JPH10259776A - コンデンサ放電式内燃機関用点火装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】点火用コンデンサの充電電圧が設定値を下回る
状態が生じた時の点火性能の低下を抑制し得るコンデン
サ放電式内燃機関用点火装置を提供する。 【解決手段】点火用コンデンサ４の電荷を点火コイル１
の一次コイル１ａに放電させる点火用サイリスタ５が導
通しているときに導通検出信号Ｖ7 を発生するサイリス
タ導通検出回路７と、導通検出信号Ｖ7 が発生した時に
ＤＣ−ＤＣコンバータ３の出力を短絡するコンバータ出
力短絡回路２０とを設ける。点火用サイリスタ５が導通
しているときにＤＣ−ＤＣコンバータ３の出力を短絡す
ることにより、コンバータ３の昇圧トランス３Ａの二次
電流が点火用サイリスタ５に流れてサイリスタ５の転流
が遅れるのを防止する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、バッテリの出力電
圧を昇圧するＤＣ−ＤＣコンバータを電源として用いる
コンデンサ放電式の内燃機関用点火装置に関するもので
ある。

【０００２】

【従来の技術】ＤＣ−ＤＣコンバータを電源として用い
るコンデンサ放電式の内燃機関用点火装置は、例えば図
４に示したように、一次コイル１ａ及び二次コイル１ｂ
を有する点火コイル１と、バッテリ２の出力電圧を昇圧
するＤＣ−ＤＣコンバータ３と、点火コイルの一次側に
設けられてＤＣ−ＤＣコンバータ３の出力で一方の極性
に充電される点火用コンデンサ４と、点火信号が与えら
れたときに導通して該点火用コンデンサの電荷を点火コ
イルの一次コイルを通して放電させる点火用サイリスタ
５と、内燃機関の点火時期に点火用サイリスタ５にトリ
ガ信号を与える点火時期制御部６と、点火用サイリスタ
のゲートカソード間電圧を検出することによりサイリス
タ５が導通しているか否かを検出して点火用サイリスタ
が導通していること（所定の保持電流が流れているこ
と）を検出したときに導通検出信号を発生するサイリス
タ導通検出回路７と、サイリスタ導通検出回路７が導通
検出信号を発生しているときにＤＣ−ＤＣコンバータ３
の昇圧動作を停止させる点火時昇圧動作停止回路８と、
点火用コンデンサ４の充電電圧を検出して充電電圧が設
定値に達したときにＤＣ−ＤＣコンバータ３の昇圧動作
を停止させる充電電圧制御回路９とを備えている。図示
の例では、点火用コンデンサ４の一端が点火コイル１の
一次コイル１ａの非接地側端子に接続され、該コンデン
サ４の他端と接地間に点火用サイリスタ５がそのアノー
ドをコンデンサ４側に向けた状態で接続されている。点
火コイル１の二次コイル１ｂには機関の気筒に取り付け
られた点火プラグ１１が接続され、一次コイル１ａの両
端には、ダンパダイオードＤ1 が接続されている。

【０００３】ＤＣ−ＤＣコンバータ３は、バッテリ２か
ら一次電流Ｉ1 が与えられる昇圧トランス３Ａと、所定
の周波数でパルス信号を発生する発振回路３Ｂと、発振
回路３Ｂの出力でオンオフ制御されて昇圧トランス３Ａ
の一次電流を断続させる昇圧用スイッチ３Ｃとを備えて
いる。

【０００４】昇圧トランス３Ａは一次コイルＷ1 及び二
次コイルＷ2 を有していて、一次コイルＷ1 の一端はア
ノードをバッテリ２の正極端子に接続したダイオードＤ
2 のカソードに接続され、一次コイルＷ1 の他端は、昇
圧用スイッチ３Ｃを構成するＭＯＳＦＥＴのドレインに
接続されている。ＭＯＳＦＥＴのソースは接地され、該
ＭＯＳＦＥＴのゲートに発振回路３Ｂの出力パルスが与
えられている。またダイオードＤ2 のカソードと接地間
には、内燃機関により駆動される磁石発電機の出力で充
電されるバッテリ２の端子電圧の変動を吸収する平滑用
コンデンサＣ1が接続されている。昇圧トランス３の二
次コイルＷ2 の一端は接地され、二次コイルＷ2 の他端
はダイオードＤ3 のアノードに接続されている。ダイオ
ードＤ3のカソードはダイオードＤ4 を通して点火用コ
ンデンサ４と点火用サイリスタ５との接続点に接続され
ている。

【０００５】昇圧用スイッチ３Ｃを構成するＭＯＳＦＥ
Ｔは、発振回路３Ｂがパルスを発生する毎に導通して昇
圧トランス３Ａに一次電流Ｉ1 を流し、パルスが消滅し
たときに遮断状態になって昇圧トランスの一次電流を遮
断させる。昇圧トランス３Ａの一次電流Ｉ1 が遮断され
ると、昇圧トランスの一次コイルＷ1 にそれまで流れて
いた電流を流し続けようとする極性の高い電圧が誘起
し、この電圧が昇圧トランス３Ａにより更に昇圧される
ため該昇圧トランス３Ａの二次コイルに２００〜３００
［Ｖ］の高い電圧が誘起する。

【０００６】図９は、ＤＣ−ＤＣコンバータ３の昇圧ト
ランス３Ａの一次電流Ｉ1 の波形を示したもので、時刻
ｔ1 で昇圧用スイッチ３Ｃが導通すると一次電流Ｉ1 が
流れ始め、時刻ｔ2 で昇圧用スイッチ３Ｃが遮断状態に
なると一次電流Ｉ1 が遮断される。この一次電流の遮断
により昇圧トランスの二次コイルに電圧が誘起し、二次
電流Ｉ2 が流れる。二次電流Ｉ2 は一次電流Ｉ1 が遮断
された時刻ｔ2 から次に再び昇圧用スイッチ３Ｃが導通
する時刻ｔ3 までの期間流れる。図９においてＴ1 及び
Ｔ2 はそれぞれ一次電流Ｉ1 が流れる期間及び二次電流
Ｉ2 が流れる期間を示している。

