JP4415517B2 - 内燃機関用点火装置 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、マイクロコンピュータを用いて点火コイルを駆動する内燃機関用点火装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、内燃機関用点火装置として、図８に示すように、マイクロコンピュータを用いて点火コイルを駆動する回路構成からなるものが知られている。
【０００３】
図８において、この内燃機関点火装置は単気筒制御の回路構成であり、マイクロコンピュータ１０、このマイクロコンピュータ１０の駆動電源Ｖcc、バッテリ電源ＶB 、パワートランジスタＴr1，Ｔr2、点火コイルＩＣ及び点火プラグＳＰ等からなる。
【０００４】
マイクロコンピュータ１０から点火制御信号Ｓc を出力する出力端子がパワートランジスタＴr1のベース側に接続され、このパワートランジスタＴr1のコレクタ側がバッテリ電源ＶB に接続されている。また、パワートランジスタＴr1のコレクタ側がパワートランジスタＴr2のベース側に接続され、このパワートランジスタＴr2のベース側もバッテリ電源ＶB に接続されている。そして、パワートランジスタＴr2のコレクタ側が点火コイルＩＣの１次巻線ＩC1を介してバッテリ電源ＶB に接続されている。また、点火コイルＩＣの２次巻線ＩC2の一端はバッテリ電源ＶB に接続され、他端は点火プラグＳＰの中心電極側に接続されている。
【０００５】
次に、その動作について説明する。
【０００６】
前述の回路構成によれば、マイクロコンピュータ１０から出力される点火制御信号Ｓc によって、パワートランジスタＴr1がＯＦＦ（オフ）／ＯＮ（オン）、かつパワートランジスタＴr2がＯＮ／ＯＦＦされることによって、点火コイルＩＣの１次巻線ＩC1を流れる１次電流Ｉ1 が制御され、点火コイルＩＣの２次巻線ＩC2側に２次電圧Ｖ2 が発生される。
【０００７】
つまり、マイクロコンピュータ１０からの点火制御信号Ｓc によるパワートランジスタＴr1，Ｔr2の制御によって、点火コイルＩＣが駆動可能な電流にまで電流増幅されるもので、パワートランジスタＴr1，Ｔr2による２段構成の電流増幅回路が形成されている。これにより、点火コイルＩＣから点火プラグＳＰに所望の点火時期に火花を発生させることができる。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、前述の回路構成においては、図９にタイムチャートを示すように、内燃機関への電源投入時（図９の時刻ｔ11）からマイクロコンピュータ１０の駆動電源Ｖccが内部回路用電源として安定するまで内部回路の誤動作等を防止するため、点火制御信号Ｓc を出力する出力端子からは如何なる信号も出力されないようにされる。このとき、バッテリ電源ＶB の電圧上昇は速いため、極めて短時間とはいえ、電源投入時にパワートランジスタＴr1がＯＦＦ、かつパワートランジスタＴr2がＯＮという状態が存在する。
【０００９】
即ち、図９に示すように、マイクロコンピュータ１０の駆動電源Ｖccの立上がりが遅く、パワートランジスタＴr1がＯＮとなる０．７〔Ｖ〕（一点鎖線にて示す）を越えるまで、パワートランジスタＴr1がＯＦＦ、かつパワートランジスタＴr2がＯＮという状態が時間ΔＴだけ続くこととなる。この時間ΔＴは、図９に点線にて示すように、マイクロコンピュータ１０の駆動電源Ｖccの立上がりが遅くなるほど長くなる。
【００１０】
ここで、図９に示すＶBE（Ｔr1）はパワートランジスタＴr1のベース−エミッタ間の電圧、ＶCE（Ｔr1）はパワートランジスタＴr1のコレクタ−エミッタ間の電圧、ＶBE（Ｔr2）はパワートランジスタＴr2のベース−エミッタ間の電圧、ＶCE（Ｔr2）はパワートランジスタＴr2のコレクタ−エミッタ間の電圧である。
【００１１】
すると、パワートランジスタＴr2のＯＮにより点火コイルＩＣの１次巻線ＩC1に１次電流Ｉ1 が流れ、この結果、点火コイルＩＣの２次巻線ＩC2に２次電圧Ｖ2 が発生することとなり、点火プラグＰＧに火花が発生される。また、時間ΔＴが長くなる程、結果的に２次電圧Ｖ2 が増大し（図９ではマイナス側）、点火プラグＰＧに大きな火花を発生することとなる。これにより、イグニッションスイッチの操作による電源投入時、正規の点火時期でないタイミングで内燃機関に燃焼が起こり、例えば、内燃機関の排気通路側から爆発音を発するという好ましくない状況の発生が考えられる。
【００１２】
そこで、この発明はかかる不具合を解決するためになされたもので、内燃機関の電源投入時、正規の点火時期でないタイミングで内燃機関に燃焼が起こることのない内燃機関用点火装置の提供を課題としている。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
請求項１の内燃機関用点火装置によれば、内燃機関への電源投入直後でマイクロコンピュータの駆動電源が立上がっていないときには、保持回路によってマイクロコンピュータの駆動電源が少なくとも第１のパワートランジスタをＯＮとする所定電圧を越えるまでの期間、第１のパワートランジスタが強制的にＯＮに保持される。このため、バッテリ電源によって電流増幅回路を形成する第１のパワートランジスタがＯＮ、かつ第２のパワートランジスタがＯＦＦとなる。これにより、点火コイルの１次巻線側に１次電流が流れることが防止されるため、点火コイルの２次巻線側に２次電圧が発生することがない。そして、マイクロコンピュータの駆動電源が立上がると、保持回路によって第１のパワートランジスタのベース側がバッテリ電源と切離される。この後においては、マイクロコンピュータからの点火制御信号によって、第１のパワートランジスタ、かつ第２のパワートランジスタの動作タイミングが制御されることで点火時期が所望のように調整され、点火コイルの２次巻線に２次電圧が発生される。これにより、点火プラグに好適に火花が発生され、燃料が燃焼されることで内燃機関の機関出力、燃費等の最適化が図られるという効果が得られる。
【００１４】
請求項２の内燃機関用点火装置では、保持回路がバッテリ電源を逆流防止用ダイオードを介して第１のパワートランジスタのベース側に接続する経路を断続するスイッチング素子とそのベース側をマイクロコンピュータ内部のパワーオンリセット機能による信号の出力端子に接続する信号経路とからなり、内燃機関への電源投入直後でマイクロコンピュータの駆動電源が立上がっていないときには、出力端子からの信号がないためスイッチング素子がＯＦＦとなり、バッテリ電源によって電流増幅回路を形成する第１のパワートランジスタがＯＮ、かつ第２のパワートランジスタがＯＦＦとされる。これにより、点火コイルの１次巻線側に１次電流が流れることが防止されるため、点火コイルの２次巻線側に２次電圧が発生することがない。そして、マイクロコンピュータの駆動電源が立上がると、マイクロコンピュータのリセット端子からの出力信号によってスイッチング素子がＯＮとなるため、第１のパワートランジスタのベース側がバッテリ電源と切離される。この後においては、マイクロコンピュータからの点火制御信号によって、第１のパワートランジスタ、かつ第２のパワートランジスタの動作タイミングが制御されることで点火時期が所望のように調整され、点火コイルの２次巻線に２次電圧が発生される。これにより、点火プラグに好適に火花が発生され、燃料が燃焼されることで内燃機関の機関出力、燃費等の最適化が図られるという効果が得られる。
【００１５】
請求項３の内燃機関用点火装置では、保持回路がバッテリ電源を逆流防止用ダイオードを介して第１のパワートランジスタのベース側に接続する経路を断続するスイッチング素子とそのベース側に接続する抵抗及びコンデンサからなるタイマ回路とからなり、内燃機関への電源投入直後でマイクロコンピュータの駆動電源が立上がっていないときには、コンデンサの両端電圧も低いためスイッチング素子がＯＦＦとなり、バッテリ電源によって電流増幅回路を形成する第１のパワートランジスタがＯＮ、かつ第２のパワートランジスタがＯＦＦとされる。これにより、点火コイルの１次巻線側に１次電流が流れることが防止されるため、点火コイルの２次巻線側に２次電圧が発生することがない。そして、マイクロコンピュータの駆動電源が立上がったのちのタイミングにて、コンデンサの両端電圧が所定電圧を越えるとスイッチング素子がＯＮとなるため、第１のパワートランジスタのベース側がバッテリ電源と切離される。この後においては、マイクロコンピュータからの点火制御信号によって、第１のパワートランジスタ、かつ第２のパワートランジスタの動作タイミングが制御されることで点火時期が所望のように調整され、点火コイルの２次巻線に２次電圧が発生される。これにより、点火プラグに好適に火花が発生され、燃料が燃焼されることで内燃機関の機関出力、燃費等の最適化が図られるという効果が得られる。
【００１６】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を実施例に基づいて説明する。
【００１７】
〈実施例１〉
図１は本発明の実施の形態の第１実施例にかかる内燃機関用点火装置の要部構成を示す回路図であり、マイクロコンピュータを用いて点火コイルを駆動する単気筒制御の回路構成である。なお、前述の従来装置と同様の構成または相当部分からなるものについては、同一符号及び同一記号を付して示す。
【００１８】
図１において、内燃機関用点火装置は、マイクロコンピュータ１０、このマイクロコンピュータ１０の駆動電源Ｖcc、バッテリ電源ＶB 、パワートランジスタＴr1,Ｔr2、トランジスタＴr3、点火コイルＩＣ及び点火プラグＳＰ等からなる。このマイクロコンピュータ１０は、周知の各種演算処理を実行する中央処理装置としてのＣＰＵ、制御プログラムを格納したＲＯＭ、各種データを格納するＲＡＭ、Ｂ／Ｕ（バックアップ）ＲＡＭ、入力回路、出力回路及びそれらを接続するバスライン等からなる論理演算回路として構成されている。
【００１９】
