JPH0322551Y2 - - Google Patents

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JPH0322551Y2
JPH0322551Y2 JP13517784U JP13517784U JPH0322551Y2 JP H0322551 Y2 JPH0322551 Y2 JP H0322551Y2 JP 13517784 U JP13517784 U JP 13517784U JP 13517784 U JP13517784 U JP 13517784U JP H0322551 Y2 JPH0322551 Y2 JP H0322551Y2
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dcdc converter
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Description

【考案の詳細な説明】 「考案の目的」 (産業上の利用分野) 本考案はガソリン機関に用いられる点火装置に
係り、特にスパークプラグに強力な点火エネルギ
ーを供給することができるようにした点火装置に
関する。
[Detailed description of the invention] "Purpose of the invention" (Field of industrial application) The invention relates to an ignition device used in gasoline engines, and in particular to an ignition device that can supply powerful ignition energy to a spark plug. Regarding equipment.

(従来技術) 従来より、ガソリン機関用の点火装置としては
所謂ケタリング方式のものが主流であるが、近年
は1爆発行程において複数箇のスパークを連続的
に発生させるようにして着火性能を改善したもの
が提案されている。
(Prior art) Traditionally, the so-called Kettering system has been the mainstream ignition system for gasoline engines, but in recent years, ignition performance has been improved by generating multiple sparks in succession during one explosion stroke. something is proposed.

斯る連続点火方式のものは始動性、出力、燃費
及びドライバビリテイの向上を図ることができる
が、イグニツシヨンコイルの一次側に印加される
一次電圧は従来のケタリング式と同様に12V〜
14Vであるため、特に高速回転域においては点火
コイルの励磁時間が短くなり一発毎の火花エネル
ギーは同程度のものとなつていた。即ち、第3図
Aはケタリング方式による点火火花波形が示され
ているが、放電電流が60mA、放電時間が1.5mS
程度である。これに対し第3図Bに示す連続点火
方式のものは放電時間を2.5mS程度にまで延長す
ることはできるが、その波高値は60mAを最大値
として漸次減衰するため、混合気を完全に着火し
得ない場合も生じ、その利点を充分に発揮できな
いという問題があつた。
Such a continuous ignition type can improve startability, output, fuel efficiency, and drivability, but the primary voltage applied to the primary side of the ignition coil is 12V or more, similar to the conventional Kettering type.
Since it is 14V, the excitation time of the ignition coil is shortened, especially in the high speed range, and the spark energy for each shot is about the same. That is, Figure 3A shows the ignition spark waveform by the Kettering method, and the discharge current is 60mA and the discharge time is 1.5mS.
That's about it. On the other hand, the continuous ignition method shown in Figure 3B can extend the discharge time to about 2.5 mS, but the peak value gradually attenuates from a maximum value of 60 mA, so the mixture cannot be completely ignited. There were cases where this was not possible, and there was a problem that the advantages could not be fully demonstrated.

(考案が解決しようとする問題点) 本考案は上記した従来のものにおけるミス点火
等を解決し、混合気を確実且つ完全に着火せしめ
ることにより始動性、出力、燃費及びドライバビ
リテイを大巾に改善することができるようにした
内燃機関用点火装置を提供することを目的とす
る。
(Problems to be solved by the invention) The present invention solves the above-mentioned problems such as mis-ignition in the conventional system, and greatly improves startability, output, fuel efficiency, and drivability by reliably and completely igniting the air-fuel mixture. An object of the present invention is to provide an ignition device for an internal combustion engine that can be improved in the following manner.

「考案の構成」 (問題点を解決するための手段) 本考案に係る内燃機関用点火装置は、イグニツ
シヨンコイルに与える一次電圧を高速でスイツチ
ングすることによりスパークプラグを連続的に点
火するための高速スイツチング部と、バツテリー
からの電源電圧を昇圧するためのDCDCコンバー
ター部と、上記イグニツシヨンコイルへの供給電
力を上記DCDCコンバーターを介して得るか又は
バツテリーから直接得るかを選択的に切り換える
ことができると共に機関回転数等の外部信号によ
つて上記切り換えを制御できるようになつている
制御部とを備えたものであり、イグニツシヨンコ
イルの一次側に高電圧を供給することにより極め
て強力な連続火花を得ることができるように構成
したものである。
"Structure of the invention" (Means for solving the problems) The ignition device for an internal combustion engine according to the invention continuously ignites the spark plug by rapidly switching the primary voltage applied to the ignition coil. a high-speed switching section, a DCDC converter section for boosting the power supply voltage from the battery, and selectively switching whether the power supplied to the ignition coil is obtained via the DCDC converter or directly from the battery. It is equipped with a control unit that can control the above switching by an external signal such as engine speed, and by supplying a high voltage to the primary side of the ignition coil. It is designed to produce powerful continuous sparks.

