JPH01116281A - 点火装置 - Google Patents
点火装置Info
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- JPH01116281A JPH01116281A JP62274515A JP27451587A JPH01116281A JP H01116281 A JPH01116281 A JP H01116281A JP 62274515 A JP62274515 A JP 62274515A JP 27451587 A JP27451587 A JP 27451587A JP H01116281 A JPH01116281 A JP H01116281A
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- Japan
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- ignition
- circuit
- transformer
- capacitor
- transistor
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- Granted
Links
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Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02P—IGNITION, OTHER THAN COMPRESSION IGNITION, FOR INTERNAL-COMBUSTION ENGINES; TESTING OF IGNITION TIMING IN COMPRESSION-IGNITION ENGINES
- F02P15/00—Electric spark ignition having characteristics not provided for in, or of interest apart from, groups F02P1/00 - F02P13/00 and combined with layout of ignition circuits
- F02P15/10—Electric spark ignition having characteristics not provided for in, or of interest apart from, groups F02P1/00 - F02P13/00 and combined with layout of ignition circuits having continuous electric sparks
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02P—IGNITION, OTHER THAN COMPRESSION IGNITION, FOR INTERNAL-COMBUSTION ENGINES; TESTING OF IGNITION TIMING IN COMPRESSION-IGNITION ENGINES
- F02P3/00—Other installations
- F02P3/06—Other installations having capacitive energy storage
- F02P3/08—Layout of circuits
- F02P3/0876—Layout of circuits the storage capacitor being charged by means of an energy converter (DC-DC converter) or of an intermediate storage inductance
- F02P3/0884—Closing the discharge circuit of the storage capacitor with semiconductor devices
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
本発明はエンジンの点火装置に関するもので、特にコン
デンサ型の点火装置に関するものである。
デンサ型の点火装置に関するものである。
(従来の技術)
従来より、エンジンの特性を向上させるために、必要な
点火持続期間の間に多数の点火火花を発生させる点火装
置が知られている。
点火持続期間の間に多数の点火火花を発生させる点火装
置が知られている。
このような装置としては、1985年に刊行された「内
燃機関」誌Vo1.’24に開示された点火装置が知ら
れている。
燃機関」誌Vo1.’24に開示された点火装置が知ら
れている。
「内燃機関」誌に開示された点火装置を第17図に示す
0図示されているように、点火装置は、充電回路100
2点火コンデンサ101、点火変圧器102、点火プラ
グ103、及び、トランジスタ107と発振器106か
ら成る放電回路104を備える。また、点火変圧器10
2の一次巻線には、放電回路104がオフした時に発生
する高電圧を吸収するために、抵抗10Bとダイオード
109から成る第1還流回路105が挿入されている。
0図示されているように、点火装置は、充電回路100
2点火コンデンサ101、点火変圧器102、点火プラ
グ103、及び、トランジスタ107と発振器106か
ら成る放電回路104を備える。また、点火変圧器10
2の一次巻線には、放電回路104がオフした時に発生
する高電圧を吸収するために、抵抗10Bとダイオード
109から成る第1還流回路105が挿入されている。
この点火装置では、トランジスタ107がオンすると、
点火プラグ103に点火火花が発生する。
点火プラグ103に点火火花が発生する。
そして、トランジスタ107のベース端子には発振器1
06が接続されており、トランジスタ107は発振器1
06の発振周期でオン・オフを繰り返すようになってい
る。それゆえに、点火プラグ103には、エンジンが必
要とする点火持続期間の間、発振器106の発振周期で
、多数の点火火花が発生する。
06が接続されており、トランジスタ107は発振器1
06の発振周期でオン・オフを繰り返すようになってい
る。それゆえに、点火プラグ103には、エンジンが必
要とする点火持続期間の間、発振器106の発振周期で
、多数の点火火花が発生する。
以下、点火火花が発生する状態を分析する。
放電回路104のトランジスタ107がオンすると、点
火コンデンサ101に蓄えられた静電エネルギーが点火
変圧器102の一次巻線を介して放電する。この時、点
火コンデンサ101に蓄えられた静電エネルギーの一部
は、磁気エネルギーとして点火変圧器102に蓄えられ
る。また同時に、点火プラグ103には、点火変圧器1
02の二次巻線を介して、点火コンデンサ101に蓄え
られた静電エネルギーの一部が導かれ、点火火花が発生
する。
火コンデンサ101に蓄えられた静電エネルギーが点火
変圧器102の一次巻線を介して放電する。この時、点
火コンデンサ101に蓄えられた静電エネルギーの一部
は、磁気エネルギーとして点火変圧器102に蓄えられ
る。また同時に、点火プラグ103には、点火変圧器1
02の二次巻線を介して、点火コンデンサ101に蓄え
られた静電エネルギーの一部が導かれ、点火火花が発生
する。
その後、放電回路104のトランジスタ107がオフと
なると、点火変圧器102に蓄えられた磁気エネルギー
は電流となって第1還流回路105と一次巻線を循環し
、抵抗108によって消費される。
なると、点火変圧器102に蓄えられた磁気エネルギー
は電流となって第1還流回路105と一次巻線を循環し
、抵抗108によって消費される。
(発明が解決しようとする問題点)
トランジスタ107がオフとなり、点火変圧器102に
蓄えられた磁気エネルギーが第1還流回路105と一次
巻線を循環している時、磁気エネルギーは抵抗108に
よって消費され、熱に変わる。この時、抵抗108の抵
抗値が比較的小さな値に選んであると、抵抗10Bによ
って消費されるエネルギーが少ないので、点火変圧器1
02に蓄えられた磁気エネルギーは二次巻線に放出され
、点火プラグ103に点火火花が発生する。それゆえに
、抵抗108の抵抗値を比較的小さな値に選ぶと、−発
の点火火花の持続時間を長くすることができる。
蓄えられた磁気エネルギーが第1還流回路105と一次
巻線を循環している時、磁気エネルギーは抵抗108に
よって消費され、熱に変わる。この時、抵抗108の抵
抗値が比較的小さな値に選んであると、抵抗10Bによ
って消費されるエネルギーが少ないので、点火変圧器1
02に蓄えられた磁気エネルギーは二次巻線に放出され
、点火プラグ103に点火火花が発生する。それゆえに
、抵抗108の抵抗値を比較的小さな値に選ぶと、−発
