JP3096935B2 - 内燃機関用点火制御装置 - Google Patents

内燃機関用点火制御装置

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JP3096935B2
JP3096935B2 JP04149643A JP14964392A JP3096935B2 JP 3096935 B2 JP3096935 B2 JP 3096935B2 JP 04149643 A JP04149643 A JP 04149643A JP 14964392 A JP14964392 A JP 14964392A JP 3096935 B2 JP3096935 B2 JP 3096935B2
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    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02PIGNITION, OTHER THAN COMPRESSION IGNITION, FOR INTERNAL-COMBUSTION ENGINES; TESTING OF IGNITION TIMING IN COMPRESSION-IGNITION ENGINES
    • F02P9/00Electric spark ignition control, not otherwise provided for
    • F02P9/002Control of spark intensity, intensifying, lengthening, suppression

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  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Ignition Installations For Internal Combustion Engines (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、点火コイルの一次電流
の通電遮断制御にトランジスタを用いた内燃機関用点火
装置に係り、特に、各点火プラグ毎に点火コイルを独立
に有する電子配電方式の内燃機関に好適な点火制御装置
に関する。
【0002】
【従来の技術】ガソリンエンジンなど、電気着火方式の
内燃機関では、点火コイルの一次コイルに通電した電流
を点火タイミングで遮断することにより、その二次コイ
ルに発生する高電圧により点火を行なうようになってい
るが、このとき、点火コイルの機能からすれば当然のこ
とであるが、一次コイルに通電を開始したタイミングで
も、点火タイミングで発生する高電圧とは反対の極性
で、かなりの高電圧が二次コイルに発生する。
【0003】ところで、この通電開始時に高電圧が発生
しても、配電器(ディストリビュータ)を用いた点火装置
では、あまり問題にはならないが、各点火プラグ毎に点
火コイルを独立に有する電子配電方式の点火装置では、
これによる過早着火の問題を生じる。
【0004】そこで、従来は、図2に示すように、点火
コイル9の二次側に、点火プラグ11と直列に超高圧ダ
イオード10を接続し、これにより通電開始時に発生す
る高電圧を阻止して過早着火を防止するようにしてい
た。なお、この図2の点火装置の従来例で、1はECU
(エンジンコントロールユニット)、2は点火制御回路で
あり、3と4はノイズ抑圧用のフィルタを構成する抵抗
とコンデンサ、5と6は点火電流制限用の定電圧源を構
成するツェナーダイオードとトランジスタ、7は点火電
流の通電遮断を制御するパワートランジスタ、8は点火
電流検出用の抵抗であり、12は電源となるバッテリで
ある。
【0005】ECU1は、点火タイミング前の所定の通
電開始タイミングで立上り、点火タイミングで立下がる
矩形波状の点火信号を発生し、それを点火制御回路2内
のトランジスタ7に供給して点火コイル9の一次側電流
の通電遮断を制御する。また、この点火コイル9の一次
コイルに流れる電流は抵抗8により電圧に変換され、ト
ランジスタ6のコレクタに供給されるが、このトランジ
スタ6のベースはツェナーダイオード5により一定の電
圧に保持されているから、これによりトランジスタ6の
ベース・エミッタ間電圧がツェナーダイオード5のツェ
ナー電圧に等しくなるようにして、点火コイル9の一次
電流が所定値に制限されることになる。
【0006】図11は、この従来の点火装置における動
作波形を示したもので、(A)はECUからの点火信号、
(B)は点火コイルの一次電流、(C)は点火コイルの二次
電圧波形を示しており、まず(A)の点火信号によるベー
ス電圧の急激な立上がりにより、(B)の一次電流の立上
がり部分には、dで示すように、発振波形となる。これ
により(C)の二次電圧にも、eに示すように、プラス極
