JP3538742B2 - Electric spark igniter - Google Patents

Electric spark igniter

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JP3538742B2 JP19639995A JP19639995A JP3538742B2 JP 3538742 B2 JP3538742 B2 JP 3538742B2 JP 19639995 A JP19639995 A JP 19639995A JP 19639995 A JP19639995 A JP 19639995A JP 3538742 B2 JP3538742 B2 JP 3538742B2
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  • Ignition Installations For Internal Combustion Engines (AREA)

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】本発明は例えば偶数気筒のガ
ソリンエンジンの点火をするための電気火花点火装置、
特にそのイグニッションコイルの駆動回路に関するもの
である。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an electric spark igniter for igniting, for example, an even-cylinder gasoline engine.
In particular, the present invention relates to a drive circuit for the ignition coil.

【0002】[0002]

【従来の技術】二気筒を同時に点火させる従来の偶数気
筒ガソリンエンジン用の電気火花点火装置は、イグニッ
ションコイルの一次巻線の一方の端子に電源が接続さ
れ、他方の端子にイグニッションコイルの駆動回路が接
続され、また二次巻線には両端に点火プラグがそれぞれ
接続されている。イグニッションコイルの一次巻線に供
給される電流を制御して、二次巻線に高電圧を発生さ
せ、点火プラグに火花を発生させて点火していた。
2. Description of the Related Art A conventional electric spark igniter for an even-cylinder gasoline engine for igniting two cylinders simultaneously has a power supply connected to one terminal of a primary winding of an ignition coil and a drive circuit for an ignition coil connected to the other terminal. Are connected to the secondary winding, and spark plugs are connected to both ends of the secondary winding. By controlling the current supplied to the primary winding of the ignition coil, a high voltage is generated in the secondary winding, and a spark is generated in the spark plug to ignite.

【0003】[0003]

【発明が解決しようとする課題】しかし、このような電
気火花点火装置ではイグニッションコイルには常に一方
向からの電流しか流れなかったので、片方の点火プラグ
には正の電圧、もう片方の点火プラグには負の電圧しか
印加されず、負の電圧を印加した方が良好な火花を発生
できることから、良好に点火できるのは常に負の電圧を
印加した点火プラグだけであった。
However, in such an electric spark igniter, since only a current from one direction always flows through the ignition coil, one ignition plug has a positive voltage and the other has a positive voltage. Since only a negative voltage is applied to the spark plug and a better spark can be generated by applying the negative voltage, only the spark plug to which the negative voltage is applied can always satisfactorily ignite.

【0004】そこで、両方の点火プラグに良好な火花を
発生できる電気火花点火装置の実現が望まれていた。
Therefore, it has been desired to realize an electric spark igniter capable of generating a good spark in both spark plugs.

【0005】[0005]

【課題を解決するための手段】本発明に係る電気火花点
火装置は、第1のスイッチ手段と、第2のスイッチ手段
と、第1のスイッチ手段と直列に接続された第3のスイ
ッチ手段と、第2のスイッチ手段と直列に接続された第
4のスイッチ手段と、第1のスイッチ手段と第3のスイ
ッチ手段との接続点と、第2のスイッチ手段と第4のス
イッチ手段との接続点との間に、一次巻線が接続された
イグニッションコイルと、第1のスイッチ手段とイグニ
ッションコイルの一次巻線との間、及び第2のスイッチ
手段とイグニッションコイルの一次巻線との間にそれぞ
れイグニッションコイル側をカソードにして挿入された
ダイオードと、イグニッションコイルの二次巻線の両端
に接続された二組の点火プラグとを備えている。そし
て、第1のスイッチ手段、第2のスイッチ手段、第3の
スイッチ手段、及び第4のスイッチ手段はそれぞれトラ
ンジスタから構成され、さらに第1のスイッチ手段及び
第4のスイッチ手段と、第2のスイッチ手段及び第3の
スイッチ手段とを交互に閉成させ、イグニッションコイ
ルの一次巻線に双方向に電流を供給して二次巻線に双方
向の起電力を発生させ、二組の点火プラグに交互に火花
を発生させる。
An electric spark igniter according to the present invention comprises a first switch, a second switch, and a third switch connected in series with the first switch. A fourth switch connected in series with the second switch, a connection point between the first switch and the third switch, and a connection between the second switch and the fourth switch. An ignition coil to which a primary winding is connected between the first switch means and an ignition coil;
Between the primary winding of the suspension coil and the second switch
Between the means and the primary winding of the ignition coil
Inserted with the ignition coil side as cathode
It has a diode and two sets of spark plugs connected to both ends of the secondary winding of the ignition coil. Then, the first switch means, the second switch means, the third
The switch means and the fourth switch means are
Consists Njisuta further first switch means and the fourth switching means, and a second switching means and the third switching means is closed alternately, a bidirectional current to the primary winding of the ignition coil The spark plug is supplied to generate a bidirectional electromotive force in the secondary winding, thereby generating sparks alternately in the two sets of spark plugs.

