JP4419182B2

JP4419182B2 - Ignition device for internal combustion engine

Info

Publication number: JP4419182B2
Application number: JP2001046518A
Authority: JP
Inventors: 信鳥山; 昇長瀬
Original assignee: Denso Corp
Current assignee: Denso Corp
Priority date: 2001-02-22
Filing date: 2001-02-22
Publication date: 2010-02-24
Anticipated expiration: 2021-02-22
Also published as: JP2002250263A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、内燃機関用点火装置（以下、「内燃機関」をエンジンという）に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、容量放電型点火装置と誘導放電型点火装置とを組み合わせ、点火放電時期に多重放電を行うようにした多重放電型のエンジン用点火装置が知られている。
この種の点火装置として、例えば特開平３−１５６５９号公報に開示されている点火装置では、点火時期において、エネルギ蓄積コイルに蓄えられたエネルギと容量放電用コンデンサに充電されたエネルギとが点火コイルに供給され、点火プラグが火花を発生する。また、点火が開始されるタイミングから所定の放電区間にてエネルギ蓄積コイルにより点火プラグに周期的にエネルギが供給されて多重放電が行われ、火花が持続される。このような多重放電型のエンジン用点火装置では、１回放電型の点火装置に比べて放電途切れが生じにくいという特徴がある。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、部品の故障や配線の異常といったフェイル時にも点火を行わせて退避走行を可能にすることが求められており、そのための一手法として、フェイル時には専用の直流電源から点火コイルの１次コイルにエネルギを供給することが考えられる。しかし、このようにすると、新たに直流電源を追加して用意しておかねばならず、部品コストの面、設置スペースの面およびメンテナンスの面から改善が求められている。
そこで、フェイル時にエンジン停止に至る点火コイル通電経路に対し、並列に直流電源からのバイパス経路を設け、フェイル時には多重放電方式を１回放電方式に切り替えることで退避走行を可能とすることが考えられる。
【０００４】
しかしながら、上記のバイパス経路を設けたエンジン用点火装置では、例えば容量放電用コンデンサの短絡を検出して１回放電方式に切り替えたとしても、容量放電用コンデンサが短絡している限り、直流電源からの電流が容量放電用コンデンサを通してグランドに流れるため、点火コイルの１次コイルにエネルギを供給することができないという問題があった。
【０００５】
本発明は、このような問題を解決するためなされたものであり、容量放電用コンデンサが短絡に至った場合においても容易に性能を確保するエンジン用点火装置を提供することを目的とする。
本発明の他の目的は、フェイル時に確実に退避走行を可能とするエンジン用点火装置を提供することにある。
【０００６】
本発明のさらに他の目的は、フェイルセーフを確実なものとしてフェイル時の性能を確保するエンジン用点火装置を提供することにある。
本発明のさらにまた他の目的は、簡単な構成で部品コストを低減するエンジン用点火装置を提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明の請求項１記載のエンジン用点火装置によると、第１のスイッチング素子が導通／遮断されエネルギ蓄積コイルに蓄えられたエネルギにより第１および第２の容量放電用コンデンサが充電されるとともに、点火時期において第２のスイッチング素子が導通／遮断され第１および第２の容量放電用コンデンサに充電されたエネルギが点火コイルの１次コイルに供給される。このため、前回の点火時期において第１および第２の容量放電用コンデンサに蓄えられたエネルギと、エネルギ蓄積コイルに蓄えられたエネルギとが点火コイルの一次コイルに供給されるとともに、二次コイルに点火用高電圧が印加され、点火プラグが火花を発生する。
【０００８】
また、その後の所定の放電期間に第１および第２のスイッチング素子を交互に断続させ、多重放電させることにより、放電期間に周期的に点火エネルギが供給され、点火プラグの火花が持続する。
【０００９】
さらに、第２の容量放電用コンデンサが第１の容量放電用コンデンサに直列に接続されているため、第１の容量放電用コンデンサまたは第２の容量放電用コンデンサのいずれか一方が短絡に至った場合でも、第１の容量放電用コンデンサまたは第２の容量放電用コンデンサのいずれか他方が正常である限り、正常な容量放電用コンデンサがエネルギ蓄積コイルに蓄えられたエネルギにより充電され、点火時期においてそのエネルギが点火コイルの１次コイルに供給されるので、容易に性能を確保することができる。
さらにまた、第１および第２の容量放電用コンデンサの耐圧を比較的小さなものとすることができるので、耐圧の影響を受ける部品のコストを低減し、簡単な構成で製造コストを低減することができる。
【００１０】
また、本発明の請求項１記載のエンジン用点火装置によると、フェイル時において、第２のスイッチング素子制御手段により、点火時期において第２のスイッチング素子が導通／遮断され直流電源のエネルギが第２の逆流防止手段を介して点火コイルの１次コイルに供給されるので、退避走行を行うことが可能となる。したがって、フェイル時とそれ以外の通常時に一つの直流電源を用いた点火を行わせることが可能となり、簡便にフェイルセーフ機能を有するエンジン用点火装置を提供することができる。
また、第２の逆流防止手段により、フェイル時でない通常時において第１および第２の容量放電用コンデンサに充電されたエネルギが直流電源側に逆流するのが防止される。
【００１１】
さらに、第２の容量放電用コンデンサが第１の容量放電用コンデンサに直列に接続されているため、第１の容量放電用コンデンサまたは第２の容量放電用コンデンサのいずれか一方が短絡に至り、容量放電用コンデンサの短絡を検出して１回放電方式に切り替えたとき、第１の容量放電用コンデンサまたは第２の容量放電用コンデンサのいずれか他方が正常である限り、直流電源からの電流が容量放電用コンデンサを通してグランドに流れることはなく、点火コイルの１次コイルにエネルギを供給することができる。したがって、フェイルセーフを確実なものとしてフェイル時の性能を確保することができる。
【００１２】
本発明の請求項２記載のエンジン用点火装置によると、フェイル時において、第２のスイッチング素子制御手段により、点火時期において第２のスイッチング素子が導通／遮断され直流電源のエネルギが第１および第２の逆流防止手段を介して点火コイルの１次コイルに供給されるので、退避走行を行うことが可能となる。したがって、フェイル時とそれ以外の通常時に一つの直流電源を用いた点火を行わせることが可能となり、簡便にフェイルセーフ機能を有するエンジン用点火装置を提供することができる。
また、第２の逆流防止手段により、フェイル時でない通常時において第１および第２の容量放電用コンデンサに充電されたエネルギが直流電源側に逆流するのが防止される。
【００１３】
