JP2739518B2 - 内燃機関用点火システム - Google Patents
内燃機関用点火システムInfo
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Description
【発明の詳細な説明】 〈産業上の技術分野〉 本発明は特許請求の範囲の請求項１のプレアンブルに
記載の内燃機関用自己発振点火システムに関する。
記載の内燃機関用自己発振点火システムに関する。
〈従来技術〉 内燃機関における分離した点火の目的で交流を利用す
ることはよく知られている。点火のために交流を使用す
ると、点火栓における火花放電を任意の長さの時間に持
続させ得るので、その結果各タイミングにおけるエンジ
ン要求に容易に適合させ、燃料混合物の完全燃焼により
内燃機関の効率を増加させ、排気ガス中の有害物質を減
少させ得ると言う長所がある。
ることはよく知られている。点火のために交流を使用す
ると、点火栓における火花放電を任意の長さの時間に持
続させ得るので、その結果各タイミングにおけるエンジ
ン要求に容易に適合させ、燃料混合物の完全燃焼により
内燃機関の効率を増加させ、排気ガス中の有害物質を減
少させ得ると言う長所がある。
西ドイツ公開公報第1539183号明細書中には昇圧変圧
器の１次及び２次回路を有し前記１次回路が並列及び直
列共振回路を有する点火装置を開示している。この共振
回路は、２次回路内の急速な放電によって、点火栓陰極
に交流電流を発生させる。更に、西ドイツ公開公報第25
17940号明細書には強磁性共振を有する内燃機用のキャ
パシタ点火システムが開示されているが、これにおいて
は、一次側キャパシタの放電の度に第２制御回路が振動
電流を一次及び二次巻線中に生じさせ、点火栓において
所定の時間だけ交流を流すものである。
器の１次及び２次回路を有し前記１次回路が並列及び直
列共振回路を有する点火装置を開示している。この共振
回路は、２次回路内の急速な放電によって、点火栓陰極
に交流電流を発生させる。更に、西ドイツ公開公報第25
17940号明細書には強磁性共振を有する内燃機用のキャ
パシタ点火システムが開示されているが、これにおいて
は、一次側キャパシタの放電の度に第２制御回路が振動
電流を一次及び二次巻線中に生じさせ、点火栓において
所定の時間だけ交流を流すものである。
その他の交流点装置が西ドイツ公開公報第2934573号
に記載されている。この点火装置においては、振動回路
が点火コイルの一次巻線に接続されたトランジスタフィ
ードバック回路を制御する。この振動回路は点火ディス
トリビュータの開閉接点のスイッチ位置によって制御さ
れて点火栓に一定周波数の交流電流信号を発生する。
に記載されている。この点火装置においては、振動回路
が点火コイルの一次巻線に接続されたトランジスタフィ
ードバック回路を制御する。この振動回路は点火ディス
トリビュータの開閉接点のスイッチ位置によって制御さ
れて点火栓に一定周波数の交流電流信号を発生する。
これらの公知の点火装置の不都合な点の一つは、交流
信号の発生がスタートパルスでトリガされる入力信号を
必要とし、このスタートパルスを発生させるのに付加的
な回路装置を要するということである。
信号の発生がスタートパルスでトリガされる入力信号を
必要とし、このスタートパルスを発生させるのに付加的
な回路装置を要するということである。
これらの公知の点火システムの他の欠点は、一定の点
火時間にわたりエネルギーの供給がなされるので、この
ため点火接点に一定電力の交流電流信号が生じることで
ある。もしも二次回路が十分に閉じられない場合、例え
ば燃料混合物の点火が失敗したり、点火接点が短絡した
り、または点火栓コネクタが不接続の場合に、過度の電
力供給を生じる可能性があり、これは点火装置の電気的
構成部品の損傷又は時として破壊を生じ兼ねない。
火時間にわたりエネルギーの供給がなされるので、この
ため点火接点に一定電力の交流電流信号が生じることで
ある。もしも二次回路が十分に閉じられない場合、例え
ば燃料混合物の点火が失敗したり、点火接点が短絡した
り、または点火栓コネクタが不接続の場合に、過度の電
力供給を生じる可能性があり、これは点火装置の電気的
構成部品の損傷又は時として破壊を生じ兼ねない。
さらに第３の欠点は、点火装置がそれ自体で自己発振
しないことである。
しないことである。
〈発明の開示〉 本発明の目的は、上記欠点のうち特に第３の欠点を解
決し、同時に以下の各効果も得られるようにするもので
ある。
決し、同時に以下の各効果も得られるようにするもので
ある。
1.燃料混合物はトリガリングの後の短時間に、好ましく
は数マイクロ秒以内に点火される。
は数マイクロ秒以内に点火される。
2.燃焼持続時間は任意に調節可能であること。
3.信頼性のあるスタティック及びダイナミックなトリガ
リング。
リング。
4.点火電流のゼロ期間でのイオン化の変動、シリンダ室
内での燃料混合物の乱流又は圧力変動によって生じる燃
焼電圧変動が燃焼電流に全然あるいはほとんど影響しな
いこと。
内での燃料混合物の乱流又は圧力変動によって生じる燃
焼電圧変動が燃焼電流に全然あるいはほとんど影響しな
いこと。
5.正常運転の場合のみならば、例えば点火栓出力が開放
又は短絡のような異常動作の場合にも、広い温度範囲に
わたって高い安全運転が可能なこと。
又は短絡のような異常動作の場合にも、広い温度範囲に
わたって高い安全運転が可能なこと。
6.高周波妨害の僅かなこと。
本発明により上記目標は達成可能である。
本発明の基本的アイディアは、電流遮断制御モードと
電流通電制御モードにおいてそれぞれ動作するように、
点火出力段（一次及び二次回路）を接続することであ
る。
電流通電制御モードにおいてそれぞれ動作するように、
点火出力段（一次及び二次回路）を接続することであ
る。
点火出力段の一次回路内のスイッチングトランジスタ
の遮断及び通電時間は、二次回路内のエネルギー消費が
増加したときには点火電流周波数も同様に増加し、エネ
ルギー消費が減少したときは点火電流周波数も減少する
ように、二次回路内で消費される点火エネルギーに応じ
て制御される。
の遮断及び通電時間は、二次回路内のエネルギー消費が
増加したときには点火電流周波数も同様に増加し、エネ
ルギー消費が減少したときは点火電流周波数も減少する
ように、二次回路内で消費される点火エネルギーに応じ
て制御される。
トランジスタの通電サイクルを決定する制御パラメー
タは、出力回路に対して一定のエネルギーを供給する二
次回路によって一次回路から完全に引き出されるエネル
ギーではなく、一次回路内の抵抗に流れる電流を制御す
ることによって保証されるエネルギーである。その結
果、点火火花の発生と制御に必要とされる量だけのエネ
ルギーが、一次回路と二次回路に供給される。
タは、出力回路に対して一定のエネルギーを供給する二
次回路によって一次回路から完全に引き出されるエネル
ギーではなく、一次回路内の抵抗に流れる電流を制御す
ることによって保証されるエネルギーである。その結
果、点火火花の発生と制御に必要とされる量だけのエネ
ルギーが、一次回路と二次回路に供給される。
エネルギー回収ダイオードの使用によって、消費され
なかったエネルギーはエネルギー貯蔵品（蓄電池）に送
り返されて電気的負荷の小電力消費を実現する。
なかったエネルギーはエネルギー貯蔵品（蓄電池）に送
り返されて電気的負荷の小電力消費を実現する。
回路技術的な長所も本発明には記載されている。特
に、１つの点火出力段で２つの点火栓が点火し得ること
である。点火出力段の過渡回復時間を減少させるため
