JPH1018952A - 内燃機関の点火装置 - Google Patents
内燃機関の点火装置Info
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- JPH1018952A JPH1018952A JP18825496A JP18825496A JPH1018952A JP H1018952 A JPH1018952 A JP H1018952A JP 18825496 A JP18825496 A JP 18825496A JP 18825496 A JP18825496 A JP 18825496A JP H1018952 A JPH1018952 A JP H1018952A
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- Japan
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- ignition
- circuit
- coil
- internal combustion
- voltage
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 イオン電流検出回路を備えた内燃機関の点火
装置において、イオン電流検出回路の作動中断を極力抑
えつつ、一次コイル通電直後の二次電圧の発生を抑え誤
着火を防止し、適切な点火を行なう。 【解決手段】 一次コイルL1及び二次コイルL2を有
する点火コイル1と、一次コイルL1に接続し点火信号
に応じて一次電流を断続制御する点火制御回路2と、少
くとも一対の電極を有し、二次コイルL2の一端に一方
の電極を接続する点火プラグ3と、この点火プラグ3及
び二次コイルL2を含む二次回路を備え、この二次回路
にイオン電流検出回路4を介装し、点火プラグ3近傍の
イオンに応じた電流を検出する。イオン電流検出回路4
を含む二次回路に常閉のスイッチ手段5を介装する。そ
して、点火制御回路2の点火信号に応じてスイッチ手段
5を所定時間開放する開放制御手段6を設ける。
装置において、イオン電流検出回路の作動中断を極力抑
えつつ、一次コイル通電直後の二次電圧の発生を抑え誤
着火を防止し、適切な点火を行なう。 【解決手段】 一次コイルL1及び二次コイルL2を有
する点火コイル1と、一次コイルL1に接続し点火信号
に応じて一次電流を断続制御する点火制御回路2と、少
くとも一対の電極を有し、二次コイルL2の一端に一方
の電極を接続する点火プラグ3と、この点火プラグ3及
び二次コイルL2を含む二次回路を備え、この二次回路
にイオン電流検出回路4を介装し、点火プラグ3近傍の
イオンに応じた電流を検出する。イオン電流検出回路4
を含む二次回路に常閉のスイッチ手段5を介装する。そ
して、点火制御回路2の点火信号に応じてスイッチ手段
5を所定時間開放する開放制御手段6を設ける。
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は内燃機関の点火装置
に関し、特に、イオン電流による失火検出を行ない得る
内燃機関の点火装置に係る。
に関し、特に、イオン電流による失火検出を行ない得る
内燃機関の点火装置に係る。
【0002】
【従来の技術】内燃機関の点火装置は、一般的に、点火
制御回路により内燃機関の運転状態に基づく点火信号に
応じて一次コイルの一次電流を断続し、これにより二次
コイルに発生した高電圧を、内燃機関の各気筒に設けた
点火プラグに供給して火花放電を発生させ、各気筒内の
混合気に点火するように構成されている。そして、各点
火プラグ毎に点火コイルを設ける点火装置が普及してい
る。
制御回路により内燃機関の運転状態に基づく点火信号に
応じて一次コイルの一次電流を断続し、これにより二次
コイルに発生した高電圧を、内燃機関の各気筒に設けた
点火プラグに供給して火花放電を発生させ、各気筒内の
混合気に点火するように構成されている。そして、各点
火プラグ毎に点火コイルを設ける点火装置が普及してい
る。
【0003】更に、近時の点火装置においては適切な失
火検出を行なう手段の確立が要請され、従前のクランク
シャフトの回転速度に基づく所謂ΔNe法に代る失火検
出手段の開発が急務となっている。この中で、イオン電
流検出回路を用いた失火検出手段が注目されている。こ
の検出原理は、内燃機関のシリンダ内の火炎中に種々の
イオンが存在するため、電位を有する電極を火炎中に配
置したときに電流が流れることを利用したものである。
この電流検出には点火プラグの電極を用いることができ
るので、新たにセンサを設ける必要がなく容易に失火検
出手段に適用することができる。例えば、特開平7−9
1357号公報には、燃焼イオン化測定をエンジン位置
に同期させ、燃焼イオン化測定を行ない、燃焼イオン化
測定に基づいて不点火(失火)が発生したか否かを決定
し、不点火の発生による触媒損傷及び所定の試験を行な
い、内燃機関のシリンダ内の不点火を検出する方法が提
案されている。
火検出を行なう手段の確立が要請され、従前のクランク
シャフトの回転速度に基づく所謂ΔNe法に代る失火検
出手段の開発が急務となっている。この中で、イオン電
流検出回路を用いた失火検出手段が注目されている。こ
の検出原理は、内燃機関のシリンダ内の火炎中に種々の
イオンが存在するため、電位を有する電極を火炎中に配
置したときに電流が流れることを利用したものである。
この電流検出には点火プラグの電極を用いることができ
るので、新たにセンサを設ける必要がなく容易に失火検
出手段に適用することができる。例えば、特開平7−9
1357号公報には、燃焼イオン化測定をエンジン位置
に同期させ、燃焼イオン化測定を行ない、燃焼イオン化
測定に基づいて不点火(失火)が発生したか否かを決定
し、不点火の発生による触媒損傷及び所定の試験を行な
い、内燃機関のシリンダ内の不点火を検出する方法が提
案されている。
【0004】一方、特に各点火プラグ毎に点火コイルを
独立に有する点火装置に関し、正規の点火時期より早く
