JPH05164029A - Low-tension distribution overlapped discharge type ignition device for internal combustion engine - Google Patents

Low-tension distribution overlapped discharge type ignition device for internal combustion engine

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JPH05164029A
JPH05164029A JP35296291A JP35296291A JPH05164029A JP H05164029 A JPH05164029 A JP H05164029A JP 35296291 A JP35296291 A JP 35296291A JP 35296291 A JP35296291 A JP 35296291A JP H05164029 A JPH05164029 A JP H05164029A
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JP
Japan
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ignition
voltage
booster circuit
booster
discharge
Prior art date
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Pending
Application number
JP35296291A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Satoru Takami
悟 高見
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Hanshin Electric Co Ltd
Original Assignee
Hanshin Electric Co Ltd
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Publication date
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  • Ignition Installations For Internal Combustion Engines (AREA)

Abstract

PURPOSE:To provide a device which certainly works is extremely simple and rationally inexpensive by directly connecting booster circuit output to all of series current circuits so as to apply booster voltage of a booster circuit simultaneously to all of the series current circuits consisting of ignition coil secondary windings and ignition plugs. CONSTITUTION:Booster voltage of a booster circuit consisting of a step-up transformer 11, a switching element 12 to chop a booster transformer primary electric current, a rectifier diode 13 to rectify and smoothen booster transformer secondary high pressure output and an oscillation circuit 10 to control on-off of a smoothing capacitor 14 and the switching element 12 is kept to be a voltage value lower than a discharge starting voltage value to cause dielectric breakdown to ignition plugs 1a-1d in an air intake process. Thereafter, booster circuit output is directly connected to all series circuits so that the booster voltage of the booster circuit is simultaneously applied to all of the series circuits respectively consisting of secondary windings of ignition coils 2a-2d and the ignition plugs 1a-1d.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、複数気筒を持つ内燃機
関用の点火装置に関し、特に、各気筒用の各点火プラグ
のそれぞれに、または一対の点火プラグごとのそれぞれ
に専用の点火コイルを設けると共に、放電継続のため、
別途に設けた昇圧回路出力を点火コイル二次電圧に加算
する低圧配電重ね放電式点火装置における改良に関す
る。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an ignition device for an internal combustion engine having a plurality of cylinders, and more particularly to an ignition coil dedicated to each ignition plug for each cylinder or each pair of ignition plugs. In order to continue the discharge,
The present invention relates to an improvement in a low voltage distribution overlap discharge type ignition device that adds the output of a separately provided booster circuit to an ignition coil secondary voltage.

【0002】[0002]

【従来の技術】車両搭載の複数気筒の内燃機関における
点火装置として古典的なものは、電流遮断原理により、
一つの点火コイルの二次側に発生する高電圧を、点火タ
イミングにある気筒の点火プラグにのみ与えるため、デ
ィストリビュータによって配電する高圧配電方式である
が、点火エネルギを大きくすると燃焼効率を向上させ、
ひいては低燃費化に繋るので、従来からも、こうした高
圧配電式点火装置において、さらに重ね放電方式を併有
する点火装置が提案された。
2. Description of the Related Art A classic ignition device for a vehicle-mounted multi-cylinder internal combustion engine is
High voltage generated on the secondary side of one ignition coil is applied only to the ignition plug of the cylinder at the ignition timing, so it is a high-voltage distribution system that distributes electricity by the distributor, but increasing ignition energy improves combustion efficiency,
As a result, it leads to lower fuel consumption. Therefore, in such a high-voltage power distribution type ignition device, an ignition device having a stack discharge system has been proposed.

