JPS6179867A - 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】 〔産業上の利用分野〕 本発明は主に自動車用内燃機関に通用される繰返し容量
放電式の点火装置に関する。

〔従来の技術〕

従来、点火時期ごと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注させて高速時の点火エネル
ギーおよび低速時の放電持続時間を確保するため、第１
のスイッチング素子の導通により直流電源より点火コイ
ルの１次コイルを介してコンデンサを充電して点火コイ
ルの２次側に高電圧を発生させ、かつこのコンデンサの
充電電荷を第２ス、イツチング素子の導通により点火コ
イルの１次コイルを介して放電させて点火コイルの２次
コイルに高電圧を発生させ、上記両スイッチング素子を
点火時期ごとに所定のタイミングで−定時間交互に導通
させるものがある（例えば、特開昭５９−５４７７２号
公報）。

〔発明が解決しようとする問題点〕

ところが、上述した従来のものでは、直流電源の端子間
に第１．第２のスイッチング素子が直列接続されること
になるので、これら両スイッチング素子がノイズ等によ
って同時に導通すると、直流電源が短絡されてしまうと
いう問題がある。

また、両スイッチング素子が点火時期ごとに一定時間交
互に導通ずるので、高速時の点火電源の負担が増大する
という問題がある。

そこで本発明は、両スイッチング素子が万一、同時に導
通しても直流電源の短絡を防止し、かつ高速時の点火電
源の負担を軽減するものである。

〔問題点を解決するための手段〕

そのため本発明は、第１のスイッチング素子の導通によ
り直流電源より点火コイルの１次コイルの第１の部分を
介してコンデンサを充電し、かつこのコンデンサの充電
電荷を第２のスイッチング素子の導通により点火コイル
の１次コイルの第２の部分を介して放電させ、さらに、
両スイ・／チング素子を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と共に、この通電信号の
１点火時期ごとの回数を機関回転数に反比例するように
制御するものである。

〔作　用〕

これにより、両スイッチング素子は点火コイルの１次コ
イルの第１．第２の部分を介して直流電源の端子間に接
続され、かつ高速時の放電持続時間がほぼ一定のクラン
ク角度幅に制御される。

〔実施例〕

本発明の一実施例を示す第１図において、■は例えばバ
ッテリ等に代表される直流電源、２はエンジンキースイ
ッチで、運転時には閉成し、停止時には開となるもので
ある。３はバッテリ電圧（例えば１２■）を約２００Ｖ
に昇圧する公知のＤＣ−ＤＣコンバータで、４はＤＣ−
ＤＣコンバータ３の出力エネルギーを蓄え、後述する過
渡的な大電流に備えるコンデンサである。

５１は磁性材より成る点火時期検出用のシグナルロータ
で、エンジン回転数の１／２の回転数で同期して回転す
るディストリビュータシャフトにとりつけられており、
気筒数に対応しただけの突起部５２を有している。ピッ
クアップ５３は点火時期検出用のものであり、磁性材か
らなる磁芯５３１のまわりに巻装されたコイル５３３と
永久磁石４３２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の磁芯５３１と対向した
時に閉磁路が形成される様に配置される。

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ばピックアップ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。第１図装置にお
ける整形回路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５３３の起電力の正負に応じてコンパレータ６
１４の出力には「１」、またはｒＯＪ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ェ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で反転されて
端子６０３を介して点火時期信号として出力される。

７は放電時間設定回路で、整形回路６で得られた点火時
期信号から一定の放電角（アークアングル）１１．２５
°に相当する時間の間放電させるよう制御する信号を発
生する回路である。