点火し誤着火を惹起することが問題となっている。この
ような正規点火時期前に生ずる誤着火を防止する方法と
しては、一次コイル及び二次コイルの巻数比の低減や、
一次コイルへの通電開始時の電流立上がり速度の低減が
あるが、何れも点火性能の低下を惹起することとなる。
これに関し、例えば特開平5−340330号公報に
は、点火コイルの一次側の電流を通電・遮断制御するた
めのパワートランジスタのベース回路に、このベース電
圧の急峻な立上りを制御するコンデンサを含む回路手段
を設け、点火コイルの一次側の電流が滑らかに通電開始
するようにして、過早着火防止用の超高圧ダイオードを
使用すること無く、点火コイルの一次電流の通電開始時
に発生するプラス側の二次電圧を抑制する装置が提案さ
れている。
独立に有する点火装置に関し、正規の点火時期より早く
点火し誤着火を惹起することが問題となっている。この
ような正規点火時期前に生ずる誤着火を防止する方法と
しては、一次コイル及び二次コイルの巻数比の低減や、
一次コイルへの通電開始時の電流立上がり速度の低減が
あるが、何れも点火性能の低下を惹起することとなる。
これに関し、例えば特開平5−340330号公報に
は、点火コイルの一次側の電流を通電・遮断制御するた
めのパワートランジスタのベース回路に、このベース電
圧の急峻な立上りを制御するコンデンサを含む回路手段
を設け、点火コイルの一次側の電流が滑らかに通電開始
するようにして、過早着火防止用の超高圧ダイオードを
使用すること無く、点火コイルの一次電流の通電開始時
に発生するプラス側の二次電圧を抑制する装置が提案さ
れている。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】図10はイオン電流検
出回路を備えた点火装置を示すもので、点火コイルによ
る火花放電時の放電電流をコンデンサに充電し、この充
電電圧をバイアス電圧として点火プラグに印加してイオ
ン電流の検出に供するように構成したものである。即
ち、一次コイルL1及び二次コイルL2を有する点火コ
イル1と、一次コイルL1の一端に接続し一次電流を断
続するイグナイタ(イグニッションモジュールとも呼ば
れる)2aと、このイグナイタ2aに接続し内燃機関
(図示せず)の運転状態に応じた点火信号を出力するエ
ンジンコントロールユニットECUを有し、一次コイル
L1の他端にバッテリBTが接続され、二次コイルL2
に点火プラグ3が接続されている。そして、二次コイル
L2側には更にイオン電流検出回路が介装されている。
即ち、コンデンサCD及び抵抗R1の直列回路が、二次
コイルL2と点火プラグ3との間に介装されており、コ
ンデンサCDに対し並列にツェナーダイオードZDが接
続されると共に、抵抗R1に対し並列にダイオードD1
が接続されている。更に、コンデンサCDと抵抗R1の
接続点が、オペアンプOPと抵抗R2,R3から成る反
転増幅回路に接続され、その出力端子OTから検出信号
が出力されるように構成されている。
出回路を備えた点火装置を示すもので、点火コイルによ
る火花放電時の放電電流をコンデンサに充電し、この充
電電圧をバイアス電圧として点火プラグに印加してイオ
ン電流の検出に供するように構成したものである。即
ち、一次コイルL1及び二次コイルL2を有する点火コ
イル1と、一次コイルL1の一端に接続し一次電流を断
続するイグナイタ(イグニッションモジュールとも呼ば
れる)2aと、このイグナイタ2aに接続し内燃機関
(図示せず)の運転状態に応じた点火信号を出力するエ
ンジンコントロールユニットECUを有し、一次コイル
L1の他端にバッテリBTが接続され、二次コイルL2
に点火プラグ3が接続されている。そして、二次コイル
L2側には更にイオン電流検出回路が介装されている。
即ち、コンデンサCD及び抵抗R1の直列回路が、二次
コイルL2と点火プラグ3との間に介装されており、コ
ンデンサCDに対し並列にツェナーダイオードZDが接
続されると共に、抵抗R1に対し並列にダイオードD1
が接続されている。更に、コンデンサCDと抵抗R1の
接続点が、オペアンプOPと抵抗R2,R3から成る反
転増幅回路に接続され、その出力端子OTから検出信号
が出力されるように構成されている。
【0006】而して、図10の点火装置においては、エ
ンジンコントロールユニットECUから点火信号がイグ
ナイタ2aに供給され、この点火信号に応じてパワート
ランジスタTRがオンオフ制御され、一次コイルL1の
一次電流が断続される。これにより、二次コイルL2側
に逆起電力が誘起されて高電圧が発生し、この高電圧が
点火プラグ3の電極間に印加され火花放電が生ずる。こ
れにより、グラウンド(接地)側から点火プラグ3、二
次コイルL2、コンデンサCD、ダイオードD1そして
グラウンドに電流が流れる。このとき、コンデンサCD
の耐電圧に鑑み、バイアス電圧を一定の電圧以下に制限
すると共に、バイアス電圧の変動を抑え定電圧を確保す
べく、前述のようにツェナーダイオードZDが接続され
ている。また、抵抗R1によってコンデンサCDへの充
電が遅れるのを防止すべくダイオードD1が設けられて
いる。
ンジンコントロールユニットECUから点火信号がイグ
ナイタ2aに供給され、この点火信号に応じてパワート
ランジスタTRがオンオフ制御され、一次コイルL1の
一次電流が断続される。これにより、二次コイルL2側
に逆起電力が誘起されて高電圧が発生し、この高電圧が
点火プラグ3の電極間に印加され火花放電が生ずる。こ
れにより、グラウンド(接地)側から点火プラグ3、二
次コイルL2、コンデンサCD、ダイオードD1そして
グラウンドに電流が流れる。このとき、コンデンサCD
の耐電圧に鑑み、バイアス電圧を一定の電圧以下に制限
すると共に、バイアス電圧の変動を抑え定電圧を確保す
べく、前述のようにツェナーダイオードZDが接続され
ている。また、抵抗R1によってコンデンサCDへの充
電が遅れるのを防止すべくダイオードD1が設けられて
いる。
【0007】点火プラグ3にて火花放電が行なわれ、シ
リンダ内にて混合気の燃焼、爆発が正常に行なわれた場
