JPH11241670A - 内燃機関用点火装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】点火コイルの一次電流を制御する主制御トラン
ジスタからの発熱を抑制することができる内燃機関用点
火装置を提供する。 【解決手段】点火コイル１の一次コイル１ａとバッテリ
３との間に一次電流制御用スイッチ２を挿入し、点火コ
イルの一次電流を検出する電流検出抵抗１３の両端の電
圧が一次電流の第１の設定値に相当するレベル未満のと
きに一次電流制御用スイッチ２をオン状態にし、電流検
出信号が一次電流の第１の設定値よりも大きい値に達し
たときに一次電流制御用スイッチ２をオフ状態にする。
一次コイル１ａと主制御トランジスタ４の直列回路に対
して並列にフライホイールダイオード７を接続し、一次
電流制御用スイッチ２がオフ状態になったときにフライ
ホイールダイオード７を通して主制御トランジスタ４の
コレクタ電流を流す。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、直流電源から点火
コイルの一次コイルに供給される一次電流を遮断するこ
とにより点火コイルの二次コイルに点火用の高電圧を誘
起させる電流遮断形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】この種の点火装置は、点火コイルと、コ
レクタエミッタ間回路が点火コイルの一次コイルに対し
て直列に接続されて一次コイルを通して流れる一次電流
を制御する主制御トランジスタと、点火コイルの一次コ
イルと主制御トランジスタのコレクタエミッタ間回路と
の直列回路に直流電圧を印加する直流電源と、内燃機関
の点火時期よりも位相が進んだ時期に主制御トランジス
タを導通状態にし、内燃機関の点火時期に主制御トラン
ジスタを遮断状態にするように主制御トランジスタを制
御する主制御トランジスタ制御部とを備えていて、主制
御トランジスタが導通状態から遮断状態になった時に点
火コイルの二次コイルに点火用の高電圧を誘起させるよ
うになっている。

【０００３】この種の点火装置を安定に動作させるため
には、点火コイルの一次電流をほぼ一定値に保つように
制御する必要がある。

【０００４】図５は従来のこの種の点火装置の構成例
（例えば特開平５−２６３７３９号公報）を示したもの
で、同図において１は点火コイル、３は直流電源として
のバッテリ、３０はバッテリ３から点火コイル１の一次
コイルを通して流れる一次電流をオンオフ制御する主制
御トランジスタ、３１はトランジスタ３０のコレクタエ
ミッタ間回路に対して直列に接続されて、点火コイルの
一次電流（トランジスタ３０のコレクタ電流）に相応し
たレベルの電流検出信号Ｖi を両端に発生する電流検出
抵抗、３４は、トランジスタ３０のベース電流を制御す
るドライブ回路である。ドライブ回路３４には、図示し
ない点火制御回路から矩形波状の入力信号が与えられて
いる。この入力信号は内燃機関の点火時期よりも位相が
進んだ回転角度位置で立ち上がり、点火時期に相当する
回転角度位置で零に立ち下がる矩形波状の信号で、ドラ
イブ回路３４は、矩形波状の入力信号が与えられたとき
にトランジスタ３０にベース電流を流して該トランジス
タを導通させ、内燃機関の点火時期に相当する回転角度
位置で入力信号が零になったときにトランジスタ３０の
ベース電流を零にして該トランジスタ３０を遮断状態に
する。トランジスタ３０が遮断状態になると、それまで
点火コイルの一次コイル１ａを通して流れていた一次電
流が遮断されるため、該点火コイルの二次コイル１ｂに
点火用の高電圧が誘起する。この高電圧は機関の気筒に
取り付けられた点火プラグ６に印加されるため、該点火
プラグ６に火花が飛んで機関が点火される。

【０００５】電流検出用抵抗３１の両端に得られる電流
検出信号Ｖi は、電源回路３２から得られる基準電圧Ｖ
ref とともに電圧比較器３３に入力され、電圧比較器３
３の出力は、ドライブ回路３４に入力されている。

【０００６】ドライブ回路３４は、電流検出信号Ｖi の
レベルが基準電圧のレベルよりも低いときにトランジス
タ３０のベース電流を増加させ、電流検出信号Ｖi のレ
ベルが基準電圧のレベル以上になったときにトランジス
タ３０のベース電流を減少させるように、トランジスタ
３０のベース電流を制御して、点火コイルの一次コイル
１ａを流れる一次電流を設定値以下に保つように制御す
る。主制御トランジスタ３０の発振を防止するため、該
トランジスタのベースエミッタ間には発振防止用抵抗３
５が接続されている。

【０００７】図６は図５に示した点火装置の主制御トラ
ンジスタ３０のコレクタエミッタ間電圧ＶCEとコレクタ
電流Ｉc との関係の静特性を示したものである。また図
７は、図５の回路の主制御トランジスタ３０のコレクタ
電流Ｉc の波形を示している。内燃機関の点火時期より
も位相が進んだ時刻ｔ1 で主制御トランジスタ３０が導
通状態になると、コレクタ電流Ｉc は図６に示した静特
性の飽和領域に沿って上昇し、時刻ｔ2 においてコレク
タ電流Ｉc が設定値Ｉcsに達して電流検出信号Ｖi が基
準電圧Ｖref に達すると、ドライブ回路３４が主制御ト
ランジスタ３０のベース電流を減少させてそのコレクタ
電流を設定値Ｉcs付近に保つように制限する。これによ
り点火コイルの一次コイル１ａに流れる一次電流の時間
的変化率が低下して該一次コイルの両端間の電圧の大き
さが低下すると、主制御トランジスタ３０のコレクタエ
ミッタ間電圧が図６にＶCES で示すように大きくなる。
従って、主制御トランジスタ３０は、該トランジスタの
コレクタ電流が設定値Ｉcsに制限されている間図６に示
すように不飽和領域で動作し、この間コレクタエミッタ
間電圧ＶCEが大きな値を示す。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】上記のように、従来の
点火装置では、主制御トランジスタを不飽和領域で動作
させていたため、該トランジスタのコレクタエミッタ間
電圧ＶCEが高くなり、トランジスタの損失が多くなって
トランジスタからの発熱が多くなるという問題があっ
た。そのため、主制御トランジスタとして大容量のトラ
ンジスタを用いたり、該トランジスタを冷却するために
大形のヒートシンクを取り付けたりする必要があって、
装置のコストが高くなるという問題があった。

