JPS60138272A - 内燃機関の点火装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔技術分野〕 本発明はイグニッションスパーク方式を用いた内燃機関
の点火装置に関する。この装置は主に自動車用内燃機関
の点火に用いられる。

〔従来技術〕

内燃機関に用いられる従来の点火装置は高速時に点火エ
ネルギーが減少する上に、１回しがスパークがないため
、吹き消えに弱い。特にＣＤ１方式では始動時や低速時
に火炎が成長しないので失火じゃずいという問題点があ
る。

〔発明の目的〕

本発明の目的は、内燃機関の１気筒当りに複数個の点火
プラグを装着し、さらに極めて短い周期で複数のスパー
クを適当な期間中連続して発生させるという構想に基づ
き、高速回転時に点火エネルギーが不足しないよう確保
し、また低速回転時やリーンバーン時に火炎不成長や失
火が生じないよう火炎持続時間を確保し、それにより着
火性能の向上をはかり、さらに急速燃焼によりパヮーア
（３） ノブ並びにノンキングの防＋ｈを行うことにある。

〔発明の構成〕

本発明においては、直流電圧を発生ずる直流電源、第１
及び第２の２個の１次コイルと第１及び第２の２個の２
次コイルを有する点火コイル、２次コイルに接続される
複数個の点火プラグ、２つの１次コイルの共通接続点で
ある１次コイル中点に接続されるコンデンサ、第１の１
次コイルとコンデンサと該直流電源とともに閉回路を構
成する第１のスイッチング素子、第２の１次コイルとコ
ンデンサとともに閉回路を構成する第２のスイッチング
素子、及び点火信号に従って動作し、第１のスイッチン
グ素子及び第２のスイ・７チング素子が所定のタイミン
グで交互に導通するように通電信号を発生する信号発生
回路、を具備した内燃機関の点火装置が提供される。

〔実施例〕

本発明の一実施例としての内燃機関の点火装置が第１図
に示される。

直流電源１は例えばハソテリを用いた電源であ（４） す、エンジンキースイッチ２を介してＤ（、−ＤＣコン
バータ３に直流電圧を供給する。エンジンキースイッチ
２ば運転時には閉成し、停止時には開閉するスイッチで
ある。また、ＤＣ−ＤＣコンバータ３は直流電源１の直
流電圧例えば１２Ｖを約２００Ｖの直流電圧に変換する
コンバータであり、トランジスタを自励発振させてトラ
ンスで昇圧した後、整流して直流高電圧を供給する周知
の回路構成のものである。コンデンサ４はＤＣ−ＤＣコ
ンバータ３の出力電圧を平滑化して蓄え、後述の過渡的
な大電流を供給するためのものである。

点火時期検出装置５はシグナルロータ５１、ピックアッ
プ５３を備える。シグナルロータ５１は磁性材料よりな
る点火時期検出用のものであり、気筒数に対応する数の
突起部５２を有し、エンジン回転数の１／２の回転数で
同期して回転する図示しないシャフトに取り付けられて
いる。ピンクアップ５３は点火時期検出用のものであり
、磁性材料からなる磁心５３１のまわりに巻装されたコ
イル５３３と永久磁石５３２とから構成され、シ（５） グナルロータ５１の突起部５２がピックアップ５３の磁
心５３１と対向したときに閉磁路が形成されるように配
置される。

シグナルロータ５１とピンクアップ５３の位相関係は、
図示しないがエンジン回転数、負荷に応じて適当に変化
するよ・うになっており、最適な点火時期が得られるよ
うになっている。

整形回路６はピックアップ５３の出力信号を波形整形し
、点火時期に対応した「１」レヘル（以下、端に「１」
と記す）の信号を出力する回路である。

この整形回路６の詳細が第２図に示される。抵抗６１１
．６１２、コンデンサ６１３で設定されたバイアス電圧
ｖｂが端子６０１を介してピンクアップ５３のコイル５
３３の一端に印加される。

このバイアス電圧ｖｂはさらにコンパレータ６１４の反
転入力端子に基準電圧として印加される。

コンパレータ６１４の非反転入力端子は端子６０２を介
してコイル５３３の他端に接続されており、コイル５３
３の起電力の正負に応じてコンバレー（６） タロ１４の出力にば「１」、またはｒＯＪレヘル（以下
、単に「０」と記す）の信号が発生する。

コンパレータ６１４の出力から非反転入力端子に抵抗６
１５を介して正帰還かがけられており、ごの正帰還回路
はヒステリシスをもつシュミット１−リガの機能を有す
るためノイズに対して誤動作を防止する効果がある。コ
ンパレータ６１４の出力はインバータ６１６で反転され
て端子６０３を介して点火時期信号として出力される。

第１図において、気筒判別装置８はシグナルロータ８０
とピンクアップ８２とを備える。シグナルロータ８０は
気筒判別用のものであり、エンジン回転数の１／２の回
転数で同期して回転する図示シナいシャフトに取り付け
られており、１つの突起部８１を有している。ピックア
ップ８２は気筒判別用のピックアップであり、前述の実
施例のピックアップ５３と同じ原理のものであるが、異
なる点としてピックアップ５３の磁心はシグナルロータ
５１の４つの突起部と閉磁路を形成する構造となってい
るのに対し、ピンクアップ８２の磁（７） 心は開磁路となることである。

