JP4341463B2 - 内燃機関用点火装置 - Google Patents

Description

本発明は、内燃機関用点火装置に関するものである。

従来の内燃機関用点火装置としては、例えば、特許文献１などに開示されている。特許文献１に開示された内燃機関用点火装置は、バッテリの直流電圧をＤＣ−ＤＣコンバータにより昇圧して点火用コンデンサに充電している。そして、点火用コンデンサに並列接続されたサイリスタをオン動作することにより、点火用コンデンサに充電された電荷を点火コイルの一次コイルに放電させて、点火コイルの二次コイルに高電圧を発生させるようにしている。

ここで、内燃機関用点火装置を構成するＤＣ−ＤＣコンバータ（昇圧回路）は、トランスと昇圧用トランジスタから構成されており、昇圧用トランジスタのオンオフ動作により電源電圧を昇圧している。さらに、従来の内燃機関用点火装置は、ツェナーダイオードのカソード側をＤＣ−ＤＣコンバータと点火用コンデンサとの間に接続し、アノード側を発振停止回路側に接続している。すなわち、点火用コンデンサがツェナーダイオードのツェナー電圧に達した場合に、発振停止回路が作動してＤＣ−ＤＣコンバータの昇圧動作を停止させるようにしている。つまり、ツェナーダイオード及び発振停止回路は、ＤＣ−ＤＣコンバータの昇圧動作を停止して、点火用コンデンサの電圧を一定にするように作用している。
特開２００２−２４２８０６号公報

しかし、従来の内燃機関用点火装置は、点火用コンデンサの充電電圧を一定にするために、ツェナーダイオードを設ける必要があり、大型化を招来していた。さらに、点火用コンデンサの充電電圧はツェナーダイオードに依存しており、設計自由度が少ない。

本発明は、このような事情に鑑みて為されたものであり、ツェナーダイオードを用いることなく、点火用コンデンサの充電電圧を可変に制御可能な内燃機関用点火装置を提供することを目的とする。

本発明の内燃機関用点火装置は、昇圧用スイッチング素子を有し該昇圧用スイッチング素子のオンオフ動作によりバッテリにより印加される直流電圧を昇圧する昇圧回路と、前記昇圧回路から出力される昇圧電圧を充電する点火用コンデンサと、前記点火用コンデンサから供給される電流を一次電流とする一次コイルと該一次電流により二次電流を誘起して点火プラグに二次電圧を印加させる二次コイルとを有する点火コイルと、導通信号に基づき前記点火用コンデンサの電荷を前記一次コイルに放電させる放電用スイッチング素子と、内燃機関の点火時期に前記導通信号を前記放電用スイッチング素子に出力するマイクロコンピュータとを備える。

そして、本発明の内燃機関用点火装置の特徴的な事項は、さらに、昇圧停止信号に基づき前記昇圧回路の前記昇圧用スイッチング素子のオンオフ動作を停止させて前記昇圧回路の昇圧を停止させる充電電圧制御用昇圧停止回路を備え、前記マイクロコンピュータは、前記昇圧停止信号を前記充電電圧制御用昇圧停止回路に出力して前記点火用コンデンサの充電電圧を制御する充電電圧制御手段を有することである。

また、前記マイクロコンピュータは、さらに、前記昇圧停止信号の出力を停止してからの出力停止経過時間を計測する出力停止経過時間計測手段を有し、前記充電電圧制御手段は、前記出力停止経過時間が所定時間に達したときに前記昇圧停止信号を出力するようにしてもよい。ここで、出力停止経過時間計測手段が計測する出力停止経過時間は、昇圧回路が昇圧動作を行っている時間に相当する。さらに換言すると、出力停止経過時間は、昇圧回路の昇圧用スイッチング素子がオンオフ動作を行っている時間となる。つまり、マイクロコンピュータの充電電圧制御手段は、昇圧回路が昇圧動作を行っている時間に基づいて、昇圧停止信号を出力するようにしている。

さらに、一端側が前記昇圧回路と前記点火用コンデンサとの間に接続された抵抗分圧回路を備え、前記マイクロコンピュータは、さらに、前記抵抗分圧回路の分圧電圧を入力する分圧電圧入力手段を有し、前記充電電圧制御手段は、入力した前記分圧電圧が所定電圧に達したときに前記昇圧停止信号を出力するようにしてもよい。なお、上述した出力停止経過時間計測手段及び出力停止経過時間に基づき制御される充電電圧制御手段に加えて、抵抗分圧回路、分圧電圧入力手段及び分圧電圧に基づき制御される充電電圧制御手段を有するようにしてもよい。ここで、抵抗分圧回路は、例えば、２つの抵抗を直列に接続させた回路である。そして、マイクロコンピュータの分圧電圧入力手段は、直列に接続された２つの抵抗の中間位置の電圧を入力する。このように、分圧電圧をマイクロコンピュータに入力するのは、入力される電圧がマイクロコンピュータの耐圧以下とするためである。マイクロコンピュータの耐圧は、例えば、５Ｖである。