側に発振波形が現われる。
【0007】そして、この(C)の二次電圧のeの部分で
の電圧は、約2〜3kVにもなり、従って、このままで
は、点火プラグ11に火花放電が起こり、この結果、正
規の点火タイミングの前で着火してしまう、過早着火の
原因となってしまう。そこで、点火コイル9の二次側に
超高圧ダイオード10を挿入し、この(C)の二次電圧に
おけるeの部分でのプラス極性の電圧を阻止し、過早着
火が起きないようにしているのである。
【0008】一方、例えば実公昭58ー7099号公報
では、この通電開始時に発生する高電圧を阻止するた
め、点火コイルの一次電流を制御するためのパワートラ
ンジスタが遮断してから導通するまでの立ち下がり時間
を遅らせるフィードバック回路を備えた点火装置につい
て開示している。
【0009】
【発明が解決しようとする課題】上記従来技術は、過早
着火防止のために超高圧ダイオードを必要とする点や、
過早着火防止機能を電子配電方式の点火装置に適用する
場合での回路構成の複雑化についての配慮がされておら
ず、コストアップになり易く、実用的なシステム構成が
困難であるという問題があった。
【0010】さらに詳しく説明すると、上記従来技術の
うち、実公昭58ー7099号公報に開示の従来技術で
は、フィードバック回路の構成のみを述べており、過早
着火防止を目的とすべき点については何も開示していな
い。また、この従来技術では、パワートランジスタのベ
ース・コレクタ間にコンデンサとダイオードの直列回路
と、このコンデンサとダイオードの接続点と電源間に抵
抗を接続することにより、フィードバック回路を構成し
ており、この結果、フィードバック回路に電源を必要と
すること、及びパワートランジスタのコレクタとベース
間に回路を構成する必要があることから接続が困難にな
りあり、特に電子配電システム用の内燃機関点火装置で
はエンジン気筒数に応じて駆動回路が増えるが、このと
き、この従来技術では、各駆動回路毎にフィードバック
回路を必要とするため、構成が複雑になってしまうので
ある。
【0011】本発明の目的は、構成が簡単で、コストア
ップの虞れがなく、電子配電方式の点火装置にも容易に
ローコストで適用が可能な内燃機関用点火制御装置を提
供することにある。
【0012】
【課題を解決するための手段】上記目的は、点火コイル
の一次側の電流を通電・遮断制御するためのパワートラ
ンジスタのベース回路に、このベース電圧の急峻な立上
りを抑制するコンデンサを含む回路手段を設け、点火コ
イルの一次側の電流が滑らかに通電開始するようにして
達成される。
【0013】
【作用】本発明によれば、点火信号(駆動信号)のHIG
Hが入力されると、パワートランジスタのベースに接続
されたコンデンサに電荷がチャージされることにより、
この駆動信号に任意の所定の遅れ時間を生じる。これに
より点火コイルの一次電流の立上がりが滑らかになるの
で、通電開始時に点火コイルの二次側に発生するプラス
の高電圧が抑制され、過早着火が防止できる。
【0014】一方、点火信号がHIGHからLOWにな
ったときには、該コンデンサにチャージされた電荷が放
電されるが、これがパワートランジスタのベース側に流
れ込むと一次電流の遮断が遅くなるため、ダイオードと
抵抗の直列回路によりパワートランジスタのエミッタま
たはGNDに放電する構成になっている。
【0015】
【実施例】以下、本発明による内燃機関用点火制御装置
について、図示の実施例により詳細に説明する。図1は
本発明の一実施例で、ECU1と点火制御回路2、抵抗
3、コンデンサ4、ツェナーダイオード5、トランジス
タ6、パワートランジスタ7、電流検出用抵抗8、点火
コイル9、点火プラグ11、それにバッテリ12は、図
2で説明した従来例と同じであり、そして、この図1の
実施例が、図2で説明した従来例と異なる点は、一方で
は従来例における超高圧ダイオード10が除かれ、他
方、点火制御回路2内にベース電流制御回路13が設ら
れている点にある。
【0016】ベース電流制御回路13はツェナーダイオ
ード5に並列に接続されたコンデンサ14と、同じく並
列に接続されたダイオード15と抵抗16の直列接続回
路とで構成されており、まずコンデンサ14は、ECU
1から供給される点火信号の立上りでPNPトランジス
タ6のエミッタ−ベース間を通ってツェナーダイオード
5に印加される電圧によって充電され、このときでのツ
ェナーダイオード5の端子電圧の立上りを緩やかにする
働きをし、次に、ダイオード15と抵抗16の直列接続
回路は、このコンデンサ14に蓄えられた電荷を所定の
時定数で放電する働きをする。
【0017】次に、この実施例の動作について説明す
る。ECU1からのベース入力信号(点火信号)がLOW
からHIGHになるとき、これによる電流はPNPトラ
ンジスタ6のエミッタからベースを介してコンデンサ1
4にチャージされる。これにより点火コイル9の一次電
流の立上がりが緩やかになり、このときでのプラス極性