に、エネルギーの供給量（即ちオーム抵抗）を制御する
制御素子が、付加回路手段によりオン・オフされる。
に、１つの点火出力段で２つの点火栓が点火し得ること
である。点火出力段の過渡回復時間を減少させるため
に、エネルギーの供給量（即ちオーム抵抗）を制御する
制御素子が、付加回路手段によりオン・オフされる。
出力回路である自己発振（フリーランニング）点火出
力段は、スイッチ（トランジスタ）、エネルギー回収ダ
イオード、負荷コイル、一次発振回路キャパシタ、及び
点火栓キャパシタに直列に接続されている２次回路コイ
ルを有する。この出力回路の機能は、バンドパスフィル
タと等価である。
力段は、スイッチ（トランジスタ）、エネルギー回収ダ
イオード、負荷コイル、一次発振回路キャパシタ、及び
点火栓キャパシタに直列に接続されている２次回路コイ
ルを有する。この出力回路の機能は、バンドパスフィル
タと等価である。
これは電気的に下記の２つの状態が可能である。
1.点火の非発生時 この場合、二次回路での点火が非発生のため、一次回
路と二次回路は、相互インダクタンスの結合係数ｋが臨
界的であるｋ＝１を越えるような状態に結合されてい
る。この結果二次回路に発生する高圧電圧は、２〜３周
期以内に急速に最高電圧に到着する。
路と二次回路は、相互インダクタンスの結合係数ｋが臨
界的であるｋ＝１を越えるような状態に結合されてい
る。この結果二次回路に発生する高圧電圧は、２〜３周
期以内に急速に最高電圧に到着する。
2.点火の発生時 この場合、二次回路での点火発生により、一次回路と
二次回路は、相互インダクタンスの結合係数ｋが臨界的
であるｋ＝１より小さいような状態に結合されている。
これによって、ほとんど点火電圧と無関係に、ほぼ一定
電流の供給が保証される。
二次回路は、相互インダクタンスの結合係数ｋが臨界的
であるｋ＝１より小さいような状態に結合されている。
これによって、ほとんど点火電圧と無関係に、ほぼ一定
電流の供給が保証される。
本発明による回路装置は、非点火状態において、点火
栓キャパシタンス（容量）は以下の安全性と可能性とを
提供する。
栓キャパシタンス（容量）は以下の安全性と可能性とを
提供する。
ａ） 必要とされる点火電圧振幅は急速に到達される。
従って前記到達時又はその後に、点火栓に点火電圧を接
続する分配器は不要である。
従って前記到達時又はその後に、点火栓に点火電圧を接
続する分配器は不要である。
ｂ） 例えば点火栓コネクタが引き抜かれ、二次回路に
キャパシタンスが無い場合に、点火コイルを保護するた
めの全高電圧は二次側出力には印加されなくなり、これ
によって点火システムの高い動作信頼性が達成される。
キャパシタンスが無い場合に、点火コイルを保護するた
めの全高電圧は二次側出力には印加されなくなり、これ
によって点火システムの高い動作信頼性が達成される。
ｃ） 点火栓が短絡回路になったり、または異なる点火
電圧による正常運転の場合に、点火電流は常に点火シス
テムに対して害のない値に制限されている。
電圧による正常運転の場合に、点火電流は常に点火シス
テムに対して害のない値に制限されている。
前述の自己発振型点火出力段を使用する技術が、点火
コイルの体積を大幅に減少させるが、これは全点火エネ
ルギーが点火栓に長時間供給され、また伝送周波数が高
く、回路が遮断及びつうでんの２つの状態で動作するか
らである。
コイルの体積を大幅に減少させるが、これは全点火エネ
ルギーが点火栓に長時間供給され、また伝送周波数が高
く、回路が遮断及びつうでんの２つの状態で動作するか
らである。
この点火出力段のその他の長所は、点火コイルを点火
させるのに一次及び二次回路は約50％の結合しか必要な
いことである。この長所はこの種の小型点火コイルが安
価で製造が容易なことである。
させるのに一次及び二次回路は約50％の結合しか必要な
いことである。この長所はこの種の小型点火コイルが安
価で製造が容易なことである。
各点火栓は小型点火コイルと、通電及び遮断変換モー
ドで動作する回路を有し、高電圧がトリガ後直ちに実際
に利用できるので、分配器を省略するのに全く問題がな
い。特に適当に小形で、効率的に製造可能な点火コイル
を得ることは、本発明の目的の一つである。
ドで動作する回路を有し、高電圧がトリガ後直ちに実際
に利用できるので、分配器を省略するのに全く問題がな
い。特に適当に小形で、効率的に製造可能な点火コイル
を得ることは、本発明の目的の一つである。
本発明は、また特にトリガリングと点火路とを制御す
る手段を開示している。
る手段を開示している。
個別の点火路をトリガーするために、種々の方法が知
られている。例えば西ドイツ公開公報第3630272A1号に
おいて内燃機関の制御の為の装置が公知になっている
が、これによれば内燃機関のシャフトに接続された信号
発生円盤の位置は、この円盤にマークとして設けられた
穴から固定位置に設けられた記録セグメントによって記
録される。例えば渦電流原理によって動作する様にイン
ダクティブに動作するセンサによって、マーク位置に対
応するパルスが得られ、このパルスが電気信号に利用さ
れる。次に制御及び調節回路がこのパルスを用いて、個
々の点火ブランチに、点火オン及びオフ信号を発生す
る。この公知の方法は高周波交流点のトリガリングに適
している。上述した点火時刻のダイミック検出の欠点
は、カム又はクランクシャフトの位置を明確に検出でき
るように位置決定用の信号発生円盤が動作することが必
要なことである。
られている。例えば西ドイツ公開公報第3630272A1号に
おいて内燃機関の制御の為の装置が公知になっている
が、これによれば内燃機関のシャフトに接続された信号
発生円盤の位置は、この円盤にマークとして設けられた
穴から固定位置に設けられた記録セグメントによって記
録される。例えば渦電流原理によって動作する様にイン
ダクティブに動作するセンサによって、マーク位置に対
応するパルスが得られ、このパルスが電気信号に利用さ
れる。次に制御及び調節回路がこのパルスを用いて、個
々の点火ブランチに、点火オン及びオフ信号を発生す
る。この公知の方法は高周波交流点のトリガリングに適
している。上述した点火時刻のダイミック検出の欠点
は、カム又はクランクシャフトの位置を明確に検出でき
るように位置決定用の信号発生円盤が動作することが必
要なことである。
本発明による提案によれば、点火用に正確なトリガ時
刻の検出の為に、カムシャフトに円輪を取付けるが、こ
れは前記円輪の表面に明瞭に確認可能なコードを有し、
このコードはセンサによって走査される。このセンサに
よる走査は、例えばインダクティブに又は光学的に行わ
れる。これは例えば、カムシャフト円輪の周辺表面に10
ビットのグレイコードを設けることによって行い得る
が、これは集積電子装置を有するインデクティブ多機能
センサによって走査され、カムシャフトの位置に対応す
る電気信号を提供する。また分解能の向上は、前記コー
ドをノンリニアにマーキグすること、即ち上死点の付近
のみは高分解能にマーキングすることによって達成され
る。
刻の検出の為に、カムシャフトに円輪を取付けるが、こ
れは前記円輪の表面に明瞭に確認可能なコードを有し、
このコードはセンサによって走査される。このセンサに
よる走査は、例えばインダクティブに又は光学的に行わ
れる。これは例えば、カムシャフト円輪の周辺表面に10
ビットのグレイコードを設けることによって行い得る
が、これは集積電子装置を有するインデクティブ多機能
センサによって走査され、カムシャフトの位置に対応す
る電気信号を提供する。また分解能の向上は、前記コー
ドをノンリニアにマーキグすること、即ち上死点の付近