合には、シリンダ内の圧力及び温度が上昇し点火プラグ
3の電極部周辺には前述のようにイオンが生ずる。この
とき、コンデンサCDは100乃至数100Vに充電さ
れており、この充電電圧がバイアス電圧として点火プラ
グ3に印加されているので、グラウンド、抵抗R1、コ
ンデンサCD、二次コイルL2、点火プラグ3そしてグ
ラウンドという放電回路を介して放電電流が流れる。こ
の電流は抵抗R1にて負電圧として検出され、オペアン
プOPの反転増幅回路を介して反転され正常点火を表す
電圧信号として出力端子OTから出力される。これに対
し、シリンダ内の燃焼が不十分で正常な爆発が行なわれ
ず、所謂失火が生じた場合には、シリンダ内の圧力上昇
及び温度上昇が小さいので点火プラグ3の電極部周辺に
はイオンが存在しない。このため、点火プラグ3の電極
間のエアギャップの抵抗が大となるので、コンデンサC
Dの放電電流が流れることはなく、抵抗R1における電
圧変化は生じない。このようにして、内燃機関の失火が
検出される。
リンダ内にて混合気の燃焼、爆発が正常に行なわれた場
合には、シリンダ内の圧力及び温度が上昇し点火プラグ
3の電極部周辺には前述のようにイオンが生ずる。この
とき、コンデンサCDは100乃至数100Vに充電さ
れており、この充電電圧がバイアス電圧として点火プラ
グ3に印加されているので、グラウンド、抵抗R1、コ
ンデンサCD、二次コイルL2、点火プラグ3そしてグ
ラウンドという放電回路を介して放電電流が流れる。こ
の電流は抵抗R1にて負電圧として検出され、オペアン
プOPの反転増幅回路を介して反転され正常点火を表す
電圧信号として出力端子OTから出力される。これに対
し、シリンダ内の燃焼が不十分で正常な爆発が行なわれ
ず、所謂失火が生じた場合には、シリンダ内の圧力上昇
及び温度上昇が小さいので点火プラグ3の電極部周辺に
はイオンが存在しない。このため、点火プラグ3の電極
間のエアギャップの抵抗が大となるので、コンデンサC
Dの放電電流が流れることはなく、抵抗R1における電
圧変化は生じない。このようにして、内燃機関の失火が
検出される。
【0008】上記図10の点火装置の作動を図11に示
した波形図を参照して説明する。尚、図11の(a)乃
至(f)は図10の回路中のa乃至fの各点の動作波形
を示し、縦軸のvは電圧、iは電流を示す。先ず、図示
しない内燃機関の回転に応じエンジンコントロールユニ
ットECUから(a)の方形波電圧信号が点火信号とし
て出力される。この(a)の点火信号がハイレベル
(H)となったt1時点でイグナイタ2aのパワートラ
ンジスタTRが導通し、(b)で示すように一次コイル
L1に対する一次電流の供給が開始され、(a)の点火
信号がローレベル(L)となるt3時点まで供給され
る。
した波形図を参照して説明する。尚、図11の(a)乃
至(f)は図10の回路中のa乃至fの各点の動作波形
を示し、縦軸のvは電圧、iは電流を示す。先ず、図示
しない内燃機関の回転に応じエンジンコントロールユニ
ットECUから(a)の方形波電圧信号が点火信号とし
て出力される。この(a)の点火信号がハイレベル
(H)となったt1時点でイグナイタ2aのパワートラ
ンジスタTRが導通し、(b)で示すように一次コイル
L1に対する一次電流の供給が開始され、(a)の点火
信号がローレベル(L)となるt3時点まで供給され
る。
【0009】t3時に(a)の点火信号がローレベル
(L)となると、(c)で示すようにt3時には二次コ
イルL2に約35kVの高電圧が誘起される。これによ
り、点火プラグ3の放電電圧に達し、(d)で示すよう
にt3時直後に放電電流が流れる。この放電に伴い二次
コイルL2に流れる二次電流によってコンデンサCDが
充電され、(e)のt3時以降に示すようにツェナーダ
イオードZDの設定電圧まで上昇し、その電圧がバイア
ス電圧Vbとして維持される。而して、点火プラグ3の
電極部に火花放電が生じ、燃焼室(図示せず)内の圧縮
混合気が着火される。これにより混合気が爆発し、シリ
ンダ内の温度と圧力上昇に伴いイオン電流が流れる。こ
のイオン電流は抵抗R1の電圧降下として検出され、オ
ペアンプOPから(f)の電圧信号(図11のt4時以
降に表れている)が正規の火花放電信号として検出され
る。
(L)となると、(c)で示すようにt3時には二次コ
イルL2に約35kVの高電圧が誘起される。これによ
り、点火プラグ3の放電電圧に達し、(d)で示すよう
にt3時直後に放電電流が流れる。この放電に伴い二次
コイルL2に流れる二次電流によってコンデンサCDが
充電され、(e)のt3時以降に示すようにツェナーダ
イオードZDの設定電圧まで上昇し、その電圧がバイア
ス電圧Vbとして維持される。而して、点火プラグ3の
電極部に火花放電が生じ、燃焼室(図示せず)内の圧縮
混合気が着火される。これにより混合気が爆発し、シリ
ンダ内の温度と圧力上昇に伴いイオン電流が流れる。こ
のイオン電流は抵抗R1の電圧降下として検出され、オ
ペアンプOPから(f)の電圧信号(図11のt4時以
降に表れている)が正規の火花放電信号として検出され
る。
【0010】t1時の通電開始直後は、(b)に示すよ
うに一次電流が振動するため、二次コイルL2側には一
次電流の変化に応じた二次電圧が発生し、(c)のt1
時に表れるように数kVの正電位となり、これがON電
圧と称される。このとき、内燃機関(図示せず)の状態
はシリンダ内圧力が低く放電しやすい状態にあるため、
1kV程度の電圧で容易に放電することとなる。而し
て、点火プラグ3は、コンデンサCDによるバイアス電
圧及びON電圧によって放電し、(d)に示すようにt
1時からt2時まで放電電流が流れ、誤着火することと
なる。このON電圧による二次コイルL2側の放電のた
め、コンデンサCDの電圧が(e)で示すようにt1時
点で低下する。一方、ON電圧に起因する電流による抵
抗R1での電圧降下が、オペアンプOPで反転され、そ
の出力は(f)で示すように、t4時以降の正規の火花
放電信号のみならず、t1時からt2時の誤着火に起因