の二次電圧の発生を抑制する。また、こうしてコンデン
サ14にチャージされた電荷は、ダイオード15と抵抗
16を介してアースに放電される。
【0018】図12は、この図1の実施例における動作
波形を示したもので、図11の従来技術の場合と同様
に、(A)はECU1からの点火信号、(B)は点火コイル
の一次電流、(C)は点火コイルの二次電圧波形を示して
いる。この図12から明らかなように、この実施例で
は、点火制御回路2内にベース電流制御回路13が設ら
れているため、同図(B)に示すように、一次電流の立上
がり部分dでの電流変化は滑らかになり、この結果、同
図(C)に示すように、二次電圧のeの部分でのプラス極
性の発振はなくなり、結局、図11に示す従来例のよう
にベース電流制御回路13が設けられていない場合に比
して、プラス極性の発生電圧値は約3割減少する。
【0019】従って、この実施例によれば、一次電流の
立上がり部分dでの電流変化は滑らかになり、この結
果、同図(C)に示すように、二次電圧のeの部分でのプ
ラス極性の発振も無くなり、点火コイル9の二次側に超
高圧ダイオードを設けなくても過早着火を防止すること
ができる。また、この実施例によれば、点火制御回路2
に対する外部からの接続線はECU1からの点火信号
の経路と、点火コイル9の一次コイルに対する経路だけ
で済むから、電子配電方式の点火装置に適用したとき
も、接続線の本数が増加する虞れがなく、回路構成が簡
単になる。
【0020】次に、本発明の他の実施例について説明す
る。まず、図3の実施例は、ベース電流制御回路13内
の抵抗16をパワートランジスタ7のエミッタに接続
し、これによりコンデンサ14の電荷を放電するように
したもので、作用効果などは図1の実施例と同様であ
る。次に、図4も本発明の一実施例で、ベース電流制御
回路13内のコンデンサ14をPNPトランジスタ6の
ベ−スとコレクタ間に挿入したものであり、これも作用
効果などは図1の実施例と同様である。
【0021】また図5も本発明の一実施例で、この実施
例は、点火制御回路2内のトランジスタとしてNPNト
ランジスタ18を用いた内燃機関点火装置にベース電流
制御回路13を設け、過早着火を防止するようにしたも
ので、コンデンサ14にダイオード17を直列に接続
し、これをNPNトランジスタ18のコレクタとエミッ
タ間に挿入したものである。
【0022】次に図6は、2気筒同時着火方式による4
気筒エンジンの電子配電システムに本発明を適用した場
合の一実施例例を示したもので、aとbを付して示す2
系統の点火制御回路に対して、電流検出用の抵抗8とベ
ース電流制御回路13とを共通に設けたものである。こ
のベース電流制御回路13は、基本的に図1の実施例と
同じであるので、詳しい説明は省略するが、この実施例
によれば、回路構成が大幅に簡略でき、充分なコストダ
ウンを図ることができる。
【0023】次に図7と図8は、それぞれ4気筒用の独
立点火方式の電子配電システムに本発明を適用した場合
の一実施例で、まず図7の実施例は、4系統の点火系a
〜d対して共通に1個の電流検出用の抵抗8と1回路
のベース電流抑制回路13を設けたものであり、図8は
4系統の点火系a〜dを2系統づつ2群に分け、それぞ
れの群に、それぞれ電流検出用の抵抗8a、8cとベー
ス電流抑制回路13a、13cを設けたものである。
【0024】また図9と図10は、それぞれ6気筒用の
独立点火方式の電子配電システムに本発明を適用した場
合の一実施例で、まず図9の実施例は6系統の点火系a
〜fに対して共通に1個の電流検出用の抵抗8と1回路
のベース電流制御回路13を設けたものであり、図10
の実施例は6系統の点火系a〜fを3系統づづ2群に分
け、それぞれの群に、それぞれ電流検出用の抵抗8a、
8dとベース電流制御回路13a、13dを設けたもの
である。
【0025】従って、これら図7〜図10の実施例によ
れば、回路の共通化による大幅なコストダウンが得られ
るという効果がある。なお、これらの実施例に限らず、
他に内燃機関点火装置の気筒数が増えた場合も、本発明
によれば同様の制御が可能であり、ベース電流制御回路
の共用化も1系統の点火系から複数の点火系まで任意に
適用可能である。
【0026】
【発明の効果】本発明によれば、過早着火防止用の超高
圧ダイオードを使用すること無く、点火コイルの一次電
流の通電開始時に発生するプラス側の二次電圧を抑制す
るが出来るから、ローコストで内燃機関用点火システム
を提供することができる。また、本発明によれば、ベー
ス電流制御方式により過早着火防止が可能になるため、
従来例によるフィードバック回路に比べ、安価で簡単な
回路で目的を達成でき、且つ、ベース電流制御回路に対
する電源接続線などが不要なため、特に点火コイルの駆
動回路を複数有する点火システムを安価に提供できると
いう効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明による内燃機関用点火制御装置の一実施