のみは高分解能にマーキングすることによって達成され
る。
この様なセンサと信号発生装置とを設けることによっ
て、例えばクランクシャフト角度のスタテイック及び／
又はダイナミックな検出が可能となり、その結果内燃機
関の各シリンダ毎のピストン位置と点火シーケンスを決
定することができる。この方法の利点は、例えば始動電
動機のような始動装置を使用しなくとも、自己始動が可
能なことである。
て、例えばクランクシャフト角度のスタテイック及び／
又はダイナミックな検出が可能となり、その結果内燃機
関の各シリンダ毎のピストン位置と点火シーケンスを決
定することができる。この方法の利点は、例えば始動電
動機のような始動装置を使用しなくとも、自己始動が可
能なことである。
本発明による点火システムに必要な部品、特に制御及
び調節回路、並びにクランクシャフト角度のスタイック
及び／又はダイナミックな確定の為のセンサは、公知の
低圧直流電源、例えば12ボルトの直流蓄電池による従来
の方法によって直接に給電され得る。この種の低圧電源
の短所は、例えば高圧ガス放電ランプを使用する前照灯
又は上述した点火システムの様な高い運転電圧を必要と
する電気的な負荷への給電は、必ずしも満足できるもの
ではないということである。この欠点は本発明によっ
て、変性器を備えたインバータのようなチョッピング型
の電源を使用することによって動力車において克服され
得る。
び調節回路、並びにクランクシャフト角度のスタイック
及び／又はダイナミックな確定の為のセンサは、公知の
低圧直流電源、例えば12ボルトの直流蓄電池による従来
の方法によって直接に給電され得る。この種の低圧電源
の短所は、例えば高圧ガス放電ランプを使用する前照灯
又は上述した点火システムの様な高い運転電圧を必要と
する電気的な負荷への給電は、必ずしも満足できるもの
ではないということである。この欠点は本発明によっ
て、変性器を備えたインバータのようなチョッピング型
の電源を使用することによって動力車において克服され
得る。
端子電圧が６乃至18ボルトの蓄電池を使用した場合
に、前記チョッパ型電源を使用すれば例えば150ボルト
程度の出力を得ることができるので、この昇圧出力から
電気的負荷や動力車内の配線に対して、低圧電源から供
給する場合よりも、効率良く電力を供給することができ
る。
に、前記チョッパ型電源を使用すれば例えば150ボルト
程度の出力を得ることができるので、この昇圧出力から
電気的負荷や動力車内の配線に対して、低圧電源から供
給する場合よりも、効率良く電力を供給することができ
る。
〈実施例〉 本発明は以下図面中の実施例から更に明瞭となろう。
本発明による点火装置は第１図に略示する部品を有す
るが、これは次の通りである。
るが、これは次の通りである。
低電圧電源（BAT）、 中央チョッパ電源（UF1）、 シリンダ数に対応する高電圧発生点火出力段（ZS
T）、及び各点火栓のための小型点火コイル。
T）、及び各点火栓のための小型点火コイル。
本発明に係る点火出力段は、第2a図に示す一次共振回
路と二次共振回路を有する。一次共振回路は、トリガ入
力端４を有する制御及び調節回路２、トリガ出力端６、
及び電源導線８並びに点火コイルの一次回路巻線P1を有
する。一次回路巻線P1に直列に共振回路キャパシタC1
が、またこのC1に並列にエネルギー回収ダイオードD1が
接続される。
路と二次共振回路を有する。一次共振回路は、トリガ入
力端４を有する制御及び調節回路２、トリガ出力端６、
及び電源導線８並びに点火コイルの一次回路巻線P1を有
する。一次回路巻線P1に直列に共振回路キャパシタC1
が、またこのC1に並列にエネルギー回収ダイオードD1が
接続される。
トランジスタTR1がドレーン側でキャパシタC1とエネ
ルギー回収ダイオードD1に接続されている。トランジス
タTR1はソース側で電流制限抵抗R1を介してアースに接
続されている。トランジスタのソースと電流制限抵抗R1
との接続点は、導線10によって制御及び調節回路２とに
接続されている。
ルギー回収ダイオードD1に接続されている。トランジス
タTR1はソース側で電流制限抵抗R1を介してアースに接
続されている。トランジスタのソースと電流制限抵抗R1
との接続点は、導線10によって制御及び調節回路２とに
接続されている。
二次側では、第2c図の等価回路に示されるように、二
次コイル（S1）が一次巻線及び点火キャパシタCWと直列
に接続される。第2b図による他の対応実施例では、一次
コイル（P2）と二次コイル（S2）とが直流的に分離され
インダクティブに結合された、すなわち誘導結合された
出力段が示される。
次コイル（S1）が一次巻線及び点火キャパシタCWと直列
に接続される。第2b図による他の対応実施例では、一次
コイル（P2）と二次コイル（S2）とが直流的に分離され
インダクティブに結合された、すなわち誘導結合された
出力段が示される。
第６図には、それぞれ２つの点火栓用出力を含む３つ
の点火部分を有する点火出力部の完全な回路、換言すれ
ば６シリンダエンジン用の点火出力回路が示されてい
る。
の点火部分を有する点火出力部の完全な回路、換言すれ
ば６シリンダエンジン用の点火出力回路が示されてい
る。
第3a図には、単一の点火出力段で２つの点火栓Z1とZ2
への供給が示されている。二次回路のこのような配線に
よって、第3b図の等価回路に示されるように、有効な巻
線と点火栓キャパシタCWの数を半分に減少させ得る。
への供給が示されている。二次回路のこのような配線に
よって、第3b図の等価回路に示されるように、有効な巻
線と点火栓キャパシタCWの数を半分に減少させ得る。
本発明に係る点火出力段の理論的な機能は、上記点火
出力段の実施例についての第4a乃至第4c図まで及び第5a
乃至第5c図までの波形を参照して説明される。
出力段の実施例についての第4a乃至第4c図まで及び第5a
乃至第5c図までの波形を参照して説明される。
自己発振型点火出力段の機能を、先ず点火の無い場合
（第4a乃至第4c図）に就いて説明する。
（第4a乃至第4c図）に就いて説明する。
いま十分な電池電圧が供給され定常状態にあるものと
する。第６図の回路のＡ点の電圧は、増幅器OP1が導通
すると直ちにローレベルになって動作する。トリガ入力
端、例えばトリガ入力端３は制御に対応してアースにあ
る。Ｂ点における基準電圧の方が増幅器OP4の反転入力
端（−）の電圧よりも高いのでトランジスタT30は導通
状態となる。そしてトランジスタ30のドレイン電流IDが
抵抗37に流れ始める（第4c図、時間t1参照）。そしてこ
のドレイン電流により抵抗37の両端に生じる電圧は、抵
抗35,34及び接続キャパシタンスを介して増幅器OP4の反
転入力端（−）に帰還され、この反転入力端（−）の電
圧の方が、正転入力端（＋）のＢ点基準電圧よりも高く
なる時点まで増加し、前記両電圧値の大小関係が反転し
た時点で、トランジスタT30のドレイン電流は遮断され
る。
する。第６図の回路のＡ点の電圧は、増幅器OP1が導通
すると直ちにローレベルになって動作する。トリガ入力
端、例えばトリガ入力端３は制御に対応してアースにあ
る。Ｂ点における基準電圧の方が増幅器OP4の反転入力
端（−）の電圧よりも高いのでトランジスタT30は導通
状態となる。そしてトランジスタ30のドレイン電流IDが
抵抗37に流れ始める（第4c図、時間t1参照）。そしてこ
のドレイン電流により抵抗37の両端に生じる電圧は、抵
抗35,34及び接続キャパシタンスを介して増幅器OP4の反
転入力端（−）に帰還され、この反転入力端（−）の電
圧の方が、正転入力端（＋）のＢ点基準電圧よりも高く
