JPH0315659A - 多重放電型点火装置 - Google Patents

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。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は主に内燃機関に用いられる多重放電型点火装置
に関するものである。

〔従来の技術〕

従来、点火時期にて十分な点火工不ルギーを得るため、
コンデンサ放電式点火装置と多重放電点火装置とを組み
合わせたもの（例えば、米田特許第３９０６９１９号明
細書）や、工不ルギー蓄積コイルに蓄えられたエネルギ
ーを多重放電点火装置に供給するもの（例えば、米国特
許第４３２６４９３号明細書）が考えられている。

〔発明が解決しようとする課題〕

ところが、上述した従来の前者のものでは、コンデンサ
放電式点火装置と多重放電点火装置とを単純に組み合わ
せたものであるので、点火コイルの１次コイルとしてコ
ンデンサ放電用と多重点火用との２つのコイルを必要と
する、各ｌ次コイルを駆動するための大容星のスイッチ
ング素子が３個必要である、コンデンサ放電式点火装置
専用のＤＣ−ＤＣコンバータなどが必要であり、部品点
数が多く、構造が複雑で高価になるという問題がある。

また、上述した従来の後者のものでは、エネルギー蓄積
コイルに蓄えられたエネルギーを多重赦電点火装置に供
給するのみのものであるので、上述した前者のコンデン
サ放電式点火装置のごときのものに対し、点火初期の放
電電流が小さく着火性が劣るという問題がある。

そこで、本発明は比鮫的簡単な構成でありながら、コン
デンサ放電弐点火装置と多重点火装置とを組み合わセた
ものと同等以上の点火性能を得ることを目的とする。

〔課題を解決するための手段〕

そのため、本発明は直流電源とエネルギー蓄積コイルと
第１のスイノチング素子とを含む第１の直列閉回路と、 前記エネルギー蓄積コイルと逆流防止手段と点火コイル
の１次コイルと第２のスイノチング素子とを含む第２の
直列閉回路と、 前記エネルギー蓄積コイルに前記逆流防止手段を介して
接続したコンデンサと、 点火時期より所定時間前に前記第１のスイッチング素子
を導通させて前記エネルギー蓄積コイルにエネルギーを
蓄えた後、点火時期においてこの第１のスイッチング素
子を遮断させるための第１の制御信号を発生する第１の
制御信号発生手段と、点火時期より前記第２のスイッチ
ング素子を導通させた後、所定の放電期間の間、前記第
１，第２のス・ｆ冫チング素子を交互に断続するための
多重放電制御信号を発生する多重放電制御信号発生手段
と、 前記第２のスイッチング素子の遮断時において前記第ｌ
のスイッチング素子を導通させて前記エネルギー蓄積コ
イルにエネルギーを蓄えた後、この第１のスイッチング
素子を遮断させて前記エネルギー蓄積コイルに蓄えられ
たエネルギーにより前記コンデンサを充電するための第
２の制御信号を発生する第２の制御信号発生手段とを備
える多重放電型点火装置を提供するものである。

ここで、前記第２の制御信号発生手段は前記多重放電制
御信号発生手段よりの多重放電制御信号の発生終了に同
期して動作するようにすることもできる。

また、前記多重放電制御信号発生手段における点火時期
での第２のスイノチング素子の最初の導通時間をその後
の多重放電期間での４通時間とは別に設定する導通時間
設定手段を備えることもできる。

また、前記多重放電制御信号発生手段による前記第１，
第２のスイッチング素子の少なくとも一方の導通時間を
前記直流電源の電源電圧Ｇこ応じて決定する電源電圧応
動導通時間決定手段を備えることもできる。

また、前記多重放電制御信号発生手段による前記第１の
スイッチング素子の導通時間をこの第１のスイッチング
素子に流れる電流に応じて決定する電流応動４通時間決
定手段を備えることもできる。

また、前記多重放電制御信号発生手段による前記第２の
スイッチング素子の導通時間を前記第■のスイノチング
素子の導通時間に対応じて決定する第１スイッチング素
子応動導通時間決定手段を備えることもでぎる。

このとき、前記電流応動導通時間決定手段により決定さ
れる前記第１のスイッチング素子の導通時間が所定値以
上になると前記電流応動時間決定手段の出力にかかわり
なく前記第ｌのスイッチング素子を遮断させるための導
通時間制御手段を備えるとよい。

さらに、前記点火コイルの２次コイルに火花清浄型点火
プラグを接続することもできる。

ここで、前記火花清浄型点火プラグとしては、中心電極
と、該中心電極を内孔内に保持した絶縁体と、該絶縁体
の外周に固定した金属ハウジングと、該ハウジングに備
えられた接地電極とを具備し、前記中心電極の先端面と
前記接地電極の先端との間に気中スパークギャンプを形
成し、前記中心電極の先端に径小部を備え、該径小部の
側面と前記絶縁体の前記内孔の側面との間の距離（Ｓ）
を０．２５ｍ＋ｎ−１．３＋ｕｍとし、前記中心電極の
前記径小部の基端部を、前記絶縁体の先端面に対し、ｌ
，２帥の範囲（Ｌ）内に位置し、かつ前記中心電極の前
記先端面と前記絶縁体の前記先端面との間の距離（Ａ）
をＯｍｍ〜Ｉ．　Ｏ　ｍｍの範囲に設定するのが好まし
い。

また、このとき放電期間を低温時に長くする放電期間制
御手段を備えるとよい。

〔作用〕

これにより、第１の制御信号発生手段によって点火時期
より所定時間前に第１のスイッチング素子を導通させて
エネルギー蓄積コイルにエネルギーを浩えた後、点火時
期においてこの第１のスイッチング素子を遮断させる。

そして、多重放電制御信号発生手段によって点火時期よ
り第２のスイッチング素子を導通させることにより、あ
らかしめ、コンデンサに蓄えられたエネルギーとエネル
ギー蓄積コイルに蓄えられたエネルギーとが点火コイル
の１次コイルに供給される。その後、所定の放電期間の
間、多重放電制御信号発生手段によって第１．第２のス
イッチング素子を交互に断続するための多重放電制御信
号を発生することにより、放電期間の間エネルギー蓄積
コイルより点火コイルに周期的に点火エネルギーが供給
される．また、第２の制御信号発生手段によって第２の
スイッチング素子の遮断時において第１のスイッチング
素子を導通させて、エネルギー蓄積コイルにエネルギー
を蓄えた後、第１のスイッチング素子を遮断させてエネ
ルギー蓄積コイルに蓄えられたエネルギーによりコンデ
ンサを充電する。