さらに、第２の容量放電用コンデンサが第１の容量放電用コンデンサに直列に接続されているため、第１の容量放電用コンデンサまたは第２の容量放電用コンデンサのいずれか一方が短絡に至り、容量放電用コンデンサの短絡を検出して１回放電方式に切り替えたとき、第１の容量放電用コンデンサまたは第２の容量放電用コンデンサのいずれか他方が正常である限り、直流電源からの電流が容量放電用コンデンサを通してグランドに流れることはなく、点火コイルの１次コイルにエネルギを供給することができる。したがって、フェイルセーフを確実なものとしてフェイル時の性能を確保することができる。
さらにまた、第１および第２の容量放電用コンデンサの耐圧を比較的小さなものとすることができるので、耐圧の影響を受ける部品のコストを低減し、簡単な構成で製造コストを低減することができる。
【００１４】
本発明の請求項３記載のエンジン用点火装置によると、フェイル時において、第２のスイッチング素子制御手段により、点火時期において第２のスイッチング素子が導通／遮断され直流電源のエネルギが第２の逆流防止手段を介して点火コイルの１次コイルに供給されるので、退避走行を行うことが可能となる。したがって、フェイル時とそれ以外の通常時に一つの直流電源を用いた点火を行わせることが可能となり、簡便にフェイルセーフ機能を有するエンジン用点火装置を提供することができる。
また、第２の逆流防止手段により、フェイル時でない通常時において容量放電用コンデンサに充電されたエネルギが直流電源側に逆流するのが防止される。
【００１５】
さらに、容量放電用コンデンサの短絡時に溶断する配線部が容量放電用コンデンサに直列に接続されているので、容量放電用コンデンサが短絡に至った場合に配線部が大電流により溶断し、容量放電用コンデンサの短絡を検出して１回放電方式に切り替えたとき、直流電源からの電流が容量放電用コンデンサを通してグランドに流れることはなく、点火コイルの１次コイルにエネルギを供給することができる。したがって、フェイルセーフを確実なものとしてフェイル時の性能を確保することができる。
さらにまた、上記配線部が第２の逆流防止手段に大電流が流れることを防止し、第２の逆流防止手段を保護することができる。
【００１６】
本発明の請求項４記載のエンジン用点火装置によると、フェイル時において、第２のスイッチング素子制御手段により、点火時期において第２のスイッチング素子が導通／遮断され直流電源のエネルギが第１および第２の逆流防止手段を介して点火コイルの１次コイルに供給されるので、退避走行を行うことが可能となる。したがって、フェイル時とそれ以外の通常時に一つの直流電源を用いた点火を行わせることが可能となり、簡便にフェイルセーフ機能を有するエンジン用点火装置を提供することができる。
また、第２の逆流防止手段により、フェイル時でない通常時において容量放電用コンデンサに充電されたエネルギが直流電源側に逆流するのが防止される。
【００１７】
さらに、容量放電用コンデンサの短絡時に溶断する配線部が容量放電用コンデンサに直列に接続されているので、容量放電用コンデンサが短絡に至った場合に配線部が大電流により溶断し、容量放電用コンデンサの短絡を検出して１回放電方式に切り替えたとき、直流電源からの電流が容量放電用コンデンサを通してグランドに流れることはなく、点火コイルの１次コイルにエネルギを供給することができる。したがって、フェイルセーフを確実なものとしてフェイル時の性能を確保することができる。
さらにまた、上記配線部が第２の逆流防止手段に大電流が流れることを防止し、第２の逆流防止手段を保護することができる。
【００１８】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を示す複数の実施例を図面に基づいて説明する。
（第１実施例）
本発明の第１実施例によるエンジン用点火装置の電気的構成を図１に示す。第１実施例の点火装置は車両に搭載されるものであって、ＤＬＩ（Distributor Less Ignition ）方式の点火装置である。
【００１９】
図１において、バッテリ１０のプラス端子とグランド間には、エネルギ蓄積コイル１１とトランジスタＱ１とが直列に接続されている。バッテリ１０は１２ボルト仕様である。エネルギ蓄積コイル１１にはトランジスタＱ１のオンに伴う通電によりエネルギが蓄えられる。このとき、エネルギ蓄積コイル１１に流れる電流をｉ₀とする。エネルギ蓄積コイル１１とトランジスタＱ１との間のａ点はダイオードＤ１を介して第１の容量放電用コンデンサとしてのコンデンサ１２に接続されている。コンデンサ１２には第２の容量放電用コンデンサとしてのコンデンサ３２が直列に接続されている。コンデンサ１２および３２はエネルギ蓄積コイル１１に蓄えられたエネルギにより充電される。
【００２０】
また、ダイオードＤ１とコンデンサ１２との間のｂ点とグランド間には、第１気筒用点火コイル１３の１次コイル１４とトランジスタＱ１１と電流検出用抵抗１６が直列に接続されている。そして、トランジスタＱ１１をオン／オフさせてコンデンサ１２および３２に充電されたエネルギを点火コイル１３の１次コイル１４に供給することが可能である。このとき、１次コイル１４に流れる電流（１次電流）をｉ₁とする。点火コイル１３の２次コイル１５には図示しない第１気筒用点火プラグが接続されている。１次コイル１４の通電に伴い２次コイル１５に電流（２次電流）ｉ₂が流れる。
【００２１】
同様に、前述のｂ点とグランド間には、第２気筒用点火コイル１７の１次コイル１８とトランジスタＱ１２と電流検出用抵抗２０が直列に接続されている。点火コイル１７の２次コイル１９には図示しない第２気筒用点火プラグが接続されている。
なお、図１においては、第２気筒用の点火コイル１７とトランジスタＱ１２と電流検出用抵抗２０を示したが、エンジン気筒数分の点火コイル・トランジスタ・抵抗が用意されている。
【００２２】
一方、電子制御ユニット（ＥＣＵ；Electronic Control Unit）２１は、各種センサからの信号を入力してエンジンの状態（吸入空気量、回転数、冷却水温など）を検知することが可能である。そして、ＥＣＵ２１はそのときのエンジン状態に応じた最適な点火時期を決定する。また、ＥＣＵ２１には駆動回路２２が接続され、ＥＣＵ２１は駆動回路２２に対し気筒判別信号ＩＧｔと放電区間信号ＩＧｗを出力する。スイッチング素子制御手段としての駆動回路２２には前述の各トランジスタＱ１、Ｑ１１およびＱ１２が接続され、トランジスタＱ１に駆動信号Ａを出力し、トランジスタＱ１１に第１気筒用駆動信号Ｂ＃１を出力し、トランジスタＱ１２に第２気筒用駆動信号Ｂ＃２をそれぞれ出力する。
【００２３】
また、ＥＣＵ２１は、電流検出用抵抗１６での両端子間の印加電圧（α１点での電圧）をモニタしている。同様に、ＥＣＵ２１は、第１気筒以外の他の気筒に対応する電流検出用抵抗２０での両端子間の印加電圧（α２点での電圧）をモニタしている。電流検出用抵抗１６および２０での両端子間の印加電圧は１次電流ｉ₁に応じたものである。
【００２４】
このように、直流電源としてのバッテリ１０と、エネルギ蓄積コイル１１と、第１のスイッチング素子としてのトランジスタＱ１とを含む第１の直列回路が形成されるとともに、エネルギ蓄積コイル１１に逆流防止手段としてのダイオードＤ１を介してコンデンサ１２および３２が接続され、さらに、コンデンサ１２および３２と、点火コイルの１次コイル１４（１８）と、第２のスイッチング素子としてのトランジスタＱ１１（Ｑ１２）とを含む第２の直列回路が形成されている。
【００２５】
次に、上記のように構成した点火装置の作動について図２を用いて説明する。放電区間信号ＩＧｗと、気筒判別信号ＩＧｔと、トランジスタＱ１の駆動信号Ａと、トランジスタＱ１１の駆動信号Ｂ＃１と、エネルギ蓄積コイル１１に流れる電流ｉ₀と、点火コイル１３の１次電流ｉ₁と、２次電流ｉ₂の各信号波形および電流波形を図２に示す。
【００２６】
ＥＣＵ２１から駆動回路２２に対し気筒判別信号ＩＧｔが出力され、同信号ＩＧｔは図２のｔ１〜ｔ２の期間にＨレベルとなっている。駆動回路２２はこの信号ＩＧｔに同期した波形の駆動信号ＡをトランジスタＱ１に出力する。この信号ＡによりトランジスタＱ１がオン状態となって電流ｉ₀が徐々に大きくなり、トランジスタＱ１のオフ時にエネルギ蓄積コイル１１に発生した高電圧エネルギがダイオードＤ１を介して点火コイルの１次コイル１４に供給される。