【０００７】サイリスタ導通検出回路７は、サイリスタ
５が導通しているときには、そのゲースカソード間電圧
が所定の電圧値以上になっていることを利用して、サイ
リスタ５の導通の有無を検出する。即ち、サイリスタ導
通検出回路７は、サイリスタ５のゲートカソード間の電
圧を基準電圧と比較して、ゲートカソード間電圧が基準
電圧を超えているときに導通検出信号Ｖ7 を出力し、ゲ
ースカソード間電圧が基準電圧以下のときに導通検出信
号Ｖ7 の出力を停止する。

【０００８】点火時期制御部６は、機関に取り付けられ
た信号発電機内に設けられたパルサコイル１２が発生す
るパルス信号から機関の回転角度位置の情報と回転速度
情報とを得て、各回転速度における機関の点火時期を演
算し、演算した点火時期が検出された時にサイリスタ５
にトリガ信号を与える。

【０００９】図示の点火時昇圧動作停止回路８は、サイ
リスタ導通検出回路７が導通検出信号Ｖ7 を発生してい
るときに低レベル（または零レベル）の昇圧動作禁止信
号Ｖ8 ´を出力し、導通検出信号Ｖ7 が発生していない
ときに高レベルの昇圧動作許可信号Ｖ8 を出力するよう
に構成されている。

【００１０】また充電電圧制御回路９は、点火用コンデ
ンサ４の充電電圧Ｖc を検出して、該充電電圧Ｖc が設
定値Ｖco以下のときに昇圧動作許可信号Ｖ9 を出力し、
充電電圧Ｖc が設定値Ｖcoを超えたときに昇圧動作禁止
信号Ｖ9 ´を出力するように構成されている。図示の例
では、昇圧動作許可信号Ｖ9 が高レベルの信号からな
り、昇圧動作禁止信号Ｖ9 ´が低レベル（または零レベ
ル）の信号からなっている。

【００１１】点火時昇圧動作停止回路８の出力及び充電
電圧制御回路９の出力はアンド回路１０を通して発振回
路３Ｂの発振制御端子３ｂに与えられている。発振回路
３Ｂは、点火時昇圧動作停止回路８及び充電電圧制御回
路９の双方が高レベルの昇圧動作許可信号Ｖ8 及びＶ9
を発生しているときにアンド回路１０から高レベルの発
振許可信号Ｖ10が与えられて発振し、点火時昇圧動作停
止回路８及び充電電圧制御回路９のいずれか一方が低レ
ベルの昇圧動作禁止信号を発生してアンド回路１０のア
ンド条件が不成立になった時に低レベルの発振禁止信号
Ｖ10´が与えられて発振を停止する。

【００１２】図４に示した点火装置においては、ＤＣ−
ＤＣコンバータ３の出力によりダイオードＤ4 及びＤ1
を通して点火用コンデンサ４が図示の極性に充電され
る。点火用コンデンサ４の充電電圧Ｖc が設定値Ｖcoに
達すると、充電電圧制御回路９が昇圧動作禁止信号Ｖ9
´を出力するため、発振回路３Ｂが発振を停止する。こ
れにより昇圧用スイッチ３Ｃが遮断状態を保持するた
め、ＤＣ−ＤＣコンバータ３が出力を停止し、点火用コ
ンデンサ４の充電が停止する。この動作により点火用コ
ンデンサ４の充電電圧が設定値以下に保たれ、該コンデ
ンサ４の過充電が防止される。

【００１３】内燃機関の点火時期に点火時期制御部６が
サイリスタ５にトリガ信号を与えると、該サイリスタ５
が導通するため、点火用コンデンサ４の電荷がサイリス
タ５と点火コイルの一次コイル１ａとを通して放電す
る。この放電により点火コイル１の鉄心中で大きな磁束
変化が生じるため，該点火コイルの二次コイルに点火用
高電圧が誘起する。この高電圧は点火プラグ１１に印加
されるため、該点火プラグに火花が生じ、機関が点火さ
れる。

【００１４】サイリスタ５が導通している間は、該サイ
リスタのゲートカソード間の電圧が所定の基準電圧を超
えているため、サイリスタ導通検出回路７が導通検出信
号Ｖ7 を発生している。このとき点火時昇圧動作停止回
路８が昇圧動作禁止信号Ｖ8´を出力するため、アンド
回路１０が発振回路３Ｂに発振禁止信号Ｖ10´を与え、
ＤＣ−ＤＣコンバータ３の昇圧動作を停止させる。サイ
リスタ５は点火用コンデンサ４の放電電流が保持電流以
下になった時に遮断状態になる。サイリスタ５が遮断状
態になると、サイリスタ５のゲートカソード間の電圧が
基準電圧以下に低下するため、サイリスタ導通検出検出
回路７は導通検出信号Ｖ7 の発生を停止し、点火時昇圧
動作停止回路８は高レベルの昇圧動作許可信号Ｖ8 ´を
出力する。これにより発振回路３Ｂが発振を開始し、Ｄ
Ｃ−ＤＣコンバータ３の昇圧動作が開始されて、点火用
コンデンサ４の充電が再開される。

【００１５】

【発明が解決しようとする課題】図５ないし図８は、上
記の点火装置の種々の状況における点火用コンデンサ４
の充電電圧Ｖc の時間的変化を示したもので、これらの
図において、横軸は時間ｔ［μsec]を示し、ｔi1及びｔ
i2は点火時期を示している。またＴA 及びＴB はそれぞ
れＤＣ−ＤＣコンバータが昇圧動作を行っている期間及
び昇圧動作を停止している期間を示し、Ｔon及びＴon´
は点火用サイリスタ５が導通状態にある期間を示してい
る。