また、前記マイクロコンピュータは、さらに、エンジン回転数を検出するエンジン回転数検出手段を有し、前記充電電圧制御手段は、前記エンジン回転数検出手段により検出されたエンジン回転数に基づき前記点火用コンデンサの充電電圧を可変制御するようにしてもよい。

また、前記昇圧回路は、前記バッテリから供給される直流電流を昇圧用一次電流とする昇圧用一次コイルと該昇圧用一次電流により昇圧用二次電流を誘起して昇圧した二次電圧を生成する昇圧用二次コイルと前記昇圧用一次コイルに直列に接続された前記昇圧用スイッチング素子とを有し、さらに、前記昇圧用一次電流が所定電流値に達するまで前記昇圧用スイッチング素子をオン動作させ前記昇圧用一次電流が所定電流値に達した時点で前記昇圧用スイッチング素子をオフ動作させる定電流回路を備えるようにしてもよい。

また、前記充電電圧制御用昇圧停止回路は、さらに、前記放電用スイッチング素子が導通している間前記昇圧回路の前記昇圧用スイッチング素子のオンオフ動作を停止させて前記昇圧回路の昇圧を停止させるようにしてもよい。

本発明の内燃機関用点火装置によれば、充電電圧制御用昇圧停止回路を設け、マイクロコンピュータが充電電圧制御手段を有するようにすることで、以下の効果を奏する。すなわち、従来の内燃機関用点火装置のようにツェナーダイオードを用いることなく、マイクロコンピュータの充電電圧制御手段により点火用コンデンサの充電電圧を一定にすることができる。これにより、装置の小型化を図ることができる。さらに、マイクロコンピュータの充電電圧制御手段により、昇圧回路の昇圧動作と停止動作とを自由に切り替えることができる。これにより、充電電圧制御用昇圧停止回路を動作させる時間を自由に制御することができ、結果として、点火用コンデンサの充電電圧を自由に変更することができる。つまり、従来の内燃機関用点火装置の点火用コンデンサの充電電圧は予め回路構成されたツェナーダイオードに依存していたが、本発明によれば点火用コンデンサの充電電圧を適宜変更することができるので、設計自由度の向上につながる。

また、マイクロコンピュータが出力停止経過時間計測手段を有し、充電電圧制御手段が出力停止経過時間に基づき昇圧停止信号を出力することにより、以下の効果を奏する。すなわち、マイクロコンピュータにより時間を基準にして昇圧停止信号の出力を行うことは、非常に容易である。つまり、点火用コンデンサの充電電圧を制御することが、非常に容易に行うことができる。ここで、点火用コンデンサの充電変化量は、昇圧回路の能力に依存する。そして、昇圧回路の能力を予め把握しておくことで、昇圧開始からの経過時間と点火用コンデンサの充電電圧の関係が容易に分かる。つまり、この昇圧開始からの経過時間と点火用コンデンサの充電電圧の関係を利用することで、点火用コンデンサの充電電圧の制御を容易に行うことができる。

また、さらに抵抗分圧回路を有し、マイクロコンピュータが分圧電圧入力手段を有し、充電電圧制御手段が分圧電圧に基づき昇圧停止信号を出力することにより、以下の効果を奏する。すなわち、マイクロコンピュータは、入力される分圧電圧により点火用コンデンサの充電電圧を直接的に把握することができる。これにより、点火用コンデンサの充電電圧が目標の電圧に達したか否かの判断が容易に行うことができる。そして、点火用コンデンサの充電電圧が目標電圧に達していない場合には、充電電圧制御手段は昇圧停止信号を出力しない。一方、点火用コンデンサの充電電圧が目標電圧に達した場合には、充電電圧制御手段は昇圧停止信号を出力して、昇圧回路の動作を停止させる。このように、マイクロコンピュータにより点火用コンデンサの充電電圧を直接的に把握することができるので、マイクロコンピュータにより点火用コンデンサの充電電圧を容易に制御することができる。

さらに、上述した昇圧停止時間に基づき昇圧停止信号を出力することに加えて、分圧電圧に基づき昇圧停止信号を出力することにより、両者を重畳的に作用させることができるので、確実に点火用コンデンサの充電電圧を制御することができる。