【００２７】
一方、放電区間信号ＩＧｗは図２のｔ２〜ｔ３の期間にＨレベルとなっており、この期間に放電が行われる。詳しくは、駆動回路２２は駆動信号Ａとして所定時間毎に反転する信号（ｔ１１、ｔ１２、…のタイミングで反転する信号）をトランジスタＱ１に出力してオフ時にエネルギ蓄積コイル１１に発生した高電圧エネルギをダイオードＤ１を介してコンデンサ１２および３２に蓄積する（いわゆる多重充電する）。この繰り返し動作中において、駆動回路２２は駆動信号Ｂ＃１として、駆動信号Ａに対し相補的な信号（ｔ２、ｔ１１、ｔ１２、…のタイミングで反転する信号）をトランジスタＱ１１に出力する。この信号Ｂ＃１により、コンデンサ１２および３２のエネルギが点火コイル１３の１次コイル１４に供給され、１次電流ｉ₁の遮断時（図２のｔ１１、ｔ１３、ｔ１５、ｔ１７のタイミング）に大きな２次電流ｉ₂（高電圧）が発生して多重点火が行われる。そして、次の点火のために、トランジスタＱ１がｔ１７のタイミングでオン状態になるとともにｔ１８のタイミングでオフ状態となり、このｔ１７〜ｔ１８の期間にエネルギ蓄積コイル１１に発生したエネルギがコンデンサ１２および３２に蓄積される。つまり、今回の点火のための動作におけるｔ２〜ｔ１１の期間でのトランジスタＱ１１のオンにおいてはｔ１７〜ｔ１８の期間（前回の点火のための動作）でコンデンサ１２および３２に蓄積したエネルギとｔ１〜ｔ２の期間にエネルギ蓄積コイル１１に発生したエネルギとが点火コイル１３の１次コイル１４に供給される。すなわち、図２のｔ２〜ｔ１１の期間における１次電流ｉ₁において、突出電流部分ｅ１をコンデンサ１２および３２に蓄積したエネルギが受持ち、その後の緩やかな電流部分ｅ２をｔ１〜ｔ２の期間にエネルギ蓄積コイル１１に発生したエネルギが受け持っている。
【００２８】
同様の動作が第１気筒以外の他の気筒においても行われる。つまり、駆動回路２２において、気筒判別信号ＩＧｔにて気筒を判別してトランジスタＱ１１に代わるトランジスタＱ１２等に対し駆動信号Ｂ＃２等が出力され、多重充電・多重点火が行われる。
【００２９】
このように、第１のスイッチング素子制御手段としての駆動回路２２は、トランジスタＱ１をオン／オフ（導通／遮断）状態にしてエネルギ蓄積コイル１１に蓄えられたエネルギによりコンデンサ１２および３２を充電するとともに、点火時期においてトランジスタ（Ｑ１１等）をオン／オフ状態にしてコンデンサ１２および３２に充電されたエネルギを点火コイルの１次コイル（１４等）に供給し、これにより、点火動作が行われる。詳しくは、駆動回路２２は、気筒判別信号ＩＧｔと放電区間信号ＩＧｗを入力して、対象気筒に対し所定の放電区間においてトランジスタＱ１を連続してオン／オフ状態にしてコンデンサ１２および３２を多重充電するとともに、トランジスタ（Ｑ１１等）をトランジスタＱ１とは相補的に動作させて多重点火する。
【００３０】
以上説明した第１実施例においては、前回の点火時期においてコンデンサ１２および３２に蓄えられたエネルギと、エネルギ蓄積コイル１１に蓄えられたエネルギとが点火コイルの一次コイル（１４等）に供給されるとともに、二次コイル（１５等）に点火用高電圧が印加され、点火プラグが火花を発生する。
また、その後の所定の放電期間にトランジスタ（Ｑ１およびＱ１１等）を交互に断続させ、多重放電させることにより、放電期間に周期的に点火エネルギが供給され、点火プラグの火花が持続する。
【００３１】
さらに、コンデンサ３２がコンデンサ１２に直列に接続されているため、コンデンサ１２またはコンデンサ３２のいずれか一方が短絡に至った場合でも、コンデンサ１２またはコンデンサ３２のいずれか他方が正常である限り、正常なコンデンサがエネルギ蓄積コイル１１に蓄えられたエネルギにより充電され、点火時期においてそのエネルギが点火コイルの１次コイル（１４等）に供給されるので、容易に性能を確保することができる。
さらにまた、コンデンサ１２および３２の耐圧を比較的小さなものとすることができるので、耐圧の影響を受ける部品のコストを低減し、簡単な構成で製造コストを低減することができる。
【００３２】
（第２実施例）
第２実施例を図３に示す。図１に示す第１実施例と実質的に同一構成部分に同一符号を付す。
第２実施例においては、図３に示すように、バッテリ１０とエネルギ蓄積コイル１１との間のｃ点とｂ点との間にトランジスタＱ２１とダイオードＤ２が直列に接続されている。駆動回路２２にはトランジスタＱ２１が接続され、トランジスタＱ２１に切替用駆動信号ＳＧ１を出力する。ＥＣＵ２１は、点火動作の際のモニタ電圧（１次電流ｉ₁）が所定値に達しない状況が所定回連続して発生するとフェイルが発生したと判定する。
【００３３】
このように、バッテリ１０とエネルギ蓄積コイル１１とダイオードＤ１と点火コイルの１次コイル１４（１８）とトランジスタＱ１１（Ｑ１２）とを含む直列回路におけるエネルギ蓄積コイル１１とダイオードＤ１に対し第２の逆流防止手段としてのダイオードＤ２が並列接続されている。
【００３４】
次に、上記のように構成した点火装置の作動について図４を用いて説明する。なお、フェイル時以外の通常時の作動は図２に示す第１実施例と同様であるので説明を省略する。
図４には、フェイル時での各信号波形および電流波形を示す。ＥＣＵ２１は電流検出用抵抗１６および２０を用いた電圧モニタにてフェイルが発生したことを検出すると、それまでの通常モードからフェールセーフモードに切り替える。
【００３５】
フェールセーフモードにおいて、まず、ＥＣＵ２１は、図４のｔ２０のタイミングで、駆動信号ＳＧ１をＨレベルにしてトランジスタＱ２１をオン状態にするとともに、駆動回路２２への信号として、放電区間信号ＩＧｗの出力レベルをそれまでの最大５ボルトから１２ボルトに切り替える。駆動回路２２は、放電区間信号ＩＧｗの入力ポート（図３のＰ１で示す）の電圧をモニタしており、１２ボルトに切り替わると、フェールセーフモードであると判断して気筒判別信号ＩＧｔを気筒毎に振り分けて信号Ｂ＃１およびＢ＃２として出力する。この信号Ｂ＃１およびＢ＃２にてトランジスタＱ１１およびＱ１２がオン／オフ状態になる。すなわち、第１気筒において、図４のｔ２１のタイミングでトランジスタＱ１１をオン状態にし、ｔ２２のタイミングでオフ状態にする。このトランジスタＱ１１のオン時に、バッテリ１０から点火コイルの１次コイル１４に対しダイオードＤ２を介してエネルギが供給され、点火コイル１３の１次電流ｉ₁の遮断時（図４のｔ２２のタイミング）に大きな２次電流ｉ₂（高電圧）が発生し点火に供される。以下同様に、例えば、第２気筒に対しては、図４のｔ２３のタイミングでトランジスタＱ１２をオン状態にし、ｔ２４のタイミングでオフ状態にして点火が行われる。
【００３６】
このように、エネルギ蓄積コイル１１やトランジスタＱ１やダイオードＤ１やコンデンサ１２および３２が故障したりそれら部品の配線に異常が発生したといったフェイルが発生したときには、第２のスイッチング素子制御手段としての駆動回路２２は、点火時期においてトランジスタＱ１１（Ｑ１２）をオン／オフ（導通/遮断）状態にしてバッテリ１０のエネルギをダイオードＤ２を介して点火コイルの１次コイル１４（１８）に供給する。これにより、退避走行を行うことが可能となる。また、ダイオードＤ２によりフェイル時でない通常時においてコンデンサ１２および３２に充電されたエネルギがバッテリ１０側に逆流するのが防止される。
【００３７】
このようにして、フェイル時に機関停止に至る点火通電経路に対するバイパス経路を用いてバッテリ１０のエネルギにて点火コイル１３（１７）を作動させることにより、退避走行を行うことができる。その結果、フェイル時とそれ以外の通常時に一つのバッテリ１０を用いた点火を行わせることができ、より簡素な構成にてフェイルセーフ機能を有するエンジン用点火装置とすることができる。