【0003】図2には、そのような従来の点火装置の一
例が示されているので、これにつき説明すると、ある気
筒での点火動作の終了後、他の気筒での次の点火動作を
生起させる前には、制御回路4はスイッチング素子5を
オンとし、これにより、車両搭載のバッテリ6からの直
流出力電流が、機関運転時には当然にオンとなっている
キースイッチ7を介し、点火コイル2の一次巻線に流し
込まれ、エネルギが蓄積される。適当なるセンサ(図示
せず)から得られる機関回転角信号3に応じ、どれかの
気筒において点火を要するタイミングとなると、制御回
路4はスイッチング素子5をターンオフし、点火コイル
2の一次電流を急激に遮断させて、二次側に高電圧を発
生させる。これと同時に、同様に機関の回転に同期して
回転するロータ接点(図示せず)を有するディストリビ
ュータ9が、点火を必要としている点火プラグ、例えば
図示の四気筒車用であるならば全部で四つの点火プラグ
1a〜1dの中のどれか一つを選択し、これに上記の点
火コイル二次側高電圧を印加して、当該点火プラグに放
電火花を発生させる。換言すれば、点火コイル二次側に
発生される高電圧は、圧縮工程の最後近くにある気筒内
において、点火プラグに絶縁破壊を起こすに十分な数K
vオーダの電圧値に選ばれる。
An example of such a conventional ignition device is shown in FIG. 2. This will be described below. After the ignition operation in one cylinder is completed, the next ignition operation in another cylinder occurs. Before starting, the control circuit 4 turns on the switching element 5, so that the DC output current from the battery 6 mounted on the vehicle passes through the key switch 7, which is naturally turned on during engine operation, and the ignition coil 2 Is poured into the primary winding and energy is accumulated. At a timing when ignition is required in any of the cylinders in accordance with the engine rotation angle signal 3 obtained from an appropriate sensor (not shown), the control circuit 4 turns off the switching element 5 to rapidly increase the primary current of the ignition coil 2. Shut off to generate a high voltage on the secondary side. At the same time, the distributor 9, which also has rotor contacts (not shown) that rotate in synchronism with the rotation of the engine, uses a total of four spark plugs that require ignition, such as the four-cylinder vehicle shown. One of the two spark plugs 1a to 1d is selected, and the above-mentioned high voltage on the secondary side of the ignition coil is applied to the spark plug 1a to 1d to generate a discharge spark in the spark plug. In other words, the high voltage generated on the secondary side of the ignition coil is sufficient to cause a dielectric breakdown of the ignition plug K in the cylinder near the end of the compression process.
Selected as a voltage value of v order.

【0004】一方で、スイッチング素子12を所定の周
期でオンオフする発振回路10、スイッチング素子12
により一次電流がチョッパリングされる昇圧トランス1
1、一次電流のチョッパリングによって発生する昇圧ト
ランス二次昇圧電流を整流する整流ダイオード13、こ
れを平滑する平滑コンデンサ14から成る昇圧回路も動
作を開始しており、点火プラグにおける放電開始後、そ
の昇圧電圧を点火コイル二次側の高電圧に加算的に重畳
し、放電を継続させるように機能する。このときの昇圧
回路(DC−DCコンバータ)の出力電圧は、通常、2
〜3Kvに選ばれる。
On the other hand, the oscillating circuit 10 for switching the switching element 12 on and off at a predetermined cycle, the switching element 12
Step-up transformer 1 whose primary current is choppered by
1. A step-up transformer composed of a rectifier diode 13 for rectifying a step-up transformer secondary step-up current generated by the chopper ring of the primary current and a smoothing capacitor 14 for smoothing the step-up current have also started to operate, and after the start of discharge in the ignition plug, The boosted voltage is additively superimposed on the high voltage on the secondary side of the ignition coil to function to continue the discharge. The output voltage of the booster circuit (DC-DC converter) at this time is usually 2
Selected to ~ 3Kv.

【0005】しかるに、重ね放電方式を採用しない、一
般的な電流遮断型点火装置の場合、各点火プラグにおい
て得られる放電エネルギは、概ね30mJ程度である。
これに対し、上記のような重ね放電方式を採用すると、
原理的にはその数倍のオーダの放電エネルギが容易に得
られる筈であり、そうであるならば、燃焼効率の向上や
燃費の低減に大いに寄与することになる。
However, in the case of a general current interruption type ignition device which does not adopt the overlapping discharge method, the discharge energy obtained in each spark plug is about 30 mJ.
On the other hand, if the above-mentioned overlapping discharge method is adopted,
In principle, discharge energy on the order of several times that amount should be easily obtained, and if this is the case, it will greatly contribute to improving combustion efficiency and reducing fuel consumption.

【0006】[0006]