シグナルロータ８０とピンクアップ８２の位相関係は前
述のシグナルロータ５１とピックアップ５３とは異なり
、エンジン回転数、負荷により変化しない固定のもので
ある。シグナルロータ８０が１回転すると、ピンクアッ
プ８２の出力に１パルスを出力する。このパルス位置は
第１気筒の上死点前６０°の位置に設定する。ピンクア
ップ８２の出力は整形回路６′に導かれる。整形回路６
′は整形回路６と同一の回路構成である。

トリガ信号発生回路９は整形回路６からの点火時期信号
と整形回路６′からの気筒判別信号から、所定の期間だ
け短周期で繰り返す互いに１８０”位相の異なる２つの
トリガ信号Ｓ　（Ａ）１〜４、Ｓ　（Ｂ）を作る。この
トリガ信号発生回路９の詳細が第３図に示される。端子
９０１を介してワンショットマルチ７１１に、整形回路
６からの点火時期信号が導かれる。ワンショットマルチ
７１１はこの点火時期信号の立ち上がりでトリガされ、
コンデンサ７１２、抵抗７１３で定まる一定時間（８） （例えば２ｍ５ｅｃ）にわたり「１」の信号を出力端子
Ｑに発生する。

ノアゲート７１４．７１５はセットリセット、フリップ
フロップとなるように互いに接続されており、ワンショ
ットマルチ７１１の出力が「１」になるとノアゲート７
１４の出力は「０」、ノアゲート７１５の出力は「１」
となる。バイナリプリセッタブル・アップダウンカウン
タ７１７は４ビツトのカウンタ回路であり、そのリセッ
ト端子にノアゲート７１４の出力が導かれており、ノア
ゲート７１４の出力が「０」になるとカウントを開始し
、「１」になるとりセントされる。なお、このカウンタ
７１７はダウンカウントモードにセントされており、プ
リセント機能は使用していない。

クロック発生回路７１６は例えば約８０ＫＨｚの周波数
のクロック信号を連続して発生する回路であり、該クロ
ック信号はカウンタ７１７のクロック入力端子に導かれ
る。ノアゲート７１８は一方の入力端子がワンショット
マルチ７１１の出力（９） 端子に接続され、他方の入力端子がカウンタ７１７の１
６分の１分周出力であるＱｏ出力端子に接続される。そ
して両出力端子のレベルが「０」となったとき、ノアゲ
ート７１８の出力は「１」となる。この出力はノアゲー
ト７１５に導かれており、ノアゲート７１４．７１５で
構成されるフリップフロップを反転させる。

カウンタ７１７のＱｏ比出力、さらにそれぞれインバー
タバッファ７１９．７２０を介してワンショットマルチ
７２１．７２８に導かれる。ワンショットマルチ７２１
はインバータバッファ７１９の出力の立ち下がりでトリ
ガされ、コンデンサ７２２、抵抗７２３で定まる一定時
間（例えば５μ５ｅｃ）にわたり「０」の信号を出力端
子ｄに発生する。この信号は抵抗７２４．７２５を介し
てトランジスタ７２６のヘースに導かれる。ワンショッ
トマルチ７２１のＱ端子が「０」のとき、トランジスタ
７２６はオンとなり、そのコレクタすなわち端子７０２
に「１」のトリガ信号Ｓ　（Ａ）を発生する。

（１０） ワンショットマルチ７２８はインバータバッファ７２０
の出力の立ち上がりでトリガされ、コンデンサ７２９、
抵抗７３０で定まる一定時間（例えば５μ５ｅｃ）にわ
たり「０」の信号を出力端子石に発生する。この信号は
抵抗７３１．７３２を介してトランジスタ７３３のベー
スに導かれる。

ワンショットマルチ７２８の石噛子がｒＯＪのとき、ト
ランジスタ７３３はオンとなり、そのコレクタすなわち
端子７０３を経由して端子９０７に「１」のトリガ信号
ｓ　（Ｂ）を出力する。カウンタ９１２はデコーダ付カ
ウンタであり、そのリセット端子Ｒには整形回路６′の
出力信号が入力され、この出力信号によりカウンタ９１
２はリセットされる。またクロック端子Ｃには整形回路
６の出力信号が入力され、カウンタ９１２はこの出力信
号をカウントする。カウンタ９１２のデコード出力端子
■、■、■、■の出力信号はそれぞれアンドゲート９０
８．９０９．９１０，９１１の一方の入力端子に導かれ
、他方の入力端子に端子７０２より導かれたトリガ信号
Ｓ　（Ａ）とアンド論理をとり、トリガ信号Ｓ　（Ａ）
　］、ｓ　（Ａ）２、Ｓ　（Ａ）３、Ｓ　（Ａ）４を端
子９０３．９０４．９０５．９０６にそれぞれ出力する
。

第１図において、各パワー回路１８ａ、１８ｂ。

１８ｃ、１８ｄは気筒毎に合計４涸設けられ、共通パワ
ー回路１９とともに作動し、ｌ）　Ｃ−Ｄ　Ｃコンバー
タ３からの電源供給とトリガ信号発生回路９からのトリ
ガ信号Ｓ　（Ａ）１〜４、Ｓ　（Ｂ）により、所定の期
間だけスイッチング動作を行い、気筒毎に４個づつ合計
１６個有する点火プラグ２４１ａ−ｄ、２４２ａ−ｄ、
２４３ａ−ｄ、２４４　ａ　−ｄをスパークさせる。

