JPH0246783B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は内燃機関の点火制御及び燃料噴射バル
ブ作動のための結合された回路に関する。

点火制御回路及び燃料噴射バルブ作動回路を結
合させることは既に周知である。例えば、フラン
ス特許第2151517号には、コンデンサ放電式点火
制御及び燃料噴射バルブ作動用回路に、通常のコ
ンデンサ及びコンデンサ充電回路を使用したシス
テムが開示されている。

しかしながら、このような組み合わせによる回
路は、スパークを開始するためにエネルギーが誘
導的に畜えられそしてコイル電流の遮断により突
発的に放出される従来のコイル式点火より劣つて
多くの欠点を有し、エネルギー放出の間、コンデ
ンサの放電点火がコイルの１次巻線を開放状態に
しておくことによつて、アークを発し続ける。

一方、上述のコイル式点火は、対応するコンデ
ンサ放電式点火よりも長いアーク継続時間を供給
し、それによつてすぐれた寒冷下での始動性能を
発揮しかつ低回転数での汚染物質の発散が低減で
きる。

更に、従来より、内燃機関に燃料を供給する燃
料噴射装置用制御装置として、例えば特公昭50−
25092号公報には、燃料噴射装置のノズル弁を駆
動する電磁コイルがコンデンサと直列接続され、
該コンデンサから前記電磁コイルへの放電により
燃料噴射を行わせる装置が開示されている。そし
て、前記コンデンサは充電が交流発電機巻線に接
続されて行われている。

処で、前記コンデンサを点火コイルの２次測巻
線に接続し、該点火コイルでコンデンサを充電で
きれば、前記交流発電機を不用にして装置が簡単
化できる。更に、点火コイルとコンデンサを接続
することにより、前記フランス特許第2151517号
に開示されているように、燃料噴射バルブの高速
作動を可能にする高圧初期パルスが容易に得られ
る。

しかしながら、従来技術において、通常の点火
コイルにコンデンサの充電回路を直接接続するこ
とは、スパーク点火装置とコンデンサとの相反す
る要件のために不可能であつた。

即ち、スパーク点火には、スパークギヤツプを
伝導する初期高出力電圧と、この高電圧により開
始されたスパーク放電を維持するため、該初期電
圧に続いて生じるより低い出力電圧が必要とされ
た。他方、コンデンサのエネルギー畜積のために
は、比較的低い電圧の基で高い初期電流が要求さ
れ、コンデンサが充電するに従つて該電流を下
げ、電圧を上昇させた。従つて、点火コイルにコ
ンデンサを直接接続して初期電圧を低く設定した
とすると、既述したスパーク点火のための要件に
反し、点火装置を敏速に動作させることが難しく
なつた。何故なら、点火作用と急速な噴射バルブ
の駆動のためには両者にほぼ等しい量のエネルギ
ーの供給が求められたことによる。

本発明は、上記事情に鑑みなされたものであ
り、正確な点火動作を行い、且つ燃料噴射バルブ
の高速動作を可能にする回路を提供することを目
的とする。

本発明の係る目的は、点火コイルの電流を制御
するトランジスタ、エネルギー畜積素子（コンデ
ンサ）および前記コンデンサに接続され且つ前記
トランジスタにより制御される誘導子とを含み、
前記トランジスタの電流が中断されて点火スパー
クを発生する毎に電気エネルギーが前記コンデン
サに畜積されるようになつている点火制御回路
と、燃料噴射バルブソレノイドの付勢が開始され
たときに前記コンデンサを該ソレノイドに接続す
るスイツチ手段を含む噴射バルブソレノイド制御
手段との結合により達成される。