【発明が解決しようとする課題】ところが、そもそも高
圧配電方式の場合、図2中に併示するように、点火コイ
ル2の二次巻線とディストリビュータ9との間には長い
高圧配線コードを要し、これは等価的に抵抗線路80に
置き換え得るものとなるし、同様に、ディストリビュー
タ9から各々の点火プラグ1a〜1dのそれぞれへの長
い高圧配線コードも、それぞれ抵抗線路8a〜8dで置
き換え得るものとなる。そして、こうした等価抵抗値8
0,8a〜8dは、実際にもかなり大きく、その結果、
各高圧コード部分での点火エネルギのロスは、何と60
〜70%程度にも昇る。そのため、点火プラグにおいて
の放電エネルギを上記のように30mJ程度得るだけで
も、実際には出力90mJ程度の点火コイルを用いてお
り、重ね放電方式を併用することで点火プラグ放電エネ
ルギを例えば100mJにも上げようとすると、加える
べき70mJ分を補うためには、200mJもの出力を
有する昇圧回路を用いねばならなかった。このように、
高圧配電方式は極めて効率が悪く、かつ、大型な回路装
置とならざるを得ない他、電磁ノイズの発生確率が高
く、車両搭載の各種電子機器を誤動作させるおそれもあ
る。
However, in the case of the high-voltage power distribution system, a long high-voltage wiring cord is required between the secondary winding of the ignition coil 2 and the distributor 9 as shown in FIG. 2 in the first place. However, this can be equivalently replaced by the resistance line 80, and similarly, the long high-voltage wiring cords from the distributor 9 to the respective spark plugs 1a-1d can also be replaced by the resistance lines 8a-8d, respectively. Will be things. And such an equivalent resistance value 8
0,8a-8d are actually quite large, and as a result,
The loss of ignition energy at each high voltage cord is 60
It rises to about 70%. Therefore, even if only 30 mJ of discharge energy is obtained as described above, an ignition coil with an output of about 90 mJ is actually used, and the combined use of the overlapping discharge method can increase the spark plug discharge energy to, for example, 100 mJ. When trying to raise the voltage, a booster circuit having an output of 200 mJ had to be used in order to make up for 70 mJ to be added. in this way,
The high-voltage power distribution system is extremely inefficient, has to be a large-scale circuit device, has a high probability of generating electromagnetic noise, and may cause various electronic devices mounted on the vehicle to malfunction.

【0007】これに対し、従来からも低圧配電方式と呼
ばれる方式があり、この方式では、各点火プラグにそれ
ぞれ専用に一つづつ点火コイルを設けた上で、点火コイ
ルの一次側で配電を行うようにしている。この方式によ
れば、点火プラグの頭部に直接に点火コイルを配置でき
るので、高圧配線コードは不要となり、効率は著しく高
まるし、電磁輻射ノイズの発生確率も大いに低減させる
ことができる。また、点火コイル一次側での配電になる
ため、電子的な制御がし易くなり、従来のディストリビ
ュータのような機械的可動部品を要しないことから、故
障確率も大いに低下し、保守も容易になる。こうした利
点は、気筒数分だけ、点火コイルを要するという短所を
補って余り有り、事実、昨今では最早、この方式が主流
になりつつある。なお、各点火プラグに一つづつだけで
はなく、どれか一つの点火プラグが圧縮工程にあるとき
には自身は排気工程にあるような関係の一対の点火プラ
グに関しては、一つの点火プラグの二次巻線両端を振り
分けて接続した、いわゆる同時着火コイルを用いての低
圧配電方式もある。
On the other hand, there is a system called a low-voltage power distribution system in the related art. In this system, each ignition plug is provided with one ignition coil for exclusive use, and power is distributed on the primary side of the ignition coil. I am trying. According to this method, since the ignition coil can be arranged directly on the head of the ignition plug, the high-voltage wiring cord is unnecessary, the efficiency is remarkably increased, and the occurrence probability of electromagnetic radiation noise can be greatly reduced. Also, since the power is distributed on the primary side of the ignition coil, it is easy to control electronically, and since mechanical moving parts such as the conventional distributor are not required, the failure probability is greatly reduced and the maintenance is easy. .. Such an advantage is more than compensated for the disadvantage that the ignition coil is required only for the number of cylinders. In fact, in recent years, this method is becoming mainstream. Not only one for each spark plug, but for a pair of spark plugs that are in the exhaust process when any one of them is in the compression process, the secondary winding of one spark plug is used. There is also a low-voltage distribution system that uses a so-called simultaneous ignition coil in which both ends of the wire are distributed and connected.