の点火火花の持続時間を長くすることができる。
しかしながら、点火変圧器102に蓄えられた磁気エネ
ルギーが消費され、点火火花を保持することができない
レベルまで減少すると、二次巻線に放出されるエネルギ
ーが消失し、点火変圧器102に残された磁気エネルギ
ーは抵抗108のみによって消費されることになる。と
ころが、抵抗108の抵抗値が比較的小さな値に選んで
あると、抵抗108によって消費されるエネルギーが少
ないので、第1還流回路105と一次巻線を循環する電
流が長い時間流れ続けてしまう。
ルギーが消費され、点火火花を保持することができない
レベルまで減少すると、二次巻線に放出されるエネルギ
ーが消失し、点火変圧器102に残された磁気エネルギ
ーは抵抗108のみによって消費されることになる。と
ころが、抵抗108の抵抗値が比較的小さな値に選んで
あると、抵抗108によって消費されるエネルギーが少
ないので、第1還流回路105と一次巻線を循環する電
流が長い時間流れ続けてしまう。
ところで、点火コンデンサ101の放電によって点火変
圧器102に印加される電圧が非対称な交流電圧である
ことから、点火プラグ103に常に均一で安定な点火火
花を発生させるためには、第1還流回路105を流れる
電流が完全にゼロになる(点火変圧器102に残された
磁気エネルギーがゼロになる)のを待ってトランジスタ
107をオンにする必要がある。さもないと、複数あ点
火火花を発生させる過程で点火変圧器102の励磁電流
(残留磁束)が徐々に増大し、点火火花の保持時間が減
少する。また、最悪の場合には、点火変圧器102が磁
気的に飽和し、点火火花が発生しなくなる。
圧器102に印加される電圧が非対称な交流電圧である
ことから、点火プラグ103に常に均一で安定な点火火
花を発生させるためには、第1還流回路105を流れる
電流が完全にゼロになる(点火変圧器102に残された
磁気エネルギーがゼロになる)のを待ってトランジスタ
107をオンにする必要がある。さもないと、複数あ点
火火花を発生させる過程で点火変圧器102の励磁電流
(残留磁束)が徐々に増大し、点火火花の保持時間が減
少する。また、最悪の場合には、点火変圧器102が磁
気的に飽和し、点火火花が発生しなくなる。
それゆえに、抵抗108の抵抗値を比較的小さな値に選
ぶ場合には、発振器106の発振周期を長めに設定し、
第1還流回路105と一次巻線を流れる電流が完全に消
失してからトランジスタ107がオンするようにしな(
ではならない。それゆえに、抵抗108の抵抗値を比較
的小さな値に設定すると、−発の点火火花の保持時間を
長くすることができるが、単位時間あたりの点火火花の
数が減少する。
ぶ場合には、発振器106の発振周期を長めに設定し、
第1還流回路105と一次巻線を流れる電流が完全に消
失してからトランジスタ107がオンするようにしな(
ではならない。それゆえに、抵抗108の抵抗値を比較
的小さな値に設定すると、−発の点火火花の保持時間を
長くすることができるが、単位時間あたりの点火火花の
数が減少する。
これとは逆に、抵抗108の抵抗値を比較的大きな値に
選ぶ場合には、抵抗108によって消費されるエネルギ
ーが大きいので、第1還流回路105を流れる電流は速
やかに消失する。それゆえに、抵抗10Bの抵抗値を比
較的大きな値に設定することによって、単位時間あたり
の点火火花の数を増加させることができる。しかしなが
ら、点火変圧器102の点火変圧器102の二次巻線に
放出されるエネルギーが減少するので、点火プラグ10
3に発生する点火火花の保持時間が短くなってしまう。
選ぶ場合には、抵抗108によって消費されるエネルギ
ーが大きいので、第1還流回路105を流れる電流は速
やかに消失する。それゆえに、抵抗10Bの抵抗値を比
較的大きな値に設定することによって、単位時間あたり
の点火火花の数を増加させることができる。しかしなが
ら、点火変圧器102の点火変圧器102の二次巻線に
放出されるエネルギーが減少するので、点火プラグ10
3に発生する点火火花の保持時間が短くなってしまう。
このように、従来の点火装置においては、保持時間の長
い点火火花を、比較的短い周期で多数発生させることが
できなかった。
い点火火花を、比較的短い周期で多数発生させることが
できなかった。
そこで、本発明は、前述した従来技術の問題点を解決し
、エンジンが必要とする点火持続期間の間に、保持時間
の長い点火火花を比較的短い周期で多数発生させること
を技術的課題とする。
、エンジンが必要とする点火持続期間の間に、保持時間
の長い点火火花を比較的短い周期で多数発生させること
を技術的課題とする。
(問題点を解決するための手段)
前述した技術的課題を達成するために講じた技術的手段
は、点火コンデンサに電荷を蓄える充電手段と、点火コ
ンデンサに蓄えられた電荷を点火変圧器の一次巻線を介
して放電させる放電スイッチング手段と、放電スイッチ
ング手段を適切な周期で間欠的に動作させる発振手段と
、発振手段を必要な点火持続期間の間、動作させる制御
手段とを備えるコンデンサ型の点火装置において、放電
スイッチング手段の非動作時に動作し、点火変圧器に蓄
えられたエネルギーを消費するための第1還流手段と、
放電スイッチング手段と共に動作し、点火変圧器に蓄え
られたエネルギーを還流させ、点火変圧器の二次巻線に
放出させるための第2還流手段とを設けたことである。
は、点火コンデンサに電荷を蓄える充電手段と、点火コ
ンデンサに蓄えられた電荷を点火変圧器の一次巻線を介
して放電させる放電スイッチング手段と、放電スイッチ
ング手段を適切な周期で間欠的に動作させる発振手段と
、発振手段を必要な点火持続期間の間、動作させる制御
手段とを備えるコンデンサ型の点火装置において、放電
スイッチング手段の非動作時に動作し、点火変圧器に蓄
えられたエネルギーを消費するための第1還流手段と、
放電スイッチング手段と共に動作し、点火変圧器に蓄え
られたエネルギーを還流させ、点火変圧器の二次巻線に
放出させるための第2還流手段とを設けたことである。
(作用)
本発明の点火装置では、放電スイッチング手段の動作時
には第2還流手段が動作し、点火変圧器に蓄えられたエ
ネルギーを二次巻線に放出させる。
には第2還流手段が動作し、点火変圧器に蓄えられたエ
ネルギーを二次巻線に放出させる。
それゆえに、点火プラグに保持時間の長い点火火花を発
生させることができる。
生させることができる。
また、放電スイッチング手段の非動作時には、第1還流
手段が動作し、点火変圧器に蓄えられたエネルギーを消
費して、一次巻線を流れる電流を速やかに消失させる。
手段が動作し、点火変圧器に蓄えられたエネルギーを消
費して、一次巻線を流れる電流を速やかに消失させる。
それゆえに、発振手段の周期を短く設定して、単位時間
あたりの点火火花の数を増加させることができる。
あたりの点火火花の数を増加させることができる。
このように、本発明の点火装置では第1還流回路と第2
還流回路が放電手段の動作状態に応じて選択的に動作す
るので、エンジンが必要とする点火持続期間の間に、保
持時間の長い点火火花を比較的短い周期で多数発生させ
ることができる。
還流回路が放電手段の動作状態に応じて選択的に動作す
るので、エンジンが必要とする点火持続期間の間に、保
持時間の長い点火火花を比較的短い周期で多数発生させ
ることができる。
本発明の他の目的や優位点は、図面を参照した以下の説
明により明らかにする。
明により明らかにする。
(実施例)
第1図は、本発明の第1実施例を示す回路図である。第
1実施例においては、第1還流回路105の抵抗108
の抵抗値を比較的大きな値に設定しである。さらに、第
1実施例では、ダイオード111が点火コンデンサ10
1に並列に接続されている。ダイオード111は第2還
流回路110を構成する素子である。また、発振器10
・6は、制御回路112とエンジンコシピユータ113
によって制御されるように構成されている。また、充電
回路100は充電スイッチング回路121と大容量コン
デンサ124を備えている。充電スイッチング回路12
1はトランジスタ107がオフしている時にオンして点
火コンデンサ101と大容量コンデンサ124を接続す
る。逆に充電スイッチング回路121はトランジスタ1
07がオンしている時にはオフとなる。
1実施例においては、第1還流回路105の抵抗108
の抵抗値を比較的大きな値に設定しである。さらに、第
1実施例では、ダイオード111が点火コンデンサ10
1に並列に接続されている。ダイオード111は第2還
流回路110を構成する素子である。また、発振器10
・6は、制御回路112とエンジンコシピユータ113
によって制御されるように構成されている。また、充電
回路100は充電スイッチング回路121と大容量コン
デンサ124を備えている。充電スイッチング回路12
1はトランジスタ107がオフしている時にオンして点
火コンデンサ101と大容量コンデンサ124を接続す