また、エンジン回転数検出手段を有し、充電電圧制御手段がエンジン回転数に基づき点火用コンデンサの充電電圧を可変制御することにより、以下の効果を奏する。ここで、エンジン回転数が大きくなるほど、点火時期の周期が短くなる。そして、従来の内燃機関用点火装置の場合には、点火用コンデンサの充電電圧がツェナーダイオードのツェナー電圧に達する前に点火時期が到来すると、点火用コンデンサの充電電圧が点火時期毎に異なるおそれがある。しかし、エンジン回転数が大きくなった結果、点火周期が短くなった場合に、例えば、点火用コンデンサの充電電圧を低くすることにより、点火用コンデンサの充電電圧が点火時期毎に一定とすることができる。このように、エンジン回転数に基づき点火用コンデンサの充電電圧を可変制御することにより、エンジン回転数が大きくなった場合であっても安定した高電圧を点火コイルに供給することができる。

また、昇圧回路が昇圧用一次コイルと昇圧用二次コイルと昇圧用スイッチング素子とを有し、さらに定電流回路を備えることにより、以下の効果を奏する。すなわち、定電流回路を備えることにより、点火用コンデンサの充電変化量がほぼ一定とすることができる。つまり、上述した昇圧開始からの経過時間と点火用コンデンサの充電電圧との関係をほぼ一定の関係とすることができる。その結果、出力停止経過時間に基づき昇圧停止信号の出力を行うことで、点火用コンデンサの充電電圧を容易にかつ確実に制御できる。

また、充電電圧制御用昇圧停止回路が、放電用スイッチング素子が導通している間昇圧用スイッチング素子のオンオフ動作を停止させることにより、以下の効果を奏する。ここで、放電用スイッチング素子が導通している間、昇圧用スイッチング素子のオンオフ動作を停止させるは公知である。これは、放電用スイッチング素子が導通している間は、点火用コンデンサに充電することができないからである。そして、放電用スイッチング素子が導通している間昇圧用スイッチング素子のオンオフ動作を停止させる回路を、本発明の充電電圧制御用昇圧停止回路に利用することにより、別途昇圧停止回路を設ける必要がなく、小型化及び低コスト化を図ることができる。

次に、実施形態を挙げ、本発明をより詳しく図面を参照して説明する。図１は、二輪自動車の内燃機関用点火装置を示す。

（１）内燃機関用点火装置の構成
図１に示すように、内燃機関用点火装置は、バッテリ（直流電源）４により印加される直流電圧を昇圧すると共に点火用電荷を充電するＤＣ−ＣＤＩ装置１と、充電された点火用電荷が放電されることにより点火エネルギーをスパークプラグ５に出力するイグニッションコイル２と、内燃機関の点火時期に点火信号を出力するパルサコイル３とから構成される。

（１．１）ＤＣ−ＣＤＩ装置１
ＤＣ−ＣＤＩ装置１は、逆流防止用ダイオード１１と、ＤＣ−ＤＣコンバータ１２と、整流用ダイオード１３と、抵抗分圧回路１４と、サイリスタ１５と、点火用コンデンサ１６と、定電流回路１７と、昇圧停止用トランジスタ１８と、マイクロコンピュータ１９と、波形整形回路２０とから構成される。

逆流防止用ダイオード１１は、アノード側がバッテリ４の正極側に接続されており、カソード側がＤＣ−ＤＣコンバータ１２に接続されている。すなわち、逆流防止用ダイオード１１は、ＤＣ−ＣＤＩ装置１側からバッテリ４側へ電流が逆流することを防止している。

ＤＣ−ＤＣコンバータ（昇圧回路）１２は、昇圧トランス１２１と、昇圧用トランジスタ（昇圧用スイッチング素子）１２２と、抵抗１２３とから構成される。昇圧トランス１２１は、棒状の鉄心の回りに昇圧用一次コイル１２１ａと昇圧用二次コイル１２１ｂとが巻回されている。そして、昇圧用一次コイル１２１ａの一端側が逆流防止用ダイオード１１のカソード側に接続されており、昇圧用一次コイル１２１ａの他端側が昇圧用トランジスタ１２２のコレクタに接続されている。昇圧用二次コイル１２１ｂは、一端側が後述する整流用ダイオード１３のアノード側に接続され、他端側がアースに接続されている。昇圧用トランジスタ１２２は、コレクタが昇圧トランス１２１の昇圧用一次コイル１２１ａの他端側に接続され、エミッタが後述する定電流回路１７に接続され、ベースが抵抗１２３を介して逆流防止用ダイオード１１のカソード側に接続されている。そして、昇圧用トランジスタ１２２がオンオフ動作することにより、昇圧用一次コイル１２１ａには、バッテリ４から供給される直流電流が昇圧用一次電流として供給される。また、昇圧用二次コイル１２１ｂは、昇圧用一次コイル１２１ａに流れる昇圧用一次電流により昇圧用二次電流を誘起して昇圧された二次電圧を生成する。

