JPS6161974A

JPS6161974A - 内燃機関の点火装置

Info

Publication number: JPS6161974A
Application number: JP18322584A
Authority: JP
Inventors: Norihito Tokura; 規仁戸倉; Hisashi Kawai; 寿河合; Michiyasu Moritsugu; 通泰森次
Original assignee: Nippon Soken Inc
Current assignee: Soken Inc
Priority date: 1984-08-31
Filing date: 1984-08-31
Publication date: 1986-03-29

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】〔産業上の利用分野〕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［１関
の点火に用いられる。

〔従来の技術〕

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回しかスパークがないため
、吹き消えに弱い。特にＣＤＩ方式では始動時や低速時
に火炎が成長しないので失火しやす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ワーア
ンプ並びにノッキングの防止を行うことにある。

〔発明の構成〕

本発明においては、直流電圧を発生する直流電源、第１
、第２及び第３の３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、該第２の２次コイ
ル出力端子とアース端子の間に接続される２個のダイオ
ード、該２個の２次コイルに接続される３個の点火プラ
グ、３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、第３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３のスイッチング素子、及び点火信号に従って動
作し、第１、第２及び第３のスイッチング素子が所定の
タイミングで導通するように通電信号を発生ずる信号発
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は例えばバッテリを用いた電源であり、エン
ジンキースイッチ２を介してＤＣ−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は運転時
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
しく４）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。ピックアップ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、シグナル
ロータ５１の突起部５２がピックアップ５３の磁心５３
１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とピックアップ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」レベル（以下、単に「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を介してピックアップ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パレータ６１４の出力に
は「１」、または「０」レベル（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を介して正帰還がかけられており、この正帰還回路
はヒステリシスをもつシュミットト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で反転された
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
とピックアップ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しな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。ピンクア
ップ８２は気筒判別用のピンクアンプであり、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、ピックアップ８２の磁心は開磁路となるこ
とである。

シグナルロータ８０とピックアップ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ば整形回路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
期間だり短周期で繰り返す互いに位相の異なる３つのト
リガ信号Ｓ　（Ａ）１〜４、Ｓ　（Ｂ）１〜４、Ｓ　（
Ｃ）１〜４、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７１
３で定まる一定時間（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はセソトリセソ１〜、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
７１４の出力は「０」、ノアゲート７１５の出力は「１
」となる。ハ゛イナリプリセソタプル・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」になるとカランｌ−を
開始し、「１」になるとリセットされる。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１６０ＫＨ２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の出力端子に接続され、他方の入力端子
がカウンタ７１７の１６分の１分周出力であるＱＤ出力
端子に接続される。そして再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ＱＤ小出力、デコード付カウンタ７２
０のクロック端子Ｃに導かれる。ワンショットマルチ７
３１はカウンタ７２０のデコード出力端子■の出力信号
の立上りでトリガされ、コンデンサ７３２、抵抗７３３
で定まる一定時間（例えば１０μ５ｅｃ）にわたり「１
」の信号を出力端子Ｑに発生する。

カウンタ７２０のデコード出力端子■、■の出力はオア
ゲート７２２でオア論理をとり、ワンショットマルチ７
４１のトリガ入力端子→−Ｔｒに入力され、カウンタ７
２０のデコード出力端子■、■の出力信号の立上りでト
リガされ、コンデンサ７４２、抵抗７４３で定まる一定
時間（例えば１０μ５ｅｃ）にわたり「１」の信号を出
力端子Ｑに発生する。

ワンショットマルチ７５１はカウンタ７２０のデコード
出力端子■の出力信号の立上りでトリガされ、コンデン
サ７５２、抵抗７５３で定まる一定時間（例えば１０μ
５ｅｃ）にわたり「１」の信号を出力端子Ｑに発生する
。