(実施例) 本考案に係る内燃機関用点火装置の実施例を第
1図及び第2図に基づいて説明する。
(Example) An example of the ignition device for an internal combustion engine according to the present invention will be described based on FIGS. 1 and 2.

図中、1は高速スイツチング部であつて、他励
式発振回路11とそれによつて制御されるスイツ
チング回路12とを備えており、バツテリーBか
ら供給される電力をスイツチング回路12で高速
スイツチングすることによりイグニツシヨンコイ
ルLの一次側L1に断続パルスを与え、二次側L2
に連続した高圧パルスを発生せしめてプラグPを
点火させるように構成されている。上記他励式発
振回路11はパルスを発生するタイミング及びそ
の長さを適正なものとするためエンジンEからク
ランク角及び回転速度に関する信号が入力される
ようになつている。
In the figure, reference numeral 1 denotes a high-speed switching section, which includes a separately excited oscillation circuit 11 and a switching circuit 12 controlled by the separately excited oscillation circuit 11. Apply an intermittent pulse to the primary side L 1 of the ignition coil L, and apply an intermittent pulse to the secondary side L 2
The plug P is configured to generate continuous high voltage pulses to ignite the plug P. The separately excited oscillation circuit 11 receives signals relating to the crank angle and rotational speed from the engine E in order to optimize the timing and length of pulse generation.

2はDCDCコンバーター部であつて、バツテリ
ーBの電源電圧を昇圧するためのものであり、主
スイツチング回路21、整流回路22、誤差増幅
器23、制御信号発生回路24及びバイパスダイ
オード25を備えており、主スイツチング回路2
1でパルス化した電源直流電圧をトランス(図示
しない)で昇圧し、整流回路22で整流平滑した
後上記イグツシヨンコイルLの一次側L1に入力
するようになつている。なお、スイツチングは上
記高速スイツチング部1を共用し、イグニツシヨ
ンコイルLのコモンアース端GをアースGNDに
接続するか否かでで行うようになつている。ま
た、上記バイパスダイオード25はDCDCコンバ
ーター部2が故障等により出力電圧が異常に低下
した場合でもバツテリーBからの電源をバイパス
してイグニツシヨンコイルLに供給し、エンジン
停止等の事態を防止するために設けられている。
2 is a DCDC converter unit for boosting the power supply voltage of battery B, and includes a main switching circuit 21, a rectifier circuit 22, an error amplifier 23, a control signal generation circuit 24, and a bypass diode 25. Main switching circuit 2
The power supply DC voltage pulsed in step 1 is stepped up by a transformer (not shown), rectified and smoothed by a rectifier circuit 22, and then input to the primary side L1 of the above-mentioned ignition coil L. The high-speed switching section 1 is used in common, and switching is performed depending on whether or not the common ground end G of the ignition coil L is connected to the ground GND. Furthermore, even if the output voltage of the DCDC converter section 2 is abnormally reduced due to a failure or the like, the bypass diode 25 bypasses the power from the battery B and supplies it to the ignition coil L, thereby preventing situations such as engine stoppage. It is provided for.