定電流回路１７は、トランジスタ及び抵抗などから構成され、第１端側が昇圧用トランジスタ１２２のエミッタに接続され、第２端側が昇圧用トランジスタ１２２のベースに接続され、第３端側が抵抗を介してアースに接続されている。この定電流回路１７は、昇圧用一次コイル１２１ａに流れる昇圧用一次電流が所定電流値に達するまで昇圧用トランジスタ１２２のベースに電流を供給させ、昇圧用一次電流が所定電流値に達した時点で昇圧用トランジスタ１２２のベースに電流を供給させないようにしている。すなわち、昇圧用一次コイル１２１ａに流れる昇圧用一次電流が所定電流値に達するまでは昇圧用トランジスタ１２２をオン動作させ、昇圧用一次電流が所定電流値に達した時点で昇圧用トランジスタ１２２をオフ動作させる。

昇圧停止用トランジスタ（充電電圧制御用昇圧停止回路）１８は、コレクタが昇圧用トランジスタ１２２のベース及び抵抗１２３を介して逆流防止用ダイオード１１のカソード側に接続され、エミッタがアースに接続され、ベースが後述するマイクロコンピュータ１９に接続されている。この昇圧停止用トランジスタ１８は、マイクロコンピュータ１９から昇圧停止信号が出力された場合にオン動作する。この昇圧停止用トランジスタ１８がオン動作すると、バッテリ４から供給される直流電流は、逆流防止用ダイオード１１を介して昇圧停止用トランジスタ１８に流れる。昇圧停止用トランジスタ１８に直流電流が供給されると、昇圧用トランジスタ１２２のベースには直流電流が供給されなくなる。そして、昇圧用トランジスタ１２２のベースに直流電流が供給されないと、昇圧用一次コイル１２１ａには昇圧用一次電流が流れなくなる。つまり、昇圧停止用トランジスタ１８がオン動作することにより、昇圧トランス１２１の昇圧を停止させることになる。

整流用ダイオード１３は、アノード側が上述した昇圧トランス１２１の昇圧用二次コイル１２１ｂの一端側に接続され、カソード側が後述する点火用コンデンサ１６に接続されている。この整流用ダイオード１３は、昇圧トランス１２１によりバッテリ４の直流電圧が昇圧された昇圧電圧を整流して、後述する点火用コンデンサ１６に充電するようにしている。

点火用コンデンサ１６は、一端側が整流用ダイオード１３のカソード側に接続されている。つまり、昇圧トランス１２１によりバッテリ４の直流電圧が昇圧された昇圧電圧を充電している。そして、点火用コンデンサ１６は、後述するイグニッションコイル２の一次コイル２１に接続されている。

サイリスタ（放電用スイッチング素子）１５は、アノード側が整流用ダイオード１３のカソード側と点火用コンデンサ１６との間に接続され、カソード側がアースに接続されている。そして、サイリスタ１５のゲートがマイクロコンピュータ１９に接続されている。すなわち、マイクロコンピュータ１９からサイリスタＯＮ信号が出力された場合に、サイリスタ１５がオン動作（導通）して、アノード側からカソード側へ電流が流れるように作用する。つまり、サイリスタ１５がオン動作することにより、点火用コンデンサ１６に蓄積された電荷がサイリスタ１５を介して放電される。なお、マイクロコンピュータ１９から出力されるサイリスタＯＮ信号は、点火時期に合わせて出力される。

抵抗分圧回路１４は、直列に接続された２つの抵抗からなり、一端側が整流用ダイオード１３のカソード側と点火用コンデンサ１６との間に接続され、他端側がアースに接続されている。そして、２つの抵抗の中間位置がマイクロコンピュータ１９に接続されている。つまり、点火用コンデンサ１６に蓄積された電圧が分圧された分圧電圧をマイクロコンピュータ１９に入力している。

波形整形回路２０は、パルサコイル３から入力される信号を矩形波へ整形する波形整形処理を行っている。なお、波形整形回路２０により矩形波に整形された信号が、上述したサイリスタ１５をオン動作させる点火信号となる。ここで、パルサコイル３は、内燃機関の回転軸などに設けられ、この回転軸の所定の回転角度位置で信号を発生する。

マイクロコンピュータ１９は、波形整形回路２０及び抵抗分圧回路１４から入力される信号に基づき、サイリスタ１５及び昇圧停止用トランジスタ１８に所定の信号を出力している。なお、マイクロコンピュータ１９の詳細な構成については後述する。