【００３８】
特に駆動回路２２は、フェイル時において、トランジスタＱ２１をそれまでの遮断状態から導通状態に切り替えるので、フェイル時でない通常時に、バッテリ１０からダイオードＤ２を介した点火コイルの１次コイル１４（１８）へのエネルギ供給経路を確実に遮断することができる。
【００３９】
さらに、コンデンサ３２がコンデンサ１２に直列に接続されているため、コンデンサ１２またはコンデンサ３２のいずれか一方が短絡に至り、容量放電用コンデンサの短絡を検出して１回放電方式に切り替えたとき、コンデンサ１２またはコンデンサ３２のいずれか他方が正常である限り、バッテリ１０からの電流が容量放電用コンデンサを通してグランドに流れることはなく、点火コイルの１次コイル１４（１８）にエネルギを供給することができる。したがって、フェイルセーフを確実なものとしてフェイル時の性能を確保することができる。
【００４０】
さらにまた、コンデンサ１２および３２の耐圧を比較的小さなものとすることができるので、耐圧の影響を受ける部品のコストを低減し、簡単な構成で製造コストを低減することができる。
さらにまた、駆動回路２２は、フェイル時において気筒判別信号ＩＧｔを入力して、当該気筒判別信号ＩＧｔに同期してトランジスタＱ１１（Ｑ１２）をオン／オフ状態にするようにしたので、フェイル時に特別の信号を生成することなく容易にトランジスタＱ１１（Ｑ１２）を制御することができる。
【００４１】
さらにまた、フェイルセーフモード時には未使用となる放電区間信号ＩＧｗにおける信号レベルを切り替えることによりモード切替惰報を伝達するようにしたので、フェイルセーフモード時に未使用となる信号を有効に活用してモード切替情報の伝達を行うことができる。
なお、図３に示す第２実施例においては、バイパス経路にトランジスタＱ２１とダイオードＤ２を設けたが、本発明においては、ダイオードＤ２のみを設けてもよい。
【００４２】
（第３実施例）
第３実施例を図５に示す。図１に示す第１実施例と実質的に同一構成部分に同一符号を付す。
第３実施例においては、図５に示すように、エネルギ蓄積コイル１１に対し第２の逆流防止手段としてのダイオードＤ２０およびトランジスタＱ２１０を並列に接続し、駆動回路２２により、フェイル時に点火時期においてトランジスタＱ１１をオン／オフ状態にしてバッテリ１０のエネルギをタイオードＤ１およひＤ２０を介して点火コイルの１次コイル１４（１８）に供給するようにしている。この場合、ダイオードＤ２０によりフェイル時でない通常時においてエネルギ蓄積コイル１１に蓄えられたエネルギがバッテリ１０側に逆流するのが防止される。
【００４３】
上記第３実施例においても、図３に示す第２実施例と同様の効果を得ることができる。なお、第３実施例においては、図３に示す第２実施例に比べてダイオードＤ１が故障した場合にはフェイルに対処できないので、図５に示す第３実施例のダイオードＤ１として耐圧を高くする等の対策を講じておくことが望ましい。
【００４４】
また、図５に示す第３実施例のダイオードＤ２０を含む並列回路の途中に設けたトランジスタＱ２１０を駆動回路２２により、フェイル時において、それまでの遮断状態から導通状態に切り替える。これにより、フェイル時でない通常時に、バッテリ１０からダイオードＤ１およびＤ２０を介した点火コイルの１次コイル１４（１８）ヘのエネルギ供給経路を確実に遮断することができる。
なお、第３実施例においては、バイパス経路にトランジスタＱ２１０とダイオードＤ２０を設けたが、本発明においては、ダイオードＤ２０のみを設けてもよい。
【００４５】
（第４実施例）
第４実施例を図６に示す。図３に示す第２実施例と実質的に同一構成部分に同一符号を付す。
第４実施例においては、図６に示すように、コンデンサ１２の短絡時に溶断する配線部としてのボンディングワイヤ４２が図３に示す第２実施例のコンデンサ３２に替わってコンデンサ１２に直列に接続されている。ボンディングワイヤ４２は、図７に示すように、フェイル時でない通常時の比較的電流値が小さいときに溶断せず、コンデンサ１２の短絡時であるフェイル時の比較的電流値が大きいときに溶断する線径が選定されている。
【００４６】
上記第４実施例においては、コンデンサ１２が短絡に至った場合にボンディングワイヤ４２が大電流により溶断し、コンデンサ１２の短絡を検出して１回放電方式に切り替えたとき、バッテリ１０からの電流がコンデンサ１２を通してグランドに流れることはなく、点火コイルの１次コイル１４（１８）にエネルギを供給することができる。したがって、フェイルセーフを確実なものとしてフェイル時の性能を確保することができる。
【００４７】
さらに、ボンディングワイヤ４２がトランジスタＱ２１およびダイオードＤ２に大電流が流れることを防止し、トランジスタＱ２１およびダイオードＤ２を保護することができる。
なお、第４実施例においては、図３に示す第２実施例のコンデンサ３２に替えてボンディングワイヤ４２をコンデンサ１２に直列に接続したが、本発明においては、図５に示す第３実施例のコンデンサ３２に替えてボンディングワイヤをコンデンサ１２に直列に接続してもよい。
また、本発明においては、図６に示す第４実施例のボンディングワイヤ４２に替えて、コンデンサ１２の短絡時に溶断する細い配線を容量放電用コンデンサに直列に接続してもよい。
【００４８】
さらに、第１、第２、第３および第４実施例でのトランジスタＱ１、Ｑ１１、Ｑ１２、Ｑ２１およびＱ２１０として、バイポーラトランジスタ、ＦＥＴ（好ましくはＰチャネルＭＯＳＦＥＴ）、ＩＧＢＴのいずれを用いてもよく、スイッチング素子であれば何を採用してもよい。
また、第１、第２、第３および第４実施例では、フェイルの検出は抵抗１６および２０を用いた１次電流ｉ₁のモニタにより行う場合を示したが、これに限らず他の方式、例えばイオン電流をモニタする方式等を用いてもよいことはいうまでもない。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１実施例によるエンジン用点火装置を示す電気的構成図である。
【図２】本発明の第１実施例によるエンジン用点火装置の信号波形および電流波形を示す図である。
【図３】本発明の第２実施例によるエンジン用点火装置を示す電気的構成図である。
【図４】本発明の第２実施例によるエンジン用点火装置のフェイル時における信号波形および電流波形を示す図である。
【図５】本発明の第３実施例によるエンジン用点火装置を示す電気的構成図である。
【図６】本発明の第４実施例によるエンジン用点火装置を示す電気的構成図である。
【図７】本発明の第４実施例によるエンジン用点火装置のボンディングワイヤの線径を選定する条件を説明するための図である。
【符号の説明】
１０バッテリ（直流電源）
１１エネルギ蓄積コイル
１２コンデンサ（第１の容量放電用コンデンサ）
１３、１７点火コイル
１４、１７１次コイル
１６、２０電流検出用抵抗
２１ＥＣＵ
２２駆動回路（第１のスイッチング素子制御手段、第２のスイッチング素子制御手段）
３２コンデンサ（第２の容量放電用コンデンサ）
４２ボンディングワイヤ（配線部）
Ｑ１トランジスタ（第１のスイッチング素子）
Ｑ１１、Ｑ１２トランジスタ（第２のスイッチング素子）
Ｑ２１、Ｑ２１０トランジスタ
Ｄ１ダイオード（第１の逆流防止手段）
Ｄ２、Ｄ２０ダイオード（第２の逆流防止手段）
ＩＧｔ気筒判別信号
ＩＧＷ放電区問信号[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to an internal combustion engine ignition device (hereinafter, an “internal combustion engine” is referred to as an engine).