る。逆に充電スイッチング回路121はトランジスタ1
07がオンしている時にはオフとなる。
ところで、第1実施例の点火変圧器102は、いわゆる
昇圧トランスで、一次巻線と二次巻線の巻線比は、1
: 100に設定されている。なお、第1実施例では点
火変圧器102と点火プラグ103を直接接続している
が、点火変圧器102と点火プラグ103の間に高圧デ
ィストリビュータを挿入でもよい。
昇圧トランスで、一次巻線と二次巻線の巻線比は、1
: 100に設定されている。なお、第1実施例では点
火変圧器102と点火プラグ103を直接接続している
が、点火変圧器102と点火プラグ103の間に高圧デ
ィストリビュータを挿入でもよい。
他の部分は第10図に示した従来技術と同様であるので
、詳細な説明を省略する。
、詳細な説明を省略する。
第1実施例の動作を第2図と第3図を参照して説明する
。第2図は第1実施例の点火装置の回路図の一部を抜き
出して描いた回路図、第3図は第2図に示された各部の
信号波形を描いた波形図である。
。第2図は第1実施例の点火装置の回路図の一部を抜き
出して描いた回路図、第3図は第2図に示された各部の
信号波形を描いた波形図である。
第3図に示したように、エンジンコンピュータ113は
、エンジンの負荷やスロットル開度、エンジン回転速度
等の条件に応じて適切な点火時期を判断し、点火持続時
間twの始まりを示すパルス信号を発生する。以下の説
明では、このパルス信号の間隔を点火周期Tと定義する
。
、エンジンの負荷やスロットル開度、エンジン回転速度
等の条件に応じて適切な点火時期を判断し、点火持続時
間twの始まりを示すパルス信号を発生する。以下の説
明では、このパルス信号の間隔を点火周期Tと定義する
。
制御回路112は、エンジンコンピュータ113から出
力されたパルス信号に応じて、点火持続期間信号SAを
出力する。以下の説明では、点火持続期間信号SAが出
力されている時間を点火持続期間twと定義する。即ち
、制御回路112は点火周期Tに基づいてエンジン回転
速度(1/T)を演算し、点火持続期間L8を決定する
。
力されたパルス信号に応じて、点火持続期間信号SAを
出力する。以下の説明では、点火持続期間信号SAが出
力されている時間を点火持続期間twと定義する。即ち
、制御回路112は点火周期Tに基づいてエンジン回転
速度(1/T)を演算し、点火持続期間L8を決定する
。
制御回路112の特性を第5図に示す。第5図から明ら
かなように、点火持続期間t1は基本的にエンジンの回
転速度に反比例するように設定されている。また、図示
していないが、制御回路112は、外部からの指示信号
に応じて特性が可変できるように構成されている。
かなように、点火持続期間t1は基本的にエンジンの回
転速度に反比例するように設定されている。また、図示
していないが、制御回路112は、外部からの指示信号
に応じて特性が可変できるように構成されている。
発振器106は、点火持続期間twの間、所定の周期で
発振し、トランジスタ駆動信号SIを出力する0発振器
106の詳細を第5図に示す。発振器106は、アンド
ゲート114.オアゲート115、単安定マルチバイブ
レター116,117(以下、単安定回路と略す)を備
えている。単安定回路116と117は共に入力信号の
立ち上がり時にトリガされる、いわゆるアップエツジト
リガ型の単安定回路で、それぞれ点火コンデンサ101
の放電時間txと充電時間t、を決定する。
発振し、トランジスタ駆動信号SIを出力する0発振器
106の詳細を第5図に示す。発振器106は、アンド
ゲート114.オアゲート115、単安定マルチバイブ
レター116,117(以下、単安定回路と略す)を備
えている。単安定回路116と117は共に入力信号の
立ち上がり時にトリガされる、いわゆるアップエツジト
リガ型の単安定回路で、それぞれ点火コンデンサ101
の放電時間txと充電時間t、を決定する。
発振器106の出力信号はトランジスタ107のベース
に印加され、トランジスタ107をオン・オフする。
に印加され、トランジスタ107をオン・オフする。
第2図に示したように、トランジスタ107がオンする
と、点火コンデンサ101から放電電流i cが流れ出
す、放電電流icは、点火変圧器102の一次巻線とト
ランジスタ107を通って流れる。この時、点火コンデ
ンサ101と点火変圧器102はLC共振回路を形成す
る。それゆえに、放電電流tcは、トランジスタ107
がオンするのと同時に、LC共振回路の発振周期に従っ
て徐々に増大し、点火コンデンサ101の静電エネルギ
ーが全て放電しきった時に最大値となる。放電電流lc
が最大値になった後は、点火変圧器102から放電電流
i、が流出する。放電電流12は点火変圧器102に蓄
えられた磁気エネルギーが放出されることにより発生す
る0図示されているように、放電電流itは点火コンデ
ンサ101を逆充電するのではなく、第2還流回路11
0のダイオード111を介して流れる。この時、点火変
圧器102に蓄えられた磁気エネルギーは全て二次巻線
に放出され、点火プラグ103に発生する点火火花とな
って消費される。
と、点火コンデンサ101から放電電流i cが流れ出
す、放電電流icは、点火変圧器102の一次巻線とト
ランジスタ107を通って流れる。この時、点火コンデ
ンサ101と点火変圧器102はLC共振回路を形成す
る。それゆえに、放電電流tcは、トランジスタ107
がオンするのと同時に、LC共振回路の発振周期に従っ
て徐々に増大し、点火コンデンサ101の静電エネルギ
ーが全て放電しきった時に最大値となる。放電電流lc
が最大値になった後は、点火変圧器102から放電電流
i、が流出する。放電電流12は点火変圧器102に蓄
えられた磁気エネルギーが放出されることにより発生す
る0図示されているように、放電電流itは点火コンデ
ンサ101を逆充電するのではなく、第2還流回路11
0のダイオード111を介して流れる。この時、点火変
圧器102に蓄えられた磁気エネルギーは全て二次巻線
に放出され、点火プラグ103に発生する点火火花とな
って消費される。
第3図に、点火プラグ103のギヤツブ間電圧■、を示
す。図示したように、点火プラグ103には、トランジ
スタ駆動信号Slの発生と同時に高電圧が発生する。そ
して、発生した高電圧は、点火コンデンサ101の放電
電流tcが消失した後も、点火変圧器102に蓄えられ
た磁気エネルギーが続く限り継続する。
す。図示したように、点火プラグ103には、トランジ
スタ駆動信号Slの発生と同時に高電圧が発生する。そ
して、発生した高電圧は、点火コンデンサ101の放電
電流tcが消失した後も、点火変圧器102に蓄えられ
た磁気エネルギーが続く限り継続する。
ところで、第1実施例では単安定回路116の設定時間
(即ち、放電時間t8)を点火変圧器102に蓄えられ
る磁気エネルギーの量を考慮して定めている。より具体
的には、単安定回路116の設定時間txは、点火変圧
器102に蓄えられた磁気エネルギーが減少して点火火
花が自然に消失する時間よりも短く設定される。それゆ
えに、点火プラグ103には、トランジスタ駆動信号S
。
(即ち、放電時間t8)を点火変圧器102に蓄えられ
る磁気エネルギーの量を考慮して定めている。より具体
的には、単安定回路116の設定時間txは、点火変圧
器102に蓄えられた磁気エネルギーが減少して点火火
花が自然に消失する時間よりも短く設定される。それゆ
えに、点火プラグ103には、トランジスタ駆動信号S
。
の発生と同時に高電圧が発生し、発生した高電圧はトラ
ンジスタ駆動信号8つが消失するまで継続する。即ち、
点火プラグ103には゛トランジスタ駆動信号S8が発
生している間、点火火花が発生し続ける。
ンジスタ駆動信号8つが消失するまで継続する。即ち、
点火プラグ103には゛トランジスタ駆動信号S8が発
生している間、点火火花が発生し続ける。
再び、第2図を参照して説明する。トランジスタ駆動信
号S、が消失し、トランジスタ107がオフすると、放
電電流12に代わって放電電流11が流れ出す。図示さ
れているように、放電電流i、は第1還流回路105の
抵抗108とダイオード109を介して流れる。この時
、点火変圧器102に残された磁気エネルギーは抵抗1
0Bによって消費され、熱に変わる。第1実施例では抵
抗10Bの抵抗値が比較的大きな値に設定されているの
で、点火変圧器102に残された磁気エネルギーは速や
かに消失し、結果として放電電流i、は短い時間で消失
する。
号S、が消失し、トランジスタ107がオフすると、放
電電流12に代わって放電電流11が流れ出す。図示さ
れているように、放電電流i、は第1還流回路105の
抵抗108とダイオード109を介して流れる。この時
、点火変圧器102に残された磁気エネルギーは抵抗1
0Bによって消費され、熱に変わる。第1実施例では抵
抗10Bの抵抗値が比較的大きな値に設定されているの