ここで、第２の制御信号発生手段は多重放電制御信号発
生手段よりの多重放電制御信号の発生終了に同期して動
作させることもできる。

また、多重放電制御信号発生手段における点火時期での
第２のスイッチング素子の最初の導通時間を、導通時間
設定手段によりその後の多重放電期間での導通時間とは
別に設定するようにしてもよい。

また、多重放電制御信号発生手段による第１．第２のス
イッチング手段の少なくとも一方の導通時間を、電′ａ
電圧応動導通時間決定手段により直流電源の電源電圧に
応じて決定することもできる。

また、多重放電制御信号発生手段による第ｌのスイッチ
ング手段の導通時間を、電流応動導通時間決定手段によ
りこの第１のスイッチング素子に流れる電流に応じて決
定すること．もできる。

また、多重放電制御信号発生手段による第２のスイッチ
ング手段の導通時間を、第１スイッチング素子応動導通
時間決定手段により第１のスイ・ノチング素子の導通時
間に対応じて決定することもできる。

また、低電源電圧時や高２次負荷時において電流応動導
通時間決定手段により決定される第ｌのスイッチング素
子の導通時間が所定値以上になると、導通時間制限手段
により第１のスイッチング素子を遮断させることもでき
る。

さらに、点火コイルに周期適に供給される点火エネルギ
ーによって火花清浄型点火プラグに多重放電させること
もできる。

ここで、火花清浄型点火プラグにおいて、中心電極を内
札内に保持する絶縁体の内孔の径大部の側面と中心電極
の先端の側面との間の距離Ｓは０．２５ｍｍ〜１．３ｕ
ｕａが好ましいが、０．　２　５　ｍｍを下回ると、中
心電極の先端に径小部を設けて絶縁体の内孔側面に付着
したカーボンを介して火花放電を生しさせて該カーボン
を焼失し、カーボンによる電流リークを回避するという
作用効果を満足しない。

従って、耐汚損性が一般的な従来プラグと同等になり、
好ましくない。

一方、上記Ｓが１．　３　１ＩＩｍを上回ると、中心電
極の先端の径小部の直径が極めて細くなり、実用時にそ
の径小部が溶損し、プラグとしての機能を果たさなくな
る。また、中心電極の径小部の直径を変更せずに絶縁体
の内孔の直径を拡大して上記Ｓを１．　３　ｍｍより大
きくすると、該内孔側面の面積が増大するので、カーボ
ンも多く付着することになる。従って、カーボンの焼失
がうまく行われにくくなり、カーボンを介しての電流リ
ークが発生してしまう． また、中心電極径小部の基端部と絶縁体の先端面との間
の軸方向距離ＬはＯ　＜　Ｌ　＜　１．　２　ｍｍが好
ましいが、この範囲を外れると絶縁体に付着したカーボ
ンを介しての火花放電距離が長くなるので、カーボンを
介しての火花放電が行なわれにくくなる。このため、カ
ーボンが焼失されず、電流リークが発生する。

次に、中心電極先端面と絶縁体先端面との間の距離ｌは
ＯＭ〜１．　０　ｍが好ましいが、このｉが０閣とは絶
縁体の先端面と中心電極の先端面とが同一線上に位置し
ている場合である。ｉがＯｌｎＩＩ１を下回る、つまり
中心電極の先端面が絶縁体の内孔の内側に位置すると、
火花位置により混合気に着火して発生した火炎核の広が
りが絶縁体の内孔により阻害される。従って、火炎核が
大きく戒長しないため、混合気の着火性が悪く希薄ｌ昆
合気の使用ができない。

一方、中心電極の先端面と絶縁体の先端面との距１ｚが
Ｉ．　Ｏ　ｔｔｍを上回ると、中心電極の先端面が絶縁
体の先端面より離れる方向になり、従って前記Ｌと同し
くカーボンを介しての火花放電距離が長くなり、前記と
同様の問題が生じる。

また、この時、放電期間制御手段により多重放電期間を
低温時に長くすることもできる。

〔実施例〕

以下本発明を図に示す実施例について説明する．第１図
は本発明を内燃機関用点火装置に適用した第１実施例を
示すものであり、直流電源をなすバッテリｌのマイナス
側はアースに接続され、プラス側はキースイッチ２を介
してエネルギー蓄積コイル３の一端に接続され、このコ
イル３の他端は第１のスイッチング素子をなすパワート
ランジスタ６のコレクタに接続され、パワートランジス
タ６のエミッタは電流検出抵抗７を介してアースに接続
されている。５はマイクロコンピュータにより構成され
る公知の電子制御ユニッｌ−　（ＥＣＵ）であり、この
ＥＣＵ５は第２図（ａ）及び第３図（ａ）に示すごとく
点火時期の所定角度（例えば３０゜ＣＡ）前から高レベ
ルに立ち上がり、点火時期で立ち下がる第１の制御信号
としての点火信号ＩＧｔと、第２図（ｂ）及び第３図（
ｂ）に示すごとく点火時期で立ち上がり、その後所定角
度（例えば３０゜ＣＡ）で立ち下がる放電区間信号ＩＧ
−とを発生する。４０は点火信号ＩＧｔの立ち下がりを
所定時間（例えば、４０μｓ）だけ遅延させる遅延回路
である。

そして点火信号はこの遅延回路４０を介して公知の閉角
度・定電流制御回路４へ入力され、この閉角度・定電流
制御回路４は電流検出抵抗７によって検出した電流ＩＡ
に応じてその値及び通電時間（閉角度）をフィードバッ
ク制御し、その出力はトランジスタ２６，抵抗２７．２
８を介してパワートランジスタ６のベースに接続されて
いる。

これら、閉角度・定電流制御回路４．電流検出抵抗７．
トランジスタ２６，抵抗２７．２Ｂ，パワートランジス
タ６を含んで構威されるエネルギー蓄積回路１（１０は
、通常の電流遮断型点火装置において、点火コイルを２
次側なしのエネルギー蓄積コイル３に置換したものであ
って、他の構戊部品は従来のものと同しである。