次にパワー回路１８ａと１９について説明する。

サイリスタ１３ａはそのアノードがコンデンサ４の正極
端子に接続され、そのカソードが点火コイル１６ａの第
１の１次コイル１６１ａの一端に接続される。このサイ
リスタ１３ａのゲートにはトリガ信号発生回路９からト
リガ信号Ｓ　（Ａ）　１が絶縁用のパルストランス１４
ａを介し、さらにダイオード１３１　ａ、抵抗１３２ａ
、コンデンサ１３３ａ、抵抗１３４ａからなるノイズ防
止回路を経て供給される。

共振用コンデンサ１５ａは、点火コイル６ａの１次コイ
ル中点１６９ａに接続される。このサイリスタ１３ａに
よって、コンデンサ４、サイリスタ１３ａ、第１の１次
コイル１６１ａ、共振用コンデンサ１５ａからなる１つ
の閉回路が形成される。

サイリスク２０はそのアノードがダイオード１７ａを介
して、点火コイル１６ａの第２の１次コイル１６２ａの
一端に接続され、そのカソードが共振用コンデンサ１５
ａの一端（アース）に接続される。サイリスク２０のゲ
ートにはトリガ信号発生回路９からトリガ信号Ｓ　（Ｂ
）がパルストランス２１を介し、さらにダイオード２０
１、抵抗２０２．２０４、コンデンサ２０３からなるノ
イズ防止回路を経て供給される。このサイリスタ２０、
共振用コンデンサ１５ａからなる他の１つの閉回路が形
成される。

点火コイル１６ａは、第１の１次コイル１６１（１３） ａ１第２の１次コイル１６２ａ、第１の２次コイル１６
３ａ、第２の２次コイル１６４ａ、１つの鉄心１６５ａ
からなり、第４図にこの点火コイル１６ａの構造を示す
。

第１及び第２の１次コイル１６１ａ、１６２ａの巻数は
それぞれ約４０ターン、第１及び第２の２次コイル１６
３ａ、１６４ａの巻数はそれぞれ約６０００ターンで、
１つの鉄心１６５上に巻線されており、この１次コイル
と２次コイルの巻数比は約１５０に設定しである。

第１及び第２の１次コイル１６１ａ、１６２ａは、通電
時に鉄心１６５ａ中に互いに同一方向に磁界が発生する
様に、第１及び第２の１次コイル１６１ａ、１６２ａの
一端を共通にした接続点（１次コイル中点）１６９ａを
有する。

第１及び第２の２次コイル１６３ａ、１６４ａは鉄心１
６５ａを介して第１及び第２の１次コイル１６１ａ、１
６２ａに磁気的に結合しており、１次コイル１６１ａ、
１６２ａに発生する電圧を昇圧して２次コイル１６３ａ
、１６４ａから出力（１４） する。

第４図に構造を示す様に、点火コイル１６ａの第１の１
次コイル１６１ａと第１の２次コイル１６３ａの間、及
び第２の１次コイル１６２ａと第２の２次コイル１６４
ａの間の磁気結合が強くなるように、鉄心１６５ａ上の
同一軸方向位置に第１の１次コイル１６１ａと第２の２
次コイル１６３ａが同心的に巻線され、かつ鉄心１６５
ａ上の他の同一軸方向位置に第２の１次コイル１６２ａ
と第２の２次コイル１６４ａが同心的に巻線しである。

これに対して第１の１次コイル１６１ａと第２（７）２
次コイル１６４ａの間、及び第２の１次コイル１６２ａ
と第１の２次コイル１６３ａの間の磁気結合は弱くなる
。

第１及び第２の２次コイル１６３ａ、１６４ａの各出力
端子にば点火プラグ２４１ａ、２４２ａ。

２４３ａ、２４４ａの合計４個が接続される。

上述の如くパワー回路１８ａの構成を詳述したが、パワ
ー回路１８ｂ、１８ｃ、１８ｄの構成もパワー回路１８
ａに全く同一であるため説明を略す。異なる点は、トリ
ガ信号発生回路９から導かれるトリガ信号が、パワー回
路１８ｂ、１８ｃ、１８ｄに対して、それぞれＳ　（Ａ
）２、Ｓ　（Ａ）３、ｓ　（Ａ）４であることだけであ
る。

なお、この第１図装置における各半導体装置としては下
記のものを使用した。

ワンショットマルチ７１１　・・・東芝製ＴＣ４５２８
ＢＰノアゲート７１４，７１５，７１８　〃ＴＣ４００
１ＢＰアップダウンカウンタ７１７・・・　〃ＴＣ４５
１６ＢＰインバータ７１９，７２０　〃ＴＣ４０４９Ｂ
Ｐワンショットマルチ７２Ｌ７２８・・・ＴＩ社製　７
４ＬＳ２２１ デコーダ付カウンタ９１２　・・・東芝製ＴＣ４０１７
ＢＰアントゲ−）　９０８，９０９，９１０，９１１・
・・〃ＴＣ４０１８ＢＰ 次に第１図装置の動作について説明する。