なる時点まで増加し、前記両電圧値の大小関係が反転し
た時点で、トランジスタT30のドレイン電流は遮断され
る。
このトランジスタT30の電流が遮断されると、エネル
ギー蓄積コイルSP30内に蓄積されていたエネルギーが全
出力回路を発振状態にする。このエネルギーの一部は一
次側のキャパシタC33（添付回路図2c乃至3bではCR乃至
Ｃ）に、別の一部は二次回路のキャパシタンスCW（第4a
図及び第4b図の時間t2参照）に転送される。
ギー蓄積コイルSP30内に蓄積されていたエネルギーが全
出力回路を発振状態にする。このエネルギーの一部は一
次側のキャパシタC33（添付回路図2c乃至3bではCR乃至
Ｃ）に、別の一部は二次回路のキャパシタンスCW（第4a
図及び第4b図の時間t2参照）に転送される。
キャパシタC33の両端電圧UDは、蓄積コイル内のエネ
ルギーが無くなるまで正弦状に上昇する。時間t3におい
て、キャパシテイブに蓄積されたエネルギーはキャパシ
タC33の電圧がゼロに等しくなるまでインダクタンスL1
に返却される。この時点で（時間t4の開始）蓄積コイル
SP30は、二次側のキャパシタンス（容量）CWに、その手
持ちのエネルギーを引渡す。
ルギーが無くなるまで正弦状に上昇する。時間t3におい
て、キャパシテイブに蓄積されたエネルギーはキャパシ
タC33の電圧がゼロに等しくなるまでインダクタンスL1
に返却される。この時点で（時間t4の開始）蓄積コイル
SP30は、二次側のキャパシタンス（容量）CWに、その手
持ちのエネルギーを引渡す。
しかし一次側では、上記と類似した動作はC33には生
じない。それは、内部ダイオード（第2a、2b,3a図のエ
ネルギー回収ダイオードD1,D2）が導通するので、トラ
ンジスタT30のドレインと接続されたキャパシタC33の電
圧UDが負になり得ないからである。
じない。それは、内部ダイオード（第2a、2b,3a図のエ
ネルギー回収ダイオードD1,D2）が導通するので、トラ
ンジスタT30のドレインと接続されたキャパシタC33の電
圧UDが負になり得ないからである。
一次側インダクタンスL1の中にあったエネルギーは、
エネルギー回収ダイオードD1,D2を介して電源に戻され
る（第4c図、時間t4参照）。
エネルギー回収ダイオードD1,D2を介して電源に戻され
る（第4c図、時間t4参照）。
二次回路はこの時間t4に振動を続け得る（第4b図のUH
参照）。その周波数はそれまでよりも若干高い、と言う
のは漂遊インダクタンスＬσ（第2c図、第3b図参照）が
ここでは相互インダクタンスＭに並列になっているから
である（第2c図、第3b図参照）。この時間t4の間にトラ
ンジスタT30が再び導通されるが、これはt1の最初の時
と同じ電圧状態にあるからである。インダクタンスL1の
エネルギーが完全に電源（電源回路）に引渡されると、
新サイクルが開始される。
参照）。その周波数はそれまでよりも若干高い、と言う
のは漂遊インダクタンスＬσ（第2c図、第3b図参照）が
ここでは相互インダクタンスＭに並列になっているから
である（第2c図、第3b図参照）。この時間t4の間にトラ
ンジスタT30が再び導通されるが、これはt1の最初の時
と同じ電圧状態にあるからである。インダクタンスL1の
エネルギーが完全に電源（電源回路）に引渡されると、
新サイクルが開始される。
回路の理解の為に言及すると、トランジスタT30は、
増幅器OP4の反転入力端（−）の電圧がＢ点の基準電圧
よりも高くなると遮断される。この電流遮断は、充電電
流IDが抵抗R37によって定まるある限界値に達すると常
に生じる。この電流制御は一次側インダクタンスL1への
均一なエネルギー供給を保証するが、この場合、エネル
ギーは、若干のロスは別として、点火に失敗した場合に
は、電源回路側に完全に戻される。トランジスタT30の
遮断状態は、トランジスタT30のドレイン位置の電圧UD
が電池電圧よりも高電位にある限り、抵抗R36中の電圧
降下によって維持される。
増幅器OP4の反転入力端（−）の電圧がＢ点の基準電圧
よりも高くなると遮断される。この電流遮断は、充電電
流IDが抵抗R37によって定まるある限界値に達すると常
に生じる。この電流制御は一次側インダクタンスL1への
均一なエネルギー供給を保証するが、この場合、エネル
ギーは、若干のロスは別として、点火に失敗した場合に
は、電源回路側に完全に戻される。トランジスタT30の
遮断状態は、トランジスタT30のドレイン位置の電圧UD
が電池電圧よりも高電位にある限り、抵抗R36中の電圧
降下によって維持される。
上述の自己励振の機能は点火状態に於いても変化しな
い。と言うのは一次側および二次側インダクタンスの約
50％のインダクテイブな結合が、強い減衰を行う二次回
路による一次回路の全減衰を生じさせないようにするか
らである。
い。と言うのは一次側および二次側インダクタンスの約
50％のインダクテイブな結合が、強い減衰を行う二次回
路による一次回路の全減衰を生じさせないようにするか
らである。
点火の場合に関しては、以下の機能要領によって明ら
かとなる。
かとなる。
点火栓を通って流れる点火電流のために、ここで電源
或いは電源回路に戻されるエネルギーはかなり少ない量
である（第5a図）。時間t4は大幅に減少する。この回路
設計の長所は、点火相の後になお残っているものも含め
て相当量のエネルギーが戻されることである。
或いは電源回路に戻されるエネルギーはかなり少ない量
である（第5a図）。時間t4は大幅に減少する。この回路
設計の長所は、点火相の後になお残っているものも含め
て相当量のエネルギーが戻されることである。
この状態は、広範囲の点火電圧UBとは無関係に所望の
電流供給を可能としている。点火電圧UBが高い場合に
は、点火栓のアークの中のエネルギーの大部分が熱に変
換される。この場合、残ったごく僅かなエネルギーが電
源に戻される。その結果、時間t4は短くなり、点火周波
数は上昇し、電流の引出し出力は増加する。
電流供給を可能としている。点火電圧UBが高い場合に
は、点火栓のアークの中のエネルギーの大部分が熱に変
換される。この場合、残ったごく僅かなエネルギーが電
源に戻される。その結果、時間t4は短くなり、点火周波
数は上昇し、電流の引出し出力は増加する。
反対に点火電圧UBが低い場合には、反対の現象とな
る。即ち期間t4が長くなり、点火周波数が低下し、電流
の引出し出力も低下する。
る。即ち期間t4が長くなり、点火周波数が低下し、電流
の引出し出力も低下する。
上記の実施例においては、一次回路と二次回路にそれ
ぞれ異なる周波数が存在する。
ぞれ異なる周波数が存在する。
回路設計を適当に行なうことにより、例えば一次回路
のフリーランニング周波数を約18kHz、二次回路の周波
数を一次回路開放時には43.5kHz、一次回路短絡時には6
0kHzとすることができる。
のフリーランニング周波数を約18kHz、二次回路の周波
数を一次回路開放時には43.5kHz、一次回路短絡時には6
0kHzとすることができる。
点火栓末端での基本周波数は、900Vssの点火電圧で約
20kHzである。
20kHzである。
そして制御及び調節回路からオン信号が到着後直ちに
高電圧が点火栓に利用可能となる高さに達するが、もし
も規定の時間でトランジスタT30のドレイン・ソース間
のドレイン電流IDが、完全な定常状態時の値よりも大き
くなれば、これは好ましいことである。この好ましい状
態を達成するために、第７図の回路においては、トラン
ジスタT40のゲートを制御しているバイステーブルフリ
ップ−フロップFF1を使用することによって、Ｃ点にお
けるドレイン電流に比例した電圧の実測値が低下してい