【００１６】従来のこの種の点火装置においては、バッ
テリ２の電圧が正常で、ＤＣ−ＤＣコンバータ３の出力
が十分あれば、図５に示すように、点火時期ｔi1で点火
動作が行われてからから次の点火時期ｔi2で点火動作が
行われるまでの間に点火用コンデンサ４の充電電圧Ｖc
が設定電圧Ｖcoに達して該コンデンサの充電が終了し、
ＤＣ−ＤＣコンバータ３の出力が停止する。そのため、
点火用サイリスタ５は点火用コンデンサ４の放電電流が
保持電流以下になった時点で遮断状態になる。点火用サ
イリスタ５が遮断状態になると、前述の動作によりＤＣ
−ＤＣコンバータの昇圧動作が開始されるため、点火用
コンデンサ４の充電が再開される。このように、バッテ
リ２の電圧が正常で、ＤＣ−ＤＣコンバータ３の出力が
十分ある状態では、点火用サイリスタ５の導通時間Ｔon
が点火用コンデンサ４の放電特性のみにより決まり、該
導通時間Ｔonが長くなることはないため、次の点火動作
に備えて点火用コンデンサ４の充電が再開されるまでの
時間（＝Ｔon）を十分短くして、次の点火時期までに点
火用コンデンサ４の充電を十分行わせることができ、次
の点火動作を正常に行わせることができる。

【００１７】これに対し、バッテリ２の電圧が低下して
いる場合や、ＤＣ−ＤＣコンバータの出力が小さい場合
に、機関の回転速度が高くなると、図６に示すように、
点火時期ｔi1で点火動作が行われてから点火時期ｔi2で
点火が行われるまでの間に点火用コンデンサ４の充電電
圧が設定値Ｖcoに達しない状態が生じる。この状態で
は、点火時期ｔi1に点火用サイリスタ５の導通を検出し
て、点火時昇圧動作停止回路８の働きにより、ＤＣ−Ｄ
Ｃコンバータ３の昇圧動作を停止させた後も、昇圧トラ
ンス３Ａに二次電流Ｉ2 が点火用サイリスタ５を通して
流れる可能性がある。

【００１８】例えば、図９の時刻ｔa で点火用サイリス
タ５に点火信号を与えた場合、該点火用サイリスタの導
通を検出して発振回路３Ｂの発振を停止させた瞬間（昇
圧用スイッチ３Ｃを遮断状態にした瞬間）に昇圧トラン
ス３Ａに二次電流Ｉ2 が流れ、該二次電流が点火用サイ
リスタ５に流れる。また昇圧トランス３Ａに二次電流Ｉ
2 が流れている期間の時刻ｔb で点火信号を与えた場合
にも、当然二次電流Ｉ2 がサイリスタ５に流れ込む。点
火用サイリスタ５は自己保持機能を有していて、一旦導
通するとゲート信号を取り除いても、そのアノード電流
が保持電流よりも小さくならないと遮断状態にならない
ため、上記のように昇圧トランス３Ａの二次電流Ｉ2 が
点火用サイリスタ５に流れ込むと、点火用サイリスタ５
の導通時間が図７に示すＴon´のように、二次電流Ｉ2
が流れない場合（図５の場合）の導通時間Ｔonに比べて
長くなることになる。このように点火用サイリスタ５の
導通時間が長くなる状態が生じると、点火用サイリスタ
５が遮断状態になるまで点火用コンデンサ４の充電が開
始されないため、図７の直線ａに示したように、点火用
コンデンサ４の充電が遅れ、次の点火時期ｔi2における
点火用コンデンサの充電電圧Ｖc は、点火用サイリスタ
５に昇圧トランス３Ａの二次電流Ｉ2 が流れなかった場
合の充電電圧（図７の直線ｂ）に比べてΔＶだけ低下す
ることになる。この充電電圧の低下分ΔＶが大きくなる
と、点火用コンデンサ４に蓄積されるエネルギが不足す
るため、点火コイルの二次コイルに誘起する電圧が低下
して機関が失火するおそれがある。このような状態が生
じるのを避けるためには、図８に示したように、点火時
期ｔi2よりも前の時刻ｔc でＤＣ−ＤＣコンバータ３の
昇圧動作を停止させる必要がある。

【００１９】しかしながら、点火時期よりも前の時刻ｔ
c でＤＣ−ＤＣコンバータ３の昇圧動作を停止させるよ
うにした場合には、１点火サイクルの期間（ｔi1〜ｔi2
の期間）の内、点火用コンデンサ４の充電に使用できる
時間が短くなるため、図８に破線で示したように点火時
期ｔi2まで点火用コンデンサの充電を続けた場合に比べ
て、充電電圧Ｖc がΔＶ´だけ低くなり、その分だけ点
火性能が低下するという問題が生じる。

【００２０】本発明の目的は、ＤＣ−ＤＣコンバータの
昇圧トランスに二次電流が流れる期間に点火動作が行わ
れた場合に、点火用サイリスタの導通時間が長くなるの
を防いで、点火エネルギの低下を最小限に抑えることが
できるようにしたコンデンサ放電式内燃機関点火装置を
提供することにある。