第５図は第１図装置の各部信号波形図であり、それぞれ
ｉｌｌはピンクアップ５３の出力電圧、（２）はピンク
アップ８２の出力電圧、（３）は整形回路６の出力であ
る点火時期信号、（４）は整形回路６′の出力である気
筒判別信号、（５）はワンショットマルチ７１１の出力
である点火期間信号、（６）はノアゲート７１４の出力
信号、（７）はカウンタ７１７のＱＤ出力信号、（８）
はインバータバッファ７１９．７２０の出力信号、（９
）はトリガ信号Ｓ　（Ａ）、（１０）はトリガ信号Ｓ　
（Ｂ）の波形をあられす。（１１）、（１２）、（１３
）、（１４）はそれぞれカウンタ９１２の出力端子■、
■、■、■の出力である気筒選択信号、（１５）、（１
６）、（１７）、（１８）はそれぞれアンドゲート９０
８．９０９．９１０．９１９の出力であるトリガ信号Ｓ
　（Ａ）１、Ｓ　（Ａ）２、Ｓ　（Ａ）３、Ｓ　（Ａ）
４、（１９）はトランジスタ７３３の出力であるトリガ
信号Ｓ　（Ｂ）である。

ます、エンジンキースイッチ２をオンにするとＤＣ−Ｄ
Ｃコンバータ３に直流電源１から＋１２■の直流電圧が
供給されてここで＋２００ｖに昇圧され、この２００Ｖ
の直流電圧はコンデンサ４に常時蓄えられる。

エンジンの回転に応じてシグナルロータ５１が（１７） 回転し、ピンクアップ５３のコイル５３３に第５図ｉｌ
ｌに示す波形をした起電力が発生する。この起電力の正
から負に切り替わる点が点火時期である。

コイル５３３は整形回路６によってバイアス電圧ｙｂで
バイアスされており、コンパレータ６１４が正常に作動
できるようにしである。このコンパレータ６１４の作動
に基づく波形回路６で波形整形され、第５図（３）に示
す点火時期で「１」に立ち上がる信号となる。

エンジンの回転に応じてシグナルロータ８０が回転し、
前記ピックアップ５３と同様の原理でピンクアップ８２
に第５図（２）に示す波形をした起電力が発生する。こ
の起電力の正から負に切り替わる点が気筒判別時期であ
る。この起電力は前記整形回路６と同一構成の整形回路
６′で波形整形され、第５図（４）に示す気筒判別時期
で「１」に立ち上がる信号となる。

整形回路６の出力信号はトリガ信号発生回路９に入力さ
れ、その立ち上がり部分でワンショットマルチ７１１を
トリガし、第５図（５）に示すパルス（１８） 幅約２ｍ５ｅＣのパルス状の点火期間信号を発生させる
。このパルス幅を点火期間とする。点火期間信号はノア
ゲート７１４に入り、ノアゲート７１４．７１５で構成
されるフリップフロップを反転させる。これにより第５
図（６）に示すようにノアゲート７１４の出力は「０」
となる。

ノアゲート７１４の出力はカウンタ７１７のリセット端
子に導かれ、この出力がｒＯＪのときカウンタ７１７は
リセットが解除される。このリセット解除によりカンタ
７１７はクロック発生回路７１６からの約８０ＫＨｚの
クロック周波数でカウントを開始する。ここでカウンタ
７１７は４ピツトのバイナリカウンタであり、ダウンカ
ウントモードにセントしであるから、最初のクロック信
号の立ち上がりでカウンタ７１７の内容は０から１５へ
変化する。すなわちカウンタ７１７のＱＤ比出力ｒＯＪ
から「１」となる。以降、クロック信号が到来するたび
にダウンカウントを繰り返し、０．１５．１４、・・・
、２．１．０．１５、・・・と周期的に内容が変化して
いく。このとき１６分の１分周出力であるＱＤ比出力、
カウンタ７１７の内容が８〜１５のときｒ　Ｉ　Ｊとな
るため、クロック周波数の１６分の１の周波数である第
５図（７）に示ずデユーティ比５０％の方形波を発生す
る。

第５図（７）におけるパルス１個の幅は１００ＩＩｓｅ
Ｃ１パルスとパルスの間隔は１００μｓｅｃである。

点火時期信号が立ち上がってから約２ｍ５ｅｃ後、ノア
ゲート７１４の入力はｒＯＪとなる。このときすぐにカ
ウンタ７１７にリセットをかけてしまうと、その直前の
ＱＤ比出力「１」の時間幅が短くなってしまい、後述の
サイリスクの転流がうまく行われなくなる。この対策と
してワンショットマルチ７１１の出力とカウンタ７１７
の出力とをノアゲート７１８の入力に導くことにより、
ＱＤ比出力「０」のときにのみノアゲート７１８の出力
が「１」となってノアゲート７】４．７１５からなるフ
リップフロップを反転させ、それによりノアゲート７１
４の出力を「１」にしてカウンタ７１７にリセットをか
けるようにしている。

以上の説明のように、点火時期信号からクロック信号１
周期（１２，５μ５ｅｃ）以内の遅れでＱＯ小出力クロ
ック周波数の１６分の１　（５ＫＨｚ）の方形波が少な
くとも点火期間中、整数個発生する。この信号はインバ
ータバッファ７１９．７２０で反転されて第５図（８）
に示す信号となる。