例を示す回路図である。
【図2】内燃機関用点火制御装置の従来例を示す回路図
である。
【図3】本発明の他の一実施例を示す回路図である。
【図4】本発明の他の一実施例を示す回路図である。
【図5】本発明の他の一実施例を示す回路図である。
【図6】本発明の他の一実施例を示す回路図である。
【図7】本発明の他の一実施例を示す回路図である。
【図8】本発明の他の一実施例を示す回路図である。
【図9】本発明の他の一実施例を示す回路図である。
【図10】本発明の他の一実施例を示す回路図である。
【図11】従来例の動作を説明するための波形図であ
る。
【図12】本発明の一実施例の動作を説明するための波
形図である。
【符号の説明】
1 エンジンコントロールユニット(ECU) 2 点火制御回路 3 ノイズフィルタ用の抵抗 4 ノイズフィルタ用のコンデンサ 5 点火電流制限用の定電圧源を構成するツェナーダイ
オード 6 点火電流制限用の定電圧源を構成するPNPトラン
ジスタ 7 点火電流の通電遮断を制御するパワートランジスタ 8 電流検出用の抵抗 9 点火コイル 11 点火プラグ 12 バッテリ 13 ベース電流制御回路 14 電圧の立上りを緩やかにするコンデンサ 15 電荷を所定の時定数で放電するダイオード 16 電荷を所定の時定数で放電する抵抗 17 ダイオード 18 NPNトランジスタ
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 小林 良一 茨城県勝田市大字高場2520番地 株式会 社 日立製作所 自動車機器事業部内 審査官 田澤 英昭 (56)参考文献 特開 昭54−121338(JP,A) 実開 昭55−23466(JP,U) 実開 昭61−3966(JP,U) 実開 平3−10069(JP,U) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) F02P 3/04 302 - 304 F02P 7/03

Claims (5)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 点火信号に応じて点火コイルの一次電流
    を通電遮断制御するトランジスタと、このトランジスタ
    のベース電圧を上記一次電流の検出結果に応じて制御す
    る電流制限用トランジスタを備えた内燃機関用点火装置
    において、 上記電流制限用トランジスタのベースとアース間に接続
    したコンデンサと、このコンデンサと並列に接続したダ
    イオードと抵抗の直列接続回路とからなる電流立上り抑
    制回路を設け、 上記一次電流の通電開始時での二次電圧の発生を抑制す
    るように構成したことを特徴とする内燃機関用点火制御
    装置。
  2. 【請求項2】 点火信号に応じて点火コイルの一次電流
    を通電遮断制御するトランジスタと、このトランジスタ
    のベース電圧を上記一次電流の検出結果に応じて制御す
    る電流制限用トランジスタを備えた内燃機関用点火装置
    において、 上記電流制限用トランジスタのベースとアース間に接続
    したコンデンサと、このコンデンサと並列に接続したダ
    イオードと抵抗直列接続回路とからなる電流立上り抑
    制回路を設け、 上記一次電流の通電開始時での二次電圧の発生を抑制す
    るように構成したことを特徴とする内燃機関用点火制御
    装置。
  3. 【請求項3】 点火信号に応じて点火コイルの一次電流
    を通電遮断制御するトランジスタと、このトランジスタ
    のベース電圧を上記一次電流の検出結果に応じて制御す
    る電流制限用トランジスタを備えた内燃機関用点火装置
    において、 上記点火コイルの一次電流を通電遮断するトランジスタ
    のベースとアース間に接続したダイオードとコンデンサ
    の直列接続回路と、上記コンデンサと並列に接続したダ
    イオードと抵抗直列接続回路とからなる電流立上り抑
    制回路を設け、 上記一次電流の通電開始時での二次電圧の発生を抑制す
    るように構成したことを特徴とする内燃機関用点火制御
    装置。
  4. 【請求項4】 請求項1乃至請求項3の発明において、 上記内燃機関が2以上のシリンダからなる多気筒内燃機
    関であり、 それぞれのシリンダの点火コイルの少なくとも2個に対
    して共通に上記電流立上り抑制回路が設けられているこ
    とを特徴とする内燃機関用点火制御装置。
  5. 【請求項5】 請求項4の発明において、 上記多気筒内燃機関が、各点火プラグ毎に点火コイルを
    独立に有する電子配電方式の内燃機関であることを特徴
    とする内燃機関用点火制御装置。
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