【００２１】

【課題を解決するための手段】本発明は、点火コイル
と、バッテリから一次電流が与えられる昇圧トランスと
発振回路の出力でオンオフ制御されて昇圧トランスの一
次電流を断続させる昇圧用スイッチとを有して昇圧トラ
ンスの二次側からバッテリの出力電圧よりも高い電圧を
出力するＤＣ−ＤＣコンバータと、点火コイルの一次側
に設けられてＤＣ−ＤＣコンバータの出力で一方の極性
に充電される点火用コンデンサと、トリガ信号が与えら
れたときに導通して点火用コンデンサの電荷を点火コイ
ルの一次コイルを通して放電させる点火用サイリスタ
と、内燃機関の点火時期に点火用サイリスタにトリガ信
号を与える点火時期制御部と、点火用サイリスタのゲー
トカソード間電圧から該点火用サイリスタが導通してい
るか否かを検出して点火用サイリスタが導通しているこ
とを検出した時に導通検出信号を発生するサイリスタ導
通検出回路と、導通検出信号が発生している時にＤＣ−
ＤＣコンバータの昇圧用スイッチのオンオフ動作を停止
させてＤＣ−ＤＣコンバータの昇圧動作を停止させる点
火時昇圧動作停止回路とを備えたコンデンサ放電式内燃
機関用点火装置に係わるものである。

【００２２】本発明は、上記のような構成を有する点火
装置において、サイリスタ導通検出回路が導通検出信号
を発生しているときにＤＣ−ＤＣコンバータの出力を短
絡するコンバータ出力短絡回路と、点火用コンデンサの
放電電流がコンバータ出力短絡回路を通して流れるのを
阻止する逆流阻止手段とを設けたことを特徴とする。逆
流阻止手段としては、ダイオードのような単方向性を有
する素子を用い、ＤＣ−ＤＣコンバータから点火用コン
デンサに流れる充電電流を阻止することなく、点火用コ
ンデンサの放電電流がコンバータ出力短絡回路を通して
流れるのを阻止するようにしておく。

【００２３】上記コンバータ出力短絡回路は例えば、駆
動信号が与えられた時に導通してＤＣ−ＤＣコンバータ
の出力を短絡するように設けられた短絡用スイッチと、
サイリスタ導通検出回路が導通検出信号を発生していな
いときに短絡用スイッチを遮断状態に保持し、導通検出
信号が発生しているときに短絡用スイッチに駆動信号を
与えて該短絡用スイッチを導通状態にする短絡用スイッ
チ制御回路とにより構成できる。

【００２４】また上記サイリスタ導通検出回路は例え
ば、サイリスタに保持電流が流れているか否かの判定基
準を与える基準電圧を発生する基準電圧発生回路と、サ
イリスタのゲートカソード間の電圧を基準電圧と比較し
てゲースカソード間の電圧が基準電圧を超えたときに導
通検出信号を発生する比較回路とにより構成できる。こ
の場合、短絡用スイッチ制御回路は、導通検出信号が発
生したときに導通する導通信号供給用スイッチを備えて
該導通信号供給用スイッチを通して短絡用スイッチに導
通信号を与える回路により構成することができる。

【００２５】上記のように、サイリスタ導通検出回路が
導通検出信号を発生しているときにＤＣ−ＤＣコンバー
タの昇圧トランスの二次コイルを短絡するコンバータ出
力短絡回路を設けると、点火用サイリスタの導通が検出
されたときにＤＣ−ＤＣコンバータが昇圧動作を行って
いても、該コンバータの出力はコンバータ出力短絡回路
により短絡されるため、コンバータの昇圧トランスの二
次電流が点火用サイリスタに流れることはなく、点火用
サイリスタは、点火用コンデンサの放電電流が保持電流
よりも小さくなった時点で遮断状態になる。

【００２６】このように、本発明によれば、点火用サイ
リスタの導通時間を必要以上長くすることなく、点火時
期までＤＣ−ＤＣコンバータの昇圧動作を行わせること
ができるため、各点火時期と次の点火時期との間の期間
を点火用コンデンサの充電に最大限利用して、点火用コ
ンデンサの充電を効率良く行わせることができ、バッテ
リ電圧の低下時などにおける点火エネルギの減少を最小
限に抑えることができる。

【００２７】

【発明の実施の形態】図１は本発明に係わる点火装置の
構成例を示したもので、同図において１は一次コイル１
ａ及び二次コイル１ｂを有する点火コイル、２は内燃機
関により駆動される磁石発電機の出力により充電される
バッテリ、３はバッテリ２の出力電圧を昇圧するＤＣ−
ＤＣコンバータ、４は点火コイルの一次側に設けられて
ＤＣ−ＤＣコンバータ３の出力で一方の極性に充電され
る点火用コンデンサ、５はトリガ信号が与えられたとき
に導通して点火用コンデンサ４の電荷を点火コイル１の
一次コイル１ａを通して放電させる点火用サイリスタ、
６は内燃機関の点火時期に点火用サイリスタ５にトリガ
信号を与える点火時期制御部、７は点火用サイリスタの
ゲートカソード間電圧を検出することによりサイリスタ
５が導通しているか否かを検出して点火用サイリスタが
導通していることを検出したときに導通検出信号Ｖ7 を
発生するサイリスタ導通検出回路、８はサイリスタ導通
検出回路７が導通検出信号Ｖ7 を発生しているときにＤ
Ｃ−ＤＣコンバータ３の昇圧動作を停止させる点火時昇
圧動作停止回路、９は点火用コンデンサ４の充電電圧を
検出して充電電圧が設定値に達したときにＤＣ−ＤＣコ
ンバータ３の昇圧動作を停止させる充電電圧制御回路で
あり、これらは図４に示した従来の点火装置と同様に構
成されている。

【００２８】本発明においては、上記の構成に加えて、
更に、サイリスタ導通検出回路７が導通検出信号Ｖ7 を
発生しているときにＤＣ−ＤＣコンバータ３の出力を短
絡するコンバータ出力短絡回路２０が設けられている。

【００２９】本発明においてはまた、点火用コンデンサ
４の放電電流がコンバータ出力短絡回路２０を通して流
れるのを阻止する逆流阻止手段を設けるが、図示の例で
は、点火用コンデンサ４の放電電流が充電電圧制御回路
９に流れるのを阻止するために設けられているダイオー
ドＤ4 が上記逆流阻止手段を兼ねている。図示のダイオ
ードＤ5 は、コンバータ出力短絡回路２０と充電電圧制
御回路９との間で干渉が生じるのを防止するために設け
られているが、両回路の間で干渉が生じない場合には、
ダイオードＤ5 を省略することができる。