（１．２）イグニッションコイル（点火コイル）２
イグニションコイル２は、棒状の鉄心の回りに二次コイル２２と一次コイル２１とを重ねて巻回されている。そして、二次コイル２２の正極側がスパークプラグ５に電気的に接続されており、二次コイル２２の負極側はアース接続されている。一方、一次コイル２１の正極側はＤＣ−ＣＤＩ装置１の点火用コンデンサ１６に接続され、一次コイル２１の負極側はアース接続されている。つまり、上述したサイリスタ１５がオン動作することにより、点火用コンデンサ１６→サイリスタ１５→アース→イグニッションコイル２の一次コイル２１→点火用コンデンサ１６の放電回路が形成される。すなわち、イグニッションコイル２は、一次コイル２１に点火用コンデンサ１６から放電電流が流れた場合に、二次コイル２２に点火に必要な高電圧を発生させる変圧器を構成している。

（１．３）スパークプラグ（点火プラグ）５
スパークプラグ５は、二輪自動車用単気筒ガソリンエンジン（内燃機関）のシリンダーヘッドに組み付けられて、エンジンのクランクシャフトの２回転につき１回、イグニションコイル２の二次側より出力される点火エネルギーを受けてシリンダー内に吸い込まれた混合気を点火する。

（２）マイクロコンピュータ１９の詳細構成
マイクロコンピュータ１９については、図２を参照して説明する。図２は、マイクロコンピュータ１９の構成を示すブロック図である。図２に示すように、マイクロコンピュータ１９は、点火信号入力部３１と、サイリスタＯＮ信号出力部３２と、第１昇圧停止信号出力部３３と、出力停止経過時間計測部３４と、エンジン回転数検出部３５と、充電電圧制御部３６と、分圧電圧入力部３７と、充電電圧算出部３８とから構成される。さらに、充電電圧制御部３６は、昇圧停止基準時間記憶部４１と、第２昇圧停止信号出力部４２と、設定充電電圧記憶部４３と、第３昇圧停止信号出力部４４とから構成される。

点火信号入力部３１は、波形整形回路２０により整形された矩形波からなる点火信号を入力する。サイリスタＯＮ信号出力部３２は、点火信号入力部３１により入力された点火信号に基づき、サイリスタ１５のゲートにサイリスタＯＮ信号を出力する。サイリスタＯＮ信号がサイリスタ１５に出力されると、上述したように、イグニッションコイル２の一次コイル２１に一次電流が供給されることにより、二次コイル２２に発生した高電圧によりスパークプラグ５が点火する。

第１昇圧停止信号出力部３３は、点火信号入力部３１により入力された点火信号に基づき、昇圧停止信号を昇圧停止用トランジスタ１８のベースに出力する。つまり、点火信号入力部３１に点火信号が入力されると、昇圧停止用トランジスタ１８がオン動作を行う。昇圧停止用トランジスタ１８がオン動作を行う場合には、上述したように、ＤＣ−ＤＣコンバータ１２の昇圧用トランジスタ１２２のベースに電流が供給されないために昇圧用トランジスタ１２２はオンオフ動作を行わない。つまり、ＤＣ−ＤＣコンバータ１２により昇圧が行われない。ここで、この第１昇圧停止信号出力部３３は、サイリスタＯＮ信号出力部３２と共に、点火信号を基準信号に用いている。従って、サイリスタ１５がオン動作すると同時に、ＤＣ−ＤＣコンバータ１２の昇圧動作が停止することになる。さらに、第１昇圧停止信号出力部３３は、昇圧停止信号の出力を開始したときから、所定時間を経過すると昇圧停止信号の出力を自動的に停止する。つまり、第１昇圧停止信号出力部３３は、サイリスタ１５がオン動作を開始したときから所定時間経過するまでの間、ＤＣ−ＤＣコンバータ１２による昇圧動作を停止している。なお、昇圧動作を停止させる所定時間とは、少なくともサイリスタ１５が導通している間である。

出力停止経過時間計測部（出力停止経過時間計測手段）３４は、第１昇圧停止信号出力部３３が昇圧停止信号の出力を停止してからの経過時間を計測する。ここで、第１昇圧停止信号出力部３３が昇圧停止信号の出力を停止している間とは、昇圧用トランジスタ１２２がオンオフ動作を行っている間、すなわち、ＤＣ−ＤＣコンバータ１２が昇圧動作を行っている間である。つまり、出力停止経過時間計測部３４は、ＤＣ−ＤＣコンバータ１２が昇圧動作を行っている時間を計測していることになる。

