JPH05231281A - 内燃機関点火装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 この発明は、簡単な構成でコンデンサの充電
電圧を安定化させた内燃機関点火装置を得る。 【構成】 電流検出信号Ｓｉ′に同期して所定時間のパ
ルス信号Ｃ′を生成する単安定マルチバイブレータ15
と、パルス信号及び電圧検出信号Ｓｖに基づいてドライ
ブ信号Ｄ′に対応した論理信号Ｌ′を生成する論理回路
13とを設け、昇圧用コイル21の通電電流Ｉｔが所定電流
に達する毎に一定時間だけ通電を遮断してコンデンサ４
の充電電圧Ｖｃを確保すると共に、点火時期でコンデン
サが放電される毎にコンデンサを再充電する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、容量放電形の内燃機
関点火装置に関し、特に簡単な構成でコンデンサの充電
電圧を安定化させた内燃機関点火装置に関するものであ
る。

【０００２】

【従来の技術】従来より、予め昇圧された電圧をコンデ
ンサに充電しておき、コンデンサからの昇圧電圧を点火
コイルの一次側に放電させて、点火プラグに放電を発生
させる容量放電形の内燃機関点火装置(ＣＤＩ)は良く知
られている。ＣＤＩは、放電時間及び放電立ち上がりが
短いため、例えば、点火プラグが汚損状態であっても、
又、小容量バッテリを用いても確実に着火できるという
特性を有する。この種の内燃機関点火装置に用いられる
昇圧回路は、昇圧用コイルと、この昇圧用コイルを繰り
返し通電遮断するための昇圧用スイッチング手段とを含
んでいる。

【０００３】図５はＣＤＩからなる従来の内燃機関点火
装置を示す構成図であり、図において、１は装置全体に
対する給電を行うバッテリである。２はＤＣ−ＤＣコン
バータからなる昇圧回路であり、一端がバッテリ１に接
続された昇圧用コイル21と、昇圧用コイル21に接続され
た昇圧用スイッチング手段即ちパワートランジスタ22と
を含んでいる。パワートランジスタ22は、ベースに印加
されるドライブ信号Ｄによりオンオフされ、昇圧用コイ
ル21の通電遮断を繰り返して昇圧用コイル21から昇圧電
圧を発生させる。

【０００４】３は昇圧用コイル21の二次側に接続されて
昇圧電圧を通過させるダイオード、４はダイオード３を
介した昇圧電圧によって充電されるコンデンサ、５は一
次側にコンデンサ４が接続された点火コイル、６は点火
コイル５の二次側に接続されて各気筒を着火させるため
の点火プラグである。７は点火コイル５の一次側を含む
コンデンサ４の放電路に挿入された放電用スイッチング
手段即ちサイリスタであり、放電用のトリガ信号Ｔによ
ってオンされる。

【０００５】８はパワートランジスタ22の通電電流Ｉｔ
(昇圧用コイル21の一次電流)が所定電流に到達したこと
を示す電流検出信号Ｓｉを生成する電流検出回路、９は
コンデンサ４の充電電圧Ｖｃが所定電圧に到達したこと
を示す電圧検出信号Ｓｖを生成する電圧検出回路であ
る。

【０００６】10は点火信号Ｇ、電流検出信号Ｄｉ及び電
圧検出信号Ｄｖに基づいてパワートランジスタ22を通電
遮断させるためのドライブ信号Ｄを生成するドライブ手
段であり、ドライブ信号Ｄの出力タイミングを点火信号
Ｇに同期させるための同期回路11と、同期回路11の出力
に応答して所定周波数のパルス信号Ｃを生成する発振回
路12と、パルス信号Ｃ及び電圧検出信号Ｓｖの論理積を
とって論理信号Ｌを生成する論理回路13と、論理信号Ｌ
及び電流検出信号Ｓｉに基づいてドライブ信号Ｄを生成
するドライブ回路14とを備えている。

【０００７】18は内燃機関の要求点火時期(図示しない
ＥＣＵによって演算される)に応じた点火信号Ｇを生成
する点火信号発生回路、19は点火信号Ｇに同期してサイ
リスタ７をオンさせるためのトリガ信号Ｔを生成するト
リガ回路である。

【０００８】図６は電圧検出回路９の構成例を示す回路
図であり、91及び92はコンデンサ４の充電電圧Ｖｃを分
圧する直列抵抗器、93及び94はバッテリ電圧を分圧して
基準電圧Ｖcrを生成する直列抵抗器、95は充電電圧Ｖｃ
の分圧電圧Ｖｃｄと基準電圧Ｖcrとを比較する比較器で
ある。比較器95は、分圧電圧Ｖcdが基準電圧Ｖcr以上に
なると、ドライブ手段10内の論理回路13にＬレベルの電
圧検出信号Ｓｖを出力する。

