JPH0324586B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は例えば自動車用内燃機関に用いられ、
機械的な配電機構を有しない電気的な火花の配電
を行なう点火装置に関するものである。

〔従来技術〕

従来のこの種の点火装置としては点火コイルの
２次側に高電圧分配用ダイオードを接続した電流
遮断式のものがあるが、電圧の立上りが遅いこと
や高速回転域での出力電圧が低下する等の欠点が
ある。

〔発明の目的〕

本発明の目的は上記の従来形における問題点に
鑑み、機械的な配電機構のないコンデンサ放電式
（CDI）方式の多重点火装置を提供することにあ
る。

〔発明の構成〕

本発明の４気筒エンジンにおける構成において
は、点火コイルの１次側には同じ巻き方向の２個
の１次コイルと該１次コイルの中間タツプにはコ
ンデンサが接続され、前記点火コイル２次側コイ
ルの一端には極性の異なる２個のダイオードを介
して第１と第３気筒の点火栓に接続し、他端には
同様に極性の異なる２個のダイオードを介して第
４と第２気筒の点火栓に接続する様にした点火装
置である。

〔実施例〕

本発明の一実施例として、４気筒内燃機関の点
火装置が第１図に示される。

１はバツテリであり、２はエンジンキースイツ
チで、運転時には閉成し、停止時には開放となる
ものである。３はトランジスタを自励発振させト
ランスで上昇した後整流して直流高電圧を供給す
る周知のDC−DCコンバータで、前記バツテリ１
の電圧（12V）から約200Vの電圧を発生するも
のである。４はコンデンサで、前記DC−DCコン
バータ３の出力電圧を平滑し畜え、後述の過渡的
な大電流を供給するためのものである。５は点火
時期検出用のシグナルローダで、エンジン回転数
の1/2の回転数で同期して回転する図示しないシ
ヤフトに取付けられており、気筒数に対応する４
つの突起部を有している。６は前記シグナルロー
タ５の突起部を検出する点火時期検出用のピツク
アツプで、磁性材料よりなる磁心のまわりに巻装
されたコイルと永久磁石とから構成される周知の
ものである。さらにシグナルロータ５とピツクア
ツプ６の位相関係は図示しないエンジン回転数と
負荷に応じて適当に変化するようになつており、
最適な点火時期が得られるように作動する。７は
前記ピツクアツプ６の出力信号を波形成形し点火
時期に対応した高レベルの信号を出力する整形回
路である。該整形回路７は周知であるので省略す
るが出力波形を第２図Ａに示す。このＡの波形の
立下りが点火開始時期となる。５′は気筒判別用
のシグナルロータであり、エンジン回転数の1/2
の回転数で同期して回転する図示しないシヤフト
に取付けられており、１つの突起部を有してい
る。６′は気筒判別用のピツクアツプであり、前
述のピツクアツプ６と同じ原理のものである。

シグナルロータ５′とピツクアツプ６′の位相関
係は前述のシグナルロータ５とピツクアツプ６と
は異なり、エンジン回転数、負荷により変化しな
い固定のものである。シグナルロータ５′が１回
転すると、ピツクアツプ７′の出力に１パルスを
出力する。このパルス位置は第１気筒の上死点前
60°の位置に設定する。ピツクアツプ６′の出力は
整形回路７′に導かれる。整形回路７′は整形回路
７と同一の回路構成であり、その出力波形を第２
図Ｋに示す。