する火花放電信号を含む信号となる。
うに一次電流が振動するため、二次コイルL2側には一
次電流の変化に応じた二次電圧が発生し、(c)のt1
時に表れるように数kVの正電位となり、これがON電
圧と称される。このとき、内燃機関(図示せず)の状態
はシリンダ内圧力が低く放電しやすい状態にあるため、
1kV程度の電圧で容易に放電することとなる。而し
て、点火プラグ3は、コンデンサCDによるバイアス電
圧及びON電圧によって放電し、(d)に示すようにt
1時からt2時まで放電電流が流れ、誤着火することと
なる。このON電圧による二次コイルL2側の放電のた
め、コンデンサCDの電圧が(e)で示すようにt1時
点で低下する。一方、ON電圧に起因する電流による抵
抗R1での電圧降下が、オペアンプOPで反転され、そ
の出力は(f)で示すように、t4時以降の正規の火花
放電信号のみならず、t1時からt2時の誤着火に起因
する火花放電信号を含む信号となる。
【0011】ところで、点火プラグや燃焼室ディポジッ
ト等の熱面に触れた混合気が正規の点火時期より早く着
火してしまう現象があり、プレイグニッションとして知
られている。この現象は点火時期とは無関係に発生する
ので、点火時期の制御のみによっては解消できず、内燃
機関全体の制御が必要となる。従って、その前提として
プレイグニッションの発生を検出する必要があるが、こ
の検出にもイオン電流検出回路が有効に機能する。この
ため、イオン電流検出回路の作動をできる限り中断しな
いように制御することが望ましい。
ト等の熱面に触れた混合気が正規の点火時期より早く着
火してしまう現象があり、プレイグニッションとして知
られている。この現象は点火時期とは無関係に発生する
ので、点火時期の制御のみによっては解消できず、内燃
機関全体の制御が必要となる。従って、その前提として
プレイグニッションの発生を検出する必要があるが、こ
の検出にもイオン電流検出回路が有効に機能する。この
ため、イオン電流検出回路の作動をできる限り中断しな
いように制御することが望ましい。
【0012】そこで、本発明は、イオン電流検出回路を
備えた内燃機関の点火装置において、イオン電流検出回
路の作動中断を極力抑えつつ、一次コイル通電直後の二
次電圧の発生を抑え誤着火を防止し、適切な点火を行な
い得る点火装置を提供することを課題とする。
備えた内燃機関の点火装置において、イオン電流検出回
路の作動中断を極力抑えつつ、一次コイル通電直後の二
次電圧の発生を抑え誤着火を防止し、適切な点火を行な
い得る点火装置を提供することを課題とする。
【0013】
【課題を解決するための手段】上記の課題を解決するた
め、本発明は、一次コイル及び二次コイルを有する点火
コイルと、前記一次コイルに接続し点火信号に応じて一
次電流を断続制御する点火制御回路と、前記二次コイル
に接続し少くとも一対の電極を有する点火プラグと、該
点火プラグ及び前記二次コイルを含む二次回路と、該二
次回路に介装し前記点火プラグ近傍のイオンに応じた電
流を検出するイオン電流検出回路を備えた内燃機関の点
火装置において、前記イオン電流検出回路を含む前記二
次回路に介装する常閉のスイッチ手段と、該スイッチ手
段を前記点火制御回路の点火信号に応じて所定時間開放
するように制御する開放制御手段を備えることとしたも
のである。
め、本発明は、一次コイル及び二次コイルを有する点火
コイルと、前記一次コイルに接続し点火信号に応じて一
次電流を断続制御する点火制御回路と、前記二次コイル
に接続し少くとも一対の電極を有する点火プラグと、該
点火プラグ及び前記二次コイルを含む二次回路と、該二
次回路に介装し前記点火プラグ近傍のイオンに応じた電
流を検出するイオン電流検出回路を備えた内燃機関の点
火装置において、前記イオン電流検出回路を含む前記二
次回路に介装する常閉のスイッチ手段と、該スイッチ手
段を前記点火制御回路の点火信号に応じて所定時間開放
するように制御する開放制御手段を備えることとしたも
のである。
【0014】尚、前記内燃機関の点火装置において、前
記開放制御手段は、前記スイッチ手段を開放駆動し前記
二次回路を開放する駆動回路と、前記点火制御回路の点
火信号の開始から所定時間の間前記駆動回路を駆動状態
とするタイマ回路を備えたものとするとよい。また、前
記二次回路は、前記二次コイルの一端と前記点火プラグ
の一方の電極を接続して成り、前記イオン電流検出回路
を、前記二次コイルの他端と前記点火プラグの他方の電
極との間に介装したコンデンサ及び抵抗の直列回路と、
前記コンデンサに並列に接続したツェナーダイオード
と、前記抵抗に並列に、且つカソード側を前記点火プラ
グの他方の電極側となるように接続したダイオードを備
えたものとするとよい。
記開放制御手段は、前記スイッチ手段を開放駆動し前記
二次回路を開放する駆動回路と、前記点火制御回路の点
火信号の開始から所定時間の間前記駆動回路を駆動状態
とするタイマ回路を備えたものとするとよい。また、前
記二次回路は、前記二次コイルの一端と前記点火プラグ
の一方の電極を接続して成り、前記イオン電流検出回路
を、前記二次コイルの他端と前記点火プラグの他方の電
極との間に介装したコンデンサ及び抵抗の直列回路と、
前記コンデンサに並列に接続したツェナーダイオード
と、前記抵抗に並列に、且つカソード側を前記点火プラ
グの他方の電極側となるように接続したダイオードを備
えたものとするとよい。
【0015】
【発明の実施の形態】本発明の内燃機関の点火装置の実
施形態は、図1に示すように一次コイルL1及び二次コ
イルL2を有する点火コイル1と、一次コイルL1に接
続し点火信号に応じて一次電流を断続制御する点火制御
回路2と、少くとも一対の電極を有し、二次コイルL2
の一端に一方の電極を接続する点火プラグ3と、この点
火プラグ3及び二次コイルL2を含む二次回路を備えて
いる。この二次回路にはイオン電流検出回路4が介装さ
れ、ここで点火プラグ3近傍のイオンに応じた電流が検
出される。そして、イオン電流検出回路4を含む二次回
路には、常閉のスイッチ手段5が介装され、更に、点火