上記構成により、点火作用とコンデンサのエネ
ルギー畜積作用とを両作用間に重大な干渉が生じ
ることなく、同時に行わせることができる。

以下添付図面を参照しつつ本発明を詳細に説明
する。

第１図は本発明に基づく回路の１実施例の回路
構成図であり、第２図及び第３図は第１図に示す
回路の２つの異る変形を示す回路構成図である。

先づ第１図に示す回路は出力トランジスタ１１
がその１部をなす点火制御回路１０を含む。トラ
ンジスタ１１はnpn型でそのエミツタは電流検出
用抵抗１２を介して接地線１３に接続されてい
る。回路１０はエンジンにより駆動される変換器
１４によりトリガされ、また定電流制御を行うた
めに抵抗１２から帰還接続されている公知の型式
のものである。トランジスタ１１のコレクタはダ
イオード１５のカソードに接続され、そのアノー
ドは点火コイル１６の１次巻線と安定抵抗１７を
介して正電圧供給線１８に直列に接続されてい
る。点火コイル１６の２次巻線は従来通りスパー
クプラグ（図示せず）に接続されている。ツエナ
ーダイオード９はトランジスタ１１のベース・コ
レクタ間に接続されている。

トランジスタ１１のコレクタはまた、別のダイ
オード１９のカソードに接続され、ダイオード１
９のアノードは誘導子２０および別の安定抵抗２
１を介して電線１８に接続されている。誘導子２
０はそれに結合した２次巻線２２をもち、該２次
巻線がサイリスタ２４のゲート・カソードを跨い
で抵抗２３と直列に接続されている。サイリスタ
２４はそのアノードをダイオード１９のアノード
に接続させ、またそのカソードをコンデンサ２５
の一方の端子に接続させ、コンデンサ２５の他方
の端子は接地線１３に接続されている。コンデン
サ２５は以下に詳述するように、トランジスタ１
１がオフになると誘導子２０から電気エネルギー
を受容するエネルギー畜積素子である。

トライアツク２６は燃料噴射バルブソレノイド
２７と電流検出用抵抗２８に直列接続されてコン
デンサ２５を跨いており、そのゲート端子が抵抗
２９によりnpn型トランジスタ３０のコレクタ接
続されている。トランジスタ３０はそのエミツタ
を接地線１３に接続させ、またそのベースを抵抗
３１によつて単安定回路３２の出力に接続させて
いる。pnp型トランジスタ３３はそのエミツタを
供給線１８に接続させ、そのコレクタをダイオー
ド３４によりソレノイド２７に接続させている。
ツエナーダイオード３５はトランジスタ３３のベ
ース・コレクタ間に接続されている。トランジス
タ３３のベースは供給線１８とnpn型トランジス
タ３８のコレクタ間に直列に接続された２個の抵
抗３６，３７の接続点に接続されており、トラン
ジスタ３８のエミツタはソレノイド２７及び抵抗
２８間の接続点に接続されている。トランジスタ
３８のベースはダイオード３９、抵抗４０により
接地線１３に直列接続され、また２個の低抗４
１，４２によりそれぞれ２個のダイオード４３，
４４のカソードに接続されている。ダイオード４
３のアノードはパルス接続時間制御回路４５の出
力に接続されており、ダイオード４４のアノード
は単安定回路４６の出力に接続されている。回路
３２及び４６は両者共回路４５の出力でトリガさ
れるように接続されており、その各々は回路４５
の出力が高レベルになると正論理のパルスを発生
するが、単安定回路４６からのパルスは単安定回
路３２からのパルスよりも長い。回路４５からの
パルスの最小持続時間は単安定回路４６からのパ
ルスのそれよりも長い。

抵抗４０，４２は、単安定回路４６の出力は停
止したが回路４５の出力が未だ高レベルの時、ト
ランジスタ３８のベース電圧が特定の所望電流値
の抵抗２８の両端電圧よりもダイオード１個の順
方向電圧降下分だけ高くなるような値に選択され
る。抵抗４２の値は低抗２８の電流の如何に拘ら
ずトランジスタ３３が飽和するように選択されて
いる。