第１図装置におけるトリガ信号発生回路８の詳
細を第３図に示す。端子８０１にはクロツク回路
１４（第１図）からのクロツクが入力され、端子
８０２，８０３には前記各整形回路７，７′から
の信号が接続される。８０７はデコーダ付カウン
タで東芝社製IC品番TC4022を使用している。そ
のリセト端子Ｒには前記整形回路７の出力が入力
され、デコーダ付カウンタ８０７はリセツトされ
る。クロツク端子CLにはクロツク回路１４から
一定周期のクロツクが入力され計数していく。リ
セツトされてから１番目の信号によりデコーダ付
カウンタ８０７の“１”出力にはパルスが出力さ
れる。同様に２番目の信号により“２”出力には
パルスが出力される。３番目の信号により“３”
出力に、４番目の信号により“４”出力に、５番
目の信号により“５”出力に、６番目の信号によ
り“６”出力に、７番目の信号により“７”出力
にそれぞれパルスが出力される。“７”出力は本
データ付カウンタ８０７のクロツクエーブル端子
CEに入力される。従つて、デコーダ付カウンタ
８０７は“７”出力にパルスが出力された時に計
数を停止する。ORゲート８０８の第１の入力は
前記カウンタ８０７の“１”出力に、第２の入力
は前記カウンタ８０７の“３”出力に、第３の入
力は前記カウンタ８０７の“５”出力にそれぞれ
接続され、出力には第２図Ｂの波形を出す。OR
ゲート８０９の第１の入力は前記カウンタ８０７
の“２”出力に、第２の入力は前記カウンタ８０
７の“４”出力に、第３の入力は前記カウンタ８
０７の“６”出力に、それぞれ接続され、出力に
は第２図Ｃの波形を出す。８１０はＤタイプフリ
ツプフロツプの出力をＤ入力に接続して構成さ
れた２進フリツプフロツプであり、そのクロツク
入力CLは前記入力端子８０２に接続してあり、
リセツト入力Ｒは前記入力端子８０３に接続して
ある。その動作波形を第２図Ｄに示す。ANDゲ
ート８１１の一方の入力は前記ORゲート８０８
の出力に、他方の入力は前記フリツプフロツプ８
１０のＱ出力に接続してある。その波形を第２図
Ｅに示す。ANDゲート８１２の一方の入力は前
記ORゲート８０９の出力に、他方の入力は前記
フリツプフロツプ８１０のＱ出力に接続され、そ
の出力波形を第２図Ｆに示す。ANDゲート８１
３の一方の入力は前記ORゲート８０８の出力
に、他方の入力は前記フリツプフロツプ８１０の
Ｑ出力に接続され、その出力波形を第２図Ｇに示
す。ANDゲート８１４の一方の入力は前記ORゲ
ート８０９の出力に、他方の入力は前記フリツプ
フロツプ８１０の出力に接続され、その出力波
形を第２図Ｈに示す。

８２０は第１の一定パルス発生回路である。単
安定マルチ８２１の入力は前記ANDゲート８１
１の出力に接続される。該単安定マルチ８２１は
T1社製IC品番74LS221を使用しており、前記
ANDゲート８１１の出力パルスの立上りでトリ
ガされ、コンデンサ８２２、抵抗８２３で定まる
一定時間（例えば5μsec）だけ低レベルの信号を
出力に発生する。この信号は抵抗８２４を介して
トランジスタ８２５のベースに接続されており、
前記単安定マルチ８２１の出力か０レベルのとき
トランジスタ８２５はオンとなり、そのコレクタ
すなわち出力端子８０３に高レベルの信号T1を
出力する。８３０は第２の一定パルス発生回路
で、構成と作動は前記第１の一定パルス発生回路
８２０と同じである。その入力は前記ANDゲー
ト８１２の出力に接続され、出力端子８０４に高
レベルの信号T2を出力する。８４０は第３の一
定パルス発生回路で、構成と作動は前記第１の一
定パルス発生回路８２０と同じである。その入力
は前記ANDゲート８１３の出力に接続され、出
力端子８０５に高レベルの信号T3を出力する。
８５０は第４の一定パルス発生回路で、構成と作
動は前記第１の一定パルス発生回路８２０と同じ
である。その入力は前記ANDゲート８１４の出
力に接続され、出力端子８０６に高レベルの信号
T4を出力する。

第１図において、９ａは第１サイリスタでアノ
ードは前記コンデンサ４の正極に接続されてお
り、カソードは点火コイル１０の１次コイル１０
ａの一方の端子に接続される。第１サイリスタの
ゲータとカソードにはゲート駆動回路１５ａの出
力が接続される。該ゲート駆動回路１５ａの入力
は前記トリガパルス発生回路８の出力信号T1が
印加される。

ゲート駆動回路１５ａの回路を第４図に示す。
入力端子１５１はパルストランス１５４の１次コ
イルの一方の端子に接続される。該１次コイルの
他端は接地する。該パルストランス１５４の２次
コイルの一端はダイオード１５５の正極に接続さ
れる。該２次コイルの他端は抵抗１５６を介して
出力端子１５３に接続される。前記ダイオード１
５５の負極は出力端子１５２に接続される。出力
端子１５２と１５３との間にはコンデンサ１５７
と抵抗１５８との並列回路が接続されている。こ
こで、パルストランス１５４が１次コイルと２次
コイルの間の直流分を遮断する。また、ダイオー
ド１５５、抵抗１５６，１５８とコンデンサ１５
７はノイズ防止用である。後述のゲート駆動回路
１５ｂ、１５ｃ、１５ｄもゲート駆動回路１５ａ
と回路構成、作動は同じである。

