JP3103852B2 - 内燃機関の点火制御装置 - Google Patents
内燃機関の点火制御装置Info
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- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02P—IGNITION, OTHER THAN COMPRESSION IGNITION, FOR INTERNAL-COMBUSTION ENGINES; TESTING OF IGNITION TIMING IN COMPRESSION-IGNITION ENGINES
- F02P3/00—Other installations
- F02P3/02—Other installations having inductive energy storage, e.g. arrangements of induction coils
- F02P3/04—Layout of circuits
- F02P3/05—Layout of circuits for control of the magnitude of the current in the ignition coil
- F02P3/051—Opening or closing the primary coil circuit with semiconductor devices
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-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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- F02D41/221—Safety or indicating devices for abnormal conditions relating to the failure of actuators or electrically driven elements
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Description
【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は，内燃機関の点火制御装置に関し，特に一の
点火タイミング信号期間内に点火電流の継続的ないし反
覆的制御が容易な内燃機関の点火制御装置に関する。
点火タイミング信号期間内に点火電流の継続的ないし反
覆的制御が容易な内燃機関の点火制御装置に関する。
［従来技術］ 車両等の内燃機関にあっては，各燃焼室の爆発工程に
おいて発生した点火タイミング信号期間内に点火コイル
を介して点火電流が供給され，点火栓でのスパーク放電
を介して燃焼室内の燃焼が行われる。このスパーク放電
は，点火コイルの一次巻線に流れる一次電流を急速に遮
断することで二次巻線に高電圧を誘起し，一次巻線の通
電によって蓄勢されたエネルギを二次巻線から放電電流
として与えるものであり，この放電電圧及び放電電流は
回路の時定数に従ってゆっくり減衰する。一の点火タイ
ミング信号の発生期間内においては点火栓から継続的に
十分な放電エネルギを供給し，もって燃料の完全燃焼を
図ることが望ましい。
おいて発生した点火タイミング信号期間内に点火コイル
を介して点火電流が供給され，点火栓でのスパーク放電
を介して燃焼室内の燃焼が行われる。このスパーク放電
は，点火コイルの一次巻線に流れる一次電流を急速に遮
断することで二次巻線に高電圧を誘起し，一次巻線の通
電によって蓄勢されたエネルギを二次巻線から放電電流
として与えるものであり，この放電電圧及び放電電流は
回路の時定数に従ってゆっくり減衰する。一の点火タイ
ミング信号の発生期間内においては点火栓から継続的に
十分な放電エネルギを供給し，もって燃料の完全燃焼を
図ることが望ましい。
ところが，点火栓での放電が例えば燃焼室の空気流を
受けて吹き消される場合には，点火コイルの二次電圧は
既に減衰して低下しており，再度放電を開始するのに必
要な電圧を有していないことがあり，このような場合に
は，爆発工程において十分な燃焼が行われないという事
態が生ずる。
受けて吹き消される場合には，点火コイルの二次電圧は
既に減衰して低下しており，再度放電を開始するのに必
要な電圧を有していないことがあり，このような場合に
は，爆発工程において十分な燃焼が行われないという事
態が生ずる。
特開昭50−58430号公報に記載されたイグニッション
システムでは，各点火タイミング信号期間の間に点火コ
イルの一次電流を複数回通電及び遮断し点火栓に対して
高い初期電圧と必要な放電電流とを繰返し供給するとい
う多重点火方式が提案されており，この多重点火方式に
よると，点火栓での放電が吹き消された場合でも次の点
火電流供給時には再度放電開始が可能な高い点火電圧を
得ることができる。
システムでは，各点火タイミング信号期間の間に点火コ
イルの一次電流を複数回通電及び遮断し点火栓に対して
高い初期電圧と必要な放電電流とを繰返し供給するとい
う多重点火方式が提案されており，この多重点火方式に
よると，点火栓での放電が吹き消された場合でも次の点
火電流供給時には再度放電開始が可能な高い点火電圧を
得ることができる。
［発明が解決しようとする課題］ 上記公報に記載された多重点火方式によると，予め設
定された時間間隔で一律に点火コイルの一次電流の通電
及び遮断が断続的に行われる結果，点火栓での放電現象
自体に起因する点火電流のばらつき，或いは内燃機関の
個々の特性の相違等のため，ずらしもその時点で適切な
放電電圧及び放電電流を得ることができず，十分な放電
エネルギを燃焼室に供給するための多重点火が得られな
いという問題があった。
定された時間間隔で一律に点火コイルの一次電流の通電
及び遮断が断続的に行われる結果，点火栓での放電現象
自体に起因する点火電流のばらつき，或いは内燃機関の
個々の特性の相違等のため，ずらしもその時点で適切な
放電電圧及び放電電流を得ることができず，十分な放電
エネルギを燃焼室に供給するための多重点火が得られな
いという問題があった。
特開昭57−28871号公報では上記公報の多重点火方式