【0008】しかし、これまでの所、こうした低圧配電
式点火装置に対してさらに、重ね放電方式を加味した点
火装置として合理的なものは市場に提供されていない。
ある提案では、各点火コイルに対しそれぞれ専用に一つ
づつ昇圧回路を設けているが、これは余りに不合理であ
り、生産性やスペースファクタ、コスト等を考えると現
実的ではない。別な提案によれば、単一の昇圧回路の出
力を半導体スイッチング素子により選択的にどれか一つ
の点火コイルに振り分けているが、高耐圧の半導体スイ
ッチング素子を要する点に問題があり、これも実用的で
はない。第一、従来の技術常識として、低圧配電方式に
対し重ね放電方式を組込む場合にも、昇圧回路の出力電
圧は、高圧配電方式との併用時と同様、2〜3Kv程度
にすることに疑いを持つ者は少なかった。そのため、そ
のようなオーダの電圧値では、昇圧回路出力電圧だけで
も点火プラグに誤放電を開始させてしまうから、特に吸
気工程にある気筒の点火プラグに対し、こうした昇圧回
路出力が印加されないようにしようとして、上記のよう
なスイッチング素子の援用という思想が表れ、ところが
これを満足するスイッチング素子が市場に提供されてい
なかったが故に、結局は製品として完成した低圧配電重
ね放電式点火装置がなかったということもできる。
However, so far, no reasonable one has been provided on the market as an ignition device in which the overlap discharge method is further added to the low-voltage distribution type ignition device.
In one proposal, one booster circuit is provided for each ignition coil, but this is too unreasonable and is not realistic considering productivity, space factor, cost, and the like. According to another proposal, the output of a single booster circuit is selectively distributed to one of the ignition coils by a semiconductor switching element, but there is a problem in that a high voltage semiconductor switching element is required. Not practical. First, as a general technical common sense, it is doubtful that the output voltage of the booster circuit should be about 2 to 3 Kv even when the lap discharge method is incorporated into the low voltage distribution method, as in the case of using the high voltage distribution method together. Few had it. Therefore, at such a voltage value of the order, the boost plug output voltage alone causes the spark plug to start erroneous discharge, so that the boost plug output is not applied to the spark plug of the cylinder in the intake stroke in particular. The idea of using the switching element as described above appeared, but since there was no switching element satisfying this in the market, there was no low-voltage distribution stack discharge ignition device that was finally completed as a product. It can also be said.

【0009】本発明は、このような実情の下になされた
もので、低圧配電方式を採用する点火装置であって、な
おかつ重ね放電原理をも有する点火装置として、確実な
動作でありながら極めて簡素、合理的で廉価なものを市
場に提供せんとするものである。
The present invention has been made under such circumstances, and is an ignition device that employs a low-voltage power distribution system, and has a reliable operation, but is extremely simple. , It aims to provide the market with reasonable and inexpensive products.

【0010】[0010]

【課題を解決するための手段】本発明は上記目的を達成
するため、内燃機関用の低圧配電重ね放電式点火装置と
して、点火コイル系とは別個に設ける昇圧回路(DC−
DCコンバータ)は一つとするが、当該昇圧回路の昇圧
電圧を、吸気工程における点火プラグに絶縁破壊を起こ
す放電開始電圧値未満の電圧値に留める。その上で、昇
圧回路の昇圧電圧が、各点火コイル二次巻線と各点火プ
ラグとから成る全ての直列回路に同時に印加されるよう
に、昇圧回路出力をそれら各直列回路の全て対し直接に
接続する。
In order to achieve the above object, the present invention provides a booster circuit (DC-) which is provided separately from an ignition coil system as a low voltage distribution overlap discharge type ignition device for an internal combustion engine.
Although there is one DC converter), the boosted voltage of the booster circuit is limited to a voltage value lower than the discharge start voltage value that causes dielectric breakdown of the spark plug in the intake stroke. Then, the booster circuit output is directly applied to all the series circuits so that the booster voltage of the booster circuit is simultaneously applied to all the series circuits including the secondary windings of the ignition coils and the spark plugs. Connecting.

【0011】[0011]

【実施例】図1には本発明の一実施例が示されている。
図示の場合、四気筒車用の低圧配電式点火装置に本発明
による改良を施した場合を例示しており、したがって点
火プラグは全部で四つあり、それぞれに専用に点火コイ
ルも四つある。以降、各点火プラグや点火コイルをそれ
ぞれ特定的に示す場合には、それぞれサフィックス付き
の符号1a,1b,1c,1d;2a,2b,2c,2
dを用いるが、どれか一つで他を代表できる説明の場合
にはサフィックスa,b,c,dを省略し、例えば単に
点火プラグ1とか点火コイル2と称する。この点は、他
のサフィックス付き符号にて表される構成要素に関して
も同様とする。
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENT FIG. 1 shows an embodiment of the present invention.
In the illustrated case, the low-voltage distribution type ignition device for a four-cylinder vehicle is illustrated as being modified according to the present invention. Therefore, there are four ignition plugs in total, and four ignition coils dedicated to each. Hereinafter, when the respective spark plugs and the ignition coils are specifically shown, reference numerals 1a, 1b, 1c, 1d with suffixes; 2a, 2b, 2c, 2
Although "d" is used, suffixes a, b, c, d are omitted in the case where any one can represent the other, and they are simply referred to as spark plug 1 or ignition coil 2, for example. This also applies to the constituent elements represented by other suffixed symbols.