第１図において、点火コイル１０の１次コイル
１０ａの他端は１次コイル１０ｂの一端と接続さ
れた中間端子を形成する。該中間端子はコンデン
サ１１の正極に接続される。該コンデンサ１１の
負極は接地される。前記１次コイル１０ｂの他端
は第２サイリスタ９ｂのアノードと第３サイリス
タ９ｃのカソードに接地される。第２サイリスタ
９ｂのゲートとカソードはゲート駆動回路１５ｂ
の出力にそれぞれ接地してある。前記第３サイリ
スタ９ｃのアノード前記コンデンサ４の正極に接
続される。前記第３サイリスタ９ｃのゲートとカ
ソードは前記ゲート駆動回路１５ｃの出力にそれ
ぞれ接続される。

第４サイリスタ９ｄのアノードは前記一次コイ
ル１０ａの一方の端子に接続される。該第４サイ
リスタのゲートとカソードは前記ゲート駆動回路
１５ｄの出力にそれぞれ接続してある。該カソー
ドは接地してある。点火コイル１０の２次コイル
１０ｃの一端はダイオード１２ａのアノードとダ
イオード１２ｂのカソードに接続してあり、他端
はダイオード１２ｃのカソードとダイオード１２
ｄのアノードに接続してある。前記ダイオード１
２ａのカソードは第１気筒点火プラグ１３ａに接
続してある。前記ダイオード１２ｂのアノードは
第３気筒用点火プラグ１３ｂに接続してある。前
記ダイオード１２ｃのアノードは第４気筒点火プ
ラグ１３ｃに接続してある。前記ダイオード１２
ｄのカソードは第２の気筒用点火プラグ１３ｄに
接続してある。

前記点火コイル１０の一次コイル１０ａと１０
ｂは同じ巻数で約40ターンであり、２次コイル１
０ｃは約3000ターンである。

以上の構成で第１図装置の作動について説明す
る。まずエンジンキースイツチ２をオンとする
と、DC−DCコンバータ３に直流電源１から電力
が供給され、コンデンサ４に約200Vの直流電圧
が常時蓄えられる。エンジンの回転に応じてシグ
ナルロータ５，５′が回転し、それをピツクアツ
プ６，６′で検出する。該ピツクアツプ６の出力
の正から負の電圧に変わる点が点火始めとなる。

整形回路７，７′は前記ピツクアツプ６，６′の
出力を波形整形して出力する（第２図Ａ第２図
Ｋ）。整形回路７，７′の出力信号はトリガ信号発
生回路８に入力され、クロツク回路１４の出力信
号と共にトリガ信号T1、T2、T3、T4の信号を
順次出力する。トリガ信号T1はゲート駆動回路
１５ａを介してサイリスタ９ａをトリガし、トリ
ガ信号T2はゲート駆動回路１５ｂを介してサイ
リスタ９ｂをトリガし、トリガ信号T3はゲート
駆動回路１５ｃを介してサイリスタ９ｃをトリガ
し、トリガ信号T4はゲート駆動回路１５ｄを介
してサイリスタ９ｄをトリガする。

サイリスタ９ａがトリガされてONすると、コ
ンデンサ４、サイリスタ９ａ、点火コイル１０の
１次コイル１０ａ及びコンデンサ１１の回路に電
流が流れる。このとき、コンデンサ４の容量はコ
ンデンサ１１の容量に比べて十分大きいのでコン
デンサ４を一定電圧Ｖ（200V）の電源とみなして
よい。コンデンサ１１が満充電されるとサイリス
タ９ａは自然にOFFする。サイリスタ９ａがON
の間には１次コイル１０ａには急激な電流が流
れ、２次コイル１０ｃには高電圧が発生する。次
に、トリガ信号T2がゲート駆動回路１５ｂを介
してサイリスタ９ｂをトリガして、サイリスタ９
ｄがONすると、コンデンサ１１の電荷を１次コ
イル１０ｄを介して放電する。この時、２次コイ
ル１０ｃには高電圧が発生する。次に、サイリス
タ９ａをONしてコンデンサ１１を充電すると１
次コイル１０ａにより２次コイル１０ｃに高電圧
が発生する。このようなサイリスタ９ａと９ｂに
第２図ＥとＧのトリガ信号を印加してやることに
より、第２図Ｉの２次電圧を得ることが出来る。
なお、１次コイル１０ａと１０ｂの巻き方向は同
一である。

次に、サイリスタ９ａと９ｂはOFFにしてト
リガ信号T3がゲート駆動回路１５ｃを介してサ
イリスタ９ｃをONする。これにより、１次コイ
ル１０ｂを通じてコンデンサ１１を充電し、コン
デンサ１１が満充電になるとサイリスタ９ｃは
OFFする。このとき、１次コイル１０ｂにより
２次コイル１０ｃには高電圧が発生する。次に、
トリガ信号T4がゲート駆動回路１５ｄを介して
サイリスタ９ｄをONする。これにより、コンデ
ンサ１１に充電された電荷を１次コイル１０ａを
通じて放電する。この時、２次コイル１０ｃの一
方の端子１０c₁には負の高電圧を発生する。従つ
て、第２図Ｆのトリガ信号T3と第２図Ｈのトリ
ガ信号T4とにより２次コイル１０ｃには第２図
Ｊの負の高電圧を発生する。