で、点火変圧器102に残された磁気エネルギーは速や
かに消失し、結果として放電電流i、は短い時間で消失
する。
点火プラグ103のギヤツブ間電圧vEは放電電流i、
が消失した後、しばらく不安定な状態が続くが、単安定
回路117の時定数によって定まる充電時間t、の間に
定常状1!(OV)に復帰する。
が消失した後、しばらく不安定な状態が続くが、単安定
回路117の時定数によって定まる充電時間t、の間に
定常状1!(OV)に復帰する。
このように、第1実施例の点火装置では、トランジスタ
107がオンしている時には第2還流回路110が動作
し、点火プラグ103に発生する点火火花の保持時間が
引き延ばされる。また、トランジスタ107がオフする
と、第1還流回路105が動作し、点火変圧器102が
速やかに初期状態(磁気エネルギーがゼロの状1りに戻
される。
107がオンしている時には第2還流回路110が動作
し、点火プラグ103に発生する点火火花の保持時間が
引き延ばされる。また、トランジスタ107がオフする
と、第1還流回路105が動作し、点火変圧器102が
速やかに初期状態(磁気エネルギーがゼロの状1りに戻
される。
それゆえに、第1実施例の点火装置では、発振器106
の発振周期を短く設定することができ、保持時間の長い
点火火花を比較的短い周期で多数発生させることができ
る。
の発振周期を短く設定することができ、保持時間の長い
点火火花を比較的短い周期で多数発生させることができ
る。
第6図は、本発明の第2実施例を描いた回路図である。
第2実施例の点火装置は、第1実施例の点火装置をさら
に発展させたものである。第2実施例においては、充電
回路100、放電回路104、及び第1還流回路205
が改良されている。また、点火コンデンサ101と点火
変圧器102の間にチョークコイル128が挿入されて
いる。他の点は第1実施例と同じであるので、詳細な説
明は省略する。
に発展させたものである。第2実施例においては、充電
回路100、放電回路104、及び第1還流回路205
が改良されている。また、点火コンデンサ101と点火
変圧器102の間にチョークコイル128が挿入されて
いる。他の点は第1実施例と同じであるので、詳細な説
明は省略する。
以下、第2実施例において改良された点について、第6
図を参照して詳細に説明する。
図を参照して詳細に説明する。
最初に充電回路100について説明する。第2実施例の
充電回路100は大容量コンデンサ124を備えたDC
−DCコンバータ120と充電スイッチング回路121
を備えている。そして、バッテリ119が発生した電圧
(D、C,12V)は、DC−DCコンバータ120に
よって昇圧され、充電スイッチング回路121に入力さ
れるようになっている。
充電回路100は大容量コンデンサ124を備えたDC
−DCコンバータ120と充電スイッチング回路121
を備えている。そして、バッテリ119が発生した電圧
(D、C,12V)は、DC−DCコンバータ120に
よって昇圧され、充電スイッチング回路121に入力さ
れるようになっている。
DC−DCコンバータ120は、リンギングコンバータ
122と、ダイオード123と、約220μFの大容量
コンデンサ124を備えている。
122と、ダイオード123と、約220μFの大容量
コンデンサ124を備えている。
リンギングコンバータ122は、バッテリー119が発
生した電圧(D、C,12V)を交流に変換して昇圧す
る回路である。リンギングコンバータ122の出力電圧
(A、C,200〜250V)は、ダイオード123に
よって直流に変換され、大容量コンデンサ124を充電
する。結果として、DC−DCコンバータ120の出力
電圧vAは、D、 C,200〜250■になる。
生した電圧(D、C,12V)を交流に変換して昇圧す
る回路である。リンギングコンバータ122の出力電圧
(A、C,200〜250V)は、ダイオード123に
よって直流に変換され、大容量コンデンサ124を充電
する。結果として、DC−DCコンバータ120の出力
電圧vAは、D、 C,200〜250■になる。
充電スイッチング回路121は、約100μHのチョー
クコイル125、サイリスタ126、及びサイリスク駆
動回路127を備えている。サイリスタ126のゲート
端子とカソード端子は、サイリスタ駆動回路127に接
続されている。また、サイリスタ126のカソード端子
は、点火コンデンサ101に接続されている。サイリス
タ126は、サイリスタ駆動回路127によってオン状
態に設定され、点火コンデンサ101の充電が完了する
まで(サイリスタ126を流れる電流がサイリスタ12
6の保持電流値以下となるまで)オン状態を継続する。
クコイル125、サイリスタ126、及びサイリスク駆
動回路127を備えている。サイリスタ126のゲート
端子とカソード端子は、サイリスタ駆動回路127に接
続されている。また、サイリスタ126のカソード端子
は、点火コンデンサ101に接続されている。サイリス
タ126は、サイリスタ駆動回路127によってオン状
態に設定され、点火コンデンサ101の充電が完了する
まで(サイリスタ126を流れる電流がサイリスタ12
6の保持電流値以下となるまで)オン状態を継続する。
サイリスタ126がオン状態となった時、大容量コンデ
ンサ124、チョークコイル125、及び点火コンデン
サ101はLC共振回路を構成し、大容量コンデンサ1
24に蓄えられた静電エネルギーの一部を点火コンデン
サ101に充電する。
ンサ124、チョークコイル125、及び点火コンデン
サ101はLC共振回路を構成し、大容量コンデンサ1
24に蓄えられた静電エネルギーの一部を点火コンデン
サ101に充電する。
この時、点火コンデンサ101にはDC−DCコンバー
タ120の出力電圧V^の略2倍の電圧(約400V)
が蓄えられ、点火火花1発分に相当する静電エネルギー
が蓄えられる。第2実施例の充電回路100は、サイリ
スタ126がオンした後、比較的短い時間(約20tl
s以下)で点火コンデンサ101を充電できる。
タ120の出力電圧V^の略2倍の電圧(約400V)
が蓄えられ、点火火花1発分に相当する静電エネルギー
が蓄えられる。第2実施例の充電回路100は、サイリ
スタ126がオンした後、比較的短い時間(約20tl
s以下)で点火コンデンサ101を充電できる。
第7図にサイリスタ駆動回路127の詳細を示す、サイ
リスク駆動回路127は、バッファアンプ130、パル
ストランス131、及び波形整形回路132を備え、発
振器206とサイリスタ126・の間を電気的に絶縁し
ている。発振器130から入力されたサイリスタ駆動信
号Scは、バッファアンプ130によって増幅され、パ
ルストランス131の一次巻線に入力される。一方、パ
ルストランス131の二次巻線にはゲート駆動回路13
2が接続されている。ゲート駆動回路132は、パルス
トランス131によって伝達されたサイリスタ駆動信号
Scをサイリスタ126のカソード−ゲート端子間に印
加する。
リスク駆動回路127は、バッファアンプ130、パル
ストランス131、及び波形整形回路132を備え、発
振器206とサイリスタ126・の間を電気的に絶縁し
ている。発振器130から入力されたサイリスタ駆動信
号Scは、バッファアンプ130によって増幅され、パ
ルストランス131の一次巻線に入力される。一方、パ
ルストランス131の二次巻線にはゲート駆動回路13
2が接続されている。ゲート駆動回路132は、パルス
トランス131によって伝達されたサイリスタ駆動信号
Scをサイリスタ126のカソード−ゲート端子間に印
加する。
次に放電回路104について説明する。放電回路104
は制御回路112、発振回路104、及び電界効果型ト
ランジスタ107を備える。制御回路112は第1実施
例と同じであるので、詳細な説明は省略する。
は制御回路112、発振回路104、及び電界効果型ト
ランジスタ107を備える。制御回路112は第1実施
例と同じであるので、詳細な説明は省略する。
以下、第8図と第9図を参照して発振器206の動作を
説明する。第8図は発振器206の詳細を示した回路図
である。また、第9図は発振器206の各部の波形を描
いた波形図である。発振器206は点火持続期間t8の
間、所定の周波数で発振し、トランジスタ駆動信号S、
とサイリスタ駆動信号S、を出力する。発振器206は
、六つの単安定回路133,134,135,136゜
137.138と、アンドゲート139、及びオアゲー
ト140を備えている。六つの単安定回路133〜13
8の設定時間と、トリガの条件を第1表に示す。なお、
表中、“↑°′は入力信号の立ち上がり時にトリガされ
る、いわゆるアップエツジトリガ型の単安定回路である
ことを示し、また、“↓”は入力信号の立ち下がり時に
トリガされる、いわゆるダウンエツジトリガ型の単安定
回路であることを示すものとする。
説明する。第8図は発振器206の詳細を示した回路図