[0002]
[Prior art]
2. Description of the Related Art Conventionally, a multi-discharge type engine ignition device is known in which a capacitive discharge type ignition device and an induction discharge type ignition device are combined to perform multiple discharge at the ignition discharge timing.
As an ignition device of this type, for example, in an ignition device disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 3-15659, the energy stored in the energy storage coil and the energy charged in the capacitor for capacity discharge at the ignition timing are the ignition coil. The spark plug generates sparks. In addition, energy is periodically supplied to the spark plug by the energy storage coil in a predetermined discharge section from the timing when ignition is started, and multiple discharge is performed, and the spark is sustained. Such a multi-discharge type engine ignition device is characterized in that a discharge interruption is less likely to occur as compared with a single discharge type ignition device.
[0003]
[Problems to be solved by the invention]
By the way, it is demanded that ignition can be performed even in the event of a failure such as a component failure or wiring abnormality so that retreating can be performed. As a technique for this, the primary coil of the ignition coil from a dedicated DC power source is used during the failure. It is conceivable to supply energy. However, if this is done, a new DC power supply must be added and prepared, and improvements are required in terms of component costs, installation space, and maintenance.
Therefore, it is conceivable that a bypass path from the DC power supply is provided in parallel to the ignition coil energization path leading to the engine stop at the time of failure, and the multiple discharge system is switched to the single discharge system at the time of failure to enable the retreat travel. .
[0004]
However, in the engine ignition device provided with the bypass path described above, for example, even if a short circuit of a capacitive discharge capacitor is detected and switched to a single discharge system, as long as the capacitive discharge capacitor is short-circuited, Current flows to the ground through the capacitor for capacitive discharge, and there is a problem that energy cannot be supplied to the primary coil of the ignition coil.
[0005]
The present invention has been made to solve such a problem, and an object of the present invention is to provide an engine ignition device that can easily ensure performance even when a capacitor for capacitor discharge is short-circuited.
Another object of the present invention is to provide an engine ignition device that can reliably retreat during a failure.
[0006]
Still another object of the present invention is to provide an engine ignition device that ensures fail-safe performance by ensuring failsafe.
Still another object of the present invention is to provide an engine ignition device that reduces the cost of components with a simple configuration.
[0007]
[Means for Solving the Problems]
According to the engine ignition device of the first aspect of the present invention, the first and second capacitive discharge capacitors are charged by the energy stored in the energy storage coil by the conduction / cutoff of the first switching element, At the ignition timing, the second switching element is turned on / off, and the energy charged in the first and second capacitive discharge capacitors is supplied to the primary coil of the ignition coil. For this reason, the energy stored in the first and second capacitive discharge capacitors and the energy stored in the energy storage coil at the previous ignition timing are supplied to the primary coil of the ignition coil and also to the secondary coil. A high voltage for ignition is applied, and the spark plug generates a spark.
[0008]
Further, the first and second switching elements are alternately intermittently interrupted during a predetermined discharge period thereafter, and multiple discharges are performed, whereby ignition energy is periodically supplied during the discharge period and the spark of the spark plug is sustained.
[0009]
Furthermore, since the second capacity discharging capacitor is connected in series to the first capacity discharging capacitor, either the first capacity discharging capacitor or the second capacity discharging capacitor is short-circuited. Even in this case, as long as one of the first capacity discharging capacitor and the second capacity discharging capacitor is normal, the normal capacity discharging capacitor is charged by the energy stored in the energy storage coil, and at the ignition timing. Since the energy is supplied to the primary coil of the ignition coil, the performance can be easily secured.
Furthermore, since the withstand voltage of the first and second capacitor discharge capacitors can be made relatively small, the cost of parts affected by the withstand voltage can be reduced, and the manufacturing cost can be reduced with a simple configuration. it can.
[0010]
  Also,Claims of the invention1According to the described engine ignition device, at the time of failure, the second switching element control means causes the second switching element to be turned on / off at the ignition timing, and the DC power source is ignited via the second backflow prevention means. Since it is supplied to the primary coil of the coil, it is possible to perform retreat travel. Therefore, it is possible to perform ignition using one DC power source at the time of failure and other normal times, and an engine ignition device having a fail-safe function can be provided easily.
  In addition, the second backflow prevention means prevents the energy charged in the first and second capacitor discharging capacitors from flowing back to the DC power source side in a normal time that is not a failure time.
[0011]
  Furthermore, since the second capacity discharging capacitor is connected in series to the first capacity discharging capacitor, either the first capacity discharging capacitor or the second capacity discharging capacitor is short-circuited, When the short circuit of the capacitor for discharging the capacitor is detected and switching to the once discharging method, as long as either the first capacitor for discharging the capacitor or the capacitor for discharging the second capacitor is normal, the current from the DC power source is It does not flow to the ground through the capacitor for capacitive discharge, and energy can be supplied to the primary coil of the ignition coil. Therefore, fail-safe performance can be ensured to ensure fail-safe performance..
[0012]
  Claims of the invention2According to the described engine ignition device, at the time of failure, the second switching element control means causes the second switching element to be turned on / off at the ignition timing and the energy of the DC power supply is supplied to the first and second backflow prevention means. Since it is supplied to the primary coil of the ignition coil, it is possible to perform retreat travel. Therefore, it is possible to perform ignition using one DC power source at the time of failure and other normal times, and an engine ignition device having a fail-safe function can be provided easily.
  In addition, the second backflow prevention means prevents the energy charged in the first and second capacitor discharging capacitors from flowing back to the DC power source side in a normal time that is not a failure time.
[0013]
Furthermore, since the second capacity discharging capacitor is connected in series to the first capacity discharging capacitor, either the first capacity discharging capacitor or the second capacity discharging capacitor is short-circuited, When the short circuit of the capacitor for discharging the capacitor is detected and switching to the once discharging method, as long as either the first capacitor for discharging the capacitor or the capacitor for discharging the second capacitor is normal, the current from the DC power source is It does not flow to the ground through the capacitor for capacitive discharge, and energy can be supplied to the primary coil of the ignition coil. Therefore, the fail safe performance can be ensured by ensuring fail safe.
Furthermore, since the withstand voltage of the first and second capacitor discharge capacitors can be made relatively small, the cost of parts affected by the withstand voltage can be reduced, and the manufacturing cost can be reduced with a simple configuration. it can.
[0014]
  Claims of the invention3According to the described engine ignition device, at the time of failure, the second switching element control means causes the second switching element to be turned on / off at the ignition timing, and the DC power source is ignited via the second backflow prevention means. Since it is supplied to the primary coil of the coil, it is possible to perform retreat travel. Therefore, it is possible to perform ignition using one DC power source at the time of failure and other normal times, and an engine ignition device having a fail-safe function can be provided easily.
  In addition, the second backflow prevention means prevents the energy charged in the capacitor for discharging the capacitor from flowing back to the DC power source side in a normal time that is not a failure.
[0015]
Furthermore, the wiring part that melts when the capacitor for capacitor discharge is short-circuited is connected in series with the capacitor for capacitor discharge. When the short circuit of the capacitor is detected and the discharge mode is switched once, the current from the DC power source does not flow to the ground through the capacitor for capacitive discharge, and energy can be supplied to the primary coil of the ignition coil. Therefore, the fail safe performance can be ensured by ensuring fail safe.
Furthermore, the wiring portion can prevent a large current from flowing through the second backflow prevention means, and can protect the second backflow prevention means.