る。トランジスタT40の電流の振幅は抵抗R40によって調
整され、その結果、一次インダクタンスL1内に蓄えられ
たエネルギーは、回路がスイッチ・オンされた時に出力
回路に存在しない残留エネルギーの代りとして十分な大
きさとなる。このようにして、高圧電圧UHの最大値が、
最初の発振周期内に達成される。
高電圧が点火栓に利用可能となる高さに達するが、もし
も規定の時間でトランジスタT30のドレイン・ソース間
のドレイン電流IDが、完全な定常状態時の値よりも大き
くなれば、これは好ましいことである。この好ましい状
態を達成するために、第７図の回路においては、トラン
ジスタT40のゲートを制御しているバイステーブルフリ
ップ−フロップFF1を使用することによって、Ｃ点にお
けるドレイン電流に比例した電圧の実測値が低下してい
る。トランジスタT40の電流の振幅は抵抗R40によって調
整され、その結果、一次インダクタンスL1内に蓄えられ
たエネルギーは、回路がスイッチ・オンされた時に出力
回路に存在しない残留エネルギーの代りとして十分な大
きさとなる。このようにして、高圧電圧UHの最大値が、
最初の発振周期内に達成される。
フリップフロップFF1は、最初の電流パルスの負の
（立下り）エッジによってリセットすることができる。
しかしフリップフロップFF1のリセットは、点火が発生
しているか否かに基づいて行うこともできる。そして点
火しているか否かに関する情報は、例えば、周波数が変
化することから得ることができる。
（立下り）エッジによってリセットすることができる。
しかしフリップフロップFF1のリセットは、点火が発生
しているか否かに基づいて行うこともできる。そして点
火しているか否かに関する情報は、例えば、周波数が変
化することから得ることができる。
第８図に示す更に別の好ましい実施例によれば、追加
されたモノステーブルフリップフロップFF2によって、
バイステーブルフリップフロップFF1は、トランジスタT
30のドレイン電流IDが流れている期間のみ、点火が生じ
ているものとして、リセット可能の様に動作させること
ができる。この構造は非常に強く汚染されている点火栓
において、点火電圧UHが更に上昇する場合に有利である
が、即ちこれによって酷く損傷しかつ汚染された点火栓
に対する電圧保持が可能だからである。
されたモノステーブルフリップフロップFF2によって、
バイステーブルフリップフロップFF1は、トランジスタT
30のドレイン電流IDが流れている期間のみ、点火が生じ
ているものとして、リセット可能の様に動作させること
ができる。この構造は非常に強く汚染されている点火栓
において、点火電圧UHが更に上昇する場合に有利である
が、即ちこれによって酷く損傷しかつ汚染された点火栓
に対する電圧保持が可能だからである。
集積回路（IC）を含む点火モジュールIZMを有する点
火出力段と点火コイルZSPの全体の構成が第９図に示さ
れている。高集積度ICによる点火モジュールの完全な回
路は、経済的な価格での製造と動作の高信頼性とを可能
とする。
火出力段と点火コイルZSPの全体の構成が第９図に示さ
れている。高集積度ICによる点火モジュールの完全な回
路は、経済的な価格での製造と動作の高信頼性とを可能
とする。
前記点火出力段に対応して使用される小形点火コイル
の好ましい組込み例が第10図及び第11a〜11c図に詳細に
図示されている。小形点火コイルは、３種の単位部品、
即ちコイル本体20、コイル鉄心22、及びコイルハウジン
グ24とから構成される。コイル本体20は円筒状の基礎形
状を備えその端部表面にはプラグソケット26が一体とし
て取り付けられている。このプラグソケット26は保護キ
ャップとして作用する包囲円筒壁28によって取り囲ま
れ、点火栓の上に正確に取り付けられた位置で動作す
る。
の好ましい組込み例が第10図及び第11a〜11c図に詳細に
図示されている。小形点火コイルは、３種の単位部品、
即ちコイル本体20、コイル鉄心22、及びコイルハウジン
グ24とから構成される。コイル本体20は円筒状の基礎形
状を備えその端部表面にはプラグソケット26が一体とし
て取り付けられている。このプラグソケット26は保護キ
ャップとして作用する包囲円筒壁28によって取り囲ま
れ、点火栓の上に正確に取り付けられた位置で動作す
る。
個別のチャンバーセグメント30a〜30g及び32がコイル
本体20の上部面29上に、多数の周辺セグメントリブによ
り形成される。好ましくは、チャンバーセグメント32
は、最も大きなチャンバーリブ間隔を有し、低インピー
ダンスの一次回路のコイル巻線を受け入れるが、これは
一次回路が、巻線を形成するときに大きなトレランスを
もって作られ、上手な空間利用によって空き間なしに作
れるようにするためである。
本体20の上部面29上に、多数の周辺セグメントリブによ
り形成される。好ましくは、チャンバーセグメント32
は、最も大きなチャンバーリブ間隔を有し、低インピー
ダンスの一次回路のコイル巻線を受け入れるが、これは
一次回路が、巻線を形成するときに大きなトレランスを
もって作られ、上手な空間利用によって空き間なしに作
れるようにするためである。
好ましくは、高い抵抗の二次側コイルの巻線は、相互
の間隔が狭いチェンバーセグメント30a乃至30g内に設置
される。この二次回路のチャンバー巻線技術の長所は、
高耐圧性が達成されることと、巻線トレランスを小さく
することが容易に達成できることである。一次回路用の
ターミナル34は、コイル本体20の端部に設けられる。
の間隔が狭いチェンバーセグメント30a乃至30g内に設置
される。この二次回路のチャンバー巻線技術の長所は、
高耐圧性が達成されることと、巻線トレランスを小さく
することが容易に達成できることである。一次回路用の
ターミナル34は、コイル本体20の端部に設けられる。
コイル鉄心22の導入のためにコイル本体20は同心状の
孔33を有する（第11図を参照）。
孔33を有する（第11図を参照）。
コイル鉄心22は茸型即ちＴ−型に仕上げられる。この
形状は一方において簡単な取付けを可能とし、他方にお
いて磁気的なシールドを行って一次回路のＱファクタの
向上をもたらすと言う長所を有する。コイル鉄心22は好
ましくはフェライトから成るが、これは好ましくは約20
0℃の温度まで、飽和現象を示さないものである。
形状は一方において簡単な取付けを可能とし、他方にお
いて磁気的なシールドを行って一次回路のＱファクタの
向上をもたらすと言う長所を有する。コイル鉄心22は好
ましくはフェライトから成るが、これは好ましくは約20
0℃の温度まで、飽和現象を示さないものである。
コイル本体の中にコイル鉄心22を固定しコイル巻線を
保護する為に、コイル本体20の為のコイルハウジング24
が、取付け済みのコイル鉄心22へのキャップ状又は壺状
に作られる（第11a図を参照）。機械的な各種ストレス
に対する配線の保護のために、コイルハウジング24の上
部覆いに筒状突出部36を設ける。
保護する為に、コイル本体20の為のコイルハウジング24
が、取付け済みのコイル鉄心22へのキャップ状又は壺状
に作られる（第11a図を参照）。機械的な各種ストレス
に対する配線の保護のために、コイルハウジング24の上
部覆いに筒状突出部36を設ける。
最終組立工程において（第10図参照）、コイル本体は
コイルハウジング24の中に水を通さないようにモールド
するが、これによって好ましくは耐食性を高める。モー
ルド材38は、好ましくは二次巻線を入れるチェンバー部
分30a乃至30gの上にまで達する。使用するモールド材は