【０００９】また従来の点火装置では、多気筒内燃機関
を点火するために、主制御トランジスタを複数設ける場
合に、複数の主制御トランジスタのそれぞれに対してベ
ース電流を制御する回路を設ける必要があるため、回路
構成が複雑になるという問題があった。

【００１０】本発明の目的は、主制御トランジスタで生
じる損失を少くして該トランジスタからの発熱を抑える
ことができるようにした内燃機関用点火装置を提供する
ことにある。

【００１１】本発明の他の目的は、多気筒内燃機関を点
火するために点火コイルと主制御トランジスタとが複数
個ずつ設けられる場合に、回路構成を複雑にすることな
く、かつ各主制御トランジスタからの発熱を抑制しつつ
各点火コイルの一次電流をほぼ一定に保つように制御す
ることができるようにした内燃機関用点火装置を提供す
ることにある。

【００１２】

【課題を解決するための手段】本発明が対象とする内燃
機関用点火装置は、点火コイルと、コレクタエミッタ間
回路が点火コイルの一次コイルに対して直列に接続され
て一次コイルを通して流れる一次電流を制御する主制御
トランジスタと、点火コイルの一次コイルと主制御トラ
ンジスタのコレクタエミッタ間回路との直列回路に直流
電圧を印加する直流電源と、内燃機関の点火時期よりも
位相が進んだ時期に主制御トランジスタを導通状態に
し、内燃機関の点火時期に主制御トランジスタを遮断状
態にするように主制御トランジスタを制御する主制御ト
ランジスタ制御部とを備えて、主制御トランジスタが導
通状態から遮断状態になった時に点火コイルの二次コイ
ルに点火用の高電圧を誘起させるようにしたものであ
る。

【００１３】本発明においては、直流電源と点火コイル
の一次コイルとの間に挿入されて直流電源から該一次コ
イルと主制御トランジスタのコレクタエミッタ間回路と
を通して流れる一次電流をオンオフ制御する一次電流制
御用スイッチと、主制御トランジスタのコレクタ電流を
検出して該コレクタ電流に相応したレベルの電流検出信
号を発生する電流検出手段と、電流検出信号のレベルが
第１の設定値未満のときに一次電流制御用スイッチをオ
ン状態にし、電流検出信号のレベルが第１の設定値より
も大きい第２の設定値に達した時に一次電流制御用スイ
ッチをオフ状態にするように電流検出信号に応じて一次
電流制御用スイッチをオンオフ制御するスイッチ制御回
路と、点火コイルの一次コイルと主制御トランジスタの
コレクタエミッタ間回路との直列回路に対して並列に接
続されたフライホイールダイオードとを設ける。

【００１４】そして、主制御トランジスタが導通してい
る状態で一次電流制御用スイッチがオフ状態になったと
きに点火コイルの一次コイルと主制御トランジスタのコ
レクタエミッタ間回路と電流検出手段とフライホイール
ダイオードとを通して主制御トランジスタのコレクタ電
流が流れるようにフライホイールダイオードの向きを設
定し、主制御トランジスタを飽和領域で動作させるよう
に該主制御トランジスタのベース電流を設定する。

【００１５】上記のように構成すると、主制御用トラン
ジスタを飽和領域で動作させることができるため、該ト
ランジスタからの発熱を抑制することができ、該トラン
ジスタとして電流容量が小さい安価なものを使用するこ
とができる。また主制御用トランジスタからの発熱を抑
えることができるため、該トランジスタに取り付けるヒ
ートシンクの小形化を図って点火装置の小形軽量化を図
ることができる。

【００１６】本発明はまた、ｎ個（ｎは２以上の整数）
の気筒を有する多気筒内燃機関を点火する点火装置にも
適用することができるが、多気筒内燃機関に本発明を適
用する場合には、以下の構成をとることが好ましい。

【００１７】本発明が対象とする内燃機関用点火装置に
おいて、内燃機関がｎ個の気筒を有する場合には、内燃
機関のｎ個の気筒にそれぞれ対応するｎ個の点火コイル
を設け、ｎ個の気筒及びｎ個の点火コイルにそれぞれ対
応するｎ個の主制御トランジスタを設ける必要がある。
この場合、ｎ個の点火コイルの一次コイルの一端を共通
接続し、ｎ個の主制御トランジスタのコレクタエミッタ
間回路の一端をｎ個の点火コイルの一次コイルの他端に
接続するとともに、該ｎ個の主制御トランジスタのコレ
クタエミッタ間回路の他端を共通に接続して、ｎ個の点
火コイルの一次コイルにそれぞれｎ個の主制御トランジ
スタのコレクタエミッタ間回路を直列に接続する。また
一方の出力端子が接地された直流電源を設けて該直流電
源からｎ個の点火コイルの一次コイルとｎ個の主制御ト
ランジスタのコレクタエミッタ間回路との直列回路に直
流電圧を印加する。更に内燃機関の各気筒の点火時期よ
りも位相が進んだ時期に各気筒に対応する主制御トラン
ジスタを導通状態にし、内燃機関の各気筒の点火時期に
各気筒に対応する主制御トランジスタを遮断状態にする
ように各気筒に対応する主制御トランジスタを制御する
主制御トランジスタ制御部を設け、各気筒に対応する主
制御トランジスタが導通状態から遮断状態になった時に
各気筒に対応する点火コイルの二次コイルに点火用の高
電圧を誘起させる。