そして、第２図Ｉの正の高電圧の時には、ダイ
オード１２ａ、第１気筒用点火フラグ１３ａ、第
４気筒用点火プラグ１３ｃ、ダイオード１２ｃを
通り２次コイルの他端１０c₂に電流が流れ、第１
気筒用点火プラグ１３ａと第４気筒用点火プラグ
１３ｃは点火される。次に、第２図Ｊの負の高電
圧の時には、第３気筒用点火プラグ１３ｂ、ダイ
オード１２ｂ、２次コイル１０ｃ、ダイオード１
２ｄと第２気筒用点火プラグ１３ｄを通じて電流
が流れ、第３気筒用点火プラグ１３ｂと第２気筒
用点火プラグ１３ｄを点火する。以上のことから
第１、第４気筒あるいは第３、第２気筒にはそれ
ぞれ一度の点火時期で連続に６発の多重点火が行
われる。

〔発明の効果〕

以上のように本発明においては直流電圧を発生
する直流電源と、直列に接続され同一巻き方向の
第１と第２の１次コイルを有する点火コイルと、
前記第１と第２のコイルの接続点に接続されたコ
ンデンサと、前記第１のコイル、コンデンサ及び
直流電源を含む閉回路を構成し、コンデンサを充
電する第１のスイツチング素子と、前記第２のコ
イル、コンデンサを含む閉回路を構成したコンデ
ンサを放電する第２のスイツチング素子と、前記
第２のコイル、コンデンサ及び前記直流電源を含
む閉回路を構成し、コンデンサを充電する第３の
スイツチング素子と、前記第１のコイル、コンデ
ンサを含む閉回路を構成しコンデンサを放電する
第４のスイツチング素子と、複数個の点火指示信
号（T₁、T₂、T₃、T₄）に従つて動作し前記第
１、第２、第３、第４スイツチング素子がサイク
リツクに順次導通するように通電信号を発生する
トリガ信号発生回路と、前記点火コイルの２次コ
イルの両端と各気筒の点火栓との間に複数個挿入
し前記２次コイルの発生電圧の極性により点火す
る点火栓を選択するように構成したダイオードと
を具備するから、機械的な配電機構を有しない電
気的な火花配電の多重点火が出来、かつ点火栓の
くすぶりに強く、着火性を良くすることが出来る
という優れた効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例としての内燃機関の
点火装置を示す電気回路図、第２図は第１図図示
装置及び第３図図示のトリガ信号発生回路の各部
における信号の波形を示す波形図、第３図は第１
図図示装置におけるトリガ信号発生回路の構成を
示す電気回路図、第４図は第１図図示装置におけ
るゲート駆動回路の構成を示す電気回路図であ
る。 １，３，４……直流電源を構成するバツテリ、
DC−DC……コンバータ、コンデンサ、８……ト
リガ信号発生回路、９ａ〜９ｄ……第１〜第４ス
イツチング素子をなすサイリスタ、１０……点火
コイル、１０ａ，１０ｂ……１次コイル、１０ｃ
……２次コイル、１１……コンデンサ、１２ａ〜
１２ｄ……ダイオード、１３ａ〜１３ｄ……点火
栓。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 直流電圧を発生する直流電源と、直列に接続
   され同一巻き方向の第１と第２の１次コイル、お
   よび２次コイルを有する点火コイルと、前記第１
   と第２のコイルの接続点に接続されたコンデンサ
   と、前記第１のコイル、前記コンデンサ及び前記
   直流電源を含む閉回路を構成する第１スイツチン
   グ素子と、前記第２のコイル、前記コンデンサを
   含む閉回路を構成する第２スイツチング素子と、
   前記第２のコイル、前記コンデンサ及び前記直流
   電源を含む閉回路を構成する第３スイツチング素
   子と、前記第１のコイル、前記コンデンサを含む
   閉回路を構成する第４スイツチング素子と、複数
   個の点火指持信号に従つて動作し、前記第１、第
   ２、第３、第４スイツチング素子がサイクリツク
   に順次導通するように通電信号を発生するトリガ
   信号発生回路と、前記点火コイルの２次コイルの
   両端と各気筒の点火栓との間に複数個挿入され、
   前記２次コイルの発生電圧の極性により点火する
   点火栓を選択するように構成したダイオードとを
   具備する内燃機関用点火装置。