制御回路2の点火信号に応じて所定時間スイッチ手段5
を開放するように制御する開放制御手段6が設けられて
いる。
施形態は、図1に示すように一次コイルL1及び二次コ
イルL2を有する点火コイル1と、一次コイルL1に接
続し点火信号に応じて一次電流を断続制御する点火制御
回路2と、少くとも一対の電極を有し、二次コイルL2
の一端に一方の電極を接続する点火プラグ3と、この点
火プラグ3及び二次コイルL2を含む二次回路を備えて
いる。この二次回路にはイオン電流検出回路4が介装さ
れ、ここで点火プラグ3近傍のイオンに応じた電流が検
出される。そして、イオン電流検出回路4を含む二次回
路には、常閉のスイッチ手段5が介装され、更に、点火
制御回路2の点火信号に応じて所定時間スイッチ手段5
を開放するように制御する開放制御手段6が設けられて
いる。
【0016】イオン電流検出回路4は、二次コイルL2
の他端と点火プラグ3の他方の電極との間に介装したコ
ンデンサCD及び抵抗R1の直列回路と、コンデンサC
Dに並列に接続したツェナーダイオードZDと、抵抗R
1に並列に、且つカソード側が点火プラグ3の他方の電
極側となるように接続したダイオードD1を備えてい
る。また、開放制御手段6は、例えばタイマ回路6a及
び駆動回路6bを備え、これらによって、点火制御回路
2の点火信号を反転した反転信号を所定時間Tdの間出
力し、スイッチ手段5を開放するように構成されてい
る。更に、コンデンサCDと抵抗R1の接続点が、オペ
アンプOPと抵抗R2,R3から成る反転増幅回路に接
続され、出力端子OTから火花放電信号が出力されるよ
うに構成されている。
の他端と点火プラグ3の他方の電極との間に介装したコ
ンデンサCD及び抵抗R1の直列回路と、コンデンサC
Dに並列に接続したツェナーダイオードZDと、抵抗R
1に並列に、且つカソード側が点火プラグ3の他方の電
極側となるように接続したダイオードD1を備えてい
る。また、開放制御手段6は、例えばタイマ回路6a及
び駆動回路6bを備え、これらによって、点火制御回路
2の点火信号を反転した反転信号を所定時間Tdの間出
力し、スイッチ手段5を開放するように構成されてい
る。更に、コンデンサCDと抵抗R1の接続点が、オペ
アンプOPと抵抗R2,R3から成る反転増幅回路に接
続され、出力端子OTから火花放電信号が出力されるよ
うに構成されている。
【0017】而して、上記点火装置において、点火制御
回路2から出力される点火信号に応じて一次コイルL1
の一次電流が断続されると、二次コイルL2側に高電圧
が発生し、点火プラグ3の電極間に印加され火花放電が
生ずる。点火プラグ3にて火花放電が行なわれ、シリン
ダ内にて混合気の燃焼、爆発が正常に行なわれた場合に
は、点火プラグ3の電極部周辺にはイオンが存在するの
で、二次回路に放電電流が流れる。この電流は抵抗R1
にて電圧信号として検出されるが、このとき、ツェナー
ダイオードZDによってコンデンサCDの耐電圧以下に
制限される。オペアンプOPの反転増幅回路を介して反
転され、正常点火を表す電圧信号として出力端子OTか
ら出力される。これに対し、シリンダ(図示せず)内に
失火が生じた場合には、点火プラグ3の電極部周辺には
イオンが存在しない。従って、コンデンサCDの放電電
流は流れず抵抗R1における電圧変化は生じないので、
内燃機関の失火が検出される。また、プレイグニッショ
ンも同様に検出される。
回路2から出力される点火信号に応じて一次コイルL1
の一次電流が断続されると、二次コイルL2側に高電圧
が発生し、点火プラグ3の電極間に印加され火花放電が
生ずる。点火プラグ3にて火花放電が行なわれ、シリン
ダ内にて混合気の燃焼、爆発が正常に行なわれた場合に
は、点火プラグ3の電極部周辺にはイオンが存在するの
で、二次回路に放電電流が流れる。この電流は抵抗R1
にて電圧信号として検出されるが、このとき、ツェナー
ダイオードZDによってコンデンサCDの耐電圧以下に
制限される。オペアンプOPの反転増幅回路を介して反
転され、正常点火を表す電圧信号として出力端子OTか
ら出力される。これに対し、シリンダ(図示せず)内に
失火が生じた場合には、点火プラグ3の電極部周辺には
イオンが存在しない。従って、コンデンサCDの放電電
流は流れず抵抗R1における電圧変化は生じないので、
内燃機関の失火が検出される。また、プレイグニッショ
ンも同様に検出される。
【0018】ところで、一次コイルL1への通電開始直
後は一次電流が振動するため、二次コイルL2側には一
次電流の変化に応じた二次電圧が発生し、数kVの正電
位(ON電圧)となるのに対し、内燃機関(図示せず)
の状態はシリンダ内圧力が低く放電しやすい状態にあ
る。このため、前述の図10の点火装置においては、コ
ンデンサCDによるバイアス電圧と上記ON電圧によっ
て点火プラグ3が放電し放電電流が流れることとなる。
これに対し、本実施形態によれば一次電流は振動する
が、開放制御手段6によって、点火制御回路2の点火信
号の開始から所定時間スイッチ手段5が開放される。即
ち、点火制御回路2の点火信号の反転信号が所定時間T
d出力され、この間スイッチ手段5(例えば、アナログ
スイッチ)が開放され、二次コイルL2側の二次回路が
開放される。このため、所定時間Tdの間は上記バイア
ス電圧及びON電圧が点火プラグ3に印加されることは
なく、二次回路に放電電流が流れることはない。
後は一次電流が振動するため、二次コイルL2側には一
次電流の変化に応じた二次電圧が発生し、数kVの正電
位(ON電圧)となるのに対し、内燃機関(図示せず)
の状態はシリンダ内圧力が低く放電しやすい状態にあ
る。このため、前述の図10の点火装置においては、コ
ンデンサCDによるバイアス電圧と上記ON電圧によっ
て点火プラグ3が放電し放電電流が流れることとなる。
これに対し、本実施形態によれば一次電流は振動する
が、開放制御手段6によって、点火制御回路2の点火信
号の開始から所定時間スイッチ手段5が開放される。即
ち、点火制御回路2の点火信号の反転信号が所定時間T
d出力され、この間スイッチ手段5(例えば、アナログ