ワンショットマルチ７２１はインパータバ・７フア７１
９の立ち下がりでトリガされ、約５μｓｅｃのパルスを
発生し、トランジスタ７２６をオンにして第５図（９）
に示すトリガ信号Ｓ　（Ａ）を端子７０２へ出力する。

またワンショットマルチ７２８はインバータバッファ７
２０の出力の立ち上がりにてトリガされ、約５μｓｅｃ
のパルスを発生し、トランジスタ７３３をオンにして第
５図（１０）に示すトリガ信号Ｓ’（Ｂ）を端子７０３
へ出力する。すなわちトリガ信号Ｓ　（Ａ＞とＳ（Ｂ’
）は位相が相互に１８０゛異なる、周期２０（ｌｃｒｓ
ｅｃ。

パルス幅５μｓｅｃの信号である。

整形回路６′の出力信号はトリガ信号発生回路９に入力
され、その立ち上がり部分でカウンタ９（２１） １２がリセットされてから、整形回路６からの１番目の
信号を受けることにより、力うンタ９１２の出力端子■
には第５図（１１）に示す波形のデコードされた第１気
筒選択信号が出力される。同様に、２番目の信号により
出力端子■に第５図（１２）に示す第３気筒選択信号が
、３番目の信号により出力端子■に第５図（１３）に示
す第４気筒選択信号が、４番目の信号により出力端子■
に第５図（１４）に示す第２気筒選択信号がそれぞれあ
られれる。なお、出力端子■の「１」の時間が他の出力
よりも短いのは途中でリセットされるからである。

アンドゲート９０８．９０９．９１０．９１１の一方の
入力にはそれぞれカウンタ９１２の出力端子■、■、■
、■の出力波形が入力され、他方の入力にはトランジス
タ７２６より第５図（９）に示すトリガ信号Ｓ　（Ａ）
が共通に入力される。したがって、端子９０３には第１
気筒用のトリガ信号Ｓ　（Ａ）１が、端子９０４には第
３気筒用のトリ゛ガ信号Ｓ　（Ａ）２が、端子９０５に
は第４気筒用（２２） のトリガ信号Ｓ　（Ａ）３が、端子９０６には第２気筒
用のトリガ信号Ｓ　（Ａ）４が、それぞれ出力される。

また端子９０７にはトリガ信号５（Ｂ）が出力される。

これらトリガ信号Ｓ　（Ａ）１．５（Ａ）２、Ｓ　（Ａ
＞　３、Ｓ　（Ａ＞　４、Ｓ　（Ｂ）の各信号波形は第
５図（１５）、（１６）、（１７）、（１８）、（］９
）に示される。

次に高圧発生部の動作を説明する。第６図は本実施例に
おける各部の信号を第５図よりも時間的に拡大して示し
た波形図である。第６図において、それぞれ（１）はト
リガ信号Ｓ　（Ａ）　Ｌ　ｆ２）はトリガ信号Ｓ　（Ｂ
）　、（３１はコンデンサ１５ａの端子電圧、（４）は
サイリスタ１３．ａのカソード電圧、（５）はサイリス
タ１３ａの通電電流、（６）はサイリスタ２０ａのアノ
ード電圧、（７）はサイリスタ２０ａの通電電流の波形
を表す。

第６図（１）に示すトリガ信号Ｓ　（Ａ）１はパルスト
ランジスタ１４ａ１ノイズ防止回路を介してサイリスタ
１３ａをトリガする。同様に第６図（２）に示すトリガ
信号Ｓ　（Ｂ）はパルストランス２１、ノイズ防止回路
を介してサイリスタ２ｏをトリガする。

まず、サイリスタ１３ａがトリガれさてオンとなると、
コンデンサ４、サイリスタ１３ａ、１次コイル１６１　
ａ、コンデンサ１５ａからなる閉回路に電流が流れる。

このとき、コンデンサ４の容量はコンデンサ１５ａの容
量に比べて十分に大きいので、コンデンサ４を一定電圧
（２００Ｖ）の電源と考えることができる。また、第１
の１次コイル１６１ａの抵抗とサイリスタ１３ａの抵抗
とからなる回路の抵抗骨は十分に小さいため、この第１
の閉回路はコンデンサ１５ａの容量Ｃ（例えば２μＦ）
と第１の１次コイル１６１ａのインダクタンスＬ（例え
ば５０μＨ）とで決る条件で共振する。

共振時の電流は第１図におけるコンデンサ４の正極端子
、サイリスタ１３ａ、第１の１次コイル１６１ａ、コン
デンサ１５ａ１コンデンサ４の接地極端子の方向に流れ
、第６図に（５）に示す正弦半波状の波形となる。その
ピーク電流値は約１５０Ａ１通電時間は約２０μｓｅｃ
である。この通電によりコンデンサ１５ａに加わる電圧
は、第６図（３）に示す様に約６００Ｖまで増加する。

サイリスタ１３ａはｉ＞Ｑのときのみオン状態を持続す
るが、第６図（５）に示す様に１≦０となると転流して
オフ状態となる。

この様に、第１図装置においては、１次コイル１６ａ１
コンデンサ１５ａ１スイツチング素子１３ａ、及び直流
電源を含む回路に共振による振動電流が流れるため、サ
イリスタ１３ａは自動的に転流するので、特別に転流回
路を付加する必要がなくなる。