そしてエネルギー蓄積回路１（１０の出力はパワートラ
ンジスタ６のコレクタより取り出し、逆流防止手段をな
すダイオート９を介してコンデンサｌ３の一端に接続さ
れ、このコンデンサ１３の他端はアースされている。ま
た、コンデンサｌ３の一端は内燃機関各気筒の点火コイ
ルｌＯの１次コイルｌＯａの一端に接続され、各点火コ
イルｌＯの１次コイル１０ａの他端は第２のスイッチン
グ素子をなす各気筒のＭＯＳ　　ＦＥＴ１１ａのドレイ
ンに接続され、これらの各ＦＥＴｌ１ａのソースはアー
スされている．各点火コイル１０の２次コイルｌＯｂの
一端はアースされ、他端は各気筒の点火プラグｌ５にそ
れぞれ接続されている。

コンデンサ１３と逆並列にダイオード２４が接続されて
いる。

８ｂ，５０ｂは第２の制御信号発生手段を構成する定電
流制御回路と単安定回路であり、定電流制御回路５０ｂ
は放電区間信号ＩＧＨの発生終了時にパワートランジス
タ６を導通してこのパワートランジスタ６に流れる電流
１＾が所定値以上になるとこのパワートランジスタ６を
遮断させるためのものであり、第３図（ｌ）に示すごと
き信号を発生する。また、単安定回路８ｂは放電区間信
号ＩＧＷの発生終了時においてパワートランジスタ６が
導通してから所定時間（例えば５ｍｓ）経過しても、こ
のパワートランジスタ６に流れる電流ＩＡが所定値以上
にならない場合にこのパワートランジスタ６を強制的に
遮断させるためのものであり、第３図（ロ）に示すごと
き単安定出力を発生する。６（１０は放電区間信号ＩＧ
Ｗが発生している間、パワートランジスタ６とＦＥＴ１
１ａとを交互に断続するための多重放電制御信号発生手
段で、パワートランジスタ６とＦＥＴｌｌａとをバ．ン
テリｌの電源電圧に応じた時間だけ交互に断続するため
の第２図（ｉ）．　（ｊ）に示すごとき多重放電制御信
号をそれぞれ発生する各電源電圧応動導通時間決定手段
６０Ａ，６０Ｂを有する。

そして一方の電源電圧応動導通時間決定手段６０Ａの出
力はトランジスタ２６のベースに接続され、他方の電源
電圧応動導通時間決定手段６０Ｂの出力は振り分け回路
８Ａを介して各気簡の駆動回路６０に供給され、これら
各駆動回路６０の出力が各ＦＥＴｌ１ａのゲートに接続
されている。

振り分け回路８Ａは点火振り分け信号［Ｇｄによって電
ａ電圧応動導通時間決定手段６０Ｂの出力を各気簡の駆
動回路６０に各気筒の放電区間信号ＩＧ一間隔分づつ順
次振り分けるものである。４５はパッテリｌ及びコンデ
ンサｌ３の充電電圧により各駆動回路６０の駆動用の電
源を作戒する電源回路である。

そして、定電流制御回路５０ｂはＡＮＤゲート１６，コ
ンパレータ１７，インバータ２１，　　フリップフロッ
プ３０，抵抗４３〜４６及びトランジスタ４７により構
成され、単安定回路８ｂは抵抗４８，５１，５２，　　
１０７，　　１０９，　　１１１，　　１１３．コンデ
ンサ５３．トランジスタ８２．８３及びコンバレータ１
１２により構成される。

また、一方の電源電圧応動導通時間決定手段６０Ａは抵
抗６１４，６１６，６１８，６１９，６２１，６２２，
６２６，６３３，ｌ−ランジスタ６１５，６１７，６２
０，６２５，コンデンサ６２３，コンパレータ６２４，
インバータ６２７，ＯＲゲー１６２８及びフリップフロ
ップ６１０により構成され、他方の電源電圧応動導通時
間決定手段６０Ｂは抵抗６０１，６０３，６０４，６０
６，６０７，６１２，６４４，　　トランジスタ６０２
，６０５，６１１，コンデンサ６０８．コンパレータ６
０９，ＡＮＤゲート６１３及びフリンフ゛フロップ６１
０により構成されている。

次に、上記構成において、その作動を第２図の各部波形
図に従って説明する。ＥＣＵ５からの第２図（ａ）で示
す高レベルの点火信号＋Ｃｔによってパワートランジス
タ６が導通し、エネルギー蓄積コイル３にバッテリｌよ
りエネルギーが蓄えられる。そして点火時期である時刻
Ｔ０において点火信号Ｉ　Ｇ　ｔが低レヘルになると、
一方の電源電圧応動導通時間決定千段６０Ａに第２図（
ｉ）で示す高レヘルの出力信号Ａが発生し、この信号Ａ
が振り分け回路８Ａを介して該当気筒の駆動回路６０に
供給され、この駆動回路６０の出力信号によって該当気
筒のＦＥＴｌｌａが導通する。これによりコンデンサｌ
３にあらかしめ蓄えられていた電荷力月亥当気筒のＦＥ
Ｔ１１ａを介して該当気筒の点火コイル１０の１次コイ
ル１０ａに供給される。

また、点火時期である時刻ＴＯにおいて点火信号＋Ｃｔ
が低レヘルになってから遅延回路４０による若干の遅延
時間だけ遅れてパワートランジスタ６が遮断することに
より、エネルギー蓄積コイル３に蓄えられたエネルギー
がコンデンサ１３のエネルギーと合威されて第２図（ｅ
）に示すごときの電流が該当気筒の点火コイル１０の１
次コイル１０ａに供給され、これによって、点火コイル
１０の２次コイル１０ｂには第２図（のに示すごとき２
次電流が流れて点火プラグｌ５に点火火花が発生する。

そして、その後、放電区間信号ＩＧ−が発生している間
、各電源電圧応動導通時間決定千段６０Ａ，６０Ｂに第
２図（ｉ），　（ｊ）に示すごとくバノテリ電圧によっ
て決まる所定時間幅の多重放電制御信号Ａ，Ｂが交互に
発生することにより、パワートランジスタ６と該当気筒
のＦＥＴＩＩａとが交互に断続することにより、エネル
ギー蓄積コイル３に周期的にエネルギーが蓄えられて、
このエネルギーが該当気簡の点火コイル１０の１次コイ
ル１０ａに周期的に供給され、第２図（（自）に示すご
とく該当気簡の点火プラグ１５に多重放電電流が流れる
。