【００１８】このような多気筒内燃機関を点火する点火
装置に本発明を適用する場合には、直流電源の他方の出
力端子（非接地側端子）とｎ個の点火コイルの一次コイ
ルの一端の共通接続点との間に一次電流制御用スイッチ
を挿入して、該スイッチにより、直流電源からｎ個の点
火コイルの一次コイルと該ｎ個の点火コイルの一次コイ
ルにそれぞれ接続されたｎ個の主制御トランジスタのコ
レクタエミッタ間回路とを通して流れる一次電流を一括
してオンオフ制御する。

【００１９】またｎ個の主制御トランジスタのコレクタ
エミッタ間回路の他端の共通接続点と直流電源の一方の
出力端子との間に電流検出手段を接続し、該電流検出手
段の両端に生じる電流検出信号のレベルが第１の設定値
未満のときに一次電流制御用スイッチをオン状態にし、
電流検出信号のレベルが第１の設定値よりも大きい第２
の設定値に達した時に一次電流制御用スイッチをオフ状
態にするように電流検出信号に応じて一次電流制御用ス
イッチをオンオフ制御するスイッチ制御回路を設ける。

【００２０】更に、ｎ個の点火コイルの一次コイルとｎ
個の主制御トランジスタのコレクタエミッタ間回路との
それぞれの直列回路に対して並列に１個のフライホイー
ルダイオードを接続し、各主制御トランジスタが導通し
ている状態で一次電流制御用スイッチがオフ状態になっ
たときに各点火コイルの一次コイルと各点火コイルの一
次コイルに直列に接続された主制御トランジスタのコレ
クタエミッタ間回路と電流検出手段と該フライホイール
ダイオードとを通して各主制御トランジスタのコレクタ
電流が流れるようにフライホイールダイオードの向きを
設定する。

【００２１】この場合も、各主制御トランジスタを飽和
領域で動作させるように各主制御トランジスタのベース
電流を設定する。

【００２２】このように構成すると、一次電流制御用ス
イッチと、電流検出手段と、スイッチ制御回路と、フラ
イホイールダイオードとをｎ個の点火コイル及びｎ個の
主制御トランジスタに対して共用することができるた
め、回路構成を特に複雑にすることなく、多気筒内燃機
関を点火する点火装置に本発明を適用して、主制御トラ
ンジスタからの発熱を抑制する効果を得ることができ
る。

【００２３】上記一次電流制御用スイッチは駆動信号が
与えられている間オン状態になるスイッチ素子（例えば
トランジスタ）により構成すればよい。

【００２４】また上記スイッチ制御回路は、第２の設定
値に相当するレベルの基準電圧を発生する基準電圧発生
回路と、基準電圧及び電流検出信号がそれぞれ非反転入
力端子及び反転入力端子に入力されて反転入力端子の入
力電圧が非反転入力端子の入力電圧を超えた時に出力端
子の電位が高レベルの状態から低レベルの状態に反転す
る電圧比較器と、該電圧比較器の出力端子の電位を非反
転入力端子に帰還して該電圧比較器の出力端子の電位が
低レベルの状態になった時に非反転入力端子の入力電圧
を第１の設定値に相当するレベルに低下させる帰還抵抗
と、電圧比較器の出力端子の電位が高レベルの状態にあ
るときに一次電流制御用スイッチに駆動信号を与え、電
圧比較器の出力端子の電位が低レベルの状態にあるとき
に一次電流制御用スイッチへの駆動信号の供給を阻止す
る駆動信号供給制御回路とを備えることにより構成でき
る。

【００２５】

【発明の実施の形態】図１は、本発明を単気筒内燃機関
の点火装置に適用した場合の装置の構成例を示したもの
である。同図において、１は一次コイル１ａ及び二次コ
イル１ｂを有する点火コイル、２は一次電流制御用スイ
ッチ、３は直流電源としてのバッテリであり、バッテリ
３の一方の出力端子（図示の例では負極端子）は接地さ
れている。バッテリ３の他方の出力端子（図示の例では
正極端子）は一次電流制御用スイッチ２を介して一次コ
イル１ａの一端に接続され、一次コイル１ａの他端は、
主制御トランジスタ４のコレクタエミッタ間回路と電流
検出手段５とを通して接地されている。

【００２６】点火コイルの二次コイル１ｂの一端は一次
コイル１ａの一端に接続され、該二次コイルの他端は、
内燃機関の気筒に取付けられた点火プラグ６の非接地側
端子に接続されている。また、点火コイルの一次コイル
１ａの一端と接地間には、アノードを接地側に向けたフ
ライホイールダイオード７が接続されている。

【００２７】一次電流制御用スイッチ２が導通している
状態で、内燃機関の点火時期よりも位相が進んだ時期に
主制御トランジスタ４が導通状態になると、一次電流制
御用スイッチ２と点火コイルの一次コイル１ａと主制御
トランジスタ４のコレクタエミッタ間回路と電流検出手
段５との直列回路にバッテリ３の出力電圧が印加されて
一次コイル１ａに一次電流Ｉ1 が流れ、内燃機関の点火
時期に主制御トランジスタ４が遮断状態になると該一次
電流が遮断されて点火コイルの二次コイル１ｂに点火用
の高電圧が誘起させられる。