【0012】この実施例は、通常の低圧配電式点火装置
が有している構成要素は同様に有しており、これらにつ
いては特に改変の要はない。すなわち、適当なる公知既
存のセンサ手段(図示せず)から得られる機関回転角信
号3に基づき、制御回路4は全部で四つある点火コイル
一次電流遮断用スイッチング素子5,・・・・・の中、現在点
火時期に至った気筒に関する点火コイル1の一次回路に
直列に入ったスイッチング素子5をターンオフさせて、
相互誘導原理により、点火コイル二次側に高圧出力を生
じさせる。スイッチング素子5は、図示の場合、npn
トランジスタ5によって示されているが、いわゆるパワ
ースイッチング素子と呼ばれるものであれば良く、パワ
ーMOSFETやサイリスタ等の使用例もある。
This embodiment has the same components as those of an ordinary low-voltage distribution type ignition device, and these components do not need to be modified. That is, based on the engine rotation angle signal 3 obtained from a suitable known existing sensor means (not shown), the control circuit 4 has a total of four ignition coil primary current interruption switching elements 5 ,. Medium, by turning off the switching element 5 that is serially connected to the primary circuit of the ignition coil 1 for the cylinder that has reached the present ignition timing,
Due to the mutual induction principle, a high voltage output is generated on the secondary side of the ignition coil. The switching element 5 is npn in the illustrated case.
Although it is shown by the transistor 5, any so-called power switching element may be used, and there are also usage examples of a power MOSFET, a thyristor and the like.

【0013】しかるに、このような電流遮断による相互
誘導原理によってのみ発生する点火コイル二次電圧は、
点火プラグ1において絶縁破壊を生じさせて初期放電火
花を発生させるに十分な大きさ(通常、数Kvオーダ)
となるようにされているが、この電流遮断原理にのみに
よる放電の場合には、当該放電の継続時間は、代表的な
場合、たかだか2mS弱程度であった。これに対し、本
発明に従う以下のような追加の回路構成と動作による
と、長い時間に亙り大きな放電エネルギが得られるよう
になる。
However, the secondary voltage of the ignition coil generated only by the mutual induction principle due to the current interruption is
Sufficiently large to cause dielectric breakdown in the spark plug 1 to generate an initial discharge spark (usually on the order of several Kv)
However, in the case of discharge based only on this current interruption principle, the duration of the discharge was typically about 2 mS at most. On the other hand, according to the following additional circuit configuration and operation according to the present invention, large discharge energy can be obtained for a long time.

【0014】まず回路構造的に見ると、昇圧トランス1
1、昇圧トランス一次電流をチョッパリングするスイッ
チング素子12、昇圧トランス二次高圧出力を整流、平
滑する整流ダイオード13と平滑コンデンサ14、そし
てスイッチング素子12のオンオフを制御する発振回路
10から成る昇圧回路(DC−DCコンバータ)が別途
に、ただし一つだけ、設けられている。そして、この昇
圧回路の昇圧電圧(コンデンサ14の両端に得られる)
が、それぞれ各点火コイル2と各点火プラグ1とから成
る全部で四つの直列回路の各々に対し印加され得るよう
に、当該昇圧回路の出力に対してそれら四つの点火コイ
ル二次側直列回路がそれぞれ接続されており、昇圧回路
の出力両端から見ると、それら全部で四つの点火コイル
二次側直列回路が、互いに並列かつ直接に接続された格
好になっている。
First, in terms of the circuit structure, the step-up transformer 1
1. A boosting circuit including a switching element 12 for choppering the primary current of the boosting transformer, a rectifying diode 13 for smoothing and smoothing the secondary high voltage output of the boosting transformer, a smoothing capacitor 14, and an oscillating circuit 10 for controlling ON / OFF of the switching element 12 ( DC-DC converter) is provided separately, but only one. Then, the boosted voltage of this booster circuit (obtained across the capacitor 14)
However, these four ignition coil secondary side series circuits are connected to the output of the booster circuit so that they can be applied to each of the four series circuits, each consisting of each ignition coil 2 and each ignition plug 1. Each of them is connected, and when viewed from both ends of the output of the booster circuit, the four ignition coil secondary side series circuits are connected in parallel and directly to each other.