マイクロコンピュータ１０から点火制御信号Ｓc を出力する出力端子がパワートランジスタＴr1のベース側に接続されている。また、パワートランジスタＴr1のベース側が逆流防止用ダイオードＤ1 及び抵抗Ｒ1 ，Ｒ2 を介してバッテリ電源ＶB に接続され、パワートランジスタＴr1のコレクタ側が抵抗Ｒ3 を介してバッテリ電源ＶB に接続され、パワートランジスタＴr1のエミッタ側が接地されている。そして、パワートランジスタＴr1のコレクタ側が抵抗Ｒ4 を介してパワートランジスタＴr2のベース側に接続されており、このパワートランジスタＴr2のベース側が抵抗Ｒ3 ，Ｒ4 を介してバッテリ電源ＶB に接続されている。
【００２０】
パワートランジスタＴr2のコレクタ側が点火コイルＩＣの１次巻線ＩC1を介してバッテリ電源ＶB に接続され、パワートランジスタＴr2のエミッタ側が接地されている。また、点火コイルＩＣの２次巻線ＩC2の一端はバッテリ電源ＶB に接続され、他端は点火プラグＳＰの中心電極側に接続され、点火プラグＳＰの接地電極側が接地されている。更に、マイクロコンピュータ１０のリセット端子がトランジスタＴr3のベース側に接続され、このトランジスタＴr3のコレクタ側が抵抗Ｒ1 を介してバッテリ電源ＶB に接続され、トランジスタＴr3のエミッタ側が接地されている。
【００２１】
次に、その動作について説明する。
【００２２】
上述の回路構成によれば、マイクロコンピュータ１０から出力される点火制御信号Ｓc によって、パワートランジスタＴr1がＯＦＦ／ＯＮ、かつパワートランジスタＴr2がＯＮ／ＯＦＦされることによって、点火コイルＩＣの１次巻線ＩC1を流れる１次電流Ｉ1 が制御され、点火コイルＩＣの２次巻線ＩC2側に２次電圧Ｖ2 が発生される。
【００２３】
つまり、マイクロコンピュータ１０からの点火制御信号Ｓc によるパワートランジスタＴr1，Ｔr2の制御によって、点火コイルＩＣが駆動可能な電流にまで電流増幅されるもので、パワートランジスタＴr1，Ｔr2による２段構成の電流増幅回路が形成されている。このように、マイクロコンピュータ１０によってパワートランジスタＴr1，Ｔr2の動作タイミングが制御されることで点火時期が所望するように調整され、点火コイルＩＣの２次巻線ＩC2に２次電圧Ｖ2 が発生される。これにより、点火プラグＳＰに好適に火花が発生され、燃料が燃焼されることで図示しない内燃機関の機関出力、燃費等の最適化が図られる。
【００２４】
上述の回路構成においては、図２にタイムチャートを示すように、内燃機関への電源投入時（図２の時刻ｔ01）に、マイクロコンピュータ１０の駆動電源Ｖccが、前述したように、バッテリ電源ＶB による周りの電圧上昇に比べて遅れる。これに対処するため、マイクロコンピュータ１０の駆動電源Ｖccが安定するまでの期間、マイクロコンピュータ１０のパワーオンリセット機能によるリセット端子からの出力信号を用いて、トランジスタＴr3がＯＦＦ状態に保持される。このように、トランジスタＴr3がＯＦＦであると、バッテリ電源ＶB によるパワートランジスタＴr1のベース側への電圧印加によって、パワートランジスタＴr1がＯＮとされパワートランジスタＴr2がＯＦＦに保持される。
【００２５】
このため、パワートランジスタＴr1のベース−エミッタ間の電圧ＶBE（Ｔr1）は、電源投入と同時（図２の時刻ｔ01）に０．７〔Ｖ〕となり、パワートランジスタＴr1はＯＮとなる。したがって、パワートランジスタＴr1のコレクタ−エミッタ間の電圧ＶCE（Ｔr1）及びパワートランジスタＴr2のベース−エミッタ間の電圧ＶBE（Ｔr2）は０（零）〔Ｖ〕となり、パワートランジスタＴr2はＯＦＦとなる。このとき、パワートランジスタＴr2のコレクタ−エミッタ間の電圧ＶCE（Ｔr2）は所定電圧に保持されたままとなる。これにより、点火コイルＩＣの１次巻線ＩC1に１次電流Ｉ1 が流れることはなく、点火コイルＩＣの２次巻線ＩC2に２次電圧Ｖ2 が発生することが防止される。
【００２６】
そして、マイクロコンピュータ１０の駆動電源Ｖccが安定したのち、リセット端子からの出力信号によってトランジスタＴr3がＯＮとされることでパワートランジスタＴr1がＯＮからＯＦＦ、かつパワートランジスタＴr2がＯＮとされる（図２の時刻ｔ02）。即ち、この時点においては、マイクロコンピュータ１０の駆動電源Ｖccは十分に立上がった安定状態となっている。したがって、この後においては、マイクロコンピュータ１０からの点火制御信号Ｓc によるパワートランジスタＴr1のＯＦＦ／ＯＮ駆動によって、パワートランジスタＴr2がＯＮ／ＯＦＦ制御されることとなる。なお、マイクロコンピュータ１０のリセット中においては、マイクロコンピュータ１０からパワートランジスタＴr1のベース側に如何なる信号も出力されることはない。
【００２７】
このように、本実施例の内燃機関用点火装置は、第１のパワートランジスタＴr1のコレクタ側と第２のパワートランジスタＴr2のベース側とを接続し、かつ第１のパワートランジスタＴr1のコレクタ側及び第２のパワートランジスタＴr2のベース側をバッテリ電源ＶB に接続する２段構成からなる電流増幅回路と、バッテリ電源ＶB と第２のパワートランジスタＴr2のコレクタ側との間に１次巻線ＩC1側が接続され、２次巻線ＩC2側に点火プラグＳＰが接続された点火コイルＩＣと、第１のパワートランジスタＴr1のベース側に点火制御信号Ｓc を出力し、第１のパワートランジスタＴr1をＯＮ／ＯＦＦ制御、かつ第２のパワートランジスタＴr2をＯＦＦ／ＯＮ制御し、点火コイルＩＣの１次巻線ＩC1側に流れる１次電流Ｉ1 を制御するマイクロコンピュータ１０と、内燃機関（図示略）への電源投入時、マイクロコンピュータ１０の駆動電源Ｖccが少なくとも第１のパワートランジスタＴr1をＯＮとする所定電圧を越えるまでの期間、第１のパワートランジスタＴr1を強制的にＯＮに保持する保持回路とを具備するものである。また、本実施例の内燃機関用点火装置の保持回路は、バッテリ電源ＶB を逆流防止用ダイオードＤ1 を介して第１のパワートランジスタＴr1のベース側に接続する経路と、その経路を断続するスイッチング素子としてのトランジスタＴr3と、トランジスタＴr3のベース側をマイクロコンピュータ１０内部のパワーオンリセット機能による信号の出力端子としてのリセット端子に接続する信号経路とを有し、内燃機関への電源投入時、マイクロコンピュータ１０から信号経路を介した信号によりトランジスタＴr3をＯＦＦ／ＯＮ制御し、経路を接続／切断するものである。
【００２８】
したがって、内燃機関への電源投入直後でマイクロコンピュータ１０の駆動電源Ｖccが立上がっていないときには、リセット端子からの出力信号がないためトランジスタＴr3がＯＦＦとなり、バッテリ電源ＶB によって第１のパワートランジスタＴr1がＯＮ、第２のパワートランジスタＴr2がＯＦＦとなる。これにより、点火コイルＩＣの１次巻線ＩC1側に１次電流Ｉ1 が流れることが防止されるため、点火コイルＩＣの２次巻線ＩC2側に２次電圧Ｖ2 が発生することがない。そして、マイクロコンピュータ１０の駆動電源Ｖccが立上がると、マイクロコンピュータ１０のリセット端子からの出力信号によってトランジスタＴr3がＯＮとなるため、第１のパワートランジスタＴr1のベース側がバッテリ電源ＶB と切離される。この後においては、マイクロコンピュータ１０からの点火制御信号Ｓc によって、第１のパワートランジスタＴr1、かつ第２のパワートランジスタＴr2の動作タイミングが制御されることで点火時期が所望のように調整され、点火コイルＩＣの２次巻線ＩC2に２次電圧Ｖ2 が発生される。これにより、点火プラグＳＰに好適に火花が発生され、燃料が燃焼されることで内燃機関の機関出力、燃費等の最適化を図ることができる。
【００２９】
次に、本発明の実施の形態の第１実施例にかかる内燃機関用点火装置の第１の変形例の要部構成を示す図３の回路図を参照して説明する。なお、図中、上述の実施例と同様の構成または相当部分からなるものについては同一符号及び同一記号を付し、その詳細な説明を省略する。
【００３０】
図３は、図１の単気筒制御に対して、４気筒（複数気筒）独立制御の回路構成を示す。この回路構成では、４気筒独立制御であるため各気筒に対応して点火コイルＩＣ1 ，ＩＣ2 ，ＩＣ3 ，ＩＣ4 や点火プラグＳＰ1 ，ＳＰ2 ，ＳＰ3 ，ＳＰ4 等が４組必要であるが、トランジスタＴr3は図１と同様に１つでよく、このトランジスタＴr3のコレクタ側と図１のトランジスタＴr1に相当するパワートランジスタＴr11 ，Ｔr12 ，Ｔr13 ，Ｔr14 のベース側との間に、図１の抵抗Ｒ2 及び逆流防止用ダイオードＤ1 に相当する抵抗Ｒ21，Ｒ22，Ｒ23，Ｒ24及び逆流防止用ダイオードＤ11，Ｄ12，Ｄ13，Ｄ14が追加されているのみである。なお、パワートランジスタＴr11 ，Ｔr12 ，Ｔr13 ，Ｔr14 のベース側にはマイクロコンピュータ１０′から各気筒に対応する点火制御信号Ｓc1，Ｓc2，Ｓc3，Ｓc4がそれぞれ出力される。また、パワートランジスタＴr21 ，Ｔr22 ，Ｔr23 ，Ｔr24 は図１のトランジスタＴr2に相当しており、この他の抵抗等における符号及び記号は省略されている。
【００３１】
したがって、この回路構成における動作及び作用・効果は、上述の実施例における単気筒制御と同様であり、その詳細な説明を省略する。これにより、パワートランジスタＴr21 ，Ｔr22 ，Ｔr23 ，Ｔr24 に接続された各気筒の点火コイルＩＣ1 ，ＩＣ2 ，ＩＣ3 ，ＩＣ4 から点火プラグＳＰ1 ，ＳＰ2 ，ＳＰ3 ，ＳＰ4 に所定タイミングにて好適に火花が発生され、燃料が燃焼されることで図示しない内燃機関の機関出力、燃費等の最適化が図られる。
【００３２】
次に、本発明の実施の形態の第１実施例にかかる内燃機関用点火装置の第２の変形例の要部構成を示す図４の回路図を参照して説明する。なお、図中、上述の実施例と同様の構成または相当部分からなるものについては同一符号及び同一記号を付し、その詳細な説明を省略する。
【００３３】
図４に示す回路構成では、図１に示す回路構成に対して、エミッタフォロア回路を形成するトランジスタＴr0が追加されている。このトランジスタＴr0は、ベース側がマイクロコンピュータ１０から点火制御信号Ｓc を出力する出力端子側に接続され、コレクタ側がマイクロコンピュータ１０の駆動電源Ｖcc、かつエミッタ側がパワートランジスタＴr1のベース側に接続されている。