3は上記イグニツシヨンコイルへの供給電力
を、DCDCコンバーター2を介して得るか又はバ
ツテリーBから直接得るかを選択的に切り換え得
るようになつていると共に機関回転数等の外部信
号によつて上記切り換えを制御することができる
ようになつている切り換え部であり、実施例で
は、機関Eからの回転速度信号を整形するための
波形整形回路31、その後段に設けられた周波数
−電圧変換回路32、その後段に設けられ、上記
周波数−電圧変換回路32からの電圧と高精度基
準電圧発生回路33からの基準電圧とを比較する
ための電圧比較回路34及び上記高精度基準電圧
発生回路33における基準電圧を任意値に設定す
ることができるようになつている作動点設定回路
35から構成されており、電圧比較回路34から
は上記制御信号発生回路24を制御するための制
御信号Cが出力されるようになつている。上記制
御信号発生回路24は上記制御信号Cを受けて
DCDCコンバーター2を起動させるようになつて
おり、具体的には機関Eの回転数が上昇した場合
に回転センサー等からの信号を受けて上記周波数
−電圧変換回路32からの出力電圧が基準電圧よ
りも高くなり、電圧比較回路34の出力信号Cが
ハイレベルとなるように設定されている。上記制
御信号発生回路24においては上記出力トリガー
信号Cを受けてオン状態となり、上記DCDCコン
バーター部2の出力端Hからは18V〜22V程度に
昇圧された電圧が出力され、これがバランス抵抗
Rを介して上記イグニツシヨンコイルLの一次側
L1に印加される。上記出力端Hの出力電圧は高
い程イグニツシヨンコイルの励磁エネルギーが増
加し、強力な点火火花を得ることができるが、点
火回路系の内部抵抗は一定であることから一次側
L1入力電圧に比例して発熱量が増加することと
なるため上記誤差増幅器23によつて出力端H電
圧を上記した適正値に規制し、効率と安全性とを
均衡させている。
3 is designed to be able to selectively switch the power supplied to the ignition coil to be obtained via the DCDC converter 2 or directly from the battery B, and can be controlled by an external signal such as the engine speed. This is a switching unit capable of controlling the above switching, and in the embodiment, a waveform shaping circuit 31 for shaping the rotational speed signal from the engine E, and a frequency-voltage conversion circuit provided at the subsequent stage. 32, a voltage comparison circuit 34 provided at the subsequent stage for comparing the voltage from the frequency-voltage conversion circuit 32 and the reference voltage from the high-precision reference voltage generation circuit 33; and a voltage comparison circuit 34 in the high-precision reference voltage generation circuit 33 It is composed of an operating point setting circuit 35 that can set a reference voltage to an arbitrary value, and a control signal C for controlling the control signal generation circuit 24 is output from the voltage comparison circuit 34. It is becoming more and more common. The control signal generation circuit 24 receives the control signal C.
The DCDC converter 2 is activated, and specifically, when the rotation speed of the engine E increases, the output voltage from the frequency-voltage conversion circuit 32 is lower than the reference voltage in response to a signal from a rotation sensor, etc. is set so that the output signal C of the voltage comparator circuit 34 becomes high level. The control signal generation circuit 24 turns on in response to the output trigger signal C, and a voltage boosted to about 18V to 22V is output from the output terminal H of the DCDC converter section 2, and this is passed through the balance resistor R. The primary side of the above ignition coil L
Applied to L 1 . The higher the output voltage of the output terminal H, the more the excitation energy of the ignition coil increases, and a stronger ignition spark can be obtained. However, since the internal resistance of the ignition circuit system is constant, the primary
Since the amount of heat generated increases in proportion to the L1 input voltage, the error amplifier 23 regulates the output terminal H voltage to the above-mentioned appropriate value to balance efficiency and safety.

なお、上記高精度基準電圧発生回路33の基準
電圧は作動点設定回路35により外部から任意値
に設定できるようになつており、例えば、車内に
ボリユーム式の可変抵抗器を設け、それにより上
記基準電圧を制御することも容易であり、斯る構
成とすればDCDCコンバーター部2が作動回始す
るエンジン回転数を、例えば、1000RPM〜
5000RPMの範囲で任意設定することができる。
また、上記作動点設定回路35は上例に限らず、
スターターモーターの作動に連動させたり、外気
温度、冷却水温度、排気ガス温度、吸入空気量、
気圧、背圧及び車速等に応じて制御することも容
易であり、あらゆる条件下で適確に着火させるこ
とができる。なお、上記DCDCコンバーター部2
が作動している間はバツテリーBの消費電力は
1.8倍程度になるが、強力な点火が不要な場合に
は上記作動点設定回路35を利用してDCDCコン
バーター部2が作動する機関回転数を常用範囲外
に高くすれば電力消費を抑制することができる。
The reference voltage of the high-precision reference voltage generation circuit 33 can be externally set to an arbitrary value by the operating point setting circuit 35. For example, by installing a volume type variable resistor inside the vehicle, the reference voltage can be set to any value from the outside by using the operating point setting circuit 35. It is also easy to control the voltage, and with such a configuration, the engine rotation speed at which the DCDC converter section 2 starts operating can be controlled, for example, from 1000 RPM to
It can be set arbitrarily within the range of 5000RPM.
Further, the operating point setting circuit 35 is not limited to the above example,
It can be linked to the operation of the starter motor, outside air temperature, cooling water temperature, exhaust gas temperature, intake air amount, etc.
It is also easy to control according to atmospheric pressure, back pressure, vehicle speed, etc., and it is possible to ignite accurately under all conditions. In addition, the above DCDC converter section 2
While operating, the power consumption of battery B is
However, if strong ignition is not required, power consumption can be suppressed by using the operating point setting circuit 35 to increase the engine speed at which the DCDC converter section 2 operates beyond the normal range. I can do it.