ワンショットマルチ７３１．７４１．７５１の出力端子
Ｑはそれぞれ端子７０３．７０４．７０５に導かれる。

ワンショットマルチ７３１の出力端子Ｑの信号と端子７
０２から導かれる信号をオアゲート７２１に入力し、オ
ア論理をとってカウンタ７２０のリセット端子Ｒに入力
する。従って端子９０２．７０２を介して入力される整
形回路６′の出力信号及びワンショットマルチ７３１の
出力端子Ｑの信号によりカウンタ７２０がリセットされ
る。カウンタ９０５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９０５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９０５はこの出力信号をカウントする。

カウンタ９０５のデコード出力■、■、■、■の出力信
号はそれぞれアンドゲート９１５〜９１７．９２５〜９
２７．９３５〜９３７．９４５〜９４７に導かれ、他方
の入力端子に端子７０３．７０４．７０５より導かれた
１〜リガ信号Ｓ　（Ａ）、Ｓ　（Ｂ）、Ｓ　（Ｃ）とア
ンド論理をとり、トリガ信号Ｓ　（Ａ＞１、Ｓ　（Ｂ）
１、Ｓ　（Ｃ）Ｉ、Ｓ　（Ａ）２、Ｓ　（Ｂ）２、Ｓ　
（Ａ）３、Ｓ　（Ｂ）３、Ｓ　（Ｃ）３、Ｓ　（Ａ）４
、Ｓ　（Ｂ）４、Ｓ　（Ｃ）４を端子９１１〜９１３．
９２１〜９２３．９３１〜９３３．９４１〜９４３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　（１８ｂ、１８ｃ、１８ｄは１８ａと同一）
ば気筒毎に合計４偏設けられ、ＤＣ−ＤＣ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、Ｓ　（Ｂ）１、Ｓ　（Ｃ）ｌ、Ｓ　（
Ａ）２、Ｓ　（Ｂ）２、Ｓ　（Ｃ）２、ｓ　（Ａ）３、
Ｓ　（Ｂ）３、Ｓ　（Ａ）４、Ｓ　（Ｂ）４、Ｓ　（Ｃ
）４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３個づつ合計１２個有する点火プラグ１７１ａ
−ｄ、１７２　ａ　−ｄ、１７３ａ　〜ｄ（ただし、添
字ａ、　　ｂ。

ｃ、ｄは各パワー回路１８ａ、１８ｂ、１８ｃ１１８ｄ
の意味）をスパークさせる。

次に、パワー回路１８ａについて説明する。

サイリスク１０１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１６０の第
１の１次コイル１６１の一端に接続される。このサイリ
スク１０１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１０６を
介し、さらにダイオード１０４、抵抗１０５、コンデン
サ１０３、抵抗１０２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１３１は、点火コイル１６０の１次コ
イル中点１６８に接続される。このサイリスク１０１に
よって、コンデンサ４、サイリスク１０１、第１の１次
コイル１６１、共振用コンデンサ１３１からなる１つの
閉回路が形成される。

サイリスタ１１１はそのアノードが第２の１次コイル１
６２の一端に接続され、そのカソートカ接地されている
。このサイリスタ１１１のゲートにはトリガ信号発生回
路９がらのトリガ信号Ｓ　（Ｂ）１が絶縁用のパルスト
ランス１１６を介し、さらにダイオード１１４、抵抗１
１５、コンデンサ１１３、抵抗１１２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１１１によって、コンデンサ１３１、第
２の１次コイル１６２、サイリスタ１１１からなる１つ
の閉回路が形成される。

サイリスタ１２１はそのアノードがコンデンサ４の正極
端子に接続され、そのカソードが第３の１次コイル１６
３の一端に接続される。このサイリスク１２１のゲート
はトリガ信号発生回路９からトリガ信号Ｓ　（Ｃ）１が
絶縁用のパルストランジス１２６を介し、さらにダイオ
ード１２４、抵抗１２５、コンデンサ１２３、抵抗１２
２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１２１によって、コンデンサ４、サイリ
スタ１２１、第３の１次コイル１６３、共振コンデンサ
１３１からなる１つの閉回路が形成される。

点火コイル１６０は、第１の１次コイル１６１、第２の
１次コイル１６２、第３の１次コイル１６３、第１の２
次コイル１６４、第２の２次コイル１６５、第１の鉄心
１６６、第２の鉄心１６７からなり、第４図にこの点火
コイル１６０の構造を示す。

