and prevents damage due to energization for a long time. The purpose is to provide.

この発明に係る内燃機関用点火装置は、一次側コイルに流れる一次電流が遮断されたとき二次側コイルに二次電圧を発生する点火コイルと、外部接続された制御手段からの点火信号に応じて、電源から前記一次側コイルに流れる前記一次電流の通電ならびに遮断を行って前記二次電圧を発生させるスイッチ部と、前記点火信号が示す通電時間の長さを検知する通電検知部と、前記通電検知部の出力電圧に応じて前記スイッチ部を制御し前記一次電流の通電を停止させる通電停止部とを備え、前記通電検知部は、前記点火信号が示す通電時間に電荷を蓄積する充電回路と、前記蓄積した電荷を前記点火信号が示す遮断時間に放出する放電回路とを備え、前記放電回路は、前記充電回路が有する充電時の時定数よりも小さい放電時の時定数を有し、前記蓄積した電荷が所定量を超えたとき前記通電停止部を稼動させることを特徴とする。   An internal combustion engine ignition device according to the present invention is responsive to an ignition coil that generates a secondary voltage in a secondary coil when a primary current flowing through the primary coil is interrupted, and an ignition signal from an externally connected control means. A switch part for generating the secondary voltage by energizing and interrupting the primary current flowing from the power source to the primary side coil, an energization detecting part for detecting the length of the energization time indicated by the ignition signal, A charging circuit that controls the switch unit according to an output voltage of the energization detection unit and stops energization of the primary current, and the energization detection unit accumulates electric charge during the energization time indicated by the ignition signal. And a discharge circuit that discharges the accumulated electric charge during a cut-off time indicated by the ignition signal, and the discharge circuit has a time constant during discharge that is smaller than a time constant during charge included in the charge circuit. The accumulated charge is equal to or to operate the power supply stop time exceeds a predetermined amount.

また、前記充電回路は、前記電荷を蓄積するコンデンサと、該コンデンサに直列接続された充電抵抗とを有し、前記放電回路は、前記充電抵抗と前記コンデンサとの接続点にアノードが接続されたバイパスダイオードと、該バイパスダイオードのカソードに接続された放電抵抗とを有し、前記通電検知部は、前記点火信号のレベルに応じて、前記充電抵抗を介して前記コンデンサに充電電流を流し、前記コンデンサから前記バイパスダイオードおよび前記放電抵抗を介して放電電流を流し、前記通電停止部は、前記コンデンサと前記充電抵抗との接続点に生じる前記通電検知部の出力電圧が所定値以上になったとき前記一次電流の通電を停止させることを特徴とする。   The charging circuit includes a capacitor for storing the charge and a charging resistor connected in series to the capacitor, and the discharging circuit has an anode connected to a connection point between the charging resistor and the capacitor. A bypass diode and a discharge resistor connected to a cathode of the bypass diode, the energization detection unit flows a charging current to the capacitor via the charging resistor according to a level of the ignition signal, When a discharge current flows from a capacitor through the bypass diode and the discharge resistor, the energization stop unit is when the output voltage of the energization detection unit generated at a connection point between the capacitor and the charging resistor becomes a predetermined value or more. The primary current supply is stopped.

また、前記充電回路は、前記点火信号が前記通電時間を示すハイレベルのとき前記充電電流を前記コンデンサに流し、前記放電回路は、前記点火信号が前記遮断時間を示すローレベルのとき前記放電電流を前記放電抵抗を介して前記制御手段または該内燃機関の接地電位の部位に流すことを特徴とする。   The charging circuit causes the charging current to flow through the capacitor when the ignition signal is at a high level indicating the energization time, and the discharging circuit is configured to discharge the discharge current when the ignition signal is at a low level indicating the cutoff time. Is caused to flow through the discharge resistor to the control means or a portion of the ground potential of the internal combustion engine.

また、前記コンデンサと前記充電抵抗との充電時の時定数を1としたとき、前記コンデンサと前記放電抵抗との放電時の時定数が0.02以下となるように前記充電抵抗、前記放電抵抗および前記コンデンサの値を設定したことを特徴とする。   In addition, when the time constant during charging of the capacitor and the charging resistor is 1, the charging resistor and the discharging resistor are set so that the time constant during discharging of the capacitor and the discharging resistor is 0.02 or less. And the value of the capacitor is set.

この発明によれば、点火コイルもしくは点火装置の発熱による損傷を防ぐとともに、ECU等から入力した高周波マルチ点火信号や多重点火信号に対応して動作することができる。   According to the present invention, the ignition coil or the ignition device can be prevented from being damaged due to heat generation, and can be operated in response to a high-frequency multi-ignition signal or a multi-ignition signal input from an ECU or the like.

この発明の実施例1による内燃機関用点火装置の概略構成を示す回路図である。1 is a circuit diagram showing a schematic configuration of an internal combustion engine ignition device according to Embodiment 1 of the present invention; FIG. 図1の内燃機関用点火装置の動作を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows operation | movement of the internal combustion engine ignition device of FIG. バイパスダイオードを備えていない内燃機関用点火装置の動作を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows operation | movement of the ignition device for internal combustion engines which is not provided with the bypass diode. 実施例2による内燃機関用点火装置の概略構成を示す回路図である。6 is a circuit diagram illustrating a schematic configuration of an internal combustion engine ignition device according to Embodiment 2. FIG. 実施例3による内燃機関用点火装置の概略構成を示す回路図である。6 is a circuit diagram illustrating a schematic configuration of an internal combustion engine ignition device according to Embodiment 3. FIG.

以下、この発明の実施の一形態を図に基いて説明する。
(実施例1)
図1は、この発明の実施例1による内燃機関用点火装置の概略構成を示す回路図である。図示した点火装置1は、定電圧回路11、タイマ回路12、セルフシャットオフ回路15、スイッチ素子7を備えている。スイッチ素子7には、例えばIGBTが用いられる。
定電圧回路11は、入力端にバッテリ5の高電位側電極が接続されており、当該バッテリ5から供給された直流電圧を所定の直流電圧に変換して出力するように構成されている。この定電圧回路11の出力端は、セルフシャットオフ回路15に接続されている。
An embodiment of the present invention will be described below with reference to the drawings.
Example 1
1 is a circuit diagram showing a schematic configuration of an internal combustion engine ignition device according to Embodiment 1 of the present invention. The illustrated ignition device 1 includes a constant voltage circuit 11, a timer circuit 12, a self-shutoff circuit 15, and a switch element 7. For example, an IGBT is used for the switch element 7.
The constant voltage circuit 11 is connected to the high potential side electrode of the battery 5 at the input end, and is configured to convert the DC voltage supplied from the battery 5 into a predetermined DC voltage and output it. The output terminal of the constant voltage circuit 11 is connected to a self-shutoff circuit 15.

また、前述のバッテリ5の高電位側電極は、点火コイル6の一次側コイル61の一端に接続されている。一次側コイル61の他端は、スイッチ素子7のコレクタ(スイッチ接点)に接続されている。なお、スイッチ素子7のエミッタは接地接続されている。
スイッチ素子7のゲート(制御端子)は、抵抗16を介してセルフシャットオフ回路15の出力端に接続されており、外部から点火装置1に入力した点火信号を、上記のセルフシャットオフ回路15を介して入力するように回路接続されている。また、スイッチ素子7のゲートには、当該スイッチ素子7を保護する抵抗17が接続されている。バッテリ5の低電位側電極は、接地接続されている。
点火コイル6の二次側コイル62は、一端を点火プラグ8の頭部(中心)電極に接続し、他端を点火プラグ8の外側電極と同様に接地接続している。
The high potential side electrode of the battery 5 is connected to one end of the primary side coil 61 of the ignition coil 6. The other end of the primary coil 61 is connected to the collector (switch contact) of the switch element 7. The emitter of the switch element 7 is grounded.
The gate (control terminal) of the switch element 7 is connected to the output terminal of the self-shutoff circuit 15 via the resistor 16, and the ignition signal input from the outside to the ignition device 1 is sent to the self-shutoff circuit 15. The circuit is connected to input via the A resistor 17 that protects the switch element 7 is connected to the gate of the switch element 7. The low potential side electrode of the battery 5 is grounded.
The secondary coil 62 of the ignition coil 6 has one end connected to the head (center) electrode of the spark plug 8 and the other end connected to the ground in the same manner as the outer electrode of the spark plug 8.