を改良し，点火コイルの二次電流が一定値以下となった
とき放電を中断して点火コイルに一次電流を供給し，更
に一次電流が所定値となったときにこの一次電流を遮断
して，放電を再開させるという電流値制御による多重点
火方式を提案している。
を改良し，点火コイルの二次電流が一定値以下となった
とき放電を中断して点火コイルに一次電流を供給し，更
に一次電流が所定値となったときにこの一次電流を遮断
して，放電を再開させるという電流値制御による多重点
火方式を提案している。
後者の公報の場合には，適切な点火のための放電電圧
及び放電電流を得ることが可能となるが，点火コイルの
一次電流検出の場合，この一次電流が誘導的であると共
に振動的であるため，適切なタイミングとは言えない振
動のピーク時を検出してしまうこととなり，必ずしも適
切な制御が行われないという問題があった。更には点火
コイルの二次電流を検出するということは，例えば10kV
程度の高圧回路の微小電流を測定することを意味し，回
路的に複雑となるばかりか，スパークによって生ずる雑
音も不可避であり，微小な二次電流の正確な値の検出が
困難なため適切な制御が行われないという問題もあり，
結局一次及び二次電流共正確な制御を行うための電流値
検出は困難であった。
及び放電電流を得ることが可能となるが，点火コイルの
一次電流検出の場合，この一次電流が誘導的であると共
に振動的であるため，適切なタイミングとは言えない振
動のピーク時を検出してしまうこととなり，必ずしも適
切な制御が行われないという問題があった。更には点火
コイルの二次電流を検出するということは，例えば10kV
程度の高圧回路の微小電流を測定することを意味し，回
路的に複雑となるばかりか，スパークによって生ずる雑
音も不可避であり，微小な二次電流の正確な値の検出が
困難なため適切な制御が行われないという問題もあり，
結局一次及び二次電流共正確な制御を行うための電流値
検出は困難であった。
本発明は，車両等に搭載される内燃機関の点火制御装
置において，点火栓に対して安定で十分な点火電流を継
続的ないし繰り返し供給するための制御が可能な内燃機
関の点火制御装置を提供することを目的にとする。
置において，点火栓に対して安定で十分な点火電流を継
続的ないし繰り返し供給するための制御が可能な内燃機
関の点火制御装置を提供することを目的にとする。
［課題を解決するための手段］ 本発明の前記目的は、一次巻線と二次巻線とを有し、
点火タイミング信号に応答して燃焼室に配された点火栓
に対し前記二次巻線を介して点火電流を供与可能な点火
コイルを備える内燃機関の点火制御装置において、 少なくとも二個の前記点火コイルと、該各点火コイル
の前記各一次巻線へ夫々一次巻線回路を介して供給され
る略同じ波形を有する一次電流を制御すると共に、前記
点火コイルの夫々から一の前記点火栓に対して供給され
る点火電流を制御するための制御部と、を有し、前記制
御部は、前記点火コイルの一方の前記一次巻線への一次
電流の通電開始時期に対して、前記点火コイルの他方の
前記一次巻線への一次電流の通電開始時期を前記一次巻
線回路の固有振動周期の1/2だけずらす振動電流補償手
段を備えることを特徴とする内燃機関の点火制御装置、 また、前記制御部は、一の点火タイミング信号期間内
に前記各点火コイルから点火栓に対して点火電流を順次
に供給開始する順次モード供給手段と、各前記点火コイ
ルから一の前記点火栓に対して一の点火タイミング信号
期間内に点火電流を同時に供給開始する並列モード供給
手段と、前記並列モード供給手段と前記順次モード供給
手段とを選択する供給モード切替手段と、を備えること
を特徴とする内燃期間の点火制御装置によってそれぞれ
達成される。
点火タイミング信号に応答して燃焼室に配された点火栓
に対し前記二次巻線を介して点火電流を供与可能な点火
コイルを備える内燃機関の点火制御装置において、 少なくとも二個の前記点火コイルと、該各点火コイル
の前記各一次巻線へ夫々一次巻線回路を介して供給され
る略同じ波形を有する一次電流を制御すると共に、前記
点火コイルの夫々から一の前記点火栓に対して供給され
る点火電流を制御するための制御部と、を有し、前記制
御部は、前記点火コイルの一方の前記一次巻線への一次
電流の通電開始時期に対して、前記点火コイルの他方の
前記一次巻線への一次電流の通電開始時期を前記一次巻
線回路の固有振動周期の1/2だけずらす振動電流補償手
段を備えることを特徴とする内燃機関の点火制御装置、 また、前記制御部は、一の点火タイミング信号期間内
に前記各点火コイルから点火栓に対して点火電流を順次
に供給開始する順次モード供給手段と、各前記点火コイ
ルから一の前記点火栓に対して一の点火タイミング信号
期間内に点火電流を同時に供給開始する並列モード供給
手段と、前記並列モード供給手段と前記順次モード供給
手段とを選択する供給モード切替手段と、を備えること
を特徴とする内燃期間の点火制御装置によってそれぞれ
達成される。
［作用］ 点火コイルを二個以上備えることで，一方の点火コイ
ルの蓄勢期間内に他方の点火コイルからの二次電流を点
火栓に供給し，次に一方と他方とを切替えるというよう
に順次に点火電流を供給することも，或いは二個の点火
コイルから同時に点火栓に対して点火電流を供給して大
きな点火電流を得ることも可能であり，継続的な点火電
流と大きな点火電流とのいずれの選択も可能となる。
ルの蓄勢期間内に他方の点火コイルからの二次電流を点
火栓に供給し，次に一方と他方とを切替えるというよう
に順次に点火電流を供給することも，或いは二個の点火
コイルから同時に点火栓に対して点火電流を供給して大
きな点火電流を得ることも可能であり，継続的な点火電
流と大きな点火電流とのいずれの選択も可能となる。
各点火コイルの各一次巻線へ夫々一次巻線回路を介し
て供給される略同じ波形を有する一次電流を供給する制
御部と共に、点火コイルの一方の一次巻線への一次電流
の通電開始時期に対して、点火コイルの他方の一次巻線
への一次電流の通電開始時期を一次巻線回路の固有振動
周期の1/2だけずらし各一次電流の振動を打ち消す振動
電流補償手段を設けることで，一次電流の和の電流は直
線に近いカーブで立上ることとなり，点火コイルの正確
な一次電流値の検出が容易になる。