第１、第２及び第３の１次コイル１６１．１６２．１６
３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１６４．１６５の巻数はそれぞれ約４０００ター
ンで、この１次コイルと２次コイルの巻数比は約１００
に設定してあり、第１の１次コイル１６１と第１の２次
コイル１６４は第１の鉄心１６６上に巻線されており、
第２、第３の１次コイル１６２．１６３と第２の２次コ
イル１６５は第２の鉄心１６７上に巻線されている。

第２及び第３の１次コイル１６２．１６３は通電時に鉄
心１６７中に互いに逆方向に磁界が発生する様に、第２
及び第３の１次コイル１６２．１６３の一端を共通にし
た接続点（１次コイル中点）１６８を有し、この１次コ
イル中点１６日に第１の１次コイル１６１の一端が接続
されている。

第１の２次コイル１６４は鉄心１６６を介して第１の１
次コイル１６１に磁気的に結合しており、第１の１次コ
イル１６１に発生する電圧を昇圧して第１の２次コイル
１６４から出力する。

第２の２次コイル１６５ば鉄心１６７を介して第２の１
次コイル１６２、第３の１次コイル１６３と磁気的に結
合しており、第２及び第３の１次コイル１６２．１６３
に発生する電圧を昇圧して第２の２次コイル１６５から
出力する。

第１の２次コイル１６４と第２の２次コイル１６５のそ
れぞれの一端を共通にした接続点（２次コイル中点）１
６９を有する。

第１及び第２の２次コイル１６４．１６５の各出力端子
には点火プラグ１７１．１７２．１７３の合計３個が接
続される。また、２次コイル中点１６９にはダイオード
１３２のアノードが接続され、そのカソードは接地され
ている。第２の２次コイル１６５の２次コイル中点１６
９でない方の出力端子にはダイオード１３３のアノード
が接続され、そのカソードは接地されている。

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、１８Ｃ１１８ｄの構成もパワー回路１８
Ｈ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５（Ａ−Ｃ）２、Ｓ　（Ａ〜
Ｃ）３．５（Ａ−Ｃ）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７１１，７３１，７４Ｌ７５１・・
・東芝製ＴＣ４５２８８Ｐノアゲート７１４．７１５．７１８　　・・・　〃ＴＣ
４００１ＢＰアップダウンカウンタ７１７・・・　〃Ｔ
Ｃ４５１６ＢＰオアゲート７２１，７２２　　　　・・
・　〃ＴＣ４０７１ＢＰデコーダ付カウンタ７２０．９
０５・・・　〃ＴＣ４０１７ＢＰアンドゲート９１５，９１６．９１７，９２５．９２６
．９２７，９３５゜９３６．９３７，９４５，９４６，
９４７　　　・・・　〃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
（］）］Ｇオピンクアソプ５の出力電圧、（２）はピッ
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！−７１４の
出力信号、（７）はカウンタ７１７のＱＤ出力信号、（
８）、（９）、（１０）はそれぞれワンショットマルチ
７３１．７４１．７５１の出力端子Ｑの出力信号である
トリガ信号ｓ　（Ａ）　、Ｓ　（Ｂ）、Ｓ　（Ｃ）の波
形を表わす。（１１）、（Ｉ２）、（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）、（１６）、（１７
）はそれぞれアンドゲート９１５．９１６．９１７の出
力であるトリガ信号Ｓ　（Ａ）１、Ｓ　（Ｂ）１、Ｓ　
（Ｃ）１であり、（１８）、（１９）、（２０）はそれ
ぞれアンドゲート９２５．９２６．９２７の出力である
トリガ信号Ｓ　（Ａ）２、Ｓ　（Ｂ）２、Ｓ　（Ｃ）２
であり、（２１）、（２２）、（２３）はそれぞれアン
ドゲート９３５、９３６．９３７の出力であるトリガ信
号Ｓ　（Ａ）３、Ｓ　（Ｂ）３、Ｓ　（Ｃ）３であり、
（２４）、（２５）、（２６）はそれぞれアンドゲート
９４５．９４６．９４７の出力であるトリガ信号Ｓ　（
Ａ）４、Ｓ　（Ｂ）４、Ｓ　（Ｃ）４である。