エンジン回転数検出部（エンジン回転数検出手段）３５は、波形整形回路２０により整形された矩形波からなる点火信号を入力する。そして、入力した点火信号に基づき、エンジン（内燃機関）の回転数を検出する。なお、パルサコイル３は内燃機関の回転軸に設けられているので、パルサコイル３の信号に基づき生成される点火信号により内燃機関の回転数を検出することは容易である。

分圧電圧入力部（分圧電圧入力手段）３７は、抵抗分圧回路１４を構成する２つの抵抗の中間位置の分圧電圧を入力している。充電電圧算出部３８は、分圧電圧入力部３７に入力された分圧電圧に基づき、点火用コンデンサ１６に蓄積された充電電圧を算出する。この充電電圧は、入力された分圧電圧と抵抗分圧回路１４を構成する抵抗の抵抗値により容易に算出することができる。

充電電圧制御部（充電電圧制御手段）３６は、点火信号入力部３１により入力された点火信号と、出力停止経過時間計測部３４により計測した出力停止経過時間と、エンジン回転数検出部３５により検出したエンジン回転数と、充電電圧算出部３８により算出した点火用コンデンサ１６の充電電圧を入力して、昇圧停止信号を出力している。具体的には、まずは、第２昇圧停止信号出力部４２が、昇圧停止基準時間記憶部４１に記憶された昇圧停止基準時間と、出力停止経過時間計測部３４により計測された出力停止経過時間とを比較する。そして、出力停止経過時間が昇圧停止基準時間に達したと判定された場合に、第２昇圧停止信号出力部４２は昇圧停止信号を昇圧停止用トランジスタ１８のベースに出力する。

つまり、出力停止経過時間が昇圧停止基準時間に達した場合には、昇圧停止用トランジスタ１８がオン動作を行う。昇圧停止用トランジスタ１８がオン動作を行う場合には、上述したように、ＤＣ−ＤＣコンバータ１２の昇圧用トランジスタ１２２のベースに電流が供給されないために昇圧用トランジスタ１２２はオンオフ動作を行わない。つまり、ＤＣ−ＤＣコンバータ１２により昇圧が行われない。換言すると、ＤＣ−ＤＣコンバータ１２が昇圧動作を行っている時間が昇圧停止基準時間に達した場合に、ＤＣ−ＤＣコンバータ１２は昇圧動作を停止する。

ここで、昇圧停止基準時間記憶部４１は、エンジン回転数検出部３５から入力されるエンジン回転数に基づき昇圧停止基準時間が変更されて記憶される。例えば、エンジン回転数が６０００ｍｉｎ^-1までは昇圧停止基準時間を所定値とし、６０００ｍｉｎ^-1を越えると昇圧停止基準時間を所定値から徐々に減少するなどとする。なお、エンジン回転数が６０００ｍｉｎ^-1までにおける昇圧停止基準時間の値は、例えば、点火用コンデンサ１６の充電電圧が約２００Ｖとなる値とする。

さらに、第２昇圧停止信号出力部４２は、点火信号入力部３１により入力された点火信号に基づき、昇圧停止用トランジスタ１８への昇圧停止信号の出力を停止する。つまり、第２昇圧停止信号出力部４２によっては、昇圧用トランジスタ１２２のオンオフ動作を停止させない。ただし、上述したように、第１昇圧停止信号出力部３３が、点火信号入力部３１により入力された点火信号に基づき、昇圧停止信号を昇圧停止用トランジスタ１８に出力するので、昇圧用トランジスタ１８は継続してオンオフ動作を停止していることになる。

そして、第３昇圧停止信号出力部４４は、設定充電電圧記憶部４３に記憶された設定充電電圧と、充電電圧算出部３８により算出した点火用コンデンサ１６の充電電圧とを比較する。そして、充電電圧算出部３８により算出した充電電圧が設定充電電圧に達したと判定された場合に、第３昇圧停止信号出力部４４は昇圧停止信号を昇圧停止用トランジスタ１８のベースに出力する。

つまり、充電電圧が設定充電電圧に達した場合には、昇圧停止用トランジスタ１８がオン動作を行う。昇圧停止用トランジスタ１８がオン動作を行う場合には、上述したように、ＤＣ−ＤＣコンバータ１２の昇圧用トランジスタ１２２のベースに電流が供給されないために昇圧用トランジスタ１２２はオンオフ動作を行わない。つまり、ＤＣ−ＤＣコンバータ１２により昇圧が行われない。換言すると、点火用コンデンサ１６の充電電圧が設定充電電圧に達した場合に、ＤＣ−ＤＣコンバータ１２は昇圧動作を停止する。

ここで、設定充電電圧記憶部４３は、エンジン回転数検出部３５から入力されるエンジン回転数に基づき設定充電電圧が変更されて記憶される。例えば、エンジン回転数が６０００ｍｉｎ^-1までは設定充電電圧を２００Ｖとし、６０００ｍｉｎ^-1を越えると設定充電電圧を２００Ｖから徐々に減少するなどとする。

さらに、第３昇圧停止信号出力部４４は、第２昇圧停止信号出力部４２と同様に、点火信号入力部３１により入力された点火信号に基づき、昇圧停止用トランジスタ１８への昇圧停止信号の出力を停止する。つまり、第３昇圧停止信号出力部４４によっては、昇圧用トランジスタ１２２のオンオフ動作を停止させない。ただし、上述したように、第１昇圧停止信号出力部３３が、点火信号入力部３１により入力された点火信号に基づき、昇圧停止信号を昇圧停止用トランジスタ１８に出力するので、昇圧用トランジスタ１８は継続してオンオフ動作を停止していることになる。

（３）内燃機関用点火装置の動作
次に、上述した構成からなる内燃機関用点火装置の動作について、図３のタイムチャートを参照して説明する。図３は、第一段目が点火用コンデンサ１６の充電電圧を示し、第二段目が昇圧用トランジスタ１２２のオンオフ動作を示し、第三段目が昇圧停止用トランジスタ１８のオンオフ動作を示し、第四段目がマイクロコンピュータ１９の点火信号入力部３１の入力信号を示す。

まず、波形整形回路２０が、パルサコイル３から入力した信号を矩形波に整形した点火信号をサイリスタＯＮ信号出力部３２及び第１昇圧停止信号出力部３３に出力する。この点火信号が図３の第四段目に示すパルス波形である。この点火信号に基づきサイリスタＯＮ信号出力部３２がサイリスタＯＮ信号を出力して、サイリスタ１５をオン動作させることにより、イグニッションコイル２の一次コイル２１に放電電流が供給される。すなわち、図３の第一段目に示すように、点火用コンデンサ１６の充電電圧がほぼ０Ｖまで減少する。

一方、この点火信号に基づき第１昇圧停止信号出力部３３が昇圧停止用トランジスタ１８のベースに出力されるため、図３の第三段目に示すように、図３のＴ１時間の間昇圧停止用トランジスタ１８がオン動作を行っている。そして、点火信号からＴ１時間経過すると、自動的に第１昇圧停止信号出力部３３は昇圧停止信号の出力を停止するので、図３の第三段目に示すように、昇圧停止用トランジスタ１８はオフ動作を行う。

昇圧停止用トランジスタ１８がオフ動作を行うと、昇圧用トランジスタ１２２のベースには抵抗１２３を介してバッテリ４からの直流電流が供給される。そうすると、図３の第二段目に示すように、定電流回路１７の作用により、昇圧用トランジスタ１２２がオンオフ動作を開始する。その結果、ＤＣ−ＤＣコンバータ１２は、バッテリ４の直流電圧を昇圧して点火用コンデンサ１６に充電する。従って、点火用コンデンサ１６の充電電圧が徐々に増加していく。なお、ＤＣ−ＤＣコンバータ１２により昇圧している際に点火用コンデンサ１６の充電電圧の変化は、定電流回路１７を設けているので、毎回同様の変化をなしている。

続いて、昇圧停止信号の出力を停止してからの時間（出力停止経過時間）がＴ２時間（昇圧停止基準時間）に達した場合に、または、分圧電圧から算出した点火用コンデンサ１６の充電電圧が２００Ｖ（設定充電電圧）に達した場合に、第２昇圧停止信号出力部４２または第３昇圧停止信号出力部４４が昇圧停止信号を出力する。つまり、図３の第三段目に示すように、昇圧停止信号の出力を停止してからの時間（出力停止経過時間）がＴ２時間（昇圧停止基準時間）に達した場合に、または、分圧電圧から算出した点火用コンデンサ１６の充電電圧が設定充電電圧に達した場合に、昇圧停止用トランジスタ１８がオン動作を行っている。なお、図３においては、出力停止経過時間がＴ２時間に達した場合と、分圧電圧から算出した点火用コンデンサ１６の充電電圧が２００Ｖに達した場合とが同時としている。続いて、第２昇圧停止信号出力部４２及び第３昇圧停止信号出力部４４は、次の点火信号が入力されるまでの間、昇圧停止信号を昇圧停止用トランジスタ１８に出力する。すなわち、図３のＴ３時間の間、昇圧停止用トランジスタ１８はオン動作する。続いて、点火信号が入力されるので、上述した処理を繰り返す。

本実施形態における内燃機関用点火装置を示す図である。 マイクロコンピュータ１９の構成を示すブロック図である。 内燃機関用点火装置の動作を説明するタイムチャートである。

符号の説明

１：ＤＣ−ＣＤＩ装置、 ２：イグニッションコイル（点火コイル）、 ３：パルサコイル、 ４：バッテリ、 ５：スパークプラグ（点火プラグ）、 １１：逆流防止用ダイオード、 １２：ＤＣ−ＤＣコンバータ（昇圧回路）、 １３：整流用ダイオード、 １４：抵抗分圧回路、 １５：サイリスタ（放電用スイッチング素子）、 １６：点火用コンデンサ、 １７：定電流回路、 １８：昇圧停止用トランジスタ（充電電圧制御用昇圧停止回路）、 １９：マイクロコンピュータ、 ２０：波形整形回路、 ２１：一次コイル、 ２２：二次コイル、 ３１：点火信号入力部、 ３２：サイリスタＯＮ信号出力部、 ３３：第１昇圧停止信号出力部、 ３４：出力停止経過時間計測部、 ３５：エンジン回転数検出部、 ３６：充電電圧制御部、 ３７：分圧電圧入力部、 ３８：充電電圧算出部、 ４１：昇圧停止基準時間記憶部、 ４２：第２昇圧停止信号出力部、 ４３：設定充電電圧記憶部、 ４４：第３昇圧停止信号出力部、 １２１：昇圧トランス、 １２２：昇圧用トランジスタ（昇圧用スイッチング素子）、 １２３：抵抗、 １２１ａ：昇圧用一次コイル、 １２１ｂ：昇圧用二次コイル

Claims (5)

1. 昇圧用スイッチング素子を有し該昇圧用スイッチング素子のオンオフ動作によりバッテリにより印加される直流電圧を昇圧する昇圧回路と、
   前記昇圧回路から出力される昇圧電圧を充電する点火用コンデンサと、
   前記点火用コンデンサから供給される電流を一次電流とする一次コイルと該一次電流により二次電流を誘起して点火プラグに二次電圧を印加させる二次コイルとを有する点火コイルと、
   導通信号に基づき前記点火用コンデンサの電荷を前記一次コイルに放電させる放電用スイッチング素子と、
   内燃機関の点火時期に前記導通信号を前記放電用スイッチング素子に出力するマイクロコンピュータと、
   を備えた内燃機関用点火装置において、
   さらに、昇圧停止信号に基づき前記昇圧回路の前記昇圧用スイッチング素子のオンオフ動作を停止させて前記昇圧回路の昇圧を停止させる充電電圧制御用昇圧停止回路を備え、
   前記マイクロコンピュータは、前記昇圧停止信号を前記充電電圧制御用昇圧停止回路に出力して前記点火用コンデンサの充電電圧を制御する充電電圧制御手段と、前記昇圧停止信号の出力を停止してからの出力停止経過時間を計測する出力停止経過時間計測手段とを有し、
   前記充電電圧制御手段は、前記出力停止経過時間が所定時間に達したときに前記昇圧停止信号を出力することを特徴とする内燃機関用点火装置。
2. さらに、一端側が前記昇圧回路と前記点火用コンデンサとの間に接続された抵抗分圧回路を備え、
   前記マイクロコンピュータは、さらに、前記抵抗分圧回路の分圧電圧を入力する分圧電圧入力手段を有し、
   前記充電電圧制御手段は、入力した前記分圧電圧が所定電圧に達したときに前記昇圧停止信号を出力することを特徴とする請求項１に記載の内燃機関用点火装置。
3. 前記マイクロコンピュータは、さらに、エンジン回転数を検出するエンジン回転数検出手段を有し、
   前記充電電圧制御手段は、前記エンジン回転数検出手段により検出されたエンジン回転数に基づき前記点火用コンデンサの充電電圧を可変制御することを特徴とする請求項１記載の内燃機関用点火装置。
4. 前記昇圧回路は、前記バッテリから供給される直流電流を昇圧用一次電流とする昇圧用一次コイルと該昇圧用一次電流により昇圧用二次電流を誘起して昇圧した二次電圧を生成する昇圧用二次コイルと前記昇圧用一次コイルに直列に接続された前記昇圧用スイッチング素子とを有し、
   さらに、前記昇圧用一次電流が所定電流値に達するまで前記昇圧用スイッチング素子をオン動作させ前記昇圧用一次電流が所定電流値に達した時点で前記昇圧用スイッチング素子をオフ動作させる定電流回路を備えたことを特徴とする請求項１記載の内燃機関用点火装置。
5. 前記充電電圧制御用昇圧停止回路は、さらに、前記放電用スイッチング素子が導通している間前記昇圧回路の前記昇圧用スイッチング素子のオンオフ動作を停止させて前記昇圧回路の昇圧を停止させることを特徴とする請求項１記載の内燃機関用点火装置。

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