【0006】[0006]

【発明の実施の形態】図1は本発明の実施の形態の一例
に係る電気火花点火装置の回路図である。1はイグニッ
ションコイル駆動回路(イグナイタ)であり、2は電圧
VBの電源、3はイグニッションコイルである。P1及
びP2は点火プラグであり、点火プラグP1及び点火プ
ラグP2のそれぞれの一端は、イグニッションコイル3
の二次巻線側の両端にそれぞれ接続されている。またそ
れぞれの別の一端は接地されている。
FIG. 1 is a circuit diagram of an electric spark igniter according to an embodiment of the present invention. Reference numeral 1 denotes an ignition coil drive circuit (igniter), 2 denotes a power supply of a voltage VB, and 3 denotes an ignition coil. P1 and P2 are ignition plugs. One end of each of the ignition plugs P1 and P2 is connected to an ignition coil 3
Are connected to both ends on the secondary winding side. Each other end is grounded.

【0007】イグニッションコイル駆動回路1は、トラ
ンジスタQ1、トランジスタQ2、トランジスタQ3及
びトランジスタQ4、並びにダイオードD1及びダイオ
ードD2で構成されている。トランジスタQ1及びトラ
ンジスタQ2はPNP形パワートランジスタ、またトラ
ンジスタQ3及びトランジスタQ4はNPN形パワート
ランジスタである。トランジスタQ1、トランジスタQ
2、トランジスタQ3、及びトランジスタQ4のベース
はそれぞれ入力端子IN1、入力端子IN2、入力端子
IN3、及び入力端子IN4に接続されている。トラン
ジスタQ1及びトランジスタQ2のコレクタはそれぞれ
ダイオードD1及びダイオードD2のアノードに、また
トランジスタQ3のコレクタは、ダイオードD1のカソ
ードとイグニッションコイル3の一次巻線側の一端に、
トランジスタQ4のコレクタはダイオードD2のカソー
ドとイグニッションコイル3の一次巻線側のトランジス
タQ3が接続されている方とは別の一端に接続されてい
る。またトランジスタQ1及びトランジスタQ2のエミ
ッタは電源2にそれぞれ接続され、トランジスタQ3及
びトランジスタQ4のエミッタはそれぞれ接地されてい
る。
[0007] The ignition coil drive circuit 1 includes a transistor Q1, a transistor Q2, a transistor Q3 and a transistor Q4, and a diode D1 and a diode D2. The transistors Q1 and Q2 are PNP power transistors, and the transistors Q3 and Q4 are NPN power transistors. Transistor Q1, Transistor Q
2, the bases of the transistor Q3 and the transistor Q4 are connected to the input terminal IN1, the input terminal IN2, the input terminal IN3 and the input terminal IN4, respectively. The collectors of the transistors Q1 and Q2 are respectively connected to the anodes of the diodes D1 and D2. The collector of the transistor Q3 is connected to the cathode of the diode D1 and one end of the ignition coil 3 on the primary winding side.
The collector of the transistor Q4 is connected to another end of the transistor Q3 connected to the cathode of the diode D2 and the transistor Q3 on the primary winding side of the ignition coil 3. The emitters of the transistors Q1 and Q2 are connected to the power supply 2, respectively, and the emitters of the transistors Q3 and Q4 are grounded.