また、定電流制御回路５０ｂにおいて、第３図（ｂ）で
示す放電区間信号１Ｇ一でリセットされたフリップフロ
ップ３０は放電区間信号ＩＧ−が高レベル時、そのＱ出
力は第３図（ｄ）に示すごとく高レベルとなる。そして
、放電区間信号ＩＧ−が高レベルから低レヘルになって
も、フリノプフロンプ３０の出力は変化しない。ここで
、放電区間信号ＩＧＷが高レベルから低レベルになると
、単安定回路８ｂの出力が第３図（ｈ）に示すごとく高
レベルとなり、かつインバータ２ｌの出力も第３図（ｇ
）で示すごとく高レベルになるため、ＡＮＤゲートｌ６
の人力がすべて高レベルとなってその出力が高レベルと
なり、トランジスタ４７を導通させる。

これにより、トランジスタ２６が遮断してパワートラン
ジスタ６を導通させ、エネルギー蓄積コイル３にエネル
ギーを蓄える。そして、エネルギー蓄積コイル３に十分
なエネルギーが蓄えられてパワートランジスタ６に流れ
る電流が所定値になると、コンパレータｌ７の出力が高
レベルになってフリップフロップ３０をセットするため
、フリップフロップ３０のＱ出力は第３図（ｄ）に示す
ごとく低レヘルとなり、パワートランジスタ６を遮断す
る。これにより、エネルギー蓄積コイル３に蓄えられた
エネルギーにより第２図（ｄ）に示すごとくコンデンサ
１３が所定の電圧に充電されて、このコンデンサｌ３の
充電電圧が次の気筒の点火サイクルで使用される。

次いで、多重放電制御信号発生手段６（１０につ？て、
第１図の回路図および第２図のタイムチャートに従って
説明する。

ＥＣＵ５からの第２図（ｂ）で示す高レベルの放電区間
信号ＩＧＷが入力されると、トランジスタ６０２，６０
５が導通ずることにより、コンデンサ６０８は抵抗６０
６を介して電源電圧■，より充電を開始し、第２図（ｌ
）のＶＣＩに示す波形となる。

このコンデンサ６０８の電圧ＶＣＩが一定の電圧Ｖ　Ｔ
ｌｌ１に達すると、コンバレータ６０９の出力が高レベ
ルとなり、フリップフロップ６１０のセット入力が高レ
ベルとなるので、フリップフロップ６１０のＱ出力は高
レベルとなる。これが第２図（ｊ）のＢに示す波形とな
る。同時にフリップフロンプ６ｌＯのＱ出力は低レベル
となり、ＡＮＤゲート６１３を介して第２図（ｉ）のＡ
で示す波形を出力する。

この時、フリップフロップ６１０のＱ出力をトリガとし
てもう一方のコンデンサ６２３の充電を開始し、このコ
ンデンサ６２３の第２図（ロ）で示す電圧Ｖｅ２が一定
の電圧ＶＴ■に達すると、コンバレータ６２４の出力が
高レベルとなり、その出力がＯＲゲート６２８を介して
フリップフロップ６１０のリセット入力に供給される。

これで、フリップフロップ６１０がリセットされる。こ
の時、コンデンサ６０８はフリップフロップ６１０のＱ
出力により、また、コンデンサ６２３はＡ波形により、
各トランジスタ６１１．６２５が導通することによって
、その電荷が放電される。これらの動作をＩＣ一が高レ
ベルの間（例えば３０゜ＣＡ間）くり返す。このとき、
各コンデンサ６０８，６２３がバッテリｌの電源電圧Ｖ
．により充電されるため、Ａ，Ｂの波形パルス幅は電源
電圧■３に反比例して変化する。ここで、Ａ波形はＦＥ
ＴＩＩａを、Ｂ波形はパワートランジスタ６を交互に断
続する信号となる．すなわち、多重放電制御信号発生千
段６（１０は電源電圧制御型の（電源が高いとパルス幅
短くなる）発振器を構威している。

次に、第２図伽）〜（ホ）の時間軸拡大した図により多
重放電（連続放電）ができる理由を説明する。

時刻Ｔ．−Ｔ．間はコンデンサｌ３とエネルギー蓄積コ
イル３との両エネルギーが点火コイルｌ０の１次コイル
１０ａを流れることによりトランス作用で点火コイル１
０の２次コイル１　０　ｂ，すなわち点火プラグ１５に
第２図（ロ））で示す電流１２がマイナス側放電として
流れる。この時、点火コイルｌＯには磁気エネルギー■
が蓄積される。次に、時刻Ｔ，においでＦＥＴ１１ａを
遮断すると蓄積された磁気エネルギー■が点火プラグｌ
５にプラス側放電として流れることで火花は連続する。

方、時刻Ｔ，−Ｔ．の間エネルギー蓄積コイル３は点火
コイル１０とは無関係に、かつ■のエネルギーが残って
いる間に充分にエネルギーが蓄積される。次の時刻Ｔ２
において再びＦＥＴ１１ａを導通すると、今度はエネル
ギー蓄積コイル３のエネルギー■だけが点火プラグ１５
に放出され、同時に点火コイル１０にも磁気エネルギー
■が蓄積される。次の時刻Ｔ３においてＦＥＴ１１ａを
遮断すれば■のエネルギーが点火プラグ１５に放電され
る。これを繰り返せば、放電区間信号ＩＧＷが高レベル
の間、点火プラグｌ５の火花放電が継続する。

本方式では時刻’ｒ．−Ｔ＋でエネルギー蓄積コイル３
のエネルギーを点火プラグ１５に放出し、同時に点火コ
イル１０に磁気エネルギーを蓄積する。かつ時刻Ｔ１　
　Ｔｚでは磁気エネルギーを点火プラグ１５に放出しな
がら同時にエネルギー蓄積コイル３にエネルギーを蓄積
するので、これを操り返すことにより多重放電期間にお
いて連続的に点火プラグ１５で火花放電を行うことが可
能となる。