[0016]
  Claims of the invention4According to the described engine ignition device, at the time of failure, the second switching element control means causes the second switching element to be turned on / off at the ignition timing and the energy of the DC power supply is supplied to the first and second backflow prevention means. Since it is supplied to the primary coil of the ignition coil, it is possible to perform retreat travel. Therefore, it is possible to perform ignition using one DC power source at the time of failure and other normal times, and an engine ignition device having a fail-safe function can be provided easily.
  In addition, the second backflow prevention means prevents the energy charged in the capacitor for discharging the capacitor from flowing back to the DC power source side in a normal time that is not a failure.
[0017]
Furthermore, the wiring part that melts when the capacitor for capacitor discharge is short-circuited is connected in series with the capacitor for capacitor discharge. When the short circuit of the capacitor is detected and the discharge mode is switched once, the current from the DC power source does not flow to the ground through the capacitor for capacitive discharge, and energy can be supplied to the primary coil of the ignition coil. Therefore, the fail safe performance can be ensured by ensuring fail safe.
Furthermore, the wiring portion can prevent a large current from flowing through the second backflow prevention means, and can protect the second backflow prevention means.
[0018]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, a plurality of examples showing embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
(First embodiment)
FIG. 1 shows the electrical configuration of the engine ignition device according to the first embodiment of the present invention. The ignition device of the first embodiment is mounted on a vehicle and is a DLI (Distributor Less Ignition) type ignition device.
[0019]
In FIG. 1, an energy storage coil 11 and a transistor Q1 are connected in series between a positive terminal of a battery 10 and the ground. The battery 10 has a 12 volt specification. Energy is stored in the energy storage coil 11 when the transistor Q1 is turned on. At this time, the current flowing through the energy storage coil 11 is i.₀And A point between the energy storage coil 11 and the transistor Q1 is connected to a capacitor 12 as a first capacitor for discharging through a diode D1. A capacitor 32 as a second capacitor discharging capacitor is connected in series with the capacitor 12. Capacitors 12 and 32 are charged by energy stored in energy storage coil 11.
[0020]
A primary coil 14, a transistor Q11, and a current detection resistor 16 of the first cylinder ignition coil 13 are connected in series between a point b between the diode D1 and the capacitor 12 and the ground. Then, the energy charged in the capacitors 12 and 32 by turning on / off the transistor Q11 can be supplied to the primary coil 14 of the ignition coil 13. At this time, the current flowing through the primary coil 14 (primary current) is i₁And The secondary coil 15 of the ignition coil 13 is connected to a first cylinder spark plug (not shown). As the primary coil 14 is energized, a current (secondary current) i flows through the secondary coil 15.₂Flows.
[0021]
Similarly, the primary coil 18, the transistor Q12, and the current detection resistor 20 of the second cylinder ignition coil 17 are connected in series between the point b and the ground. A secondary cylinder ignition plug (not shown) is connected to the secondary coil 19 of the ignition coil 17.
In FIG. 1, the ignition coil 17, the transistor Q12, and the current detection resistor 20 for the second cylinder are shown. However, ignition coils, transistors, and resistors for the number of engine cylinders are prepared.
[0022]
On the other hand, an electronic control unit (ECU) 21 can detect the state of the engine (intake air amount, rotation speed, cooling water temperature, etc.) by inputting signals from various sensors. Then, the ECU 21 determines an optimal ignition timing according to the engine state at that time. A drive circuit 22 is connected to the ECU 21, and the ECU 21 outputs a cylinder discrimination signal IGt and a discharge section signal IGw to the drive circuit 22. Each of the transistors Q1, Q11, and Q12 described above is connected to the drive circuit 22 serving as a switching element control unit, outputs a drive signal A to the transistor Q1, and outputs a first cylinder drive signal B # 1 to the transistor Q11. Second cylinder drive signal B # 2 is output to transistor Q12.
[0023]
Further, the ECU 21 monitors the applied voltage (voltage at the α1 point) between both terminals of the current detection resistor 16. Similarly, the ECU 21 monitors the applied voltage (voltage at the α2 point) between both terminals of the current detection resistor 20 corresponding to a cylinder other than the first cylinder. The applied voltage between both terminals of the current detection resistors 16 and 20 is the primary current i.₁It is according to.
[0024]
Thus, the first series circuit including the battery 10 as the DC power source, the energy storage coil 11 and the transistor Q1 as the first switching element is formed, and the energy storage coil 11 serves as a backflow prevention means. Capacitors 12 and 32 are connected via a diode D1, and further include capacitors 12 and 32, a primary coil 14 (18) of an ignition coil, and a transistor Q11 (Q12) as a second switching element. Two series circuits are formed.
[0025]
Next, the operation of the ignition device configured as described above will be described with reference to FIG. Discharge section signal IGw, cylinder discrimination signal IGt, drive signal A for transistor Q1, drive signal B # 1 for transistor Q11, and current i flowing through energy storage coil 11₀And the primary current i of the ignition coil 13₁And secondary current i₂The signal waveforms and current waveforms are shown in FIG.
[0026]
A cylinder discrimination signal IGt is output from the ECU 21 to the drive circuit 22, and the signal IGt is at the H level during the period from t1 to t2 in FIG. The drive circuit 22 outputs a drive signal A having a waveform synchronized with the signal IGt to the transistor Q1. With this signal A, the transistor Q1 is turned on and the current i₀Gradually increases, and high voltage energy generated in the energy storage coil 11 when the transistor Q1 is turned off is supplied to the primary coil 14 of the ignition coil via the diode D1.
[0027]
On the other hand, the discharge section signal IGw is at the H level during the period from t2 to t3 in FIG. 2, and discharge is performed during this period. Specifically, the drive circuit 22 outputs a signal that is inverted every predetermined time (a signal that is inverted at the timing of t11, t12,...) To the transistor Q1 as the drive signal A, and the high voltage energy generated in the energy storage coil 11 when turned off. Is stored in the capacitors 12 and 32 via the diode D1 (so-called multiple charging). During this repetitive operation, the drive circuit 22 outputs a signal complementary to the drive signal A (a signal inverted at timings t2, t11, t12,...) To the transistor Q11 as the drive signal B # 1. By this signal B # 1, the energy of the capacitors 12 and 32 is supplied to the primary coil 14 of the ignition coil 13, and the primary current i₁Large secondary current i at the time of interruption (timing t11, t13, t15, t17 in FIG.₂(High voltage) is generated and multiple ignition is performed. For the next ignition, the transistor Q1 is turned on at the timing t17 and turned off at the timing t18. The energy generated in the energy storage coil 11 during the period t17 to t18 is supplied to the capacitors 12 and 32. Accumulated. That is, when the transistor Q11 is turned on during the period t2 to t11 in the operation for the current ignition, the energy accumulated in the capacitors 12 and 32 and the period t1 to t2 during the period t17 to t18 (the operation for the previous ignition). The energy generated in the energy storage coil 11 during this period is supplied to the primary coil 14 of the ignition coil 13. That is, the primary current i in the period from t2 to t11 in FIG.₁, The energy stored in the capacitors 12 and 32 is responsible for the projecting current portion e1, and the energy generated in the energy storage coil 11 during the period from t1 to t2 is responsible for the subsequent slow current portion e2.
[0028]
Similar operations are performed in cylinders other than the first cylinder. That is, in the drive circuit 22, the cylinder is discriminated by the cylinder discrimination signal IGt, and the drive signal B # 2 etc. is output to the transistor Q12 etc. instead of the transistor Q11, and multiple charging and multiple ignition are performed.