【0008】上記のように、トランジスタQ1、トラン
ジスタQ2、トランジスタQ3、及びトランジスタQ4
をこのように接続した回路は、通常モータの正、逆転駆
動に用いられているHブリッジ回路と呼ばれているもの
である。本実施形態はHブリッジ回路を電流を切り換え
るために使用し、ダイオードD1及びダイオードD2を
加えることで、トランジスタQ1及びトランジスタQ2
を保護し、イグニッションコイル3に大きな起電力を得
るようにしたものである。
As described above, the transistors Q1, Q2, Q3, and Q4
Is connected in this way, and is generally called an H-bridge circuit used for forward and reverse rotation driving of the motor. This embodiment uses an H-bridge circuit to switch the current, and by adding a diode D1 and a diode D2, the transistors Q1 and Q2
And a large electromotive force is obtained in the ignition coil 3.

【0009】まず、入力端子IN1と入力端子IN4
に、駆動するための制御電圧を印加し、対応するトラン
ジスタQ1とトランジスタQ4をONさせる。この時、
入力端子IN2と入力端子IN3には制御電圧を印加し
ないので、トランジスタQ2とトランジスタQ3はOF
Fの状態である。トランジスタQ1とトランジスタQ4
をONすると、トランジスタQ1及びトランジスタQ4
にコレクタ電流が流れ、その電流はトランジスタQ1か
らダイオードD1、またイグニッションコイル3を通っ
てトランジスタQ4の方向に流れる。トランジスタQ1
よりトランジスタQ4をわずかだけはやくOFFする
と、イグニッションコイル3の一次巻線に流れている電
流がトランジスタQ2方向に流れ込もうとするが、ダイ
オードD2は電流の向きが逆方向であるのでそのような
電流の流れ込みを阻止する。従ってイグニッションコイ
ル3の一次巻線に流れる電流が急激に変化するので、イ
グニッションコイル3の二次巻線に接続されている点火
プラグP1に負の高電圧、また点火プラグP2に正の高
電圧が印加し、点火プラグP1及びP2に火花を発生さ
せる。
First, an input terminal IN1 and an input terminal IN4
Then, a control voltage for driving is applied to turn on the corresponding transistors Q1 and Q4. At this time,
Since no control voltage is applied to the input terminals IN2 and IN3, the transistors Q2 and Q3 are turned off.
This is the state of F. Transistor Q1 and transistor Q4
Is turned on, the transistors Q1 and Q4
, A collector current flows from the transistor Q1 to the transistor D4 through the diode D1 and the ignition coil 3. Transistor Q1
When the transistor Q4 is turned off slightly more quickly, the current flowing in the primary winding of the ignition coil 3 attempts to flow in the direction of the transistor Q2, but the diode D2 has such a current because the direction of the current is reverse. To stop the inflow. Therefore, since the current flowing through the primary winding of the ignition coil 3 changes rapidly, a negative high voltage is applied to the ignition plug P1 connected to the secondary winding of the ignition coil 3, and a positive high voltage is applied to the ignition plug P2. To generate sparks at the spark plugs P1 and P2.

【0010】次に、入力端子IN2と入力端子IN3
に、駆動するための制御電圧を印加し、対応するトラン
ジスタQ2とトランジスタQ3をONさせる。この時、
入力端子IN1と入力端子IN4には制御電圧を印加し
ないので、トランジスタQ1とトランジスタQ4はOF
Fの状態である。トランジスタQ2とトランジスタQ3
をONすると、トランジスタQ2及びトランジスタQ3
にコレクタ電流が流れ、その電流はトランジスタQ2か
らダイオードD2、またイグニッションコイル3を通っ
てトランジスタQ3の方向に流れる。トランジスタQ2
よりトランジスタQ3をわずかだけはやくOFFする
と、一次巻線に流れている電流がトランジスタQ1方向
に流れ込もうとするが、ダイオードD1は電流の向きが
逆方向であるのでそのような電流の流れ込みを阻止す
る。従って一次巻線に流れる電流が急激に変化するの
で、二次巻線に上記とは逆方向の高電圧が発生し、接続
されている点火プラグP2に負の高電圧、また点火プラ
グP1に正の高電圧が印加し、点火プラグP1及びP2
に火花を発生させる。
Next, the input terminal IN2 and the input terminal IN3
Then, a control voltage for driving is applied to turn on the corresponding transistors Q2 and Q3. At this time,
Since no control voltage is applied to the input terminals IN1 and IN4, the transistors Q1 and Q4 are turned off.
This is the state of F. Transistor Q2 and transistor Q3
Is turned on, the transistors Q2 and Q3
, A collector current flows from the transistor Q2 to the transistor D3 through the diode D2 and the ignition coil 3. Transistor Q2
If the transistor Q3 is turned off slightly more quickly, the current flowing through the primary winding tries to flow in the direction of the transistor Q1, but the diode D1 prevents the current from flowing because the direction of the current is reversed. I do. Therefore, the current flowing through the primary winding changes abruptly, so that a high voltage in the opposite direction is generated in the secondary winding, and a negative high voltage is applied to the connected ignition plug P2 and a positive voltage is applied to the ignition plug P1. Is applied, and the spark plugs P1 and P2
Generates sparks.