【００３４】
次に、その動作について説明する。
【００３５】
上述の回路構成により、マイクロコンピュータ１０から出力される点火制御信号Ｓc によって、トランジスタＴr0がＯＮ／ＯＦＦ、パワートランジスタＴr1がＯＦＦ／ＯＮ、かつパワートランジスタＴr2がＯＮ／ＯＦＦされることによって、点火コイルＩＣの１次巻線ＩC1を流れる１次電流Ｉ1 が制御され、点火コイルＩＣの２次巻線ＩC2側に２次電圧Ｖ2 が発生される。
【００３６】
つまり、マイクロコンピュータ１０からの点火制御信号Ｓc によるパワートランジスタＴr1，Ｔr2の制御によって、点火コイルＩＣが駆動可能な電流にまで電流増幅されるもので、パワートランジスタＴr1，Ｔr2による２段構成の電流増幅回路が形成されている。このように、マイクロコンピュータ１０によってトランジスタＴr0を介してパワートランジスタＴr1，Ｔr2の動作タイミングが制御されることで点火時期が調整され、点火コイルＩＣの２次巻線ＩC2に発生する２次電圧Ｖ2 にて点火プラグＳＰに好適に火花が発生され、燃料が燃焼されることで図示しない内燃機関の機関出力、燃費等の最適化が図られる。
【００３７】
ここで、内燃機関への電源投入時に、マイクロコンピュータ１０の駆動電源Ｖccが、前述したように、バッテリ電源ＶB による周りの電圧上昇に比べて遅れる。これに対処するため、マイクロコンピュータ１０の駆動電源Ｖccが安定するまでの期間、マイクロコンピュータ１０のパワーオンリセット機能によるリセット端子からの出力信号を用いて、トランジスタＴr3がＯＦＦ状態に保持される。このように、トランジスタＴr3がＯＦＦであると、バッテリ電源ＶB によるパワートランジスタＴr1のベース側への電圧印加によって、パワートランジスタＴr1がＯＮとされパワートランジスタＴr2がＯＦＦに保持される。
【００３８】
そして、マイクロコンピュータ１０の駆動電源Ｖccが安定したのち、リセット端子からの出力信号によってトランジスタＴr3がＯＮとされることでパワートランジスタＴr1がＯＮからＯＦＦ、かつパワートランジスタＴr2がＯＮとされる。したがって、この後においては、マイクロコンピュータ１０からの点火制御信号Ｓc によるトランジスタＴr0のＯＮ／ＯＦＦ駆動によって、パワートランジスタＴr1がＯＦＦ／ＯＮ制御され、かつパワートランジスタＴr2がＯＮ／ＯＦＦ制御されることとなる。なお、マイクロコンピュータ１０のリセット中においては、マイクロコンピュータ１０からトランジスタＴr0のベース側に如何なる信号も出力されることはない。
【００３９】
このように、本変形例の内燃機関用点火装置は、第１の実施例の回路構成に対して更に、第１のパワートランジスタＴr1のベース側にマイクロコンピュータ１０から点火制御信号Ｓc が入力される経路途中に、エミッタフォロア回路を形成するトランジスタＴr0を追加するものである。本変形例においては、マイクロコンピュータ１０からの点火制御信号Ｓc の論理が第１実施例と逆となるのみであり、同様の作用・効果を得ることができる。
【００４０】
次に、本発明の実施の形態の第１実施例にかかる内燃機関用点火装置の第３の変形例の要部構成を示す図５の回路図を参照して説明する。なお、図中、上述の実施例及び変形例と同様の構成または相当部分からなるものについては同一符号及び同一記号を付し、その詳細な説明を省略する。
【００４１】
図５に示す回路構成では、図４に示す回路構成におけるエミッタフォロア回路を形成するトランジスタＴr0が、コレクタフォロア回路を形成するトランジスタＴr0′に変更されているのみである。このトランジスタＴr0′は、ベース側がマイクロコンピュータ１０から点火制御信号Ｓc を出力する出力端子側に接続され、エミッタ側がマイクロコンピュータ１０の駆動電源Ｖcc、かつコレクタ側がパワートランジスタＴr1のベース側に接続されている。
【００４２】
次に、その動作について説明する。
【００４３】
上述の回路構成により、マイクロコンピュータ１０から出力される点火制御信号Ｓc によって、トランジスタＴr0′がＯＮ／ＯＦＦ、パワートランジスタＴr1がＯＦＦ／ＯＮ、かつパワートランジスタＴr2がＯＮ／ＯＦＦされることによって、点火コイルＩＣの１次巻線ＩC1を流れる１次電流Ｉ1 が制御され、点火コイルＩＣの２次巻線ＩC2側に２次電圧Ｖ2 が発生される。
【００４４】
つまり、マイクロコンピュータ１０からの点火制御信号Ｓc によるパワートランジスタＴr1，Ｔr2の制御によって、点火コイルＩＣが駆動可能な電流にまで電流増幅されるもので、パワートランジスタＴr1，Ｔr2による２段構成の電流増幅回路が形成されている。このように、マイクロコンピュータ１０によってトランジスタＴr0′を介してパワートランジスタＴr1，Ｔr2の動作タイミングが制御されることで点火時期が調整され、点火コイルＩＣの２次巻線ＩC2に発生する２次電圧Ｖ2 にて点火プラグＳＰに好適に火花が発生され、燃料が燃焼されることで図示しない内燃機関の機関出力、燃費等の最適化が図られる。
【００４５】
ここで、内燃機関への電源投入時に、マイクロコンピュータ１０の駆動電源Ｖccが、前述したように、バッテリ電源ＶB による周りの電圧上昇に比べて遅れる。これに対処するため、マイクロコンピュータ１０の駆動電源Ｖccが安定するまでの期間、マイクロコンピュータ１０のパワーオンリセット機能によるリセット端子からの出力信号を用いて、トランジスタＴr3がＯＦＦ状態に保持される。このように、トランジスタＴr3がＯＦＦであると、バッテリ電源ＶB によるパワートランジスタＴr1のベース側への電圧印加によって、パワートランジスタＴr1がＯＮとされパワートランジスタＴr2がＯＦＦに保持される。
【００４６】
そして、マイクロコンピュータ１０の駆動電源Ｖccが安定したのち、リセット端子からの出力信号によってトランジスタＴr3がＯＮとされることでパワートランジスタＴr1がＯＮからＯＦＦ、かつパワートランジスタＴr2がＯＮとされる。したがって、この後においては、マイクロコンピュータ１０からの点火制御信号Ｓc によるトランジスタＴr0′のＯＮ／ＯＦＦ駆動によって、パワートランジスタＴr1がＯＦＦ／ＯＮ制御され、かつパワートランジスタＴr2がＯＮ／ＯＦＦ制御されることとなる。なお、マイクロコンピュータ１０のリセット中においては、マイクロコンピュータ１０からトランジスタＴr0′のベース側に如何なる信号も出力されることはない。
【００４７】
このように、本変形例の内燃機関用点火装置は、上述の第２の変形例の回路構成におけるエミッタフォロア回路を形成するトランジスタＴr0を、コレクタフォロア回路を形成するトランジスタＴr0′に変更するものである。本変形例においては、マイクロコンピュータ１０からの点火制御信号Ｓc の論理が第１実施例と逆となるのみであり、同様の作用・効果を得ることができる。
【００４８】
〈実施例２〉
図６は本発明の実施の形態の第２実施例にかかる内燃機関用点火装置の要部構成を示す回路図である。なお、図中、上述の実施例または変形例と同様の構成または相当部分からなるものについては同一符号及び同一記号を付し、その詳細な説明を省略する。
【００４９】
図６に示す回路構成では、図１に示す回路構成に対して、図４と同様にエミッタフォロア回路を形成するトランジスタＴr0が追加されていると共に、マイクロコンピュータ１０のリセット端子を用いず、マイクロコンピュータ１０の駆動電源Ｖccまたはバッテリ電源ＶB に、抵抗Ｒ5 及びコンデンサＣ1 からなるタイマ回路が接続され、このコンデンサＣ1 の両端電圧がトランジスタＴr3のベース側に印加されている。
【００５０】
次に、その動作について説明する。
【００５１】
上述の回路構成により、マイクロコンピュータ１０から出力される点火制御信号Ｓc によって、トランジスタＴr0がＯＮ／ＯＦＦ、パワートランジスタＴr1がＯＦＦ／ＯＮ、かつパワートランジスタＴr2がＯＮ／ＯＦＦされることによって、点火コイルＩＣの１次巻線ＩC1を流れる１次電流Ｉ1 が制御され、点火コイルＩＣの２次巻線ＩC2側に２次電圧Ｖ2 が発生される。
【００５２】
つまり、マイクロコンピュータ１０からの点火制御信号Ｓc によるパワートランジスタＴr1，Ｔr2の制御によって、点火コイルＩＣが駆動可能な電流にまで電流増幅されるもので、パワートランジスタＴr1，Ｔr2による２段構成の電流増幅回路が形成されている。このように、マイクロコンピュータ１０によってトランジスタＴr0を介してパワートランジスタＴr1，Ｔr2の動作タイミングが制御されることで点火時期が調整され、点火コイルＩＣの２次巻線ＩC2に発生する２次電圧Ｖ2 にて点火プラグＳＰに好適に火花が発生され、燃料が燃焼されることで図示しない内燃機関の機関出力、燃費等の最適化が図られる。
【００５３】
ここで、内燃機関への電源投入時に、マイクロコンピュータ１０の駆動電源Ｖccが、前述したように、バッテリ電源ＶB による周りの電圧上昇に比べて遅れる。これに対処するため、マイクロコンピュータ１０の駆動電源Ｖccが安定するまでの期間、抵抗Ｒ5 及びコンデンサＣ1 からなるＣＲ回路のコンデンサＣ1 の両端電圧がトランジスタＴr3の作動電圧まで上昇する間のタイマ時間を用いて、トランジスタＴr3がＯＦＦ状態に保持される。このように、トランジスタＴr3がＯＦＦであると、バッテリ電源ＶB によるパワートランジスタＴr1のベース側への電圧印加によって、パワートランジスタＴr1がＯＮとされパワートランジスタＴr2がＯＦＦに保持される。
【００５４】
そして、マイクロコンピュータ１０の駆動電源Ｖccが安定したのち、トランジスタＴr3がＯＮとされることでパワートランジスタＴr1がＯＮからＯＦＦ、かつパワートランジスタＴr2がＯＮとされる。したがって、この後においては、マイクロコンピュータ１０からの点火制御信号Ｓc によるトランジスタＴr0のＯＮ／ＯＦＦ駆動によって、パワートランジスタＴr1がＯＦＦ／ＯＮ制御され、かつパワートランジスタＴr2がＯＮ／ＯＦＦ制御されることとなる。なお、マイクロコンピュータ１０の駆動電源Ｖccが安定するまでの期間中において、マイクロコンピュータ１０からトランジスタＴr0のベース側に如何なる信号も出力されることはない。