サイリスタ１３ａがオフした時、コンデンサ１５ａに蓄
積されている電圧は約６００Ｖであり、直流電源電圧２
００Ｖの約３倍であるが、この原因は前記共振現象に基
づく増幅作用によるものである。

次に、サイリスタ２０がトリガされた場合について説明
する。サイリスク２０がオンになると、コンデンサ１５
ａ、第２の１次コイル１６２ａ、（２５） ダイオード１７ａ、サイリスク２０からなる閉回路が形
成され、コンデンサ１５ａに蓄えられた電荷はコンデン
サ１５ａの上側端子、第２の１次コイル１６２ａ、ダイ
オード１７ａ１サイリスタ２０、コンデンサ１５ａの下
側端子の方向に流れ、第６図（７）に示す正弦半波状の
波形となる。サイリスク２０は前記サイリスタ１３ａの
時と同様に、ピーク電流値は約１５ＯＡ、通電時間は約
２０μｓｅｃである。この通電によりコンデンサ１５ａ
に加わる電圧は、第６図（３）に示す様に約６００■か
ら約−４００■まで減少する。第６図（７）に示すサイ
リスタ２０の通電電流波形がゼロになると、前記サイリ
スタ１３ａの時と同様に自然転流するので、特別な転流
回路は不要である。

この時、連続してサイリスタ１３ａとサイリスタ２０と
を交互にトリガすることで、第１の１次コイル１６１ａ
と第２の１次コイル１６２’ａに交互に電流が流れる。

ここまでの説明では、点火コイル１６ａの第１及び第２
の２次コイル１６３ａ、１６４ａについ（２６） ては述べていないので、次にこれについて説明する。

第１及び第２の１次コイル１６１ａ、１６２ａと第１及
び第２の２次コイル１６３ａ、１６４ａとは巻数比が約
１５０に設定しであるので、１次コイルの印加電圧の約
１５０倍の電圧が２次コイルに発生する。

第１及び第２の１次コイル１６１ａ、１６２ａに印加す
る電圧は約６００Ｖであるから、前記巻数比約１５０よ
り６００　（Ｖ）ｘ１５０＝９０（Ｋ　Ｖ）の高電圧が
第１及び第２の２次コイルに発生する計算になるが、実
際には点火コイル１６ａの損失等により約６０ＫＶが発
生し、放電による点火を行うに十分な電圧となる。ただ
し、前述した様に第１の１次コイル１６１ａば主に第１
の２次コイル１６３ａに強く磁気結合しており、第２の
１次コイル１６２ａは主に第２の２次コイル１６４ａに
強く磁気結合しているため、第１の１次コイル１６１ａ
に通電中は第１の２次コイル１６３ａにのみ高電圧が発
生し、一方、第２の１次コイル１６２ａに通電中は第２
の２次コイル１６４ａにのみ高電圧が発生することにな
る。

第１及び第２の２次コイル１６３ａ、１６４ａの発生電
圧は、これらのコイルに接続された４個の点火プラグ２
４１ａ、２４２ａ、２４４ａに供給され、点火ギャップ
の接地電極へ放電されて点火が行われる。

放電によりいったん放電路が形成されると、イ」近の空
気がイオン化されてアーク放電となり、その放電維持電
圧（約５００Ｖ〜ＩＫＶ）以下になるまで誘導放電を持
続する。この持続時間は通常の点火装置のそれ（約２ｍ
５ｅｃ）と比へると短いが、この誘導放電が終わればす
ぐに次のサイクルが開始するため、放電ギャップ間に残
存されているイオンにより容易に再放電が起き、放電は
ほとんど途切れることなく持続される。この持続時間は
トリガ信号発生回路９において電気的に設定した点火期
間によって決めることができるため、完全な着火を行な
えるような十分に長い時間に設定することは容易である
。

また、一方のサイリスクがオンとなっている時間の約半
分は他方のサイリスクは逆阻止状恕になるので、トリガ
信号Ｓ　（Ａ＞１、Ｓ　（Ｂ）の繰り返し周期を短くす
ることができる。このように第１図装置は自動車用内燃
機関の点火制御において、極めて短い周期で複数のスパ
ークを適当な時間にわたり連続して発生させることがで
きるので、内燃機関の着火性能の向上を図れる。

以上の説明は、第１図に示す回路のうち第１気筒の点火
に関わる部分のみについて述べた。つまり、高電圧発生
部については、パワー回路１８ａとパワー回路１９につ
いてのみ述べた。

他の３．４．２気筒についても以上説明した第１気筒の
点火の場合と全く同様であり、詳しい説明は省略するが
、第３気筒の場合はパワー回路１８ｂとパワー回路１９
が、第４気筒の場合はパワー回路１８ｃとパワー回路１
９が、第２気筒の場合はパワー回路１８ｄとパワー回路
１９がそれぞれ１組となって点火時期で交互に繰り返し
て作動し、それぞれの気筒に備え付けた点火コイル１６
（２９） ａ、１６ｂ、１６ｃ、１６ｄが適当な時期に繰り返し通
電する。