である。また、第9図は発振器206の各部の波形を描
いた波形図である。発振器206は点火持続期間t8の
間、所定の周波数で発振し、トランジスタ駆動信号S、
とサイリスタ駆動信号S、を出力する。発振器206は
、六つの単安定回路133,134,135,136゜
137.138と、アンドゲート139、及びオアゲー
ト140を備えている。六つの単安定回路133〜13
8の設定時間と、トリガの条件を第1表に示す。なお、
表中、“↑°′は入力信号の立ち上がり時にトリガされ
る、いわゆるアップエツジトリガ型の単安定回路である
ことを示し、また、“↓”は入力信号の立ち下がり時に
トリガされる、いわゆるダウンエツジトリガ型の単安定
回路であることを示すものとする。
第9図に示したように、発振器206は点火持続期間信
号SAが入力されている間、四つの単安定回路134〜
137の設定時間t、、tb、tc。
号SAが入力されている間、四つの単安定回路134〜
137の設定時間t、、tb、tc。
t4の和によって定まる所定の周期で発振し、トランジ
スタ駆動信号Slとサイリスク駆動信号Scを発生する
。
スタ駆動信号Slとサイリスク駆動信号Scを発生する
。
発振器206に点火持続期間信号SAが入力されると、
単安定回路133がトリガされる。この時、単安定回路
133は出力信号S、を設定時間t、の間発生する。単
安定回路133は単安定回路134を確実にトリガし、
さらにオアゲート140の出力を確定させるために挿入
された回路である。単安定回路133の設定時間LPは
単安定回路134の設定時間t、よりも短(設定されて
いる。
単安定回路133がトリガされる。この時、単安定回路
133は出力信号S、を設定時間t、の間発生する。単
安定回路133は単安定回路134を確実にトリガし、
さらにオアゲート140の出力を確定させるために挿入
された回路である。単安定回路133の設定時間LPは
単安定回路134の設定時間t、よりも短(設定されて
いる。
出力信号S、がオアゲート140を介して単安定回路1
34に入力されると、単安定回路134がトリガされる
。この時、単安定回路134はトランジスタ駆動信号S
3を設定時間t、の間発生する。単安定回路134は点
火コンデンサ101の放電時間t、を決定するために挿
入された回路で、設定時間t、は点火変圧器102とチ
ョークコイル128に蓄えられる磁気エネルギーの量を
考慮して定められる。
34に入力されると、単安定回路134がトリガされる
。この時、単安定回路134はトランジスタ駆動信号S
3を設定時間t、の間発生する。単安定回路134は点
火コンデンサ101の放電時間t、を決定するために挿
入された回路で、設定時間t、は点火変圧器102とチ
ョークコイル128に蓄えられる磁気エネルギーの量を
考慮して定められる。
トランジスタ駆動信号Sいは単安定回路135にも入力
される。そして、単安定回路135は、トランジスタ駆
動信号S、が消失した時にトリガされる。単安定回路1
35は、設定時間tbが経過すると単安定回路136を
トリガする。単安定回路136はサイリスク駆動信号S
cを設定時間tcO間発生する。単安定回路136は、
サイリスク駆動回路127を介してサイリスタ126を
オンさせるために挿入された回路で、設定時間tcはサ
イリスタ126のターンオン時間を考慮して定められる
。
される。そして、単安定回路135は、トランジスタ駆
動信号S、が消失した時にトリガされる。単安定回路1
35は、設定時間tbが経過すると単安定回路136を
トリガする。単安定回路136はサイリスク駆動信号S
cを設定時間tcO間発生する。単安定回路136は、
サイリスク駆動回路127を介してサイリスタ126を
オンさせるために挿入された回路で、設定時間tcはサ
イリスタ126のターンオン時間を考慮して定められる
。
サイリスク駆動信号Scは単安定回路137にも入力さ
れる。そして、単安定回路137はサイリスタ駆動信号
S、が消失した時にトリガされる。
れる。そして、単安定回路137はサイリスタ駆動信号
S、が消失した時にトリガされる。
単安定回路137は設定時間t1が経過すると単安定回
路138をトリガする。単安定回路138がトリガされ
た時、点火持続期間信号SAが発振器206に入力され
続けていれば、単安定回路138の出力信号Shはアン
ドゲート139とオアゲート140を介して単安定回路
134に入力される。この時、単安定回路134が再び
トリガされ、第2回目のトランジスタ駆動信号SNが発
生する。
路138をトリガする。単安定回路138がトリガされ
た時、点火持続期間信号SAが発振器206に入力され
続けていれば、単安定回路138の出力信号Shはアン
ドゲート139とオアゲート140を介して単安定回路
134に入力される。この時、単安定回路134が再び
トリガされ、第2回目のトランジスタ駆動信号SNが発
生する。
なお、単安定回路137はサイリスタ126がオフする
まで、トランジスタ駆動信号S、を発生させないように
するために挿入された回路で、設定時間t4は点火コン
デンサ101の充電時間を考慮して定められる。また、
単安定回路138はアンドゲート139とオアゲート1
40の出力を確定させ、しかも単安定回路134を確実
にトリガするために挿入された回路で、その設定時間t
、は単安定回路134の設定時間t、よりも短く設定さ
れる。
まで、トランジスタ駆動信号S、を発生させないように
するために挿入された回路で、設定時間t4は点火コン
デンサ101の充電時間を考慮して定められる。また、
単安定回路138はアンドゲート139とオアゲート1
40の出力を確定させ、しかも単安定回路134を確実
にトリガするために挿入された回路で、その設定時間t
、は単安定回路134の設定時間t、よりも短く設定さ
れる。
以上に説明したように、発振器206は、点火持続期間
信号SAが入力されている間、四つの単安定回路134
〜137の設定時間t−,tb、tc。
信号SAが入力されている間、四つの単安定回路134
〜137の設定時間t−,tb、tc。
t4の和によって定まる所定の周期で、トランジスタ駆
動信号Ssとサイリスク駆動信号Scを発生する。
動信号Ssとサイリスク駆動信号Scを発生する。
次に、再び第6図を参照して、第1還流回路205につ
いて説明する。第2実施例では、第1還流回路205に
ツェナーダイオード129を使用し、第1還流回路20
5をクランプ回路としている。それゆえに、第1還流回
路205の両端の電圧がほぼ一定に保持され、結果とし
てトランジスタ107のコレクタ端子の電圧は常に所定
の電圧レベル以下に抑えられる。第2実施例においては
、第1還流回路205のクランプ電圧を比較的高い電圧
(約40V〜70v)に設定している。
いて説明する。第2実施例では、第1還流回路205に
ツェナーダイオード129を使用し、第1還流回路20
5をクランプ回路としている。それゆえに、第1還流回
路205の両端の電圧がほぼ一定に保持され、結果とし
てトランジスタ107のコレクタ端子の電圧は常に所定
の電圧レベル以下に抑えられる。第2実施例においては
、第1還流回路205のクランプ電圧を比較的高い電圧
(約40V〜70v)に設定している。
最後に、チョークコイル128について説明する。チョ
ークコイル128は点火コンデンサ101と点火変圧器
102の間に挿入されている。チョークコイル128は
約1mHのインダクタンスを有している。トランジスタ
107がオンとなると、点火コンデンサ101、チョー
クコイル128、及び点火変圧器102はLC共振回路
を構成する。チョークコイル128はLC共振回路の共
振周期を引き延ばすことによって、点火コンデンサ10
1から点火変圧器102に向かって流れる電流を制限す
る。第2実施例では、点火コンデンサ101にチョーク
コイル128を接続したので、点火変圧器102として
パルストランスを使用している。パルストランスは、励
磁電流が少なく、一次巻線と二次巻線の結合度が良好で
あり、しかも小型であるという特徴を有している。それ
ゆえに、点火変圧器102としてパルストランスを使用
すると点火装置を小型化できる。また、点火変圧器10
2としてパルストランスを使用すると、点火変圧器10
2が小型になるので、点火変圧器102を点火プラグ1
02の近傍に配置することが可能になる0点火プラグ1
02の近傍に点火変圧器102を配置することによって
、点火変圧器102と点火プラグ102の接続ケーブル
を短くすることができるので、接続ケーブルによるエネ
ルギー損失を低減することができる。なお、第2実施例
においては、点火変圧器102の一次巻線と二次巻線の
巻線比が、1 : 100に設定されている。また、点
火変圧器102と点火プラグ103を直接接続するので
はなく、点火変圧器102と点火プラグ103の間に高
圧デイストリビュ−夕を挿入てもよい。
ークコイル128は点火コンデンサ101と点火変圧器