【００３０】図１に示した点火装置において、バッテリ
の電圧が正常である場合には、点火時期よりも前に点火
用コンデンサ４の充電電圧Ｖc が設定値Ｖcoに達する。
充電電圧Ｖc が設定値Ｖcoに達すると、充電電圧制御回
路９が低レベルの昇圧動作禁止信号Ｖ9 ´を出力するた
め、アンド回路１０のアンド条件が成立しなくなり、発
振回路３Ｂの発振制御端子３ｂに低レベルの発振禁止信
号Ｖ10´が与えられる。従って発振回路３Ｂが発振を停
止し、ＤＣ−ＤＣコンバータ３が昇圧動作を停止する。
これにより、点火用コンデンサ４の充電が停止する。こ
れらの動作により、点火用コンデンサ４の充電電圧が設
定値Ｖco以下に制限され、該コンデンサ４の充電電圧が
過大になるのが防止される。

【００３１】点火時期制御部６から点火用サイリスタ５
にトリガ信号が与えられると、該サイリスタ５が導通し
て点火用コンデンサ４の電荷を点火コイル１の一次コイ
ル１ａを通して放電させ、点火コイルの二次コイル１ｂ
に点火用の高電圧を誘起させて点火動作を行わせる。点
火用サイリスタ５が導通すると、サイリスタ導通検出回
路７が導通検出信号を出力するため、点火時昇圧動作停
止回路８が低レベルの昇圧動作禁止信号Ｖ8 ´を出力し
て発振回路３Ｂの発振を阻止し、ＤＣ−ＤＣコンバータ
３の昇圧動作を停止させる。このときまた、導通検出信
号Ｖ7 がコンバータ出力短絡回路２０に与えられるた
め、該コンバータ出力短絡回路２０がダイオードＤ3 を
通してＤＣ−ＤＣコンバータ３の出力を短絡する。従っ
て、点火用サイリスタ５が導通した時に、たまたまＤＣ
−ＤＣコンバータ３の昇圧トランス３Ａの二次電流Ｉ2
が流れたとしても、該二次電流Ｉ2 はすべてコンバータ
出力短絡回路２０を通して流れる。そのため、昇圧トラ
ンス３Ａに二次電流が流れる状態で点火用サイリスタ５
にトリガ信号が与えられた場合に、昇圧トランス３Ａの
二次電流が点火用サイリスタ５に流れ込むことはなく、
該点火用サイリスタは、点火用コンデンサ４の放電電流
が保持電流よりも小さくなった時点で遮断状態になる。

【００３２】このように、本発明によれば、ＤＣ−ＤＣ
コンバータの昇圧トランス３Ａに二次電流が流れる状態
で点火用サイリスタ５にトリガ信号が与えられた場合
に、点火用コンデンサ４の放電電流が保持電流よりも小
さくなった時点で点火用サイリスタ５を遮断状態にする
ことができるため、点火用サイリスタの導通時間を必要
以上長くすることなく、点火時期までＤＣ−ＤＣコンバ
ータの昇圧動作を行わせることができる。従って、各点
火時期と次の点火時期との間の期間を点火用コンデンサ
の充電に最大限利用して、点火用コンデンサの充電を効
率良く行わせることができ、バッテリ電圧の低下時など
における点火エネルギの減少を最小限に抑えることがで
きる。

【００３３】図２は、図１に示した点火装置のサイリス
タ導通検出回路７、点火時昇圧動作停止回路８、充電電
圧制御回路９及びコンバータ出力短絡回路２０の具体的
構成例を示したものである。

【００３４】図２に示されたサイリスタ導通検出回路７
は、サイリスタ５に保持電流が流れているか否かの判定
基準を与える基準電圧Ｖr を発生する基準電圧発生回路
７Ａと、サイリスタ５のゲートカソード間の電圧Ｖgkを
基準電圧Ｖr と比較してゲースカソード間の電圧が基準
電圧を超えたときに前記導通検出信号を発生する比較回
路７Ｂとからなっている。基準電圧発生回路７Ａは、図
示しない定電圧直流電源回路から与えられる電源電圧Ｖ
B が印加された抵抗Ｒ2 及びＲ3 の直列回路からなって
いて、電源電圧ＶB を分圧して、抵抗Ｒ3 の両端に基準
電圧Ｖr を発生する。この基準電圧Ｖr の大きさは、サ
イリスタ５のアノード電流が保持電流に等しくなったと
きにそのゲースカソード間に生じる電圧に相当する値に
設定しておく。比較回路７Ｂは、比較器ＣＰ1 と該比較
器ＣＰ1 の反転入力端子に一端が接続された抵抗Ｒ4 と
からなっていて、基準電圧Ｖr が比較器ＣＰ1 の非反転
入力端子に入力され、サイリスタ５のゲートカソード間
電圧Ｖgkが抵抗Ｒ4 を通して比較器ＣＰ1 の反転入力端
子に入力されている。点火用サイリスタ５のゲートカソ
ード間には点火時期制御部６が出力するトリガ信号Ｖt
が抵抗Ｒ5 とダイオードＤ6 とを通して入力されてい
る。

【００３５】点火時昇圧動作停止回路８は、エミッタが
接地されたＮＰＮトランジスタＴＲ1 と、トランジスタ
ＴＲ1 のベースエミッタ間に接続された抵抗Ｒ6 と、ト
ランジスタＴＲ1 のベースに抵抗Ｒ7 を通してコレクタ
が接続され、エミッタが図示しない定電圧電源回路の出
力端子に接続されたＰＮＰトランジスタＴＲ2 と、トラ
ンジスタＴＲ2 のベースエミッタ間に並列に接続された
抵抗Ｒ8 及びコンデンサＣ2 と、トランジスタＴＲ2 の
ベースとサイリスタ導通検出回路７の比較器ＣＰ1 の出
力端子との間に接続された抵抗Ｒ9 とからなっている。