[0029]
As described above, the drive circuit 22 serving as the first switching element control means charges the capacitors 12 and 32 by the energy stored in the energy storage coil 11 with the transistor Q1 being turned on / off (conductive / shut off). At the ignition timing, the transistor (Q11, etc.) is turned on / off, and the energy charged in the capacitors 12 and 32 is supplied to the primary coil (14, etc.) of the ignition coil, whereby an ignition operation is performed. Specifically, the drive circuit 22 receives the cylinder discrimination signal IGt and the discharge section signal IGw, and continuously turns on / off the transistor Q1 in a predetermined discharge section for the target cylinder, and multi-charges the capacitors 12 and 32. At the same time, the transistors (Q11, etc.) are operated in a complementary manner with the transistor Q1 to perform multiple ignition.
[0030]
In the first embodiment described above, the energy stored in the capacitors 12 and 32 at the previous ignition timing and the energy stored in the energy storage coil 11 are supplied to the primary coil (14, etc.) of the ignition coil. At the same time, a high voltage for ignition is applied to the secondary coil (15, etc.), and the spark plug generates a spark.
In addition, the transistors (Q1 and Q11, etc.) are alternately intermittently connected during a predetermined discharge period thereafter, and multiple discharges are performed, so that ignition energy is periodically supplied during the discharge period, and the spark of the spark plug is sustained.
[0031]
Further, since the capacitor 32 is connected to the capacitor 12 in series, even when either the capacitor 12 or the capacitor 32 is short-circuited, as long as either the capacitor 12 or the capacitor 32 is normal, the capacitor 32 is normal. Since the capacitor is charged by the energy stored in the energy storage coil 11 and the energy is supplied to the primary coil (14, etc.) of the ignition coil at the ignition timing, the performance can be easily ensured.
Furthermore, since the withstand voltages of the capacitors 12 and 32 can be made relatively small, the cost of parts affected by the withstand voltage can be reduced, and the manufacturing cost can be reduced with a simple configuration.
[0032]
(Second embodiment)
A second embodiment is shown in FIG. Components that are substantially the same as those of the first embodiment shown in FIG.
In the second embodiment, as shown in FIG. 3, a transistor Q21 and a diode D2 are connected in series between a point c and a point b between the battery 10 and the energy storage coil 11. The drive circuit 22 is connected to the transistor Q21 and outputs a switching drive signal SG1 to the transistor Q21. The ECU 21 monitors the monitor voltage (primary current i) during the ignition operation.₁) Does not reach the predetermined value, it is determined that a failure has occurred when the predetermined number of consecutive occurrences occur.
[0033]
In this way, the second reverse flow with respect to the energy storage coil 11 and the diode D1 in the series circuit including the battery 10, the energy storage coil 11, the diode D1, the primary coil 14 (18) of the ignition coil, and the transistor Q11 (Q12). A diode D2 as a prevention means is connected in parallel.
[0034]
Next, the operation of the ignition device configured as described above will be described with reference to FIG. Since the normal operation other than the failure is the same as that of the first embodiment shown in FIG.
FIG. 4 shows signal waveforms and current waveforms at the time of failure. When the ECU 21 detects that a failure has occurred in the voltage monitor using the current detection resistors 16 and 20, the ECU 21 switches from the normal mode to the fail-safe mode.
[0035]
In the fail safe mode, first, the ECU 21 sets the drive signal SG1 to the H level to turn on the transistor Q21 at the timing of t20 in FIG. 4, and sets the output level of the discharge section signal IGw as a signal to the drive circuit 22. Switch from the previous maximum of 5 volts to 12 volts. The drive circuit 22 monitors the voltage of the input port (indicated by P1 in FIG. 3) of the discharge interval signal IGw. When the voltage is switched to 12 volts, the drive circuit 22 determines that it is in the fail-safe mode and sets the cylinder discrimination signal IGt for each cylinder. The signals are distributed and output as signals B # 1 and B # 2. Transistors Q11 and Q12 are turned on / off by signals B # 1 and B # 2. That is, in the first cylinder, the transistor Q11 is turned on at timing t21 in FIG. 4 and turned off at timing t22. When the transistor Q11 is turned on, energy is supplied from the battery 10 to the primary coil 14 of the ignition coil via the diode D2, and the primary current i of the ignition coil 13 is supplied.₁Large secondary current i at the time of shutting down (timing t22 in FIG. 4)₂(High voltage) is generated and used for ignition. Similarly, for example, for the second cylinder, the transistor Q12 is turned on at the timing of t23 in FIG. 4 and turned off at the timing of t24, and ignition is performed.
[0036]
As described above, when a failure such as failure of the energy storage coil 11, the transistor Q1, the diode D1, the capacitors 12 and 32, or an abnormality in the wiring of these components occurs, the drive circuit as the second switching element control means 22 sets the transistor Q11 (Q12) in an on / off (conduction / cutoff) state at the ignition timing and supplies the energy of the battery 10 to the primary coil 14 (18) of the ignition coil via the diode D2. Thereby, it becomes possible to perform evacuation travel. In addition, the diode D2 prevents the energy charged in the capacitors 12 and 32 from flowing backward to the battery 10 during normal times other than the failure.
[0037]
Thus, the retreat travel can be performed by operating the ignition coil 13 (17) with the energy of the battery 10 using the bypass path to the ignition energization path leading to the engine stop at the time of failure. As a result, ignition using one battery 10 can be performed at the time of failure and at other normal times, and an engine ignition device having a fail-safe function can be achieved with a simpler configuration.
[0038]
In particular, the drive circuit 22 switches the transistor Q21 from the previous shut-off state to the conductive state at the time of failure, so that the battery 10 to the primary coil 14 (18) of the ignition coil via the diode D2 at the normal time not at the time of failure. It is possible to reliably shut off the energy supply path.
[0039]
Further, since the capacitor 32 is connected in series with the capacitor 12, either the capacitor 12 or the capacitor 32 is short-circuited, and when the short-circuit of the capacitor for capacitance discharge is detected and switched to the single-discharge method, the capacitor As long as either the capacitor 12 or the capacitor 32 is normal, the current from the battery 10 does not flow to the ground through the capacitor for capacitive discharge, and energy can be supplied to the primary coil 14 (18) of the ignition coil. . Therefore, the fail safe performance can be ensured by ensuring fail safe.
[0040]
Furthermore, since the withstand voltages of the capacitors 12 and 32 can be made relatively small, the cost of parts affected by the withstand voltage can be reduced, and the manufacturing cost can be reduced with a simple configuration.
Furthermore, the drive circuit 22 inputs the cylinder discrimination signal IGt at the time of failure, and turns on / off the transistor Q11 (Q12) in synchronization with the cylinder discrimination signal IGt. The transistor Q11 (Q12) can be easily controlled without generating a signal.
[0041]
Furthermore, since the mode switching information is transmitted by switching the signal level in the discharge section signal IGw that is not used in the fail safe mode, the mode switching information is effectively utilized by the signal that is not used in the fail safe mode. Can be communicated.
In the second embodiment shown in FIG. 3, the transistor Q21 and the diode D2 are provided in the bypass path. However, in the present invention, only the diode D2 may be provided.
[0042]
(Third embodiment)
A third embodiment is shown in FIG. Components that are substantially the same as those of the first embodiment shown in FIG.
In the third embodiment, as shown in FIG. 5, a diode D20 as a second backflow prevention means and a transistor Q210 are connected in parallel to the energy storage coil 11, and a transistor is used at the ignition timing at the time of failure by the drive circuit 22. Q11 is turned on / off, and the energy of the battery 10 is supplied to the primary coil 14 (18) of the ignition coil via the diodes D1 and D20. In this case, the diode D20 prevents the energy stored in the energy storage coil 11 from flowing back to the battery 10 side at the normal time other than the failure time.
[0043]
In the third embodiment, the same effect as that of the second embodiment shown in FIG. 3 can be obtained. In the third embodiment, since the failure cannot be dealt with when the diode D1 fails as compared with the second embodiment shown in FIG. 3, the breakdown voltage is increased as the diode D1 of the third embodiment shown in FIG. It is desirable to take such measures.