て供給される略同じ波形を有する一次電流を供給する制
御部と共に、点火コイルの一方の一次巻線への一次電流
の通電開始時期に対して、点火コイルの他方の一次巻線
への一次電流の通電開始時期を一次巻線回路の固有振動
周期の1/2だけずらし各一次電流の振動を打ち消す振動
電流補償手段を設けることで，一次電流の和の電流は直
線に近いカーブで立上ることとなり，点火コイルの正確
な一次電流値の検出が容易になる。
各点火コイルから点火栓に対して順次に点火電流を供
給する順次モード供給手段を設けることで一の点火コイ
ルからの点火電流の供給期間内に他の一の点火コイルに
一次電流を供給することができ，休止期間を短かく或い
はなくすることができる。
給する順次モード供給手段を設けることで一の点火コイ
ルからの点火電流の供給期間内に他の一の点火コイルに
一次電流を供給することができ，休止期間を短かく或い
はなくすることができる。
順次モードに重複期間を配することにより，継続的な
放電電流に加えて強力な放電電流を間欠的に与えること
ができ，吹き消え等のおそれを除くことができる。
放電電流に加えて強力な放電電流を間欠的に与えること
ができ，吹き消え等のおそれを除くことができる。
並列モードにより複数の点火栓から同時に十分大きな
点火電流を与える並列モード供給手段と，前記順次モー
ド供給手段とを選択する供給モード切替手段を設けるこ
とで，休止期間の短かい点火電流と高い点火電圧との双
方を点火栓に対して与えることができる。
点火電流を与える並列モード供給手段と，前記順次モー
ド供給手段とを選択する供給モード切替手段を設けるこ
とで，休止期間の短かい点火電流と高い点火電圧との双
方を点火栓に対して与えることができる。
新に点火タイミング信号が発生したときには，並列モ
ードによって燃料の着火に十分な大きな点火電流を与え
ることができ，その後に順次モードを採用して双方の点
火コイルから点火電流を順次に供給することで，継続的
で十分な放電エネルギを供給することができる。
ードによって燃料の着火に十分な大きな点火電流を与え
ることができ，その後に順次モードを採用して双方の点
火コイルから点火電流を順次に供給することで，継続的
で十分な放電エネルギを供給することができる。
一の点火コイルから多重点火方式で点火電流を供給す
る単独モード供給手段を設け，他の一の点火コイルが故
障した場合に該単独モード供給手段を選択することで，
点火コイルの故障にも拘わらず正常な点火電流の供給が
可能となる。
る単独モード供給手段を設け，他の一の点火コイルが故
障した場合に該単独モード供給手段を選択することで，
点火コイルの故障にも拘わらず正常な点火電流の供給が
可能となる。
点火コイルの一次電流の積分値信号に従って点火電流
の供給開始時間を制御することで，一の点火コイルに流
れる大きな振動の一次電流についてもこの振動による測
定誤差を排除でき，安定な電流信号の検出が容易にな
る。
の供給開始時間を制御することで，一の点火コイルに流
れる大きな振動の一次電流についてもこの振動による測
定誤差を排除でき，安定な電流信号の検出が容易にな
る。
［実施例］ 図面を参照して本発明の実施例について説明する。
第１図及び第２図は夫々，本発明の一実施例の内燃機
関の点火制御装置を含む点火装置全体のブロック図及び
電気回路図である。
関の点火制御装置を含む点火装置全体のブロック図及び
電気回路図である。
第１図において，この実施例の点火制御装置は二個の
点火コイル2A,2Bと制御部３とから成り，点火タイミン
グ信号発生手段５からの信号を受けて，第一及び第二点
火コイルを介して内燃機関の燃焼室に配される一の点火
栓１に対して点火電流を供給する。制御部３は，出力波
形切替回路34,電流検出回路33,制御回路32,及び出力回
路31から構成されている。
点火コイル2A,2Bと制御部３とから成り，点火タイミン
グ信号発生手段５からの信号を受けて，第一及び第二点
火コイルを介して内燃機関の燃焼室に配される一の点火
栓１に対して点火電流を供給する。制御部３は，出力波
形切替回路34,電流検出回路33,制御回路32,及び出力回
路31から構成されている。
第２図において点火栓１の一方の電流は，本実施例の
点火制御装置の二つの点火コイル，即ち第一点火コイル
2A及び第二点火コイル2Bの夫々の二次巻線2A2,2B2の一
方の端子にダイオードD1,D2を介して接続され，点火栓
１の他方の電極は接地されている。点火コイル2A,2Bの
夫々の二次巻線2A2,2B2の他方の端子も接地されてい
る。
点火制御装置の二つの点火コイル，即ち第一点火コイル
2A及び第二点火コイル2Bの夫々の二次巻線2A2,2B2の一
方の端子にダイオードD1,D2を介して接続され，点火栓
１の他方の電極は接地されている。点火コイル2A,2Bの
夫々の二次巻線2A2,2B2の他方の端子も接地されてい
る。
双方の点火コイル2A,2Bの一次電流Ia1,Ib1は,DC−DC
コンバータ４から点火制御装置の制御部３を介して供給
される。DC−DCコンバータ４の入力電圧は直流12Vであ
り，その出力電圧は直流50〜100Vの範囲にある。点火コ
イル2A,2Bの一次巻線2A1,2B1を流れ磁界エネルギとして
蓄勢する前記一次電流Ia1,Ib1は，この実施例の点火制
御装置の制御部３の出力回路31を構成する第一及び第二
電界効果トランジスタFET1,FET2によって夫々開閉制御
される。双方の点火コイルの一次電流Ia1,Ib1の和の電
流となる制御部３の出力電流I1についての信号は制御部
３の一部をなす電流検出回路33によって検出される。
コンバータ４から点火制御装置の制御部３を介して供給
される。DC−DCコンバータ４の入力電圧は直流12Vであ
り，その出力電圧は直流50〜100Vの範囲にある。点火コ
イル2A,2Bの一次巻線2A1,2B1を流れ磁界エネルギとして
蓄勢する前記一次電流Ia1,Ib1は，この実施例の点火制
御装置の制御部３の出力回路31を構成する第一及び第二
電界効果トランジスタFET1,FET2によって夫々開閉制御
される。双方の点火コイルの一次電流Ia1,Ib1の和の電
流となる制御部３の出力電流I1についての信号は制御部
３の一部をなす電流検出回路33によって検出される。
電流検出回路33は，制御部３の出力電流I1の大きさに
