JP3252733B2 - Internal combustion engine ignition device - Google Patents
Internal combustion engine ignition deviceInfo
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Description
【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
【0001】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、コンデンサ放電式
の内燃機関点火装置に関するものである。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a capacitor discharge type ignition device for an internal combustion engine.
【0002】[0002]
【従来の技術】近年、内燃機関の排気ガスによる大気汚
染が社会的な問題になっており、内燃機関の排気ガスの
清浄化を図ることが強く要請されている。特に2サイク
ル機関においては、吹抜け(掃気の際に新気の一部が排
気ポートに吹き抜ける現象)により排気ガスが汚染され
るため、排気ガスの清浄化を図ることの必要性が強調さ
れており、その対策を図るために各種の研究が進められ
ている。2. Description of the Related Art In recent years, air pollution by exhaust gas of an internal combustion engine has become a social problem, and there is a strong demand for purifying the exhaust gas of the internal combustion engine. In particular, in a two-stroke engine, since the exhaust gas is contaminated by blow-by (a phenomenon in which part of fresh air blows into an exhaust port during scavenging), the necessity of purifying the exhaust gas is emphasized. Various researches are being conducted in order to take countermeasures.
【0003】2サイクル機関の吹抜けを防ぐ1つの方法
として、機関のシリンダにインジェクタ(燃料噴射弁)
を取り付けて該シリンダ内に直接燃料を噴射する筒内噴
射が行われようとしている。この筒内噴射を行う場合に
は、排気ポートが閉じた後に燃料の噴射を行わせるか、
または噴射された燃料が排気ポートや掃気ポートに到達
しないようなタイミングで燃料を噴射させるように燃料
の噴射タイミングを設定し、所定の点火位置で点火プラ
グに火花を生じさせることにより燃料に着火して燃焼を
行わせる。As one method for preventing blow-by in a two-cycle engine, an injector (fuel injection valve) is mounted on a cylinder of the engine.
And in-cylinder injection for injecting fuel directly into the cylinder is about to be performed. When performing this in-cylinder injection, fuel injection is performed after the exhaust port is closed,
Alternatively, the fuel injection timing is set so that the injected fuel does not reach the exhaust port or the scavenging port, and the fuel is ignited by generating a spark at the ignition plug at a predetermined ignition position. To burn.
【0004】排気ガスの清浄化を図るためには、燃料の
燃焼を完全に行わせることが必要であり、そのために
は、点火が行われる時点で燃料が十分に気化しているこ
とが必要である。In order to purify the exhaust gas, it is necessary to completely burn the fuel, and for that purpose, it is necessary that the fuel is sufficiently vaporized at the time of ignition. is there.
【0005】筒内噴射を行わせる場合には、燃料が噴射
されてから点火が行われるまでの短い時間の間に燃料を
気化させる必要があるため、燃料の気化を完全に行わせ
るためには、気化を促進するための工夫が必要である。
一般に、噴射された燃料の気化を促進するためには、噴
射された燃料の粒径をできるだけ小さくすることが必要
であり、そのためには、例えば燃料ポンプからインジェ
クタに与えられる燃料の圧力を高くすることが有効であ
るとされている。In order to perform in-cylinder injection, it is necessary to vaporize the fuel in a short period of time from when the fuel is injected to when the ignition is performed. Therefore, a device for promoting vaporization is required.
Generally, in order to promote the vaporization of the injected fuel, it is necessary to reduce the particle size of the injected fuel as much as possible, for which, for example, by increasing the pressure of the fuel supplied to the injector from a fuel pump. It is said that it is effective.
【0006】しかしながら、燃料の気化を促進するため
にいかなる工夫をしても、実際には、理想どおりに行か
ないことが多く、特に機関の高速回転時には、燃料の噴
射が行われてから点火が行われるまでの時間が極めて短
くなるため、噴射された燃料を十分に気化させることが
困難になることが多い。[0006] However, no matter what measures are taken to promote the vaporization of the fuel, in practice, it often does not go as desired, and especially when the engine is running at high speed, the ignition is performed after the fuel is injected. Since the time until the operation is performed is extremely short, it is often difficult to sufficiently vaporize the injected fuel.
【0007】燃料の気化が十分に行われない状態で点火
が行われると、燃料が完全に燃焼しないために煤が生
じ、点火プラグの電極部にカーボンが付着する。点火プ
ラグの電極部にカーボンが付着すると、非接地側電極と
接地側電極との間の絶縁耐力が低下するため、点火プラ
グに点火用の電圧が印加された際にリーク電流が流れて
電極間に印加される電圧が低下し、火花の発生に失敗す
ることがある。カーボンが付着した点火プラグを正常な
状態に回復させるためには、点火装置から点火プラグに
大きな電流を流して、点火プラグの電極部に付着したカ
ーボンを焼き切ることが必要である。If ignition is performed in a state where the fuel is not sufficiently vaporized, soot is generated because the fuel is not completely burned, and carbon adheres to the electrode portion of the ignition plug. If carbon adheres to the electrode portion of the spark plug, the dielectric strength between the non-ground side electrode and the ground side electrode decreases, so that when an ignition voltage is applied to the spark plug, a leakage current flows and the electrode The voltage applied to the electrodes may decrease, and the generation of sparks may fail. In order to restore the carbon-attached ignition plug to a normal state, it is necessary to apply a large current to the ignition plug from the ignition device to burn off the carbon attached to the electrode portion of the ignition plug.
【0008】また筒内噴射を行わせて排気ガスの浄化を
図るには、混合気の濃度を薄くして(希薄混合気とし
て)燃焼を行わせる必要がある。希薄混合気の燃焼を完
全に行わせるためには、点火動作時に発生させる火花放
電の持続時間を十分に長くする必要がある。火花放電の
持続時間を長くすると、混合気の燃焼により生じる火炎
核の中心部にエネルギを注入して、火炎核が冷えるのを
防ぐことができるため、希薄混合気でも適正な燃焼を行
わせることが可能になる。Further, in order to purify exhaust gas by performing in-cylinder injection, it is necessary to perform combustion by reducing the concentration of the air-fuel mixture (as a lean air-fuel mixture). In order to completely burn the lean air-fuel mixture, it is necessary to make the duration of the spark discharge generated during the ignition operation sufficiently long. If the duration of the spark discharge is extended, energy can be injected into the center of the flame nucleus generated by the combustion of the air-fuel mixture to prevent the flame nucleus from cooling. Becomes possible.
【0009】従って、筒内噴射を行わせる内燃機関点火
装置は、上記2つの要求を満たすために、点火プラグに
十分に大きな電流を流すことができ、しかも放電持続時
間を十分に長くすることができるものであることが望ま
しい。Therefore, the internal combustion engine igniter for performing in-cylinder injection can supply a sufficiently large current to the ignition plug and sufficiently increase the discharge duration to satisfy the above two requirements. It is desirable to be able to do it.