102の間に挿入されている。チョークコイル128は
約1mHのインダクタンスを有している。トランジスタ
107がオンとなると、点火コンデンサ101、チョー
クコイル128、及び点火変圧器102はLC共振回路
を構成する。チョークコイル128はLC共振回路の共
振周期を引き延ばすことによって、点火コンデンサ10
1から点火変圧器102に向かって流れる電流を制限す
る。第2実施例では、点火コンデンサ101にチョーク
コイル128を接続したので、点火変圧器102として
パルストランスを使用している。パルストランスは、励
磁電流が少なく、一次巻線と二次巻線の結合度が良好で
あり、しかも小型であるという特徴を有している。それ
ゆえに、点火変圧器102としてパルストランスを使用
すると点火装置を小型化できる。また、点火変圧器10
2としてパルストランスを使用すると、点火変圧器10
2が小型になるので、点火変圧器102を点火プラグ1
02の近傍に配置することが可能になる0点火プラグ1
02の近傍に点火変圧器102を配置することによって
、点火変圧器102と点火プラグ102の接続ケーブル
を短くすることができるので、接続ケーブルによるエネ
ルギー損失を低減することができる。なお、第2実施例
においては、点火変圧器102の一次巻線と二次巻線の
巻線比が、1 : 100に設定されている。また、点
火変圧器102と点火プラグ103を直接接続するので
はなく、点火変圧器102と点火プラグ103の間に高
圧デイストリビュ−夕を挿入てもよい。
以下、第10図と第11図を参照して第2実施例の点火
装置の動作の概略を説明する。
装置の動作の概略を説明する。
最初に点火変圧器102の一次側について説明する。発
振器206は、制御回路112から点火持続期間信号S
Aが出力されている間、トランジスタ駆動信号S、とサ
イリスク駆動信号S、を交互に、しかも繰り返し発生す
る。トランジスタ駆動信号S、が発生すると、トランジ
スタ107がオンし、点火コンデンサ101から放電電
流icが流れ出す。放電電流tcは時間t0から時間t
、の間におけるトランジスタ107のドレイン電流1m
として示しである。ドレイン電流1aが流れ出すと、点
火コンデンサ101に蓄えられた静電エネルギーが減少
し、点火コンデンサ101の端子間電圧V、が徐々に減
少する0時間t、において点火コンデンサ101の端子
間電圧V、がOvになると、ドレイン電流1mは最大と
なる。
振器206は、制御回路112から点火持続期間信号S
Aが出力されている間、トランジスタ駆動信号S、とサ
イリスク駆動信号S、を交互に、しかも繰り返し発生す
る。トランジスタ駆動信号S、が発生すると、トランジ
スタ107がオンし、点火コンデンサ101から放電電
流icが流れ出す。放電電流tcは時間t0から時間t
、の間におけるトランジスタ107のドレイン電流1m
として示しである。ドレイン電流1aが流れ出すと、点
火コンデンサ101に蓄えられた静電エネルギーが減少
し、点火コンデンサ101の端子間電圧V、が徐々に減
少する0時間t、において点火コンデンサ101の端子
間電圧V、がOvになると、ドレイン電流1mは最大と
なる。
時間t、から時間tlの間に、点火コンデンサ101に
蓄えられた静電エネルギーの一部は点火火花に変換され
る。また同時に、点火コンデンサ101に蓄えられた静
電エネルギーの一部は点火変圧器102とチョークコイ
ル128に磁気エネルギーとして蓄えられる。
蓄えられた静電エネルギーの一部は点火火花に変換され
る。また同時に、点火コンデンサ101に蓄えられた静
電エネルギーの一部は点火変圧器102とチョークコイ
ル128に磁気エネルギーとして蓄えられる。
時間tl以後は点火変圧器102とチョークコイル12
8に蓄えられた磁気エネルギーが放出され、放電電流1
2が発生する。点火変圧器102とチョークコイル12
Bに蓄えられた磁気エネルギーは点火コンデンサ101
を逆充電することはなく、第2還流回路110を介して
流れる。放電電流12は、時間11から時間t2の間に
おけるインダクタ電流I、として示しである。インダク
タ電流■3が流れ出すと、点火変圧器102とチョーク
コイル12Bに蓄えられた磁気エネルギーが減少し、イ
ンダクタ電流!、は徐々に減少する。
8に蓄えられた磁気エネルギーが放出され、放電電流1
2が発生する。点火変圧器102とチョークコイル12
Bに蓄えられた磁気エネルギーは点火コンデンサ101
を逆充電することはなく、第2還流回路110を介して
流れる。放電電流12は、時間11から時間t2の間に
おけるインダクタ電流I、として示しである。インダク
タ電流■3が流れ出すと、点火変圧器102とチョーク
コイル12Bに蓄えられた磁気エネルギーが減少し、イ
ンダクタ電流!、は徐々に減少する。
時間t、においてトランジスタ107がオフすると、点
火変圧器102とチョークコイル12Bに残留した磁気
エネルギーは第1還流回路205を流れる放電電流■。
火変圧器102とチョークコイル12Bに残留した磁気
エネルギーは第1還流回路205を流れる放電電流■。
として放出される。この時、磁気エネルギーの一部は点
火火花に変換されるが、大部分は第1還流回路205に
よって消費され、熱に変わる。結果として、点火変圧器
102とチョークコイル128に残留した磁気エネルギ
ーは時間t3までに消失する。
火火花に変換されるが、大部分は第1還流回路205に
よって消費され、熱に変わる。結果として、点火変圧器
102とチョークコイル128に残留した磁気エネルギ
ーは時間t3までに消失する。
時間t4においてサイリスタ126がオンとなると、点
火コンデンサ101の充電が始まり、点火コンデンサ1
01の端子間電圧V、が・上昇する。
火コンデンサ101の充電が始まり、点火コンデンサ1
01の端子間電圧V、が・上昇する。
ところで、第2実施例においては、点火コンデンサ10
1の充電時間t4〜t、において、トランジスタ107
のドレイン電圧v1に大きな電圧が発生する可能性があ
る。なぜならば、単安定回路134の設定時間t、と単
安定回路135の設定時間t、が共に短く設定されると
、トランジスタ107のドレイン端子に点火コンデンサ
101の充電電圧(即ち、DC−DCコンバータ120
の出力電圧vA)と第1還流回路205のクランプ電圧
が重畳される可能性があるからである。
1の充電時間t4〜t、において、トランジスタ107
のドレイン電圧v1に大きな電圧が発生する可能性があ
る。なぜならば、単安定回路134の設定時間t、と単
安定回路135の設定時間t、が共に短く設定されると
、トランジスタ107のドレイン端子に点火コンデンサ
101の充電電圧(即ち、DC−DCコンバータ120
の出力電圧vA)と第1還流回路205のクランプ電圧
が重畳される可能性があるからである。
そこで、第2実施例においては、DC−DCコンバータ
120の出力電圧vAと第1還流回路のクランプ電圧の
和を考慮して、電界効果型トランジスタ107を選定す
る必要がある。しかしながら、第2実施例においては、
DC−DCコンバータ120の出力電圧vAと第1還流
回路のクランプ電圧の和は高々470Vであるので、電
界効果トランジスタ107の選定は極めて容易である。
120の出力電圧vAと第1還流回路のクランプ電圧の
和を考慮して、電界効果型トランジスタ107を選定す
る必要がある。しかしながら、第2実施例においては、
DC−DCコンバータ120の出力電圧vAと第1還流
回路のクランプ電圧の和は高々470Vであるので、電
界効果トランジスタ107の選定は極めて容易である。
次に、点火変圧器102の二次側について説明する0時
間L0〜11においてトランジスタ107がオンすると
、トランジスタ107にはドレイン電流I^が流れ、同
時に点火変圧器102にはインダクタ電流1.が流れる
。インダクタ電流■、は点火変圧器102の二次巻線に
火花電流1oを誘導する。火花電流I0は点火変圧器1
02の二次側に存在する浮遊容量を充電し、点火プラグ
103のギヤツブ間電圧V。を急速に増大させる。ギヤ
ツブ間電圧V、が上昇して点火プラグ103の絶縁破壊
電圧を越えると(ギヤツブ間電圧■、のA点)、点火プ
ラグ103には点火火花が発生する。点火プラグ103
に点火火花が発生すると、ギヤツブ間電圧V、は急速に
低下し、1ooov〜3000V程度の放電保持電圧ま
で降下する。その後、点火変圧器102の二次巻線には
、チョークコイル128と点火変圧器102に蓄えられ
た磁気エネルギーによってエネルギーが供給され続ける
ので、ギヤツブ間電圧Vgは時間り、〜t!の間、放電
保持電圧に保持される。
間L0〜11においてトランジスタ107がオンすると
、トランジスタ107にはドレイン電流I^が流れ、同
時に点火変圧器102にはインダクタ電流1.が流れる
。インダクタ電流■、は点火変圧器102の二次巻線に
火花電流1oを誘導する。火花電流I0は点火変圧器1