放電時間設定回路７の詳細を第３図に示す。この第３図
に於いて、７０１は整形回路６で発生した点火時期信号
の入力端子で、７１１は公知のＮＰＮトランジヌタで、
そのベース端子には抵抗７１２．７１３を介して点火時
期信号が入力されており、そのコレクタ端子に点火時期
信号の反転信号が得られる様になっている。７１５はシ
ュミットトリガ付きの２人力ＮＡＮＤゲート（東芝製Ｔ
Ｃ４０９３ＢＰ）で、その入力の一方はトランジスタ７
１１のコレクタ端子に、他方はプルアップされているの
で、その出力は、点火時期信号となる。７１６は１０進
カウンタ（東芝製ＴＣ４０１７８Ｐ）で、そのクロック
端子Ｃには先はどのＮＡＮＤゲート７１５の出力が入力
されているので、Ｑｏ端子には、クランクアングルで１
８０°の間“１”となるパルス幅信号が得られる。カウ
ンタ７１６のリセット端子Ｒにはカウンタ７１６のＱ４
出力が入力されており、点火時期信号を４回カウントす
る毎にリセットする様になっている。７１７は約１００
ＫＨｚのクロックジェネレータである。

７１８はバイナリカウンタ（東芝製ＴＣ４０４０ＢＰ）
で、そのクロック端子Ｃにクロックジェネレータ７１７
の１００ＫＨｚのクロックが入力されている。７１９は
３人力のＡＮＤゲート（東芝製ＴＣ４０７３８Ｐ）で、
７２１，７２２はバイナリカウンタ（東芝製ＴＣ４５２
０ＢＰ）で、カウンタ７２１，７２２はカスケード接続
されている。

７３８はＮＯＴゲート（東芝製ＴＣ４０６９ＵＢＰ）で
、ＡＮＤゲート７１９の入力はカウンタ７１８のＱ５出
力、カウンタ７１６のＱ、出力、そしてカウンタ７２２
のＱ３出力をＮＯＴゲート７３８で反転させた信号が入
力されており、このＡＮＤゲート７１９の出力はカウン
タ７２１のクロック端子Ｃに入力されている。カウンタ
７１６のＱＯ出力はクランクアングルで１８０°の間“
１″となる信号であるので、カウンタ７２１，７２２は
、クランクアングル１８０°の間のカウントを進めるこ
ととなる。ただし、カウンタ７２２のＱ３出力が立上る
と同時にカウントが禁止されるので、カウンタ７２１，
７２２のカウント結果は最大１２８となる。７２３，７
２４はラッチ（東芝製ＴＣ４０４２ＢＰ）で、それぞれ
のデータ端子Ｄ１乃至Ｄ４には、先程のカウンタ７２１
．７２２のＱ　Ｏ，乃至Ｑ３が入力されており、そのク
ロック端子Ｃの入力信号が立下ると同時にカウンタ７２
１゜７２２のカウント結果をランチし、それぞれのＱｌ
乃至Ｑ４出力に出力する。７２０は、１０進カウンタ（
東芝製ＴＣ４０１７８Ｐ）で、そのクロック端子Ｃには
、先程のクロックジェネレータ７１７の１００ＫＨｚの
出力が入力され、リセット端子Ｒには先程のカウンタ７
１６のＱ、出力が入力されており、この信号が立下ると
カウント動作する。