パルス持続時間回路４５はエンジン速度、エン
ジン吸気管圧力、周囲及び／又は冷媒温度、スロ
ツトルペダル移動率などのパラメータを検出する
数個のエンジン作動パラメータ変換器Ａ，Ｂ，Ｃ
及びＤからの入力を受ける。所望の場合、回路４
５は点火制御回路１０に信号を供給し、これらの
エンジンパラメータの１つまたはそれ以上に従つ
て回路の出力のタイミングおよびマーク・スペー
ス比を変化させることもできる。回路４５は遅延
回路４７を介して供給される信号によりトリガさ
れる。

作動サイクルは、スパークが必要とされる前に
トランジスタ１１がスイツチオンされる毎に開始
するものと考えることができる。抵抗１２の電流
は回路１０により制御され、この電流は点火コイ
ル１６の１次巻線及び誘導子２０間に分配され
る。これらの電流は低抗１７及び２１の値により
定まる値に向つて点火コイル１６と誘導子２０の
それぞれのインダクタンス値に依存する割合で生
起する。スパークが必要な時がくると、回路１０
によるトランジスタ１１のベース駆動が中断され
る。トランジスタ１１の導通中断により点火コイ
ル１６の１次巻線及び点火コイルのサージは公知
のようにスパークを発生させ、ツエナーダイオー
ド９が導通し、トランジスタ１１を部分的にオン
させて該サージ電圧を制限する。一方、誘導子２
０のサージ電圧は２次巻線に電流を誘起して誘導
子２０の電気エネルギーをコンデンサ２５に転送
してそれを高電圧に充電する。ダイオード１５及
び１９により、たとえ、コンデンサ２５の最終電
圧がツエナーダイオード９により制限されるとし
ても、２つのサージ電圧およびその結果の独立性
は保証される。コンデンサ２５が一度この制限電
圧いまで充電されると、誘導子２０の余剰エネル
ギーはトランジスタ１１により費散する。一般
に、コンデンサ２５の電圧は（12Vシステムに於
いて）ほぼ正弦的に約350Vまで上昇し、その後
は、同じレベルを維持し、一方、トランジスタ１
１の電流はゼロまで下り、その間サイリスタ２４
は非導通となる。

上述の如く構成することにより、前記ダイオー
ド１５，１９はトランジスタ１１がオフした際に
点火コイル１６を誘導子２０から分離し、ツエナ
ーダイオード９とトランジスタ１１の保護電圧制
限作用のみを受けて点火コイルと誘導子の両付勢
化とそれに続く１次電圧が独立に発生するように
制御できる。

遅延回路４７による遅延は、上記すべての作用
が噴射ソレノイドパルスが発生する前に完了する
ことを保証するに十分なだけ長い時間に設定され
る。回路４５からパルスが発生すると、その直接
的効果は、単安定回路３２によりトライアツク２
６にトリガパルスが印加され、また単安定回路４
６によりトランジスタ３８及び３３がターン・オ
フすることである。トリガパルスはトライアツク
２６を点孤し、その結合コンデンサ２５に畜積さ
れた高電圧はソレノイド２７に印加されることで
あり、このことはソレノイド２７における急激な
磁束の増加、ひいては急速開放応答を保証する。

ここで、コンデンサ２５の電圧は、トランジス
タ３３（ダイオード３４により高圧から保護され
た）のコレクタ電圧以下になるまでソレノイド２
７に放電されるので、低下する。そしてソレノイ
ド２７の電流はついでトランジスタ３３及びダイ
オード３４を介して迂回し、そのためトライアツ
ク２６は不導通となる。ソレノイドバルブの開放
動作が完了するに十分な一定の遅延時間（単安定
回路４６により定まる）後、単安定回路４６から
トランジスタ３８のベースに対する飽和ベースド
ライブは除去され、以後トランジスタ３８はトラ
ンジスタ３３のベース電流を調整することによつ
て閉ループ電流制御を行う。この段階で、抵抗２
８の基準レベルを超えているので、トランジスタ
３３へのベースドライブは行われず、その結果、
ソレノイド２７によつて逆電圧サージが生ずる。
ツエナーダイオード３５は、こんどはトランジス
タ３３の電圧を制限するように働き、トランジス
タ３３は、電流が回路４５からの制御パルスの持
続時間の完了まで維持されるレベル以下になるま
で、エネルギーを費散する。同段階においては、
ツエナーダイオード３５は電流減少比率を制御す
る。