【００５５】
このように、本実施例の内燃機関用点火装置は、第１のパワートランジスタＴr1のコレクタ側と第２のパワートランジスタＴr2のベース側とを接続し、かつ第１のパワートランジスタＴr1のコレクタ側及び第２のパワートランジスタＴr2のベース側をバッテリ電源ＶB に接続する２段構成からなる電流増幅回路と、バッテリ電源ＶB と第２のパワートランジスタＴr2のコレクタ側との間に１次巻線ＩC1側が接続され、２次巻線ＩC2側に点火プラグＳＰが接続された点火コイルＩＣと、第１のパワートランジスタＴr1のベース側に点火制御信号Ｓc を出力し、第１のパワートランジスタＴr1をＯＮ／ＯＦＦ制御、かつ第２のパワートランジスタＴr2をＯＦＦ／ＯＮ制御し、点火コイルＩＣの１次巻線ＩC1側に流れる１次電流Ｉ1 を制御するマイクロコンピュータ１０と、内燃機関（図示略）への電源投入時、マイクロコンピュータ１０の駆動電源Ｖccが少なくとも第１のパワートランジスタＴr1をＯＮとする所定電圧を越えるまでの期間、第１のパワートランジスタＴr1を強制的にＯＮに保持する保持回路とを具備するものである。また、本実施例の内燃機関用点火装置の保持回路は、バッテリ電源ＶB を逆流防止用ダイオードＤ1 を介して第１のパワートランジスタＴr1のベース側に接続する経路と、その経路を断続するスイッチング素子としてのトランジスタＴr3と、トランジスタＴr3のベース側に接続する抵抗Ｒ5 及びコンデンサＣ1 からなるタイマ回路を有し、内燃機関への電源投入時、マイクロコンピュータ１０の駆動電源Ｖccまたはバッテリ電源ＶB によるタイマ回路のコンデンサＣ1 の両端電圧の上昇に伴ってトランジスタＴr3をＯＦＦ／ＯＮ制御し、経路を接続／切断するものである。
【００５６】
したがって、内燃機関への電源投入直後でマイクロコンピュータ１０の駆動電源Ｖccが立上がっていないときには、コンデンサＣ1 の両端電圧も低いためトランジスタＴr3がＯＦＦとなり、バッテリ電源ＶB によって第１のパワートランジスタＴr1がＯＮ、第２のパワートランジスタＴr2がＯＦＦとなる。これにより、点火コイルＩＣの１次巻線ＩC1側に１次電流Ｉ1 が流れることが防止されるため、点火コイルＩＣの２次巻線ＩC2側に２次電圧Ｖ2 が発生することがない。そして、マイクロコンピュータ１０の駆動電源Ｖccが立上がったのちのタイミングにて、コンデンサＣ1 の両端電圧が所定電圧を越えるとトランジスタＴr3がＯＮとなるため、第１のパワートランジスタＴr1のベース側がバッテリ電源ＶB と切離される。この後においては、マイクロコンピュータ１０からの点火制御信号Ｓc によって、第１のパワートランジスタＴr1、かつ第２のパワートランジスタＴr2の動作タイミングが制御されることで点火時期が所望のように調整され、点火コイルＩＣの２次巻線ＩC2に２次電圧Ｖ2 が発生される。これにより、点火プラグＳＰに好適に火花が発生され、燃料が燃焼されることで内燃機関の機関出力、燃費等の最適化を図ることができる。
【００５７】
次に、本発明の実施の形態の第２実施例にかかる内燃機関用点火装置の変形例の要部構成を示す図７の回路図を参照して説明する。なお、図中、上述の実施例及び変形例と同様の構成または相当部分からなるものについては同一符号及び同一記号を付し、その詳細な説明を省略する。
【００５８】
図７に示す回路構成では、図６に示す回路構成におけるエミッタフォロア回路を形成するトランジスタＴr0が、コレクタフォロア回路を形成するトランジスタＴr0′に変更されているのみである。このトランジスタＴr0′は、ベース側がマイクロコンピュータ１０から点火制御信号Ｓc を出力する出力端子側に接続され、エミッタ側がマイクロコンピュータ１０の駆動電源Ｖcc、かつコレクタ側がパワートランジスタＴr1のベース側に接続されている。
【００５９】
次に、その動作について説明する。
【００６０】
上述の回路構成により、マイクロコンピュータ１０から出力される点火制御信号Ｓc によって、トランジスタＴr0′がＯＮ／ＯＦＦ、パワートランジスタＴr1がＯＦＦ／ＯＮ、かつパワートランジスタＴr2がＯＮ／ＯＦＦされることによって、点火コイルＩＣの１次巻線ＩC1を流れる１次電流Ｉ1 が制御され、点火コイルＩＣの２次巻線ＩC2側に２次電圧Ｖ2 が発生される。
【００６１】
つまり、マイクロコンピュータ１０からの点火制御信号Ｓc によるパワートランジスタＴr1，Ｔr2の制御によって、点火コイルＩＣが駆動可能な電流にまで電流増幅されるもので、パワートランジスタＴr1，Ｔr2による２段構成の電流増幅回路が形成されている。このように、マイクロコンピュータ１０によってトランジスタＴr0′を介してパワートランジスタＴr1，Ｔr2の動作タイミングが制御されることで点火時期が調整され、点火コイルＩＣの２次巻線ＩC2に発生する２次電圧Ｖ2 にて点火プラグＳＰに好適に火花が発生され、燃料が燃焼されることで図示しない内燃機関の機関出力、燃費等の最適化が図られる。
【００６２】
ここで、内燃機関への電源投入時に、マイクロコンピュータ１０の駆動電源Ｖccが、前述したように、バッテリ電源ＶB による周りの電圧上昇に比べて遅れる。これに対処するため、マイクロコンピュータ１０の駆動電源Ｖccが安定するまでの期間、抵抗Ｒ5 及びコンデンサＣ1 からなるＣＲ回路のコンデンサＣ1 の両端電圧がトランジスタＴr3の作動電圧まで上昇する間のタイマ時間を用いて、トランジスタＴr3がＯＦＦ状態に保持される。このように、トランジスタＴr3がＯＦＦであると、バッテリ電源ＶB によるパワートランジスタＴr1のベース側への電圧印加によって、パワートランジスタＴr1がＯＮとされパワートランジスタＴr2がＯＦＦに保持される。
【００６３】
そして、マイクロコンピュータ１０の駆動電源Ｖccが安定したのち、トランジスタＴr3がＯＮとされることでパワートランジスタＴr1がＯＮからＯＦＦ、かつパワートランジスタＴr2がＯＮとされる。したがって、この後においては、マイクロコンピュータ１０からの点火制御信号Ｓc によるトランジスタＴr0′のＯＮ／ＯＦＦ駆動によって、パワートランジスタＴr1がＯＦＦ／ＯＮ制御され、かつパワートランジスタＴr2がＯＮ／ＯＦＦ制御されることとなる。なお、マイクロコンピュータ１０のリセット中においては、マイクロコンピュータ１０からトランジスタＴr0′のベース側に如何なる信号も出力されることはない。
【００６４】
このように、本変形例の内燃機関用点火装置は、上述の第２の実施例の回路構成におけるエミッタフォロア回路を形成するトランジスタＴr0を、コレクタフォロア回路を形成するトランジスタＴr0′に変更するものである。このため、本変形例においては、上述の第２の実施例と同様の作用・効果が得られる。
【００６５】
ところで、上記第２実施例及びその変形例では、マイクロコンピュータ１０の点火制御信号Ｓc の出力端子とパワートランジスタＴr1のベース側との間にエミッタフォロア回路を形成するトランジスタＴr0またはコレクタフォロア回路を形成するトランジスタＴr0′が挿入されているが、本発明を実施する場合には、これに限定されるものではなく、上記第１の実施例における図１と同様に、マイクロコンピュータ１０の点火制御信号Ｓc の出力端子とパワートランジスタＴr1のベース側とを直接接続することもできる。なお、このときには、点火制御信号Ｓc の論理が逆となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 図１は本発明の実施の形態の第１実施例にかかる内燃機関用点火装置の要部構成を示す回路図である。
【図２】 図２は図１における各種制御量の遷移状態を示すタイムチャートである。
【図３】 図３は本発明の実施の形態の第１実施例にかかる内燃機関用点火装置の第１の変形例の要部構成を示す回路図である。
【図４】 図４は本発明の実施の形態の第１実施例にかかる内燃機関用点火装置の第２の変形例の要部構成を示す回路図である。
【図５】 図５は本発明の実施の形態の第１実施例にかかる内燃機関用点火装置の第３の変形例の要部構成を示す回路図である。
【図６】 図６は本発明の実施の形態の第２実施例にかかる内燃機関用点火装置の要部構成を示す回路図である。
【図７】 図７は本発明の実施の形態の第２実施例にかかる内燃機関用点火装置の変形例の要部構成を示す回路図である。
【図８】 図８は従来の内燃機関用点火装置を示す回路図である。
【図９】 図９は図８における各種制御量の遷移状態を示すタイムチャートである。
【符号の説明】
１０ マイクロコンピュータ
ＩＣ 点火コイル
ＩC1 １次巻線
ＩC2 ２次巻線
ＳＰ 点火プラグ
Ｔr1 パワートランジスタ（第１のパワートランジスタ）
Ｔr2 パワートランジスタ（第２のパワートランジスタ）
Ｔr3 トランジスタ
Ｄ1 逆流防止用ダイオード
Ｒ1,Ｒ2,Ｒ3,Ｒ4 抵抗
ＶB バッテリ電源
Ｖcc マイクロコンピュータの駆動電源
【発明の属する技術分野】
本発明は、マイクロコンピュータを用いて点火コイルを駆動する内燃機関用点火装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、内燃機関用点火装置として、図８に示すように、マイクロコンピュータを用いて点火コイルを駆動する回路構成からなるものが知られている。
【０００３】
図８において、この内燃機関点火装置は単気筒制御の回路構成であり、マイクロコンピュータ１０、このマイクロコンピュータ１０の駆動電源Ｖcc、バッテリ電源ＶB 、パワートランジスタＴr1，Ｔr2、点火コイルＩＣ及び点火プラグＳＰ等からなる。
【０００４】
マイクロコンピュータ１０から点火制御信号Ｓc を出力する出力端子がパワートランジスタＴr1のベース側に接続され、このパワートランジスタＴr1のコレクタ側がバッテリ電源ＶB に接続されている。また、パワートランジスタＴr1のコレクタ側がパワートランジスタＴr2のベース側に接続され、このパワートランジスタＴr2のベース側もバッテリ電源ＶB に接続されている。そして、パワートランジスタＴr2のコレクタ側が点火コイルＩＣの１次巻線ＩC1を介してバッテリ電源ＶB に接続されている。また、点火コイルＩＣの２次巻線ＩC2の一端はバッテリ電源ＶB に接続され、他端は点火プラグＳＰの中心電極側に接続されている。