【００２８】主制御トランジスタ４の導通、遮断を制御
するため、主制御トランジスタ制御部８が設けられてい
る。また、一次電流制御用スイッチ２をオンオフ制御す
るため、電流検出手段５から得られる電流検出信号Ｖi
を入力して点火コイル１の一次電流の大きさに応じて一
次電流制御用スイッチ２への駆動信号の供給を制御する
スイッチ制御回路９が設けられている。

【００２９】更に詳細に説明すると、一次電流制御用ス
イッチ２は、エミッタがバッテリ３の正極出力端子に接
続され、コレクタが点火コイルの一次コイル１ａの一端
に接続されたＰＮＰトランジスタ１０からなるスイッチ
素子と、該トランジスタのエミッタコレクタ間にアノー
ドをコレクタ側に向けて接続されて点火コイル１の一方
の方向の二次電流をＰＮＰトランジスタ１０から側路す
るダイオード１１とからなっている。

【００３０】図示の例では、主制御トランジスタ４が、
ＮＰＮ形のパワートランジスタからなっていて、該トラ
ンジスタ４のコレクタは点火コイルの一次コイル１ａの
他端に接続され、エミッタは電流検出手段５を通して接
地されている。この主制御トランジスタ４としては、ダ
ーリントン接続された複合トランジスタやＩＧＢＴ（絶
縁ゲート型バイポーラトランジスタ）などを用いること
もできる。

【００３１】電流検出手段５は、一端が主制御トランジ
スタ４のエミッタに接続され他端が接地された小抵抗値
の電流検出抵抗１３からなり、該電流検出抵抗の両端に
主制御トランジスタ４のコレクタ電流（点火コイル１の
一次電流）に相応したレベルの電流検出信号Ｖi が得ら
れるようになっている。

【００３２】主制御トランジスタ制御部８は、マイクロ
コンピュータなどを用いて内燃機関の運転状態に応じて
点火時期を演算する点火時期制御回路１４と、ＮＰＮト
ランジスタ１５及び抵抗１６とからなっている。点火時
期制御回路１４は、内燃機関の点火時期よりも位相が進
んだ時期にＮＰＮトランジスタ１５をオフ状態にして図
示しない定電圧電源の出力電圧Ｖc により抵抗１６を通
して主制御トランジスタ４のベースに点火信号Ｖt を印
加し、これにより主制御トランジスタ４に、該トランジ
スタを飽和領域で動作させるために十分な大きさのベー
ス電流を供給する。点火時期制御回路１４はまた、内燃
機関の点火時期にＮＰＮトランジスタ１５をオン状態に
して点火信号Ｖt を零にすることにより、主制御トラン
ジスタ４へのベース電流の供給を停止させて該主制御ト
ランジスタを遮断状態にする。

【００３３】スイッチ制御回路９は、定電圧電源の出力
電圧Ｖc を抵抗１７及び１８からなる分圧回路により分
圧して基準電圧Ｖref を発生する基準電圧発生回路１９
と、該基準電圧及び電流検出手段５から出力される電流
検出信号Ｖi がそれぞれ非反転入力端子及び反転入力端
子に入力されて反転入力端子の入力電圧が非反転入力端
子の入力端子を超えた時に出力端子の電位が高レベルの
状態から低レベルの状態に反転する電圧比較器２０と、
該電圧比較器の出力端子と非反転入力端子との間に接続
された帰還抵抗２１と、定電圧電源（図示せず）の出力
端子と電圧比較器２０の出力端子との間に接続された抵
抗２２と、エミッタが接地されベースが抵抗２３を介し
て電圧比較器２０の出力端子に接続されたＮＰＮトラン
ジスタ２４からなる駆動信号供給制御回路２５とにより
構成されている。トランジスタ２４のコレクタは、抵抗
２６を通して一次電流制御用スイッチ２を構成するトラ
ンジスタ１０のベースに接続され、トランジスタ２４の
オンオフにより、一次電流制御用スイッチ２がオンオフ
させられるようになっている。

【００３４】電圧比較器２０の非反転入力端子と出力端
子との間に接続された帰還抵抗２１は該比較器にヒステ
リシス特性をもたせるために設けられたものである。こ
の帰還抵抗２１が設けられていることにより、電圧比較
器の出力端子の電位が低レベルになった時にその非反転
入力端子に入力される基準電圧Ｖref が一次電流の第１
の設定値に相当するレベルＶref1に低下させられ、電圧
比較器２０の出力端子の電位が高レベルになっている時
に非反転入力端子に入力される基準電圧Ｖrefが一次電
流の第２の設定値に相当するレベルＶref2に上昇させら
れる。

【００３５】駆動信号供給制御回路２５のトランジスタ
２４は、電圧比較器２０の出力端子の電位が高レベルの
状態にあるときに導通状態になって一次電流制御用スイ
ッチ２のトランジスタ１０にベース電流を流し、該トラ
ンジスタ１０をオン状態にする。また電圧比較器２０の
出力端子の電位が低レベルになると、トランジスタ２４
が非導通状態になって一次電流制御用スイッチ２のトラ
ンジスタ１０のベース電流を遮断し、該トランジスタ１
０をオフ状態にする。トランジスタ１０に流れるベース
電流の大きさは、該トランジスタが飽和領域で動作する
値に設定されている。

【００３６】次に、図１の回路の動作を図２のタイミン
グチャートを参照して説明する。

【００３７】主制御トランジスタ４が遮断状態にあると
きには、電圧比較器２０の出力端子が高レベルになって
いるので、駆動信号供給制御回路２５のトランジスタ２
４が導通して一次電流制御用スイッチ２のトランジスタ
１０にベース電流を流す。これによりトランジスタ１０
が導通する。