必要の場合、本発明の回路はEPC特許出願第
187882号及び日本特許出願第80−129353号記載の
回路と結合させて、パルス持続時間の終了時に、
ソレノイド磁束を急激にリセツトするために使用
することができる。

第２図に示す変形回路において、誘導子２０は
コイル１６の１次巻線と直列に接続されている。
この場合、コイル１６の１次巻線と誘導子２０の
接続点の電圧を制限するために別のツエナーダイ
オード５０が必要である。このツエナーダイオー
ド５０は、第１図の回路に示したツエナーダイオ
ード１９の約1/2の破壊電圧を有し、コンデンサ
２５の最大充電々圧を決定する。

点火コイル１６とコンデンサ２５の電圧要件は
相補的に幾分変化し、従つて、ツエナーダイオー
ド９とトランジスタ１１の全許容電圧（例えば
400V）は、コンデンサ２５が未充電の間、サイ
リスタ２４が点孤した直後に点火コイル１６によ
つて初期的に利用される。しかも、コンデンサ２
５が充電されるにつれ、該コンデンサ２５の充電
の結果として減少する許容コイル電圧はスパーク
開始後に点火放電を維持するのに充分である。

第１図または第２図に適用できる更に別の変形
回路（図示せず）として、誘導子２０をサイリス
タ２４に直接接続せずに変圧器の１次巻線に接続
し、その２次巻線にサイリスタ２４とコンデンサ
２５を並列接続することもできる。

最後に、第３図を参照すると、同図に示す変形
回路は点火コイルと誘導子とを結合した１個の変
圧器を含む。図示の如く、１次巻線５１は供給線
１８とトランジスタ１１のコレクタ間で抵抗１７
に直列接続されている。点火２次巻線５２は従来
通り接続されているが、追加２次巻線５３は一端
が接地され、他端はダイオード１２４（サイリス
タ２４に代えて）と並列接続され、またコンデン
サ２５と直列接続されている。ダイオード５４と
ツエナーダイオード５５は巻線５３の間に直接接
続されて該巻線へのサージ電圧を制限する。

巻線５２と５３はコンデンサ２５の負荷により
巻線５３上に生ずる低い初期電圧にも拘らず巻線
５２間が急速に高電圧を発生させるために、巻線
５１が開回路となる時に密結合しないことが必要
である。

変圧器コアは従来の、対称または非対称構成の
スタンピングまたはＣ型コアを用いた３本リムの
トランジスタでよい。好ましい構成の１つとし
て、スタンピングは中央リムが共通１次巻線５３
を支持し、他の２つのリムは中央にエアギヤツプ
を有し、かつそれぞれ２次巻線５２及び５３を支
持する、非対称３本リムアセンブリとして使用さ
れる。

このように特別に設計された点火コイル／電圧
器を組込むことにより、１次巻線が開回路になつ
たとき中央リムの低リラクタンス（磁気抵抗）の
ために２次巻線は該２次巻線間に僅かな相互誘導
結合のみを有する。