好ましくはシリコーンから成る。コイルハウジング24の
材料には金属プラスチックが適しているが、これは、例
えばプラスチックに導電性カーボンブラックが添加され
たもので、これによって外部電磁界に対する電気的及び
磁気的な遮蔽の作用をする。
コイルハウジング24の中に水を通さないようにモールド
するが、これによって好ましくは耐食性を高める。モー
ルド材38は、好ましくは二次巻線を入れるチェンバー部
分30a乃至30gの上にまで達する。使用するモールド材は
好ましくはシリコーンから成る。コイルハウジング24の
材料には金属プラスチックが適しているが、これは、例
えばプラスチックに導電性カーボンブラックが添加され
たもので、これによって外部電磁界に対する電気的及び
磁気的な遮蔽の作用をする。
全体として、添加コイル22の単純な構造が、経済的な
価格での供給を可能とし、また添加コイル22の体積の小
さいことが点火栓との一体取付けを可能とするが、これ
は点火装置の動作の信頼性を高め、高周波雑音による影
響を減少させる。
価格での供給を可能とし、また添加コイル22の体積の小
さいことが点火栓との一体取付けを可能とするが、これ
は点火装置の動作の信頼性を高め、高周波雑音による影
響を減少させる。
それぞれ個別の点火路のトリガの為に、クランクシャ
フト又はカムシャフトの角度位置が、これに堅く取り付
けられた第12図乃至第13図に示すコード円盤40,42によ
って決定される。第12図は３つの点火路をトリガするの
に使用されるコードを示している。即ち半径方向に配列
されたコードトラック44a,44b,44cの２値化コードは、
インダクティブセンサ46で読取られて電子装置48で解析
される。この電子装置はその出力端50に個別の点火路に
必要なトリガ信号を供給する。
フト又はカムシャフトの角度位置が、これに堅く取り付
けられた第12図乃至第13図に示すコード円盤40,42によ
って決定される。第12図は３つの点火路をトリガするの
に使用されるコードを示している。即ち半径方向に配列
されたコードトラック44a,44b,44cの２値化コードは、
インダクティブセンサ46で読取られて電子装置48で解析
される。この電子装置はその出力端50に個別の点火路に
必要なトリガ信号を供給する。
このコードは、好ましくはエンジンの最高回転速度に
対する位相位置を示すように設計され、これに接続され
ている電子装置48は、その回転数に応じて、点火出力段
にトリガ信号を遅延送付する。
対する位相位置を示すように設計され、これに接続され
ている電子装置48は、その回転数に応じて、点火出力段
にトリガ信号を遅延送付する。
オンボードコンピュータ（on-bord-computers）52に
よって、点火位相の解析が直接行われる全ディジタル化
回路が第13図に示される。コードパターン53は、例えば
カムシャフトに結合されたコード輪の表面42に配置され
ている。このコードとしては、好ましくは10ビットのグ
レーコード（Gray-Code）を使用するが、このコード
は、例えば、インダクティブな多機能センサ54又は光学
的走査センサによって読取られる。この読取られた信号
は、集積化電子装置例えばオンボードコンピュータ52に
よって解析され、例えば個別のピストン位置の情報が得
られる。この情報は、個別の点火出力段をトリガするの
に使用され、またシリンダ内へ燃料混合物の供給量や直
接噴射の制御に使用される。
よって、点火位相の解析が直接行われる全ディジタル化
回路が第13図に示される。コードパターン53は、例えば
カムシャフトに結合されたコード輪の表面42に配置され
ている。このコードとしては、好ましくは10ビットのグ
レーコード（Gray-Code）を使用するが、このコード
は、例えば、インダクティブな多機能センサ54又は光学
的走査センサによって読取られる。この読取られた信号
は、集積化電子装置例えばオンボードコンピュータ52に
よって解析され、例えば個別のピストン位置の情報が得
られる。この情報は、個別の点火出力段をトリガするの
に使用され、またシリンダ内へ燃料混合物の供給量や直
接噴射の制御に使用される。
上述のようなコード円盤の使用によって、クランクシ
ャフト乃至カムシャフトの絶対位置が、静止状態、即ち
停止状態にあっても検出可能であり、このことによっ
て、停止状態からの内燃機関の始動を電気的スタータの
使用なしに行うことができる。
ャフト乃至カムシャフトの絶対位置が、静止状態、即ち
停止状態にあっても検出可能であり、このことによっ
て、停止状態からの内燃機関の始動を電気的スタータの
使用なしに行うことができる。
電気装置へ供給される電圧及び電流は、チョッパー型
電源（CD・DCコンバータ）から供給される。この電源回
路の好ましき実施例が第14図に示される。この第14図の
回路は、入力直流電源からトランスTR1の一次巻線に流
す電流をチョッピング（オン・オフ）して、トランスTR
1の二次巻線から得られる交流信号を整流して所望の出
力の直流電源を得るチョッパー型電源としてよく知られ
ているものである。
電源（CD・DCコンバータ）から供給される。この電源回
路の好ましき実施例が第14図に示される。この第14図の
回路は、入力直流電源からトランスTR1の一次巻線に流
す電流をチョッピング（オン・オフ）して、トランスTR
1の二次巻線から得られる交流信号を整流して所望の出
力の直流電源を得るチョッパー型電源としてよく知られ
ているものである。
第１図は本発明による点火装置の概念的略示図であり、
第2a図は本発明に係る点火出力部の第１実施例による回
路図であり、第2b図は点火出力部の第２実施例による回
路図であり、第2c図は第2a図及び第2b図に示す点火出力
部の等価回路図であり、第3a図は点火出力部の第３実施
例による回路図であり、第3b図は第3a図に示す回路の等
価回路図であり、第4a図は第２図乃至第３図に示す回路
のスイッチングトランジスタTR1乃至TR2のドレイン電圧
UDの時間的変化を示す図であり、第4b図は第4a図のドレ
イン電圧に対応する二次回路電圧UHの時間的変化を示す
図であり、第4c図は第4a図のドレイン電圧に対応するス
イッチングトランジスタのドレイン電流IDの時間的変化
を示す図であり、第5a図は点火時におけるスイッチング
トランジスタのドレイン電流IDの時間的変化を示す図で
あり、第5b図は点火時の点火栓の点火電圧UBの時間的変
化を示す図であり、第5c図は点火時におけるスイッチン
グトランジスタのドレイン電圧UDの時間的変化を示す図
であり、第６図は各回路がそれぞれ２つの点火栓を有す
る３つの点火回路を有する別の実施例による回路図であ
り、第７図は点火出力段モジュールの一実施例による回
路図であり、第８図は点火出力段モジュールの別の実施
例による回路図であり、第９図は全点火出力段の概略構
成を示す一実施例による図であり、第10図は組立後の小
型点火コイルの部分側断面を示す一実施例による図であ
り、第11a〜11c図は分解表示した第10図による点火コイ
ルの個別部品を示す図であり、即ち、第11a図はコイル
ハウジング、第11b図はコイル鉄心、第11c図はコイル本
体を示す図であり、第12図はクランクシャフト角度のス
タテイック及び／又はダイナミックな検出によるトリガ
発生装置の一実施例による図であり、第13図はクランク
シャフト角度のスタテイック及び／又はダイナミック検
出によるトリガ装置の別の実施例による図であり、第14
図はチョッパー型電源の回路図である。 2:制御調節回路、8,10:導線、20:コイル本体、22:鉄
心、24:コイルハウジング、38:モールド物質、40,42:円