相当する信号（出力電流値信号VR1）を検出するためのP
NPトランジスタTr2と，出力電流I1の各通電時毎の時間
積分値に相当する信号（出力電流積分値信号VC1）を検
出するための別のPNPトランジスタTr1とを備える。出力
電流値信号VR1はPNPトランジスタTr2のコレクタ出力抵
抗R1の端子電圧として，また出力電流積分値信号VC1は
前記別のPNPトランジスタTr1のコレクタに接続された積
分用コンデンサC1の端子電圧として夫々検出される。電
流検出回路33内のこれら信号VR1,VC1は夫々，第一コン
パレータCP1及び第二コンパレータCR2の夫々の逆相入力
端子に入力され，第一コンパレータCP1の正相入力端子
には，制御部３の制御回路32からインバータINV1を介し
て出力された信号S1のＨレベル又はＬレベルによって電
圧レベルが夫々VH又はVLとして定まる比較電圧レベルV1
が入力され，また第二コンパレータCP2の正相入力端子
には抵抗R4と抵抗R5とによって定まる第２の比較電圧レ
ベルV2が入力されている。制御回路32は，出力波形切替
回路34からの手動選択信号である「選択１」又は「選択
２」のいずれかを入力されると共に，出力回路31の双方
の電界効果トランジスタFET1,FET2のゲートに信号電圧v
g1,vg2を与える。また制御回路32は電界効果トランジス
タFET1,FET2のゲートに与える信号電圧に関連して定ま
る前記信号S1を前述の如く電流検出回路33のインバータ
INV1に出力しており，また前記双方のコンパレータCP1,
CP2の出力信号S2,S3は夫々この制御回路32に入力されて
いる。
相当する信号（出力電流値信号VR1）を検出するためのP
NPトランジスタTr2と，出力電流I1の各通電時毎の時間
積分値に相当する信号（出力電流積分値信号VC1）を検
出するための別のPNPトランジスタTr1とを備える。出力
電流値信号VR1はPNPトランジスタTr2のコレクタ出力抵
抗R1の端子電圧として，また出力電流積分値信号VC1は
前記別のPNPトランジスタTr1のコレクタに接続された積
分用コンデンサC1の端子電圧として夫々検出される。電
流検出回路33内のこれら信号VR1,VC1は夫々，第一コン
パレータCP1及び第二コンパレータCR2の夫々の逆相入力
端子に入力され，第一コンパレータCP1の正相入力端子
には，制御部３の制御回路32からインバータINV1を介し
て出力された信号S1のＨレベル又はＬレベルによって電
圧レベルが夫々VH又はVLとして定まる比較電圧レベルV1
が入力され，また第二コンパレータCP2の正相入力端子
には抵抗R4と抵抗R5とによって定まる第２の比較電圧レ
ベルV2が入力されている。制御回路32は，出力波形切替
回路34からの手動選択信号である「選択１」又は「選択
２」のいずれかを入力されると共に，出力回路31の双方
の電界効果トランジスタFET1,FET2のゲートに信号電圧v
g1,vg2を与える。また制御回路32は電界効果トランジス
タFET1,FET2のゲートに与える信号電圧に関連して定ま
る前記信号S1を前述の如く電流検出回路33のインバータ
INV1に出力しており，また前記双方のコンパレータCP1,
CP2の出力信号S2,S3は夫々この制御回路32に入力されて
いる。
上記構成により，この実施例の点火制御装置では二つ
の点火コイルを介して次のような点火電流の制御が行わ
れる。
の点火コイルを介して次のような点火電流の制御が行わ
れる。
第３図及び第５図は夫々，前記出力波形切替回路34に
おいて「選択１」が行われた場合のフローチャート及び
信号タイミングチャートを示している。
おいて「選択１」が行われた場合のフローチャート及び
信号タイミングチャートを示している。
第３図及び第５図において点火タイミング信号STが時
刻t0においてＨレベルになると，この制御部３では供給
モード切替手段において並列モード供給手段を選択し，
まず出力回路31の第一電界効果トランジスタFET1が導通
し，第一点火コイル2Aの一次巻線2A1に蓄勢電流となる
一次電流Ia1が流れる（ステップS2）。この一次電流Ia1
は第５図に見るように誘導性且つ振動性の波形を有す
る。時刻t0からT1時間が経過すると（ステップS3），時
刻t1において第二電界効果トランジスタFET2が導通し，
第一点火コイル2Bの一次巻線2B1に一次電流Ib1が流れる
（ステップS4）。
刻t0においてＨレベルになると，この制御部３では供給
モード切替手段において並列モード供給手段を選択し，
まず出力回路31の第一電界効果トランジスタFET1が導通
し，第一点火コイル2Aの一次巻線2A1に蓄勢電流となる
一次電流Ia1が流れる（ステップS2）。この一次電流Ia1
は第５図に見るように誘導性且つ振動性の波形を有す
る。時刻t0からT1時間が経過すると（ステップS3），時
刻t1において第二電界効果トランジスタFET2が導通し，
第一点火コイル2Bの一次巻線2B1に一次電流Ib1が流れる
（ステップS4）。
タイマT1の設定時間は双方の点火コイルの一次巻線回
路の固有振動周期の1/2に予め設定されており，例えば
数μｓ〜数十μｓの間にある。双方の一次電流Ia1,Ib1
はほぼ同じ波形を有し，且つ回路の固有振動周期の1/2
だけずれて流れ始めるため，これらの和電流である制御
部３の出力電流I1は時定数に従ってほぼ直線的に上昇
し，従って出力電流値信号VR1も直線的に上昇する。
路の固有振動周期の1/2に予め設定されており，例えば
数μｓ〜数十μｓの間にある。双方の一次電流Ia1,Ib1
はほぼ同じ波形を有し，且つ回路の固有振動周期の1/2
だけずれて流れ始めるため，これらの和電流である制御
部３の出力電流I1は時定数に従ってほぼ直線的に上昇
し，従って出力電流値信号VR1も直線的に上昇する。
なお，この振動電流の補償は，次に述べるステップS6
の並列モードにおける制御中に限られるものではなく，
後述する「選択２」の順次モード制御中においても点火
タイミング信号発生後の最初の一次電流供給時に採用可
能である。
の並列モードにおける制御中に限られるものではなく，
後述する「選択２」の順次モード制御中においても点火
タイミング信号発生後の最初の一次電流供給時に採用可
能である。
第一コンパレータCP1の正相入力端子の比較レベルV1