【０００５】
次に、その動作について説明する。
【０００６】
前述の回路構成によれば、マイクロコンピュータ１０から出力される点火制御信号Ｓc によって、パワートランジスタＴr1がＯＦＦ（オフ）／ＯＮ（オン）、かつパワートランジスタＴr2がＯＮ／ＯＦＦされることによって、点火コイルＩＣの１次巻線ＩC1を流れる１次電流Ｉ1 が制御され、点火コイルＩＣの２次巻線ＩC2側に２次電圧Ｖ2 が発生される。
【０００７】
つまり、マイクロコンピュータ１０からの点火制御信号Ｓc によるパワートランジスタＴr1，Ｔr2の制御によって、点火コイルＩＣが駆動可能な電流にまで電流増幅されるもので、パワートランジスタＴr1，Ｔr2による２段構成の電流増幅回路が形成されている。これにより、点火コイルＩＣから点火プラグＳＰに所望の点火時期に火花を発生させることができる。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、前述の回路構成においては、図９にタイムチャートを示すように、内燃機関への電源投入時（図９の時刻ｔ11）からマイクロコンピュータ１０の駆動電源Ｖccが内部回路用電源として安定するまで内部回路の誤動作等を防止するため、点火制御信号Ｓc を出力する出力端子からは如何なる信号も出力されないようにされる。このとき、バッテリ電源ＶB の電圧上昇は速いため、極めて短時間とはいえ、電源投入時にパワートランジスタＴr1がＯＦＦ、かつパワートランジスタＴr2がＯＮという状態が存在する。
【０００９】
即ち、図９に示すように、マイクロコンピュータ１０の駆動電源Ｖccの立上がりが遅く、パワートランジスタＴr1がＯＮとなる０．７〔Ｖ〕（一点鎖線にて示す）を越えるまで、パワートランジスタＴr1がＯＦＦ、かつパワートランジスタＴr2がＯＮという状態が時間ΔＴだけ続くこととなる。この時間ΔＴは、図９に点線にて示すように、マイクロコンピュータ１０の駆動電源Ｖccの立上がりが遅くなるほど長くなる。
【００１０】
ここで、図９に示すＶBE（Ｔr1）はパワートランジスタＴr1のベース−エミッタ間の電圧、ＶCE（Ｔr1）はパワートランジスタＴr1のコレクタ−エミッタ間の電圧、ＶBE（Ｔr2）はパワートランジスタＴr2のベース−エミッタ間の電圧、ＶCE（Ｔr2）はパワートランジスタＴr2のコレクタ−エミッタ間の電圧である。
【００１１】
すると、パワートランジスタＴr2のＯＮにより点火コイルＩＣの１次巻線ＩC1に１次電流Ｉ1 が流れ、この結果、点火コイルＩＣの２次巻線ＩC2に２次電圧Ｖ2 が発生することとなり、点火プラグＰＧに火花が発生される。また、時間ΔＴが長くなる程、結果的に２次電圧Ｖ2 が増大し（図９ではマイナス側）、点火プラグＰＧに大きな火花を発生することとなる。これにより、イグニッションスイッチの操作による電源投入時、正規の点火時期でないタイミングで内燃機関に燃焼が起こり、例えば、内燃機関の排気通路側から爆発音を発するという好ましくない状況の発生が考えられる。
【００１２】
そこで、この発明はかかる不具合を解決するためになされたもので、内燃機関の電源投入時、正規の点火時期でないタイミングで内燃機関に燃焼が起こることのない内燃機関用点火装置の提供を課題としている。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
請求項１の内燃機関用点火装置によれば、内燃機関への電源投入直後でマイクロコンピュータの駆動電源が立上がっていないときには、保持回路によってマイクロコンピュータの駆動電源が少なくとも第１のパワートランジスタをＯＮとする所定電圧を越えるまでの期間、第１のパワートランジスタが強制的にＯＮに保持される。このため、バッテリ電源によって電流増幅回路を形成する第１のパワートランジスタがＯＮ、かつ第２のパワートランジスタがＯＦＦとなる。これにより、点火コイルの１次巻線側に１次電流が流れることが防止されるため、点火コイルの２次巻線側に２次電圧が発生することがない。そして、マイクロコンピュータの駆動電源が立上がると、保持回路によって第１のパワートランジスタのベース側がバッテリ電源と切離される。この後においては、マイクロコンピュータからの点火制御信号によって、第１のパワートランジスタ、かつ第２のパワートランジスタの動作タイミングが制御されることで点火時期が所望のように調整され、点火コイルの２次巻線に２次電圧が発生される。これにより、点火プラグに好適に火花が発生され、燃料が燃焼されることで内燃機関の機関出力、燃費等の最適化が図られるという効果が得られる。
【００１４】
請求項２の内燃機関用点火装置では、保持回路がバッテリ電源を逆流防止用ダイオードを介して第１のパワートランジスタのベース側に接続する経路を断続するスイッチング素子とそのベース側をマイクロコンピュータ内部のパワーオンリセット機能による信号の出力端子に接続する信号経路とからなり、内燃機関への電源投入直後でマイクロコンピュータの駆動電源が立上がっていないときには、出力端子からの信号がないためスイッチング素子がＯＦＦとなり、バッテリ電源によって電流増幅回路を形成する第１のパワートランジスタがＯＮ、かつ第２のパワートランジスタがＯＦＦとされる。これにより、点火コイルの１次巻線側に１次電流が流れることが防止されるため、点火コイルの２次巻線側に２次電圧が発生することがない。そして、マイクロコンピュータの駆動電源が立上がると、マイクロコンピュータのリセット端子からの出力信号によってスイッチング素子がＯＮとなるため、第１のパワートランジスタのベース側がバッテリ電源と切離される。この後においては、マイクロコンピュータからの点火制御信号によって、第１のパワートランジスタ、かつ第２のパワートランジスタの動作タイミングが制御されることで点火時期が所望のように調整され、点火コイルの２次巻線に２次電圧が発生される。これにより、点火プラグに好適に火花が発生され、燃料が燃焼されることで内燃機関の機関出力、燃費等の最適化が図られるという効果が得られる。
【００１５】
請求項３の内燃機関用点火装置では、保持回路がバッテリ電源を逆流防止用ダイオードを介して第１のパワートランジスタのベース側に接続する経路を断続するスイッチング素子とそのベース側に接続する抵抗及びコンデンサからなるタイマ回路とからなり、内燃機関への電源投入直後でマイクロコンピュータの駆動電源が立上がっていないときには、コンデンサの両端電圧も低いためスイッチング素子がＯＦＦとなり、バッテリ電源によって電流増幅回路を形成する第１のパワートランジスタがＯＮ、かつ第２のパワートランジスタがＯＦＦとされる。これにより、点火コイルの１次巻線側に１次電流が流れることが防止されるため、点火コイルの２次巻線側に２次電圧が発生することがない。そして、マイクロコンピュータの駆動電源が立上がったのちのタイミングにて、コンデンサの両端電圧が所定電圧を越えるとスイッチング素子がＯＮとなるため、第１のパワートランジスタのベース側がバッテリ電源と切離される。この後においては、マイクロコンピュータからの点火制御信号によって、第１のパワートランジスタ、かつ第２のパワートランジスタの動作タイミングが制御されることで点火時期が所望のように調整され、点火コイルの２次巻線に２次電圧が発生される。これにより、点火プラグに好適に火花が発生され、燃料が燃焼されることで内燃機関の機関出力、燃費等の最適化が図られるという効果が得られる。
【００１６】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を実施例に基づいて説明する。
【００１７】
〈実施例１〉
図１は本発明の実施の形態の第１実施例にかかる内燃機関用点火装置の要部構成を示す回路図であり、マイクロコンピュータを用いて点火コイルを駆動する単気筒制御の回路構成である。なお、前述の従来装置と同様の構成または相当部分からなるものについては、同一符号及び同一記号を付して示す。
【００１８】
図１において、内燃機関用点火装置は、マイクロコンピュータ１０、このマイクロコンピュータ１０の駆動電源Ｖcc、バッテリ電源ＶB 、パワートランジスタＴr1,Ｔr2、トランジスタＴr3、点火コイルＩＣ及び点火プラグＳＰ等からなる。このマイクロコンピュータ１０は、周知の各種演算処理を実行する中央処理装置としてのＣＰＵ、制御プログラムを格納したＲＯＭ、各種データを格納するＲＡＭ、Ｂ／Ｕ（バックアップ）ＲＡＭ、入力回路、出力回路及びそれらを接続するバスライン等からなる論理演算回路として構成されている。
【００１９】
マイクロコンピュータ１０から点火制御信号Ｓc を出力する出力端子がパワートランジスタＴr1のベース側に接続されている。また、パワートランジスタＴr1のベース側が逆流防止用ダイオードＤ1 及び抵抗Ｒ1 ，Ｒ2 を介してバッテリ電源ＶB に接続され、パワートランジスタＴr1のコレクタ側が抵抗Ｒ3 を介してバッテリ電源ＶB に接続され、パワートランジスタＴr1のエミッタ側が接地されている。そして、パワートランジスタＴr1のコレクタ側が抵抗Ｒ4 を介してパワートランジスタＴr2のベース側に接続されており、このパワートランジスタＴr2のベース側が抵抗Ｒ3 ，Ｒ4 を介してバッテリ電源ＶB に接続されている。
【００２０】
パワートランジスタＴr2のコレクタ側が点火コイルＩＣの１次巻線ＩC1を介してバッテリ電源ＶB に接続され、パワートランジスタＴr2のエミッタ側が接地されている。また、点火コイルＩＣの２次巻線ＩC2の一端はバッテリ電源ＶB に接続され、他端は点火プラグＳＰの中心電極側に接続され、点火プラグＳＰの接地電極側が接地されている。更に、マイクロコンピュータ１０のリセット端子がトランジスタＴr3のベース側に接続され、このトランジスタＴr3のコレクタ側が抵抗Ｒ1 を介してバッテリ電源ＶB に接続され、トランジスタＴr3のエミッタ側が接地されている。
【００２１】
次に、その動作について説明する。
【００２２】