輪、44a,44b,44c:コード、48,52:電子回路。 C1:一次キャパシタ、D1:エネルギー回収ダイオード、D2
8:ダイオード、P1、P2:一次巻線、R1:電流制限抵抗、R3
4〜R37:抵抗、S1,S2:二次巻線、T30,T40:トランジス
タ、OP4:増幅器、SP30:点火コイル、TR1:半導体スイッ
チ、ZM3:点火モジュール、ZSP:点火栓。
第2a図は本発明に係る点火出力部の第１実施例による回
路図であり、第2b図は点火出力部の第２実施例による回
路図であり、第2c図は第2a図及び第2b図に示す点火出力
部の等価回路図であり、第3a図は点火出力部の第３実施
例による回路図であり、第3b図は第3a図に示す回路の等
価回路図であり、第4a図は第２図乃至第３図に示す回路
のスイッチングトランジスタTR1乃至TR2のドレイン電圧
UDの時間的変化を示す図であり、第4b図は第4a図のドレ
イン電圧に対応する二次回路電圧UHの時間的変化を示す
図であり、第4c図は第4a図のドレイン電圧に対応するス
イッチングトランジスタのドレイン電流IDの時間的変化
を示す図であり、第5a図は点火時におけるスイッチング
トランジスタのドレイン電流IDの時間的変化を示す図で
あり、第5b図は点火時の点火栓の点火電圧UBの時間的変
化を示す図であり、第5c図は点火時におけるスイッチン
グトランジスタのドレイン電圧UDの時間的変化を示す図
であり、第６図は各回路がそれぞれ２つの点火栓を有す
る３つの点火回路を有する別の実施例による回路図であ
り、第７図は点火出力段モジュールの一実施例による回
路図であり、第８図は点火出力段モジュールの別の実施
例による回路図であり、第９図は全点火出力段の概略構
成を示す一実施例による図であり、第10図は組立後の小
型点火コイルの部分側断面を示す一実施例による図であ
り、第11a〜11c図は分解表示した第10図による点火コイ
ルの個別部品を示す図であり、即ち、第11a図はコイル
ハウジング、第11b図はコイル鉄心、第11c図はコイル本
体を示す図であり、第12図はクランクシャフト角度のス
タテイック及び／又はダイナミックな検出によるトリガ
発生装置の一実施例による図であり、第13図はクランク
シャフト角度のスタテイック及び／又はダイナミック検
出によるトリガ装置の別の実施例による図であり、第14
図はチョッパー型電源の回路図である。 2:制御調節回路、8,10:導線、20:コイル本体、22:鉄
心、24:コイルハウジング、38:モールド物質、40,42:円
輪、44a,44b,44c:コード、48,52:電子回路。 C1:一次キャパシタ、D1:エネルギー回収ダイオード、D2
8:ダイオード、P1、P2:一次巻線、R1:電流制限抵抗、R3
4〜R37:抵抗、S1,S2:二次巻線、T30,T40:トランジス
タ、OP4:増幅器、SP30:点火コイル、TR1:半導体スイッ
チ、ZM3:点火モジュール、ZSP:点火栓。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 ローマン シィッヒル ドイツ連邦共和国、8390 パッサウ ゲ ルリッツァー シュトラーセ 10 (56)参考文献 特開 昭61−8470（ＪＰ，Ａ) 特開 昭61−79867（ＪＰ，Ａ) 特開 昭58−23281（ＪＰ，Ａ)
Claims (25)
- 【請求項１】直流電源と、少なくとも１つの点火部とを
有する内燃機関用点火システムであって、該点火部が 一次巻線と二次巻線とを有する点火コイルと、 前記直流電源および前記一次巻線とともに直列回路を構
成する制御可能な半導体スイッチと、 前記二次巻線に接続された少なくとも１つの点火栓と、 前記半導体スイッチに並列に接続されたダイオードであ
って、該ダイオードのカソードが前記半導体スイッチの
ドレインと接続され、該ダイオードのアノードが接地さ
れたエネルギー回収ダイオードと、 前記一次巻線と、一端が前記半導体スイッチのドレイン
に接続され他端が接地されたキャパシタとを有する一次
共振回路と、 前記二次巻線と、前記点火栓のキャパシタンスとを有す
る二次共振回路と、 前記半導体スイッチを制御する制御回路とを備えるもの
において、 前記制御回路は、前記点火部の発振を開始させる外部信
号が加えられるトリガ入力端と、前記半導体スイッチを
オン／オフして前記点火部を自己発振させる信号が加え
られる信号入力端とを有し、さらに 前記半導体スイッチのソースを電流制限抵抗を介して接
地するとともに前記制御回路の信号入力端に接続したこ
とを特徴とする内燃機関用点火システム。 - 【請求項２】直流電源と、少なくとも１つの点火部とを
有する内燃機関用点火システムであって、該点火部が 一次巻線と二次巻線とを有する点火コイルと、 前記直流電源および前記一次巻線とともに直列回路を構
成する制御可能な半導体スイッチと、 前記二次巻線に接続された少なくとも１つの点火栓と、 前記半導体スイッチに並列に接続されたダイオードであ
って、該ダイオードのカソードが前記半導体スイッチの
ドレインと接続され、該ダイオードのアノードが前記半
導体スイッチのソースに接続されたエネルギー回収ダイ
オードと、 前記一次巻線と、一端が前記半導体スイッチのドレイン
に接続され他端が接地されたキャパシタとを有する一次
共振回路と、 前記二次巻線と、前記点火栓のキャパシタンスとを有す
る二次共振回路と、 前記半導体スイッチを制御する制御回路とを備えるもの
において、 前記制御回路は、前記点火部の発振を開始させる外部信
号が加えられるトリガ入力端と、前記半導体スイッチを
オン／オフして前記点火部を自己発振させる信号が加え
られる信号入力端とを有し、さらに 前記半導体スイッチのソースを電流制限抵抗を介して接
地するとともに前記制御回路の信号入力端に接続したこ
とを特徴とする内燃機関用点火システム。 - 【請求項３】直流電源と、少なくとも１つの点火部とを
有する内燃機関用点火システムであって、該点火部が 一次巻線と二次巻線とを有する点火コイルと、 前記直流電源および前記一次巻線とともに直列回路を構
成する制御可能な半導体スイッチと、 前記二次巻線に接続された少なくとも１つの点火栓と、 前記半導体スイッチに並列に接続されたダイオードであ
って、該ダイオードのカソードが前記半導体スイッチの
ドレインと接続され、該ダイオードのアノードが接地さ
れたエネルギー回収ダイオードと、 前記一次巻線と、該一次巻線と並列に接続されたキャパ
シタとを有する一次共振回路と、 前記二次巻線と、前記点火栓のキャパシタンスとを有す
る二次共振回路と、 前記半導体スイッチを制御する制御回路とを備えるもの
において、 前記制御回路は、前記点火部の発振を開始させる外部信
号が加えられるトリガ入力端と、前記半導体スイッチを
オン／オフして前記点火部を自己発振させる信号が加え
られる信号入力端とを有し、さらに 前記半導体スイッチのソースを電流制限抵抗を介して接
地するとともに前記制御回路の信号入力端に接続したこ
とを特徴とする内燃機関用点火システム。 - 【請求項４】直流電源と、少なくとも１つの点火部とを
有する内燃機関用点火システムであって、該点火部が 一次巻線と二次巻線とを有する点火コイルと、 前記直流電源および前記一次巻線とともに直列回路を構
成する制御可能な半導体スイッチと、 前記二次巻線に接続された少なくとも１つの点火栓と、 前記半導体スイッチに並列に接続されたダイオードであ
って、該ダイオードのカソードが前記半導体スイッチの
ドレインと接続され、該ダイオードのアノードが前記半
導体スイッチのソースに接続されたエネルギー回収ダイ
オードと、 前記一次巻線と、該一次巻線と並列に接続されたキャパ