カウンタ７２０のＱ２出力はラッチ７２３，７２４のク
ロック端子Ｃに入力されており、ラッチ７２３．７２４
のランチ信号となる。またカウンタ７２０のＱ４出力は
カウンタ７２１，７２２のリセット端子Ｒに入力されて
おり、カウンタ７２１゜７２２をリセットする。カウン
タ７２０のＱ６出力はクロックイネイブル端子Ｅに入力
されており、Ｑ２．Ｑ４出力が、１回ずつしか発生し７
ないようにしている。７２７は、ＮＯＴゲート（東芝製
ＴＣ４０６９ＵＢＰ）　、７３１は２人力ＮＯＲゲート
（東芝製ＴＣ４００１ＢＰ）で、ＮＯＲゲート７３１の
一方の入力端子には、トランジスタ７１１、ＮＡＮＤゲ
ート７１５を介した点火時期信号をＮＯＴゲート７２７
で反転した信号が入力され、他方の入力端子には点火時
期信号を抵抗７２８、コンデンサ７２９で１〜２μｓ遅
らせた信号が入力されており、結果的にＮＯＲゲート７
３１の出力は、点火時期信号の立上りで立上り、１〜２
μｓ“ｌ”となった後立下る信号となる。７２５，７２
６はプリセソタブルダウンタウンタ（東芝製ＴＣ４０２
９ＢＰ）で、これらはカスケード接続されている。これ
らのカウンタ７２５，７２６のロード端子りには、先程
のＮＯＲゲート７３１の出力が入力されており、一方、
これらのカウンタ７２５．７２６のＡ乃至り端子には、
先程のランチ７２３．７２４のＱｌ乃至Ｑ４がそれぞれ
入力されており、カウンタ７２５．７２６は、ロード端
子りに“１”が入ると同時にラッチ７２３．７２４でラ
ッチされた結果Ｑｌ乃至ｄ４をプリセノトする。一方、
カウンタ７２５，７２６のクロック端子Ｃにはカウンタ
７１８のＱ、出力が入力されており、先程のプリセット
値からダウンカウントを開始する。カウンタ７２６のキ
ャリアウド出力ＣＯには、このプリセット値をカウント
終了すると同時に立下る信号が発生する。７３２はＤフ
リップフロップ（東芝製ＴＣ４０１３ＢＰ）　、７３３
はＮＯＴゲート（東芝製ＴＣ４０６９ＵＢＰ）で、Ｄフ
リップフロップ７３２のクロック端子Ｃには点火時期信
号が、リセット端子Ｒには、カウンタ７２６のキャリア
ウド出力ＣｏがＮＯＴゲート７３３を介して入力されて
いるので、そのＱ出力には、点火時期信号の立上りで立
上り、カウンタ７２６のキャリアウド出力ＣＯの信号が
立下ると同時に立下るパルス幅信号が出力される。７３
４はＮＰＮ　トランジスタで、Ｄフリップフロップ７３
２のＱ出力を抵抗７３５，７３６を介してそのベース端
子に入力している。７０２は出力端子で、トランジスタ
７３４のコレクタ端子が抵抗７３７を介して接続されて
おり、放電時間信号を出力する。

８ば、トリガ信号発生回路で、放電時間設定回路７で得
られた放電時間信号が“１”の間、１００μｓ毎に繰返
す互いに１８０°位相の異なるトリガ信号を発生する。

このトリガ信号発生回路を詳細に示す第４図に於いて、
８０１は、放電時間設定回路７で得られた放電時間信号
の入力端子である。８１１はＰＮＰトランジスタで、放
電時間信号が抵抗８１２゜８１３を介してそのベースに
入力されている。８１５はＮＯＴゲート（東芝製ＴＣ４
０６９ＵＢＰ）、８１９は２人カドＪＯＲゲート（東芝
製ＴＣ４００ＩＢＰ）で、ＮＯＴゲート８１５の入力端
子は、先程のトランジスタ８１１のコレクタと接続され
ている。ＮＯＲゲート８１９の一方の入力端子には抵抗
８１６、コンデンサ８１７、抵抗８１８を介してトラン
ジスタ８１１のコレクタが導かれており、他方の入力端
子にはＮＯＴゲート８１５の出力が入力されている。従
ってＮＯＲゲート８１９の出力には放電時間信号の立上
りに同期して立上り、１〜２μｓｅｃ’ｌ″となった後
立下るパルスが発生する。８２２はクロックジェネレー
タで、２００ＫＨｚのクロックを発生する。８２０はバ
イナリカウンタ（東芝製ＴＣ４０４０８Ｐ）で、そのリ
セット端子ＲにはＮＯＲゲート８１９の出力が導かれ、
クロック端子Ｃには先程の２００Ｋｔ（ｚのクロックが
入力されている。８２１は１０進カウンタ（東芝製ＴＣ
４０１７ＢＰ）で、そのリセット端子Ｒにはカウンタ８
２０のリセット端子ＲとともにＮＯＲゲート８１９の出
力が入力されており、これら２つのカウンタ８２．０．
８２１の同期をとっている。カウンタ８２１のクロック
端子Ｃにはカウンタ８２０のＱ２出力、すなわち５０Ｋ
ｌｌｚが入力されている。従ってカウンタ８２１のＱＯ
比出力Ｑ５出力には１００μｓ毎に繰返す互いに１８０
°位相の異なるパルスが発生する。