第４図は本発明の第２実施例を示すもので、上記第１実
施例に対し、多重放電制御信号発生千段６（１０におけ
る点火時期でのＦＥＴ１１ａの最初の導通時間を、その
後の多重放電期間での導通時間とは別に設定する導通時
間設定手段６（１０ａを付加したものである。この導通
時間設定手段６（１０ａは点火信号ＩＧｔの立ち下がり
によりトリガされて第５図（ｊ）に示すごとく所定時間
幅（例えば０．３ｍｓ）の高レベルの単安定信号を出力
する単安定回路８と抵抗６３０とトランジスタ６２９と
により構戒される。上記構戒において、点火時期で点火
信号ＩＧｔが低レベルに立ち下がって単安定回路８に高
レベルの単安定信号が発生している間、トランジスタ６
２９が導通してコンパレータ６０９の出力を短絡する．
これにより、点火時期でのＦＥＴ１１ａの最初の導通時
間を、その後の多重放電期間での導通時間より、コンデ
ンサｌ３の放電時間分だけ長くとることができる。

第５図は第４図の各部の波形を示すものである．第６図
は本発明の第３実施例を示すもので、上記第２実施例に
対し、多重放電制御信号発生千段６（１０の一方の電源
電圧応動導通時間決定千段６０Ａの代わりに、パワート
ランジスタ６の導通時間を、このパワートランジスタ６
に流れる電流に応じて決定する電流応動導通時間決定手
段６０Ｃを用いたものである。この電流応動導通時間決
定手段６０Ｃはフリップフロップ６１０、抵抗６１４，
６３１，６３３，コンパレータ６２４，インバータ６２
７及びＯＲゲート６２８により構成される．この電流応
動導通時間決定手段６０Ｃによれば、放電区間信号ＩＧ
−の発生中において、パワートランジスタ６に流れる電
流が所定値以上になると、コンパレータ６２４の出力が
高レベルとなり、ＯＲゲート６２８を介してフリップフ
ロップ６１０をリセットし、パワートランジスタ６を遮
断させると共にＦＥＴ１１ａを導通させる。

従って、この実施例によれば、多重放電期間におけるパ
ワートランジスタ６の遮断電流値を電源電圧に関係なく
一定に制御することができて、多重放電期間において周
期的に蓄積されるエネルギー蓄積コイル３の一回当たり
の蓄積エネルギーを安定化することができる。

第７図は本発明の第４実施例を示すもので、上記第３実
施例に対し、多重放電制御信号発生手段６（１０の他方
の電源電圧応動導通時間決定手段６０Ｂの代わりに、Ｆ
ＥＴ１１ａの導通時間をパワートランジスタ６の導通時
間と同し時間になるように決定する第１スイッチング素
子応動導通時間決定手段６０Ｄを用いたものである。こ
の第１スイッチング素子応動導通時間決定手段６０Ｄは
フリップフロップ６１０，トランジスタ６０２．６０５
，６５１．抵抗６０１，６０３，６０４，６０６，６３
５，６３６，６４４，　　インバータ６３４，６４１，
６４６，コンデンサ６３７．コンパレータ６３Ｂ．ＡＮ
Ｄゲー｝６３９，６４３，ＯＲゲート６４０及び微分回
路２０により構威される。また、ｔ流応動導通時間決定
手段６０Ｃにおいて、ＡＮＤゲート６４２が付加されて
いる。

この第４実施例の各部波形を第８図に示す。第８図（ａ
）で示す高レベルの放電区間信号ＩＧＷが発生している
間において、最初は導通期間設定手段６（１０ａの単安
定回路８に発生する第８図（ｂ）で示す単安定信号によ
りＦＥＴ１１ａを導通させる。

そして、この単安定信号の低レベルへの立ち下がりに同
期して微分回路２０により第８図（ｊ）で示す微分出力
を発生させ、この微分出力によりフリップフロップ６１
０をセットすることで、このフリップフロップ６１０の
Ｑ出力は第８図（Ｃ）に示すごとく高レベル、Ｑ出力は
第８図（ｄ）に示すごとく低レヘルとなる。そして、こ
のフリップフロップ６ｌＯのＱ出力が高レベルになるこ
とにより第８図（ｅ）で示すごとくコンデンサ６３７の
充電が開始されると共に、パワートランジスタ６の通電
が開始される．そして、このパワートランジスタ６を流
れる電流が所定値になるとコンパレータ６２４の出力が
第８図（一で示すごとく高レベルになってフリップフロ
ップ６１０をリセットするので、このフリップフロップ
６１０の出力は反転する。これにより、第８図（ｅ）で
示すごとくコンデンサ６３７の放電が開始されると共に
、パワートランジスタ６が遮断し、かつＦＥＴｌ１ａが
導通する。そしてコンデンサ６３７の放電によりその電
圧が所定値Ｖ　ＴＨ４以下になるとコンパレータ６３８
の出力が第８図（ｌ）に示すごとく低レベルとなる。さ
らにこのコンパレータの出力信号とフリップフロップ６
１０のＱ出力とがＡＮＤゲート６３９に入力され、第７
図（ｉ）で示す信号がＡＮＤゲート６３９より出力され
、この出力の立ち下がりを微分回路２０で微分してフリ
ップフロップ６１０をセソトするので、このクリップフ
ロンプ６１０の出力は反転する。これにより、ＦＥＴ１
１ａの導通時間はパワートランジスタ６の導通時間（遮
断電流値が一定になるように電流応動導通時間決定手段
６０Ｃによって制御される）と同じに制御され、放電区
間信号１［Ｗが発生している間、この動作を繰り返す． 第９図は本発明の第５実施例を示すもので、上記第４実
施例に対し、第１スイッチング素子応動導通時間決定手
段６０Ｄにおいて、コンデンサ６３７と充放電するため
に、トランジスタ６０２，６０５，６５１，６５４，６
５５，６５８，６５９、および抵抗６０１，６３５，６
５２，６５３，６５６，６５７よりなる電源電圧応動定
電流充放電回路が用いてある．また、フリップフロップ
６１０のθ出力が高レベルになることにより所定時間幅
（例えば１（１０ｕｓ）の高レベルの出力を発生する単
安定回路６６０と、この単安定回路６６０の出力を反転
するインバータ６６１と、このインバータ６６１の出力
を微分してＯＲゲート６２８の１つの入力に供給する微
分回路６６２とよりなる導通時間制限手段６０Ｅが付加
されている。