ここで、各気筒のパワー回路１８ａ、１８ｂ。

１８ｃ、１８ｄが相互干渉を起こさない様にダイオード
１７ａ、１７ｂ、１７ｃ、１７ｄが設けである。これら
のダイオードの機能を説明する。

各気筒のパワー回路１８　ａ、　１８　ｂ、　１８　ｃ
。

１８ｄと共通のパワー回路１９は、各気筒点火終了が共
通のパワー回路１９の通電、つまりサイリスク２０の通
電で終了するようにしであるので、第６図（３）、（７
）よりサイリスク２０の通電後はコンデンサ１５ａ、１
５ｂ、１５ｃ、１５ｄの電圧は約−４００Ｖに蓄電した
状態で終了する。従って、各気筒のパワー回路１６ａ、
１６ｂ、１６ｃ、１６ｄのダイオード１７ａ、１７ｂ、
１７ｃ、１７ｄの中で、点火期間でない気筒のパワー回
路のダイオードは常に逆阻止状態である。

この結果、各気筒のパワー回路の中で点火期間でないパ
ワー回路は、ダイオード１７ａ、１７ｂ、１７ｃ、１７
ｄにより切り離されて、点火期間で（３０） ある気筒のパワー回路に全く影響を与えない。

以上の動作を第１、第３、第４、第２の気筒の順に行う
ことで、各気筒の上死点付近で４個の点火プラグで繰り
返し放電を行い、確実な着火を行なえる。

本発明の実施にあたっては、前述の実施例の他に種々の
変形形態が可能である。

例えば、前述の実施例では第４図に示す点火コイル１６
ａの鉄心１６５ａを１個としたが、第７図に示す様に鉄
心を１６５ａｌと１６５２２に分割することで、第１の
１次コイル１６１ａと第２の２次コイル１６４ａの間、
及び第２の１次コイル１６２ａと第１の２次コイル１６
３ａの間の磁気結合をさらに小さくすることができる。

この結果、第１の１次コイル１６１ａに通電中には第１
の２次コイル１６３ａにのみ高電圧を誘起し、第２の２
次コイル１６４ａにはほとんど電圧を誘起しないので、
点火コイル１６ａに接続した点火プラグの中で、点火プ
ラグ２４１ａと２４２ａのみを確実に放電することがで
きる。これとは逆に、第２の１次コイル１６２ａに通電
中には第２の２次コイル１６４ａにのみ高電圧を誘起し
、第１の２次コイル１６３ａにはほとんど電圧を誘起し
ないので、点火プラグ２４３ａと２４４ａのみを確実に
放電することができる。なお、以上の説明は１つの点火
コイル１６ａについて代表して述べたが、他の点火コイ
ル１６　ｂ、　１６　ｃ、　１６　ｄについても同様で
ある。

また、前述の実施例では１個の点火コイルにつき４個の
点火プラグを接続する構成であったが、第８図に示す様
に第１の２次コイル１６３ａの一方の端子と第２の２次
コイル１６４ａの一方の端子を共通に接続した２次コイ
ル中点端子２６２ａを設け、端子２６１ａ、、２６２ａ
、２６３ａに３個の点火プラグ２４１ａ、２４５ａ、２
４４ａをそれぞれ接続することで、１個の点火コイルで
３個の点火プラグを放電することができる。ただし、こ
こで２次コイル中点端子２６２ａの設は方に注意する必
要がある。前述の実施例で詳述した様に、第１、第２の
１次コイル１６１ａ、１６２ａは通電時は共に鉄心１６
５ａに同一方向の磁界を発生ずる様に巻装しであるため
、これらの１次コイル１６１ａ、１６２ａのどちらが通
電中であっても、第１、第２の２次コイル１６３ａ、１
６４ａにはそれぞれ同一方向に起電力が誘起される。つ
まり、第１の２次コイル１６３ａの両端である２６１ａ
と２６２ａの端子間に発生する電圧Ｖ１の極性は、第１
、第２の１次コイル１６１ａ、１６２ａのどちらが通電
しても同一極性になる。第２の２次コイル１６４ａにお
いても同様である。この特徴を生かして、第１の２次コ
イル１６３ａの両端である２６１ａと２６２ａの端子間
に発生する電圧Ｖ１と、第２の２次コイル１６４ａの両
端である２６２ａと２６３ａの端子間に発生する電圧Ｖ
２が互いに減算する様に、第１、第２の２次コイル１６
３ａ、１６４ａのそれぞれの一方の端子を共通にして２
次コイル中点端子２６２ａとする。

この構成により、第１の１次コイル１６１ａが通電した
時は点火プラグ２４１ａと２４５ａが放電に要する十分
高い電圧■１が印加されて放電を（３３） 起こし、点火プラグ２４４ａには点火プラグ２４５ａに
印加された電圧よりも第２の２次コイル両端電圧Ｖ２だ
け減算した電圧しか印加されないため、放電を起こさな
い。

また、第２の１次コイル１６２ａが通電した時は点火プ
ラグ２４５ａと２４４ａが放電に要する十分高い電圧■
２が印加されて放電を起こし、点火プラグ２４１ａには
点火プラグ２４５ａに印加された電圧よりも第１の２次
コイル両端電圧Ｖｌだけ減算した電圧しか印加されない
ため、放電を起こさない。

すなわち、点火プラグ２４１ａと２４５ａが１組となっ
て放電し、また点火プラグ２４４ａと２４５ａが１組と
なって放電し、これらが交互に繰り返すことにより３個
の点火プラグ２４１ａ、２４４ａ、２４５ａをほとんど
同時に複数回放電させることができる。