−万８２３は２人力のＡＮＤゲート（東芝ＭＴＣ４０８
１ＢＰ）で、その一方の入力端子にはＮ。

Ｔゲート８１５で放電時間信号を反転した信号が入力さ
れており、他方の入力端子には、カウンタ８２１のＱ９
出力が入力されている。ＡＮＤゲート８２３の出口はカ
ウンタ８２１のクロックイネイブル端子Ｅに入力されて
いる。これは、放電時間信号が立下り、しかも、カウン
タ８２１のＱ９が立上った時点でカウンタ８２１のカウ
ント動作を停止させる役目をする。８２４，８２７はワ
ンショットマルチ（東芝製ＴＣ４５２８８Ｐ）で、それ
ぞれの＋Ｔｒ端子には先程のカウンタ８２１のＱＯ，Ｑ
５出力が人力されている。これらの信号に応じてワンシ
ョットマルチ８２４，８２７は外付抵抗８２６、コンデ
ンサ８２５、抵抗８２９、コンデンサ８２８の時抵抗で
決定されるパルス幅信号（約２０μｓ）をＱ出力に出力
する。８３０はＮＰＮ　ｌ−ランジスタ、８３３はＰＮ
Ｐ　Ｉ−ランジスタで、ワンショットマルチ８２４のＱ
出力を電流増幅する。８３６はＮＰＮ　）ランジスタ、
８３９はＰＮＰ　）ランジスタで、ワンショットマルチ
８２７のＱ出力を増幅する。８０２，８０３は夫々トリ
ガ信号発生回路８の出力端子で、それぞれの端子には、
ワンショットマルチ８２４，８２７のＱ出力が電流増幅
されてトリガ信号Ｓ　（Ａ）　。

Ｓ　（Ｂ）となって出力される。

第１のサイリスタ１３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１６の
１次コイル１６１の一端に接続される。こサイリスタ１
３のゲートにはトリガ信号発生回路８からトリガ信号Ｓ
　（Ａ）が絶縁用のパルストランス１４を介し、さらに
ダイオ−、ド１３１、抵抗１３２、コンデンサ１３３、
抵抗１３４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１５は点火コイル１６の１次コイル１
６１．１６２の中点夕７ブに接続される。このサイリス
タ１３によってコンデンサ４、サイリスタ１３．１次コ
イル１６１、共振用コンデンサ１５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１次コイル１６２の一
端に接続され、そのカソードが共振用コンデンサ１５の
一端（ＧＮＤ）に接続される。サイリスタ２０のゲート
にはトリガ信号発生回路８からトリガ進行Ｓ　（Ｂ）が
パルストランス２１を介し、さらにダイオード２０１、
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によっ
て１次コイル１６２、サイリスタ２０、共振用コンデン
サ１５からなる他の１つの閉回路が形成される。

点火コイル１６は１次コイル１６１，１６２．２次コイ
ル１６３、コア１６４からなる。１次コイル１６１，１
６２と２次コイル１６３との巻数比は１００〜２００程
度に設定され、１次コイル１６１．１６２は同一方向に
巻いである。１次コイル１６１，１６２．２次コイル１
１６３はコア１６４を介して磁気的に結合しており、１
次コイル１６１，１６２に発生する電圧を昇圧して２次
コイル１６３から出力する。２次コイル１６３はその一
端が設置（ＧＮＤ）され、その他端が高電圧を各気筒に
分配するディストリビュータ２２の中心電極に接続され
る。

ディストリビュータ２２は周知の構成によるものであり
、エンジン回転数の２分の１の回転数で同期して回転す
るシャフトと一体に回転する分配用ロータ２３により所
定の気筒に配設された点火ギヤツブ２４１，２４２，２
４３．２４４にハイテンションコード２５１，２５２，
２５３，２５４を通して高電圧を分配する。