まず、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１−１２■の直流電圧
が供給されてここで＋２００ｖに昇圧され、この２００
Ｖ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が回転し、
ピックアップ５３のコイル５３３に第５図（１）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ｖｂ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と同様の原理でピックアップ８２
に第５図（２）に示す波形をした起電力が発生ずる。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）に示ず気筒判別時期
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１−７１４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「０」のときカウンタ７１７
はリセソ１−が解除される。このリセット解除によりカ
ウンタ７１７はクロック発生回路７１６からの約１６０
ＫＨｚ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ビ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ットしであるから、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Ｏか
ら１５へ変化する。すなわちカウンタ７１７のＱＤ比出
力「０」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「１」
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）に示すデユーティ比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１００
μｓｅｃ、パルスとパルスに間隔は１００　！！　Ｓ　
ｅＣ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「０」となる。このときすぐにカ
ウンタ７１７にリセソ１−をかけてしまうと、その直前
のＱＤ比出力「１」を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７１
７の出力とをノアゲート７１８の入力に導くことにより
、Ｑ［１１出力が「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７１４．７１５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
１−７１４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（６μ５ｅｃ）以内の遅れでＱＤ比出力クロック周
波数の１６分のＬ　　（１０ＫＨｚ）の方形波が少なく
とも点火期間中、整数個発生する。

この信号はカウンタ７２０のクロック端子Ｃに入力され
、この信号の立上りエツジが発生する毎にカウンタ７２
０の出力端子■、■、■、■に順次パルス信号が発生す
る。このパルス信号がワンショットマルチ７３１．７４
１．７５１に入力され、その立ち上がりエツジでそれぞ
れのワンショ・７トマルチが作動して約１０μＳｅｃの
パルスを発生し、第５図（８）、（９）、（１０）に示
すトリガ信号Ｓ　（Ａ）　、Ｓ　（Ｂ）　、Ｓ　（Ｃ）
を端子７０３．７０４．７０５へそれぞれ出力する。す
なわち、トリガ信号Ｓ　（Ａ）が立ち上がってから１０
０μｓｅｃ後にトリガ信号Ｓ　（Ｂ）が立ち上がり、さ
らに１００μｓｅｃ後にトリガ信号Ｓ　（Ｃ）が立ち上
がり、さらに１００μｓｅｃ後にトリガ信号Ｓ　（Ｂ）
が立ち上がる。トリガ信号Ｓ　（Ｂ）が立ち上がると、
この立ち上がりエツジがオアゲート７２１を経由してカ
ウンタ７２０のリセット端子Ｒに入力されるので、カウ
ンタ７２０がリセットされる。従って、カウンタ７２０
のクロック端子Ｃに次のパルスが入力されると、再びカ
ウンタ７２０の■出力端子からパルスが出力され、ワン
ショットマルチ７３１からトリガ信号Ｓ　（Ａ）、が再
び発生する。（ただし、第５図（８）、（９）、（１０
）には示していない）。以上の動作を複数回繰り返し行
う。