以上記載したとおり、本発明の結合回路は点火
作用とエネルギー畜積作用とを両作用間に重大な
干渉を生じることなく達成できる。また、燃料噴
射バルブの高速作動に必要なバルブソレノイドへ
供給される高圧初期パルスが、特別な高圧スイツ
チ装置を付加することなく引出せ、構造の簡単化
された装置を実現できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係る１実施例の回路図であ
り、第２図及び第３図は第１図に示した実施例の
変更例である。 図中符号、１０……点火制御回路、１１……出
力トランジスタ、１２……電流検出用抵抗、１３
……接地線、１４……変換器、１５……ダイオー
ド、１６……点火コイル、１７…抵抗、１８……
供給電線、１９……ダイオード、２０……誘導
子、２１……抵抗、２２……２次巻線、２３……
抵抗、２４……サイリスタ、２５……コンデン
サ、２６……トライアツク、２７……ソレノイ
ド、２８……電流検出用抵抗、２９……抵抗、３
０……トランジスタ、３１……抵抗、３２……単
安定回路、３３……トランジスタ、３４……ダイ
オード、３５……ツエナーダイオード、３６，３
７……抵抗、３８……トランジスタ、３９，４０
……抵抗、４１，４２……抵抗、４３，４４……
ダイオード、４５……持続時間制御回路、４６…
…単安定回路、５０……ツエナーダイオード、５
１……１次巻線、５２，５３……２次巻線、５４
……ダイオード、５５……ツエナーダイオード。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ コンデンサ２５と、燃料噴射バルブソレノイ
   ド２７の付勢が開始される際に前記コンデンサを
   該ソレノイドに接続するスイツチ手段２６と、点
   火制御回路の１個のコイル１６と、前記コイルと
   直列に接続されて該コイル中の電流を周期的に遮
   断してスパークを発生させるトランジスタ１１
   と、前記トランジスタにより制御されて前記コン
   デンサを充電する誘導子２０とを含み、前記コイ
   ル中の電流が遮断される度に前記コンデンサが再
   充電されて前記ソレノイドの付勢が整えられるよ
   うになされた内燃機関の点火制御及び燃料噴射バ
   ルブ作動のための結合された回路。 ２ 前記誘導子２０は前記トランジスタ１１と回
   路結合した主巻線及び該主巻線に結合した２次巻
   線２２とを備え、且つ前記２次巻線に接続されて
   前記トランジスタがターン・オフしたとき該２次
   巻線に誘起される信号により導通されて前記主巻
   線を前記コンデンサに接続する半導体スイツチ素
   子２４とを有する、特許請求範囲第１項記載の回
   路。 ３ 前記半導体スイツチ素子２４は前記主巻線を
   前記コンデンサ２５に接続するアノード・カソー
   ド電路を有し且つ前記２次巻線２２がそのゲー
   ト・カソード間に接続されたサイリスタである、
   特許請求範囲第２項記載の回路。 ４ 前記誘導子２０の主巻線が点火コイル１６と
   並列接続されている、特許請求範囲第２項記載の
   回路。 ５ 前記誘導子２０の主巻線が点火コイル１６と
   直列接続されている、特許請求の範囲第２項記載
   の回路。 ６ 前記スイツチ手段２６は前記噴射バルブソレ
   ノイド２７の付勢が開始されるとき該スイツチ手
   段をトリガするトランジスタ３０及び単安定回路
   ３２とを付属して前記コンデンサ２５を前記噴射
   バルブソレノイド２７に接続する、特許請求範囲
   第１項記載の回路。 ７ 前記スイツチ手段２６はトライアツクよりな
   り、前記トライアツクが不導通になるまで前記コ
   ンデンサ２５が放電したのち、更に前記ソレノイ
   ド２７に電流を供給するために接続された別個の
   半導体素子３３を含む、特許請求範囲第６項記載
   の回路。 ８ 前記半導体素子３３がトランジスタであり、
   前記トランジスタを飽和状態に維持して高レベル
   のプル・イン電流を発生させ、またそれに引続い
   てトランジスタの導通を制御して所望の低レベル
   の保持電流を維持する電流検出用抵抗２８、トラ
   ンジスタ３８及び単安定回路４６が設けられてい
   る、特許請求範囲第７項記載の回路。