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であり、それぞれ
（１）はコイル５３３の起電圧、（２）はピックアップ
５３の出力電圧、（３）は整形回路６の出力電圧である
点火時期信号、（４）は放電時間設定回路７のカウンタ
７１６のＱｏ出力信号、（５）はカウンタ７２１のクロ
ック入力信号、（６）はカウンタ７２０のＱ２出力信号
でラッチ信号であり、（７）はカウンタ７２０のＱ４出
力信号でリセット信号である。（８）はカウンタ７２５
．７２６のロード信号、　（９）はカウンタ７２６のキ
ャリアウド信号、（１０）はＤフリップフロップ７３２
のＱ出力信号で、放電時間信号である。（１１）はトリ
ガ信号発生回路８のカウンタ８２０のリセット信号、（
１２）はカウンタ８２１のＱＯ出力信号、（１３）はカ
ウンタ８２１のＱ５出力信号、（１４）はワンショット
マルチ８２４のＱ出力信号、すなわちトリガ信号Ｓ　（
Ａ）、（１５）はワンショットマルチ８２７のＱ出力信
号、すなわちトリガ信号Ｓ　（Ｂ）である。

まず、エンジンキースイッチ２をオンにすると、ＤＣ−
ＤＣコンバータ３に直流電源１から＋１２Ｖの直流電圧
が供給されてここで＋ｚｏｏｖ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でバイアスされているため
、ピックアップ５３の出力電圧は第５図（２）に示すよ
うにコイル５３３の先住電位がバイアス電圧ｖｂだけも
ち上がった値となる。この信号は整形回路６で整形され
、第５図（３）に示す点火時期で「１」に立上る信号と
なる。

点火時期信号は、放電時間設定回路７に入力されトラン
ジスタ７１１、ＮＡＮＤゲート７１５を介してカウンタ
７１６のクロック端子Ｃに入力される。これにより、カ
ウンタ７１６のＱＯ小出力第５図（４）に示す様にクラ
ンクアングルで１８０゜の間“１″となる信号となる。

一方、クロックジェネレータ７１７で得られた１００Ｋ
Ｈｚのクロックは、カウンタ７１８で分周されそのＱ５
出力は、先程のカウンタ７１６のＱ、出力と共にＡＮＤ
ゲート７１９を介して第５図（５）に示す信号となって
カウンタ７２１のクロック端子Ｃに入力されカウントさ
れる。カウンタ７２１と７２２はカスケード接続されて
いるので、最大２５６までカウント可能であるが、Ｎ　
ＯＴ　７３８を用いて最大１２８までのカウントで禁止
している。カウンタ７２１．７２２のカウント結果は、
ラッチ７２３゜７２４のデータ端子に入力される。カウ
ンタ７２０のリセット信号Ｒにはカウンタ７１６のＱＯ
小出力入力されており、クロック端子Ｃには１００ＫＨ
ｚのクロックが入力されているので、カウンタ７２０の
Ｑ２出力、Ｑ４出力にはカウンタ７１６のＱＯ小出力“
０”になって、約２０μｓおよび４０μｓ後にパルスが
発生する。このＱ２出力は、ラッチ７２３．７２４のラ
ッチ信号、Ｑ４出力は、カウンタ７２１，７２２のリセ
ット信号となる。

このＱ２出力とＱ４出力を第５図（６）、　　（７）に
示す。、このようにして、カウンタ７２１，７２２でカ
ウントした結果はラッチ７２３，７２４でラッチされ、
プリセッタブルダウンカウンタ７２５．７２６のプリセ
ット値となる。一方、カウンタ７２５，７２６はカスケ
ード接続されており、カウンタ７２５のクロック端子Ｃ
には、カウンタ７１８のＱ１出力が入力されている。カ
ウンタ７２５．７２６のロード端子りには、点火時期信
号の立上りに同期して立上るパルス幅１〜２μｓの信号
が入力されており、この信号により、カウンタ７２５．
７２６はカウントを開始し、プリセント値をカウントし
終ったら、カウンタ７２６のキャリアウド端子ＣＯの信
号が立下る。このキャリアウド信号を第５図（９）に示
す。Ｄフリップフロップ７３２のクロック端子Ｃには点
火時期信号が、リヒット端子Ｒには、ＮＯＴゲート７３
３でカウンタ７２Ｇのキャリアウド信号を反転させた信
号が入力されており、Ｑ出力には第５図（１０）に示す
様な、点火時期信号に同期して立上り、カウンタ７２６
のキャリアウド信号に同期して立下るパルス幅信号が出
力される。ところで、カウンタ７２１．７２２でカウン
トした数と、カウンタ７２５．７２６でカウントした数
は同数であり、カウントしたクロックの周波数比は１：
１６である。また、カウンタ７２Ｌ　　７２２でカウン
トした時間は１８０℃Ａであるので、Ｄフリップフロッ
プ７３２のＱ出力のパルス幅は、 １８０÷１６＝１１．２５°Ｃ（Ａ） となる。ただし１、パルス幅は、２．５６ｍ５ｅｃを越
えることはない。この信号が、放電時間信号として、ト
ランジスタ７３４で電流増幅されて端子７０２から出力
され、トリガ信号発生回路８に導かれる。