は，第二点火コイル2Bの一次電流の通電開始と同時に制
御回路32からの出力信号S1のＨレベルを受けてVLレベル
からVHレベルに引き上げられており，出力電流I1がこの
二個の点火コイルの一次電流の和に相当する所定の電流
レベルに達すると，出力電流値信号VR1はVHレベルに達
する（ステップS5）。このとき二個の点火コイル2A,2B
は十分な蓄勢エネルギを有することとなり，時刻t2にお
いて電界トランジスタFET1,FET2が同時に遮断され，双
方の点火コイルの二次巻線2A2,2B2から二次電流Ia2,Ib2
が点火栓１に流れ（ステップS6），並列モード供給手段
による点火電流の供給が行われる。
は，第二点火コイル2Bの一次電流の通電開始と同時に制
御回路32からの出力信号S1のＨレベルを受けてVLレベル
からVHレベルに引き上げられており，出力電流I1がこの
二個の点火コイルの一次電流の和に相当する所定の電流
レベルに達すると，出力電流値信号VR1はVHレベルに達
する（ステップS5）。このとき二個の点火コイル2A,2B
は十分な蓄勢エネルギを有することとなり，時刻t2にお
いて電界トランジスタFET1,FET2が同時に遮断され，双
方の点火コイルの二次巻線2A2,2B2から二次電流Ia2,Ib2
が点火栓１に流れ（ステップS6），並列モード供給手段
による点火電流の供給が行われる。
並列モードでは点火栓１のスパーク電流IPは双方の点
火コイル2A,2Bからの二次電流Ia2,Ib2の和電流となって
おり，きわめて大きなスパーク電流IPが得られる。従っ
て燃焼室には放電を開始して燃料を急速に着火させるに
十分大きな放電エネルギが送り込まれる。
火コイル2A,2Bからの二次電流Ia2,Ib2の和電流となって
おり，きわめて大きなスパーク電流IPが得られる。従っ
て燃焼室には放電を開始して燃料を急速に着火させるに
十分大きな放電エネルギが送り込まれる。
点火栓１の通電開始後,T2時間が経過すると（ステッ
プS7）制御回路の供給モード切替手段は順次モード供給
手段を選択する。即ち，時刻t3において第二電界効果ト
ランジスタFET2が導通され（ステップS8），点火栓電流
IPは第一点火コイルからの二次電流Ia2のみとなる。時
間T2としては数十μｓ〜数百μｓが選ばれ，本実施例で
は64μｓが選定されている。順次モードへの移行によ
り，第二点火コイル2Bに対して次の点火電流供給のため
の準備としての蓄勢が一次電流の通電を介して行われ，
制御部３の出力電流I1は第二点火コイル2Bの一次電流Ib
1になる。このとき第二点火コイル2Bにはまた最初に蓄
勢されたコイルエネルギが残存しており，この一次電流
Ib1の通電は短時間で足りる。
プS7）制御回路の供給モード切替手段は順次モード供給
手段を選択する。即ち，時刻t3において第二電界効果ト
ランジスタFET2が導通され（ステップS8），点火栓電流
IPは第一点火コイルからの二次電流Ia2のみとなる。時
間T2としては数十μｓ〜数百μｓが選ばれ，本実施例で
は64μｓが選定されている。順次モードへの移行によ
り，第二点火コイル2Bに対して次の点火電流供給のため
の準備としての蓄勢が一次電流の通電を介して行われ，
制御部３の出力電流I1は第二点火コイル2Bの一次電流Ib
1になる。このとき第二点火コイル2Bにはまた最初に蓄
勢されたコイルエネルギが残存しており，この一次電流
Ib1の通電は短時間で足りる。
第二点火コイル2Bの一次電流Ib1即ち，制御部３の出
力電流I1の積分信号に相当する出力電流積分値信号VC1
が一定の値（V2）に達すると（ステップS9），時刻t4に
おいて第二点火コイル2Bの一次電流Ib1は遮断され，第
二点火コイル2Bの二次巻線2B2からの電流Ib2が再び第一
点火コイル2Aからの点火電流と加え合わされて大きなス
パーク電流IPとして供給される重複期間が生じる（ステ
ップS11）。
力電流I1の積分信号に相当する出力電流積分値信号VC1
が一定の値（V2）に達すると（ステップS9），時刻t4に
おいて第二点火コイル2Bの一次電流Ib1は遮断され，第
二点火コイル2Bの二次巻線2B2からの電流Ib2が再び第一
点火コイル2Aからの点火電流と加え合わされて大きなス
パーク電流IPとして供給される重複期間が生じる（ステ
ップS11）。
第二点火コイル2Bの一次電流Ib1の遮断に先立って，
第一コンパレータCP1の正相入力端子の比較電圧レベルV
1は一個の点火コイルの短絡を検出するための電圧レベ
ルVLと低下しており，万一出力電流値信号VR1がこのレ
ベルに達しておれば制御部はこれを第二点火コイル2Bの
短絡故障と判断し（ステップS10），供給モード切替手
段により単独モード供給手段を選択する。従ってこれ以
降第一点火コイル2Aのみによる単独モードでの多重点火
方式が採用される。また，出力電流積分値信号VC1が所
定時間（T4）内にV2レベルに達しない場合には第二点火
コイル2Bの断線故障と判断し（ステップS13），同様に
単独モードに移行する。
第一コンパレータCP1の正相入力端子の比較電圧レベルV
1は一個の点火コイルの短絡を検出するための電圧レベ
ルVLと低下しており，万一出力電流値信号VR1がこのレ
ベルに達しておれば制御部はこれを第二点火コイル2Bの
短絡故障と判断し（ステップS10），供給モード切替手
段により単独モード供給手段を選択する。従ってこれ以
降第一点火コイル2Aのみによる単独モードでの多重点火
方式が採用される。また，出力電流積分値信号VC1が所
定時間（T4）内にV2レベルに達しない場合には第二点火
コイル2Bの断線故障と判断し（ステップS13），同様に
単独モードに移行する。
重複期間開始後，所定時間T3が経過すると（ステップ
S12）第一電界効果トランジスタFET1が導通し，点火栓
電流IPは第二点火コイル2Bからの二次電流Ib2のみとな
る。時間T3は第二点火コイルからの二次電流が点火栓に
供給開始されるのに十分な時間が選択され，このT3時間
の間の重複期間により，点火栓電極間における放電の吹
き消えが十分に防止できる。重複期間は数μｓ〜数十μ
s,例えば８μｓと設定される。
S12）第一電界効果トランジスタFET1が導通し，点火栓
電流IPは第二点火コイル2Bからの二次電流Ib2のみとな
る。時間T3は第二点火コイルからの二次電流が点火栓に