【００３８】図２（Ａ）に示すように、主制御トランジ
スタ制御部８が、内燃機関の点火時期ｔs よりも位相が
進んだ時刻ｔ1 において点火信号Ｖt を発生すると、主
制御トランジスタ４が導通状態になって、バッテリ３か
ら一次電流制御用スイッチ２と点火コイルの一次コイル
１ａと主制御トランジスタ４のコレクタエミッタ間回路
と電流検出手段５とを通して図２（Ｃ）に示すように一
次電流Ｉ1 が流れる。この一次電流Ｉ1 （トランジスタ
１２のコレクタ電流Ｉc ）は電流検出手段５により検出
される。電流検出手段５から得られる電流検出信号Ｖi
は、一次電流Ｉ1 の上昇に伴って図２（Ｄ）に破線で示
すように上昇していく。

【００３９】このとき電圧比較器２０の非反転入力端子
に入力されている基準電圧Ｖref は、一次電流の第２の
設定値に相当するレベルＶref2を示している。時刻ｔ2
において電流検出信号Ｖi のレベルが基準電圧のレベル
Ｖref2を超えると、電圧比較器２０の出力端子の電位が
高レベル状態から低レベル状態に変化するため、駆動信
号供給制御回路２５のトランジスタ２４が遮断状態にな
って、一次電流制御用スイッチ２がオフ状態になる（図
２Ｂ参照）。また電圧比較器２０の出力端子の電位が低
レベルになることにより、その非反転入力端子に入力さ
れる基準電圧Ｖref のレベルが、一次電流の第２の設定
値よりも小さい第１の設定値に相当するレベルＶref1に
なる（図２Ｄ参照）。

【００４０】一次電流制御用スイッチ２がオフ状態にな
ると、点火コイルの一次コイル１ａに蓄積されていた電
磁エネルギにより、一次コイル１ａ→主制御トランジス
タ４のコレクタエミッタ間回路→電流検出手段５→フラ
イホイールダイオード７→一次コイル１ａの経路で一次
コイル１ａに指数関数的に減衰する一次電流（図２Ｃ）
が流れ、時刻ｔ3 で電流検出信号Ｖi のレベルが一次電
流の第１の設定値に相当するレベルＶref1まで低下する
と、電圧比較器２０の出力端子の電位が低レベルから再
び高レベルになって、駆動信号供給制御回路２５のトラ
ンジスタ２４が導通状態となり、一次電流制御スイッチ
２がオン状態になる（図２Ｂ）。これにより、点火コイ
ルの一次コイル１ａに再びバッテリ３から電流が供給さ
れて一次電流Ｉ1 が上昇していく（図２Ｃ）。また電圧
比較器２０の出力端子の電位が高レベルになることによ
り、その非反転入力端子に入力される基準電圧のレベル
が再び一次電流の第２の設定値に相当するレベルＶref2
になる（図２Ｄ）。

【００４１】主制御トランジスタ４が導通状態にある間
は、一次電流制御用トランジスタ２のオンオフが繰り返
されて、一次電流Ｉ1 の大きさが第１の設定値Ｖref1と
第２の設定値Ｖref2にそれぞれ相応する値の間に制限さ
れ、内燃機関の点火時期ｔsで主制御トランジスタ制御
部８から主制御トランジスタ４に与えられていた点火信
号Ｖt （図２Ａ）が零になると、主制御トランジスタ４
が遮断状態になって点火コイル１の一次電流Ｉ1 図２
Ｃ）が遮断される。これにより点火コイルの二次コイル
１ｂに点火用の高電圧が誘起する。

【００４２】上記の例において、電圧比較器２０の非反
転入力端子に入力される第１の設定値Ｖref1と第２の設
定値Ｖref2との差は、電圧比較器２０の帰還抵抗２１の
抵抗値の選定により適宜調節することができる。

【００４３】主制御トランジスタ制御部８の抵抗１６を
通して主制御トランジスタ４に供給されるベース電流の
大きさは、該主制御トランジスタのコレクタ電流の大き
さが第１及び第２の設定値にそれぞれ相応する値のとき
に該主制御トランジスタを飽和領域で動作させるのに十
分な値に設定されている。

【００４４】また、駆動信号供給制御回路２５と抵抗２
６とを通して流れる一次電流制御用スイッチ２のトラン
ジスタ１０のベース電流の大きさは、該トランジスタを
飽和領域で動作させるのに十分な値に設定されている。

【００４５】従って、主制御トランジスタ４及び一次電
流制御用スイッチのトランジスタ１０は飽和領域で動作
するので、それぞれのコレクタエミッタ間電圧が大きく
なって発熱が大きくなることはない。

【００４６】図１の例では、機関の１つの気筒を点火す
るように装置が構成されているが、多気筒内燃機関を点
火する点火装置にも本発明を適用することができる。図
３は、ｎ個（ｎは２以上の整数）の気筒を有する多気筒
内燃機関を点火する点火装置の一例として、３気筒の内
燃機関（ｎ＝３）に用いる点火装置に本発明を適用した
例を示したものである。

【００４７】図３に示した例では、内燃機関の３個の気
筒にそれぞれ対応する３個の点火コイル１０１，１０２
及び１０３と、これら３個の点火コイルにそれぞれ対応
する３個の主制御トランジスタ４０１，４０２及び４０
３とが設けられている。この例では、３個の点火コイル
の一次コイル１０１ａ，１０２ａ及び１０３ａのそれぞ
れの一端が共通に接続され、一次コイル１０１ａ〜１０
３ａの他端はそれぞれ主制御トランジスタ４０１〜４０
３のコレクタに接続されている。主制御トランジスタ４
０１〜４０３のエミッタは共通に接続され、３個の点火
コイルのそれぞれの一次コイルと主制御トランジスタの
コレクタエミッタ回路との直列回路が互いに並列に接続
された形になっている。