トリガ信号発生回路８に入力された放電時間信号は、Ｎ
ＯＴゲート８１５、ＮＯＲゲート８１９および抵抗８１
６，８１８、コンデンサ８１７で構成される回路でパル
ス幅１〜２μｓｅｃの信号に変換され、カウンタ８２０
とカウンタ８２１のリセット信号となる。一方、カウン
タ８２０のクロック端子Ｃには、クロックジェネレータ
８２２で得られた２００ＫＨｚのクロックが入力されて
おり、カウンタ８２０のＱ２出力には５０ＫＨｚの信号
が出力される。この信号はカウンタ８２１のクロック信
号となり、カウンタ８２１のＱ、出力、Ｑ５出力には約
ＬＯＯμｓｅｃで繰返す１８０゜位相のずれた信号が発
生する。一方、カウンタ８２１のクロックイネイブル端
子Ｅには、ＡＮＤゲート８２３を介してＱ９出力と、放
電時間信号の反転信号が入力されているので、放電時間
信号が立下り、Ｑ９出力が立上った時点で、カウント動
作を禁止する。すなわち、カウンタ８２１のＱＯ小出力
Ｑ５出力には、放電時間信号のパルス幅に対応したパル
ス数が発生し、しがもＱ５出力で必ず終了する様になっ
ている。カウンタ８２１のＱＯ出力と、Ｑ５出力の信号
を夫々第５図（１２）　。

（１３）に示す。

このＱ、出力信号、Ｑ５出力信号は、ワンショットマル
チ８２４，８２７をトリガし、所定パルス幅の信号をＱ
出力端子に出力する。この様子を第５図（１４）　、　
　（１５）に示す。これらの信号は夫々サイリスタ１３
、サイリスタ２ｏのゲートトリガ信号Ｓ　（Ａ）　、　
　Ｓ　（Ｂ）としてトランジスタ８３０．８３３及びト
ランジスタ８３６，８３９により電流増幅されて端子８
０２，８０３より出力される。

このゲートトリガ信号ｓ　（Ａ）　、　　Ｓ　（Ｂ）は
、先の放電時間信号のパルス幅註対応した数だけ発生し
、１００μｓｅｃ毎に発生する。放電時間信号は、１１
．２５℃Ａ一定であるので、時間にすると、エンジン回
転数に逆比例することになる。例えば、エンジン回転数
６００Ｏｒｐｍでは、０．３１ｍ５ｅｃ、１１０００ｒ
ｐでは１．８７ｍ５ｅｃとなり、最大２．５６ｍ５ｅｃ
である。従って、ゲートトリガ信号Ｓ　（Ａ）　、　　
Ｓ　（Ｂ）の数は、エンジン回転数に逆比例することに
なり、最大１３回ずつである。

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）、（２）はトリガ信号Ｓ　（Ｂ）、
（３）はコンデンサ１５の端子電圧、（４）はサイリス
タ１３のカソード電圧、（５）はサイリスタ１３の通電
電流、（６）はサイリスタ２０のアノード電圧、（７）
はサイリスク２０の通電電流の波形をあられす。

第６図（１）に示すトリガ信号Ｓ　（Ａ）はパルストラ
ンス１４、ノイズ防止回路を介してサイリスタ１３をト
リガする。同様に第６図（２）に示すトリガ信号Ｓ　（
Ｂ）はバストランス２１、ノイズ防止回路を介してサイ
リスタ２０をトリガする。