【0011】上記のようなトランジスタQ1及びトラン
ジスタQ4、並びにトランジスタQ2及びトランジスタ
Q3のON又はOFFの動作を交互に繰り返していくこ
とで、点火プラグP1と点火プラグP2に交互に負の高
電圧を印加し、両方の点火プラグに点火に良好な火花を
発生させる。
By repeatedly turning on or off the transistors Q1 and Q4 and the transistors Q2 and Q3 as described above, a negative high voltage is alternately applied to the ignition plugs P1 and P2. Then, both spark plugs generate a good spark for ignition.

【0012】なお、トランジスタQ1又はトランジスタ
Q2にコレクタ側から電流が流れ込むのを阻止し、トラ
ンジスタQ1又はトランジスタQ2を破壊するのを防い
だり、その際にイグニッションコイル3により大きな起
電力を発生させるために、ダイオードD1及びダイオー
ドD2は、トランジスタQ3及びトランジスタQ4のコ
レクタ−エミッタ間耐圧よりも高い耐圧となっている。
In order to prevent a current from flowing into the transistor Q1 or the transistor Q2 from the collector side, to prevent the transistor Q1 or the transistor Q2 from being destroyed, and to generate a large electromotive force by the ignition coil 3 at that time. , The diode D1 and the diode D2 have a breakdown voltage higher than the breakdown voltage between the collector and the emitter of the transistor Q3 and the transistor Q4.

【0013】上記のように構成された電気火花点火装置
においては、トランジスタQ1及びトランジスタQ4、
またトランジスタQ2及びトランジスタQ3がON又は
OFFすることでイグニッションコイル3の一次巻線に
流れる電流の向きを双方向にできるようになり、二次巻
線に発生する起電力の向きも双方向にできる。また、ダ
イオードがD1及びダイオードD2がそれぞれトランジ
スタQ1及びトランジスタQ2のコレクタ側に流れ込む
電流を阻止することにより、トランジスタQ1及びトラ
ンジスタQ2が保護され、且つイグニッションコイル3
の二次巻線に高い起電力が発生する。このため、点火プ
ラグP1及び点火プラグP2に交互に負の高電圧が印加
され、どちらの点火プラグにも点火に良好な火花を発生
させ、点火を得ることができるようになる。
In the electric spark ignition device configured as described above, the transistor Q1 and the transistor Q4,
When the transistor Q2 and the transistor Q3 are turned ON or OFF, the direction of the current flowing through the primary winding of the ignition coil 3 can be made bidirectional, and the direction of the electromotive force generated in the secondary winding can be made bidirectional. . In addition, the diodes D1 and D2 prevent the currents flowing into the collectors of the transistors Q1 and Q2, respectively, so that the transistors Q1 and Q2 are protected and the ignition coil 3
, A high electromotive force is generated in the secondary winding. For this reason, a negative high voltage is alternately applied to the ignition plugs P1 and P2, so that a good spark is generated in both ignition plugs and ignition can be obtained.

【0014】上記の実施の形態では、バイポーラトラン
ジスタによるイグニッションコイル駆動回路を示した
が、本発明ではこれに限定されることなくMOSFET
等の半導体スイッチを用いて回路を構成してもよい。
In the above embodiment, the ignition coil drive circuit using bipolar transistors has been described. However, the present invention is not limited to this.
The circuit may be configured by using a semiconductor switch such as.

【0015】また、上記の実施の形態ではトランジスタ
Q3及びトランジスタQ4を先にOFFしたが、トラン
ジスタQ1及びトランジスタQ2を、トランジスタQ3
及びトランジスタQ4と同時にOFFするようにしても
よい。
In the above embodiment, the transistors Q3 and Q4 are turned off first, but the transistors Q1 and Q2 are
And the transistor Q4 may be turned off at the same time.

