JPH06123271A - 内燃機関用点火制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 内燃機関用点火装置において、点火装置の２
次電圧の立上り時間の早い点火トランスを使用しても、
点火プラグギャップ20の放電時間を長くすることにより
内燃機関の点火に必要かつ十分なエネルギーが供給で
き、これによりくすぶり対策と内燃機関の出力向上を目
的とする。 【構成】 点火トランス18の１次側に直流電源2と点火
信号入力端子10を備え、この２次側の少なくとも一方に
点火プラグギャップ20を備え、この２次側の一方をコン
デンサ32を介してアースに接続し、さらに前記点火トラ
ンス18の２次側には昇圧トランス38の２次側が配置さ
れ、前記昇圧トランス38の１次側に前記昇圧トランスの
２次電圧を検出する発振回路44と、前記昇圧トランス38
の２次電圧の出力結果により開閉するスイッチング素子
40を備える。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、高電圧火花点火を行
なう内燃機関用点火装置の点火制御に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来の内燃機関用点火装置（以下単に
「点火装置」と呼ぶ）には、１次側にコンデンサを設
け、これに電荷を蓄えることによって点火を行なうもの
と、１次側にトランジスタを設け、この動作により点火
を行なうものがある。その１例を図３、４に示し、以下
にその構成と作用を述べる。

【０００３】図３において2は直流電源であり、これが
直流−直流変換機（以下「コンバータ」と呼ぶ）4に入
力され、この出力がダイオード6のアノードに、またカ
ソードはサイリスタ8のアノードに接続され、このサイ
リスタ8のカソードはアースへ、ゲートは点火信号入力
端子10へ接続さている。またダイオード6のカソードは
コンデンサ12の＋側にも接続されており、前記コンデン
サ12の−側は、並列に接続されるダイオード14と点火ト
ランス18の１次側を介してアースに接続されている。な
おダイオード14のアノードはコンデンサ12側に、カソー
ドはアース側へ接続されている。

【０００４】前記点火トランス18の２次側の両方は点火
プラグギャップ（以下単に「ギャップ」と呼ぶ）20-20
を介してアースに接続されている。

【０００５】なお前記サイリスタ8のアノード−カソー
ド間は、点火信号入力端子10に点火信号が入力されてい
る間は閉じ、前記信号が入力されていない間は開いてい
る。

【０００６】上記点火装置の作用は、直流電源2から出
力される12Vの電圧をコンバータ4により数百ボルト（通
常400V程度）まで昇圧され、この電圧がコンデンサ12へ
出力されるとこれに電荷が蓄えられ、点火信号入力端子
10に点火信号が入力されるとコンデンサ12の作用により
点火トランス18の１次側に電流が流れる（以下点火トラ
ンス18の１次側に流れる電流を「１次電流」と呼ぶ）。

【０００７】周知の如く、１次電流が流れることによ
り、点火トランス18の２次側には高電圧が発生し、これ
がギャップ20-20の絶縁破壊電圧を超えると、このギャ
ップ20-20において、放電が始まる。この放電によって
内燃機関の点火（以下「飛火」と呼ぶ）に必要かつ十分
なエネルギーが供給されれば、所望の点火が完了する。

【０００８】図４において、2は直流電源でこれが点火
トランス18の１次側の一方に接続され、他方はトランジ
スタ16のコレクタへ、このトランジスタ16のエミッタは
アースへ、ベースは点火信号入力端子10へそれぞれ接続
され、前記点火トランス18の２次側の両方は、ギャップ
20-20を介してアースへ接続されている。

【０００９】なお前記トランジスタ16のコレクタとエミ
ッタ間は、点火信号入力端子10に点火信号が入力されて
いる間は導通し、前記信号が入力されていない間は開放
している。