スイッチ)が開放され、二次コイルL2側の二次回路が
開放される。このため、所定時間Tdの間は上記バイア
ス電圧及びON電圧が点火プラグ3に印加されることは
なく、二次回路に放電電流が流れることはない。
【0019】
【実施例】次に、図2は内燃機関の点火装置の第1実施
例を示すもので、一次コイルL1及び二次コイルL2を
有する点火コイル1と、一次コイルL1の一端に接続し
一次電流を断続するイグナイタ(イグニッションモジュ
ールとも呼ばれる)2aと、このイグナイタ2aに接続
し点火時期に応じた点火信号を出力するエンジンコント
ロールユニットECUを備えている。そして、一次コイ
ルL1の他端にはバッテリBTが接続され、二次コイル
L2の一端には点火プラグ3の一方の電極が接続されて
いる。
例を示すもので、一次コイルL1及び二次コイルL2を
有する点火コイル1と、一次コイルL1の一端に接続し
一次電流を断続するイグナイタ(イグニッションモジュ
ールとも呼ばれる)2aと、このイグナイタ2aに接続
し点火時期に応じた点火信号を出力するエンジンコント
ロールユニットECUを備えている。そして、一次コイ
ルL1の他端にはバッテリBTが接続され、二次コイル
L2の一端には点火プラグ3の一方の電極が接続されて
いる。
【0020】二次コイルL2の他端と点火プラグ3の他
方の電極との間には、スイッチ手段5を構成するアナロ
グスイッチAS、及びイオン電流検出回路4が介装され
ている。後者においては、アナログスイッチASと点火
プラグ3の他方の電極との間に、コンデンサCD及び抵
抗R1の直列回路が介装されている。また、コンデンサ
CDに対し並列にツェナーダイオードZDが接続される
と共に、抵抗R1に対し並列にダイオードD1が接続さ
れている。更に、コンデンサCDと抵抗R1の接続点
が、オペアンプOPと抵抗R2,R3から成る反転増幅
回路に接続され、その出力端子OTから火花放電信号が
出力されるように構成されている。そして、エンジンコ
ントロールユニットECUとアナログスイッチASが開
放制御手段6を介して接続されている。この開放制御手
段6はタイマ回路6a及び駆動回路6bを有し、これら
を介してエンジンコントロールユニットECUの出力点
火信号が反転され、この反転信号の立下りから所定時間
Tdの間アナログスイッチASが二次回路を開放するよ
うに構成されている。
方の電極との間には、スイッチ手段5を構成するアナロ
グスイッチAS、及びイオン電流検出回路4が介装され
ている。後者においては、アナログスイッチASと点火
プラグ3の他方の電極との間に、コンデンサCD及び抵
抗R1の直列回路が介装されている。また、コンデンサ
CDに対し並列にツェナーダイオードZDが接続される
と共に、抵抗R1に対し並列にダイオードD1が接続さ
れている。更に、コンデンサCDと抵抗R1の接続点
が、オペアンプOPと抵抗R2,R3から成る反転増幅
回路に接続され、その出力端子OTから火花放電信号が
出力されるように構成されている。そして、エンジンコ
ントロールユニットECUとアナログスイッチASが開
放制御手段6を介して接続されている。この開放制御手
段6はタイマ回路6a及び駆動回路6bを有し、これら
を介してエンジンコントロールユニットECUの出力点
火信号が反転され、この反転信号の立下りから所定時間
Tdの間アナログスイッチASが二次回路を開放するよ
うに構成されている。
【0021】以上の構成になる第1実施例に係る点火装
置の作動を図3に示した波形図を参照して説明する。
尚、図3の(a)乃至(g)は図2の回路中のa乃至g
の各点の動作波形を示し、縦軸のvは電圧、iは電流を
示す。先ず、内燃機関(図示せず)の回転に応じエンジ
ンコントロールユニットECUから(a)の点火信号
(電圧信号)が出力される。この(a)の点火信号がハ
イレベル(H)となったt1時点でイグナイタ2aのパ
ワートランジスタTRが導通し、(b)で示すように一
次コイルL1に対する一次電流の供給が開始され、
(a)の点火信号がローレベル(L)となるt3時点ま
で供給される。
置の作動を図3に示した波形図を参照して説明する。
尚、図3の(a)乃至(g)は図2の回路中のa乃至g
の各点の動作波形を示し、縦軸のvは電圧、iは電流を
示す。先ず、内燃機関(図示せず)の回転に応じエンジ
ンコントロールユニットECUから(a)の点火信号
(電圧信号)が出力される。この(a)の点火信号がハ
イレベル(H)となったt1時点でイグナイタ2aのパ
ワートランジスタTRが導通し、(b)で示すように一
次コイルL1に対する一次電流の供給が開始され、
(a)の点火信号がローレベル(L)となるt3時点ま
で供給される。
【0022】一方、(g)に示すように、開放制御手段
6の出力信号は(a)の点火信号が反転され、t1時か
らtd時までの所定時間Tdの間はローレベル(L)と
なっており、アナログスイッチASがOFFとされてい
るので、二次コイルL2側の回路は開放されている。従
って、t1時の通電開始直後は(b)に示すように一次
電流が振動するが、前述の図10の点火装置と異なり、
(d)に示すようにt1時からtd時にコンデンサCD
の放電電流が二次回路に流れることはないので、誤着火
は生じない。
6の出力信号は(a)の点火信号が反転され、t1時か
らtd時までの所定時間Tdの間はローレベル(L)と
なっており、アナログスイッチASがOFFとされてい
るので、二次コイルL2側の回路は開放されている。従
って、t1時の通電開始直後は(b)に示すように一次
電流が振動するが、前述の図10の点火装置と異なり、
(d)に示すようにt1時からtd時にコンデンサCD
の放電電流が二次回路に流れることはないので、誤着火
は生じない。
【0023】そして、t3時に(a)の点火信号がロー
レベル(L)となると、(c)で示すようにt3時には
二次コイルL2に約35kVの高電圧が誘起される。こ
れにより、点火プラグ3の放電電圧に達し、(d)で示
すようにt3時直後に放電電流が流れる。尚、この時点
ではt1時と異なりシリンダ内圧力が高いため、火花放