【００４８】３個の点火コイル１０１，１０２及び１０
３の二次コイル１０１ｂ，１０２ｂ及び１０３ｂのそれ
ぞれの一端は一次コイル１０１ａ，１０２ａ及び１０３
ａの一端に接続され、二次コイル１０１ｂ，１０２ｂ及
び１０３ｂの他端はそれぞれ対応する気筒に取り付けら
れた３個の点火プラグ６０１，６０２及び６０３の非接
地側端子に接続されている。

【００４９】負極側の端子が接地されたバッテリ３の正
極端子と３個の点火コイルの一次コイルの共通接続との
間には、図１の例で用いられているものと同様な一次電
流制御用スイッチ２が挿入され、このスイッチ２によ
り、バッテリ３から３個の点火コイルの一次コイル１０
１ａ，１０２ａ及び１０３ａに流れる一次電流Ｉ11，Ｉ
12及びＩ13が一括してオンオフ制御されるようになって
いる。

【００５０】３個の主制御トランジスタ４０１，４０２
及び４０３の各エミッタの共通接続点とバッテリ（直流
電源）３の一方の出力端子との間には電流検出手段５が
接続されていて、該電流検出手段により３個の主制御ト
ランジスタのコレクタ電流（３個の点火コイルの一次電
流）が一括して検出されるようになっている。

【００５１】３個の点火コイルのそれぞれの一次コイル
１０１ａ，１０２ａ及び１０３ａの一端の共通接続点と
接地間には、アノードを接地側に向けた１個のフライホ
イールダイオード７が接続されていて、各主制御トラン
ジスタが導通している状態で一次電流制御用スイッチ２
がオン状態になったときに、各点火コイルの一次コイル
と各点火コイルの一次コイルに直列に接続された主制御
トランジスタのコレクタエミッタ間回路と電流検出手段
５とフライホイールダイオード７とを通して各主制御ト
ランジスタにコレクタ電流（各主制御トランジスタに直
列に接続された点火コイルの一次電流）が流れる。

【００５２】電流検出手段５から得られる電流検出信号
Ｖi は、図１に示した例で用いたものと全く同様な構成
を有するスイッチ制御回路９に入力されている。スイッ
チ制御回路９は、電流検出信号Ｖi のレベルが一次電流
の第１の設定値に相当するレベルＶref1未満のときに一
次電流制御用スイッチ２をオン状態にし、電流検出信号
Ｖi のレベルが一次電流の第１の設定値よりも大きい第
２の設定値に相当するレベルＶref2に達したときに一次
電流制御用スイッチ２をオフ状態にするように電流検出
信号Ｖi に応じて一次電流制御用スイッチ２をオンオフ
制御する。

【００５３】３個の主制御トランジスタ４０１，４０２
及び４０３のそれぞれの導通、遮断を制御するため、主
制御トランジスタ制御部８０が設けられている。主制御
トランジスタ制御部８０は、３個のＮＰＮトランジスタ
１５１，１５２及び１５３と、一端が図示しない定電圧
電源の出力端子に共通接続され、他端が３個のトランジ
スタ１５１，１５２及び１５３のそれぞれのコレクタに
接続された３個の抵抗１６１，１６２及び１６３と、内
燃機関の各気筒の点火時期を演算して３個のトランジス
タ１５１，１５２及び１５３の導通，遮断を制御する点
火時期制御回路１４０とからなっている。主制御トラン
ジスタ制御部８０はそれぞれ点火信号Ｖt1，Ｖt2及びＶ
t3を出力して、内燃機関の３つの気筒にそれぞれ対応す
る主制御トランジスタ４０１，４０２及び４０３を、対
応する気筒の点火時期よりも位相が進んだ時期に導通状
態にし、対応する気筒の点火時期に遮断するように、各
気筒に対応する主制御トランジスタを制御する。各主制
御トランジスタのベース電流の大きさは、各主制御トラ
ンジスタのコレクタ電流の大きさが第１及び第２の設定
値にそれぞれ相応する値のときに各主制御トランジスタ
を飽和領域で動作させるのに十分な値に設定されてい
る。

【００５４】図４は、図３の各部の動作を表わしたタイ
ミングチャートで、同図（Ａ）〜（Ｃ）は主制御トラン
ジスタ制御部８０から出力されてそれぞれ主制御トラン
ジスタ４０１，４０２及び４０３を制御する点火信号Ｖ
t1，Ｖt2及びＶt3の波形である。また同図（Ｄ）は一次
電流制御用スイッチ２のオンオフ動作を示した線図、同
図（Ｅ）〜（Ｇ）はそれぞれ点火コイル１０１，１０２
及び１０３の一次電流Ｉ11，Ｉ12，及びＩ13の波形を示
した波形図、同図（Ｈ）はスイッチ制御回路９の電圧比
較器２０の反転入力端子に入力される電流検出信号Ｖi
（破線）と電圧比較器２０の非反転入力端子に入力され
る基準電圧のレベルＶref1及びＶref2（実線）とを示し
たものである。内燃機関の３個の気筒のそれぞれの点火
時期ｔs1，ｔs2及びｔs3において対応する点火コイルの
一次電流Ｉ11，Ｉ12，及びＩ13がそれぞれ遮断されて、
対応する点火コイルの二次コイルに点火用の高電圧が誘
起する。