【００３６】充電電圧制御回路９は、点火用コンデンサ
４の充電電圧を検出して該充電電圧に比例した大きさの
検出電圧Ｖc ´を出力する充電電圧検出回路９Ａと、充
電電圧の設定値Ｖcoを与える設定電圧Ｖco´を発生する
設定電圧発生回路９Ｂと、検出電圧Ｖc ´を設定電圧Ｖ
co´と比較する比較器ＣＰ2 と、比較器ＣＰ2 による比
較結果に応じて昇圧動作許可信号または昇圧動作禁止信
号を出力する信号出力回路９Ｃとを備えている。

【００３７】図示の充電電圧検出回路９Ａは、ダイオー
ドＤ4 のアノードと接地間に直列に接続された抵抗Ｒ10
ないしＲ12の直列回路と、抵抗Ｒ12の両端に接続された
ツェナーダイオードＺＤとからなっていて、コンデンサ
４の充電電圧Ｖc に比例した検出電圧Ｖc ´を出力す
る。この検出電圧Ｖc ´は比較器ＣＰ2 の非反転入力端
子に抵抗Ｒ15を通して入力されている。

【００３８】設定電圧発生回路９Ｂは、図示しない定電
圧電源回路の出力端子間に接続された抵抗Ｒ13及びＲ14
の直列回路からなっていて、電源電圧ＶB を分圧するこ
とによりコンデンサ4 の充電電圧の設定値Ｖcoを与える
設定電圧Ｖco´を出力する。この設定電圧Ｖco´は比較
器ＣＰ2 の反転入力端子に入力されている。

【００３９】信号出力回路９Ｃは、エミッタが接地され
たＮＰＮトランジスタＴＲ3 と、トランジスタＴＲ3 の
ベースエミッタ間及びベースと図示しない電源回路の出
力端子間にそれぞれ接続された抵抗Ｒ16及びＲ17とから
なり、比較器ＣＰ2 の出力が高レベルの状態にあるとき
にトランジスタＴＲ3 が導通する。

【００４０】図示の例では、トランジスタＴＲ3 のコレ
クタとトランジスタＴＲ1 のコレクタとがアンド回路１
０を構成するように共通に接続され、これらのトランジ
スタの共通接続点が発振回路３Ｂの発振制御端子３ｂに
接続されている。

【００４１】コンバータ出力短絡回路２０は、ＤＣ−Ｄ
Ｃコンバータ３の正極側の出力端子（ダイオードＤ3 の
カソード）にアノードが接続されたダイオードＤ7 と、
該ダイオードＤ7 のカソードにコレクタが接続され、エ
ミッタが接地されたＮＰＮトランジスタＴＲ4 と、トラ
ンジスタＴＲ4 のベースエミッタ間に接続された抵抗Ｒ
18と、トランジスタＴＲ4 のベースに抵抗Ｒ19を通して
コレクタが接続され、エミッタが図示しない電源回路の
出力端子に接続されたＰＮＰトランジスタＴＲ5 と、該
トランジスタＴＲ5 のベースエミッタ間に並列に接続さ
れた抵抗Ｒ20及びコンデンサＣ4 と、トランジスタＴＲ
5 のベースに一端が接続された抵抗Ｒ21とからなり、抵
抗Ｒ21の他端はサイリスタ導通検出回路７の比較器ＣＰ
1 の出力端子に接続されている。このコンバータ出力停
止回路においては、ダイオードＤ7 ，トランジスタＴＲ
4 及び抵抗Ｒ18，Ｒ19により、駆動信号（図示の例では
トランジスタＴＲ4 のベース電流）が与えられた時に導
通してＤＣ−ＤＣコンバータの出力を短絡するように設
けられた短絡用スイッチ２０Ａが構成され、トランジス
タＴＲ5 ，コンデンサＣ4 及び抵抗Ｒ20により、サイリ
スタ導通検出回路７が導通検出信号Ｖ7 を発生していな
いときに短絡用スイッチ２０Ａを遮断状態に保持し、導
通検出信号Ｖ7 が発生しているときに短絡用スイッチ２
０Ａに駆動信号を与えて該短絡用スイッチを導通状態に
する短絡用スイッチ制御回路２０Ｂが構成されている。

【００４２】図２に示した点火装置において、コンデン
サ４の充電電圧Ｖc が設定値Ｖco以下のときには、Ｖc
´≦Ｖco´であるため、比較器ＣＰ2 の出力が低レベル
の状態にある。このときトランジスタＴＲ3 が遮断状態
にあるため、該トランジスタＴＲ3 のコレクタの電位は
高レベルの状態（昇圧動作許可信号Ｖ9 が発生した状
態）にある。

【００４３】また点火時期制御部６がトリガ信号を発生
しておらず、点火用サイリスタ５が遮断状態にあるとき
には、Ｖgk＜Ｖr であるため、比較器ＣＰ1 の出力端子
の電位が高レベルの状態にある。このとき点火時昇圧動
作停止回路８のトランジスタＴＲ2 及びＴＲ1 は遮断状
態にあるため、トランジスタＴＲ1 のコレクタの電位は
高レベルの状態（昇圧動作許可信号Ｖ8 が発生した状
態）にある。