【０００９】図７は電圧検出回路９の動作を示す波形図
であり、電圧検出信号Ｓｖは、分圧電圧Ｖｃｄが基準電
圧Ｖｃｒに達するとＬレベルになる。このＬレベルへの
動作時に、基準電圧Ｖcrは、比較器95の動作ヒステリシ
スにより若干低下する。図８はドライブ手段10の動作を
示す波形図である。

【００１０】次に、図８の波形図を参照しながら、図６
に示した従来の内燃機関点火装置の動作について説明す
る。通常、コンデンサ４は、昇圧回路２からの所定の昇
圧電圧により充電されている。この状態で、内燃機関の
要求に応じた所定点火時期に、点火信号発生回路18が点
火信号Ｇを発生すると、トリガ回路19は、点火タイミン
グ即ち点火信号Ｇの立ち下がりでトリガ信号Ｔを生成
し、これをサイリスタ７の制御ゲートに印加する。

【００１１】これにより、サイリスタ７がオンとなり、
コンデンサ４の充電電圧Ｖｃは、点火コイル５の一次側
及びサイリスタ７からなる放電路を介して瞬時に放電す
る。従って、点火コイル５の二次側に高電圧が発生して
点火プラグ６が放電し、制御対象気筒の所望の要求点火
時期に着火に行われる。サイリスタ７は、コンデンサ４
の放電電流が導通保持電流以下になると同時にオフとな
る。

【００１２】一方、コンデンサ４の放電により充電電圧
Ｖｃが所定電圧以下になると、電圧検出信号ＳｖはＨレ
ベルとなって論理回路13に入力される。又、ドライブ手
段10内の同期回路11は、点火信号ＧがＨレベルの間は発
振回路12の動作を停止させ、点火信号Ｇの立ち下がりに
同期して、発振回路12からパルス信号Ｃを発生させる。
このパルス信号Ｃは、電圧検出信号ＳｖがＨレベルの間
は、論理回路13を通過して論理信号Ｌとなって出力さ
れ、ドライブ回路14を駆動する。

【００１３】ドライブ回路14は、論理信号ＬがＨレベル
の間はパワートランジスタ22をオンさせて昇圧用コイル
21の一次巻線を通電し、論理信号ＬがＬレベルの間は、
パワートランジスタ22をオフさせて一次巻線の通電を遮
断する。これにより、昇圧用コイル21の入力電流(一次
側の通電電流Ｉｔ)の波形は、図８のように三角波状に
なり、通電電流Ｉｔの遮断中に昇圧用コイル21の二次巻
線から昇圧電圧が発生し、コンデンサ４への充電が行わ
れる。こうして、点火信号Ｇに応答して生成されるドラ
イブ信号Ｄにより、放電後のコンデンサ４は再び充電さ
れる。

【００１４】この充電動作において、昇圧用コイル21の
一次巻線通電中にパワートランジスタ４の通電電流Ｉｔ
が上限値に達すると、電流検出回路８が電流検出信号Ｓ
ｉを生成し、ドライブ回路14は、電流検出信号Ｓｉに応
答してドライブ信号Ｄを抑制する。これにより、パワー
トランジスタ22のベース電流は、通電電流Ｉｔが上限値
を越えないように制御され、パワートランジスタ22を過
電流から保護する。又、充電動作の繰り返しにより充電
電圧Ｖｃが所定電圧に達すると、電圧検出信号ＳｖがＬ
レベルとなって論理回路13がパルス信号Ｃを遮断し、コ
ンデンサ４の過充電を防止する。

【００１５】

【発明が解決しようとする課題】従来の内燃機関点火装
置は以上のように、ドライブ手段10内に同期回路11を設
け、点火サイクル毎の点火信号Ｇに同期させてコンデン
サ４を充電するためのドライブ信号Ｄを生成しているの
で、ドライブ手段10の部品点数が増大して回路構成が複
雑となり、コストダウンを実現できないという問題点が
あった。又、ドライブ信号Ｄのパルス幅がパルス信号Ｃ
により設定されているので、充電中の昇圧用コイルの通
電電流がバッテリ電圧によって変動してしまい、コンデ
ンサ４の充電電圧Ｖｃを安定化することができないとい
う問題点があった。

【００１６】この発明は上記のような問題点を解決する
ためになされたもので、簡単な構成でコンデンサの充電
電圧を安定化させた内燃機関点火装置を得ることを目的
とする。

【００１７】

【課題を解決するための手段】この発明に係る内燃機関
点火装置は、ドライブ手段内に、電流検出信号に同期し
て所定時間のパルス信号を生成する単安定マルチバイブ
レータと、パルス信号及び電圧検出信号に基づいてドラ
イブ信号に対応した論理信号を生成する論理回路とを設
けたものである。