供給開始されるのに十分な時間が選択され，このT3時間
の間の重複期間により，点火栓電極間における放電の吹
き消えが十分に防止できる。重複期間は数μｓ〜数十μ
s,例えば８μｓと設定される。
重複期間終了後，時刻t5において第一点火コイル2Aは
先の第二点火コイル2Bの場合と同様出力電流値信号VR1
が低レベルVLに達するまで蓄勢される。第一点火コイル
2Aの一定のエネルギ蓄勢の後，時刻t6において出力回路
31の電界効果トランジスタFET1の遮断を行い，点火栓１
に対して双方の点火コイル2A,2Bから点火電流を供給す
る重複期間が再び始まる（ステップS17）。以下第一点
火コイル2A及び第二点火コイル2Bは一部に重複期間を含
みながら点火栓に対して順次に点火電流を供給する。こ
の点火電流の供給は点火タイミング信号STのＬレベルへ
の移行により終了し，このとき内燃機関は爆発サイクル
の次の工程である排気サイクルに移行する。
先の第二点火コイル2Bの場合と同様出力電流値信号VR1
が低レベルVLに達するまで蓄勢される。第一点火コイル
2Aの一定のエネルギ蓄勢の後，時刻t6において出力回路
31の電界効果トランジスタFET1の遮断を行い，点火栓１
に対して双方の点火コイル2A,2Bから点火電流を供給す
る重複期間が再び始まる（ステップS17）。以下第一点
火コイル2A及び第二点火コイル2Bは一部に重複期間を含
みながら点火栓に対して順次に点火電流を供給する。こ
の点火電流の供給は点火タイミング信号STのＬレベルへ
の移行により終了し，このとき内燃機関は爆発サイクル
の次の工程である排気サイクルに移行する。
第４図及び第６図は，出力波形切替回路34において
「選択２」がなされた場合におけるフローチャート及び
信号タイミングチャートを夫々第３図及び第５図と同様
に示している。
「選択２」がなされた場合におけるフローチャート及び
信号タイミングチャートを夫々第３図及び第５図と同様
に示している。
「選択２」の場合には，「選択１」において述べた順
次モードとほぼ同様の順次モードが行われるものであ
り，詳細な説明は省略する。なお，コンパレータCP1の
比較電圧レベルV1は，先に述べた点火コイルが一個の場
合のVLレベルと同じ値に固定してあり，点火タイミング
信号ST発生時の最初の出力電流I1の所定レベルの検出に
使用される以外は，「選択１」の場合と同様，コイル短
絡検出用として使用される。この「選択２」の順次モー
ドにおいても，先の「選択１」の順次モードと同様に重
複期間（t3′〜t4′間）例えば８μｓを配しており，こ
れにより吹き消えの恐れを除いている。従って切れ目の
ない火花電流を任意の期間供給可能である。
次モードとほぼ同様の順次モードが行われるものであ
り，詳細な説明は省略する。なお，コンパレータCP1の
比較電圧レベルV1は，先に述べた点火コイルが一個の場
合のVLレベルと同じ値に固定してあり，点火タイミング
信号ST発生時の最初の出力電流I1の所定レベルの検出に
使用される以外は，「選択１」の場合と同様，コイル短
絡検出用として使用される。この「選択２」の順次モー
ドにおいても，先の「選択１」の順次モードと同様に重
複期間（t3′〜t4′間）例えば８μｓを配しており，こ
れにより吹き消えの恐れを除いている。従って切れ目の
ない火花電流を任意の期間供給可能である。
第７図〜第10図は，夫々の図に付記したように，出力
波形切替回路34での手動選択が「選択１」又は「選択
２」の場合で且つ第一点火コイル2A又は第二点火コイル
2Bが夫々断線故障した場合の各場合の信号タイミングチ
ャートを夫々示している。点火コイル2A,2Bの断線故障
発生又は短絡故障発生の場合には，点火コイルの順次モ
ード制御を行うことができないため，これらの図に夫々
示したように正常な一つの点火コイルのみを出力電流積
分値信号VC1及びタイマー（250μｓ設定）によって制御
し，多重点火方式によって制御することとしている。
波形切替回路34での手動選択が「選択１」又は「選択
２」の場合で且つ第一点火コイル2A又は第二点火コイル
2Bが夫々断線故障した場合の各場合の信号タイミングチ
ャートを夫々示している。点火コイル2A,2Bの断線故障
発生又は短絡故障発生の場合には，点火コイルの順次モ
ード制御を行うことができないため，これらの図に夫々
示したように正常な一つの点火コイルのみを出力電流積
分値信号VC1及びタイマー（250μｓ設定）によって制御
し，多重点火方式によって制御することとしている。
第７図及び第８図に示したようにコンパレータCP1の
出力電流値信号VR1と比較すべき比較電圧レベルV1が高
レベルVHの場合でも，出力電流値信号VR1は一個の点火
コイルの一次電流のみで大きな時間送れもなくこの高レ
ベルVHに達する。これは点火コイル一個の電流の場合に
は振動電流であり，平坦化した二個の点火コイルの一次
電流の和との間にピーク値に達する時間にあまり大きな
差はないためである。
出力電流値信号VR1と比較すべき比較電圧レベルV1が高
レベルVHの場合でも，出力電流値信号VR1は一個の点火
コイルの一次電流のみで大きな時間送れもなくこの高レ
ベルVHに達する。これは点火コイル一個の電流の場合に
は振動電流であり，平坦化した二個の点火コイルの一次
電流の和との間にピーク値に達する時間にあまり大きな
差はないためである。
上記の如く本実施例では，単独に或いは共同して点火
電流を供給できる点火コイルを二個備え，二個の点火コ
イルを制御部の供給モード切替手段を介して並列モード
又は順次モードのいずれか，場合によっては単独モード
によって選択的に作動させることができる。
電流を供給できる点火コイルを二個備え，二個の点火コ
イルを制御部の供給モード切替手段を介して並列モード
又は順次モードのいずれか，場合によっては単独モード
によって選択的に作動させることができる。
出力波形切替回路34の選択が「選択１」の場合には，
点火タイミング信号STの発生初期にのみ並列モードをそ
の後順次モードを，夫々選択することで，点火タイミン
グ信号発生初期において大きな放電エネルギを供給し，
次に切れ目のない放電エネルギを供給するというように
燃焼のためのエネルギ供給がきわめて効果的に且つ効率
的に行われる。
点火タイミング信号STの発生初期にのみ並列モードをそ