この第５実施例によれば、低電源電圧時や、高２次負荷
時において、放電区間信号ＩＧｗ発生中におけるパワー
トランジスタ６の導通時間が所定値以上になっても、パ
ワートランジスタ６に流れる電流が所定値以上にならな
いときには、単安定回路６６０の出力によりインパータ
６６１，微分回路６６２およびＯＲゲート６２８を介し
てフリップフロップ６１０をリセットし、パワートラン
ジスタ６を遮断すると共に、ＦＥＴ１１ａを導通する。

これにより、低電源電圧時や、高２次負荷時においても
、所定時間内でパワートランジスタ６およびＦＥＴ１１
ａを交互に断続させて、放電区間内での放電の連続性を
保つことができる。

以上述べた多重放電型点火装置を特開昭６４−２７１７
６号公報に記載の火花清浄型点火プラグと組合せた本発
明の第６実施例である燻り防止点火装置について以下に
説明する。上述した各実施例では、放電区間信号ＩＧｗ
を所定角度（例えば３０℃Ａ）としたが、本実施例では
これをＥＣＵ５にソフト的に含まれる放電期間制御手段
によってエンジン条件に応じて可変する．そのＥＣＵ５
にて実行されるフローチャートを第１０図及び第１１図
に示す。第１０図では、ステップＳｌにてエンジン冷却
水温が４０゜Ｃ以下かどうか判別し、エンジン冷却水温
が４０゜Ｃ以下の冷間時にはステップＳ２に進んで放電
区間ＩＧｗ−３０゜ＣＡと長くする。逆に、エンジン冷
却水温が４０゜Ｃを超える時には、ステップＳ３へ進ん
で、第１２図に示すごとく、エンジン回転数Ｎｅに対し
て放電空間ＩＧｗがあらかじめ記憶されているＩＧｗ−
Ｎｅのマップにより放電空間ＩＧｗを決める。例として
、エンジン回転数ＮｅがＮｅ≦１（１０Ｏｒｐｍの時Ｉ
Ｃ；ｗ＝２ｍｓ，Ｎｅ≧３（１０Ｏｒｐｍの時ＩＧｗ＝
０．２ｍｓ，１（１００＜Ｎｅ＜３（１０Ｏｒｐｍの時
は、０．２ｍｓ＜ＩＧｗ＜２ｍｓとする。

第１１図では、第１０図のエンジン冷却水温に加えて、
エンジンのアイドル時や減速時をスロットルスイッチで
判別して、点火時期を通常の点火時期θ。より３０゜Ｃ
Ａ過進角させたものである。

すなわち、ステップＳ４で内燃機関のスロットル弁が全
閑のときに閉じるスロットルスイ・ソチが閉かどうかを
判別し、スロットルスイッチが閉じていると判別したと
きにはステップＳ５に進んで、点火時期を通常の演算さ
れた点火時期θ。より３０゜ＣＡ進角させる。逆にステ
ップＳ４でスロットルスイッチが開いていると判別した
ときにはステップＳ６へ進んで点火時期を通常の演算さ
れた点火時期θ。とする。

ところで、特開昭６４−２７１７６号公報の火花清浄型
点火プラグは、誘導放電のエネルギーが大きい程、点火
プラグに対するカーボンの除去が容易に行なわれるので
、多重放電型点火装置の放電区間を長く設定したものと
組合せることにより、点火プラグの自己清浄性を著しく
向上できる。しかし、常に放電区間を長くすると、点火
プラグの電極が消耗するので、冷間時のみ長くし、ｌｌ
ｌ機後は通常の放電区間とする。一般に点火プラグの燻
り現象は冷間時に生しるが、エンジン水温４０゛Ｃ以下
の時間は、車輌全体の使用時間からみれば極めて短時間
であり、この間、放電区間を長くしても点火プラグの電
極消耗にはほとんど影響しない。

さらに、第１１図の様に、エンジンのアイドル時や減速
時のみ点火時期を過進角させて使用することもできる。

点火時期を進角させると、エンジンの要求電圧は低下す
るので、耐燻り性能上、有利となる。

第１３図はカーボンが付着しやすい低温時における点火
プラグの燻りテストの結果を示したもので、４サイクル
１３（１０ｃｃ，水冷４気筒内燃機関によりカーボンが
付着しやすい条件として、−２０′Ｃの雰囲気温度下で
ラジエータ水温−１０゜Ｃ±１゜Ｃにて、始動−レーシ
ングーアイドルという一連のパターンを１分間実施し、
これをーサイクルとして評価したものであり、横軸はテ
ストサイクル．縦軸は点火プラグの絶縁抵抗がとってあ
る。

従来の一般的な点火装置と点火プラグとの組合せである
「号口電源十号口プラグ」の時、テストサイクルの増加
に伴い、点火プラグの絶縁抵抗は低下し、６サイクルで
エンストとなる。電源のみを本発明の多重電源にした「
多重電源十号口プラグ」にすると、テストサイクルの増
加に伴い絶縁抵抗が低下するが、ＩＯＭΩぐらいから絶
縁抵抗は低下せず、しばらくは持ちこたえている。それ
でも１８サイクルでエンストに至る。また点火プラグだ
けを火花清浄型点火プラグに交換した「号ロ電源＋火花
清浄プラグ」の時も、ＩＯＭΩ程度まで絶縁抵抗は低下
した後、その後はしばらく低下しない。しかし２０サイ
クノレ目にはエンストとなる。

一方、本発明の多重電源と火花清浄プラグとの組合せで
ある「多重電源十火花清浄プラグ」では、テストサイク
ルが増加しても、絶縁抵抗は多少低下するのみで、すぐ
に回復しエンストに至るピとはない。

なお、第ｌＯ図および第１１図のフローチャートでステ
ップＳ１での判別を水温４０″Ｃ以下としたが、冷間時
の判定は０〜６０゜Ｃの間の任意の温度に設定すること
もできる。また放電区間は３０”Ｃ　Ａとしたが、１０
〜６０゜ＣＡの間の任意の角度または時間で設定しても
よい。