【００１８】

【作用】この発明においては、昇圧用コイルの通電電流
が所定電流に達する毎に一定時間だけ通電を遮断してコ
ンデンサの充電電圧を確保すると共に、同期回路を用い
ることなく、点火時期に放電されるコンデンサの充電電
圧を検出してコンデンサの再充電を行う。

【００１９】

【実施例】

実施例１．以下、この発明の実施例１を図について説明
する。図１はこの発明の実施例１を示す構成図であり、
8A、10Ａ及び14Ａは電流検出回路８、ドライブ手段10及
びドライブ回路14にそれぞれ対応しており、１〜７、
９、13、18及び19は前述と同様のものである。この場
合、電流検出回路8Aは、パワートランジスタ22の通電電
流Ｉｔが所定電流に達するとＬレベルの電流検出信号Ｓ
ｉ′を生成する。又、ドライブ手段10Ａは、電流検出信
号Ｓｉ′及び電圧検出信号Ｓｖのみに基づいてドライブ
信号Ｄ′を生成し、ドライブ回路14Ａは、論理信号Ｌ′
に従うドライブ信号Ｄ′を出力する。

【００２０】ドライブ手段10Ａは、図５内の同期回路11
及び発振回路12に代えて、電流検出信号Ｓｉ′に同期し
て所定時間のパルス信号Ｃ′を生成する単安定マルチバ
イブレータ15を備えている。又、論理回路13は、パルス
信号Ｃ′及び電圧検出信号Ｓｖに基づいて、ドライブ信
号Ｄ′に対応した論理信号Ｌ′を生成する。

【００２１】図２は電流検出回路8Aの構成例を示す回路
図であり、81はパワートランジスタ22の通電電流Ｉｔを
電圧Ｖｉに変換する微小抵抗値の抵抗器、82及び83はバ
ッテリ電圧を分圧して基準電圧Ｖirを生成する直列抵抗
器、84は通電電流電圧Ｖｉと基準電圧Ｖirとを比較する
比較器、85は比較器84の入出力間に挿入された抵抗器で
ある。比較器84は、通電電流電圧Ｖｉが基準電圧Ｖir以
上になると、ドライブ手段10Ａ内の単安定マルチバイブ
レータ15にＬレベルの電流検出信号Ｓｉ′を出力する。

【００２２】図３は電流検出回路8Aの動作を示す波形図
であり、電流検出信号Ｓｉ′は、通電電流電圧Ｖｉが基
準電圧Ｖirに達するとＬレベルになる。

【００２３】この場合、電流検出回路8A内の抵抗器85の
抵抗値が著しく低い値に設定されており、電流検出信号
Ｓｉ′がＬレベルに動作したときに、基準電圧Ｖirは、
比較器84の動作ヒステリシスによって十分に低下する。
従って、電流検出信号Ｓｉ′は、Ｌレベル動作後に通電
電流電圧Ｖｉがほぼ０に低下した時点でＨレベルに復帰
する。図４はドライブ手段10Ａの動作を示す波形図であ
る。

【００２４】次に、図４の波形図を参照しながら、図１
に示したこの発明の実施例１の動作について説明する。
まず、前述と同様に、コンデンサ４が充電された状態で
点火信号Ｇが発生し、トリガ回路４がトリガ信号Ｔを生
成してサイリスタ７をオンさせると、充電電圧Ｖｃは、
点火コイル５の一次側及びサイリスタ７を介して放電し
て点火プラグ６に放電火花を発生させる。

【００２５】又、ドライブ回路14Ａは、論理信号Ｌ′に
従うドライブ信号Ｄ′により、昇圧回路２内のパワート
ランジスタ22を通電遮断し、充電電圧Ｖｃが所定電圧に
達するまでコンデンサ４を充電する。このとき、電流検
出回路8Aからの電流検出信号Ｓｉ′は、昇圧用コイル21
の入力電流(通電電流Ｉｔ)が所定電流に達する毎にＬレ
ベルとなり、単安定マルチバイブレータ15は、電流検出
信号Ｓｉ′の立ち下がりに同期して、一定時間だけＬレ
ベルとなるパルス信号Ｃ′を生成する。

【００２６】パルス信号Ｃ′は電圧検出信号Ｓｖと共に
論理回路13に入力され、論理回路13は、パルス信号Ｃ′
及び電圧検出信号Ｓｖの論理積をとってドライブ信号
Ｄ′となる論理信号Ｌ′を生成する。論理信号Ｌ′は、
電圧検出信号Ｓｖ及びパルス信号Ｃ′がＨレベルのと
き、即ち、充電電圧Ｖｃが所定電圧に到達前であって且
つ通電電流Ｉｔが所定電流に到達前の状態のときにＨレ
ベルとなる。