の後順次モードを，夫々選択することで，点火タイミン
グ信号発生初期において大きな放電エネルギを供給し，
次に切れ目のない放電エネルギを供給するというように
燃焼のためのエネルギ供給がきわめて効果的に且つ効率
的に行われる。
順次モードにおいて重複期間を設けることで，従来な
らばスパークの吹き消えが生ずるような場合でもこの吹
き消えを防止できると共に，従来の多重点火方式とは異
なり，点火コイルにおける放電エネルギの蓄積期間中に
おいても点火栓では放電が継続しており，従来の多重点
火方式とは異なり，休止期間がないため十分大きなエネ
ルギを継続的に且つ任意の期間だけ燃焼室に対し与える
ことができる。なお，各点火コイルは，一次電流の通電
によって蓄えた全てのエネルギを一回の点火電流の供給
中において放出することなく，十分に残エネルギを有し
た状態で再び蓄勢されるので，高速の蓄勢が可能であ
る。
らばスパークの吹き消えが生ずるような場合でもこの吹
き消えを防止できると共に，従来の多重点火方式とは異
なり，点火コイルにおける放電エネルギの蓄積期間中に
おいても点火栓では放電が継続しており，従来の多重点
火方式とは異なり，休止期間がないため十分大きなエネ
ルギを継続的に且つ任意の期間だけ燃焼室に対し与える
ことができる。なお，各点火コイルは，一次電流の通電
によって蓄えた全てのエネルギを一回の点火電流の供給
中において放出することなく，十分に残エネルギを有し
た状態で再び蓄勢されるので，高速の蓄勢が可能であ
る。
実施例で示した出力波形切替回路における選択として
は，例えば寒冷期或いは寒冷地においては「選択１」が
採用され，温暖期或いは温暖地においては「選択２」が
採用されるとすることで，確実な点火と経済的な点火と
のいずれをも選択できる。またこの選択は，本実施例の
ような手動選択に限られるものではなく，温度等による
制御を介して自動選択とし，或いはエンジンの始動時の
み「選択１」とすることも可能である。
は，例えば寒冷期或いは寒冷地においては「選択１」が
採用され，温暖期或いは温暖地においては「選択２」が
採用されるとすることで，確実な点火と経済的な点火と
のいずれをも選択できる。またこの選択は，本実施例の
ような手動選択に限られるものではなく，温度等による
制御を介して自動選択とし，或いはエンジンの始動時の
み「選択１」とすることも可能である。
［発明の効果］ 本発明の構成において，一の点火栓に対して点火電流
を供給する少くとも二個の点火コイルと，これらを制御
する制御部とを備えるとしたことにより，順次に点火電
流を供給して放電中の吹き消えを防止することも，或い
は二個の点火コイルから同時に点火栓に対して点火電流
を供給して大きな点火電流を得て着火を早めることも可
能であり，所望に応じて必要な制御を選択可能な内燃機
関の点火制御装置を提供することができた。
を供給する少くとも二個の点火コイルと，これらを制御
する制御部とを備えるとしたことにより，順次に点火電
流を供給して放電中の吹き消えを防止することも，或い
は二個の点火コイルから同時に点火栓に対して点火電流
を供給して大きな点火電流を得て着火を早めることも可
能であり，所望に応じて必要な制御を選択可能な内燃機
関の点火制御装置を提供することができた。
各点火コイルの各一次巻線へ夫々一次巻線回路を介し
て供給される略同じ波形を有する一次電流を供給すると
共に、点火コイルの一方の一次巻線への一次電流の通電
開始時期に対して、点火コイルの他方の一次巻線への一
次電流の通電開始時期を一次巻線回路の固有振動周期の
1/2だけ各点火コイルの一次電流の通電開始時期をずら
す構成により，一次電流の和の電流は，互いに振動を打
ち消し合う結果直線に近いカーブで立上ることとなり，
点火コイルの一次電流値の検出が容易になり，正確な点
火コイルの電流値制御が可能な点火制御装置を提供する
ことができた。
て供給される略同じ波形を有する一次電流を供給すると
共に、点火コイルの一方の一次巻線への一次電流の通電
開始時期に対して、点火コイルの他方の一次巻線への一
次電流の通電開始時期を一次巻線回路の固有振動周期の
1/2だけ各点火コイルの一次電流の通電開始時期をずら
す構成により，一次電流の和の電流は，互いに振動を打
ち消し合う結果直線に近いカーブで立上ることとなり，
点火コイルの一次電流値の検出が容易になり，正確な点
火コイルの電流値制御が可能な点火制御装置を提供する
ことができた。
順次モード供給手段を介して各点火コイルから順次に
点火電流を供給することで一の点火コイルからの点火電
流の供給期間内に他の一の点火コイルに一次電流を供給
することができ，大きな放電電流と高い放電電圧とを供
給可能とする一方休止期間を短縮可能なため，燃焼のた
めの放電エネルギを十分に与えることが可能な点火制御
装置を提供することができた。
点火電流を供給することで一の点火コイルからの点火電
流の供給期間内に他の一の点火コイルに一次電流を供給
することができ，大きな放電電流と高い放電電圧とを供
給可能とする一方休止期間を短縮可能なため，燃焼のた
めの放電エネルギを十分に与えることが可能な点火制御
装置を提供することができた。
順次モードにおいて重複期間を設けることにより，継
続的な放電電流に加えて強力な放電電流を間欠的に与え
ることができ，吹き消え等のおそれを除くことができる
と共に休止期間のない点火制御装置を提供することがで
きた。
続的な放電電流に加えて強力な放電電流を間欠的に与え
ることができ，吹き消え等のおそれを除くことができる
と共に休止期間のない点火制御装置を提供することがで
きた。
供給モード切替手段を介して並列モードと順次モード
とのいずれかを選択し，並列モードにより複数の点火栓
から十分大きな点火電流を与え，順次モードにより休止
期間の短縮と高い初期電圧値との双方を得ることができ
るので，素早い着火と継続的な燃焼の双方の選択が可能
な点火制御装置を提供することができた。
とのいずれかを選択し，並列モードにより複数の点火栓
から十分大きな点火電流を与え，順次モードにより休止
期間の短縮と高い初期電圧値との双方を得ることができ
るので，素早い着火と継続的な燃焼の双方の選択が可能
な点火制御装置を提供することができた。
新に点火タイミング信号が発生したときには並列モー
ドを採用し，燃料に着火するために十分な点火電流を与