電には高電圧が要求される。この放電に伴い二次コイル
L2に流れる二次電流によってコンデンサCDが充電さ
れ、(e)のt3時以降に示すようにツェナーダイオー
ドZDの設定電圧まで上昇し、その電圧がバイアス電圧
Vbとして維持される。而して、点火プラグ3の電極部
に火花放電が生じ、燃焼室(図示せず)内の圧縮混合気
が着火される。これにより混合気が爆発し、シリンダ内
の温度と圧力上昇に伴いイオン電流が流れる。このイオ
ン電流は抵抗R1の電圧降下として検出され、オペアン
プOPから(f)の電圧信号(図3のt4時以降に表れ
ている)が正規の火花放電信号として検出される。
レベル(L)となると、(c)で示すようにt3時には
二次コイルL2に約35kVの高電圧が誘起される。こ
れにより、点火プラグ3の放電電圧に達し、(d)で示
すようにt3時直後に放電電流が流れる。尚、この時点
ではt1時と異なりシリンダ内圧力が高いため、火花放
電には高電圧が要求される。この放電に伴い二次コイル
L2に流れる二次電流によってコンデンサCDが充電さ
れ、(e)のt3時以降に示すようにツェナーダイオー
ドZDの設定電圧まで上昇し、その電圧がバイアス電圧
Vbとして維持される。而して、点火プラグ3の電極部
に火花放電が生じ、燃焼室(図示せず)内の圧縮混合気
が着火される。これにより混合気が爆発し、シリンダ内
の温度と圧力上昇に伴いイオン電流が流れる。このイオ
ン電流は抵抗R1の電圧降下として検出され、オペアン
プOPから(f)の電圧信号(図3のt4時以降に表れ
ている)が正規の火花放電信号として検出される。
【0024】而して、上記実施例の点火装置において
は、イオン電流検出用のコンデンサCDによるバイアス
電圧Vb及び一次コイル通電開始時のON電圧に起因す
る点火プラグ3の正規の点火時期前の誤着火を、確実に
防止することができる。しかも、イオン電流検出回路4
におけるコンデンサCDによるバイアス電圧Vbを大き
く設定することができるので、イオン電流検出時のS/
N比を向上することができる。また、イオン電流検出回
路4の作動中断を所定時間Tdのみとして最小限に抑え
ることができるので、td時からt3時の間もイオン電
流検出回路4を作動状態とすることができ、プレイグニ
ッションが検出可能となる。
は、イオン電流検出用のコンデンサCDによるバイアス
電圧Vb及び一次コイル通電開始時のON電圧に起因す
る点火プラグ3の正規の点火時期前の誤着火を、確実に
防止することができる。しかも、イオン電流検出回路4
におけるコンデンサCDによるバイアス電圧Vbを大き
く設定することができるので、イオン電流検出時のS/
N比を向上することができる。また、イオン電流検出回
路4の作動中断を所定時間Tdのみとして最小限に抑え
ることができるので、td時からt3時の間もイオン電
流検出回路4を作動状態とすることができ、プレイグニ
ッションが検出可能となる。
【0025】図4乃至図9は内燃機関の点火装置の第2
乃至第7実施例を示すもので、スイッチ手段たるアナロ
グスイッチASは第1実施例と異なる位置に配設されて
いる。先ず図4の第2実施例においては、コンデンサC
DとツェナーダイオードZDの接続点と、コンデンサC
Dとの間にアナログスイッチASが介装されている。ま
た、図5の第3実施例では、ダイオードD1のアノード
側と抵抗R1の接続点と、コンデンサCDとの間にアナ
ログスイッチASが介装されている。
乃至第7実施例を示すもので、スイッチ手段たるアナロ
グスイッチASは第1実施例と異なる位置に配設されて
いる。先ず図4の第2実施例においては、コンデンサC
DとツェナーダイオードZDの接続点と、コンデンサC
Dとの間にアナログスイッチASが介装されている。ま
た、図5の第3実施例では、ダイオードD1のアノード
側と抵抗R1の接続点と、コンデンサCDとの間にアナ
ログスイッチASが介装されている。
【0026】一方、図6の第4実施例ではコンデンサC
DとツェナーダイオードZDの接続点と、ツェナーダイ
オードZDとの間にアナログスイッチASが介装されて
いる。また、図7の第5実施例では、抵抗R1とダイオ
ードD1のアノード側の接続点と、ツェナーダイオード
ZDとの間にアナログスイッチASが介装されている。
DとツェナーダイオードZDの接続点と、ツェナーダイ
オードZDとの間にアナログスイッチASが介装されて
いる。また、図7の第5実施例では、抵抗R1とダイオ
ードD1のアノード側の接続点と、ツェナーダイオード
ZDとの間にアナログスイッチASが介装されている。
【0027】また、図8の第6実施例ではコンデンサC
DとツェナーダイオードZDの接続点と、抵抗R1との
間にアナログスイッチASが介装されている。更に、図
9の第7実施例では、点火プラグ3と抵抗R1の接続点
と、抵抗R1との間にアナログスイッチASが介装され
ている。これら第2乃至第7実施例の作動は基本的には
第1実施例と同様であるので説明を省略する。尚、上記
実施例においては、スイッチ手段5としてアナログスイ
ッチASを用いたが、これに限るとなく種々のスイッチ
手段を用いることができる。
DとツェナーダイオードZDの接続点と、抵抗R1との
間にアナログスイッチASが介装されている。更に、図
9の第7実施例では、点火プラグ3と抵抗R1の接続点
と、抵抗R1との間にアナログスイッチASが介装され
ている。これら第2乃至第7実施例の作動は基本的には
第1実施例と同様であるので説明を省略する。尚、上記
実施例においては、スイッチ手段5としてアナログスイ
ッチASを用いたが、これに限るとなく種々のスイッチ
手段を用いることができる。
【0028】
【発明の効果】本発明は上述のように構成されているの
で以下に記載の効果を奏する。即ち、本発明の内燃機関
の点火装置においては、イオン電流検出回路を含む二次
回路に介装する常閉のスイッチ手段と、スイッチ手段を
点火制御回路の点火信号に応じて所定時間開放するよう
に制御する開放制御手段を備えているので、イオン電流
検出回路の作動中断を極力抑えつつ、正規の点火時期前