02の二次側に存在する浮遊容量を充電し、点火プラグ
103のギヤツブ間電圧V。を急速に増大させる。ギヤ
ツブ間電圧V、が上昇して点火プラグ103の絶縁破壊
電圧を越えると(ギヤツブ間電圧■、のA点)、点火プ
ラグ103には点火火花が発生する。点火プラグ103
に点火火花が発生すると、ギヤツブ間電圧V、は急速に
低下し、1ooov〜3000V程度の放電保持電圧ま
で降下する。その後、点火変圧器102の二次巻線には
、チョークコイル128と点火変圧器102に蓄えられ
た磁気エネルギーによってエネルギーが供給され続ける
ので、ギヤツブ間電圧Vgは時間り、〜t!の間、放電
保持電圧に保持される。
時間1gにおいてトランジスタ107がオフすると、時
間t2〜t、においてチョークコイル128と点火変圧
器102に残留した磁気エネルギーは第1還流回路20
5と点火火花(火花電流■ゎのB部)によって消費され
る。この時、ギヤツブ間電圧Vtは残留した磁気エネル
ギーの減少に伴って低下する0点火プラグ103に発生
していた点火火花は、ギヤツブ間電圧■、が放電保持電
圧未満になった時に消失する。
間t2〜t、においてチョークコイル128と点火変圧
器102に残留した磁気エネルギーは第1還流回路20
5と点火火花(火花電流■ゎのB部)によって消費され
る。この時、ギヤツブ間電圧Vtは残留した磁気エネル
ギーの減少に伴って低下する0点火プラグ103に発生
していた点火火花は、ギヤツブ間電圧■、が放電保持電
圧未満になった時に消失する。
このように、第2実施例の点火装置では、トランジスタ
107がオンしている時には第2還流回路110が動作
し、点火プラグ103に発生する点火火花の保持時間が
引き延ばされる。また、トランジスタ107がオフする
と、第1還流回路205が動作し、点火変圧器102が
速やかに初期状態(磁気エネルギーがゼロの状態)に戻
される。
107がオンしている時には第2還流回路110が動作
し、点火プラグ103に発生する点火火花の保持時間が
引き延ばされる。また、トランジスタ107がオフする
と、第1還流回路205が動作し、点火変圧器102が
速やかに初期状態(磁気エネルギーがゼロの状態)に戻
される。
それゆえに、第2実施例の点火装置では発振器206の
発振周期を短く設定することができ、点火火花を比較的
短い周期で多数発生させることができる。また、第1還
流回路205にツェナーダイオード129を使用してい
るので、トランジスタ107のドレイン電圧V、をほぼ
一定の電圧に確実に保持することができる。それゆえに
、トランジスタ107の耐久性が向上し、点火装置の信
頼性を向上させることができる。
発振周期を短く設定することができ、点火火花を比較的
短い周期で多数発生させることができる。また、第1還
流回路205にツェナーダイオード129を使用してい
るので、トランジスタ107のドレイン電圧V、をほぼ
一定の電圧に確実に保持することができる。それゆえに
、トランジスタ107の耐久性が向上し、点火装置の信
頼性を向上させることができる。
第12図に、第2実施例の一部を変更した第3実施例を
示す。第3実施例の点火装置は、第2実施例の点火変圧
器102の二次巻線と点火プラグ103の間にダイオー
ド141を挿入し、点火変圧器102に残留した磁気エ
ネルギーが点火変圧器102の二次側で放出されること
を防止している。その他の回路構成は第2実施例と同様
であるので詳細な説明を省略する。
示す。第3実施例の点火装置は、第2実施例の点火変圧
器102の二次巻線と点火プラグ103の間にダイオー
ド141を挿入し、点火変圧器102に残留した磁気エ
ネルギーが点火変圧器102の二次側で放出されること
を防止している。その他の回路構成は第2実施例と同様
であるので詳細な説明を省略する。
ダイオード141を挿入することによって、点火変圧器
102に残留した磁気エネルギーは全て第1還流回路2
05によって消費される。それゆえに、第3実施例にお
いては、残留した磁気エネルギーをゼロにするまでの時
間を、第1還流回路205のクランプ電圧の設定によっ
て調節することができる。そこで、第3実施例では、第
1還流回路205のクランプ電圧を一次側に換算した放
電保持電圧(第3実施例では10〜30v)よりも高く
設定し、残留した磁気エネルギーをゼロにするまでの時
間を短縮している。
102に残留した磁気エネルギーは全て第1還流回路2
05によって消費される。それゆえに、第3実施例にお
いては、残留した磁気エネルギーをゼロにするまでの時
間を、第1還流回路205のクランプ電圧の設定によっ
て調節することができる。そこで、第3実施例では、第
1還流回路205のクランプ電圧を一次側に換算した放
電保持電圧(第3実施例では10〜30v)よりも高く
設定し、残留した磁気エネルギーをゼロにするまでの時
間を短縮している。
第13図に第3実施例の各部の信号波形を示す。
図示されているように、第3実施例では時間t。
から時間t0の間、火花電流l、は完全にゼロになる。
それゆえに、第3実施例においては、時間t、から時間
t4の間(即ち、単安定回路135の設定時間tb)を
短く設定することができ、単位時間あたりの点火火花の
発生数をより増大させることができる。
t4の間(即ち、単安定回路135の設定時間tb)を
短く設定することができ、単位時間あたりの点火火花の
発生数をより増大させることができる。
第14図に、第2実施例の一部を変更した第4実施例を
示す。第4実施例の点火装置は、第2実施例の点火変圧
器102とチョークコイル128を、周知の誘導放電式
点火装置に使用されている高漏れインダクタンス型の点
火変圧器142に取り替えたものである。その他の回路
構成は第2実施例と同様であるので詳細な説明を省略す
る。
示す。第4実施例の点火装置は、第2実施例の点火変圧
器102とチョークコイル128を、周知の誘導放電式
点火装置に使用されている高漏れインダクタンス型の点
火変圧器142に取り替えたものである。その他の回路
構成は第2実施例と同様であるので詳細な説明を省略す
る。
周知の誘導放電式点火装置に用いられる点火変圧器14
2は、より多くの磁気エネルギーを蓄えるために、鉄芯
に空隙を設けたり、解放型の鉄芯を使用している。それ
ゆえに、点火変圧器142は一次巻線144と二次巻線
143の結合度が悪いという問題点がある。しかしなが
ら、漏れインダクタンスの量が適当な値である場合には
チョークコイルを省略することができる。
2は、より多くの磁気エネルギーを蓄えるために、鉄芯
に空隙を設けたり、解放型の鉄芯を使用している。それ
ゆえに、点火変圧器142は一次巻線144と二次巻線
143の結合度が悪いという問題点がある。しかしなが
ら、漏れインダクタンスの量が適当な値である場合には
チョークコイルを省略することができる。
なお、第14図においては漏れインダクタンスを一次側
に換算し、コイル145として示した。
に換算し、コイル145として示した。
第15図に、第2実施例の一部を変更した第5実施例を
示す。第5実施例の点火装置は、第2実施例の点火装置
に第3還流回路146を追加したものである。第3還流
回路146はダイオード147とツェナーダイオード1
4日を備え、第1還流回路205と同時に動作する。そ
の他の回路構成は第2実施例と同様であるので詳細な説
明を省略する。
示す。第5実施例の点火装置は、第2実施例の点火装置
に第3還流回路146を追加したものである。第3還流
回路146はダイオード147とツェナーダイオード1
4日を備え、第1還流回路205と同時に動作する。そ
の他の回路構成は第2実施例と同様であるので詳細な説
明を省略する。
第5実施例では点火変圧器102とチョークコイル12
8に残存した磁気エネルギーが、それぞれ独立した還流
回路205,146によって消費される。それゆえに、
点火変圧器102とチョークコイル128がより速やか
に初期状態に戻される。従って、第5実施例の点火装置
は単位時間あたりの点火火花の発生数をより増大させる
ことができる。
8に残存した磁気エネルギーが、それぞれ独立した還流
回路205,146によって消費される。それゆえに、
点火変圧器102とチョークコイル128がより速やか
に初期状態に戻される。従って、第5実施例の点火装置
は単位時間あたりの点火火花の発生数をより増大させる
ことができる。
第16図に、第2°実施例の一部を変更した第6実施例
を示す、第6実施例の点火装置は、第2実施例の点火装
置に、第1実施例で紹介した第1還流回路105を接続
した例である。その他の回路構成、及び動作は第2実施
例と同様であるので詳細な説明を省略する。
を示す、第6実施例の点火装置は、第2実施例の点火装
置に、第1実施例で紹介した第1還流回路105を接続
した例である。その他の回路構成、及び動作は第2実施
例と同様であるので詳細な説明を省略する。
このように、第1〜第6実施例の第1還流回路105.