まず、サイリスタ１３がトリガされてオンとなると、コ
ンデンサ４、サイリスタ１３．１次コイル１６１、コン
デンサ１５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１５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二また、１次コイル１６１
の抵抗とサイリスタ１３の抵抗とからなる回路の抵抗分
は十分に小さいため、この第１の閉回路はコンデンサ１
５の容量Ｃ（例えば１μＦ）と１次コイルのインダクタ
ンスＬ（（例えば１００μＨ）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
、サイリスタ１３．１次コイル１６１、コンデンサ１５
、コンデン−！＋４の接地極端子の方向に流れ、先のＣ
とＬを用いて次の（１）式であられされる正弦波状とな
る。

また１次コイル１６１に発生する電圧は（２）式のよう
になる。

Ｖ　Ｌ　＝　Ｖ　ｃ　ｏ　ｓ　−ｔ　　−−（２）１口
で コンデンサ１５に加わる電圧は（３）式のようになる。

サイリスタ１３はｉ＞Ｑのときにのみオン状態を持続す
るが、ｉ≦０となると転流してオフ状態となる。

このように、第１図装置においては、１次コイル、コン
デンサ、スイッチング素子、および直流電源を含む回路
に（１）式に示した振動電流が流れるため、サイリスタ
１３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。

前記の（１）式でｉが零となる時間１．はｔ、−πＪｒ
で　　　　　　・・・・・・・・・・・・（４）となり
、このときサイリスタ１３はオフとなり、そのとき（２
）式であられされるコンデンサ１５の電圧はＤＣ−ＤＣ
コンバータの電圧（２００Ｖ）の２倍、すなわち４００
Ｖとなってホールドされる。

次に、サイリスク２０がトリガされた場合について説明
する。サイリスタ２０がオンとなると、コンデンサ１５
．１次コイル１６２、サイリスク２０からなる閉回路が
形成され、コンデンサ１５に蓄えられた電荷はコンデン
サ１５の上側端子、１次コイル１６２、サイリスク２０
、コンデンサ１５の下側端子の方向に流れ、このときの
電流値は（５）式のようになる。

サイリスタ２０はサイリスタ１３のときと同様に、πＪ
ｒでの間にわたりオンとなり、自然転流するので、特別
な転流回路は不要である。

この後、転流してサイリスタ１３とサイリスタ２０とを
交互にトリガすることで１次コイル１６１．１６２に交
互に電流が流れる。回路に損失がないとすると、回路に
流れる電流、コンデンサ１５の電圧、１次コイル１６１
．１６２の電圧はスイッチングを繰返すたびに増加発散
していくことになるが、実際には２次コイルを介してエ
ネルギーが消費され、また各部に損失があるので、最初
の２，３回でほぼ一定のピーク値となる。

ここまでの説明では、点火コイル１６の２次コイル１６
３については述べていないが、１次コイル１６１，１６
２と２次コイル１６３とはトランス結合しているので、
その変圧比が１　：１５０であるとすると、１次コイル
１６１，１６２の印加電圧の１５０倍が２次コイル１６
３に発生する。

すなわち、２次コイル１６３に発生する電圧■２は電源
電圧Ｖ＝２００Ｖ、変圧比１５０の場合、Ｖ２＝２００
Ｘ１５０＝３０ＫＶ　　−（６）となり、放電による点
火を行なうに十分な電圧となる。

２次コイル１６３の発生電圧はディストリビュータ２２
で所定の気筒に分配され、ハイテンションコード２５１
，２５２，２５３，２５４を介して供給され、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、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）と比べると短いが、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８において電気的に設定した点火時
期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態になるので、トリガ
信号Ｓ　（Ａ）　、　　Ｓ　（Ｂ）の繰返し周期を短く
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、挽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。

また、この第１図装置においては、サイリスタ１３とサ
イリスタ２０の間に点火コイル１６の１次巻線１６１，
１６２が入る構成となっているため、ノイズ等によって
サイリスタ１３とサイリスク２０が同時に導通してコン
デンサ４の電荷がサイリスタ１３、サイリスタ２０を通
じ一気に放電されるような場合でも、１次巻線１６１，
１６２のインダクタンスおよび抵抗分により急激な電流
の増加および過電流は防止され、サイリスクのｄｉ　／
　ｄ　ｔあるいは過電流に起因する、サイリスクやサイ
リスタ以外のスイッチング阻止の破壊を防止できる。