【００５５】図３に示した例では３気筒内燃機関を点火
する場合について示したが、本発明は、一般にｎ個（ｎ
は２以上の整数）の気筒を有する内燃機関を点火する点
火装置に適用することができる。その場合には、各気筒
に対応してｎ個の点火コイル及びｎ個の主制御トランジ
スタを設けるとともに、該ｎ個の主制御トランジスタを
制御する主制御トランジスタ制御部を設ける。この場合
にも、各主制御トランジスタを飽和領域で動作させて該
主制御トランジスタの発熱を抑制する効果を得ることが
でき、また一次電流制御用スイッチと、電流検出手段
と、スイッチ制御回路と、フライホイールダイオードと
をｎ個の点火コイル及びｎ個の主制御トランジスタに対
して共用して、回路構成を特に複雑にすることなくｎ個
の気筒を有する多気筒内燃機関用の点火装置を構成する
ことができる。

【００５６】上記の説明では、点火コイルの一次コイル
に電流を流す直流電源としてバッテリを用いたが、該直
流電源はバッテリに限られるものではなく、商用電源な
どの交流電源の出力を変圧器を通して所定の電圧値まで
変成した後、整流器及び平滑回路を通して直流電圧を得
るようにした直流電源を用いて点火コイルに一次電流を
流すようにする場合にも本発明を適用できるのはもちろ
んである。

【００５７】

【発明の効果】以上のように、本発明によれば、点火コ
イルの一次コイルとバッテリとの間に一次電流制御用ス
イッチを挿入するとともに、一次コイルと主制御トラン
ジスタとの直列回路に対して並列にフライホイールダイ
オードを接続して、一次電流制御用スイッチがオフ状態
になった時には点火コイルの一次電流がフライホイール
ダイオードを通して流れるようにし、一次電流に相応し
たレベルを示す電流検出信号に応じて一次電流制御用ス
イッチをオンオフ制御することによって点火コイルの一
次電流をほぼ一定値に制限するようにしたので、主制御
トランジスタを飽和領域で動作させることができる。し
たがって、本発明によれば、主制御トランジスタからの
発熱を抑制することができるため、該トランジスタとし
て電流容量が小さい安価なものを使用することができ
る。また主制御トランジスタからの発熱を抑えることが
できるため、該トランジスタに取り付けるヒートシンク
として小形のものを用いて、点火装置の小形軽量化とコ
ストの低減とを図ることができる。

【００５８】また、多気筒内燃機関用点火装置に本発明
を適用する場合には、一次電流制御用スイッチと電流検
出手段とスイッチ制御回路とフライホイールダイオード
とを、気筒数と同数の点火コイル及び主制御トランジス
タに対して共用することができるため、回路構成を特に
複雑にすることなく、主制御トランジスタからの発熱を
抑制する効果を得ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係わる点火装置の構成例を示した回路
図である。

【図２】図１の点火装置の動作を説明するためのタイミ
ングチャートである。

【図３】本発明を３気筒内燃機関用点火装置に適用する
場合の回路構成の一例を示した回路図である。

【図４】図３の点火装置の動作を説明するためのタイミ
ングチャートである。

【図５】従来例を示した回路図である。

【図６】トランジスタのコレクタ電流対コレクタエミッ
タ間電圧特性を示した線図である。

【図７】従来例における主制御トランジスタのコレクタ
電流の波形を示した波形図である。

【符号の説明】

１，１０１〜１０３ 点火コイル １ａ，１０１ａ〜１０３ａ 一次コイル １ｂ，１０１ｂ〜１０３ｂ 二次コイル ２ 一次電流制御用スイッチ ３ バッテリ ４，４０１〜４０３ 主制御トランジスタ ５ 電流検出手段 ６，６０１〜６０３ 点火プラグ ７ フライホイールダイオード ８，８０ 主制御トランジスタ制御部 ９ スイッチ制御回路 １９ 基準電圧発生回路 ２０ 電圧比較器 ２１ 帰還抵抗 ２５ 駆動信号供給制御回路