シタとを有する一次共振回路と、 前記二次巻線と、前記点火栓のキャパシタンスとを有す
る二次共振回路と、 前記半導体スイッチを制御する制御回路とを備えるもの
において、 前記制御回路は、前記点火部の発振を開始させる外部信
号が加えられるトリガ入力端と、前記半導体スイッチを
オン／オフして前記点火部を自己発振させる信号が加え
られる信号入力端とを有し、さらに 前記半導体スイッチのソースを電流制限抵抗を介して接
地するとともに前記制御回路の信号入力端に接続したこ
とを特徴とする内燃機関用点火システム。 - 【請求項５】前記点火コイルの一次巻線（P2）と二次巻
線（S2）とは、誘導結合でのみ結合されていることを特
徴とする請求項１から４のいずれか１項に記載の内燃機
関用点火システム。 - 【請求項６】前記点火コイルの二次巻線（S2）は第１の
点火栓キャパシタンス及び第２の点火栓キャパシタンス
と直列に接続されていることを特徴とする請求項１から
５のいずれか１項に記載の内燃機関用点火システム。 - 【請求項７】前記点火部は、少なくとも１つの増幅器
（OP4）と、トランジスタ（T30）と、トランジスタ（T3
0）と一体化されたエネルギー回収ダイオードと、点火
コイル（SP30）と、一次共振回路のキャパシタ（C33）
と、４個の抵抗（R34,R35,R36,R37）とを備えた点火モ
ジュール（ZM3）を有しており、増幅器（OP4）の反転入
力端（−）はダイオード（D28）と制御導線（Ａ）に直
列に接続され、増幅器（OP4）の出力はドライバー部を
介してトランジスタ（T30）のゲートを制御し、トラン
ジスタ（T30）のドレインには一次巻線（L1）が、また
そのソースには抵抗（R37）がそれぞれ直列に接続さ
れ、トランジスタ（T30）はソース側で、直列に接続さ
れている抵抗（R34及びR35）を介して増幅器（OP4）の
反転入力端（−）とダイオード（D28）のカソードとに
接続され、トランジスタ（T30）はドレイン側で、コイ
ル巻線（L1）と、キャパシタ（C33）と、内部的にエネ
ルギー回収ダイオードに接続された抵抗（R36）とに接
続され、点火コイル（SP30）の二次巻線（L2）は２つの
点火栓に直列に接続されていることを特徴とする請求項
１から６のいずれか１項に記載の内燃機関用点火システ
ム。 - 【請求項８】抵抗（R34）と抵抗（R35）は一緒にトラン
ジスタ（T40）のソース・ドレインラインに直列に接続
された抵抗（R40）に接続され、トランジスタ（T40）は
ソース側が接地され、トランジスタ（T40）のゲートは
抵抗（R41）を介してフリップフロップ（FF1）の出力に
よって制御可能であり、フリップフロップ（FF1）のセ
ット入力端（Ｓ）はダイオード（D30）を介してインバ
ータ増幅器（IC28）の出力端に接続され、フリップフロ
ップ（FF1）のリセット入力端（Ｒ）はトランジスタ（T
30）のソース側と増幅器を介して接続され、トランジス
タ（T40）はフリップフロップ（FF1）によって制御され
ることにより、そのドレイン・ソースラインを介して抵
抗（R40）に電流を流し、これによって一次共振回路内
の電気的出力が増すようにされていることを特徴とする
請求項７に記載の内燃機関用点火システム。 - 【請求項９】前記フリップフロップ（FF1）のリセット
入力端（Ｒ）はアンドモジュール（UN1）の出力によっ
て制御され、アンドモジュール（UN1）の第１の入力端
（E1）はモノステーブルフリップフロップ（FF2）の出
力端に接続され、アンドモジュール（UN1）の第２の入
力端（E2）は、モノステーブルフリップフロップ（FF
2）の入力端と増幅器を介してトランジスタ（T30）のソ
ース側に接続され、これによってバイステーブルフリッ
プフロップ（FF1）がトランジスタ（T30）のドレイン電
流（ID）の値に応じてリセット可能であることを特徴と
する請求項８に記載の内燃機関用点火システム。 - 【請求項１０】点火電流の通電時間は内燃機関の回転数
の増加によって減少可能であることを特徴とする請求項
１から９のいずれか１項に記載の内燃機関用点火システ
ム。 - 【請求項１１】点火電流周波数は16kHzよりも高いこと
を特徴とする請求項１から10のいずれか１項に記載の内
燃機関用点火システム。 - 【請求項１２】前記点火部は集積回路構造体（IZM）と
小型点火コイル（ZSP）とから成ることを特徴とする請
求項１から11のいずれか１項に記載の内燃機関用点火シ
ステム。 - 【請求項１３】点火コイルは一体として作られたコイル
本体（20）と、一体として作られた鉄心（22）と、一体
として作られたコイルハウジング（24）とから成ること
を特徴とする請求項１から12のいずれか１項に記載の内
燃機関用点火システム。 - 【請求項１４】鉄心（22）はきのこ型であることを特徴
とする請求項13に記載の内燃機関用点火システム。 - 【請求項１５】コイル本体（20）はコイルハウジング
（24）とモールド物質によって結合されていることを特
徴とする請求項13又は14のいずれかに記載の内燃機関用
点火システム。 - 【請求項１６】コイル本体（20）は二次巻線の付近でモ
ールド物質（38）によってモールドされていることを特
徴とする請求項13又は14のいずれかに記載の内燃機関用
点火システム。 - 【請求項１７】使用されるモールド物質（38）はシリコ
ーンであることを特徴とする請求項15又は16のいずれか
に記載の内燃機関用点火システム。 - 【請求項１８】コイルハウジング（24）はカーボンブラ
ックが添加された金属プラスチックから成ることを特徴
とする請求項13から17のいずれか１項に記載の内燃機関
用点火システム。 - 【請求項１９】金属プラスチックは導電性カーボンブラ
ックが添加されていることを特徴とする請求項18に記載
の内燃機関用点火システム。 - 【請求項２０】一次巻線に対するチャンバーセグメント
（32）の幅（１）は二次巻線に対するチャンバーセグメ
ント（30a〜30g）の幅（ｋ）よりも大きいことを特徴と
する請求項１から19のいずれか１項に記載の内燃機関用
点火システム。 - 【請求項２１】点火時刻及び点火持続時間は、クランク
シャフト又はカムシャフトの回転速度及び／又は角度位
置から導き出され、クランクシャフト又はカムシャフト
には円輪（40,42）が固着され、円輪（40,42）の表面に
角度位置を明瞭に特定するコード（44a,44b,44c）が設
けられ、このコード（44a,44b,44c）はセンサ（46,54）
によって走査検出され、これによって電子回路（48,5
2）が点火制御信号を発生することを特徴とする請求項
１から20のいずれか１項に記載の内燃機関用点火システ
ム。 - 【請求項２２】コードは非線形に作られ、高い分解能の
領域はピストンの上死点の範囲にあることを特徴とする
請求項21記載の内燃機関用点火システム。 - 【請求項２３】コードは単位角度毎のグレイコード（5
3）であることを特徴とする請求項21又は22のいずれか
に記載の内燃機関用点火システム。 - 【請求項２４】直流電源の一部に電流変換器もしくは電
圧変換器（UF1）を使用することを特徴とする請求項１
から23のいずれか１項に記載の内燃機関用点火システ
ム。 - 【請求項２５】電圧変換器もしくは電流変換器（UF1）
は入力電圧が６〜18ボルトの範囲であり、安定化出力電
圧は電気的負荷の要求に適合して特に５〜300ボルトの
範囲にあるものであることを特徴とする請求項24に記載
の内燃機関用点火システム。
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