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９０５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、カウンタ９０５の出力端子■には第５図（１
１）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１１」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９１５〜９１７．９２５〜９２７．９３５
〜９３７．９４５〜９４７の一方の入力にはそれぞれカ
ウンタ９０５の出力端子■、■、■、■の出力波形が入
力され、他方の入力にはワンショットマルチ７３１．７
４１．７５１より第５図（８）、（９）、（１０）に示
すトリガ信号Ｓ　（Ａ）、Ｓ　（Ｂ）　、Ｓ　（Ｃ）が
入力される。従って、端子９１１．９１２．９１３には
第１気筒用のトリガ信号Ｓ　（Ａ）１、Ｓ　（Ｂ）１、
Ｓ　（Ｃ）１が、端子９２１．９２２．９２３には第３
気筒用のトリガ信号Ｓ　（Ａ）２、Ｓ　（Ｂ）２、Ｓ　
（Ｃ）２が、端子９３１．９３２．９３３には第４気筒
用のトリガ信号Ｓ　（Ａ）３、Ｓ　（Ｂ）３、Ｓ　（Ｃ
）３が、端子９４１．９４２．９４３には第２気筒用の
トリガ信号Ｓ　（Ａ）４、Ｓ　（Ｂ）４、Ｓ、（Ｃ）４
が出力される。これらトリガ信号Ｓ　（Ａ〜Ｃ）１．５
（Ａ−Ｃ）２．５（Ａ−Ｃ）３．５（Ａ−Ｃ）４の各信
号波形は第５図（１５）〜（２６）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＋１１はトリガ信号Ｓ　（Ａ
）、１、（２）はトリガ信号Ｓ　（Ｂ）Ｌ（３１はトリ
ガ信号Ｓ　（Ｃ）１、（４）は共振コンデンサ１３１の
端子電圧、（５）はサイリスク１０１のカソード電圧、
（６）はサイリスク１０１の通電電流、（７）はサイリ
スタ１１１のアノード電圧、（８）はサイリスク１１１
の通電電流、（９）はサイリスタ１２１のカソード電圧
、（１０）はサイリスタ１２１の通電電流の波形を示す
。

第６図（１）に示すトリガ信号Ｓ　（Ａ）１はパルスト
ランス１０６、ノイズ防止回路を介してサイリスク１０
１のゲートに入力される。同様に第６図（２）に示すト
リガ信号Ｓ　（Ｂ）１はパルストランス１１６、ノイズ
防止回路を介してサイリスタ１１１のゲートに入力され
、また第６図（３）に示すトリガ信号Ｓ　（Ｃ）１はパ
ルストランス１２６、ノイズ防止回路を介してサイリス
ク１２１のゲートに入力される。

まず、時刻ｔｏにおいてサイリスク１０１が！・リガ信
号Ｓ　（Ａ）１によりトリガされてオンになると、コン
デンサ４、サイリスタ１０１、第１の１次コイル１６１
、コンデンサ１３１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１３１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１６１の抵抗とサイリスク１０１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１３１の容量Ｃ（例えば２μＦ）と第
１の１次コイル１６１のインダクタンスＬ　（例えば５
０μＨ）とで決まる条件で共振する。

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
、サイリスク１０１、第１の１次コイル１６１、コンデ
ンサ１３１、コンデンサ４の接地極端子の方向に流れ、
第６図（６）に示す正弦半波状の波形となる。そのピー
ク電流値は約１５ＯＡ、通電時間は約２０７７　Ｓ　ｅ
　ｃである。この通電によりコンデンサ１３１に加わる
電圧は、第６図（４）に示す様に約６００Ｖまで増加す
る。

サイリスタ１０１はｉ＞Ｑのときのみオン状態を持続す
るが、第６図（６）に示す様にｉ≦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１６１、
コンデンサ１３１、スイッチング素子１０１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
リスク１０１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。

サイリスク１０１がオフした時、コンデンサ１３１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、時刻１．においてサイリスタ１１１がトダカ信号
Ｓ　（Ｂ）　　］によりトリガされた場合について説明
する。サイリスク１１１がオンになると、コンデンサ１
３１、第２の１次コイル１６２、サイリスタ１１１から
なる閉回路が形成され、コンデンサ１３１に蓄えられた
電荷はコンデンサ１３１の上側端子、第２の１次コイル
１６２、サイリスク１１１、コンデンサ１３１の下側端
子の方向に流れ、第６図（８）に示す正弦半波状の波形
となる。

サイリスタ１１１は前記サイリスク１０１の時と同様に
、ピーク電流値は約１５ＯＡ、通電時間は約２０μｓｅ
ｃである。この通電によりコンデンサ１３１に加わる電
圧は、第６図（４）に示す様に約６００■から約−４０
０■まで減少する。第６図（８）に示すサイリスタ２０
の通電電流波形がゼロになると、前記サイリスク１０１
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。