【００１０】上記点火コイルの作用は、前記点火信号入
力端子10に点火信号が入力されている場合、すなわちト
ランジスタ16のエミッタとコレクタが導通している間
は、ギャップ20-20に放電するのに十分な１次電流は流
れないが、点火信号入力端子10に渡来した点火信号が途
切れた瞬間、すなわちトランジスタ16のコレクタとエミ
ッタ間が開放状態の時は、点火トランス18の１次コイル
の自己誘導作用により、数百ボルトの電圧がこの点火ト
ランス18の１次側に発生し、この電圧が点火トランス18
の巻数比に応じて昇圧され、点火トランス18の２次側に
高電圧を発生させ、これがギャップ20-20に供給され放
電が始まる。そしてこの放電によって飛火に必要かつ充
分なエネルギーが供給されれば、所望の点火が完了す
る。

【００１１】

【発明が解決しようとする課題】上記構成の点火装置
を、例えば過給器付き２サイクルエンジンのような高温
燃焼型の内燃機関に使用する場合は、冷え型の点火プラ
グを使用するが、エンジン始動時等内燃機関の内部が高
温でない場合には、ギャップ20-20にカーボン等が堆積
し、飛火が正常に行なわれない、いわゆる点火プラグの
くすぶりが問題となる。また燃焼室に直接燃料を噴射す
る方式の内燃機関においては、始動時以外でもギャップ
20-20にカーボン等が堆積し、点火プラグのくすぶりが
問題となる。

【００１２】上記課題を解決するために、後述する方法
で２次電圧の立上り時間を早くする点火トランス18を備
える点火装置を使用するが、単に２次電圧の立上り時間
を早くしただけでは、ギャップ20-20間に放電があって
も放電時間が短く、これにより飛火に必要かつ充分なエ
ネルギーが供給できない場合もあり、所望の点火が行な
われない場合がある。

【００１３】なお上述の２次電圧の立上り時間短縮方法
の１例を図２に示す。図２において50は「従来の技術」
で述べた点火トランス18の１次側コイルで、この軸方向
に沿って複数の、同一巻数の、１次コイルユニット51を
並置して、それらを並列接続している。

【００１４】

【課題を解決するための手段】上述した課題を解決する
ために、本発明では点火トランスの２次側に設けられる
２つのギャップの内１つのギャップの代わりに、コンデ
ンサと発振回路を備える、点火トランスの１次側の直流
電源に接続される、２次電圧を制御する回路（以下「デ
ュレーションコントロール回路」と呼ぶ）を接続する。

【００１５】

【作用】内燃機関の回転数が低回転であったり、また空
燃比が薄い等により燃焼状態が不安定な場合でも、デュ
レーションコントロール回路30によりギャップの放電時
間を長くすることができ、これにより燃焼状態を安定化
できる。

【００１６】

【実施例】本発明の実施例を図１に示す。図１において
2は直流電源であり、これがコンバータ4に入力され、こ
の出力がダイオード6のアノードに、またカソードはサ
イリスタ8のアノードに接続され、このサイリスタ8のカ
ソードはアースへ、ゲートは点火信号入力端子10へ接続
さている。またダイオード6のカソードはコンデンサ12
の＋側にも接続されており、前記コンデンサ12の−側
は、並列に接続されるダイオード14と点火トランス18の
１次側を介してアースに接続されている。なおダイオー
ド14のアノードはコンデンサ12側に、カソードはアース
側へ接続されている。

【００１７】なお「発明が解決しようとする課題」でも
述べたが、図１において点火トランス18は２次電圧の立
上りを早くするため、１例として図２に示す構成になっ
ている。図２において50は点火トランス18の１次側コイ
ルで、この軸方向に沿って複数の、同一巻数の、１次コ
イルユニット51を並置して、それらを並列接続してい
る。

【００１８】また前記点火トランス18の２次側の一方に
は後述のデュレーションコントロール回路30が接続さ
れ、他方はギャップ20を介してアースに接続されてい
る。

【００１９】次に前記デュレーションコントロール回路
30について構成を述べる。点火トランス18の２次側の一
方はコンデンサ32を介してアースへ、またコンデンサ32
はダイオード34のアノードに接続され、このカソードは
アースに接続され、前記ダイオード34のアノードはダイ
オード36のアノードへ、このカソードは昇圧トランス38
の２次側を介してアースへ接続されている。