上述の回路構成によれば、マイクロコンピュータ１０から出力される点火制御信号Ｓc によって、パワートランジスタＴr1がＯＦＦ／ＯＮ、かつパワートランジスタＴr2がＯＮ／ＯＦＦされることによって、点火コイルＩＣの１次巻線ＩC1を流れる１次電流Ｉ1 が制御され、点火コイルＩＣの２次巻線ＩC2側に２次電圧Ｖ2 が発生される。
【００２３】
つまり、マイクロコンピュータ１０からの点火制御信号Ｓc によるパワートランジスタＴr1，Ｔr2の制御によって、点火コイルＩＣが駆動可能な電流にまで電流増幅されるもので、パワートランジスタＴr1，Ｔr2による２段構成の電流増幅回路が形成されている。このように、マイクロコンピュータ１０によってパワートランジスタＴr1，Ｔr2の動作タイミングが制御されることで点火時期が所望するように調整され、点火コイルＩＣの２次巻線ＩC2に２次電圧Ｖ2 が発生される。これにより、点火プラグＳＰに好適に火花が発生され、燃料が燃焼されることで図示しない内燃機関の機関出力、燃費等の最適化が図られる。
【００２４】
上述の回路構成においては、図２にタイムチャートを示すように、内燃機関への電源投入時（図２の時刻ｔ01）に、マイクロコンピュータ１０の駆動電源Ｖccが、前述したように、バッテリ電源ＶB による周りの電圧上昇に比べて遅れる。これに対処するため、マイクロコンピュータ１０の駆動電源Ｖccが安定するまでの期間、マイクロコンピュータ１０のパワーオンリセット機能によるリセット端子からの出力信号を用いて、トランジスタＴr3がＯＦＦ状態に保持される。このように、トランジスタＴr3がＯＦＦであると、バッテリ電源ＶB によるパワートランジスタＴr1のベース側への電圧印加によって、パワートランジスタＴr1がＯＮとされパワートランジスタＴr2がＯＦＦに保持される。
【００２５】
このため、パワートランジスタＴr1のベース−エミッタ間の電圧ＶBE（Ｔr1）は、電源投入と同時（図２の時刻ｔ01）に０．７〔Ｖ〕となり、パワートランジスタＴr1はＯＮとなる。したがって、パワートランジスタＴr1のコレクタ−エミッタ間の電圧ＶCE（Ｔr1）及びパワートランジスタＴr2のベース−エミッタ間の電圧ＶBE（Ｔr2）は０（零）〔Ｖ〕となり、パワートランジスタＴr2はＯＦＦとなる。このとき、パワートランジスタＴr2のコレクタ−エミッタ間の電圧ＶCE（Ｔr2）は所定電圧に保持されたままとなる。これにより、点火コイルＩＣの１次巻線ＩC1に１次電流Ｉ1 が流れることはなく、点火コイルＩＣの２次巻線ＩC2に２次電圧Ｖ2 が発生することが防止される。
【００２６】
そして、マイクロコンピュータ１０の駆動電源Ｖccが安定したのち、リセット端子からの出力信号によってトランジスタＴr3がＯＮとされることでパワートランジスタＴr1がＯＮからＯＦＦ、かつパワートランジスタＴr2がＯＮとされる（図２の時刻ｔ02）。即ち、この時点においては、マイクロコンピュータ１０の駆動電源Ｖccは十分に立上がった安定状態となっている。したがって、この後においては、マイクロコンピュータ１０からの点火制御信号Ｓc によるパワートランジスタＴr1のＯＦＦ／ＯＮ駆動によって、パワートランジスタＴr2がＯＮ／ＯＦＦ制御されることとなる。なお、マイクロコンピュータ１０のリセット中においては、マイクロコンピュータ１０からパワートランジスタＴr1のベース側に如何なる信号も出力されることはない。
【００２７】
このように、本実施例の内燃機関用点火装置は、第１のパワートランジスタＴr1のコレクタ側と第２のパワートランジスタＴr2のベース側とを接続し、かつ第１のパワートランジスタＴr1のコレクタ側及び第２のパワートランジスタＴr2のベース側をバッテリ電源ＶB に接続する２段構成からなる電流増幅回路と、バッテリ電源ＶB と第２のパワートランジスタＴr2のコレクタ側との間に１次巻線ＩC1側が接続され、２次巻線ＩC2側に点火プラグＳＰが接続された点火コイルＩＣと、第１のパワートランジスタＴr1のベース側に点火制御信号Ｓc を出力し、第１のパワートランジスタＴr1をＯＮ／ＯＦＦ制御、かつ第２のパワートランジスタＴr2をＯＦＦ／ＯＮ制御し、点火コイルＩＣの１次巻線ＩC1側に流れる１次電流Ｉ1 を制御するマイクロコンピュータ１０と、内燃機関（図示略）への電源投入時、マイクロコンピュータ１０の駆動電源Ｖccが少なくとも第１のパワートランジスタＴr1をＯＮとする所定電圧を越えるまでの期間、第１のパワートランジスタＴr1を強制的にＯＮに保持する保持回路とを具備するものである。また、本実施例の内燃機関用点火装置の保持回路は、バッテリ電源ＶB を逆流防止用ダイオードＤ1 を介して第１のパワートランジスタＴr1のベース側に接続する経路と、その経路を断続するスイッチング素子としてのトランジスタＴr3と、トランジスタＴr3のベース側をマイクロコンピュータ１０内部のパワーオンリセット機能による信号の出力端子としてのリセット端子に接続する信号経路とを有し、内燃機関への電源投入時、マイクロコンピュータ１０から信号経路を介した信号によりトランジスタＴr3をＯＦＦ／ＯＮ制御し、経路を接続／切断するものである。
【００２８】
したがって、内燃機関への電源投入直後でマイクロコンピュータ１０の駆動電源Ｖccが立上がっていないときには、リセット端子からの出力信号がないためトランジスタＴr3がＯＦＦとなり、バッテリ電源ＶB によって第１のパワートランジスタＴr1がＯＮ、第２のパワートランジスタＴr2がＯＦＦとなる。これにより、点火コイルＩＣの１次巻線ＩC1側に１次電流Ｉ1 が流れることが防止されるため、点火コイルＩＣの２次巻線ＩC2側に２次電圧Ｖ2 が発生することがない。そして、マイクロコンピュータ１０の駆動電源Ｖccが立上がると、マイクロコンピュータ１０のリセット端子からの出力信号によってトランジスタＴr3がＯＮとなるため、第１のパワートランジスタＴr1のベース側がバッテリ電源ＶB と切離される。この後においては、マイクロコンピュータ１０からの点火制御信号Ｓc によって、第１のパワートランジスタＴr1、かつ第２のパワートランジスタＴr2の動作タイミングが制御されることで点火時期が所望のように調整され、点火コイルＩＣの２次巻線ＩC2に２次電圧Ｖ2 が発生される。これにより、点火プラグＳＰに好適に火花が発生され、燃料が燃焼されることで内燃機関の機関出力、燃費等の最適化を図ることができる。
【００２９】
次に、本発明の実施の形態の第１実施例にかかる内燃機関用点火装置の第１の変形例の要部構成を示す図３の回路図を参照して説明する。なお、図中、上述の実施例と同様の構成または相当部分からなるものについては同一符号及び同一記号を付し、その詳細な説明を省略する。
【００３０】
図３は、図１の単気筒制御に対して、４気筒（複数気筒）独立制御の回路構成を示す。この回路構成では、４気筒独立制御であるため各気筒に対応して点火コイルＩＣ1 ，ＩＣ2 ，ＩＣ3 ，ＩＣ4 や点火プラグＳＰ1 ，ＳＰ2 ，ＳＰ3 ，ＳＰ4 等が４組必要であるが、トランジスタＴr3は図１と同様に１つでよく、このトランジスタＴr3のコレクタ側と図１のトランジスタＴr1に相当するパワートランジスタＴr11 ，Ｔr12 ，Ｔr13 ，Ｔr14 のベース側との間に、図１の抵抗Ｒ2 及び逆流防止用ダイオードＤ1 に相当する抵抗Ｒ21，Ｒ22，Ｒ23，Ｒ24及び逆流防止用ダイオードＤ11，Ｄ12，Ｄ13，Ｄ14が追加されているのみである。なお、パワートランジスタＴr11 ，Ｔr12 ，Ｔr13 ，Ｔr14 のベース側にはマイクロコンピュータ１０′から各気筒に対応する点火制御信号Ｓc1，Ｓc2，Ｓc3，Ｓc4がそれぞれ出力される。また、パワートランジスタＴr21 ，Ｔr22 ，Ｔr23 ，Ｔr24 は図１のトランジスタＴr2に相当しており、この他の抵抗等における符号及び記号は省略されている。
【００３１】
したがって、この回路構成における動作及び作用・効果は、上述の実施例における単気筒制御と同様であり、その詳細な説明を省略する。これにより、パワートランジスタＴr21 ，Ｔr22 ，Ｔr23 ，Ｔr24 に接続された各気筒の点火コイルＩＣ1 ，ＩＣ2 ，ＩＣ3 ，ＩＣ4 から点火プラグＳＰ1 ，ＳＰ2 ，ＳＰ3 ，ＳＰ4 に所定タイミングにて好適に火花が発生され、燃料が燃焼されることで図示しない内燃機関の機関出力、燃費等の最適化が図られる。
【００３２】
次に、本発明の実施の形態の第１実施例にかかる内燃機関用点火装置の第２の変形例の要部構成を示す図４の回路図を参照して説明する。なお、図中、上述の実施例と同様の構成または相当部分からなるものについては同一符号及び同一記号を付し、その詳細な説明を省略する。
【００３３】
図４に示す回路構成では、図１に示す回路構成に対して、エミッタフォロア回路を形成するトランジスタＴr0が追加されている。このトランジスタＴr0は、ベース側がマイクロコンピュータ１０から点火制御信号Ｓc を出力する出力端子側に接続され、コレクタ側がマイクロコンピュータ１０の駆動電源Ｖcc、かつエミッタ側がパワートランジスタＴr1のベース側に接続されている。
【００３４】
次に、その動作について説明する。
【００３５】
上述の回路構成により、マイクロコンピュータ１０から出力される点火制御信号Ｓc によって、トランジスタＴr0がＯＮ／ＯＦＦ、パワートランジスタＴr1がＯＦＦ／ＯＮ、かつパワートランジスタＴr2がＯＮ／ＯＦＦされることによって、点火コイルＩＣの１次巻線ＩC1を流れる１次電流Ｉ1 が制御され、点火コイルＩＣの２次巻線ＩC2側に２次電圧Ｖ2 が発生される。
【００３６】
つまり、マイクロコンピュータ１０からの点火制御信号Ｓc によるパワートランジスタＴr1，Ｔr2の制御によって、点火コイルＩＣが駆動可能な電流にまで電流増幅されるもので、パワートランジスタＴr1，Ｔr2による２段構成の電流増幅回路が形成されている。このように、マイクロコンピュータ１０によってトランジスタＴr0を介してパワートランジスタＴr1，Ｔr2の動作タイミングが制御されることで点火時期が調整され、点火コイルＩＣの２次巻線ＩC2に発生する２次電圧Ｖ2 にて点火プラグＳＰに好適に火花が発生され、燃料が燃焼されることで図示しない内燃機関の機関出力、燃費等の最適化が図られる。