【００４４】上記のように、トランジスタＴＲ1 及びＴ
Ｒ3 のコレクタの電位が共に高レベルの状態にあるとき
には、発振回路３Ｂの発振制御端子３ｂの電位が高レベ
ルの状態（発振許可信号が与えられた状態）に保たれ
る。このとき発振回路３Ｂは所定の周波数のパルスを発
生する。発振回路３Ｂがパルスを発生すると、該パルス
に同期して昇圧用スイッチ３Ｃがオンオフするため、昇
圧トランス３Ａの一次電流が断続し、該昇圧トランス３
Ａの二次コイルＷ2 に昇圧された電圧が誘起する。この
ようにしてＤＣ−ＤＣコンバータ３が昇圧動作を行う
と、昇圧トランス３Ａの二次コイルＷ2 からダイオード
Ｄ3 〜Ｄ4 と点火用コンデンサ４とダンパダイオードＤ
1 とを通して電流が流れて点火用コンデンサ４が充電さ
れる。点火用コンデンサ４は、ＤＣ−ＤＣコンバータ３
が出力するパルス状の電圧により徐々に充電されてい
く。

【００４５】点火用コンデンサ４の充電電圧Ｖc が設定
値Ｖcoを超えると、検出電圧Ｖc ´が設定電圧Ｖco´よ
りも高くなるため、比較器ＣＰ2 の出力が高レベルの状
態になる。これによりトランジスタＴＲ3 が導通するた
め、該トランジスタＴＲ3 のコレクタの電位がほぼ接地
電位まで低下し（昇圧動作禁止信号Ｖ9 ´が発生した状
態になり）、発振回路３Ｂの発振制御端子３ｂの電位を
低下させる（発振制御端子に発振禁止信号Ｖ10を与え
る）。このとき発振回路３Ｂは発振が禁止された状態に
なるため、該発振回路３Ｂが発振を停止し、昇圧用スイ
ッチ３Ｃのオンオフ動作を停止させる。これによりＤＣ
−ＤＣコンバータ３が昇圧動作を停止するため、点火用
コンデンサ４の充電が停止する。

【００４６】内燃機関の点火時期に点火時期制御部６が
トリガ信号Ｖt を発生すると、点火用サイリスタ５が導
通してコンデンサ４の電荷を点火コイル１の一次コイル
を通して放電させる。これにより点火コイルの鉄心中で
大きな磁束変化が生じるため、該点火コイルの二次コイ
ル１ｂに点火用高電圧が誘起し、点火プラグ１１に火花
放電が生じて機関が点火される。

【００４７】内燃機関の点火時期に点火時期制御部６か
らサイリスタ５にトリガ信号Ｖt が与えられると、Ｖgk
＞Ｖr となるため、比較器ＣＰ1 の出力端子の電位が接
地電位まで低下する（導通検出信号Ｖ7 が発生する）。
比較器ＣＰ1 の出力が接地電位まで低下すると、点火時
昇圧動作停止回路８のトランジスタＴＲ2 にベース電流
が流れて該トランジスタＴＲ2 が導通し、これによりト
ランジスタＴＲ1 が導通するため、該トランジスタＴＲ
1 のコレクタの電位が低レベルの状態になる。従って、
発振回路３Ｂの発振制御端子３ｂの電位が低レベルにな
り、該発振回路３Ｂが発振を禁止した状態に保持され
る。この動作により、サイリスタ５が導通している間Ｄ
Ｃ−ＤＣコンバータ３の昇圧動作が停止させられる。

【００４８】また点火用サイリスタ５にトリガ信号が与
えられることにより比較器ＣＰ1 の出力が低レベルの状
態になると、コンバータ出力短絡回路２０のトランジス
タＴＲ5 及びＴＲ4 が導通するため、ＤＣ−ＤＣコンバ
ータ３の昇圧トランス３Ａの二次コイルＷ2 がダイオー
ドＤ3 及びＤ7 とトランジスタＴＲ4 のコレクタエミッ
タ間とを通して短絡される。

【００４９】このように、本発明に係わる点火装置にお
いては、点火用サイリスタ５にトリガ信号が与えられる
と同時に、コンバータ出力短絡回路２０がＤＣ−ＤＣコ
ンバータの出力を短絡するため、昇圧トランス３Ａに二
次電流が流れる可能性があるタイミングでサイリスタ５
にトリガ信号が与えられた場合でも、該二次電流がサイ
リスタ５に流れ込むことはなく、点火用サイリスタ５は
点火用コンデンサ４の放電電流が保持電流を下回った時
点で遮断状態になる。

【００５０】図２に示した例では、比較器ＣＰ1 の出力
が低レベルになっている状態を、導通検出信号Ｖ7 が出
力されている状態としている。またトランジスタＴＲ1
及びＴＲ3 のそれぞれのコレクタの電位が高レベルにな
っている状態を昇圧動作許可信号Ｖ8 及びＶ9 が発生し
ている状態とし、これらのトランジスタＴＲ1 及びＴＲ
3 のコレクタの電位が低レベルになっている状態を昇圧
動作禁止信号Ｖ8 ´及びＶ9 ´が発生している状態とし
ている。

【００５１】また発振回路３Ｂの発振制御端子３ｂの電
位が低レベルの状態を発振禁止信号Ｖ10´が入力された
状態とし、発振制御端子３ｂの電位が高レベルになって
いる状態を発振許可信号Ｖ10が入力されている状態とし
ている。

【００５２】本発明は、図１及び図２に示したように、
昇圧動作許可信号Ｖ8 ，Ｖ9 及び発振許可信号（発振回
路３Ｂを発振させる際に発振制御端子３ｂに与える信
号）Ｖ10を高レベルの信号とし、昇圧動作禁止信号Ｖ8
´，Ｖ9 ´及び発振禁止信号（発振回路３Ｂの発振をと
める際に発振制御端子３ｂに与える信号）Ｖ10´を低レ
ベルの信号とする場合に限定されるものではない。例え
ば、昇圧動作許可信号Ｖ8 ，Ｖ9 及び発振許可信号Ｖ10
を低レベルの信号とし、昇圧動作禁止信号Ｖ8´，Ｖ9
´及び発振禁止信号Ｖ10´を高レベルの信号として、図
３に示すように、点火時昇圧動作停止回路８及び充電電
圧制御回路９のそれぞれの出力をオア回路１０´を通し
て発振制御端子３ｂに与えるようにしても良い。