次に、時刻ｔ２においてサイリスク１２１力月・リガ信
号Ｓ　（Ｃ）１によりトリガされた場合について説明す
る。サイリスタ１２１がオンになると、コンデンサ１３
１、第３の１次コイル１６３、サイリスタ１２１、コン
デンサ４からなる閉回路が形成され、時刻ｔｏの場合と
同様にこの閉回路に振動電流が流れ、第６図００）に示
す正弦半波状の波形となる。サイリスタ１２１は前記サ
イリスク１０１の時と同様に、ピーク電流値的１５ＯＡ
、通電時間は約２０μｓｅｃである。この通電によりコ
ンデンサ１３１に加わる電圧は、第６図（４）に示す様
に約−４００ｖから約６００■まで増加する。

第６図（１０）に示ずサイリスタ１２１の通電電流波形
がゼロになると、前記サイリスク１０１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。

次に、時刻ｔ３においてサイリスタ１１１がトリガ信号
Ｓ　（Ｂ）１によりトリガされた場合について説明する
。サイリスタ１１１がオンになると、時刻ｔ１における
場合と同様に、コンデンサ１３１、第２の１次コイル１
６２、サイリスタ１１１からなる閉回路が形成され、第
６図（８）に示す正弦半波状の波形となる。ピーク電流
値的１５０Ａ、通電時間は約２０　／７　Ｓ　ｅ　ｃで
ある。この通電によりコンデンサ１３１に加わる電圧は
、第６図（４）に示す様に約６００Ｖから約−４００Ｖ
まで減少する。

次に、時刻ｔ４においては時刻ｔｏと全く同じ状態にな
るので、時刻ｔ４以降は時刻ｔｏ−＋−ｔ。

−１−ｔ２−）　ｊ　３と同一の波形となる。以上の作
動を繰り返し行なう。

ここまでの説明では、点火コイル１６０の第１及び第２
の２次コイル１６４．１６５については述べていないの
で、次にこれについて説明する。

第１、第２及び第３の１次コイル１６１．１６２．１６
３と第１及び第２の２次コイル１６４．１６５とは巻数
比が約１００に設定しであるので、１次コイルの印加電
圧の約１００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１６１．１６２．１６３に印
加する電圧は約６００Ｖであるから、前記巻線比的１０
０より６００　（Ｖ）ｘｌｏｏ＝６０　（ＫＶ）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１６０の損失等により約４０ＫＶ
が発生し、放電による点火を行うに十分な電圧となる。

第１及び第２の２次コイル１６４．１６５の発生電圧は
、これらのコイルに接続された３個の点火プラグ１７１
．１７２．１７３に供給され、点火ギヤツブの接地電極
へ放電されて点火が行われる。

次に、３個の点火プラグ１７１．１７２．１７３の放電
順序について説明する。

まず、時刻ｔｏにおいては第６図（６）に示す様に第１
の１次コイル１６１に電流が流れて第１の２次コイル１
６４に高電圧が発生する。この高電圧は２次コイル中点
１６９に正電圧が発生する様に第１の１次コイル１６１
を巻装しであるため、ダイオード１３２が順バイアスと
なりこの高電圧は２次コイル中点１６９、ダイオード１
３２からアースを介して点火プラグ１７１に印加される
。このため第１の２次コイル１６４に発生する高電圧は
点火プラグ１７１のみに印加されるため、この高電圧は
点火プラグ１個分の要求電圧で充分である。

次に、時刻１．においては第６図（８）に示す様に第２
の１次コイル１６２に電流が流れて第２の２次コイル１
６５に高電圧が発生する。この高電圧は２次コイル中点
１６９に負電圧が発生する様に第２の１次コイル１６２
を巻装しであるため、ダイオード１３２が逆バイアス、
ダイオード１３３が順バイアスとなり、この高電圧はダ
イオード１３３からアースを介して点火プラグ１７２に
印加される。このため第２の２次コイル１６５に発生す
る高電圧は点火プラグ１７２のみに印加されるため、こ
の高電圧は点火プラグ１個分の要求電圧で充分である。