【0015】このような回路構成になっているため、点
火タイミングにある点火コイル2の一次電流が制御回路
4によって遮断され、当該点火コイル2の二次側に点火
プラグ1にて絶縁破壊を生ずる放電開始電圧以上の電圧
が生じ、これによって当該点火プラグ1にて放電が開始
した後、望ましくは予定の時間だけ、少し遅れたタイミ
ングで制御回路4からの信号により発振駆動回路10が
稼働し始めると、昇圧トランス11の一次側がスイッチ
ング素子12によりチョッパリングを受けるため、当該
トランスの二次側に高圧出力が表れ、これが整流ダイオ
ード13で整流されて、追加の重ね放電電流が生ずる。
Due to such a circuit configuration, the primary current of the ignition coil 2 at the ignition timing is cut off by the control circuit 4, and dielectric breakdown occurs at the secondary side of the ignition coil 2 at the ignition plug 1. A voltage equal to or higher than the discharge start voltage is generated, and after the spark plug 1 starts discharging, the oscillation drive circuit 10 starts to operate by a signal from the control circuit 4 preferably at a slightly delayed timing for a predetermined time. Then, since the primary side of the step-up transformer 11 receives the chopper ring by the switching element 12, a high-voltage output appears on the secondary side of the transformer, which is rectified by the rectifying diode 13 to generate an additional overlap discharge current.

【0016】この結果、点火プラグ1の合成放電電流
は、燃料着火に十分な長い時間に亙って高いエネルギレ
ベルを保ち得るものとなり、燃料への着火性は大いに向
上するし、ひいては燃費にも利いてくる。放電持続時間
は容易に5mS以上にもなし得るし、継続する放電電流
の値も、40mA以上を得ることができる。ただしもち
ろん、当該放電継続時間の決定は、個々の車両ごとにな
されるべき最適設計に任される問題である。
As a result, the combined discharge current of the spark plug 1 can maintain a high energy level for a long time sufficient for ignition of the fuel, greatly improving the ignitability of the fuel and eventually improving the fuel consumption. Come in handy. The discharge duration can easily be 5 mS or more, and the continuous discharge current value can be 40 mA or more. However, of course, the determination of the discharge duration is a matter left to the optimum design to be made for each vehicle.

【0017】しかるに、本発明の構成によると、昇圧回
路出力と各点火コイル二次側直列回路とは、それらの間
にスイッチング素子を介在させるようなことがなく、そ
れぞれ直接に接続された関係にあるため、昇圧回路の出
力は全ての点火プラグに同時に印加されることになる。
しかし、例えば点火コイル2aが電流遮断原理によって
二次高圧を発生し、これによって対応する点火プラグ1
aが放電を開始しているときには、他の点火プラグ1b
〜1dは放電しておらず、その等価インピーダンスは極
めて高い状態にある。そのため、一応、全ての点火プラ
グに対し、同時に昇圧回路出力が印加されるような図示
回路構成であっても、現に放電を開始した点火プラグ1
aにてのみ、昇圧回路からの重ね放電電流を供給し得る
可能性がある。にもかかわらず、従来、このような回路
構成は全く考慮の外とされていたか、排斥されていた。
その理由の一つには、当該昇圧回路の出力電圧を、すで
に述べた高圧配電方式との併用時における2〜3Kvに
することを前提としていたがためである。
However, according to the configuration of the present invention, the booster circuit output and each ignition coil secondary side series circuit are directly connected without a switching element interposed therebetween. Therefore, the output of the booster circuit is simultaneously applied to all the spark plugs.
However, for example, the ignition coil 2a generates a secondary high voltage according to the current interruption principle, and the corresponding ignition plug 1
When a is starting to discharge, another spark plug 1b
~ 1d is not discharged and its equivalent impedance is extremely high. Therefore, even with the illustrated circuit configuration in which the booster circuit output is applied to all the spark plugs at the same time, the spark plug 1 that has actually started discharging
Only at a, there is a possibility that the overlapping discharge current from the booster circuit can be supplied. Nevertheless, in the past, such circuit configurations were either completely out of consideration or rejected.
One of the reasons is that it is premised that the output voltage of the booster circuit is set to 2 to 3 Kv when used in combination with the above-described high-voltage distribution system.

【0018】すなわち、昇圧回路の出力電圧をこのよう
な高電圧オーダにすると、点火コイルの二次電圧の加算
によらずとも、各点火プラグにおいて絶縁破壊を起こ
し、放電を開始させてしまう。したがって、特に吸気工
程にある気筒中にてこのような誤着火があると、機関運
転上、由々しき問題となる。
That is, if the output voltage of the booster circuit is set to such a high voltage order, dielectric breakdown occurs in each spark plug and discharge is started regardless of addition of the secondary voltage of the ignition coil. Therefore, if such erroneous ignition occurs especially in the cylinder in the intake stroke, it causes a serious problem in engine operation.