【００５３】

【発明の効果】以上のように、本発明によれば、サイリ
スタ導通検出回路が導通検出信号を発生しているときに
ＤＣ−ＤＣコンバータの出力を短絡するコンバータ出力
短絡回路を設けたので、点火用サイリスタの導通時間を
必要以上長くすることなく、点火時期までＤＣ−ＤＣコ
ンバータの昇圧動作を行わせることができる。従って、
各点火時期と次の点火時期との間の期間を点火用コンデ
ンサの充電に最大限利用して、点火用コンデンサの充電
を効率良く行わせることができ、バッテリ電圧の低下時
などにおける点火エネルギの減少を最小限に抑えること
ができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係わるコンデンサ放電式内燃機関用点
火装置の一実施形態の全体的構成を示した構成図であ
る。

【図２】図１の点火装置の各部の具体的な構成例を示し
た回路図である。

【図３】本発明に係わるコンデンサ放電式内燃機関用点
火装置の他の実施形態の全体的構成を示した構成図であ
る。

【図４】従来のコンデンサ放電式内燃機関用点火装置の
構成を示した構成図である。

【図５】本発明が対象とするコンデンサ放電式内燃機関
用点火装置において、電源が正常な場合の点火用コンデ
ンサの端子電圧の時間的変化を示した線図である。

【図６】本発明が対象とするコンデンサ放電式内燃機関
用点火装置において、電源の電圧が不足する場合の点火
用コンデンサの端子電圧の時間的変化の一例を示した線
図である。

【図７】本発明が対象とするコンデンサ放電式の内燃機
関用点火装置において、電源の電圧が不足する場合の問
題点を説明するための線図である。

【図８】本発明が対象とするコンデンサ放電式の内燃機
関用点火装置において、電源の電圧が不足する場合の問
題点を説明するための線図である。

【図９】本発明が対象とするコンデンサ放電式の内燃機
関用点火装置で用いるＤＣ−ＤＣコンバータの昇圧トラ
ンスの一次電流波形の一例を示した線図である。

【符号の説明】

１ 点火コイル ２ バッテリ ３ ＤＣ−ＤＣコンバータ ３Ａ 昇圧トランス ３Ｂ 発振回路 ３Ｃ 昇圧用スイッチ ４ 点火用コンデンサ ５ 点火用サイリスタ ６ 点火時期制御部 ７ サイリスタ導通検出回路 ８ 点火時昇圧動作停止回路 ９ 充電電圧制御回路 ２０ コンバータ出力短絡回路

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 点火コイルと、バッテリから一次電流が
   与えられる昇圧トランスと発振回路の出力でオンオフ制
   御されて前記昇圧トランスの一次電流を断続させる昇圧
   用スイッチとを有して前記昇圧トランスの二次側から前
   記バッテリの出力電圧よりも高い電圧を出力するＤＣ−
   ＤＣコンバータと、前記点火コイルの一次側に設けられ
   て前記ＤＣ−ＤＣコンバータの出力で一方の極性に充電
   される点火用コンデンサと、トリガ信号が与えられたと
   きに導通して前記点火用コンデンサの電荷を前記点火コ
   イルの一次コイルを通して放電させる点火用サイリスタ
   と、内燃機関の点火時期に前記点火用サイリスタにトリ
   ガ信号を与える点火時期制御部と、前記点火用サイリス
   タのゲートカソード間電圧から該点火用サイリスタが導
   通しているか否かを検出して点火用サイリスタが導通し
   ていることを検出した時に導通検出信号を発生するサイ
   リスタ導通検出回路と、前記導通検出信号が発生してい
   る時に前記ＤＣ−ＤＣコンバータの昇圧用スイッチのオ
   ンオフ動作を停止させて前記ＤＣ−ＤＣコンバータの昇
   圧動作を停止させる点火時昇圧動作停止回路とを備えた
   コンデンサ放電式内燃機関用点火装置において、 前記サイリスタ導通検出回路が導通検出信号を発生して
   いるときに前記ＤＣ−ＤＣコンバータの出力を短絡する
   コンバータ出力短絡回路と、点火用コンデンサの放電電
   流が前記コンバータ出力短絡回路を通して流れるのを阻
   止する逆流阻止手段とを具備したことを特徴とするコン
   デンサ放電式内燃機関用点火装置。
2. 【請求項２】 前記コンバータ出力短絡回路は、 駆動信号が与えられた時に導通して前記ＤＣ−ＤＣコン
   バータの出力を短絡するように設けられた短絡用スイッ
   チと、 前記サイリスタ導通検出回路が導通検出信号を発生して
   いないときに前記短絡用スイッチを遮断状態に保持し、
   前記導通検出信号が発生しているときに前記短絡用スイ
   ッチに駆動信号を与えて該短絡用スイッチを導通状態に
   する短絡用スイッチ制御回路とからなっていることを特
   徴とする請求項１に記載のコンデンサ放電式内燃機関用
   点火装置。
3. 【請求項３】 前記サイリスタ導通検出回路は、前記サ
   イリスタに保持電流が流れているか否かの判定基準を与
   える基準電圧を発生する基準電圧発生回路と、前記サイ
   リスタのゲートカソード間の電圧を前記基準電圧と比較
   してゲースカソード間の電圧が基準電圧を超えたときに
   前記導通検出信号を発生する比較回路とからなり、 前記短絡用スイッチ制御回路は、前記導通検出信号が発
   生したときに導通する導通信号供給用スイッチを備えて
   該導通信号供給用スイッチを通して前記短絡用スイッチ
   に導通信号を与えるように構成されている請求項２に記
   載のコンデンサ放電式内燃機関用点火装置。