また、第１１図で点火時期の進角判定条件をスロットル
スイッチの開閉で行ったが、吸気負圧が所定値（例えば
３（１０ｎｏ＋＋Ｈ以上）の時、あるいは吸気管の負圧
と回転数とのマップとから軽負荷時を判定して用いても
よく、また、このときの点火時期の進角は３０゜ＣＡに
限らず１０〜６０゜ＣＡの間の任意の角度に設定するこ
とができる。

第１４図および第１５図は上記第６実施例に用いた火花
清浄型点火プラグを示すもので、金属ハウジングＰ１は
その内側に絶縁体Ｐ２を固定している。絶縁体Ｐ２はそ
の中心に内孔Ｐ２ｃを有している。絶縁体Ｐ２のうち内
燃機関の燃焼室側に裸出される側の脚部Ｐ２ｂ側の上記
内孔Ｐ２ｃには中心電極Ｐ３が保持されている。中心電
極Ｐ３の先端には他の部分に比べて直径寸法を小さくし
た径小部Ｐ３ｂが形威されている。なお、径小部Ｐ３ｂ
により中心電極Ｐ３にはエッジ部Ｐ３ｃが形威されてい
る。この径小部Ｐ３ｂの先端面Ｐ３ａは絶縁体Ｐ２の先
端面Ｐ２ａから突出しており、その先端面Ｐ２ａと接地
電極Ｐ４の先端との間に気中スパークギャップＧが形成
してある。なお、接地電極Ｐ４はハウジングＰＬの先端
面に溶接固定してある。

なお、図中、Ｐｌａはハウジング１の取付用ねし部、Ｐ
６は抵抗体、Ｐ７は導電ガラス層、Ｐ８はターミナル軸
部、Ｐ９はターミナル部を各々示している。

ここで、特開昭６４−２７１７６号公報に記載されるよ
うに、絶縁体Ｐ２の内孔Ｐ２ｃの側面と中心電極Ｐ３の
径小部Ｐ３ｂの側面との間の距離Ｓは０．　２　５　ｍ
ｍ　〜１．　３　ｍｍとし、絶縁体Ｐ２の先端面Ｐ２ａ
と中心電極Ｐ３の径小部Ｐ３ｂの基端部との間の軸方向
距離ＬはＯ　＜　Ｌ　＜　１．　２　ｍｍの範囲内とし
、中心電極３の先端面３ａと絶縁体２の先端面２ａとの
間の距離ｌがＯ　ｍｍ〜１．　０　ｍｍの範囲に設定し
てある。

ここで、上記第６実施例に適用する火花清浄型点火プラ
グとしては、特開昭６４−２７１７６号公報に記載され
るものに限らず、特公昭５６−５１４７６号公報，特公
昭５８−４０８３１号公報，特開昭５６−４１６８５号
公報に記載されるごとき各種の火花清浄型点火プラグを
用いることができる． 〔発明の効果〕 以上述べたように本発明においては、第１の制御信号発
生手段によって点火時期より所定時間前に第１のスイッ
チング素子を湯通させてエネルギー蓄積コイルにエネル
ギーを蓄えた後、点火時期においてこの第１のスイッチ
ング素子を遮断し、多重放電制御信号発生手段によって
点火時期より第２のスイッチング素子を導通させること
によって、あらかじめ、コンデンサに蓄えられたエネル
ギーとエネルギー蓄積コイルに蓄えられたエネルギーと
を点火コイルの１次コイルに供給し、その後、所定の放
電期間の間、多重放電制御信号発生手段によって第１，
第２のスイッチング素子を交互に断続するための多重放
電制御信号を発生することにより、放電期間の間エネル
ギー蓄積コイルより点火コイルに周期的に点火エネルギ
ーを供給し、第２の制御信号発生手段によって第２のス
イッチング素子の遮断時において第１のスイッチング素
子を導通させてエネルギー蓄積コイルにエネルギーを蓄
えた後、この第１のスイッチング素子を遮断させてエネ
ルギー蓄積コイルに蓄えられたエネルギーによりコンデ
ンサを充電するから、コンデンサを充電するための専用
のＤＣ−ＤＣコンバータを必要とすることなく、比較的
簡単な構戒で、コンデンサ放電式点火装置と多重点火装
置とを組み合わせたものと同等以上の点火性能を得るこ
とができるという優れた効果がある。

ここで、第２の制御信号発生手段を、多重放電制御信号
発生手段よりの多重放電制御信号の発生終了に同期して
動作させるようにすれば、次回での放電に備えて多重放
電終了後直ちにコンデンサを充電することができる。

また、多重放電制御信号発生手段における点火時期での
第２のスイッチング素子の最初の導通時間を、導通時間
設定手段によりその後の多重放電期間での導通時間とは
別に設定するようにすれば、最初のコンデンサの放電に
対応した時間だけ第２のスイッチング素子の導通時間を
長くとることができてその後の多重放電を安定化するこ
とができる。

また、多重放電制御信号発生手段による第１，第２のス
イッチング手段の少なくとも一方の導通時間を、電源電
圧応動導通時間決定手段により直流電源の電源電圧に応
じて決定するようにすれば、電源電圧が変動しても多重
放電を安定化することができる。

また、多重放電制御信号発生手段による第１のスイッチ
ング手段の導通時間を、電流応動導通時間決定手段によ
りこの第１のスイッチング素子に流れる電流に応じて決
定するようにすれば、エネルギー蓄積コイルに蓄積され
るエネルギーをより安定化することができ、多重放電を
さらに安定化することができる。

また、多重放電制御信号発生手段による第２のスイッチ
ング手段の導通時間を、第１スイッチング素子応動導通
時間決定手段により第１のスイッチング素子の導通時間
に対応じて決定することにより、点火コイルに蓄えられ
たエネルギーの放電もエネルギー蓄積コイルのエネルギ
ーの放電に対応させてより良好に制御することができる
。

また、低電源電圧時や高２次負荷時において電流応動導
通時間決定手段により決定される第１のスイッチング素
子の導通時間が所定値以上になると、導通時間制限手段
により第１のスイッチング素子を遮断させることにより
、低電源圧時や、高２次負荷時における放電区間内での
放電の連続性を保つことができる。

さちに、点火コイルに周期的に供給される点火エネルギ
ーによって、火花清浄型点火プラグに多重放電させるこ
とにより、点火プラグの自己清浄性を著しく向上するこ
とができる。