なお、以上の説明は１つの点火コイル１６ａについて代
表して述べたが、他の点火コイル１６ｂ、１６Ｃ，１６
ｄについても同様である。この構成（３４） により、１気筒当り１個の点火コイルで３個の点火プラ
グの点火が可能となり、内燃機関の要求に応じて、１気
筒当りの点火プラグ数が４個の場合だけでなく３個の場
合も可能になり、点火プラグのシリンダーヘッドへの取
り付は位置の自由度が大きくなる。

〔発明の効果〕

本発明によれば、内燃機関の点火に際して、極めて短い
周期で繰り返し複数の放電が可能で、しかも１個の点火
コイルで１気筒当り４個又は３個の点火プラグを放電す
ることができ、着火性の向上による未燃ガスの減少、急
速燃焼によるパワーアップ、ノッキングの低減が可能に
なり、低速回転時には燃焼の安定性向上により回転ムラ
の減少、アイドル回転数の低下による燃費向上、中高速
回転時においてはパワーアップのみならず、着火性の向
上によるリーンバーン化が可能となり、さらにノッキン
グ低減により点火時期の進角が容易になって、この結果
大幅な燃費向上がはかれるという優れた効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例としての内燃機関の点火装置
を示す電気回路図、第２図は第１図装置における整形回
路の電気回路図、第３図は第１図装置におけるトリガ信
号発生回路の電気回路図、第４図は第１図装置における
点火コイルの模式構造図、第５図は第１図装置における
各部信号波形図、第６図は第１図装置における各部信号
波形図を第５図よりもさらに時間的に拡大した各部波形
図、第７図は本発明の他の実施例としての点火コイルの
模式構造図、第８図は本発明の他の実施例としての点火
コイルの結線を示す電気回路図である。 １．３．４・・・直流電源を構成するバッテリ、ＤＣ−
ＤＣコンバータ、コンデンサ、５・・・点火時期検出装
置、６．６’・・・整形回路、９・・・トリガ信号発生
回路、８・・・気筒判別装置、１３ａ〜１３ｄ・・・第
１のスイッチング素子をなすサイリスク、２０・・・第
２のスイッチング素子をなすサイリスク、１４ａ〜１４
ｄ、２１・・・パルストランス、１５ａ〜１５ｄ・・・
共振用コンデンサ、１６ａ〜１６ｄ・・・点火コイル、
１６１ａ〜１６１ｄ・・・第１の１次コイル、１６２ａ
　〜１６２ｄ−第２の１次コイル、１６３　ａ　〜ｌ　
６３　ｄ−第１の２次コイル、１６４ａ−１６４ｄ−・
・第２の２次コイル、１６９ａ　〜１６９　ｂ　・１次
コイル中点、２４１ａ　〜２４２ｄ、２４２ａ　〜２４
２ｄ、２４３ａ　〜２４３ｄ、２４４ａ　〜２４．４　
ｄ　・・・点火プラグ、１６５ａ〜１６５ｄ・・・鉄心
、１６５ａｌ・・・第１の鉄心、１６５ａ２・・・第２
の鉄心、２６２ａ・・・２次コイル中点。 代理人弁理士　岡　部　隆 （３７） ロ　ｏ　ｏ　ｏ　ｏ　Ｏｏ　。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 （１１直流電圧を発生する直流電源、 第１及び第２の２個の１次コイルと第１及び第２の２個
   の２次コイルを有する点火コイルと、該２個の２次コイ
   ルに接続される複数個の点火プラグと、 前記第１及び第２の１次コイルが、通電時に互いに同一
   方向に磁界を発生する様に、それぞれの一端を共通に接
   続した１次コイル中点に接続されるコンデンサと、 前記第１の１次コイルと前記コンデンサ及び前記直流電
   源とともに閉回路を構成する第１のスイッチング素子と
   、 前記第２の１次コイルと前記コンデンサとともに閉回路
   を構成する第２のスイッチング素子と、点火指示信号に
   従って動作し前記第１のスイッチング素子、及び前記第
   、２のスイッチング素子が（１） 所定のタイミングで交互に導通するように通電信号を発
   生する信号発生回路とを具備した内燃機関の点火装置。 （２）前記点火コイルを構成する２個の１次コイル及び
   ２個の２次コイルを１個の同一鉄心に巻装してなる特許
   請求の範囲第１項に記載の点火装置。 （３）前記点火コイルを構成する前記第１の１次コイル
   と前記第１の２次コイルとを第１の鉄心ニ巻装し、前記
   第２の１次コイルと前記第２の２次コイルとを第２の鉄
   心に巻装してなる特許請求の範囲第１項に記載の点火装
   置。 （４）前記点火コイルを構成する２個の２次コイルが、
   起電力が減算される様に、それぞれの一端を共通に接続
   した２次コイル中点を持ち、この２次コイル中点とアー
   スの間に１つの点火プラグを接続し、前記２次コイル中
   点に接続されていない前記第１及び第２の２次コイルの
   他端に、それぞれ他の点火プラグを１つずつ接続して、
   １個の点火コイルで３個の点火プラグを放電させる特許
   請求の範囲第２項又は第３項に爬載の点火装置。 （２）