えることができ，その後順次モードを採用し，点火電流
を双方の点火コイルから順次に供給開始することによ
り，一の点火タイミング信号期間内で素早い着火と継続
的な燃焼の双方が可能な点火制御装置を提供することが
できた。
ドを採用し，燃料に着火するために十分な点火電流を与
えることができ，その後順次モードを採用し，点火電流
を双方の点火コイルから順次に供給開始することによ
り，一の点火タイミング信号期間内で素早い着火と継続
的な燃焼の双方が可能な点火制御装置を提供することが
できた。
一つの点火コイルが故障した場合には，単独モード供
給手段を選択し別の点火コイルを介して多重点火方式を
採用する構成により，点火コイルの故障にも拘わらず点
火電流の供給が可能となり，点火コイルの故障に対処可
能な点火制御装置を提供することができた。
給手段を選択し別の点火コイルを介して多重点火方式を
採用する構成により，点火コイルの故障にも拘わらず点
火電流の供給が可能となり，点火コイルの故障に対処可
能な点火制御装置を提供することができた。
第１図は本発明の一実施例に係る点火制御装置を含む点
火装置のブロック図， 第２図は第１図の点火装置の電気回路図， 第３図及び第４図は夫々，第１図の実施例の点火制御装
置において，出力波形切替回路の選択が選択１又は選択
２の場合のフローチャート， 第５図及び第６図は夫々，第１図の実施例の点火制御装
置において，出力波形切替回路の選択が選択１又は選択
２の場合の各信号のタイミングチャート， 第７図〜第10図は夫々，第１図の実施例の点火制御装置
において，点火コイルのいずれかが断線故障した場合及
び出力波形切替回路の選択が選択１又は選択２の場合の
各場合における信号のタイミングチャート， である。 （符号の説明） １……点火栓（点火プラグ） 2A,2B……点火コイル 2A1,2B1……一次巻線 2A2,2B2……二次巻線 ３……制御部、31……出力回路 32……制御回路、33……電流検出回路 34……出力波形切替回路 ST……点火タイミング信号 Ia1,Ib1……点火コイル一次電流 Ia2,Ib2……点火コイル二次電流 VR1……出力電流値信号 VC1……積分値信号（出力電流積分値信号）
火装置のブロック図， 第２図は第１図の点火装置の電気回路図， 第３図及び第４図は夫々，第１図の実施例の点火制御装
置において，出力波形切替回路の選択が選択１又は選択
２の場合のフローチャート， 第５図及び第６図は夫々，第１図の実施例の点火制御装
置において，出力波形切替回路の選択が選択１又は選択
２の場合の各信号のタイミングチャート， 第７図〜第10図は夫々，第１図の実施例の点火制御装置
において，点火コイルのいずれかが断線故障した場合及
び出力波形切替回路の選択が選択１又は選択２の場合の
各場合における信号のタイミングチャート， である。 （符号の説明） １……点火栓（点火プラグ） 2A,2B……点火コイル 2A1,2B1……一次巻線 2A2,2B2……二次巻線 ３……制御部、31……出力回路 32……制御回路、33……電流検出回路 34……出力波形切替回路 ST……点火タイミング信号 Ia1,Ib1……点火コイル一次電流 Ia2,Ib2……点火コイル二次電流 VR1……出力電流値信号 VC1……積分値信号（出力電流積分値信号）
フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭63−295870（ＪＰ，Ａ) 特開 昭55−23396（ＪＰ，Ａ) 特開 昭55−19995（ＪＰ，Ａ) 実開 昭64−19072（ＪＰ，Ｕ) 実開 昭61−32571（ＪＰ，Ｕ) 特公 昭50−3457（ＪＰ，Ｂ１) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) F02P 15/10 301 F02P 15/10 302
Claims (4)
- 【請求項１】一次巻線と二次巻線とを有し、点火タイミ
ング信号に応答して燃焼室に配された点火栓に対し前記
二次巻線を介して点火電流を供与可能な点火コイルを備
える内燃機関の点火制御装置において、 少なくとも二個の前記点火コイルと、該各点火コイルの
前記各一次巻線へ夫々一次巻線回路を介して供給される
略同じ波形を有する一次電流を制御すると共に、前記点
火コイルの夫々から一の前記点火栓に対して供給される
点火電流を制御するための制御部と、を有し、 前記制御部は、前記点火コイルの一方の前記一次巻線へ
の一次電流の通電開始時期に対して、前記点火コイルの
他方の前記一次巻線への一次電流の通電開始時期を前記
一次巻線回路の固有振動周期の1/2だけずらす振動電流
補償手段を備えることを特徴とする内燃機関の点火制御
装置。 - 【請求項２】一次巻線と二次巻線とを有し、点火タイミ
ング信号に応答して燃焼室に配された点火栓に対し前記
二次巻線を介して点火電流を供与可能な点火コイルを備
える内燃機関の点火制御装置において、 少なくとも二個の前記点火コイルと、該点火コイルの夫
々から一の点火栓に対して供給される点火電流を制御す
るための制御部と、を有し、 前記制御部は、一の点火タイミング信号期間内に前記各
点火コイルから点火栓に対して点火電流を順次に供給開
始する順次モード供給手段と、各前記点火コイルから一
の前記点火栓に対して一の点火タイミング信号期間内に
点火電流を同時に供給開始する並列モード供給手段と、
前記並列モード供給手段と前記順次モード供給手段とを
選択する供給モード切替手段と、を備えることを特徴と
する内燃機関の点火制御装置。 - 【請求項３】前記供給モード切替手段は、新に点火タイ
ミング信号が発生したときに前記並列モード供給手段を
選択し、同じ点火タイミング信号期間内に該並列モード
供給手段の選択に後続して前記順次モード供給手段を選
択することを特徴とする請求項２記載の内燃機関の点火
制御装置。 - 【請求項４】前記制御部は一の前記点火コイルから多重
点火方式で点火電流を供給する単独モード供給手段を備
えており、前記供給モード切替手段は他の一の前記点火
コイルの故障を検知した場合には、該単独モード供給手
段を選択することを特徴とする請求項２又は３記載の内
燃機関の点火制御装置。
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