また、放電期間制御手段により多重放電期間を低温時に
長くすることにより、点火プラグにカーボンが付着しや
すい低温時゛での点火プラグの自己清浄性を保ちつつ、
カーボンが付着しにくい高温時での多重放電期間を短く
することができて、点火プラグの電極の消耗を低減する
ことができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明装置の第１実施例を示す電気回路図、第
２図及び第３図は第１図図示装置の作動説明に供する各
部波形図、第４図は本発明装置の第２実施例を示す電気
回路図、第５図は第４図図示装置の作動説明に供する各
部波形図、第６図及び第７図は本発明装置の第３及び第
４実施例をそれぞれ示す電気回路図、第８図は第７図図
示装置の作動説明に供する各部波形図、第９図は本発明
装置の第５実施例を示す電気回路図、第１０図および第
１１図は本発明装置の第６実施例の作動説明に供するフ
ローチャート、第１２図は上記第６実施例における放電
区間一回転数特性図、第１３図は上記第６実施例におけ
る絶縁抵抗一試験サイクル実験結果特性図、第１４図お
よび第ｌ５図は上記第６実施例に用いられる火花清浄型
点火プラグを示す縦断面図およびその拡大部分縦断面図
である。 １・・・直流電源をなすバッテリ，５・・・第１の制御
信号発生手段を構戒する電子制御ユニット，６・・・第
１のスイッチング素子をなすパワートランジスタ，８ｂ
，５０ｂ．．．第２の制御信号発生手段を構或する単安
定回路と定電流制御回路，９・・・逆流防止手段をなす
ダイオード，１０・・・点火コイル．１１ａ・・・第２
のスイッチング素子をなすＦＥＴ，１３・・・コンデン
サ，１５・・・点火プラグ，６０Ａ．６０Ｂ・・・電源
電圧応動導通時間決定手段．６０Ｃ・・・電流応動導通
時間決定手段，６０Ｄ・・・第ｌスイッチング素子応動
導通時間決定手段，１６Ｅ・・・導通時間制御手段．６
（１０・・・多重放電制御信号発生手段，６（１０ａ・
・・導通時間設定手段。

Claims (10)

【特許請求の範囲】
1. （１）直流電源とエネルギー蓄積コイルと第１のスイッ
   チング素子とを含む第１の直列閉回路と、前記エネルギ
   ー蓄積コイルと逆流防止手段と点火コイルの１次コイル
   と第２のスイッチング素子とを含む第２の直列閉回路と
   、 前記エネルギー蓄積コイルに前記逆流防止手段を介して
   接続したコンデンサと、 点火時期より所定時間前に前記第１のスイッチング素子
   を導通させて前記エネルギー蓄積コイルにエネルギーを
   蓄えた後、点火時期においてこの第１のスイッチング素
   子を遮断させるための第１の制御信号を発生する第１の
   制御信号発生手段と、点火時期より前記第２のスイッチ
   ング素子を導通させた後、所定の放電期間の間、前記第
   １、第２のスイッチング素子を交互に断続するための多
   重放電制御信号を発生する多重放電制御信号発生手段と
   、 前記第２のスイッチング素子の遮断時において前記第１
   のスイッチング素子を導通させて前記エネルギー蓄積コ
   イルにエネルギーを蓄えた後、この第１のスイッチング
   素子を遮断させて前記エネルギー蓄積コイルに蓄えられ
   たエネルギーにより前記コンデンサを充電するための第
   ２の制御信号を発生する第２の制御信号発生手段とを備
   える多重放電型点火装置。
2. （２）前記第２の制御信号発生手段は前記多重放電制御
   信号発生手段よりの多重放電制御信号の発生終了に同期
   して動作するものである請求項１記載の多重放電型点火
   装置。
3. （３）前記多重放電制御信号発生手段における点火時期
   での第２のスイッチング素子の最初の導通時間をその後
   の多重放電期間での導通時間とは別に設定する導通時間
   設定手段を備える請求項１または２記載の多重放電型点
   火装置。
4. （４）前記多重放電制御信号発生手段による前記第１、
   第２のスイッチング素子の少なくとも一方の導通時間を
   前記直流電源の電源電圧に応じて決定する電源電圧応動
   導通時間決定手段を備える請求項１〜３のうちいずれか
   に記載の多重放電型点火装置。
5. （５）前記多重放電制御信号発生手段による前記第１の
   スイッチング素子の導通時間をこの第１のスイッチング
   素子に流れる電流に応じて決定する電流応動導通時間決
   定手段を備える請求項１〜３のうちいずれかに記載の多
   重放電型点火装置。
6. （６）前記多重放電制御信号発生手段による前記第２の
   スイッチング素子の導通時間を前記第１のスイッチング
   素子の導通時間に対応して決定する第１スイッチング素
   子応動導通時間決定手段を備える請求項５記載の多重放
   電型点火装置。
7. （７）前記電流応動導通時間決定手段により決定される
   前記第１のスイッチング素子の導通時間が所定値以上に
   なると前記電流応動導通時間決定手段の出力にかかわり
   なく前記第１のスイッチング素子を遮断させるための導
   通時間制限手段を備える請求項５または６記載の多重放
   電型点火装置。
8. （８）前記点火コイルの２次コイルに接続した火花清浄
   型点火プラグを備える請求項１記載の多重放電型点火装
   置。
9. （９）前記火花清浄型点火プラグは、中心電極と、該中
   心電極を内孔内に保持した絶縁体と、該絶縁体の外周に
   固定した金属ハウジングと、該ハウジングに備えられた
   接地電極とを具備し、前記中心電極の先端面と前記接地
   電極の先端との間に気中スパークギャップを形成し、前
   記中心電極の先端に径小部を備え、該径小部の側面と前
   記絶縁体の前記内孔の側面との間の距離（Ｓ）を０．２
   ５ｍｍ〜１．３ｍｍとし、前記中心電極の前記径小部の
   基端部を前記絶縁体の先端面に対し、１．２ｍｍの範囲
   （Ｌ）内に位置し、かつ前記中心電極の前記先端面と前
   記絶縁体の前記先端面との距離（ｌ）を０ｍｍ〜１． ０ｍｍの範囲に設定した請求項８記載の多重放電型点火
   装置。
10. （１０）前記放電期間を低温時に長くする放電期間制御
    手段を備える請求項８または９記載の多重放電型点火装
    置。