【００２７】このように、コンデンサ４の放電によりＬ
レベルとなる電圧検出信号Ｓｖに応答してドライブ信号
Ｄ′の生成を開始することにより、同期回路を用いるこ
となく、ドライブ信号Ｄ′を点火信号Ｇの立ち下がりに
同期させることができる。又、電流検出信号Ｓｉ′に応
答して所定時間Ｌレベルとなるパルス信号Ｃ′を用いて
ドライブ信号Ｄ′即ち通電を遮断することにより、昇圧
用の通電電流Ｉｔが確保された時点で昇圧電圧をコンデ
ンサ４に充電することができる。尚、単安定マルチバイ
ブレータ15の所定時間は、コンデンサ４への充電中にド
ライブ信号Ｄ′がＨレベルになることがないように設定
されている。

【００２８】コンデンサ４の充電電圧Ｖｃが所定電圧に
達すると、電圧検出信号ＳｖがＬレベルとなってドライ
ブ信号Ｄ′による昇圧回路２の動作は停止し、コンデン
サ４は、次の点火信号Ｇによって放電されるのを待機し
ている状態に戻る。

【００２９】実施例２．尚、上記実施例では、昇圧回路
２をトランス形のＤＣ−ＤＣコンバータで構成し、昇圧
用コイル21の二次側にコンデンサ４を接続したが、例え
ば、昇圧用コイル21を直接通電遮断する形式の昇圧回路
(図示せず)を用いてもよい。

【００３０】

【発明の効果】以上のようにこの発明によれば、ドライ
ブ手段内に、電流検出信号に同期して所定時間のパルス
信号を生成する単安定マルチバイブレータと、パルス信
号及び電圧検出信号に基づいてドライブ信号に対応した
論理信号を生成する論理回路とを設け、昇圧用コイルの
通電電流が所定電流に達する毎に一定時間だけ通電を遮
断してコンデンサの充電電圧を確保すると共に、点火時
期でコンデンサが放電される毎にコンデンサを再充電す
るようにしたので、簡単な構成でコンデンサの充電電圧
を安定化させた内燃機関点火装置が得られる効果があ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の実施例１を示す構成図である。

【図２】図１内の電流検出回路の構成例を示す回路図で
ある。

【図３】図２の電流検出回路の動作を説明するための波
形図である。

【図４】この発明の実施例１の動作を説明するための波
形図である。

【図５】従来の内燃機関点火装置を示す構成図である。

【図６】図５内の電圧検出回路の構成例を示す回路図で
ある。

【図７】図６の電圧検出回路の動作を説明するための波
形図である。

【図８】従来の内燃機関点火装置の動作を説明するため
の波形図である。

【符号の説明】

１ バッテリ ２ 昇圧回路 ２１ 昇圧用コイル ２２ パワートランジスタ(昇圧用スイッチング手段) ４ コンデンサ ５ 点火コイル ６ 点火プラグ ７ サイリスタ(放電用スイッチング手段) ８Ａ 電流検出回路 ９ 電圧検出回路 １０Ａ ドライブ手段 １３ 論理回路 １５ 単安定マルチバイブレータ １８ 点火信号発生回路 １９ トリガ回路 Ｃ′ パルス信号 Ｄ′ ドライブ信号 Ｇ 点火信号 Ｉｔ 通電電流 Ｌ′ 論理信号 Ｓｉ′ 電流検出信号 Ｓｖ 電圧検出信号 Ｖｃ 充電電圧

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 一端がバッテリに接続された昇圧用コイ
   ルと前記昇圧用コイルに接続された昇圧用スイッチング
   手段とを含む昇圧回路と、 前記昇圧回路から出力される昇圧電圧によって充電され
   るコンデンサと、 一次側に前記コンデンサが接続され且つ二次側に点火プ
   ラグが接続された点火コイルと、 前記点火コイルの一次側を含む前記コンデンサの放電路
   に挿入された放電用スイッチング手段と、 前記昇圧用スイッチング手段の通電電流が所定電流に到
   達したことを示す電流検出信号を生成する電流検出回路
   と、 前記コンデンサの充電電圧が所定電圧に到達したことを
   示す電圧検出信号を生成する電圧検出回路と、 前記電流検出信号及び前記電圧検出信号に基づいて前記
   昇圧用スイッチング手段を通電遮断させるためのドライ
   ブ信号を生成するドライブ手段と、 内燃機関の要求点火時期に応じて点火信号を生成する点
   火信号発生回路と、 前記点火信号に同期して前記放電用スイッチング手段を
   オンさせるトリガ回路と、 を備えた内燃機関点火装置において、 前記ドライブ手段は、 前記電流検出信号に同期して所定時間のパルス信号を生
   成する単安定マルチバイブレータと、 前記パルス信号及び前記電圧検出信号に基づいて前記ド
   ライブ信号に対応した論理信号を生成する論理回路と、 を含むことを特徴とする内燃機関点火装置。