【0019】本発明者は、そもそも、このような従来の
技術常識に対して疑問を持つ所から本発明に至ってい
る。すなわち、改めて各工程にある気筒中において、点
火プラグの絶縁が破られ、放電を開始する放電開始電圧
を求めた所、四サイクル機関での圧縮、爆発、排気、吸
気の各工程中、気筒内が負圧環境となる吸気工程での放
電開始電圧が最も低く、1.3Kv程度であった。した
がって、従来の電圧オーダで昇圧回路を設計したので
は、確かに、吸気工程にある気筒内にて誤点火のおそれ
が高いことが分かるしかし、逆に、吸気工程中にある点
火プラグにおける放電開始電圧未満の電圧値、例えば1
Kv程度にまで、昇圧回路出力電圧の上限を留めるよう
に設計すれば、全ての点火プラグに対し、図1に示すよ
うに、同時に昇圧回路出力が印加されるような簡単な回
路構成を採用しても、現に放電が開始した点火プラグに
てのみ、昇圧回路からの出力電流を重ねることができ
る。
The inventor of the present invention has arrived at the present invention from the point of doubt about such conventional common general knowledge. That is, in the cylinder in each process, when the insulation of the spark plug was broken and the discharge start voltage at which the discharge was started was obtained, during the processes of compression, explosion, exhaust, and intake in the four-cycle engine, the cylinder The discharge start voltage was the lowest in the intake process in which the negative pressure environment was about 1.3 Kv. Therefore, if the booster circuit is designed with the conventional voltage order, it is clear that there is a high risk of misfiring in the cylinder during the intake stroke.However, conversely, the discharge start at the spark plug during the intake stroke is started. Voltage value less than voltage, eg 1
If it is designed to keep the upper limit of the booster circuit output voltage to about Kv, a simple circuit configuration is adopted in which the booster circuit output is simultaneously applied to all the spark plugs as shown in FIG. However, the output current from the booster circuit can be overlapped only with the spark plug that has actually started discharging.

【0020】ここで、本発明により図1の回路構成を採
用するに際し、昇圧回路の出力電圧Voを1Kvとした
場合に関して、また別な観点からの検討を施す。通常、
放電開始後、当該放電を継続するに必要な最低の電圧
(放電維持電圧)Vaは、一般に500〜600V程度
である。また、図1中に併示しているように、低圧配電
方式では点火コイル二次巻線と点火プラグ1との間には
5kΩ程度の雑音防止抵抗RP を挿入するが、ばらつき
の上限を考えてこの最大値RPmaxを6.5KΩとし、さ
らに、昇圧回路からの重ね放電電流Ioを過去の知見か
らして最小40mAが得られるように設計し、ばらつき
の上限Iomax が10%増しの44mAとすると(ちな
みに、35mA程度以下にまで下げると、吹き消え現象
が生ずるという実験結果がある)、各点火コイル2a〜
2dの二次コイル抵抗R2は、 R2<{(Vo−Vamax)/Iomax −RPmax}≒2.
6KΩ であることが要求され、120℃でこれを保証するため
には、銅線の温度特性から、常温では二次コイル抵抗を
1.9KΩ以下にすれば良いことになる。昇圧回路出力
電圧Voを1Kvとするのに、これは十分に実現可能な
数字である。
Here, in adopting the circuit configuration of FIG. 1 according to the present invention, the case where the output voltage Vo of the booster circuit is set to 1 Kv will be examined from another point of view. Normal,
After the start of discharge, the lowest voltage (discharge sustaining voltage) Va required to continue the discharge is generally about 500 to 600V. Further, as also shown in FIG. 1, a noise prevention resistor R P of about 5 kΩ is inserted between the ignition coil secondary winding and the ignition plug 1 in the low voltage distribution system, but considering the upper limit of the variation. The maximum value R Pmax of the lever is set to 6.5 KΩ, and further, the overlap discharge current Io from the booster circuit is designed to obtain a minimum of 40 mA based on past knowledge, and the upper limit Io max of the variation is increased by 10% to 44 mA. (By the way, there is an experimental result that the blow-off phenomenon occurs when it is lowered to about 35 mA or less).
2d is the secondary coil resistance R2, R2 <{(Vo- Va max) / Io max -R Pmax} ≒ 2.
It is required to be 6 KΩ, and in order to guarantee this at 120 ° C., the secondary coil resistance should be set to 1.9 KΩ or less at room temperature from the temperature characteristics of the copper wire. This is a sufficiently feasible number to set the booster circuit output voltage Vo to 1 Kv.

【0021】以上、本発明の一実施例につき説明した
が、本発明は、一つの点火コイルが二つの点火プラグに
同時に放電エネルギを印加する、いわゆる同時着火タイ
プのコイルを用いた点火装置にも適用できることは明ら
かである。また、昇圧回路も、図示のものは最も簡単な
部類に属する回路構成例が示されているだけであって、
限定的な意味ではなく、必要に応じ、任意のDC−DC
コンバータ構成を採用して構わない。
Although one embodiment of the present invention has been described above, the present invention also applies to an ignition device using a so-called simultaneous ignition type coil in which one ignition coil applies discharge energy to two ignition plugs at the same time. Clearly applicable. Also, as for the booster circuit, the one shown in the figure only shows a circuit configuration example belonging to the simplest category,
Any DC-DC as needed, not in a limiting sense
A converter configuration may be adopted.