の誤着火を確実に防止することができる。
で以下に記載の効果を奏する。即ち、本発明の内燃機関
の点火装置においては、イオン電流検出回路を含む二次
回路に介装する常閉のスイッチ手段と、スイッチ手段を
点火制御回路の点火信号に応じて所定時間開放するよう
に制御する開放制御手段を備えているので、イオン電流
検出回路の作動中断を極力抑えつつ、正規の点火時期前
の誤着火を確実に防止することができる。
【図1】本発明の実施態様に係る内燃機関の点火装置の
電気回路図である。
電気回路図である。
【図2】本発明の第1実施例に係る内燃機関の点火装置
の電気回路図である。
の電気回路図である。
【図3】本発明の第1実施例に係る点火装置の作動状態
を示すタイムチャートである。
を示すタイムチャートである。
【図4】本発明の第2実施例に係る内燃機関の点火装置
の電気回路図である。
の電気回路図である。
【図5】本発明の第3実施例に係る内燃機関の点火装置
の電気回路図である。
の電気回路図である。
【図6】本発明の第4実施例に係る内燃機関の点火装置
の電気回路図である。
の電気回路図である。
【図7】本発明の第5実施例に係る内燃機関の点火装置
の電気回路図である。
の電気回路図である。
【図8】本発明の第6実施例に係る内燃機関の点火装置
の電気回路図である。
の電気回路図である。
【図9】本発明の第7実施例に係る内燃機関の点火装置
の電気回路図である。
の電気回路図である。
【図10】従来の内燃機関の点火装置の電気回路図であ
る。
る。
【図11】従来の点火装置の作動状態を示すタイムチャ
ートである。
ートである。
1 点火コイル 2 点火制御回路 3 点火プラグ 4 イオン電流検出回路 5 スイッチ手段 6 開放制御手段
Claims (1)
- 【請求項1】 一次コイル及び二次コイルを有する点火
コイルと、前記一次コイルに接続し点火信号に応じて一
次電流を断続制御する点火制御回路と、前記二次コイル
に接続し少くとも一対の電極を有する点火プラグと、該
点火プラグ及び前記二次コイルを含む二次回路と、該二
次回路に介装し前記点火プラグ近傍のイオンに応じた電
流を検出するイオン電流検出回路を備えた内燃機関の点
火装置において、前記イオン電流検出回路を含む前記二
次回路に介装する常閉のスイッチ手段と、該スイッチ手
段を前記点火制御回路の点火信号に応じて所定時間開放
するように制御する開放制御手段を備えたことを特徴と
する内燃機関の点火装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP18825496A JPH1018952A (ja) | 1996-06-28 | 1996-06-28 | 内燃機関の点火装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP18825496A JPH1018952A (ja) | 1996-06-28 | 1996-06-28 | 内燃機関の点火装置 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH1018952A true JPH1018952A (ja) | 1998-01-20 |
Family
ID=16220478
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP18825496A Pending JPH1018952A (ja) | 1996-06-28 | 1996-06-28 | 内燃機関の点火装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH1018952A (ja) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP0933526A3 (en) * | 1998-01-28 | 2002-07-03 | Ngk Spark Plug Co., Ltd. | Ion current detection apparatus |
US6729317B2 (en) | 2000-10-16 | 2004-05-04 | Jenbacher Aktiengesellschaft | Ignition system with an ignition coil |
US6779517B2 (en) | 2001-11-29 | 2004-08-24 | Ngk Spark Plug Co., Ltd. | Ignition device for internal combustion engine |
-
1996
- 1996-06-28 JP JP18825496A patent/JPH1018952A/ja active Pending
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP0933526A3 (en) * | 1998-01-28 | 2002-07-03 | Ngk Spark Plug Co., Ltd. | Ion current detection apparatus |
US6729317B2 (en) | 2000-10-16 | 2004-05-04 | Jenbacher Aktiengesellschaft | Ignition system with an ignition coil |
US6779517B2 (en) | 2001-11-29 | 2004-08-24 | Ngk Spark Plug Co., Ltd. | Ignition device for internal combustion engine |
EP1316723A3 (en) * | 2001-11-29 | 2006-03-08 | Ngk Spark Plug Co., Ltd | Ignition device for internal combustion engine |
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