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 点火コイルと、コレクタエミッタ間回路
   が前記点火コイルの一次コイルに対して直列に接続され
   て前記一次コイルを通して流れる一次電流を制御する主
   制御トランジスタと、前記点火コイルの一次コイルと主
   制御トランジスタのコレクタエミッタ間回路との直列回
   路に直流電圧を印加する直流電源と、内燃機関の点火時
   期よりも位相が進んだ時期に前記主制御トランジスタを
   導通状態にし、前記内燃機関の点火時期に前記主制御ト
   ランジスタを遮断状態にするように前記主制御トランジ
   スタを制御する主制御トランジスタ制御部とを備えて、
   前記主制御トランジスタが導通状態から遮断状態になっ
   た時に前記点火コイルの二次コイルに点火用の高電圧を
   誘起させる内燃機関用点火装置において、 前記直流電源と前記点火コイルの一次コイルとの間に挿
   入されて前記直流電源から前記一次コイルと前記主制御
   トランジスタのコレクタエミッタ間回路とを通して流れ
   る一次電流をオンオフ制御する一次電流制御用スイッチ
   と、 前記主制御トランジスタのコレクタ電流を検出して該コ
   レクタ電流に相応したレベルの電流検出信号を発生する
   電流検出手段と、 前記電流検出信号のレベルが第１の設定値未満のときに
   前記一次電流制御用スイッチをオン状態にし、前記電流
   検出信号のレベルが前記第１の設定値よりも大きい第２
   の設定値に達した時に前記一次電流制御用スイッチをオ
   フ状態にするように前記電流検出信号に応じて前記一次
   電流制御用スイッチをオンオフ制御するスイッチ制御回
   路と、 前記点火コイルの一次コイルと主制御トランジスタのコ
   レクタエミッタ間回路との直列回路に対して並列に接続
   されたフライホイールダイオードとを具備し、 前記主制御トランジスタが導通している状態で前記一次
   電流制御用スイッチがオフ状態になったときに前記点火
   コイルの一次コイルと主制御トランジスタのコレクタエ
   ミッタ間回路と前記電流検出手段と前記フライホイール
   ダイオードとを通して前記主制御トランジスタのコレク
   タ電流が流れるように前記フライホイールダイオードの
   向きが設定され、 前記主制御トランジスタを飽和領域で動作させるように
   該主制御トランジスタのベース電流が設定されているこ
   とを特徴とする内燃機関用点火装置。
2. 【請求項２】 内燃機関のｎ個（ｎは２以上の整数）の
   気筒にそれぞれ対応するように設けられて一次コイルの
   一端が共通接続されたｎ個の点火コイルと、前記ｎ個の
   気筒及びｎ個の点火コイルにそれぞれ対応するように設
   けられて対応する点火コイルの一次コイルの他端にコレ
   クタエミッタ間回路の一端が接続されるとともに該コレ
   クタエミッタ間回路の他端が共通接続されて前記ｎ個の
   点火コイルの一次コイルに対してそれぞれコレクタエミ
   ッタ間回路が直列に接続されたｎ個の主制御トランジス
   タと、一方の出力端子が接地されていて前記ｎ個の点火
   コイルの一次コイルの一端側から該ｎ個の点火コイルの
   一次コイルとｎ個の主制御トランジスタのコレクタエミ
   ッタ間回路との直列回路に直流電圧を印加する直流電源
   と、前記内燃機関の各気筒の点火時期よりも位相が進ん
   だ時期に各気筒に対応する主制御トランジスタを導通状
   態にし、前記内燃機関の各気筒の点火時期に各気筒に対
   応する主制御トランジスタを遮断状態にするように各気
   筒に対応する主制御トランジスタを制御する主制御トラ
   ンジスタ制御部とを備え、各気筒に対応する主制御トラ
   ンジスタが導通状態から遮断状態になった時に各気筒に
   対応する点火コイルの二次コイルに点火用の高電圧を誘
   起させる内燃機関用点火装置において、 前記直流電源の他方の出力端子と前記ｎ個の点火コイル
   の一次コイルの一端の共通接続点との間に挿入されて前
   記直流電源から前記ｎ個の点火コイルの一次コイルと該
   ｎ個の点火コイルの一次コイルにそれぞれ直列に接続さ
   れたｎ個の主制御トランジスタのコレクタエミッタ間回
   路とを通して流れる一次電流を一括してオンオフ制御す
   る一次電流制御用スイッチと、 前記ｎ個の主制御トランジスタのコレクタエミッタ間回
   路の他端の共通接続点と前記直流電源の一方の出力端子
   との間に接続されて各主制御トランジスタのコレクタ電
   流に相応したレベルの電流検出信号を両端に発生する電
   流検出手段と、 前記電流検出信号のレベルが第１の設定値未満のときに
   前記一次電流制御用スイッチをオン状態にし、前記電流
   検出信号のレベルが前記第１の設定値よりも大きい第２
   の設定値に達した時に前記一次電流制御用スイッチをオ
   フ状態にするように前記電流検出信号に応じて前記一次
   電流制御用スイッチをオンオフ制御するスイッチ制御回
   路と、 前記ｎ個の点火コイルの一次コイルとｎ個の主制御トラ
   ンジスタのコレクタエミッタ間回路とのそれぞれの直列
   回路に対して並列に接続された１個のフライホイールダ
   イオードとを具備し、 各主制御トランジスタが導通している状態で前記一次電
   流制御用スイッチがオフ状態になったときに各点火コイ
   ルの一次コイルと各点火コイルの一次コイルに直列に接
   続された主制御トランジスタのコレクタエミッタ間回路
   と前記電流検出手段と前記フライホイールダイオードと
   を通して各主制御トランジスタのコレクタ電流が流れる
   ように前記フライホイールダイオードの向きが設定さ
   れ、 各主制御トランジスタを飽和領域で動作させるように各
   主制御トランジスタのベース電流が設定されていること
   を特徴とする内燃機関用点火装置。
3. 【請求項３】 前記一次電流制御用スイッチは駆動信号
   が与えられている間オン状態になるスイッチ素子からな
   り、 前記スイッチ制御回路は、前記第２の設定値に相当する
   レベルの基準電圧を発生する基準電圧発生回路と、前記
   基準電圧及び前記電流検出信号がそれぞれ非反転入力端
   子及び反転入力端子に入力されて反転入力端子の入力電
   圧が非反転入力端子の入力電圧を超えた時に出力端子の
   電位が高レベルの状態から低レベルの状態に反転する電
   圧比較器と、前記電圧比較器の出力端子の電位を前記非
   反転入力端子に帰還して該電圧比較器の出力端子の電位
   が低レベルの状態になった時に前記非反転入力端子の入
   力電圧を前記第１の設定値に相当するレベルに低下させ
   る帰還抵抗と、前記電圧比較器の出力端子の電位が高レ
   ベルの状態にあるときに前記一次電流制御用スイッチに
   駆動信号を与え、前記電圧比較器の出力端子の電位が低
   レベルの状態にあるときに前記一次電流制御用スイッチ
   への駆動信号の供給を阻止する駆動信号供給制御回路と
   を備えた回路からなっていることを特徴とする請求項１
   または２に記載の内燃機関用点火装置。