205は、第1還流回路105,205の端子間に適当
な端子電圧が設定できる回路であれば、どのような回路
であっても使用できる。
205は、第1還流回路105,205の端子間に適当
な端子電圧が設定できる回路であれば、どのような回路
であっても使用できる。
本発明の点火装置によれば、保持時間の長い点火火花を
比較的短い周期で多数発生させることができる。それゆ
えに、本発明の点火装置を装着したエンジンは、燃焼効
率の向上によって出力が増大する。
比較的短い周期で多数発生させることができる。それゆ
えに、本発明の点火装置を装着したエンジンは、燃焼効
率の向上によって出力が増大する。
また、本発明の点火装置は第2還流手段を備えている。
それゆえに、点火変圧器に蓄えられたエネルギーが点火
変圧器の二次巻線に放出される。
変圧器の二次巻線に放出される。
従って、点火コンデンサに蓄えられたエネルギーの多く
を点火火花に変換できる。
を点火火花に変換できる。
第1図は、本発明の第1実施例を描いた回路図である。
第2図は、第1図に示した第1還流手段と第2還流手段
の動作を説明した回路図である。 第3図は、第2図に示した各部の信号波形を描いた波形
図である。 第4図は、第1図に示した制御回路の特性を描いた特性
図である。 第5図は、第1図に示した発振器の詳細を描いた回路図
である。 第6図は、本発明の第2実施例を描いた回路図である。 第7図は、第6図に示したサイリスク駆動回路の詳細を
描いた回路図である。 第8図は、第6図に示した発振器の詳細を描いた回路図
である。 第9図は、第8図に示した各部の信号波形を描いた波形
図である。 第10図は、第6図に示した第1還流手段と第2還流手
段の動作を説明した回路図である。 第11図は、第10図に示した各部の信号波形を描いた
波形図である。 第12図は、本発明の第3実施例を描いた回路図である
。 第13図は、第12図に示した各部の信号波形を描いた
波形図である。 第14図は、本発明の第4実施例の一部を描いた回路図
である。 第15図は、本発明の第5実施例の一部を描いた回路図
である。 第16図は、本発明の第6実施例の一部を描いた回路図
である。 第17図は、従来の点火装置を描いた回路図である。 100・・・充電回路(充電手段)。 101・・・点火コンデンサ。 102・・・点火変圧器、103・・・点火プラグ。 104・・・放電回路。 105・・・第1還流回路(第1還流手段)。 106・・・発振器(発振手段)。 107・・・トランジスタ(放電スイッチング手段)。 108・・・抵抗、109・・・ダイオード。 110・・・第2還流回路(第2還流手段)。 111・・・ダイオード。 112・・・制御回路(制御手段)。 113・・・エンジンコンピュータ。 114・・・アンドゲート、115・・・オアゲート。 116、117・・・単安定回路、119・・・バッテ
リ。 120・・・DC−DCコンバータ。 121・・・充電スイッチング回路。 122・・・リンギングコンバータ。 123・・・ダイオード、124・・・大容量コンデン
サ125・・・チョークコイル、126・・・サイリス
ク。 127・・・サイリスタ駆動回路。 128・・・チョークコイル。 129・・・ツェナーダイオード。 130・・・バッファアンプ、131・・・パルストラ
ンス132・・・波形整形回路。 133、134.135.136.137.138・・
・単安定回路139・・・アンドゲート、140・・・
オアゲート141・・・ダイオード。 142・・・高漏れインダクタンス型点火変圧器143
・・・二次巻線、144・・・一次巻線。 145・・・漏れインダクタンス。 146・・・第3還流回路、147・・・ダイオード。 148・・・ツェナーダイオード。 z9 ;7 第12に 第13図 tJtit4t。
の動作を説明した回路図である。 第3図は、第2図に示した各部の信号波形を描いた波形
図である。 第4図は、第1図に示した制御回路の特性を描いた特性
図である。 第5図は、第1図に示した発振器の詳細を描いた回路図
である。 第6図は、本発明の第2実施例を描いた回路図である。 第7図は、第6図に示したサイリスク駆動回路の詳細を
描いた回路図である。 第8図は、第6図に示した発振器の詳細を描いた回路図
である。 第9図は、第8図に示した各部の信号波形を描いた波形
図である。 第10図は、第6図に示した第1還流手段と第2還流手
段の動作を説明した回路図である。 第11図は、第10図に示した各部の信号波形を描いた
波形図である。 第12図は、本発明の第3実施例を描いた回路図である
。 第13図は、第12図に示した各部の信号波形を描いた
波形図である。 第14図は、本発明の第4実施例の一部を描いた回路図
である。 第15図は、本発明の第5実施例の一部を描いた回路図
である。 第16図は、本発明の第6実施例の一部を描いた回路図
である。 第17図は、従来の点火装置を描いた回路図である。 100・・・充電回路(充電手段)。 101・・・点火コンデンサ。 102・・・点火変圧器、103・・・点火プラグ。 104・・・放電回路。 105・・・第1還流回路(第1還流手段)。 106・・・発振器(発振手段)。 107・・・トランジスタ(放電スイッチング手段)。 108・・・抵抗、109・・・ダイオード。 110・・・第2還流回路(第2還流手段)。 111・・・ダイオード。 112・・・制御回路(制御手段)。 113・・・エンジンコンピュータ。 114・・・アンドゲート、115・・・オアゲート。 116、117・・・単安定回路、119・・・バッテ
リ。 120・・・DC−DCコンバータ。 121・・・充電スイッチング回路。 122・・・リンギングコンバータ。 123・・・ダイオード、124・・・大容量コンデン
サ125・・・チョークコイル、126・・・サイリス
ク。 127・・・サイリスタ駆動回路。 128・・・チョークコイル。 129・・・ツェナーダイオード。 130・・・バッファアンプ、131・・・パルストラ
ンス132・・・波形整形回路。 133、134.135.136.137.138・・
・単安定回路139・・・アンドゲート、140・・・
オアゲート141・・・ダイオード。 142・・・高漏れインダクタンス型点火変圧器143
・・・二次巻線、144・・・一次巻線。 145・・・漏れインダクタンス。 146・・・第3還流回路、147・・・ダイオード。 148・・・ツェナーダイオード。 z9 ;7 第12に 第13図 tJtit4t。
Claims (5)
- (1)点火火花が発生する点火プラグ; 一次巻線と二次巻線を備え、該二次巻線が前記点火プラ
グに接続された点火変圧器; 前記点火変圧器の一次側に接続された点火コンデンサ; 該点火コンデンサに電荷を蓄える充電手段;前記点火コ
ンデンサに蓄えられた電荷を前記一次巻線を介して放電
させる放電スイッチング手段;前記放電スイッチング手
段の非動作時に動作し、前記点火変圧器に蓄えられたエ
ネルギーを消費するための第1還流手段; 前記放電スイッチング手段と共に動作し、前記点火変圧
器に蓄えられたエネルギーを還流させ、前記二次巻線に
放出させるための第2還流手段;及び、 前記放電スイッチング手段を適切な周期で間欠的に動作
させる発振手段;及び 必要な点火持続期間の間、前記発振手段を動作させる制
御手段; とを備える点火装置。 - (2)前記充電手段は、 電源電圧を昇圧するDC−DCコンバータ;該DC−D
Cコンバータの出力端子に接続されたコンデンサ;及び
、 前記制御手段の動作によつてオンとなる充電スイッチン
グ手段; を備える特許請求の範囲第(1)項に記載の点火装置。 - (3)前記充電スイッチング手段はサイリスタを備える
特許請求の範囲第(2)項記載の点火装置。 - (4)前記放電スイッチング手段は、トランジスタであ
る特許請求の範囲第(1)項に記載の点火装置。 - (5)前記放電スイッチング手段は、電界効果型トラン
ジスタである特許請求の範囲第(1)項記載の点火装置
。
Priority Applications (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP62274515A JPH01116281A (ja) | 1987-10-29 | 1987-10-29 | 点火装置 |
US07/263,897 US4922883A (en) | 1987-10-29 | 1988-10-28 | Multi spark ignition system |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP62274515A JPH01116281A (ja) | 1987-10-29 | 1987-10-29 | 点火装置 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH01116281A true JPH01116281A (ja) | 1989-05-09 |
JPH0348351B2 JPH0348351B2 (ja) | 1991-07-24 |
Family
ID=17542773
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP62274515A Granted JPH01116281A (ja) | 1987-10-29 | 1987-10-29 | 点火装置 |
Country Status (2)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US4922883A (ja) |
JP (1) | JPH01116281A (ja) |
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JP2014070626A (ja) * | 2012-10-02 | 2014-04-21 | Mitsubishi Electric Corp | 内燃機関の点火装置 |
JP2015180822A (ja) * | 2006-05-18 | 2015-10-15 | ノース−ウエスト ユニヴァーシティ | 点火装置 |
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US5429103A (en) * | 1991-09-18 | 1995-07-04 | Enox Technologies, Inc. | High performance ignition system |
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