【００３７】
ここで、内燃機関への電源投入時に、マイクロコンピュータ１０の駆動電源Ｖccが、前述したように、バッテリ電源ＶB による周りの電圧上昇に比べて遅れる。これに対処するため、マイクロコンピュータ１０の駆動電源Ｖccが安定するまでの期間、マイクロコンピュータ１０のパワーオンリセット機能によるリセット端子からの出力信号を用いて、トランジスタＴr3がＯＦＦ状態に保持される。このように、トランジスタＴr3がＯＦＦであると、バッテリ電源ＶB によるパワートランジスタＴr1のベース側への電圧印加によって、パワートランジスタＴr1がＯＮとされパワートランジスタＴr2がＯＦＦに保持される。
【００３８】
そして、マイクロコンピュータ１０の駆動電源Ｖccが安定したのち、リセット端子からの出力信号によってトランジスタＴr3がＯＮとされることでパワートランジスタＴr1がＯＮからＯＦＦ、かつパワートランジスタＴr2がＯＮとされる。したがって、この後においては、マイクロコンピュータ１０からの点火制御信号Ｓc によるトランジスタＴr0のＯＮ／ＯＦＦ駆動によって、パワートランジスタＴr1がＯＦＦ／ＯＮ制御され、かつパワートランジスタＴr2がＯＮ／ＯＦＦ制御されることとなる。なお、マイクロコンピュータ１０のリセット中においては、マイクロコンピュータ１０からトランジスタＴr0のベース側に如何なる信号も出力されることはない。
【００３９】
このように、本変形例の内燃機関用点火装置は、第１の実施例の回路構成に対して更に、第１のパワートランジスタＴr1のベース側にマイクロコンピュータ１０から点火制御信号Ｓc が入力される経路途中に、エミッタフォロア回路を形成するトランジスタＴr0を追加するものである。本変形例においては、マイクロコンピュータ１０からの点火制御信号Ｓc の論理が第１実施例と逆となるのみであり、同様の作用・効果を得ることができる。
【００４０】
次に、本発明の実施の形態の第１実施例にかかる内燃機関用点火装置の第３の変形例の要部構成を示す図５の回路図を参照して説明する。なお、図中、上述の実施例及び変形例と同様の構成または相当部分からなるものについては同一符号及び同一記号を付し、その詳細な説明を省略する。
【００４１】
図５に示す回路構成では、図４に示す回路構成におけるエミッタフォロア回路を形成するトランジスタＴr0が、コレクタフォロア回路を形成するトランジスタＴr0′に変更されているのみである。このトランジスタＴr0′は、ベース側がマイクロコンピュータ１０から点火制御信号Ｓc を出力する出力端子側に接続され、エミッタ側がマイクロコンピュータ１０の駆動電源Ｖcc、かつコレクタ側がパワートランジスタＴr1のベース側に接続されている。
【００４２】
次に、その動作について説明する。
【００４３】
上述の回路構成により、マイクロコンピュータ１０から出力される点火制御信号Ｓc によって、トランジスタＴr0′がＯＮ／ＯＦＦ、パワートランジスタＴr1がＯＦＦ／ＯＮ、かつパワートランジスタＴr2がＯＮ／ＯＦＦされることによって、点火コイルＩＣの１次巻線ＩC1を流れる１次電流Ｉ1 が制御され、点火コイルＩＣの２次巻線ＩC2側に２次電圧Ｖ2 が発生される。
【００４４】
つまり、マイクロコンピュータ１０からの点火制御信号Ｓc によるパワートランジスタＴr1，Ｔr2の制御によって、点火コイルＩＣが駆動可能な電流にまで電流増幅されるもので、パワートランジスタＴr1，Ｔr2による２段構成の電流増幅回路が形成されている。このように、マイクロコンピュータ１０によってトランジスタＴr0′を介してパワートランジスタＴr1，Ｔr2の動作タイミングが制御されることで点火時期が調整され、点火コイルＩＣの２次巻線ＩC2に発生する２次電圧Ｖ2 にて点火プラグＳＰに好適に火花が発生され、燃料が燃焼されることで図示しない内燃機関の機関出力、燃費等の最適化が図られる。
【００４５】
ここで、内燃機関への電源投入時に、マイクロコンピュータ１０の駆動電源Ｖccが、前述したように、バッテリ電源ＶB による周りの電圧上昇に比べて遅れる。これに対処するため、マイクロコンピュータ１０の駆動電源Ｖccが安定するまでの期間、マイクロコンピュータ１０のパワーオンリセット機能によるリセット端子からの出力信号を用いて、トランジスタＴr3がＯＦＦ状態に保持される。このように、トランジスタＴr3がＯＦＦであると、バッテリ電源ＶB によるパワートランジスタＴr1のベース側への電圧印加によって、パワートランジスタＴr1がＯＮとされパワートランジスタＴr2がＯＦＦに保持される。
【００４６】
そして、マイクロコンピュータ１０の駆動電源Ｖccが安定したのち、リセット端子からの出力信号によってトランジスタＴr3がＯＮとされることでパワートランジスタＴr1がＯＮからＯＦＦ、かつパワートランジスタＴr2がＯＮとされる。したがって、この後においては、マイクロコンピュータ１０からの点火制御信号Ｓc によるトランジスタＴr0′のＯＮ／ＯＦＦ駆動によって、パワートランジスタＴr1がＯＦＦ／ＯＮ制御され、かつパワートランジスタＴr2がＯＮ／ＯＦＦ制御されることとなる。なお、マイクロコンピュータ１０のリセット中においては、マイクロコンピュータ１０からトランジスタＴr0′のベース側に如何なる信号も出力されることはない。
【００４７】
このように、本変形例の内燃機関用点火装置は、上述の第２の変形例の回路構成におけるエミッタフォロア回路を形成するトランジスタＴr0を、コレクタフォロア回路を形成するトランジスタＴr0′に変更するものである。本変形例においては、マイクロコンピュータ１０からの点火制御信号Ｓc の論理が第１実施例と逆となるのみであり、同様の作用・効果を得ることができる。
【００４８】
〈実施例２〉
図６は本発明の実施の形態の第２実施例にかかる内燃機関用点火装置の要部構成を示す回路図である。なお、図中、上述の実施例または変形例と同様の構成または相当部分からなるものについては同一符号及び同一記号を付し、その詳細な説明を省略する。
【００４９】
図６に示す回路構成では、図１に示す回路構成に対して、図４と同様にエミッタフォロア回路を形成するトランジスタＴr0が追加されていると共に、マイクロコンピュータ１０のリセット端子を用いず、マイクロコンピュータ１０の駆動電源Ｖccまたはバッテリ電源ＶB に、抵抗Ｒ5 及びコンデンサＣ1 からなるタイマ回路が接続され、このコンデンサＣ1 の両端電圧がトランジスタＴr3のベース側に印加されている。
【００５０】
次に、その動作について説明する。
【００５１】
上述の回路構成により、マイクロコンピュータ１０から出力される点火制御信号Ｓc によって、トランジスタＴr0がＯＮ／ＯＦＦ、パワートランジスタＴr1がＯＦＦ／ＯＮ、かつパワートランジスタＴr2がＯＮ／ＯＦＦされることによって、点火コイルＩＣの１次巻線ＩC1を流れる１次電流Ｉ1 が制御され、点火コイルＩＣの２次巻線ＩC2側に２次電圧Ｖ2 が発生される。
【００５２】
つまり、マイクロコンピュータ１０からの点火制御信号Ｓc によるパワートランジスタＴr1，Ｔr2の制御によって、点火コイルＩＣが駆動可能な電流にまで電流増幅されるもので、パワートランジスタＴr1，Ｔr2による２段構成の電流増幅回路が形成されている。このように、マイクロコンピュータ１０によってトランジスタＴr0を介してパワートランジスタＴr1，Ｔr2の動作タイミングが制御されることで点火時期が調整され、点火コイルＩＣの２次巻線ＩC2に発生する２次電圧Ｖ2 にて点火プラグＳＰに好適に火花が発生され、燃料が燃焼されることで図示しない内燃機関の機関出力、燃費等の最適化が図られる。
【００５３】
ここで、内燃機関への電源投入時に、マイクロコンピュータ１０の駆動電源Ｖccが、前述したように、バッテリ電源ＶB による周りの電圧上昇に比べて遅れる。これに対処するため、マイクロコンピュータ１０の駆動電源Ｖccが安定するまでの期間、抵抗Ｒ5 及びコンデンサＣ1 からなるＣＲ回路のコンデンサＣ1 の両端電圧がトランジスタＴr3の作動電圧まで上昇する間のタイマ時間を用いて、トランジスタＴr3がＯＦＦ状態に保持される。このように、トランジスタＴr3がＯＦＦであると、バッテリ電源ＶB によるパワートランジスタＴr1のベース側への電圧印加によって、パワートランジスタＴr1がＯＮとされパワートランジスタＴr2がＯＦＦに保持される。
【００５４】
そして、マイクロコンピュータ１０の駆動電源Ｖccが安定したのち、トランジスタＴr3がＯＮとされることでパワートランジスタＴr1がＯＮからＯＦＦ、かつパワートランジスタＴr2がＯＮとされる。したがって、この後においては、マイクロコンピュータ１０からの点火制御信号Ｓc によるトランジスタＴr0のＯＮ／ＯＦＦ駆動によって、パワートランジスタＴr1がＯＦＦ／ＯＮ制御され、かつパワートランジスタＴr2がＯＮ／ＯＦＦ制御されることとなる。なお、マイクロコンピュータ１０の駆動電源Ｖccが安定するまでの期間中において、マイクロコンピュータ１０からトランジスタＴr0のベース側に如何なる信号も出力されることはない。
【００５５】
このように、本実施例の内燃機関用点火装置は、第１のパワートランジスタＴr1のコレクタ側と第２のパワートランジスタＴr2のベース側とを接続し、かつ第１のパワートランジスタＴr1のコレクタ側及び第２のパワートランジスタＴr2のベース側をバッテリ電源ＶB に接続する２段構成からなる電流増幅回路と、バッテリ電源ＶB と第２のパワートランジスタＴr2のコレクタ側との間に１次巻線ＩC1側が接続され、２次巻線ＩC2側に点火プラグＳＰが接続された点火コイルＩＣと、第１のパワートランジスタＴr1のベース側に点火制御信号Ｓc を出力し、第１のパワートランジスタＴr1をＯＮ／ＯＦＦ制御、かつ第２のパワートランジスタＴr2をＯＦＦ／ＯＮ制御し、点火コイルＩＣの１次巻線ＩC1側に流れる１次電流Ｉ1 を制御するマイクロコンピュータ１０と、内燃機関（図示略）への電源投入時、マイクロコンピュータ１０の駆動電源Ｖccが少なくとも第１のパワートランジスタＴr1をＯＮとする所定電圧を越えるまでの期間、第１のパワートランジスタＴr1を強制的にＯＮに保持する保持回路とを具備するものである。また、本実施例の内燃機関用点火装置の保持回路は、バッテリ電源ＶB を逆流防止用ダイオードＤ1 を介して第１のパワートランジスタＴr1のベース側に接続する経路と、その経路を断続するスイッチング素子としてのトランジスタＴr3と、トランジスタＴr3のベース側に接続する抵抗Ｒ5 及びコンデンサＣ1 からなるタイマ回路を有し、内燃機関への電源投入時、マイクロコンピュータ１０の駆動電源Ｖccまたはバッテリ電源ＶB によるタイマ回路のコンデンサＣ1 の両端電圧の上昇に伴ってトランジスタＴr3をＯＦＦ／ＯＮ制御し、経路を接続／切断するものである。