【００２０】前記昇圧トランス38の１次側は一方を直流
電源2に接続し、他方は電解効果トランジスタ（以下「F
ET」と呼ぶ）40のドレインへ、前記FETのソースはアー
スへ、ゲートはツェナダイオード42のカソードと発振回
路44の出力へ接続され、前記ツェナダイオード42のアノ
ードと発振回路44はアースへ接続され、発振回路44の入
力側は前記点火トランス18の２次側の一方とコンデンサ
32との接続点に接続されている。なお本実施例において
はスイッチング素子にFETを使用しているが、これは他
のスイッチの動作をする素子を使用してもよい。

【００２１】次に上記構成の点火装置の動作を述べる
が、「従来の技術」において説明したものと同一または
相当分については説明を省略する。

【００２２】通常直流電源2は12V程度であるが、これを
コンバータ4により数百ボルトに昇圧し、これがコンデ
ンサ12へ与えられ、ここで電荷が蓄えられる。この時点
火信号入力端子10に点火信号が入力されるとコンデンサ
12の作用により点火トランス18に１次電流が流れ、これ
により点火トランス18の２次側に設けてあるギャップ20
において放電が始まる。

【００２３】またギャップ20に放電が始まるまでに、デ
ュレーションコントロール回路30内のA点の電圧を発振
回路44に送り、これにより発振回路44がFET42に動作信
号を送ることによりこのソース−ドレイン間が導通、遮
断を繰返し、昇圧トランス38の２次側（A点）の電圧を
高くする。

【００２４】以上のようにデュレーションコントロール
回路30のA点の電圧を高く保つことにより、点火トラン
ス18の２次側は常に高い電圧が保持でき、これによりギ
ャップ20に起こる放電の時間を長く保つことが可能にな
る。

【００２５】なお上記実施例では、点火トランス18の１
次側はサイリスタ8、コンデンサ12等により構成され
る、いわゆるCDI点火方式の構成を示しているが、この
１次側は、例えば「従来の技術」で述べた、図４に示す
トランジスタ等で構成されるものでも同じ作用を得るこ
とができる。

【００２６】

【発明の効果】前述の点火装置の構成により、２次側の
電圧立上り時間の早い点火トランスを使用しても、ギャ
ップ20の放電時間を制御することにより内燃機関の点火
に必要かつ十分なエネルギーが供給でき、これによりく
すぶり対策と内燃機関の出力向上が可能となる。

【００２７】また点火トラス18の２次電圧の立上りが早
いコイルが使用できることにより、内燃機関の高回転時
にも電圧低下のない点火ができ、かつ点火トランス18だ
けでは不足する２次エネルギーをデュレーションコント
ロール回路30から供給することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明の実施例を示す内燃機関用点火コイル
の回路図である。

【図２】 本発明の実施例に使用する点火トランスの１
次側コイルの構造図である。

【図３】 １次側をサイリスタとコンデンサ等で構成す
る内燃機関用点火コイルのの１例を示す回路図である。

【図４】 １次側をトランジスタ等で構成する内燃機関
用点火コイルの１例を示す回路図である。

【符号の説明】

２ 直流電源 ４ 直流−直流変換機 ６、１４、３４、３６ ダイオード ８ サイリスタ １０ 点火信号入力端子 １２ コンデンサ １６ トランジスタ １８ 点火トランス ２０ 点火プラグギャップ ３０ デュレーションコントロール回路 ３２ コンデンサ ３８ 昇圧トランス ４０ 電解効果トランジスタ ４２ ツェナダイオード ４４ 発振回路 ５０ 点火トランスの１次側コイル ５１ １次コイルユニット

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 点火トランスの１次側に直流電源と点火
   信号入力端子を備え、前記点火トランスの２次側の少な
   くとも一方に点火プラグギャップを備える内燃機関用点
   火装置において、前記内燃機関用点火装置の点火トラン
   スの２次側の一方をコンデンサを介してアースに接続
   し、さらに前記点火トランスの２次側には昇圧トランス
   の２次側が配置され、前記昇圧トランスの１次側に前記
   昇圧トランスの２次電圧を検出する発振回路と、前記昇
   圧トランスの２次電圧の出力結果により開閉するスイッ
   チング素子を備える内燃機関用点火制御装置。