第2図は以上詳説した内燃機関用点火装置を用
いた場合におけるスパークプラグPの放電電流と
放電時間との関係を示すグラフであり、放電開始
後最初の高圧パルスは80mAの波高値が得られ、
従来のケタリング式の点火装置と比較して1.3倍
以上のエネルギーが得られる。しかも、3.5mSの
放電持続時間が得られ、従来の連続点火方式の点
火装置と比較しても全体で3倍のエネルギーが発
生し、これらの相乗効果により極めて強力な点火
エネルギーを得ることができる。したがつて、シ
リンダー内の混合気を急速に燃焼させることがで
きて出力及び燃費を向上させることができるのは
勿論、有害物質の発生を抑制することができる。
Figure 2 is a graph showing the relationship between the discharge current and discharge time of the spark plug P when using the ignition system for an internal combustion engine detailed above.The first high-voltage pulse after the start of discharge has a peak value of 80mA. ,
More than 1.3 times more energy can be obtained compared to the conventional Kettering type ignition system. What's more, it has a discharge duration of 3.5mS and generates three times as much energy overall compared to conventional continuous ignition type ignition devices, and the synergistic effect of these produces extremely powerful ignition energy. . Therefore, the air-fuel mixture in the cylinder can be rapidly combusted, which not only improves output and fuel efficiency, but also suppresses the generation of harmful substances.

「考案の効果」 本考案に係る内燃機関用点火装置によれば、ス
パークプラグを連続的に点火すると共に火花エネ
ルギーを放電電流、放電時間共に大巾に向上させ
ることができる。しかも、従来レベルの連続点火
装置としても動作するように機関回転数等の外部
信号によつて任意に切り換えて動作させることが
できるから必要に応じて効率的に利用することが
できる。このように着火性を向上させることによ
り、始動性、出力、燃費及びドライバビリテイを
大巾に向上させることができ、あわせて、有害物
質の排出をも抑制することができる等の優れた効
果がある。
"Effects of the Invention" According to the ignition device for an internal combustion engine according to the present invention, the spark plug can be ignited continuously, and the spark energy can be greatly improved in both the discharge current and the discharge time. In addition, since it can be operated as a conventional continuous ignition device by being switched as desired by an external signal such as the engine speed, it can be used efficiently as needed. By improving ignitability in this way, it is possible to greatly improve startability, output, fuel efficiency, and drivability, and it also has excellent effects such as suppressing the emission of harmful substances. There is.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第1図及び第2図は本考案に係る内燃機関用点
火装置の実施例を示し、第1図はブロツク図、第
2図はスパークプラグにおける放電電流と放電時
間との関係を示すグラフ、第3図は従来の内燃機
関用点火装置のスパークプラグにおける放電電流
と放電時間との関係を示すグラフである。 1……高速スイツチング部、2……DCDCコン
バーター部、3……切り換え部、L……イグニツ
シヨンコイル、P……スパークプラグ。
1 and 2 show an embodiment of the ignition system for an internal combustion engine according to the present invention, FIG. 1 is a block diagram, FIG. 2 is a graph showing the relationship between discharge current and discharge time in a spark plug, and FIG. FIG. 3 is a graph showing the relationship between discharge current and discharge time in a spark plug of a conventional ignition device for an internal combustion engine. 1...High speed switching section, 2...DCDC converter section, 3...Switching section, L...Ignition coil, P...Spark plug.

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】[Scope of utility model registration request] イグニツシヨンコイルに与える一次電圧を高速
でスイツチングすることによりスパークプラグを
連続的に点火するための高速スイツチング部と、
バツテリーからの電源電圧を昇圧するための
DCDCコンバーター部と、上記イグニツシヨンコ
イルへの供給電力を上記DCDCコンバーターを介
して得るか又はバツテリーから直接得るかを選択
的に切り換えることができると共に機関回転数等
の外部信号によつて上記切り換えを制御すること
ができるようになつている切り換え部とを備えて
いることを特徴とする内燃機関用点火装置。
a high-speed switching section for continuously igniting a spark plug by rapidly switching a primary voltage applied to an ignition coil;
For boosting the power supply voltage from the battery
It is possible to selectively switch whether the power supplied to the DCDC converter section and the ignition coil is obtained via the DCDC converter or directly from the battery, and the above switching can be made by an external signal such as the engine rotation speed. An ignition device for an internal combustion engine, characterized in that the ignition device is equipped with a switching section configured to control the ignition system.
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