【００５６】
したがって、内燃機関への電源投入直後でマイクロコンピュータ１０の駆動電源Ｖccが立上がっていないときには、コンデンサＣ1 の両端電圧も低いためトランジスタＴr3がＯＦＦとなり、バッテリ電源ＶB によって第１のパワートランジスタＴr1がＯＮ、第２のパワートランジスタＴr2がＯＦＦとなる。これにより、点火コイルＩＣの１次巻線ＩC1側に１次電流Ｉ1 が流れることが防止されるため、点火コイルＩＣの２次巻線ＩC2側に２次電圧Ｖ2 が発生することがない。そして、マイクロコンピュータ１０の駆動電源Ｖccが立上がったのちのタイミングにて、コンデンサＣ1 の両端電圧が所定電圧を越えるとトランジスタＴr3がＯＮとなるため、第１のパワートランジスタＴr1のベース側がバッテリ電源ＶB と切離される。この後においては、マイクロコンピュータ１０からの点火制御信号Ｓc によって、第１のパワートランジスタＴr1、かつ第２のパワートランジスタＴr2の動作タイミングが制御されることで点火時期が所望のように調整され、点火コイルＩＣの２次巻線ＩC2に２次電圧Ｖ2 が発生される。これにより、点火プラグＳＰに好適に火花が発生され、燃料が燃焼されることで内燃機関の機関出力、燃費等の最適化を図ることができる。
【００５７】
次に、本発明の実施の形態の第２実施例にかかる内燃機関用点火装置の変形例の要部構成を示す図７の回路図を参照して説明する。なお、図中、上述の実施例及び変形例と同様の構成または相当部分からなるものについては同一符号及び同一記号を付し、その詳細な説明を省略する。
【００５８】
図７に示す回路構成では、図６に示す回路構成におけるエミッタフォロア回路を形成するトランジスタＴr0が、コレクタフォロア回路を形成するトランジスタＴr0′に変更されているのみである。このトランジスタＴr0′は、ベース側がマイクロコンピュータ１０から点火制御信号Ｓc を出力する出力端子側に接続され、エミッタ側がマイクロコンピュータ１０の駆動電源Ｖcc、かつコレクタ側がパワートランジスタＴr1のベース側に接続されている。
【００５９】
次に、その動作について説明する。
【００６０】
上述の回路構成により、マイクロコンピュータ１０から出力される点火制御信号Ｓc によって、トランジスタＴr0′がＯＮ／ＯＦＦ、パワートランジスタＴr1がＯＦＦ／ＯＮ、かつパワートランジスタＴr2がＯＮ／ＯＦＦされることによって、点火コイルＩＣの１次巻線ＩC1を流れる１次電流Ｉ1 が制御され、点火コイルＩＣの２次巻線ＩC2側に２次電圧Ｖ2 が発生される。
【００６１】
つまり、マイクロコンピュータ１０からの点火制御信号Ｓc によるパワートランジスタＴr1，Ｔr2の制御によって、点火コイルＩＣが駆動可能な電流にまで電流増幅されるもので、パワートランジスタＴr1，Ｔr2による２段構成の電流増幅回路が形成されている。このように、マイクロコンピュータ１０によってトランジスタＴr0′を介してパワートランジスタＴr1，Ｔr2の動作タイミングが制御されることで点火時期が調整され、点火コイルＩＣの２次巻線ＩC2に発生する２次電圧Ｖ2 にて点火プラグＳＰに好適に火花が発生され、燃料が燃焼されることで図示しない内燃機関の機関出力、燃費等の最適化が図られる。
【００６２】
ここで、内燃機関への電源投入時に、マイクロコンピュータ１０の駆動電源Ｖccが、前述したように、バッテリ電源ＶB による周りの電圧上昇に比べて遅れる。これに対処するため、マイクロコンピュータ１０の駆動電源Ｖccが安定するまでの期間、抵抗Ｒ5 及びコンデンサＣ1 からなるＣＲ回路のコンデンサＣ1 の両端電圧がトランジスタＴr3の作動電圧まで上昇する間のタイマ時間を用いて、トランジスタＴr3がＯＦＦ状態に保持される。このように、トランジスタＴr3がＯＦＦであると、バッテリ電源ＶB によるパワートランジスタＴr1のベース側への電圧印加によって、パワートランジスタＴr1がＯＮとされパワートランジスタＴr2がＯＦＦに保持される。
【００６３】
そして、マイクロコンピュータ１０の駆動電源Ｖccが安定したのち、トランジスタＴr3がＯＮとされることでパワートランジスタＴr1がＯＮからＯＦＦ、かつパワートランジスタＴr2がＯＮとされる。したがって、この後においては、マイクロコンピュータ１０からの点火制御信号Ｓc によるトランジスタＴr0′のＯＮ／ＯＦＦ駆動によって、パワートランジスタＴr1がＯＦＦ／ＯＮ制御され、かつパワートランジスタＴr2がＯＮ／ＯＦＦ制御されることとなる。なお、マイクロコンピュータ１０のリセット中においては、マイクロコンピュータ１０からトランジスタＴr0′のベース側に如何なる信号も出力されることはない。
【００６４】
このように、本変形例の内燃機関用点火装置は、上述の第２の実施例の回路構成におけるエミッタフォロア回路を形成するトランジスタＴr0を、コレクタフォロア回路を形成するトランジスタＴr0′に変更するものである。このため、本変形例においては、上述の第２の実施例と同様の作用・効果が得られる。
【００６５】
ところで、上記第２実施例及びその変形例では、マイクロコンピュータ１０の点火制御信号Ｓc の出力端子とパワートランジスタＴr1のベース側との間にエミッタフォロア回路を形成するトランジスタＴr0またはコレクタフォロア回路を形成するトランジスタＴr0′が挿入されているが、本発明を実施する場合には、これに限定されるものではなく、上記第１の実施例における図１と同様に、マイクロコンピュータ１０の点火制御信号Ｓc の出力端子とパワートランジスタＴr1のベース側とを直接接続することもできる。なお、このときには、点火制御信号Ｓc の論理が逆となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 図１は本発明の実施の形態の第１実施例にかかる内燃機関用点火装置の要部構成を示す回路図である。
【図２】 図２は図１における各種制御量の遷移状態を示すタイムチャートである。
【図３】 図３は本発明の実施の形態の第１実施例にかかる内燃機関用点火装置の第１の変形例の要部構成を示す回路図である。
【図４】 図４は本発明の実施の形態の第１実施例にかかる内燃機関用点火装置の第２の変形例の要部構成を示す回路図である。
【図５】 図５は本発明の実施の形態の第１実施例にかかる内燃機関用点火装置の第３の変形例の要部構成を示す回路図である。
【図６】 図６は本発明の実施の形態の第２実施例にかかる内燃機関用点火装置の要部構成を示す回路図である。
【図７】 図７は本発明の実施の形態の第２実施例にかかる内燃機関用点火装置の変形例の要部構成を示す回路図である。
【図８】 図８は従来の内燃機関用点火装置を示す回路図である。
【図９】 図９は図８における各種制御量の遷移状態を示すタイムチャートである。
【符号の説明】
１０ マイクロコンピュータ
ＩＣ 点火コイル
ＩC1 １次巻線
ＩC2 ２次巻線
ＳＰ 点火プラグ
Ｔr1 パワートランジスタ（第１のパワートランジスタ）
Ｔr2 パワートランジスタ（第２のパワートランジスタ）
Ｔr3 トランジスタ
Ｄ1 逆流防止用ダイオード
Ｒ1,Ｒ2,Ｒ3,Ｒ4 抵抗
ＶB バッテリ電源
Ｖcc マイクロコンピュータの駆動電源
Claims (3)
- 第１のパワートランジスタのコレクタ側と第２のパワートランジスタのベース側とを接続し、かつ前記第１のパワートランジスタのコレクタ側及び前記第２のパワートランジスタのベース側をバッテリ電源に接続する２段構成からなる電流増幅回路と、
前記バッテリ電源と前記第２のパワートランジスタのコレクタ側との間に１次巻線側が接続され、２次巻線側に点火プラグが接続された点火コイルと、
前記第１のパワートランジスタのベース側に点火制御信号を出力し、前記第１のパワートランジスタをオン／オフ制御、かつ前記第２のパワートランジスタをオフ／オン制御し、前記点火コイルの１次巻線側に流れる電流を制御するマイクロコンピュータと、
内燃機関への電源投入時、前記マイクロコンピュータの駆動電源が少なくとも前記第１のパワートランジスタをオンとする所定電圧を越えるまでの期間、前記第１のパワートランジスタを強制的にオンに保持する保持回路と
を具備することを特徴とする内燃機関用点火装置。 - 前記保持回路は、前記バッテリ電源を逆流防止用ダイオードを介して前記第１のパワートランジスタのベース側に接続する経路と、その経路を断続するスイッチング素子と、前記スイッチング素子のベース側を前記マイクロコンピュータ内部のパワーオンリセット機能による信号の出力端子に接続する信号経路とを有し、
前記内燃機関への電源投入時、前記マイクロコンピュータから前記信号経路を介した信号により前記スイッチング素子をオフ／オン制御し、前記経路を接続／切断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。 - 前記保持回路は、前記バッテリ電源を逆流防止用ダイオードを介して前記第１のパワートランジスタのベース側に接続する経路と、その経路を断続するスイッチング素子と、前記スイッチング素子のベース側に接続する抵抗及びコンデンサからなるタイマ回路とを有し、
前記内燃機関への電源投入時、前記マイクロコンピュータの駆動電源または前記バッテリ電源による前記タイマ回路のコンデンサの両端電圧の上昇に伴って前記スイッチング素子をオフ／オン制御し、前記経路を接続／切断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。
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