次に、時刻ｔ２においては第６図００）に示す様に第３
の１次コイル１６３に電流が流れて第２の２次コイル１
６５に高電圧が発生する。この高電圧は２次コイル中点
１６９に正電圧が発生する様に第３の１次コイル１６３
を巻装しであるため、ダイオード１３２が順バイアス、
ダイオード１３３が逆バイアスとなり、この高電圧はダ
イオード１３２からアースを介して点火プラグ１７３に
印加される。このため第２の２次コイル１６５に発生す
る高電圧は点火プラグ１７３のみに印加されるため、こ
の高電圧は点火プラグ１個分の要求電圧で充分である。

次に、時刻ｔ３においては第６図（８）に示す様に第２
の１次コイル１６２に電流が流れて第２の２次コイル１
６５に高電圧が発生する。この高電圧は時刻１．におけ
る場合と全く同様に点火プラグ１７２のみに印加される
ので、この高電圧は点火プラグ１個分の要求電圧で充分
である。

次に、時刻ｔ４においては時刻ｔｏにおける状態と全く
同様であるため、時刻ｔ４以隆は時刻ｔｏ−＋　ｊ　１
−ｊ　２−Ｌ　３と同一の作動となる。すなわち、点火
プラグの放電順序は、点火プラグ１７１一点火プラグ１
７２一点火プラグ１７３一点火プラグ１７２であり、こ
の順序を１ザイクルとして複数回の点火が行われる。

放電によりいったん放電路が形成されると、付近の空気
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２ｍ５
ｅｃ）と較べると短いが、１気筒当り３個の点火プラグ
が順番に点火し、しかも短時間の間に多数の点火が行わ
れる。

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１気筒当り
３個の点火プラグにおいて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が、第４気筒の場
合はパワー回路１８ｃが、第２気筒の場合はパワー回路
１８ｄがそれぞれ作動し、それぞれの気筒に備え付けた
点火コイルが適当な時期に繰り返し通電す′る。

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３個の点火プラグで繰り
返し放電を行い、確実な着火を行える。

〔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
よるパワーアンプ、ノン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
おいてはパワーアンプのみならず、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。

さらに点火コイルに要求される発生電圧は点火プラグ１
個分の要求電圧で充分であり、点火コイルの耐絶縁性の
設計は従来の点火コイルと同等のレベルで良いという効
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、１８ａ、１８ｂ。１８ｃ、１８ｄ・・・各気筒パワー回路、１０１・・・
第１のスイッチング素子をなすサイリスク、１１１・・
・第２のスイッチング素子をなすサイリスク、１２１・
・・第３のスイッチング素子をなすサイリスク。１０６．１１６，１２６・・・パルストランス、１３１
・・・共振用コンデンサ、１６０・・・点火コイル、１
６１・・・第１の１次コイル、１６２・・・第２の１次
コイル、１６３・・・第３の１次コイル、１６４・・・
第１の２次コイル、１６５・・・第２の２次コイル、１
６８・・・１次コイル中点、ｌｊｌ、１７２，１７３・
・・点火プラグ、１６６・・・第１の鉄心、１６７・・
・第２の鉄心、１６９・・・２次コイル中点。

Claims

【特許請求の範囲】直流電圧を発生する直流電源、第１、第２及び第３の３
個の１次コイルと第１及び第２の２個の２次コイルと前
記第１の１次コイル及び第１の２次コイルが巻線された
第１の鉄心と前記第２、第３の１次コイル及び第２の２
次コイルが巻線された第２の鉄心とを有する点火コイル
と、該第２の２次コイルの出力端子とアース端子の間に接続
される２個のダイオードと、該２個の２次コイルに接続される３個の点火プラグと、前記第１、第２及び第３の１次コイルのそれぞれの一方
の端子を共通に接続した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、前記第３の１次
コイルと前記コンデンサと前記直流電源とともに閉回路
を構成する第３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、第２及び第３
のスイッチング素子が所定のタイミングで導通するよう
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。