【0010】内燃機関用の点火装置としては、点火コイ
ルの一次側に設けた点火エネルギ蓄積用コンデンサに蓄
積しておいた電荷を点火位置で点火コイルの一次コイル
を通して放電させることにより点火コイルの二次コイル
に点火用の高電圧を発生させるコンデンサ放電式の点火
装置と、点火コイルの一次コイルまたは該一次コイルに
対して並列に接続した点火電源コイルに流しておいた電
流を点火位置で遮断することにより点火コイルの二次コ
イルに点火用の高電圧を発生させる電流遮断形の点火装
置とが知られている。In an ignition device for an internal combustion engine, an electric charge stored in an ignition energy storage capacitor provided on a primary side of the ignition coil is discharged through the primary coil of the ignition coil at an ignition position, so that the ignition coil is recharged. A capacitor discharge type ignition device for generating a high voltage for ignition in a secondary coil, and a current flowing through a primary coil of an ignition coil or an ignition power supply coil connected in parallel to the primary coil is cut off at an ignition position. There is known a current interruption type ignition device that generates a high voltage for ignition in a secondary coil of the ignition coil.
【0011】これらのうち、コンデンサ放電式の点火装
置は、点火コイルの二次コイルから点火プラグに流すこ
とができる電流を多くとることができるが、放電持続時
間が短いという問題を有している。これに対し、電流遮
断形の点火装置は、放電持続時間を長くすることができ
るが、点火コイルの二次コイルから点火プラグに流す電
流を大きくすることができないという問題がある。Among them, the capacitor discharge type ignition device can obtain a large amount of current that can flow from the secondary coil of the ignition coil to the ignition plug, but has a problem that the discharge duration is short. . On the other hand, the current interruption type ignition device has a problem in that the discharge duration can be lengthened, but the current flowing from the secondary coil of the ignition coil to the ignition plug cannot be increased.
【0012】そこで、バッテリの出力電圧を1000
[V]ないし1500[V]まで昇圧するDC−DCコ
ンバータをコンデンサ放電式の点火装置の電源として用
いて、該コンバータの出力電圧により点火エネルギ蓄積
用コンデンサを充電するとともに、該コンバータの出力
電圧を点火コイルの二次出力電圧に重畳することによ
り、放電の持続時間を長くするようにした重ね放電式の
コンデンサ放電式内燃機関点火装置が提案された。Therefore, the output voltage of the battery is set to 1000
Using a DC-DC converter that boosts the voltage from [V] to 1500 [V] as a power source for a capacitor discharge type ignition device, an ignition energy storage capacitor is charged by the output voltage of the converter, and the output voltage of the converter is reduced. There has been proposed a lap discharge type capacitor discharge type internal combustion engine ignition device in which the duration of discharge is extended by superimposing it on the secondary output voltage of an ignition coil.
【0013】この点火装置によれば、点火コイルの二次
誘起電圧をトリガとして点火プラグに火花を生じさせた
後、DC−DCコンバータの出力電圧により点火プラグ
の放電間隙にエネルギを供給して放電電流を流し続ける
ことができるため、火花放電の持続時間を長くすること
ができ、希薄混合気の燃焼を良好に行わせることができ
る。また点火プラグの電極にカーボンが付着して電極間
にリーク電流が流れる状態になった場合には、DC−D
Cコンバータから点火プラグの電極間を通して大きなリ
ーク電流を流して電極に付着したカーボンを焼き切るこ
とができるため、点火プラグを正常な常態に回復させる
ことができる。According to this ignition device, after a spark is generated in the ignition plug by using the secondary induced voltage of the ignition coil as a trigger, energy is supplied to the discharge gap of the ignition plug by the output voltage of the DC-DC converter to discharge. Since the current can continue to flow, the duration of the spark discharge can be lengthened, and the lean air-fuel mixture can be favorably burned. When carbon adheres to the electrode of the spark plug and a leak current flows between the electrodes, DC-D
Since a large leak current can flow from the C converter between the electrodes of the spark plug to burn off the carbon attached to the electrodes, the spark plug can be restored to a normal state.
【0014】[0014]
【発明が解決しようとする課題】コンデンサ放電式の点
火装置の二次コイルの誘起電圧にDC−DCコンバータ
の出力電圧を重畳して重ね放電を行わせるようにした従
来の内燃機関点火装置では、DC−DCコンバータの出
力インピーダンスを小さく設定すると、DC−DCコン
バータから点火プラグに流れる放電電流が何時までも減
衰しないため、点火火花を消滅させることができなくな
る。適当な時期に点火火花を消滅させるためには、DC
−DCコンバータの出力インピーダンスを大きくするこ
とにより、該コンバータから点火プラグに放電電流が流
れたときにコンバータの出力インピーダンスにより生じ
る電圧降下を大きくして、放電電流を抑制する必要があ
る。ところが、DC−DCコンバータの出力インピーダ
ンスを大きくすると、該コンバータにより点火コイルの
一次側に設けられている点火エネルギ蓄積用コンデンサ
を充電する際に時間がかかるようになるため、特に機関
の高速回転時に点火エネルギ蓄積用コンデンサの充電電
圧が不足して、点火性能が低下するという問題が生じ
る。In a conventional internal combustion engine igniter in which an output voltage of a DC-DC converter is superimposed on an induced voltage of a secondary coil of a capacitor discharge type igniter to perform an overlap discharge, If the output impedance of the DC-DC converter is set to be small, the discharge current flowing from the DC-DC converter to the spark plug does not attenuate forever, so that the ignition spark cannot be extinguished. In order to extinguish the spark at an appropriate time, DC
-It is necessary to suppress the discharge current by increasing the output impedance of the DC converter to increase the voltage drop caused by the output impedance of the converter when the discharge current flows from the converter to the spark plug. However, when the output impedance of the DC-DC converter is increased, it takes time to charge the ignition energy storage capacitor provided on the primary side of the ignition coil by the converter. A problem arises in that the charging voltage of the ignition energy storage capacitor is insufficient and the ignition performance is reduced.
【0015】また上記の点火装置では、バッテリを電源
として用いることになるが、点火装置の電源としてバッ
テリを用いると、バッテリが過放電状態になったときに
機関を運転することができなくなるという問題が生じ
る。特に船外機やスノーモビルなどに用いる内燃機関の
場合には、機関を運転することができなくなると、乗員
が遭難するおそれがあるため、バッテリを電源とした点
火装置を用いることは好ましくない。In the above-described ignition device, a battery is used as a power source. However, if a battery is used as a power source for the ignition device, the engine cannot be operated when the battery is over-discharged. Occurs. In particular, in the case of an internal combustion engine used for an outboard motor, a snowmobile, or the like, if the engine cannot be operated, an occupant may be distressed. Therefore, it is not preferable to use a battery-powered ignition device.
【0016】本発明の目的は、高速時の点火性能を低下
させることなく、点火動作時に重ね放電を行わせて、放
電の持続時間を長くすることができるようにしたコンデ
ンサ放電式の内燃機関点火装置を提供することにある。SUMMARY OF THE INVENTION It is an object of the present invention to provide a capacitor discharge type internal combustion engine ignition system capable of increasing the duration of discharge by causing lap discharge during ignition operation without deteriorating ignition performance at high speed. It is to provide a device.
【0017】本発明の他の目的は、点火プラグの電極に
カーボンが付着してリーク電流が流れる状態になったと
きに、点火プラグの電極間を通して大きな電流を流して
カーボンを焼き切ることにより、点火プラグを正常な常
態に回復させることができるようにした内燃機関点火装
置を提供することにある。Another object of the present invention is to provide a large current flowing between the electrodes of the ignition plug to burn off the carbon when the carbon adheres to the electrodes of the ignition plug and a leak current flows. It is an object of the present invention to provide an ignition device for an internal combustion engine that can restore a plug to a normal state.