【0022】[0022]

【発明の効果】本発明によると、低圧配電式であって、
さらに重ね放電方式を併有する点火装置を、簡単な構成
により、実現可能な態様で市場に提供することができ
る。そして、従来の高圧配電重ね放電方式におけると同
様、100mJ程度の点火エネルギを点火プラグにおい
て得るためにも、当該従来例におけるように、極めて大
型な昇圧回路を用いる必要は全くなく、原理的には重ね
放電原理によって増やす分の70mJ程度を供給するだ
けの小型な昇圧回路で済む。さらに、昇圧回路は単なる
ワイヤリング作業により、スイッチング素子を介在させ
る必要もなく、各点火コイル二次側に接続するだけで良
いので、組立作業も簡便化し、コストも低減する。
According to the present invention, a low voltage distribution type,
Further, it is possible to provide an igniter having both the overlapping discharge system and the market with a simple configuration in a feasible manner. Then, as in the conventional high voltage power distribution repeated discharge method, in order to obtain ignition energy of about 100 mJ in the spark plug, it is not necessary to use an extremely large booster circuit as in the conventional example, and in principle, A small booster circuit that can supply about 70 mJ, which is increased by the principle of repeated discharge, is sufficient. Furthermore, since the booster circuit does not need to intervene a switching element by a simple wiring operation and only needs to be connected to the secondary side of each ignition coil, the assembling work is simplified and the cost is reduced.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】本発明の低圧配電重ね放電式点火装置の一実施
例を示す回路図である。
FIG. 1 is a circuit diagram showing an embodiment of a low voltage distribution overlapped discharge ignition device of the present invention.

【図2】従来の高圧配電重ね放電式点火装置の一例の概
略構成図である。
FIG. 2 is a schematic configuration diagram of an example of a conventional high voltage power distribution overlap discharge type ignition device.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 点火プラグ, 2 点火コイル, 4 制御回路, 5 一次電流遮断用トランジスタ, 11 昇圧トランス, 12 昇圧トランス一次電流チョッパリング用スイッチ
ング素子, 13 整流ダイオード, 14 平滑コンデンサ.
1 spark plug, 2 ignition coil, 4 control circuit, 5 primary current cutoff transistor, 11 step-up transformer, 12 step-up transformer switching element for primary current chopper ring, 13 rectifier diode, 14 smoothing capacitor.

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 複数気筒の内燃機関用であり、各気筒用
の各点火プラグにそれぞれ専用の、または一対の点火プ
ラグごとにそれぞれ専用の点火コイルを用いると共に、
各点火コイルの二次電圧によって対応する各点火プラグ
に火花放電を生じさせた後、別途に設けた昇圧回路の昇
圧電圧を加算することにより、放電を継続させる内燃機
関用の低圧配電重ね放電式点火装置であって;単一の昇
圧回路を用い、該昇圧回路の昇圧電圧を、吸気工程にお
ける上記点火プラグに絶縁破壊を起こす放電開始電圧値
未満の電圧値に留めた上で;該昇圧回路の昇圧電圧が、
上記各点火コイル二次巻線と各点火プラグとから成る全
ての直列回路に同時に印加されるように、該昇圧回路出
力を上記各直列回路の全てに対し直接に接続したこと;
を特徴とする内燃機関用の低圧配電重ね放電式点火装
置。
1. An ignition coil for a multi-cylinder internal combustion engine, wherein a dedicated ignition coil is used for each ignition plug for each cylinder, or a dedicated ignition coil is used for each pair of ignition plugs.
After generating spark discharge in the corresponding spark plugs by the secondary voltage of each ignition coil, by adding the boosted voltage of the booster circuit separately provided, the low-voltage power distribution overlap discharge type for internal combustion engine An ignition device, wherein a single booster circuit is used, and the booster voltage of the booster circuit is kept at a voltage value lower than a discharge start voltage value that causes dielectric breakdown in the spark plug in the intake stroke; Boosted voltage of
Connecting the booster circuit output directly to all of the series circuits so that they are simultaneously applied to all the series circuits of the ignition coil secondary windings and the spark plugs;
Low-voltage power distribution stack discharge ignition device for internal combustion engine.
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Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS61218773A (en) * 1985-03-25 1986-09-29 Hitachi Ltd Long discharge, high energy ignitor

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
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Effective date: 19950124