[0044]
Further, the transistor Q210 provided in the middle of the parallel circuit including the diode D20 of the third embodiment shown in FIG. 5 is switched from the previous cut-off state to the conductive state by the drive circuit 22 at the time of failure. As a result, the energy supply path from the battery 10 to the primary coil 14 (18) of the ignition coil via the diodes D1 and D20 can be reliably interrupted at normal times other than when a failure occurs.
Although the transistor Q210 and the diode D20 are provided in the bypass path in the third embodiment, only the diode D20 may be provided in the present invention.
[0045]
(Fourth embodiment)
A fourth embodiment is shown in FIG. Components that are substantially the same as those of the second embodiment shown in FIG.
In the fourth embodiment, as shown in FIG. 6, a bonding wire 42 as a wiring portion that melts when the capacitor 12 is short-circuited is connected in series to the capacitor 12 instead of the capacitor 32 of the second embodiment shown in FIG. ing. As shown in FIG. 7, the bonding wire 42 is not melted when the current value is relatively small at the normal time when not failing, and is melted when the current value at the failing time when the capacitor 12 is short-circuited is relatively large. The wire diameter is selected.
[0046]
In the fourth embodiment, when the capacitor 12 is short-circuited, the bonding wire 42 is melted by a large current, and when the short-circuit of the capacitor 12 is detected and switched to the discharge method once, the current from the battery 10 is It does not flow through the capacitor 12 to the ground, and energy can be supplied to the primary coil 14 (18) of the ignition coil. Therefore, the fail safe performance can be ensured by ensuring fail safe.
[0047]
Further, the bonding wire 42 can prevent a large current from flowing through the transistor Q21 and the diode D2, and can protect the transistor Q21 and the diode D2.
In the fourth embodiment, the bonding wire 42 is connected in series to the capacitor 12 instead of the capacitor 32 of the second embodiment shown in FIG. 3, but in the present invention, the bonding wire 42 of the third embodiment shown in FIG. Instead of the capacitor 32, a bonding wire may be connected to the capacitor 12 in series.
In the present invention, instead of the bonding wire 42 of the fourth embodiment shown in FIG. 6, a thin wire that melts when the capacitor 12 is short-circuited may be connected in series with the capacitor for capacitor discharge.
[0048]
Furthermore, as the transistors Q1, Q11, Q12, Q21, and Q210 in the first, second, third, and fourth embodiments, any of bipolar transistors, FETs (preferably P-channel MOSFETs), and IGBTs may be used. Any switching element may be used.
In the first, second, third, and fourth embodiments, the primary current i using the resistors 16 and 20 is detected for failure.₁However, the present invention is not limited to this, and it is needless to say that other methods such as a method of monitoring ion current may be used.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is an electrical configuration diagram showing an engine ignition device according to a first embodiment of the present invention;
FIG. 2 is a diagram showing a signal waveform and a current waveform of the engine ignition device according to the first embodiment of the present invention.
FIG. 3 is an electrical configuration diagram showing an engine ignition device according to a second embodiment of the present invention.
FIG. 4 is a diagram showing a signal waveform and a current waveform at the time of failure of the engine ignition device according to the second embodiment of the present invention.
FIG. 5 is an electrical configuration diagram showing an engine ignition device according to a third embodiment of the present invention.
FIG. 6 is an electrical configuration diagram showing an engine ignition device according to a fourth embodiment of the present invention.
FIG. 7 is a view for explaining conditions for selecting a wire diameter of a bonding wire of an engine ignition device according to a fourth embodiment of the present invention.
[Explanation of symbols]
10 Battery (DC power supply)
11 Energy storage coil
12 Capacitor (first capacitor for capacitor discharge)
13, 17 Ignition coil
14, 17 Primary coil
16, 20 Resistance for current detection
21 ECU
22 Drive circuit (first switching element control means, second switching element control means)
32 capacitor (second capacitor for discharging capacitance)
42 Bonding wire (wiring section)
Q1 transistor (first switching element)
Q11, Q12 Transistor (second switching element)
Q21, Q210 Transistor
D1 diode (first backflow prevention means)
D2, D20 diode (second backflow prevention means)
IGt Cylinder discrimination signal
IGW Discharge Zone Signal

Claims

A first series circuit including a DC power source, an energy storage coil and a first switching element;
A first capacitive discharge capacitor connected to the energy storage coil via first backflow prevention means; a second capacitive discharge capacitor connected in series to the first capacitive discharge capacitor; A second series circuit including a primary coil and a second switching element;
The first switching element is turned on / off to charge the first and second capacitive discharge capacitors with the energy stored in the energy storage coil, and the second switching element is turned on / off at the ignition timing. First switching element control means for supplying the primary coil with the energy charged in the first and second capacitor discharging capacitors,
Connected in parallel to the energy storage coil and the first backflow prevention means in a series circuit including the DC power source, the energy storage coil, the first backflow prevention means, the primary coil and the second switching element. Second backflow prevention means to be performed;
Second switching element control means for conducting / interrupting the second switching element at the ignition timing at the time of failure and supplying energy of the DC power source to the primary coil via the second backflow prevention means; ,
An ignition device for an internal combustion engine comprising:

A first series circuit including a DC power source, an energy storage coil and a first switching element;
A first capacitive discharge capacitor connected to the energy storage coil via first backflow prevention means; a second capacitive discharge capacitor connected in series to the first capacitive discharge capacitor; A second series circuit including a primary coil and a second switching element;
The first switching element is turned on / off to charge the first and second capacitive discharge capacitors with the energy stored in the energy storage coil, and the second switching element is turned on / off at the ignition timing. First switching element control means for supplying the primary coil with the energy charged in the first and second capacitor discharging capacitors,
Second backflow prevention means connected in parallel to the energy storage coil;
Second switching element for conducting / interrupting the second switching element at the ignition timing at the time of failure and supplying energy of the DC power source to the primary coil via the first and second backflow prevention means Control means;
An ignition device for an internal combustion engine comprising:

A first series circuit including a DC power source, an energy storage coil and a first switching element;
Capacitance discharge capacitor connected to the energy storage coil via first backflow prevention means, a wiring part connected in series to the capacitor discharge capacitor and fused when the capacitor discharge capacitor is short-circuited, a primary of the ignition coil A second series circuit including a coil and a second switching element;
The first switching element is turned on / off to charge the capacitor discharging capacitor with the energy stored in the energy storage coil, and the second switching element is turned on / off at the ignition timing to discharge the capacity discharging capacitor. First switching element control means for supplying energy charged in the capacitor to the primary coil;
Connected in parallel to the energy storage coil and the first backflow prevention means in a series circuit including the DC power source, the energy storage coil, the first backflow prevention means, the primary coil and the second switching element. Second backflow prevention means to be performed;
Second switching element control means for conducting / interrupting the second switching element at the ignition timing at the time of failure and supplying energy of the DC power source to the primary coil via the second backflow prevention means; ,
An ignition device for an internal combustion engine comprising:

A first series circuit including a DC power source, an energy storage coil and a first switching element;
Capacitance discharge capacitor connected to the energy storage coil via first backflow prevention means, a wiring part connected in series to the capacitor discharge capacitor and fused when the capacitor discharge capacitor is short-circuited, a primary of the ignition coil A second series circuit including a coil and a second switching element;
The first switching element is turned on / off to charge the capacitor discharging capacitor with the energy stored in the energy storage coil, and the second switching element is turned on / off at the ignition timing to discharge the capacity discharging capacitor. First switching element control means for supplying energy charged in the capacitor to the primary coil;
Second backflow prevention means connected in parallel to the energy storage coil;
Second switching element for conducting / interrupting the second switching element at the ignition timing at the time of failure and supplying energy of the DC power source to the primary coil via the first and second backflow prevention means Control means;
An ignition device for an internal combustion engine comprising: