JP4483088B2

JP4483088B2 - 点火装置

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Publication number: JP4483088B2
Application number: JP2000401374A
Authority: JP
Inventors: 純一和田
Original assignee: Denso Corp
Current assignee: Denso Corp
Priority date: 2000-12-27
Filing date: 2000-12-27
Publication date: 2010-06-16
Anticipated expiration: 2020-12-27
Also published as: JP2002195142A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、点火プラグに高電圧を印加する点火コイルを複数個備えた点火装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来の一般的な点火システム（Ｓ−ＤＬＩ点火方式）では、図７に示すようにエンジンの気筒数分の点火コイル１を、それぞれワイヤ配線２で点火駆動装置３に接続するようにしている。しかし、この構成では、ワイヤ配線２の本数が多くなるため、エンジンルーム内に多くの配線スペースを確保する必要があり、省スペース化の要求を満たすことができないばかりか、エンジンルーム内の見栄えが悪くなるために、配線部分に化粧カバーを装着する場合もあり、コストアップするという欠点があった。
【０００３】
この対策として、図８に示すように、各点火コイル４を１つの連結部材５に一体的に設けることによって、各点火コイル４を電気的に接続した状態で一体化した点火コイルユニット６を構成することで、各点火コイル４をワイヤ配線で個別に点火駆動装置に接続しなくても済むようにすることが提案されている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、上記構成の点火コイルユニット６は、連結部材５の長さが決まっていて、点火コイル４の本数を後から変更することはできないため、エンジンの気筒数毎（点火コイル４の使用数毎）に成形金型を変更して専用形状の連結部材５を成形する必要があり、その分、成形コストが高くなって、低コスト化の要求を満たすことができない。
【０００５】
本発明はこのような事情を考慮してなされたものであり、従ってその目的は、各点火コイルと点火制御装置との個別接続を不要にして省スペース化の要求を満たしながら、数種類の気筒数のエンジンに対して点火コイルユニットを共通化して、低コスト化の要求を満たすことができる点火装置を提供することにあり、また、更に具体化した点火装置として、点火コイルユニットを共通化したときの電気的接続法を明確化した点火装置を提供することにある。
【０００６】
上記目的を達成するために、本発明の請求項１の点火装置は、各点火コイル毎又は一体化された少数（２個又は３個）の点火コイル毎に入力コネクタと出力コネクタを設けて点火コイルユニットを構成し、隣り合う点火コイルユニットの出力コネクタと入力コネクタを接続することで、各点火コイルユニット間を電気的に接続した状態で連結したことを第１の特徴とし、更に、各点火コイルユニットの入力コネクタと出力コネクタには、連結する全ての点火コイルユニットに配線するのに必要な本数のコネクタピンを設け、連結した点火コイルユニットのうちの先頭の点火コイルユニットの入力コネクタに、全ての点火コイルユニットの制御信号ラインを接続すると共に、各点火コイルユニット間の連結部に、出力コネクタのコネクタピンと入力コネクタのコネクタピンとの接続パターンを選択する接続部材を介在させることで、各点火コイルユニット毎に制御信号ラインを選択して接続することを第２の特徴とする。
【０００７】
この構成では、同一形状の点火コイルユニットを気筒数（点火プラグの数）に応じた数だけ各コネクタによって連結すれば、気筒数に応じた数の点火コイルを電気的に接続した状態で一体化した点火システムを構成することができる。このため、各点火コイルと点火制御装置とを個別にワイヤ配線で接続する必要がなくなり、省スペース化することができる。しかも、数種類の気筒数のエンジンに対しても、連結する点火コイルユニットの数を変更するだけで対応することができるため、異なる気筒数に対して点火コイルユニットを共通化することができる。このため、気筒数毎に成形金型を変更する必要がなく、成形コストを低減できて、低コスト化の要求も満たすことができる。
【０００８】
更に、請求項１に係る発明では、各点火コイルユニットの入力コネクタと出力コネクタには、連結する全ての点火コイルユニットに配線するのに必要な本数のコネクタピンを設け、連結した点火コイルユニットのうちの先頭の点火コイルユニットの入力コネクタに、全ての点火コイルユニットの制御信号ラインを接続すると共に、各点火コイルユニット間の連結部に、出力コネクタのコネクタピンと入力コネクタのコネクタピンとの接続パターンを選択する接続部材を介在させることで、各点火コイルユニット毎に制御信号ラインを選択して接続するようにしているので、各点火コイルユニットの両コネクタ間の内部配線パターンを同一パターンにしても、各連結部に介在させる接続部材を点火コイルユニットの連結位置に応じて付け替えることによって、先頭の点火コイルユニットの入力コネクタに接続される複数本の制御信号ラインを、それぞれ、該当する点火コイルユニットに電気的に接続することができる。従って、全く同一の点火コイルユニットを用いて点火装置を構成することができる。
【０００９】
また、各点火コイルユニットの制御信号ライン（点火信号ライン、電源ライン、グランドライン等）のうち電源ラインとグランドラインは、各点火コイルユニットで共通に使用することができるので、請求項２のように、各点火コイルユニットの入力コネクタと出力コネクタには、電源ラインに接続される電源ピンとグランドラインに接続されるグランドピンをそれぞれ１本ずつ設けるようにすると良い。つまり、各コネクタに、各点火コイルユニットに共通の電源ラインとグランドラインを接続する電源ピンとグランドピンをそれぞれ１本ずつ設けるようにすれば、各コネクタのコネクタピンの本数を低減することができ、コネクタを小型化することができる。

【００１０】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を４気筒エンジンのＳ−ＤＬＩ点火方式（気筒別点火方式）の点火装置に適用した一実施形態を図１乃至図６に基づいて説明する。
【００１１】
図３に示すように、エンジンの各気筒（各点火プラグ）毎に設けられる点火コイルユニット１１は、点火コイル１２の上端部に入力コネクタ１３と出力コネクタ１４を一体的に設けて構成されている。点火コイル１２の円筒状のコイルケース１５は、絶縁性樹脂により形成され、このコイルケース１５の内部には、中心部と外周部にそれぞれ円柱状の中心コア１６と円筒状の外周コア１７が同心状に収納されている。外周コア１７の内周側には、絶縁樹脂製の円筒状の一次側スプール１８に巻回された一次巻線１９が収納され、更に、この一次側スプール１８の内周側には、絶縁樹脂製の円筒状の二次側スプール２０に巻回された二次巻線２１が収納されている。
【００１２】
また、コイルケース１５の下端には、高圧タワー部２２が組み付けられている。この高圧タワー部２２の上部中心には、高圧端子２３を上向きに一体に形成した端子カップ２４が嵌め込まれ、高圧端子２３が二次巻線２１の一端に電気的に接続されている。この高圧タワー部２２をプラグホール（図示せず）内に挿入して点火プラグ（図示せず）の上部に圧入すると、端子カップ２４内に係止された導電性のスプリング２５が点火プラグの端子に圧接した状態となり、それによって、二次巻線２１の一端が、高圧端子２３、端子カップ２４及びスプリング２５を介して点火プラグの端子に電気的に接続された状態となる。
【００１３】
一方、図４に示すように、入力コネクタ１３と出力コネクタ１４は、互いに逆方向を向くように絶縁性樹脂により一体成形され、コイルケース１５の上端部に一体形成された頭部ケース２６の左右側面の開口部２６ａに嵌め込まれている。入力コネクタ１３内には、第１気筒〜第４気筒の点火信号ライン（ＩＧｔ１〜ＩＧｔ４）に接続される第１〜第４の点火信号ピン２７〜３０と、電源ライン（＋Ｂ）に接続される電源ピン３２と、グランドライン（ＧＮＤ）に接続されるグランドピン３１が一列に配列されている。これらの各点火信号ピン２７〜３０、電源ピン３２及びグランドピン３１の他端部は、それぞれ出力コネクタ１４内まで延長されて出力コネクタ１４内に一列に配列されている。これにより、出力コネクタ１４内にも、第１〜第４の点火信号ピン２７〜３０と電源ピン３２とグランドピン３１が一列に配列されている。
【００１４】
第１気筒の点火コイルユニット１１の第１の点火信号ピン２７は、点火コイル１２の頭部ケース２６内に設けられた点火信号入力端子３３（図３参照）に溶接又は半田付け等によって接続されている。尚、第１気筒の点火コイルユニット１１の第２〜第４の点火信号ピン２８〜３０は、点火コイル１２とは電気的に接続されずに、入力コネクタ１３から出力コネクタ１４まで延びているだけである。また、電源ピン３２とグランドピン３１は、それぞれ点火コイル１２の頭部ケース２６内に設けられた電源端子３５とグランド端子３４に溶接又は半田付け等によって接続されている。
【００１５】
コイルケース１５と頭部ケース２６の内部には、充填材３６としてエポキシ系熱硬化性樹脂等の絶縁性樹脂が真空充填され、この充填材３６によって点火コイル１２の頭部ケース２６に入力コネクタ１３及び出力コネクタ１４が固定されている。更に、点火コイル１２の頭部ケース２６内には、点火信号に同期して点火コイル１２の一次巻線１９に流れる電流をオン／オフする駆動回路（図示せず）が配置され、充填材３６で固定されている。尚、入力コネクタ１３の外周部には、ゴム等の弾性材で形成されたシール部材３７が装着されている。また、頭部ケース２６の側面には、点火コイルユニット１１をエンジンに固定するための固定片部３８が一体形成されている。
【００１６】
本実施形態では、図１に示すように、４気筒エンジンの第１気筒〜第４気筒に対応した４個の点火コイルユニット１１がエンジンに組み付けられる。第１気筒の点火コイルユニット１１の出力コネクタ１４には、第２気筒の点火コイルユニット１１の入力コネクタ１３が差し込み接続され、同様に、第２気筒、第３気筒の点火コイルユニット１１の出力コネクタ１４には、それぞれ第３気筒、第４気筒の点火コイルユニット１１の入力コネクタ１３が差し込み接続される。これにより、第１気筒〜第４気筒の点火コイルユニット１１が、一列に並んで連結される。この場合、出力コネクタ１４に入力コネクタ１３を差し込み接続しても、両者のコネクタピン２７〜３２は直接接触しないように設定されている。
【００１７】
次に、第１気筒〜第４気筒の点火コイルユニット１１の電気的接続について説明する。第１気筒の点火コイルユニット１１の入力コネクタ１３は、点火制御装置（図示せず）に電気的に接続される。これにより、第１気筒の点火コイルユニット１１の第１〜第４の点火信号ピン２７〜３０には、それぞれ第１気筒〜第４気筒の点火信号ラインＩＧ１〜ＩＧ４が接続され、電源ピン３２とグランドピン３１には、それぞれの電源ライン（＋Ｂ）とグランドライン（ＧＮＤ）が接続される。
【００１８】
第１気筒の点火コイルユニット１１と第２気筒の点火コイルユニット１１の連結部（以下「１−２連結部」という）では、出力コネクタ１４と入力コネクタ１３との間に、５ピン型の接続部材３９が介在されている。この接続部材３９（図５参照）は、出力コネクタ１４のコネクタピンと入力コネクタ１３のコネクタピンを電気的に接続するためのものであり、両コネクタ１３，１４のコネクタピンに嵌め込まれる５本のパイプ状の接続部材３９が平行に配列されて絶縁性樹脂３９ｂ等で繋ぎ止めて一体化されている。
【００１９】
図２（ａ）に示すように、１−２連結部では、５ピン型の接続部材３９によって、第１気筒の点火コイルユニット１１と第２気筒の点火コイルユニット１１との間で両者の第２〜第４の点火信号ピン２８〜３０、電源ピン３２及びグランドピン３１が、それぞれ電気的に接続され、第１の点火信号ピン２７のみが未接続の状態となる。
【００２０】
第２気筒の点火コイルユニット１１と第３気筒の点火コイルユニット１１の連結部（以下「２−３連結部」という）では、出力コネクタ１４と入力コネクタ１３との間に、４ピン型の接続部材４０と短絡用の接続部材４２が介在されている。４ピン型の接続部材４０は、４本のパイプ状の接続部材４０を平行に配列して絶縁性樹脂等で一体化したものである。短絡用の接続部材４２（図６参照）は、出力コネクタ１４のコネクタピン同士を短絡させるためのものであり、出力コネクタ１４のコネクタピンに嵌め込まれる２本のパイプ状の接続部材４２が導電部材４２ｂで電気的に接続した状態で一体化されている。
【００２１】
図２（ｂ）に示すように、２−３連結部では、４ピン型の接続部材４０によって、第２気筒の点火コイルユニット１１と第３気筒の点火コイルユニット１１との間で両者の第３，第４の点火信号ピン２９，３０、電源ピン３２及びグランドピン３１がそれぞれ電気的に接続されている。更に、短絡用の接続部材４２によって、第２気筒の点火コイルユニット１１の出力コネクタ１４の第１の点火信号ピン２７と第２の点火信号ピン２８とが短絡されている。
【００２２】
第３気筒の点火コイルユニット１１と第４気筒の点火コイルユニット１１の連結部（以下「３−４連結部」という）では、出力コネクタ１４と入力コネクタ１３との間に、３ピン型の接続部材４１と短絡用の接続部材４３が介在されている。図２（ｃ）に示すように、３−４連結部では、３ピン型の接続部材４１によって第３気筒の点火コイルユニット１１と第４気筒の点火コイルユニット１１との間で両者の第４の点火信号ピン３０、電源ピン３２及びグランドピン３１が、それぞれ電気的に接続されている。更に、短絡用の接続部材４３によって、第３気筒の点火コイルユニット１１の出力コネクタ１４の第１の点火信号ピン２７と第３の点火信号ピン２９とが短絡されている。
【００２３】
図２（ｄ）に示すように、第４気筒の点火コイルユニット１１の出力コネクタ１４には、短絡用の接続部材４４が装着され、この接続部材４４によって第４気筒の点火コイルユニット１１の出力コネクタ１４の第１の点火信号ピン２７と第４の点火信号ピン３０とが短絡されている。尚、第４気筒の点火コイルユニット１１の出力コネクタ１４の開口部は、ゴム等の弾性材で形成されたシール部材４５で塞がれている。
【００２４】
以上のように接続することによって、第１気筒の点火信号ラインＩＧｔ１は、第１気筒の点火コイルユニット１１の第１の点火信号ピン２７を介して第１気筒の点火コイルユニット１１の点火信号入力端子３３に電気的に接続される。
【００２５】
また、第２の点火信号ラインＩＧｔ２は、第１気筒の点火コイルユニット１１の第２の点火信号ピン２８、接続部材３９、第２気筒の点火コイルユニット１１の第２の点火信号ピン２８、短絡用の接続部材４２及び第２気筒の点火コイルユニット１１の第１の点火信号ピン２７を介して第２気筒の点火コイルユニット１１の点火信号入力端子３３に電気的に接続される。
【００２６】
同じように、第３の点火信号ラインＩＧｔ３は、第１気筒〜第３気筒の点火コイルユニット１１の第３の点火信号ピン２９、短絡用の接続部材４３及び第３気筒の点火コイルユニット１１の第１の点火信号ピン２７を介して第３気筒の点火コイルユニット１１の点火信号入力端子３３に電気的に接続される。
【００２７】
第４気筒の点火信号ラインＩＧｔ４は、第１気筒〜第４気筒の点火コイルユニット１１の第４の点火信号ピン３０、短絡用の接続部材４４及び第４気筒の点火コイルユニット１１の第１の点火信号ピン２７を介して第４気筒の点火コイルユニット１１の点火信号入力端子３３に電気的に接続される。
【００２８】
一方、電源ライン（＋Ｂ）は、第１気筒〜第４気筒の点火コイルユニット１１の電源ピン３２を介して各気筒の点火コイルユニット１１の電源端子３５に電気的に接続され、グランドライン（ＧＮＤ）は、第１気筒〜第４気筒の点火コイルユニット１１のグランドピン３１を介して各気筒の点火コイルユニット１１のグランド端子３４に電気的に接続される。
【００２９】
以上、本発明を４気筒エンジンのＳ−ＤＬＩ点火方式の点火装置に適用した場合について説明したが、３気筒エンジンのＳ−ＤＬＩ点火方式の点火装置に適用する場合は、第４気筒の点火コイルユニット１１、接続部材４１，４４を省略して、第３気筒の点火コイルユニット１１の出力コネクタ１４にシール部材４５を装着した構成とすれば良い。この場合、接続部材３９、４０を３気筒用（第４の点火信号ピン３０を接続しない構成）に変更しても良い。
【００３０】
以上説明した本実施形態では、点火コイル１２の上端部に入力コネクタ１３と出力コネクタ１４を一体的に設けて点火コイルユニット１１を構成し、隣り合う点火コイルユニット１１の出力コネクタ１４と入力コネクタ１３を差し込み接続することで、複数個の点火コイルユニット１１を電気的に接続した状態で連結するようにしたので、同一形状の点火コイルユニット１１を気筒数に応じた数だけコネクタ１３，１４で接続すれば、気筒数に応じた数の点火コイル１２を電気的に接続した状態で一体化した点火システムを構成することができる。このため、各気筒の点火コイル１２と点火制御装置を個別にワイヤ配線で接続する必要がなくなり、省スペース化の要求を満たすことができる。
【００３１】
しかも、数種類の気筒数のエンジンに対しても、連結する点火コイルユニット１１の数を変更するだけで対応することができるため、異なる気筒数に対して点火コイルユニット１１を共通化することができる。このため、気筒数毎に成形金型を変更する必要がなく、成形コストを低減できて、低コスト化の要求も満たすことができる。また、故障が発生した場合、点火コイルシステム全体を交換しなくても、故障した点火コイルユニット１１だけを取り替えることで対応できるので、修理費用を低減できると共に、省資源化の要求も満たすことができる。
【００３２】
更に、本実施形態では、第１気筒〜第４気筒の点火コイルユニット１１の両コネクタ１３，１４間の内部配線パターンを全て同一パターンにし、各連結部の接続部材を点火コイルユニット１１の連結位置に応じて付け替えることによって、各点火コイル１２の制御信号ライン（点火信号ライン、電源ライン、グランドライン）を、それぞれ、該当する気筒の点火コイルユニット１１に電気的に接続するようにしたので、全く同一の点火コイルユニット１１を用いて点火システムを構成することができ、更に、低コスト化することができる。
【００３３】
また、本実施形態では、各点火コイル１２の制御信号ライン（点火信号ライン、電源ライン、グランドライン）のうち電源ラインとグランドラインは、各気筒の点火コイル１２で共通に使用することができる点に着目して、各気筒の点火コイルユニット１１のコネクタ１３，１４には、電源ラインとグランドラインを接続する電源ピン３２とグランドピン３１をそれぞれ１本のみ設けるようにしたので、各コネクタ１３，１４のコネクタピンの本数を減らすことができ、コネクタ１３，１４を小型化することができる。
【００３４】
尚、本実施形態では、点火コイルユニット１１に４本の点火信号ピン２７〜３０を設けるようにしたが、点火信号ピンの本数は適宜変更しても良く、例えば、点火コイルユニット１１に６本の点火信号ピンを設けて６気筒エンジンまで対応できるようにしても良い。
【００３５】
また、本実施形態では、１個の点火コイル１２と一対のコネクタ１３，１４を一体化して１気筒分の点火コイルユニット１１を形成したが、２つの点火コイルと一対のコネクタを一体化して２気筒分の点火コイルユニットを形成するようにしても良い。この場合、２気筒分の点火コイルユニットを複数個連結するようにしても良いが、１気筒分の点火コイルユニットと２気筒分の点火コイルユニットを組み合わせて連結するようにしても良い。
【００３６】
また、本実施形態では、２つの点火コイルユニット１１の出力コネクタ１４と入力コネクタ１３とを差し込み接続したときに、両者のコネクタピン２７〜３２が直接接触しないように形成して、出力コネクタ１４のコネクタピンと入力コネクタ１３のコネクタピンとを接続部材３９〜４４によって選択的に接続したり、短絡させるようにしたが、例えば、２つの点火コイルユニット１１の出力コネクタ１４と入力コネクタ１３とを差し込み接続したときに、両者のコネクタピン２７〜３２が直接接触するように形成して、接続が不要なコネクタピンを切断又は折曲してそのコネクタピンをオープン状態にしたり、短絡させる必要のあるコネクタピンを折曲して他のコネクタピンに短絡させるようにしても良い。
【００３７】
また、本実施形態では、点火コイル１２の頭部ケース２６内に、点火信号に同期して点火コイル１２の一次電流をオン／オフする駆動回路を設けたが、この駆動回路を点火コイル１２の外部に配置しても良い。
【００３８】
その他、本発明は、１気筒毎に点火コイルを１個ずつ設けるＳ−ＤＬＩ点火方式の点火装置に限定されず、２気筒毎に点火コイルを１個ずつ設けるＤ−ＤＬＩ点火方式（同時点火方式）の点火装置にも適用することが可能であり、また、点火コイル、コネクタ、接続部材等の形状を適宜変更しても良い等、要旨を逸脱しない範囲で種々変更して実施できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態で用いる点火コイルユニットを４個連結した状態を示す部分破断平面図
【図２】（ａ）は１−２連結部の拡大横断面図、（ｂ）は２−３連結部の拡大横断面図、（ｃ）は３−４連結部の拡大横断面図、（ｄ）は第４気筒の点火コイルユニットの出力コネクタ（非連結部）の拡大横断面図
【図３】点火コイルユニットの縦断面図
【図４】点火コイルユニットの平面図
【図５】５ピン型の接続部材の横断面図
【図６】短絡用の接続部材の横断面図
【図７】従来の点火装置の斜視図（その１）
【図８】従来の点火装置の斜視図（その２）
【符号の説明】
１１…点火コイルユニット、１２…点火コイル、１３…入力コネクタ、１４…出力コネクタ、２６…頭部ケース、２７〜３０…点火信号ピン、３１…グランドピン、３２…電源ピン、３９…５ピン型の接続部材、４０…４ピン型の接続部材、４１…３ピン型の接続部材、４２〜４４…短絡用の接続部材。

Claims

点火プラグに高電圧を印加する点火コイルを複数個備え、各点火コイル毎又は一体化された少数の点火コイル毎に入力コネクタと出力コネクタを設けて点火コイルユニットを構成し、隣り合う点火コイルユニットの出力コネクタと入力コネクタを接続することで、各点火コイルユニット間を電気的に接続した状態で連結した点火装置において、
前記入力コネクタと前記出力コネクタには、連結する全ての点火コイルユニットに配線するのに必要な本数のコネクタピンが設けられ、
連結した点火コイルユニットのうちの先頭の点火コイルユニットの入力コネクタに、全ての点火コイルユニットの制御信号ラインを接続すると共に、各点火コイルユニット間の連結部に、出力コネクタのコネクタピンと入力コネクタのコネクタピンとの接続パターンを選択する接続部材を介在させることで、各点火コイルユニット毎に制御信号ラインを選択して接続することを特徴とする点火装置。
各点火コイルユニットの入力コネクタと出力コネクタには、電源ラインが接続される電源ピンとグランドラインが接続されるグランドピンがそれぞれ１本ずつ設けられていることを特徴とする請求項１に記載の点火装置。