【0016】[0016]

【発明の効果】以上のように本発明によれば、第1のス
イッチ手段及び第4のスイッチ手段と、第2のスイッチ
手段及び第3のスイッチ手段によりイグニッションコイ
ルの一次巻線に流れる電流を双方向に切り換えることが
できるようにしたので、二次巻線に発生する起電力の向
きは双方向になり、二組の点火プラグに交互に点火に良
好な火花を発生させることができるようになる。また、
ダイオードを設けることで、第1のスイッチ手段及び第
2のスイッチ手段に流れ込もうとする電流を電流を阻止
することにより、第1のスイッチ手段及び第2のスイッ
チ手段を保護し、イグニッションコイルの二次巻線に高
い起電力を発生させることができる。
As described above, according to the present invention, the current flowing through the primary winding of the ignition coil is controlled by the first switch means and the fourth switch means, and the second switch means and the third switch means. Since switching can be performed in both directions, the direction of the electromotive force generated in the secondary winding is bidirectional, so that good sparks can be generated in the two sets of spark plugs alternately for ignition. Become. Also,
By providing a diode, the first switch means and the
Prevents current from flowing into switch means 2
By doing so, the first switch means and the second switch
To protect the switch from
It can generate a strong electromotive force.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明の実施の形態の一例に係る電気火花点火
装置の回路図である。
FIG. 1 is a circuit diagram of an electric spark ignition device according to an example of an embodiment of the present invention.

【図2】図1の回路図の各部の動作を示すタイミングチ
ャートである。
FIG. 2 is a timing chart showing the operation of each unit in the circuit diagram of FIG.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 イグニッションコイル駆動回路(イグナイタ) 2 電源 3 イグニッションコイル P1、P2 点火プラグ Q1、Q2、Q3、Q4 トランジスタ D1、D2 ダイオード IN1、IN2、IN3、IN4 入力端子 1 Ignition coil drive circuit (igniter) 2 Power supply 3 Ignition coil P1, P2 Spark plug Q1, Q2, Q3, Q4 transistors D1, D2 diode IN1, IN2, IN3, IN4 input terminals

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】 第1のスイッチ手段と、 第2のスイッチ手段と、 前記第1のスイッチ手段と直列に接続された第3のスイ
ッチ手段と、 前記第2のスイッチ手段と直列に接続された第4のスイ
ッチ手段と、 前記第1のスイッチ手段と前記第3のスイッチ手段との
接続点と、前記第2のスイッチ手段と前記第4のスイッ
チ手段との接続点との間に、一次巻線が接続されたイグ
ニッションコイルと、前記第1のスイッチ手段と前記イグニッションコイルの
一次巻線との間、及び前記第2のスイッチ手段と前記イ
グニッションコイルの一次巻線との間にそれぞれ前記イ
グニッションコイル側をカソードにして挿入されたダイ
オードと、 前記 イグニッションコイルの二次巻線の両端に接続され
た二組の点火プラグとを備え、前記第1のスイッチ手段、前記第2のスイッチ手段、前
記第3のスイッチ手段、及び前記第4のスイッチ手段は
それぞれトランジスタから構成され、 前記第1のスイッ
チ手段及び前記第4のスイッチ手段と、前記第2のスイ
ッチ手段及び前記第3のスイッチ手段とを交互に閉成さ
せ、前記イグニッションコイルの一次巻線に双方向に電
流を供給して二次巻線に双方向の起電力を発生させ、前
記二組の点火プラグに交互に火花を発生させることを特
徴とする電気火花点火装置。
A first switch unit; a second switch unit; a third switch unit connected in series with the first switch unit; and a third switch unit connected in series with the second switch unit. A primary winding between a fourth switch, a connection point between the first switch and the third switch, and a connection between the second switch and the fourth switch. An ignition coil to which a wire is connected, the first switch means and the ignition coil;
Between the primary winding, the second switch means and the
The aforesaid inset is respectively provided between the ignition coil and the primary winding.
Die inserted with ignition coil side as cathode
An anode and two sets of spark plugs connected to both ends of a secondary winding of the ignition coil, wherein the first switch means, the second switch means,
The third switch means and the fourth switch means
The first switch means and the fourth switch means, and the second switch means and the third switch means are alternately closed, each of which is composed of a transistor. An electric spark igniter, characterized in that a current is supplied in both directions to generate a bidirectional electromotive force in a secondary winding, and a spark is generated alternately in the two sets of spark plugs.
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