【0018】[0018]
【課題を解決するための手段】本発明は、内燃機関と同
期回転するように設けられた磁石発電機と、点火コイル
と、該点火コイルの一次側に設けられて磁石発電機内に
設けられたエキサイタコイルの出力電圧で一方の極性に
充電される点火エネルギ−蓄積用コンデンサと、点火信
号が与えられた時に導通して点火エネルギー蓄積用コン
デンサに蓄積された電荷を点火コイルの一次コイルを通
して放電させるように設けられた放電用スイッチと、内
燃機関の点火位置で放電用スイッチに点火信号を与える
点火位置制御手段とを備えて、点火エネルギ蓄積用コン
デンサに蓄積された電荷の放電により点火コイルの二次
コイルに点火用高電圧を誘起させるコンデンサ放電式の
内燃機関点火装置に係わるものである。According to the present invention, there is provided a magnet generator provided to rotate synchronously with an internal combustion engine, an ignition coil, and a primary side of the ignition coil provided in the magnet generator. An ignition energy storage capacitor that is charged to one polarity by the output voltage of the exciter coil, and that conducts when an ignition signal is applied to discharge the charge stored in the ignition energy storage capacitor through the primary coil of the ignition coil And an ignition position control means for supplying an ignition signal to the discharge switch at the ignition position of the internal combustion engine. The present invention relates to a capacitor discharge type internal combustion engine ignition device for inducing a high voltage for ignition in a secondary coil.
【0019】本発明においては、内燃機関の点火位置よ
りも位相が進んだ回転角度位置で一方の半サイクルの出
力電圧を発生する重ね放電用発電コイルを、磁石発電機
内にエキサイタコイルと別個に設け、該重ね放電用発電
コイルの一方の半サイクルの出力電圧が立ち上がった時
に導通状態になり、点火位置または該点火位置よりも僅
かに遅れた回転角度位置で遮断状態になるように制御さ
れる昇圧用半導体スイッチを重ね放電用発電コイルに対
して並列に接続する。そして、昇圧用半導体スイッチが
遮断状態になった時に重ね放電用発電コイルに誘起する
電圧と点火用高電圧とを同じ極性で重畳した電圧が点火
装置の出力電圧として出力されるように、重ね放電用発
電コイルと点火コイルの二次コイルとを接続する。In the present invention, a lap discharge power generating coil for generating an output voltage of one half cycle at a rotational angle position advanced in phase from the ignition position of the internal combustion engine is provided separately from the exciter coil in the magnet generator. A booster which is turned on when the output voltage of one half cycle of the overlapping discharge power generation coil rises and is turned off at an ignition position or a rotation angle position slightly delayed from the ignition position. Semiconductor switch is connected in parallel to the overlapping discharge power generation coil. Then, when the boosting semiconductor switch is turned off, a voltage obtained by superimposing the voltage induced in the power generation coil for lap discharge and the high voltage for ignition with the same polarity is output as the output voltage of the ignition device, so that the lap discharge is performed. The power generation coil for use and the secondary coil of the ignition coil are connected.
【0020】上記のように、重ね放電用発電コイルの出
力電圧を点火コイルの二次コイルの出力電圧に同じ極性
で重畳するには、昇圧用半導体スイッチが遮断状態にな
った時に点火用高電圧の極性と同じ極性の重ね放電用電
圧を発生するように重ね放電用発電コイルを設けて、該
重ね放電用発電コイルを点火コイルの二次コイルに直列
に接続するようにすればよい。As described above, in order to superimpose the output voltage of the overlapping discharge power generation coil on the output voltage of the secondary coil of the ignition coil with the same polarity, the ignition high voltage is used when the boosting semiconductor switch is turned off. May be provided so as to generate an overlapping discharge voltage having the same polarity as the above-mentioned polarity, and the overlapping discharge generating coil may be connected in series to the secondary coil of the ignition coil.
【0021】上記の点火装置においては、点火位置より
も進んだ回転角度位置で重ね放電用発電コイルが一方の
極性の半サイクルの電圧を発生すると、昇圧用半導体ス
イッチが導通して重ね放電用発電コイルを短絡し、該発
電コイルに短絡電流を流す。点火位置で点火信号が発生
すると、放電用スイッチが導通するため、点火エネルギ
蓄積用コンデンサの電荷が放電用スイッチと点火コイル
の一次コイルとを通して放電し、点火コイルの二次コイ
ルに点火用高電圧が誘起する。また点火位置または該点
火位置よりも僅かに遅れた回転角度位置で昇圧用半導体
スイッチが遮断状態になるため、重ね放電用発電コイル
に高い重ね放電用電圧が誘起する。この重ね放電用電圧
は点火エネルギ蓄積用コンデンサの放電により点火コイ
ルの二次コイルに誘起した点火用高電圧に同じ極性で重
畳されて点火プラグに印加される。In the above igniter, when the overlapping discharge power generating coil generates a voltage of a half cycle of one polarity at the rotation angle position advanced from the ignition position, the boosting semiconductor switch becomes conductive and the overlapping discharge power generating coil is turned on. The coil is short-circuited, and a short-circuit current flows through the power generation coil. When an ignition signal is generated at the ignition position, the discharge switch conducts, so that the charge of the ignition energy storage capacitor is discharged through the discharge switch and the primary coil of the ignition coil, and the high voltage for ignition is applied to the secondary coil of the ignition coil. Is induced. Further, since the boosting semiconductor switch is turned off at the ignition position or at a rotation angle position slightly delayed from the ignition position, a high overlapping discharge voltage is induced in the overlapping discharge generating coil. This overlapping discharge voltage is superimposed with the same polarity on the ignition high voltage induced in the secondary coil of the ignition coil by the discharge of the ignition energy storage capacitor, and applied to the ignition plug.
【0022】点火用高電圧が発生すると、点火プラグの
放電間隙で火花放電が発生する。また点火用高電圧が発
生すると同時にまたは点火用高電圧が発生した直後に、
重ね放電用発電コイルに持続時間が長い重ね放電用電圧
が誘起して、該重ね放電用電圧が点火プラグの放電間隙
に印加されるため、点火用高電圧が減衰した後も放電が
行われる。重ね放電用発電コイルの短絡を開放した際に
生じる高電圧は、電流遮断形の点火装置により得られる
点火用高電圧と同様に時間幅が広い電圧であるため、上
記のように構成すると点火動作時に発生する火花放電の
持続時間を十分に長くすることができ、シリンダ内の混
合気が希薄混合気である場合でも、その燃焼を良好に行
わせることができる。When a high voltage for ignition is generated, spark discharge occurs in the discharge gap of the spark plug. At the same time as the ignition high voltage is generated or immediately after the ignition high voltage is generated,
Since the voltage for the overlapping discharge having a long duration is induced in the power generating coil for the overlapping discharge, and the voltage for the overlapping discharge is applied to the discharge gap of the spark plug, the discharge is performed even after the high voltage for the ignition is attenuated. The high voltage generated when the short circuit of the lap discharge power generation coil is opened is a voltage having a wide time width similarly to the high voltage for ignition obtained by the current interruption type ignition device. The duration of spark discharge that occurs sometimes can be sufficiently long, and even if the air-fuel mixture in the cylinder is a lean air-fuel mixture, the combustion can be favorably performed.
【0023】また、点火プラグの電極にカーボンが付着
してリーク電流が流れる状態になった時には、重ね放電
用発電コイルに誘起する持続時間が長い高電圧により点
火プラグの電極間を通して大きなリーク電流を流してカ
ーボンを焼き切ることができるため、点火プラグを速や
かに正常な常態に回復させて点火動作を再開させること
ができる。When carbon adheres to the electrode of the spark plug and a leak current flows, a large voltage is applied to the igniter coil for lap discharge, and a high voltage having a long duration induces a large leak current through the electrode of the spark plug. Since the carbon can be burned off by flowing, the ignition plug can be quickly restored to a normal state and the ignition operation can be restarted.
【0024】このように、本発明によれば、点火プラグ
にカーボンが付着した場合にカーボンを焼き切って点火
プラグを正常な状態に回復させることができるだけでな
く、火花放電の持続時間を長くして希薄混合気の燃焼を
も良好に行わせることができるため、着火ミスが生じる
確率を少なくして排気ガス中の有害物質を減少させるこ
とができ、排気ガスの浄化に寄与することができる。As described above, according to the present invention, when carbon adheres to the spark plug, not only can the carbon be burned off to restore the spark plug to a normal state, but the duration of spark discharge can be extended. As a result, the lean air-fuel mixture can be satisfactorily burned, so that the probability of occurrence of an ignition error can be reduced, the harmful substances in the exhaust gas can be reduced, and the exhaust gas can be purified.
【0025】なお上記のように重ね放電用発電コイルに
対して並列に半導体スイッチを接続することなく、重ね
放電用発電コイルとして十分に無負荷出力電圧が高いも
のを用いて、重ね放電用発電コイルの半サイクルの出力
電圧そのものを点火用高電圧に同極性で重畳することに
より、重ね放電を行わせることも考えられるが、この場
合には、重ね放電用発電コイルとして巻数が多いものを
用いる必要があるため、該重ね放電用発電コイルが磁石
発電機内で占めるスペースが多くなり、他の発電コイル
を設けるスペースが少なくなるという問題が生じる。ま
た機関の低速回転時に重ね放電が行われるように、重ね
放電用発電コイルの巻数を多くしてその無負荷出力電圧
を高く設定すると、機関の高速時に点火時期以外の時期
に重ね放電用発電コイルの出力電圧で点火火花が発生す
るおそれがある。As described above, without connecting a semiconductor switch in parallel to the lap discharge coil, a lap discharge coil having a sufficiently high no-load output voltage is used. It is conceivable that superimposed discharge is performed by superimposing the output voltage itself of the half cycle of the same cycle on the high voltage for ignition with the same polarity, but in this case, it is necessary to use a coil with a large number of turns as the superposed discharge power generation coil. Therefore, there is a problem that the space occupied by the overlapping discharge power generation coil in the magnet generator is increased, and the space for providing another power generation coil is reduced. Also, if the number of turns of the lap discharge coil is increased and the no-load output voltage is set high so that the lap discharge is performed when the engine is rotating at a low speed, the lap discharge coil is set at a time other than the ignition timing at high engine speed. The ignition voltage may be generated at the output voltage of
【0026】これに対し、本発明によれば、重ね放電用
発電コイルはオンオフ制御される昇圧用半導体スイッチ
により短絡電流が遮断された時に高い電圧を誘起するも
のであればよく、その無負荷電圧は低くてよいため、該
重ね放電用発電コイルは巻数が少ないコイルでよく、磁
石発電機のコイル巻回スペースを大きく犠牲にすること
なく設けることができる。また本発明による場合には、
点火時期以外の時期は重ね放電用発電コイルの一方の半
サイクルの出力電圧が半導体スイッチにより短絡される
ため、点火時期以外の時期に点火プラグに余分な電圧が
加わるのを防ぐことができ、点火時期以外の時期に点火
火花が発生するのを防ぐことができる。On the other hand, according to the present invention, the lapping discharge power generating coil only needs to induce a high voltage when the short-circuit current is cut off by the boosting semiconductor switch whose on / off control is performed. , The overlapping discharge power generation coil may be a coil having a small number of turns, and can be provided without greatly sacrificing the coil winding space of the magnet generator. In the case of the present invention,
At times other than the ignition timing, the output voltage of one half cycle of the lap discharge coil is short-circuited by the semiconductor switch, so that it is possible to prevent an extra voltage from being applied to the ignition plug at a time other than the ignition timing. It is possible to prevent ignition spark from being generated at a time other than the time.
【0027】[0027]
【発明の実施の形態】本発明に係わる内燃機関点火装置
の1気筒分の構成の一例を図1に示した。図1におい
て、1は内燃機関と同期回転するように設けられた磁石
発電機、2は機関の回転角度情報及び回転速度情報を与
える信号を発生する信号発電子、3は一次コイル3a及
び二次コイル3bを有する点火コイル、4は点火コイル
3の一次電流を制御する点火回路、5は点火制御部、6
は昇圧用半導体スイッチ、7は内燃機関のシリンダに取
り付けられた点火プラグである。DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS FIG. 1 shows an example of a configuration for one cylinder of an internal combustion engine ignition device according to the present invention. In FIG. 1, 1 is a magnet generator provided to rotate synchronously with an internal combustion engine, 2 is a signal generator for generating a signal for giving rotation angle information and rotation speed information of the engine, and 3 is a primary coil 3a and a secondary coil. An ignition coil having a coil 3b; 4, an ignition circuit for controlling the primary current of the ignition coil 3; 5, an ignition control unit;
Is a boosting semiconductor switch, and 7 is a spark plug attached to a cylinder of the internal combustion engine.
【0028】磁石発電機1は、機関のクランク軸に取り
付けられた磁石回転子1Aと、固定子1Bとからなって
いる。磁石回転子1Aは、鉄などの強磁性材料によりカ
ップ状に形成されたフライホイール100と、該フライ
ホイールの周壁部の内周に固定された永久磁石101と
からなっていて、フライホイール100の底壁部の中央
部に設けられたボス部102が図示しない内燃機関のク
ランク軸に取り付けられている。図示の例では、永久磁
石101が2極に着磁されて2極の磁石界磁が構成され
ている。The magnet generator 1 comprises a magnet rotor 1A attached to the crankshaft of the engine and a stator 1B. The magnet rotor 1A includes a flywheel 100 formed in a cup shape from a ferromagnetic material such as iron, and a permanent magnet 101 fixed to the inner periphery of the peripheral wall of the flywheel. A boss 102 provided at the center of the bottom wall is attached to a crankshaft of an internal combustion engine (not shown). In the illustrated example, the permanent magnet 101 is magnetized into two poles to form a two-pole magnet field.
【0029】固定子1Bは、磁石回転子1Aの内側に配
置されて、該回転子の磁極に対向させられる磁極部を有
する鉄心と、該鉄心に巻回された発電コイルW1 及びW
2 とからなっていて、内燃機関のケースなどに設けられ
た固定子取付け部に固定されている。発電コイルW1
は、点火エネルギ蓄積用コンデンサを充電するエキサイ
タコイルとして用いられるコイルで、機関の低速時にお
いても200〜300[V]の電圧を誘起するように、
比較的細いコイル導体を用いて十分に多くの巻数を有す
るように巻回されている。また発電コイルW2 は重ね放
電用発電コイルとして用いられるもので、エキサイタコ
イルよりも少ない巻数を有するように巻回されている。
この例では、磁石回転子1Aが2極に構成されているた
め、エキサイタコイルW1 及び重ね放電用発電コイルW
2 は機関の1回転当り1サイクルの交流電圧を出力す
る。The stator 1B is disposed inside the magnet rotor 1A, and has an iron core having a magnetic pole portion opposed to the magnetic pole of the rotor, and power generating coils W1 and W wound around the iron core.
2 and is fixed to a stator mounting portion provided in a case of an internal combustion engine or the like. Generating coil W1
Is a coil used as an exciter coil for charging an ignition energy storage capacitor, so as to induce a voltage of 200 to 300 [V] even at a low speed of the engine.
It is wound to have a sufficiently large number of turns using a relatively thin coil conductor. The power generation coil W2 is used as a lap discharge power generation coil, and is wound so as to have a smaller number of turns than the exciter coil.
In this example, since the magnet rotor 1A has two poles, the exciter coil W1 and the lap discharge electric power generation coil W
2 outputs one cycle of AC voltage per revolution of the engine.
【0030】フライホイール100の外周には該フライ
ホイールの周方向に伸びる円弧状の突起からなるリラク
タ103が形成され、リラクタ103が形成されたフラ
イホイールの外周に信号発電子2の鉄心の磁極部が対向
させられている。信号発電子2は、リラクタ103に対
向させられる磁極部を先端に有する鉄心と該鉄心に巻回
されたパルサコイルWp と、該鉄心に磁気結合された永
久磁石とを有する周知のもので、リラクタ103が信号
発電子の鉄心の磁極部に対向し始める際、及び該対向が
終了する際にそれぞれ生じる磁束の変化により、パルサ
コイルWp に極性が異なる第1のパルス信号Vp1及び第
2のパルス信号Vp2を誘起させる。信号発電子2とリラ
クタ103が設けられたフライホイール100とにより
信号発電機が構成されている。この信号発電機は、例え
ば点火位置の最大進角位置、または該最大進角位置より
も更に位相が進んだ位置に設定された基準位置で第1の
パルス信号Vp1を発生し、機関の上死点よりも僅かに進
んだ回転角度位置(機関の低速時の点火位置)で第2の
パルス信号Vp2を発生するように構成される。第1及び
第2のパルス信号Vp1及びVp2は、内燃機関の回転角度
情報及び回転速度情報を与える信号として点火制御部5
に与えられている。On the outer periphery of the flywheel 100, a reluctor 103 formed of an arc-shaped projection extending in the circumferential direction of the flywheel is formed. Are opposed to each other. The signal generator 2 has a well-known structure including an iron core having a magnetic pole portion at the tip thereof, the pulsar coil Wp wound around the iron core, and a permanent magnet magnetically coupled to the iron core. The first pulse signal Vp1 and the second pulse signal Vp2, which have different polarities, are applied to the pulsar coil Wp due to changes in magnetic flux generated when the signal starts to face the magnetic pole portion of the iron core of the signal emitting electron and when the facing ends. Induce. The signal generator 2 is composed of the signal generator 2 and the flywheel 100 provided with the reluctor 103. This signal generator generates a first pulse signal Vp1 at a reference position set at, for example, the maximum advance position of the ignition position or a position further advanced in phase from the maximum advance position, and the top dead center of the engine is generated. The second pulse signal Vp2 is generated at a rotation angle position slightly advanced from the point (ignition position at low speed of the engine). The first and second pulse signals Vp1 and Vp2 are used as signals for providing rotation angle information and rotation speed information of the internal combustion engine.
Has been given to.
【0031】点火回路4は、点火エネルギ蓄積用コンデ
ンサC1 と、放電用スイッチを構成するサイリスタTh
と、ダイオードD1 及びD2 とにより構成されている。
点火エネルギ蓄積用コンデンサC1 は、点火コイル3の
一次コイル3aの一端と接地間に接続され、サイリスタ
Th は、一次コイル3aの他端と接地間に、カソードを
接地側に向けた状態で接続されている。エキサイタコイ
ルW1 の一端は接地され、該エキサイタコイルの非接地
側端子がアノードを該エキサイタコイル側に向けたダイ
オードD1 を通してコンデンサC1 と一次コイル3aと
の接続点に接続されている。点火コイルの一次コイル3
aの両端には、サイリスタTh のアノード側にアノード
を向けたダイオードD2 が接続されている。The ignition circuit 4 includes an ignition energy storage capacitor C1 and a thyristor Th constituting a discharge switch.
And diodes D1 and D2.
The ignition energy storage capacitor C1 is connected between one end of the primary coil 3a of the ignition coil 3 and ground, and the thyristor Th is connected between the other end of the primary coil 3a and ground with the cathode facing the ground. ing. One end of the exciter coil W1 is grounded, and the non-ground side terminal of the exciter coil is connected to a connection point between the capacitor C1 and the primary coil 3a through a diode D1 whose anode is directed toward the exciter coil. Primary coil of ignition coil 3
A diode D2 whose anode is directed to the anode side of the thyristor Th is connected to both ends of a.
【0032】点火コイル3の二次コイル3bの一端は高
圧コードを通して点火プラグ7の非接地側端子に接続さ
れ、二次コイル3bの他端は重ね放電用発電コイルW2
の一端に接続されている。重ね放電用発電コイルW2 の
他端は接地され、二次コイル3bと重ね放電用発電コイ
ルW2 とが直列に接続されている。One end of a secondary coil 3b of the ignition coil 3 is connected to a non-ground side terminal of the ignition plug 7 through a high-voltage cord, and the other end of the secondary coil 3b is connected to a lap discharge power generation coil W2.
Is connected to one end. The other end of the lap discharge power generation coil W2 is grounded, and the secondary coil 3b and the lap discharge power generation coil W2 are connected in series.
【0033】重ね放電用発電コイルW2 は、内燃機関の
点火位置よりも進んだ位置で一方の半サイクルの出力電
圧を発生し、点火位置よりも遅れた位置で該一方の半サ
イクルの出力電圧を立ち下がらせるように設けられてい
る。The generating coil W2 for lap discharge generates an output voltage of one half cycle at a position advanced from the ignition position of the internal combustion engine, and generates an output voltage of one half cycle at a position delayed from the ignition position. It is provided to make it fall.
【0034】昇圧用半導体スイッチ6は、重ね放電用発
電コイルW2 の非接地側端子にアノードが接続されたダ
イオードD3 と、ダイオードD3 のカソードにコレクタ
が接続され、エミッタが接地されたIGBT(絶縁ゲー
ト形バイポーラトランジスタ) B1 とからなり、IG
BT B1 のゲートには、点火制御部5から制御信号V
g が与えられている。The boosting semiconductor switch 6 is composed of a diode D3 having an anode connected to the non-ground side terminal of the lap discharge power generating coil W2, an IGBT (insulated gate) having a collector connected to the cathode of the diode D3 and a grounded emitter. Type bipolar transistor) B1
The control signal V from the ignition control unit 5 is applied to the gate of BT B1.
g is given.
【0035】点火制御部5は、マイクロコンピュータを
備えていて、該マイクロコンピュータに所定のプログラ
ムを実行させることにより、内燃機関の点火位置で放電
用スイッチを構成するサイリスタTh に点火信号Vi を
与える点火位置制御手段と、昇圧用半導体スイッチ6を
構成するIGBTのゲートに制御信号Vg を与える昇圧
用スイッチ制御手段とを実現する。The ignition control unit 5 includes a microcomputer. The microcomputer executes a predetermined program to provide an ignition signal Vi to a thyristor Th constituting a discharge switch at an ignition position of the internal combustion engine. A position control means and a boost switch control means for providing a control signal Vg to the gate of the IGBT constituting the boost semiconductor switch 6 are realized.
【0036】点火位置制御手段は、例えば、信号発電子
2が発生する第1のパルサ信号Vp1と第2のパルス信号
Vp2との発生間隔から機関の回転速度を演算する回転速
度演算手段と、演算された回転速度における点火位置を
マップまたは演算式を用いて演算する点火位置演算手段
と、演算された点火位置が検出された時に点火信号Vi
を発生する点火信号発生手段とにより構成される。点火
位置演算手段は、例えば、内燃機関が基準位置(第1の
パルス信号Vp1の発生位置)から点火位置まで回転する
間にマイクロコンピュータ内のタイマに計数させるクロ
ックパルスの計数値の形で各回転速度における点火位置
を演算する。点火信号発生手段は、第1のパルス信号が
発生したことが検出された時に上記点火位置を計測する
ための計数値をタイマにセットして該計数値の計数を開
始させ、タイマがセットされた計数値の計数を終了した
時に点火信号を発生させる。The ignition position control means includes, for example, a rotation speed calculation means for calculating the rotation speed of the engine from an interval between the first pulser signal Vp1 and the second pulse signal Vp2 generated by the signal emission 2, and an arithmetic operation. Ignition position calculating means for calculating the ignition position at the calculated rotation speed using a map or an arithmetic expression; and an ignition signal Vi when the calculated ignition position is detected.
And ignition signal generating means for generating The ignition position calculating means is configured to control each rotation in the form of a count value of a clock pulse to be counted by a timer in the microcomputer while the internal combustion engine rotates from the reference position (the position where the first pulse signal Vp1 is generated) to the ignition position. Calculate the ignition position at speed. When it is detected that the first pulse signal has been generated, the ignition signal generation means sets a count value for measuring the ignition position in a timer, starts counting the count value, and sets the timer. When the counting of the count value is completed, an ignition signal is generated.
【0037】なお内燃機関の点火位置で点火信号を発生
する点火位置制御手段は上記の構成に限られるものでは
ない。例えば、内燃機関が微小回転角度回転するごとに
パルス信号を発生するエンコーダを設けて、該エンコー
ダの出力パルスを計数することにより演算された点火位
置を検出する場合もある。またマイクロコンピュータを
用いることなく、ハードウェア回路のみを用いて点火信
号を発生させる場合もある。The ignition position control means for generating an ignition signal at the ignition position of the internal combustion engine is not limited to the above configuration. For example, there is a case where an encoder that generates a pulse signal every time the internal combustion engine rotates by a small rotation angle is provided, and an ignition position calculated by counting output pulses of the encoder is detected. In some cases, an ignition signal is generated using only a hardware circuit without using a microcomputer.
【0038】昇圧用半導体スイッチ6を構成するIGB
T B1 を制御する制御信号Vg は、点火位置よりも位
相が進んだ回転角度位置から点火位置まで高レベルの状
態を維持した後、点火位置で零レベルに低下し、その零
レベルの状態を一定時間継続した後高レベルになる信号
である。昇圧用半導体スイッチ6は、この制御信号Vg
により、重ね放電用発電コイルW2 の一方の半サイクル
の出力電圧が立ち上がった時に導通状態になり、点火位
置で遮断状態になるように制御される。IGB constituting the boosting semiconductor switch 6
The control signal Vg for controlling T B1 is maintained at a high level from the rotation angle position where the phase is advanced from the ignition position to the ignition position, then drops to zero level at the ignition position, and the zero level state is kept constant. It is a signal that goes high after a period of time. The boosting semiconductor switch 6 receives the control signal Vg
Thus, when the output voltage of one half cycle of the overlapping discharge power generation coil W2 rises, it is turned on, and is controlled to be cut off at the ignition position.
【0039】点火位置で昇圧用半導体スイッチ6が遮断
状態になると、それまで重ね放電用発電コイルW2 に流
れていた短絡電流が遮断されるため、該発電コイルW2
に高い重ね放電用電圧V2hが誘起する。図1の点火装置
では、この重ね放電用電圧V2hが点火コイルの二次コイ
ル3bに誘起する点火用高電圧Vh に同極性で重畳され
るように極性を合わせた状態で、重ね放電用発電コイル
W2 と二次コイル3bとが直列に接続されている。重ね
放電用電圧V2hは例えば1000〜1500[V]程度
に設定しておく。When the step-up semiconductor switch 6 is turned off at the ignition position, the short-circuit current that has been flowing through the power generation coil W2 for lap discharge is cut off, and the power generation coil W2 is turned off.
, A high overlapping discharge voltage V2h is induced. In the ignition device shown in FIG. 1, the overlapping discharge power generation coil is set in such a state that the overlapping discharge voltage V2h is superposed with the same polarity so as to be superimposed with the same polarity on the ignition high voltage Vh induced in the secondary coil 3b of the ignition coil. W2 and the secondary coil 3b are connected in series. The overlapping discharge voltage V2h is set to, for example, about 1000 to 1500 [V].
【0040】図1に示した内燃機関点火装置において、
エキサイタコイルW1 は、機関が1回転する間に1サイ
クルの交流電圧V1 を出力する。このエキサイタコイル
W1の一方の半サイクルの出力電圧により、ダイオード
D1 を通してコンデンサC1が図示の極性に充電され
る。図2(A)に示したように、内燃機関の点火位置θ
i において点火信号Vi が発生すると、サイリスタTh
が導通するため、コンデンサC1 の電荷がサイリスタT
h と点火コイルの一次コイル3aとを通して放電する。
この放電により点火コイル3の二次コイル3bに点火用
高電圧Vh が誘起する。また昇圧用半導体スイッチ6の
IGBT B1 のゲートには、図2(B)に示すよう
に、点火位置θi で点火信号が発生したときに零レベル
になって、その零レベルの状態を一定時間保持した後、
高レベルに復帰する波形の制御信号Vg が与えられる。
そのため、IGBT B1 は、重ね放電用発電コイルW
2 が一方の半サイクル(図2Cの例では正の半サイク
ル)の出力電圧を発生したときに導通して該発電コイル
W2 に短絡電流を流し、点火位置で遮断状態になって該
短絡電流を遮断する。点火位置で重ね放電用発電コイル
W2 の短絡電流が遮断されると、該発電コイルW2 に高
い重ね放電用電圧V2hが誘起し、この重ね放電用電圧V
2hと点火用高電圧Vh とが同極性で重畳されて点火プラ
グ7に印加される。これにより点火プラグ7に火花放電
が生じ、図2(D)に示すように放電電流i2 が流れて
機関が点火される。重ね放電用電圧V2hは、電流遮断形
の点火装置においてコイルを流れる電流を遮断したとき
に得られる電圧と同様に持続時間が長い電圧であるた
め、上記のように、重ね放電用電圧V2hを点火用高電圧
Vh に同極性で重畳して点火プラグに印加するようにす
ると、点火用高電圧Vh が消滅した後も放電を持続させ
て、継続時間が長い点火火花を得ることができる。In the internal combustion engine ignition device shown in FIG.
The exciter coil W1 outputs one cycle of the AC voltage V1 during one revolution of the engine. The output voltage of one half cycle of the exciter coil W1 charges the capacitor C1 through the diode D1 to the polarity shown. As shown in FIG. 2A, the ignition position θ of the internal combustion engine
i, when the ignition signal Vi is generated, the thyristor Th
Is conducted, the electric charge of the capacitor C1 is changed to the thyristor T
h and discharge through the primary coil 3a of the ignition coil.
This discharge induces a high ignition voltage Vh in the secondary coil 3b of the ignition coil 3. As shown in FIG. 2B, the gate of the IGBT B1 of the boosting semiconductor switch 6 becomes a zero level when an ignition signal is generated at the ignition position θi, and the state of the zero level is maintained for a certain period of time. After doing
A control signal Vg having a waveform returning to a high level is applied.
Therefore, the IGBT B1 is provided with the lap discharge power generation coil W
2 generates an output voltage of one half cycle (positive half cycle in the example of FIG. 2C) and conducts to cause a short-circuit current to flow to the power generation coil W2. Cut off. When the short-circuit current of the overlapping discharge generating coil W2 is cut off at the ignition position, a high overlapping discharging voltage V2h is induced in the generating coil W2, and this overlapping discharging voltage V2
2h and the ignition high voltage Vh are superposed with the same polarity and applied to the ignition plug 7. As a result, a spark discharge is generated in the spark plug 7, and a discharge current i2 flows as shown in FIG. The overlap discharge voltage V2h is a voltage having a long duration like the voltage obtained when the current flowing through the coil is interrupted in the current interruption type ignition device, so that the overlap discharge voltage V2h is ignited as described above. When the high voltage for ignition is superimposed on the high voltage Vh with the same polarity and applied to the ignition plug, the discharge is continued even after the high voltage for ignition Vh disappears, and an ignition spark having a long duration can be obtained.
【0041】磁石発電機の場合、短絡電流は発電機の回
転数の影響を大きく受けないため、短絡電流を遮断した
際に誘起する電圧は機関の回転速度の如何に係わりなく
ほぼ一定とすることができ、機関の低速時から高速時ま
で重ね放電を生じさせることができる。In the case of a magnet generator, since the short-circuit current is not greatly affected by the number of revolutions of the generator, the voltage induced when the short-circuit current is interrupted should be substantially constant irrespective of the engine speed. And an overlapping discharge can be generated from a low speed to a high speed of the engine.
【0042】図1の点火装置において、制御信号Vg を
零レベルにする期間は、重ね放電用発電コイルW2 に誘
起させる重ね放電用電圧の持続時間よりも十分に長く設
定しておく。また制御信号Vg は、例えば重ね放電用発
電コイルが一方の半サイクルの電圧を出力する位置より
も進んだ位置で高レベルになるようにしておく。In the ignition device shown in FIG. 1, the period during which the control signal Vg is set to zero level is set to be sufficiently longer than the duration of the lap discharge voltage induced in the lap discharge power generation coil W2. Further, the control signal Vg is set to a high level at a position advanced from a position at which the overlap discharge power generation coil outputs a voltage of one half cycle, for example.
【0043】このように、本発明によれば、点火位置で
点火プラグに持続時間が長い火花放電を生じさせること
ができるため、機関のシリンダ内の混合気が希薄混合気
である場合でも、その燃焼を良好に行わせることができ
る。As described above, according to the present invention, a spark discharge having a long duration can be generated in the ignition plug at the ignition position, so that even when the mixture in the cylinder of the engine is a lean mixture, Combustion can be favorably performed.
【0044】また点火プラグ2の電極にカーボンが付着
して、該電極間でリークが生じる状態になったときに
は、重ね放電用発電コイルW2 に誘起する持続時間が長
い高電圧により点火プラグ2の電極間を通して大きなリ
ーク電流を流して電極に付着したカーボンを焼き切るこ
とができるため、点火プラグの電極を正常な状態に回復
させることができる。When carbon adheres to the electrode of the ignition plug 2 and a leak occurs between the electrodes, the voltage of the electrode of the ignition plug 2 is increased by the high voltage having a long duration induced in the power generation coil W2 for lap discharge. Since a large leak current flows through the gap to burn off the carbon adhered to the electrode, the electrode of the spark plug can be restored to a normal state.
【0045】上記のように構成すると、重ね放電用発電
コイルは、点火動作が行われる際にのみ高い重ね放電用
電圧を発生するため、重ね放電用発電コイルの出力で点
火プラグに火花が生じるのを防ぐことができる。With the above configuration, the lap discharge power generating coil generates a high lap discharge voltage only when the ignition operation is performed. Therefore, a spark is generated in the ignition plug by the output of the lap discharge power generating coil. Can be prevented.
【0046】上記の例では、点火エネルギ蓄積用コンデ
ンサC1 を点火コイルの一次コイル3aの一端と接地間
に接続したが、点火コイルの一次側の回路の構成は上記
した例に限定されない。例えば、図1において、コンデ
ンサC1 を一次コイル3aの一端とダイオードD1 のカ
ソードとの間に接続するとともに、一次コイル3aの他
端を接地し、コンデンサC1 とダイオードD1 との接続
点と接地間にサイリスタTh を接続するようにした周知
の回路を用いることもできる。この場合、ダイオードD
2 はそのカソードを接地側に向けた状態で一次コイル3
aに並列接続する。In the above example, the ignition energy storage capacitor C1 is connected between one end of the primary coil 3a of the ignition coil and the ground, but the configuration of the circuit on the primary side of the ignition coil is not limited to the above example. For example, in FIG. 1, the capacitor C1 is connected between one end of the primary coil 3a and the cathode of the diode D1, and the other end of the primary coil 3a is grounded, and between the connection point of the capacitor C1 and the diode D1 and ground. A well-known circuit for connecting the thyristor Th can also be used. In this case, the diode D
2 is the primary coil 3 with its cathode facing the ground side.
a in parallel.
【0047】上記の例では、磁石発電機が2極に構成さ
れているが、更に多極の磁石発電機を用いる場合にも本
発明を適用することができるのはもちろんである。In the above example, the magnet generator has two poles. However, the present invention can be applied to a case where a multi-pole magnet generator is used.
【0048】上記の例では、点火位置で昇圧用半導体ス
イッチ6を遮断状態にするようにしたが、点火位置より
も僅かに遅れた位置で該半導体スイッチ6を遮断状態に
するように制御してもよい。In the above example, the boosting semiconductor switch 6 is turned off at the ignition position. However, the semiconductor switch 6 is turned off at a position slightly later than the ignition position. Is also good.
【0049】図1に示した例では、エキサイタコイルW
1 を1つだけ設けているが、機関の低速時に高い電圧を
発生する巻数が多い低速用のエキサイタコイルと、機関
の高速時に高い電圧を発生する高速用のエキサイタコイ
ルとの双方を設けて、両エキサイタコイルの出力で点火
エネルギ蓄積用コンデンサC1 を充電する回路を採用す
る場合にも本発明を適用することができる。In the example shown in FIG. 1, the exciter coil W
Although only one is provided, both a low-speed exciter coil that generates a high voltage at a high speed of the engine and a high-speed exciter coil that generates a high voltage at a high speed of the engine are provided. The present invention can be applied to a case where a circuit for charging the ignition energy storage capacitor C1 with the outputs of both exciter coils is employed.
【0050】図1に示した例では、重ね放電用半導体ス
イッチ6を構成するスイッチ素子としてIGBTを用い
たが、このスイッチ素子はオンオフ制御が可能なもので
あればよく、バイポーラトランジスタやMOSFETな
どの他のスイッチ素子を用いてもよい。In the example shown in FIG. 1, an IGBT is used as a switch element constituting the semiconductor switch 6 for lap discharge. However, the switch element may be any switch element that can be turned on and off, and may be a bipolar transistor or MOSFET. Other switch elements may be used.
【0051】[0051]
【発明の効果】以上のように、本発明によれば、点火プ
ラグにカーボンが付着した場合にカーボンを焼き切って
点火プラグを正常な状態に回復させることができるだけ
でなく、火花放電の持続時間を長くして希薄混合気の燃
焼をも良好に行わせることができるため、着火ミスが生
じる確率を少なくして排気ガス中の有害物質を減少させ
ることができ、排気ガスの浄化を図ることができる利点
がある。As described above, according to the present invention, when carbon adheres to the spark plug, not only can the carbon be burned off to restore the spark plug to a normal state, but also the duration of the spark discharge can be reduced. , The combustion of a lean mixture can also be performed satisfactorily, so that the probability of occurrence of an ignition mistake can be reduced, the harmful substances in the exhaust gas can be reduced, and the exhaust gas can be purified. There are advantages that can be done.
【0052】また本発明によれば、点火動作が行われる
際にのみ重ね放電用発電コイルから高い重ね放電用電圧
を発生させるので、点火動作が行われない期間に点火プ
ラグに無用の高電圧が印加されるのを防ぐことができ、
正規の点火位置以外の位置で点火プラグに無用の火花が
生じるのを防ぐことができる。Further, according to the present invention, since a high overlapping discharge voltage is generated from the overlapping discharge generating coil only when the ignition operation is performed, an unnecessary high voltage is applied to the ignition plug during the period when the ignition operation is not performed. Can be prevented from being applied
Unnecessary sparks can be prevented from being generated in the spark plug at positions other than the regular ignition position.
【図1】本発明に係わる内燃機関点火装置の構成例を示
した回路図である。FIG. 1 is a circuit diagram showing a configuration example of an internal combustion engine ignition device according to the present invention.
【図2】図1の各部の電圧波形と信号波形とを示した波
形図である。FIG. 2 is a waveform diagram showing a voltage waveform and a signal waveform of each part in FIG.
1 磁石発電機 3 点火コイル 5 点火制御部 6 昇圧用半導体スイッチ W1 エキサイタコイル W2 重ね放電用発電コイル C1 点火エネルギ蓄積用コンデンサ Th サイリスタ(放電用スイッチ) D1 ダイオード DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Magnet generator 3 Ignition coil 5 Ignition controller 6 Boosting semiconductor switch W1 Exciter coil W2 Overlap discharge generation coil C1 Ignition energy storage capacitor Th Thyristor (discharge switch) D1 Diode
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) F02P 1/08 F02P 3/00 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on the front page (58) Field surveyed (Int.Cl. 7 , DB name) F02P 1/08 F02P 3/00
Claims (1)
た磁石発電機と、点火コイルと、該点火コイルの一次側
に設けられて前記磁石発電機内に設けられたエキサイタ
コイルの出力電圧で一方の極性に充電される点火エネル
ギ−蓄積用コンデンサと、点火信号が与えられた時に導
通して前記点火エネルギー蓄積用コンデンサに蓄積され
た電荷を前記点火コイルの一次コイルを通して放電させ
るように設けられた放電用スイッチと、内燃機関の点火
位置で前記放電用スイッチに点火信号を与える点火位置
制御手段とを備えて、前記点火エネルギ蓄積用コンデン
サに蓄積された電荷の放電により前記点火コイルの二次
コイルに点火用高電圧を誘起させるコンデンサ放電式の
内燃機関点火装置において、 前記内燃機関の点火位置よりも位相が進んだ回転角度位
置で一方の半サイクルの出力電圧を発生する重ね放電用
発電コイルが、前記磁石発電機内にエキサイタコイルと
別個に設けられ、 前記重ね放電用発電コイルの一方の半サイクルの出力電
圧が立ち上がった時に導通状態になり、前記点火位置ま
たは該点火位置よりも僅かに遅れた回転角度位置で遮断
状態になるように制御される昇圧用半導体スイッチが前
記重ね放電用発電コイルに対して並列に接続され、 前記昇圧用半導体スイッチが遮断状態になった時に前記
重ね放電用発電コイルに誘起する電圧と前記点火用高電
圧とを同じ極性で重畳した電圧が点火装置の出力電圧と
して出力されるように前記重ね放電用発電コイルと点火
コイルの二次コイルとが接続されていることを特徴とす
る内燃機関点火装置。An output voltage of a magnet generator provided to rotate synchronously with an internal combustion engine, an ignition coil, and one of output voltages of an exciter coil provided on the primary side of the ignition coil and provided in the magnet generator. An ignition energy storage capacitor charged to the polarity of the ignition coil, and provided so as to conduct when an ignition signal is given, and discharge the electric charge stored in the ignition energy storage capacitor through the primary coil of the ignition coil. A discharge switch, and ignition position control means for giving an ignition signal to the discharge switch at an ignition position of the internal combustion engine, wherein the secondary coil of the ignition coil is discharged by discharging electric charges stored in the ignition energy storage capacitor. In the capacitor discharge type internal combustion engine ignition device for inducing a high voltage for ignition, the phase is advanced from the ignition position of the internal combustion engine. A lap discharge coil for generating an output voltage of one half cycle at the turning angle position is provided separately from the exciter coil in the magnet generator, and the output voltage of one half cycle of the lap discharge coil rises A boosting semiconductor switch which is controlled to be in a conductive state when turned on and is turned off at the ignition position or at a rotation angle position slightly delayed from the ignition position is connected in parallel to the lap discharge coil. A voltage obtained by superimposing a voltage induced on the power generation coil for lap discharge and the high voltage for ignition with the same polarity when the boosting semiconductor switch is turned off is output as an output voltage of the ignition device. An ignition device for an internal combustion engine, wherein the power generation coil for lap discharge and a secondary coil of an ignition coil are connected.
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