タイマ回路12は、例えば抵抗12a(充電抵抗)とコンデンサ12bとを直列接続させたものであり、抵抗12aの一端を、外部(ECU等)からの点火信号の入力点に接続し、コンデンサ12bの一端を接地接続させている。抵抗12aの一端、即ち、当該点火装置1の点火信号の入力点には、抵抗13(放電抵抗)の一端が接続されており、当該抵抗13の他端は、セルフシャットオフ回路15の入力端と、バイパスダイオード14のカソードに接続されている。なお、コンデンサ12bの他端は接地接続されている。   The timer circuit 12 is, for example, a resistor 12a (charging resistor) and a capacitor 12b connected in series. One end of the resistor 12a is connected to an input point of an ignition signal from the outside (such as an ECU), and the capacitor 12b One end is grounded. One end of a resistor 13 (discharge resistor) is connected to one end of the resistor 12a, that is, the input point of the ignition signal of the ignition device 1, and the other end of the resistor 13 is connected to the input end of the self-shutoff circuit 15. And connected to the cathode of the bypass diode 14. The other end of the capacitor 12b is grounded.

抵抗12aとコンデンサ12bとの接続点は、バイパスダイオード14のアノードに接続され、さらにセルフシャットオフ回路15を構成するコンパレータ151の入力端子(正入力端子)に接続されている。なお、コンパレータ151の反転入力端子には、定電圧回路11の出力電圧を抵抗15aおよび抵抗15bによって調整した電圧Vrefが入力されている。また、コンパレータ151の出力信号をトランジスタ153の制御端子(例えばベース)に供給するように、抵抗等を介してトランジスタ153のベースと、コンパレータ151の出力端子が接続されている。   The connection point between the resistor 12a and the capacitor 12b is connected to the anode of the bypass diode 14 and further connected to the input terminal (positive input terminal) of the comparator 151 constituting the self-shutoff circuit 15. Note that a voltage Vref obtained by adjusting the output voltage of the constant voltage circuit 11 using the resistors 15a and 15b is input to the inverting input terminal of the comparator 151. Further, the base of the transistor 153 and the output terminal of the comparator 151 are connected via a resistor or the like so that the output signal of the comparator 151 is supplied to the control terminal (eg, base) of the transistor 153.

次に動作について説明する。
図2は、図1の内燃機関用点火装置の動作を示す説明図である。この図は、最上段に外部から入力した点火信号、その下段にセルフシャットオフ回路15を構成するコンパレータ151の出力電圧(出力信号)、その下段にコンデンサ12bの充電電圧、その下段にセルフシャットオフ回路15の動作状態、最下段に点火コイル6(一次側コイル61)に流れる一次電流を示したタイミングチャートである。
なお、ここで例示する点火信号は、ハイレベルとなっている期間が一次電流を通電する通電時間を示し、ローレベルとなっている期間が一次電流を遮断する遮断時間を示すものである。
Next, the operation will be described.
FIG. 2 is an explanatory view showing the operation of the internal combustion engine ignition device of FIG. This figure shows the ignition signal input from the outside at the top, the output voltage (output signal) of the comparator 151 constituting the self-shutoff circuit 15 at the bottom, the charging voltage of the capacitor 12b at the bottom, and the self-shutoff at the bottom. 6 is a timing chart showing an operating state of the circuit 15 and a primary current flowing through the ignition coil 6 (primary coil 61) at the lowest stage.
Note that the ignition signal exemplified here indicates the energization time during which the primary current is energized when the period is at the high level, and the cutoff time when the primary current is interrupted during the period when the level is low.

点火装置1の入力端に、電圧レベルが経時変化する点火信号を入力すると、タイマ回路12のコンデンサ12bは、この点火信号の電圧レベル変化に対応して充放電を繰り返す。
セルフシャットオフ回路15のコンパレータ151は、上記のように充放電を繰り返すコンデンサ12bの両端電圧と、定電圧回路11の出力電圧から生成された電圧Vrefとを比較し、コンデンサ12bの両端電圧が電圧Vrefを上回らない限り、トランジスタ153をオン状態とし、スイッチ素子7のゲートに各抵抗を介してプルアップ電圧を印加する。このプルアップ電圧を印加しているとき、セルフシャットオフ回路15は機能(図2等に示したセルフシャットオフ機能)がオフ状態であり、コンパレータ152を介してスイッチ素子7のゲートへ点火信号(スイッチ素子7を制御可能なレベルの点火信号)が入力される。
When an ignition signal whose voltage level changes with time is input to the input terminal of the ignition device 1, the capacitor 12b of the timer circuit 12 repeats charging and discharging in response to the voltage level change of the ignition signal.
The comparator 151 of the self-shutoff circuit 15 compares the voltage across the capacitor 12b that repeats charging and discharging as described above with the voltage Vref generated from the output voltage of the constant voltage circuit 11, and the voltage across the capacitor 12b is the voltage. As long as it does not exceed Vref, the transistor 153 is turned on, and a pull-up voltage is applied to the gate of the switch element 7 via each resistor. When this pull-up voltage is applied, the function of the self-shutoff circuit 15 (the self-shutoff function shown in FIG. 2 and the like) is off, and an ignition signal (to the gate of the switch element 7 via the comparator 152) The ignition signal at a level that can control the switch element 7) is input.

セルフシャットオフ機能がオフ状態のとき、外部から入力した点火信号が有意を示す例えばハイレベルになると、コンパレータ152の出力信号等によってスイッチ素子7がオン状態に遷移し、一次側コイル61に一次電流が流れる。
この後、点火信号がローレベルに遷移すると、スイッチ素子7は点火信号に追従して急峻にオフ状態に遷移し、上記の一次電流を遮断する。一次電流が急峻に遮断されると、二次側コイル62に高電圧(二次電圧)が励起し、この高電圧が印加された点火プラグ8に火花放電が発生して内燃機関の点火行程が実施される。
When the self-shutoff function is in the off state, if the ignition signal input from the outside becomes significant, for example, becomes high level, the switch element 7 is turned on by the output signal of the comparator 152 and the like, and the primary coil 61 is supplied with the primary current. Flows.
Thereafter, when the ignition signal transitions to a low level, the switch element 7 rapidly transitions to the OFF state following the ignition signal, and cuts off the primary current. When the primary current is sharply interrupted, a high voltage (secondary voltage) is excited in the secondary coil 62, and a spark discharge is generated in the spark plug 8 to which this high voltage is applied, so that the ignition stroke of the internal combustion engine is reduced. To be implemented.

ここで、コンデンサ12bに供給される点火信号は、抵抗12aによって適当な電圧レベルに制限されたもの、もしくは適当な大きさの充電電流となるように調整されたものである。コンデンサ12bは、ECU等の制御手段から出力された点火信号がハイレベルのとき、前述のように抵抗12aによって制限された充電電流が流れて電荷を蓄積する。
また、当該点火信号がローレベルのとき、蓄積した電荷を放電して(図1に示した点火装置1では、後述するようにバイパスダイオード14および抵抗13を介して放電し)ECU等の接地電位部分(GND部分)に吸収させる。
Here, the ignition signal supplied to the capacitor 12b is limited to an appropriate voltage level by the resistor 12a or adjusted so as to obtain a charging current having an appropriate magnitude. When the ignition signal output from the control means such as the ECU is at a high level, the capacitor 12b accumulates electric charge through the charging current limited by the resistor 12a as described above.
Further, when the ignition signal is at a low level, the accumulated electric charge is discharged (in the ignition device 1 shown in FIG. 1, the electric charge is discharged via a bypass diode 14 and a resistor 13 as will be described later). Absorb to part (GND part).

上記のように点火信号のレベル遷移に応じてコンデンサ12bが充放電を繰り返しているとき、点火信号が所定期間よりも長くハイレベルを維持すると(異常な点火信号が入力されると)、コンデンサ12bに蓄積された電荷が過多になり、当該コンデンサ12bの両端電圧が電圧Vrefを超えてしまう。すると、コンパレータ151から有意を示す信号がトランジスタ153へ出力される。例えばコンパレータ151の出力信号が、ローレベルから有意を示すハイレベルへ遷移すると、トランジスタ153がオフ状態になって前述のプルアップ電圧が印加されなくなる。   As described above, when the capacitor 12b repeats charging and discharging according to the level transition of the ignition signal, if the ignition signal is maintained at a high level for a longer period than the predetermined period (when an abnormal ignition signal is input), the capacitor 12b As a result, the charge accumulated in the capacitor 12b becomes excessive, and the voltage across the capacitor 12b exceeds the voltage Vref. Then, a signal indicating significance is output from the comparator 151 to the transistor 153. For example, when the output signal of the comparator 151 transits from a low level to a high level indicating significance, the transistor 153 is turned off and the pull-up voltage is not applied.

プルアップ電圧の印加が停止すると、スイッチ素子7の制御端子電圧(図1に例示した回路ではゲート電圧)が降下し、スイッチ素子7も点火信号レベルに応じることなくオフ状態になり、一次側コイル61に流れていた一次電流が停止する。
即ち、セルフシャットオフ回路15の機能がオン状態になって当該点火装置1、点火コイル6および点火プラグ8による点火動作を停止させ、点火装置1や点火コイル6などが過剰に温度上昇することを防いでいる。
When the application of the pull-up voltage is stopped, the control terminal voltage of the switch element 7 (the gate voltage in the circuit illustrated in FIG. 1) drops, and the switch element 7 is also turned off without depending on the ignition signal level. The primary current flowing in 61 stops.
That is, the function of the self-shutoff circuit 15 is turned on to stop the ignition operation by the ignition device 1, the ignition coil 6 and the ignition plug 8, and the temperature of the ignition device 1 and the ignition coil 6 is excessively increased. It is preventing.

ここで、内燃機関には、点火や燃焼が難しくなる高EGRや希薄混合気などによる運転を行うことがあり、例えば加速時などに燃焼効率等を高めるため、内燃機関の運転状態等に応じて高周波マルチ点火や多重点火を行うものがある。
このような点火動作を行うときには、通常の点火信号に比べて短い周期で有意のハイレベル(通電時間)を繰り返す高周波マルチ点火信号や、一次電流の通電時間が長くなる多重点火信号がECU等から出力される。具体的には、1回の点火行程において、通常の点火信号に比べて高周波マルチ点火信号および多重点火信号等は、ローレベルとなっている期間が短くなり、コンデンサ12bの放電時間が短くなる。
Here, the internal combustion engine may be operated by high EGR or a lean air-fuel mixture that makes ignition and combustion difficult. For example, in order to increase combustion efficiency during acceleration, etc., depending on the operating state of the internal combustion engine, etc. Some perform high-frequency multi-ignition and multiple ignition.
When performing such an ignition operation, a high-frequency multi-ignition signal that repeats a significant high level (energization time) in a shorter cycle than a normal ignition signal, or a multiple ignition signal that increases the energization time of the primary current is an ECU or the like. Is output from. Specifically, in one ignition stroke, the high-frequency multi-ignition signal, the multiple ignition signal, and the like are shorter in the low level and the discharge time of the capacitor 12b is shorter than the normal ignition signal. .

図3は、抵抗13およびバイパスダイオード14を備えていない内燃機関用点火装置の動作を示す説明図である。この図は、図1の点火装置1と概ね同様な回路構成でバイパスダイオード14等を備えていない点火装置の動作に関するもので、図2と同様なタイミングチャートである。
前述のように、コンデンサ12bは、抵抗12aを介して点火装置1の入力端に接続されており、抵抗13およびバイパスダイオード14を備えていない場合には、コンデンサ12bの充電電流の経路と放電電流の経路が同一になり、即ち充電回路と放電回路のどちらも抵抗12aを含むものとなる。即ち、コンデンサ12bの充電動作と放電動作には、同一の時定数が影響する。
FIG. 3 is an explanatory diagram showing the operation of the internal combustion engine ignition device that does not include the resistor 13 and the bypass diode 14. This figure relates to the operation of an ignition device having a circuit configuration substantially similar to that of the ignition device 1 of FIG. 1 and not including the bypass diode 14 and the like, and is a timing chart similar to FIG.
As described above, the capacitor 12b is connected to the input terminal of the ignition device 1 via the resistor 12a, and when the resistor 13 and the bypass diode 14 are not provided, the charging current path and the discharging current of the capacitor 12b. In other words, both the charging circuit and the discharging circuit include the resistor 12a. That is, the same time constant affects the charging operation and discharging operation of the capacitor 12b.

このような回路に、通常の点火信号に比べてローレベルの期間(遮断時間)が短い点火信号(高周波マルチ点火信号や多重点火信号)が入力されると、コンデンサ12bは、当該点火信号がハイレベルとなっている期間(通電時間)に蓄積した電荷を十分に放電することができなくなる。
そして、点火信号のレベル遷移に応じて充放電を繰り返す度に、蓄積している電荷が増大して当該コンデンサ12bの両端電圧(図3の「充電電圧」)が上昇する。
充放電を繰り返すうちにコンデンサ12bの両端電圧が電圧Vrefを超えると、前述のようにセルフシャットオフ回路15が稼動し(オン状態になり)、コンパレータ151の出力信号によってプルアップ電圧の印加が遮断され、スイッチ素子7のスイッチ動作が停止して点火コイル6に一次電流が流れなくなる。
When an ignition signal (high-frequency multi-ignition signal or multiple ignition signal) having a low level period (interruption time) shorter than a normal ignition signal is input to such a circuit, the capacitor 12b Charges accumulated during the high level period (energization time) cannot be discharged sufficiently.
Each time charging / discharging is repeated in accordance with the level transition of the ignition signal, the accumulated charge increases and the voltage across the capacitor 12b (“charging voltage” in FIG. 3) increases.
If the voltage across the capacitor 12b exceeds the voltage Vref while charging and discharging are repeated, the self-shutoff circuit 15 is activated (turned on) as described above, and the application of the pull-up voltage is cut off by the output signal of the comparator 151. As a result, the switch operation of the switch element 7 stops and the primary current does not flow to the ignition coil 6.

本発明による点火装置1は、前述のローレベル期間が短い点火信号を用いて点火動作を制御する場合、異常な点火信号を入力したときと同様にセルフカットオフ回路15が稼動することがないように、バイパスダイオード14および抵抗13を備えている。
ECU等から点火装置1へ入力されている点火信号が、ハイレベルとなっている期間にはECU等から抵抗12aを介してコンデンサ12bへ充電電流が流れる、上記の点火信号がローレベルへ遷移すると、上記の充電電流によって両端電圧が上昇したコンデンサ12bから放電電流が流れる。
In the ignition device 1 according to the present invention, when the ignition operation is controlled using the ignition signal having a short low level period, the self-cutoff circuit 15 is not operated as in the case of inputting an abnormal ignition signal. In addition, a bypass diode 14 and a resistor 13 are provided.
When the ignition signal input from the ECU or the like to the ignition device 1 is at a high level, a charging current flows from the ECU or the like to the capacitor 12b via the resistor 12a, and the ignition signal transitions to a low level. Then, a discharge current flows from the capacitor 12b whose voltage at both ends is increased by the charging current.

この放電電流は、高電位となっているコンデンサ12bの一端からバイパスダイオード14を順方向に流れ、抵抗13を介して点火信号がローレベルとなっている(低電位となっている)ECU等へ向かって流れ、当該ECU等の接地電位部分に吸収される。
即ち、充電電流は抵抗12aを流れ、放電電流はバイパスダイオード14を介して抵抗13を流れることになり、点火装置1はコンデンサ12bの充電電流回路と放電電流回路を各々分けて備えている。
This discharge current flows in the forward direction through the bypass diode 14 from one end of the capacitor 12b which is at a high potential, and to the ECU or the like where the ignition signal is at a low level (low potential) via the resistor 13. And is absorbed by the ground potential portion of the ECU or the like.
That is, the charging current flows through the resistor 12a, and the discharging current flows through the resistor 13 via the bypass diode 14, and the ignition device 1 includes a charging current circuit and a discharging current circuit for the capacitor 12b separately.

例えば、高周波マルチ点火信号や多重点火信号のように、1回の点火行程における通電時間(点火信号のハイレベル期間)が長くなり、これに対して遮断時間(点火信号のローレベル期間)が短くなる点火信号に基いて点火動作を制御する場合には、抵抗12aとコンデンサ12bとの時定数を「1」としたとき、例えば、抵抗13とコンデンサ12bとの時定数が「0.02以下」となるように、各素子の値を設定する。
このように、充電回路の時定数と放電回路の時定数とを異なる大きさに設定し、具体的には抵抗12aよりも抵抗13の抵抗値を小さく設定して点火信号がローレベルの期間にコンデンサ12bから電荷を十分放出することができるように回路構成する。
なお、コンデンサ12bは、正常な点火信号が入力されているときに、当該点火信号がハイレベルを維持している期間(通電時間)中は、抵抗12aを介した充電電流によって電荷の蓄積を継続する(充電状態を維持する)ことが可能な容量を有するものである。
For example, like a high-frequency multi-ignition signal or a multi-ignition signal, the energization time (high-level period of the ignition signal) in one ignition stroke becomes longer, whereas the cutoff time (low-level period of the ignition signal) In the case of controlling the ignition operation based on the shortened ignition signal, when the time constant of the resistor 12a and the capacitor 12b is “1”, for example, the time constant of the resistor 13 and the capacitor 12b is “0.02 or less. The value of each element is set so that “
In this way, the time constant of the charging circuit and the time constant of the discharging circuit are set to different magnitudes, specifically, the resistance value of the resistor 13 is set to be smaller than the resistor 12a, and the ignition signal is at a low level. The circuit is configured so that the charge can be sufficiently discharged from the capacitor 12b.
In addition, when a normal ignition signal is input, the capacitor 12b continues to accumulate charges by a charging current via the resistor 12a during a period (energization time) when the ignition signal is maintained at a high level. It has a capacity capable of performing (maintaining the charged state).

また、点火装置1は、ハイレベルが所定時間よりも長く継続する異常な点火信号を入力した場合には、前述のようにタイマ回路12のコンデンサ12bに電荷が蓄積され、両端電圧が電圧Vrefを超える。
このとき、ハイレベルの点火信号が入力されているため、バイパスダイオード14のカソード側は、アノード側よりも高電位となっており、バイパスダイオード14を介してコンデンサ12bからECU側へ電荷が放出される(放電電流が流れる)ことはない。
When the ignition device 1 receives an abnormal ignition signal in which the high level continues for a longer time than the predetermined time, the charge is accumulated in the capacitor 12b of the timer circuit 12 as described above, and the voltage between both ends is set to the voltage Vref. Exceed.
At this time, since a high-level ignition signal is input, the cathode side of the bypass diode 14 is at a higher potential than the anode side, and charge is discharged from the capacitor 12b to the ECU side via the bypass diode 14. (The discharge current does not flow).

ここまで説明したように、タイマ回路12に備えられたコンデンサ12bの充放電動作について、点火信号が示す通電時間に対応した時定数と、遮断時間に対応した時定数とを個別に設定すると、例えば、図2に示した期間Aにおいて、急峻に変動するサージ電圧が点火信号に印加された場合でも、期間Bに示したようにサージ変動に追従することなく、一次電流の通電と遮断を正常に行うことが可能になり、スイッチ素子7のスイッチ動作に障害が生じることを防ぐことができる。換言すると、正常な点火信号の態様に緻密に対応させることが可能になり、急峻な変動に影響されず、なおかつ異常に長い通電を検知して点火装置1等の保護を図ることができる。   As described so far, regarding the charging / discharging operation of the capacitor 12b provided in the timer circuit 12, when the time constant corresponding to the energization time indicated by the ignition signal and the time constant corresponding to the cutoff time are individually set, for example, In the period A shown in FIG. 2, even when a surge voltage that fluctuates sharply is applied to the ignition signal, the primary current is normally turned on and off without following the surge fluctuation as shown in the period B. Therefore, it is possible to prevent a failure in the switch operation of the switch element 7. In other words, it is possible to closely correspond to the mode of the normal ignition signal, and it is possible to protect the ignition device 1 and the like by detecting an abnormally long energization without being affected by a steep fluctuation.

(実施例2)
図4は、実施例2による内燃機関用点火装置の概略構成を示す回路図である。ここでは実施例1で説明した点火装置1と同様あるいは相当する部分に同じ符号を使用して説明する。また、点火信号1と同様に接続構成された部分については重複説明を省略する。
点火装置2は、バッテリ5、点火コイル6、スイッチ素子7、点火プラグ8を点火装置1と同様に接続して構成されている。なお、スイッチ素子7の制御端子(ゲート端子)には、抵抗26の一端が接続されている。抵抗26の他端は、抵抗27の一端、ダイオード25bのカソードおよびコンデンサ25eの一端に接続されている。また、抵抗27の他端およびコンデンサ25eの他端は接地接続されている。
(Example 2)
FIG. 4 is a circuit diagram illustrating a schematic configuration of an internal combustion engine ignition device according to a second embodiment. Here, the same reference numerals are used for the same or corresponding parts as in the ignition device 1 described in the first embodiment. In addition, redundant description of portions connected and configured in the same manner as the ignition signal 1 is omitted.
The ignition device 2 is configured by connecting a battery 5, an ignition coil 6, a switch element 7, and a spark plug 8 in the same manner as the ignition device 1. Note that one end of a resistor 26 is connected to the control terminal (gate terminal) of the switch element 7. The other end of the resistor 26 is connected to one end of the resistor 27, the cathode of the diode 25b, and one end of the capacitor 25e. The other end of the resistor 27 and the other end of the capacitor 25e are grounded.

タイマ回路22は、図1に示したタイマ回路12と同様に直列接続された抵抗12a(充電抵抗)とコンデンサ12b(図示省略)によって構成されており、抵抗12aとコンデンサ12bとの接続点にはバイパスダイオード24のアノードとトランジスタ25dの制御端子(ベース端子)が接続されている。このタイマ回路22の入力端、即ち抵抗12aの一端は、外部接続されるECU等から点火信号を入力するように接続構成されている。また、タイマ回路22の入力端には抵抗23(放電抵抗)の一端が接続されており、当該抵抗23の他端は、バイパスダイオード24のカソード、ダイオード25bのアノード、抵抗25cの一端が接続されている。   The timer circuit 22 includes a resistor 12a (charging resistor) and a capacitor 12b (not shown) connected in series like the timer circuit 12 shown in FIG. 1, and a connection point between the resistor 12a and the capacitor 12b is provided at the connection point. The anode of the bypass diode 24 and the control terminal (base terminal) of the transistor 25d are connected. The input end of the timer circuit 22, that is, one end of the resistor 12a is connected so as to input an ignition signal from an externally connected ECU or the like. One end of a resistor 23 (discharge resistor) is connected to the input end of the timer circuit 22, and the other end of the resistor 23 is connected to the cathode of the bypass diode 24, the anode of the diode 25b, and one end of the resistor 25c. ing.

抵抗25cの他端は、トランジスタ25dのコレクタに接続されている。トランジスタ25dは、例えばNPN型のバイポーラトランジスタであり、エミッタ接地されている。
また、ダイオード25bのアノードと抵抗25cとの接続点よりもバイパスダイオード24のカソードに寄せてダイオード25aのカソードが接続され、ダイオード25bのカソードとコンデンサ25eとの接続点よりも抵抗27と抵抗26の接続点に寄せてダイオード25aのアノードが接続されている。
The other end of the resistor 25c is connected to the collector of the transistor 25d. The transistor 25d is, for example, an NPN bipolar transistor, and is grounded at the emitter.
Further, the cathode of the diode 25a is connected to the cathode of the bypass diode 24 rather than the connection point between the anode of the diode 25b and the resistor 25c, and the resistors 27 and 26 are connected more than the connection point between the cathode of the diode 25b and the capacitor 25e. The anode of the diode 25a is connected to the connection point.

次に動作について説明する。
点火装置2は、通常の点火信号、高周波マルチ点火信号、多重点火信号などの正常な点火信号が入力されているとき、当該点火信号がハイレベルとなっている期間(通電時間)に、タイマ回路22の抵抗12aを介してコンデンサ12bに充電電流が流れ、当該コンデンサ12bに電荷を蓄積する。
コンデンサ12bが充電状態の期間は、抵抗12aとコンデンサ12bの接続点から電流出力がないことから、トランジスタ25dのベースに電流が流れない。そのため、当該トランジスタ25dはオフ状態を維持する。
このとき、外部から入力した点火信号は、抵抗23、ダイオード25b、および、抵抗26を介してスイッチ素子7の制御端子(ゲート端子)へ入力され、当該スイッチ素子7は点火信号に応じてオン状態とオフ状態を繰り返す。
Next, the operation will be described.
When a normal ignition signal such as a normal ignition signal, a high-frequency multi-ignition signal, or a multi-ignition signal is input, the ignition device 2 has a timer in a period (energization time) in which the ignition signal is at a high level. A charging current flows through the capacitor 12b via the resistor 12a of the circuit 22, and charges are accumulated in the capacitor 12b.
During the period in which the capacitor 12b is in a charged state, no current is output from the connection point between the resistor 12a and the capacitor 12b, so that no current flows through the base of the transistor 25d. Therefore, the transistor 25d is kept off.
At this time, the ignition signal input from the outside is input to the control terminal (gate terminal) of the switch element 7 via the resistor 23, the diode 25b, and the resistor 26, and the switch element 7 is turned on according to the ignition signal. And repeat off state.

外部接続されたECU等からの点火信号ハイレベルになると、スイッチ素子7がオン状態となり、このレベルを維持している間、実施例1で説明したように一次側コイル61に一次電流が流れる。
次に、上記の点火信号がローレベルに遷移すると、電荷を蓄積したコンデンサ12bから放電電流が流れる。この放電電流は、ダイオード24を順方向に流れ、さらに低電位となっているECU側へ抵抗23を介して流れて当該ECU等の接地電位の部分に吸収される。
このとき、スイッチ素子7の制御端子も低電位に遷移し、当該スイッチ素子7はオフ状態に遷移して一次電流を遮断する。
一次電流が遮断されることによって、二次側コイル62に高電圧が発生し、点火プラグ8に放電火花が発生する。
When the ignition signal from an externally connected ECU or the like becomes a high level, the switch element 7 is turned on, and a primary current flows through the primary coil 61 as described in the first embodiment while maintaining this level.
Next, when the ignition signal transitions to a low level, a discharge current flows from the capacitor 12b that has accumulated electric charge. This discharge current flows through the diode 24 in the forward direction, and further flows through the resistor 23 to the low potential ECU side and is absorbed by the ground potential portion of the ECU or the like.
At this time, the control terminal of the switch element 7 also transitions to a low potential, and the switch element 7 transitions to an off state to cut off the primary current.
When the primary current is interrupted, a high voltage is generated in the secondary coil 62 and a discharge spark is generated in the spark plug 8.

このように、外部から正常な点火信号が入力されているときには、当該点火信号がハイレベルになっている期間にタイマ回路22のコンデンサ12bに、抵抗12aを介して充電電流が流れ、当該点火信号がローレベルに遷移すると、当該ローレベルになっている期間にコンデンサ12bから電荷が放出され、ダイオード24および抵抗23を介して放電電流が流れる。
点火装置2は、正常な点火信号を入力したときには、上記のように動作するものであり、実施例1で説明したものと同様に、抵抗12aとコンデンサ12bとの時定数と、抵抗23とコンデンサ12bとの時定数が異なる値となるように定め、通常の点火信号、高周波マルチ点火信号、多重点火信号等に対応して正常か否かを識別可能に回路構成されたものである。具体的には、例えば、抵抗12aとコンデンサ12bとの時定数を「1」としたとき、抵抗23とコンデンサ12bとの時定数が「0.02以下」となるように、各素子の値を設定する。
Thus, when a normal ignition signal is input from the outside, a charging current flows through the resistor 12a to the capacitor 12b of the timer circuit 22 during a period when the ignition signal is at a high level. Transitions to the low level, electric charge is discharged from the capacitor 12b during the low level period, and a discharge current flows through the diode 24 and the resistor 23.
The ignition device 2 operates as described above when a normal ignition signal is input. Similar to the one described in the first embodiment, the time constant of the resistor 12a and the capacitor 12b, the resistor 23, and the capacitor The time constant with respect to 12b is determined to be a different value, and the circuit is configured so as to be able to identify whether or not it is normal corresponding to a normal ignition signal, a high-frequency multi-ignition signal, a multi-ignition signal, and the like. Specifically, for example, when the time constant of the resistor 12a and the capacitor 12b is “1”, the value of each element is set so that the time constant of the resistor 23 and the capacitor 12b is “0.02 or less”. Set.

また、点火装置2は、ハイレベルが所定時間よりも長く継続する異常な点火信号を入力した場合には、タイマ回路22のコンデンサ12bに任意の量以上の電荷が蓄積され、コンデンサ12bとバイパスダイオード24のアノードとの接続点が高電位になる(コンデンサ12bの両端電圧が所定値よりも高い電圧になる)。
このときバイパスダイオード24のカソード側は、ハイレベルの点火信号が入力されているため高電位となり、バイパスダイオード24は順方向に電流が流れない状態となっている。即ち、バイパスダイオード24を介してコンデンサ12bからECU側へ電荷が放出されることはない(放電電流は流れない)。
Further, when an abnormal ignition signal in which the high level continues longer than a predetermined time is input, the ignition device 2 accumulates an electric charge of an arbitrary amount or more in the capacitor 12b of the timer circuit 22, and the capacitor 12b and the bypass diode The connection point of the anode 24 becomes a high potential (the voltage across the capacitor 12b is higher than a predetermined value).
At this time, the cathode side of the bypass diode 24 is at a high potential because a high level ignition signal is input, and the bypass diode 24 is in a state in which no current flows in the forward direction. That is, no charge is discharged from the capacitor 12b to the ECU side via the bypass diode 24 (no discharge current flows).

また、このとき電荷を蓄積しているコンデンサ12bとバイパスダイオード24との接続点は高電位となっていることから、当該接続点、即ちタイマ回路22の出力端からトランジスタ25dにベース電流が流れ、当該トランジスタ25dがオン状態になる。
そのため、点火装置2に入力されたハイレベルの点火信号は、抵抗25cおよびトランジスタ25dを介して接地側へ吸収され、スイッチ素子7のゲート電圧は低下する。このとき、コンデンサ25e、ダイオード25a,25b、抵抗27等によって上記のゲート電圧は緩やかに下降し、スイッチ素子7に流れていた一次電流は緩やかに減少する。即ち、このときには二次側コイル62に高電圧を発生させない。
At this time, since the connection point between the capacitor 12b storing the charge and the bypass diode 24 is at a high potential, a base current flows from the connection point, that is, the output terminal of the timer circuit 22 to the transistor 25d. The transistor 25d is turned on.
Therefore, the high-level ignition signal input to the ignition device 2 is absorbed to the ground side via the resistor 25c and the transistor 25d, and the gate voltage of the switch element 7 decreases. At this time, the gate voltage is gently lowered by the capacitor 25e, the diodes 25a and 25b, the resistor 27, and the like, and the primary current flowing through the switch element 7 is gently reduced. That is, at this time, no high voltage is generated in the secondary coil 62.

(実施例3)
図5は、実施例3による内燃機関用点火装置の概略構成を示す回路図である。ここでは実施例1で説明した点火装置1と同様あるいは相当する部分に同じ符号を使用して説明する。また、点火装置1等と同様に接続構成された部分については重複説明を省略する。
点火装置3は、バッテリ5、点火コイル6、スイッチ素子7、点火プラグ8を点火装置1と同様に接続して構成されている。なお、スイッチ素子7の制御端子(ゲート端子)には、抵抗36の一端および抵抗37の一端が接続されている。抵抗36の他端は、セルフシャットオフ回路35の出力端に接続されている。また、抵抗37の他端は接地接続されている。
定電圧回路35は、バッテリ5の電源電力を用いて所定電圧を出力するもので、例えば、実施例1で説明した定電圧回路11と同様な直流電圧を生成する。
(Example 3)
FIG. 5 is a circuit diagram illustrating a schematic configuration of an internal combustion engine ignition device according to a third embodiment. Here, the same reference numerals are used for the same or corresponding parts as in the ignition device 1 described in the first embodiment. In addition, redundant description of parts connected in the same manner as the ignition device 1 and the like is omitted.
The ignition device 3 is configured by connecting a battery 5, an ignition coil 6, a switch element 7, and a spark plug 8 in the same manner as the ignition device 1. Note that one end of a resistor 36 and one end of a resistor 37 are connected to the control terminal (gate terminal) of the switch element 7. The other end of the resistor 36 is connected to the output end of the self-shutoff circuit 35. The other end of the resistor 37 is grounded.
The constant voltage circuit 35 outputs a predetermined voltage using the power of the battery 5 and generates, for example, a DC voltage similar to the constant voltage circuit 11 described in the first embodiment.

タイマ回路32は、例えば、点火装置3に外部接続されたECU等からの点火信号のレベル遷移に応じて充放電を繰り返すように構成されており、実施例1で説明したタイマ回路12と同様に、抵抗12aとコンデンサ12bを直列接続(図示省略)させたものである。タイマ回路32の出力端(抵抗12aとコンデンサ12bの接続点)は、バイパスダイオード34のアノードおよびセルフシャットオフ回路35の入力端(抵抗を介してトランジスタ351のベース)に接続されている。
外部から点火信号が入力される点火装置3の入力端は、タイマ回路32の入力端(抵抗12aの一端)と抵抗33の一端の接続点であり、抵抗33の他端はバイパスダイオード34のカソードおよびコンパレータ43の正入力端子に接続されている。
The timer circuit 32 is configured to repeat charging and discharging according to the level transition of an ignition signal from an ECU or the like externally connected to the ignition device 3, for example, and is similar to the timer circuit 12 described in the first embodiment. The resistor 12a and the capacitor 12b are connected in series (not shown). The output terminal of the timer circuit 32 (the connection point between the resistor 12a and the capacitor 12b) is connected to the anode of the bypass diode 34 and the input terminal of the self-shutoff circuit 35 (the base of the transistor 351 via the resistor).
The input terminal of the ignition device 3 to which an ignition signal is input from the outside is a connection point between the input terminal of the timer circuit 32 (one end of the resistor 12a) and one end of the resistor 33. The other end of the resistor 33 is the cathode of the bypass diode 34. And connected to the positive input terminal of the comparator 43.

コンパレータ43の反転入力端子には、抵抗41および抵抗42の一端が接続されており、これら抵抗によって調整された電圧Vrefが入力されるように回路構成されている。なお、抵抗41の他端は定電圧回路31の出力電圧が供給されるように回路接続されており、抵抗42の他端は接地接続されている。
コンパレータ43の出力端子には、セルフシャットオフ回路35が接続されており、図5に例示した回路では、当該コンパレータ43の出力端子を抵抗36の他端に接続し、この接続点にセルフシャットオフ回路35がプルアップ電圧を印加するように構成されている。
One end of a resistor 41 and a resistor 42 is connected to the inverting input terminal of the comparator 43, and the circuit is configured so that a voltage Vref adjusted by these resistors is input. The other end of the resistor 41 is connected so that the output voltage of the constant voltage circuit 31 is supplied, and the other end of the resistor 42 is grounded.
A self-shutoff circuit 35 is connected to the output terminal of the comparator 43. In the circuit illustrated in FIG. 5, the output terminal of the comparator 43 is connected to the other end of the resistor 36, and the self-shutoff circuit is connected to this connection point. Circuit 35 is configured to apply a pull-up voltage.

セルフシャットオフ回路35は、トランジスタ351、コンデンサならびに複数の抵抗によって構成されている。トランジスタ351は、例えばPNP型バイポーラトランジスタであり、エミッタに定電圧回路31の出力電圧が供給され、コレクタは抵抗等を介してコンパレータ43の出力端子と抵抗36との接続点に接続されている。
トランジスタ351のベースは、抵抗を介してタイマ回路32の出力端(抵抗12aとコンデンサ12bの接続点)に接続され、このタイマ回路32の出力信号に応じてベース電流が流れるように回路接続されている。
The self shut-off circuit 35 includes a transistor 351, a capacitor, and a plurality of resistors. The transistor 351 is, for example, a PNP bipolar transistor, and the output voltage of the constant voltage circuit 31 is supplied to the emitter, and the collector is connected to the connection point between the output terminal of the comparator 43 and the resistor 36 via a resistor or the like.
The base of the transistor 351 is connected to the output terminal of the timer circuit 32 (a connection point between the resistor 12a and the capacitor 12b) via a resistor, and is connected to the circuit so that a base current flows according to the output signal of the timer circuit 32. Yes.

次に動作について説明する。
点火装置3は、通常の点火信号、高周波マルチ点火信号、多重点火信号などの正常な点火信号が入力されているとき、前述の点火装置1と同様に、当該点火信号のハイレベル期間(通電時間)に、タイマ回路32の抵抗12a(充電抵抗)を介してコンデンサ12bに充電電流が流れ、当該コンデンサ12bに電荷を蓄積する。
また、点火信号のローレベル期間(遮断時間)に、コンデンサ12bからバイパスダイオード34および抵抗33(放電抵抗)を介して放電電流が流れ、当該コンデンサ12bに蓄積されていた電荷が放出される。
Next, the operation will be described.
When a normal ignition signal such as a normal ignition signal, a high-frequency multi-ignition signal, or a multi-ignition signal is input, the ignition device 3 has a high level period (energization) of the ignition signal as in the ignition device 1 described above. Time), a charging current flows through the capacitor 12b via the resistor 12a (charging resistor) of the timer circuit 32, and charges are accumulated in the capacitor 12b.
Further, during the low level period (interruption time) of the ignition signal, a discharge current flows from the capacitor 12b via the bypass diode 34 and the resistor 33 (discharge resistor), and the charge accumulated in the capacitor 12b is released.

ここで、セルフシャットオフ回路35のトランジスタ351は、ベースに接続されている複数の抵抗によって所定のバイアス電圧が印加されている。
上記のように、点火信号の信号レベルに応じてコンデンサ12bの充電ならびに放電が繰り返され、この充放電を繰り返しているときに当該コンデンサ12bの両端電圧、即ちタイマ回路32の出力端の電圧がトランジスタ351のベース電圧よりも低いときには、当該トランジスタ351のベース電流が流れる。
ベース電流が流れているトランジスタ351は、エミッタに定電圧回路31の出力電圧が供給されていることから、コレクタに接続された抵抗等を介してコンパレータ43の出力端子にプルアップ電圧を印加する。
換言すると、コンデンサ12bに所定量以上の電荷が蓄積されない限り、コンパレータ43の出力端子にはプルアップ電圧が印加されている。
Here, a predetermined bias voltage is applied to the transistor 351 of the self-shutoff circuit 35 by a plurality of resistors connected to the base.
As described above, charging and discharging of the capacitor 12b are repeated in accordance with the signal level of the ignition signal, and the voltage at both ends of the capacitor 12b, that is, the voltage at the output end of the timer circuit 32 is the transistor when the charging and discharging are repeated. When the voltage is lower than the base voltage of 351, the base current of the transistor 351 flows.
Since the output voltage of the constant voltage circuit 31 is supplied to the emitter of the transistor 351 through which the base current flows, a pull-up voltage is applied to the output terminal of the comparator 43 via a resistor connected to the collector.
In other words, a pull-up voltage is applied to the output terminal of the comparator 43 unless a predetermined amount or more of charge is accumulated in the capacitor 12b.

コンパレータの反転入力端子には、前述のように電圧Vrefが入力されており、正入力端子には、外部(ECU等)から抵抗33を介して点火信号が入力されている。
コンパレータ43は、抵抗33を介して入力した点火信号がハイレベルとなって電圧Vrefを超えたとき、有意(通電時間)を示す所定電圧の出力信号を出力する。即ち、レベル変換された点火信号を出力する。
コンパレータ43から出力された点火信号は、抵抗36を介してスイッチ素子7の制御端子(ゲート端子)に入力される。コンパレータ43の出力端子と抵抗36の接続点には、セルフシャットオフ回路35の出力端が接続されている。この出力端から前述のプルアップ電圧が供給されることにより、コンパレータ43から出力された点火信号は、スイッチ素子7のスイッチ動作を駆動可能な信号レベルとなって、当該スイッチ素子7へ入力される。この点火信号を入力したスイッチ素子7は、実施例1で説明したものと同様にオン状態とオフ状態を繰り返し、一次電流の通電と遮断を行って点火コイル6に高電圧を発生させる。
As described above, the voltage Vref is input to the inverting input terminal of the comparator, and an ignition signal is input to the positive input terminal via the resistor 33 from the outside (ECU or the like).
The comparator 43 outputs an output signal of a predetermined voltage indicating significance (energization time) when the ignition signal input through the resistor 33 becomes high level and exceeds the voltage Vref. In other words, the level-converted ignition signal is output.
The ignition signal output from the comparator 43 is input to the control terminal (gate terminal) of the switch element 7 via the resistor 36. The output terminal of the self-shutoff circuit 35 is connected to the connection point between the output terminal of the comparator 43 and the resistor 36. By supplying the pull-up voltage from the output terminal, the ignition signal output from the comparator 43 becomes a signal level that can drive the switch operation of the switch element 7 and is input to the switch element 7. . The switch element 7 to which the ignition signal is input repeats the on state and the off state in the same manner as described in the first embodiment, and energizes and interrupts the primary current to generate a high voltage in the ignition coil 6.

通電時間を示すハイレベルを、所定時間以上継続する異常な点火信号が外部から入力されると、コンデンサ12bに蓄積されている電荷が所定量以上に増大し、タイマ回路32の出力端の電位(コンデンサ12bの両端電圧)が高くなる。
このとき、抵抗33に入力している点火信号はハイレベルであるため、コンデンサ12bに蓄積されている電荷がいずれかの接地部位に吸収されず、即ち抵抗33に放電電流が流れずにコンデンサ12bの両端電圧が上昇する。コンデンサ12bから放電電流が流れないことから、タイマ回路32の出力端の電位はさらに高くなり、トランジスタ351のベースに供給されているバイアス電圧を上回り、当該トランジスタ351のベース電流が流れなくなる。
When an abnormal ignition signal that continues the high level indicating the energization time for a predetermined time or more is input from the outside, the charge accumulated in the capacitor 12b increases to a predetermined amount or more, and the potential of the output terminal of the timer circuit 32 ( The voltage across the capacitor 12b) increases.
At this time, since the ignition signal input to the resistor 33 is at a high level, the charge accumulated in the capacitor 12b is not absorbed by any of the ground parts, that is, the discharge current does not flow through the resistor 33 and the capacitor 12b. The voltage at both ends increases. Since the discharge current does not flow from the capacitor 12b, the potential of the output terminal of the timer circuit 32 becomes higher, exceeds the bias voltage supplied to the base of the transistor 351, and the base current of the transistor 351 does not flow.

上記のようにトランジスタ351のベース電流が流れなくなると、セルフシャットオフ回路35はプルアップ電圧の出力を停止し、スイッチ素子7の制御端子に入力される点火信号は、当該スイッチ素子7を駆動可能なレベル未満になる。
点火装置3は、プルアップ電圧の供給が停止すると、スイッチ素子7の制御端子に入力される電圧が低下し、当該スイッチ素子7はオフ状態になり、一次側コイル61に一次電流が流れないように電流経路を遮断する。なお、この一次電流を遮断するときには、二次側コイル62に高電圧が発生しないように、スイッチ素子7を導通状態から緩やかに遮断状態に遷移させ、一次電流を急峻に減少させないようにする。
When the base current of the transistor 351 stops flowing as described above, the self-shutoff circuit 35 stops outputting the pull-up voltage, and the ignition signal input to the control terminal of the switch element 7 can drive the switch element 7. Will be less than the correct level.
When the supply of the pull-up voltage is stopped, the voltage input to the control terminal of the switch element 7 is lowered and the switch element 7 is turned off so that the primary current does not flow through the primary coil 61. The current path is interrupted. When the primary current is cut off, the switching element 7 is gradually changed from the conductive state to the cut-off state so that a high voltage is not generated in the secondary coil 62 so that the primary current is not sharply reduced.

点火装置3は、上記のタイマ回路32に備えられたコンデンサ12bの充放電を、点火信号の電圧レベルに対応させて繰り返すことにより、当該点火信号の異常を検出するように構成されている。
また、前述の点火装置1および点火装置2と同様に、コンデンサ12bの充電回路と放電回路を別途設けており、充電回路の時定数と放電回路の時定数を異なる値に設定する。
なお、点火装置3においても、具体的には、例えば、抵抗12aとコンデンサ12bとの時定数を「1」としたとき、抵抗33とコンデンサ12bとの時定数が「0.02以下」となるように、各素子の値を設定する。
このように充電回路の時定数と放電回路の時定数を設定することによって、通常の点火信号、また、1回の点火行程において通常の点火信号よりも通電時間が長くなる高周波マルチ点火信号や多重点火信号についても、正常な点火信号と異常な点火信号(通電時間が所定時間よりも長くなるもの)とを識別できるようにしている。
The ignition device 3 is configured to detect abnormality of the ignition signal by repeating charging and discharging of the capacitor 12b provided in the timer circuit 32 in accordance with the voltage level of the ignition signal.
Similarly to the ignition device 1 and the ignition device 2 described above, a charging circuit and a discharging circuit for the capacitor 12b are separately provided, and the time constant of the charging circuit and the time constant of the discharging circuit are set to different values.
In the ignition device 3, specifically, for example, when the time constant between the resistor 12 a and the capacitor 12 b is “1”, the time constant between the resistor 33 and the capacitor 12 b is “0.02 or less”. Thus, the value of each element is set.
In this way, by setting the time constant of the charging circuit and the time constant of the discharging circuit, a normal ignition signal, and a high-frequency multi-ignition signal and a large number of energization times that are longer than the normal ignition signal in one ignition stroke. As for the heavy ignition signal, a normal ignition signal and an abnormal ignition signal (those whose energization time is longer than a predetermined time) can be distinguished.

1,2,3点火装置
5バッテリ
6点火コイル
7スイッチ素子
8点火プラグ
11,31定電圧回路
12,22,32タイマ回路
12a,13,16,17抵抗
12bコンデンサ
14,24,34バイパスダイオード
15,35セルフシャットオフ回路
15a,15b抵抗
23,25c,26,27抵抗
25a,25bダイオード
25dトランジスタ
25eコンデンサ
33,36,37,41,42抵抗
43コンパレータ
61一次側コイル
62二次側コイル
151,152コンパレータ
153,351トランジスタ
1, 2, 3 ignition device 5 battery 6 ignition coil 7 switch element 8 spark plug 11, 31 constant voltage circuit 12, 22, 32 timer circuit 12a, 13, 16, 17 resistance 12b capacitor 14, 24, 34 bypass diode 15, 35 self-shutoff circuit 15a, 15b resistor 23, 25c, 26, 27 resistor 25a, 25b diode 25d transistor 25e capacitor 33, 36, 37, 41, 42 resistor 43 comparator 61 primary coil 62 secondary coil 151, 152 comparator 153,351 transistor

Claims (4)

一次側コイルに流れる一次電流が遮断されたとき二次側コイルに二次電圧を発生する点火コイルと、
外部接続された制御手段からの点火信号に応じて、電源から前記一次側コイルに流れる前記一次電流の通電ならびに遮断を行って前記二次電圧を発生させるスイッチ部と、
前記点火信号が示す通電時間の長さを検知する通電検知部と、
前記通電検知部の出力電圧に応じて前記スイッチ部を制御し前記一次電流の通電を停止させる通電停止部と、
を備え、
前記通電検知部は、
前記点火信号が示す通電時間に電荷を蓄積する充電回路と、前記蓄積した電荷を前記点火信号が示す遮断時間に放出する放電回路と、を備え、
前記放電回路は、前記充電回路が有する充電時の時定数よりも小さい放電時の時定数を有し、
前記蓄積した電荷が所定量を超えたとき前記通電停止部を稼動させる、
ことを特徴とする内燃機関用点火装置。
An ignition coil that generates a secondary voltage in the secondary coil when the primary current flowing through the primary coil is interrupted;
In response to an ignition signal from an externally connected control means, a switch unit for generating the secondary voltage by energizing and interrupting the primary current flowing from the power source to the primary side coil;
An energization detector for detecting the length of energization time indicated by the ignition signal;
An energization stop unit that controls the switch unit according to an output voltage of the energization detection unit and stops energization of the primary current;
With
The energization detection unit is
A charging circuit that accumulates electric charge during the energization time indicated by the ignition signal; and a discharge circuit that releases the accumulated electric charge during a cutoff time indicated by the ignition signal;
The discharging circuit has a time constant at the time of discharging smaller than a time constant at the time of charging that the charging circuit has,
Operating the energization stop when the accumulated charge exceeds a predetermined amount;
An internal combustion engine ignition device.
前記充電回路は、
前記電荷を蓄積するコンデンサと、該コンデンサに直列接続された充電抵抗と、を有し、
前記放電回路は、
前記充電抵抗と前記コンデンサとの接続点にアノードが接続されたバイパスダイオードと、該バイパスダイオードのカソードに接続された放電抵抗と、を有し、
前記通電検知部は、
前記点火信号のレベルに応じて、前記充電抵抗を介して前記コンデンサに充電電流を流し、前記コンデンサから前記バイパスダイオードおよび前記放電抵抗を介して放電電流を流し、
前記通電停止部は、
前記コンデンサと前記充電抵抗との接続点に生じる前記通電検知部の出力電圧が所定値以上になったとき前記一次電流の通電を停止させる、
ことを特徴とする請求項1に記載の内燃機関用点火装置。
The charging circuit is
A capacitor for storing the charge, and a charging resistor connected in series to the capacitor,
The discharge circuit is:
A bypass diode having an anode connected to a connection point between the charging resistor and the capacitor, and a discharge resistor connected to a cathode of the bypass diode;
The energization detection unit is
Depending on the level of the ignition signal, a charging current is passed through the capacitor via the charging resistor, and a discharging current is passed from the capacitor via the bypass diode and the discharging resistor,
The energization stop unit is
Stopping the energization of the primary current when the output voltage of the energization detection unit generated at the connection point between the capacitor and the charging resistor becomes a predetermined value or more;
The ignition device for an internal combustion engine according to claim 1.
前記充電回路は、
前記点火信号が前記通電時間を示すハイレベルのとき前記充電電流を前記コンデンサに流し、
前記放電回路は、
前記点火信号が前記遮断時間を示すローレベルのとき前記放電電流を前記放電抵抗を介して前記制御手段または該内燃機関の接地電位の部位に流す、
ことを特徴とする請求項2に記載の内燃機関用点火装置。
The charging circuit is
When the ignition signal is at a high level indicating the energization time, the charging current is passed through the capacitor,
The discharge circuit is:
When the ignition signal is at a low level indicating the shut-off time, the discharge current is caused to flow through the discharge resistor to the control means or a portion of the ground potential of the internal combustion engine.
The ignition device for an internal combustion engine according to claim 2.
前記コンデンサと前記充電抵抗との充電時の時定数を1としたとき、前記コンデンサと前記放電抵抗との放電時の時定数が0.02以下となるように前記充電抵抗、前記放電抵抗および前記コンデンサの値を設定した、
ことを特徴とする請求項1から3のいずれか1項に記載の内燃機関用点火装置。
When the time constant during charging of the capacitor and the charging resistor is 1, the charging resistor, the discharging resistor, and the discharging resistor are set so that the time constant during discharging of the capacitor and the discharging resistor is 0.02 or less. Set the capacitor value,
The internal combustion engine ignition device according to any one of claims 1 to 3, wherein the ignition device is an internal combustion engine ignition device.
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