さらに、コンデンサ１５を１次コイル１６１゜１６２の
中間タップと接続したことにより、サイリスタ１３．２
０の順方向に印加される電圧の上昇率ｄ　ｖ　／　ｄ　
ｔはそれぞれコンデンサ１５と１次コイル１６２の時定
数、コンデンサ１５と１次コイル１６１の時定数で決定
され、その上昇率ｄｖ／ｄｔをｌ０ＧＶ／μｓｅｃ以下
の低い値とすることができる。この結果、一方のサイリ
スクの動作により他方のサイリスクに印加されるｄ　ｖ
　／　ｄｔに起因する誤動作をなくすことができる。

またさらに、１次コイル１６１．　１６２ハ同一方向に
巻かれて同方向の磁界が発生するように構成されており
、それによりスイ・ノチング素子に印加されるｃｌｖ／
ｄｉが軽減されてスイッチング素子の安全で確実な動作
が得られる。

また、放電時間は１１．２５℃Ａで一定であり、これに
より、放電回数は、エンジン回転数に反比例するので、
高回転域でのＤＣ−ＤＣコンバータの負担を軽減するこ
とができ、低回転域の着火性を損なうこともない。

なお、上述した実施例では、放電角を１１．２５℃Ａと
したが、放電時間設定回路７のカウンタ７１８のＱｌ、
Ｑｓ比出力用いる替わりに、ＱＩ。

Ｑ６やＱｌ、Ｑ、出力を用いることで、５．６”ＣＡ、
２．８°ＣＡにするなど、放電角は自由に選ぶことが可
能である。

また、上述した実施例では、放電時間を２．５６ｍｓｅ
ｃＭＡＸとしたが、これも自由に選ぶことが可能で、例
えば、カウンタ７２２のＱ３で禁止をする替わりにＱ２
で禁止をすれば、最大１．２８ｍ５ｅｃとすることがで
きる。

〔発明の効果〕

以上述べたように本発明においては、第１．第２のスイ
ッチング素子が点火コイルの１次コイルの第１．第２の
部分を介して直流電源の端子間に接続されるから、両ス
イッチング素子がノイズ等により万一、同時に導通した
としても直流電源が短絡されるのを防止することができ
ると共に、高速時の放電持続時間がほぼ一定のクランク
角度幅に制御されるから、高速時の点火電源の負担を軽
減することができるという優れた効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明装置の一実施例を示す電気回路図、第２
図は第１図図示装置における整形回路の詳細な電気回路
図、第３図は第１図図示装置における放電時間設定回路
の詳細な電気回路図、第４図は第１図図示装置における
トリガ信号発生回路の詳細な電気回路図、第５図は第１
図図示装置における各部波形図、第６図はｍ１図図示装
置における各部波形を第５図よりもさらに時間的に拡大
した波形図である。 ３・・・ＤＣ−ＤＣコンバータ、４・・・コンデンサ、
７・・・制御回路をなす放電時間設定回路、８・・・ト
リガ信号発生回路、１３・・・第１のスイッチング素子
をなす第１のり・イリスタ、１５・・・共振用コンデン
サ、１６・・・点火コイル、１６１，１６２・・・１次
コイル、１６３・・・２次コイル、２４１〜２４４・・
・点火ギャップ。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 直流電圧を発生する直流電源、 １次コイルと２次コイルとを有し該１次コイルが中点タ
   ップにより２つの部分に分割される点火コイル、 該２次コイルに接続される点火ギャップ、 該１次コイルの中点タップに接続されるコンデンサ、 該１次コイルの第１の部分、該コンデンサ、および該直
   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、 該１次コイルの第２の部分、および該コンデンサととも
   に閉回路を構成する第２のスイッチング素子、 該第１のスイッチング素子、および該第２のスイッチン
   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、および外部から到来する
   点火指示信号に従って動作し、１点火時期ごとの前記通
   電信号の回数を機関回転数に反比例する様制御する制御
   回路を具備した内燃機関の点火装置。