JPS6179868A

JPS6179868A - 内燃機関の点火装置

Info

Publication number: JPS6179868A
Application number: JP59203395A
Authority: JP
Inventors: Michiyasu Moritsugu; 通泰森次; Norihito Tokura; 規仁戸倉; Koichi Mori; 幸一森; Norihiko Nakamura; 徳彦中村; Tatsuo Kobayashi; 辰夫小林
Original assignee: Nippon Soken Inc; Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp; Soken Inc
Priority date: 1984-09-27
Filing date: 1984-09-27
Publication date: 1986-04-23
Anticipated expiration: 2009-01-12
Also published as: JPH063183B2

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適用されるコンデンサ
放電式の点火装置に関する。

〔従来の技術〕

従来、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ことを可能とし、高速時の点火エネ
ルギー、低速時の火花持続時間を確保するため、直流電
源より第１のスイッチング素子の導通により点火コイル
の１次コイルを介してコンデンサを充電して点火コイル
の２次コイルに高電圧を発生させ、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次コイルを介して放電させてその２次コイルに高
電圧を発生させ、これら両スイッチング素子を所定のタ
イミングで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、ノイズ等によって両スイッチング素子が
同時に導通すると、直流電源が短絡されるという問題が
ある。

また、Ｒ１囲温度の高い雰囲気中に点火コイルを配置す
ると、点火コイルの自己発熱によって、点火コイルの耐
熱温度を越える可能性がある。

そこで本発明は、直流電源がスイッチング素子によって
短絡されることなく、かつ点火コイルの発熱を抑制する
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、直流電源より第１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１の部分を
介して負の温度係数を持つコンデンサを充電し、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１次コイルの第２の部分を介して放電させ、かつ、
上記コンデンサを点火コイルに内包させたものである。

〔作用〕

これにより、直流電源の端子間に、点火コイルの１次コ
イルの第１、第２の部分を介して第１、第２のスイッチ
ング素子が直列に接続され、かつ点火コイルの温度が上
昇すればコンデンサの容量が低下して点火コイルの通電
電流を減少させる。

〔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は例えばハン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、停止時には開成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ば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ディストリビュータ・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、串に「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５３３の起電力の正負に応してコンパレータ６
１４の出力には「１」、または「Ｏ」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６°１４の出力から非反転入力端子に抵抗
６１５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
て端子６０３を介して点火時期信号として出力される。

トリガ信号発生回路７は整形回路６からの点火時期信号
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５（Ａ）　、Ｓ　＜Ｂ）
を作る。第１図装置におけるトリ力信号発生回路７の詳
細が第３図に示される。

端子７０１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上りでトリガされ、コ
ンデンサ７１２、抵抗７１３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はセントリセット、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。バイナリプリセンタプル・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」になるとカウントを開始し
、「１」になるとリセットされる。なお、ごのカウンタ
７１７はダウンカウントモードにセットされており、プ
リセッ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の出力端子に接続され、他方の入力端子が
カウンタ７１７１の１６分の１分周出力であるＱＤ出力
端子に接続される。そして両用力端子のレベルが「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の出力の立下りでトリガさ
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Ｑ
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のベースに導かれる。ワンショットマ
ルチ７２１の子端子がｒＯＪのとき、トランジスタ７２
６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。

ワンショットマルチ７２８はインバータバッファ７２０
の出力の立上りでトリガされ、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
ｒＯＪの信号を出力端子すに発生する。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Ｑ端子が「０」
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に「１」のトリガ信号Ｓ　（Ｂ）
を出力する。

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。

このサイリスタ１３のゲートにはトリガ信号発生回路７
からトリガ信号Ｓ　（Ａ）が絶縁用のパルストランス１
４を介し、さらにダイオード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はその容量が負の
温度係数をもつコンデンサ（たとえばセラミックコンデ
ンサ）で、点火コイル１６の１次コイル１６１．１６２
の中点クノブに接続される。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。

サイリスタ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。サイリスク２０のゲート
にはトリガ信号発生回路７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。このサイリスク２０によっ
て１次コイル１６２、サイリスク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
巻いてあ乙、、１次コイル１６１．１６２．２次コイル
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
端が接地（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ャップ２４１．２４２．２
４３．２４４にハイテンシランコード２５１．２５２．
２５３．２５４を通して高電圧を分配する。

ここで第１図に示した装置の点火コイル１６の構造を説
明する。第１図装置の点火コイル１６の構造を第９図に
示す。点火コイル１６の中にはコンデンサ１５が内蔵さ
れており、１次コイル１６１．１６２の中点がコンデン
サ１５の一端にコイル１６の内部で接続され°ζいる。

１６６は外周器で、耐熱性樹脂でできている。１６３１
は２次コイルボビンで、外周器１６６の底部から突起部
１６３１ａが出ており、この突起部１６３１ａの内部に
黄銅層あるいはすずめつきした鉄製のターミナル部１６
５が一体成形されている。このターミナル部１６５の底
部の一部は棒状となり、２次コイルボビン１６３１の一
部から突き出ている。

この突き出した部分１６５ａに２次コイル１６３の一端
が、半田付で接続されており、ターミナル１６５は高電
圧出力端子となる。２次コイルボビン１６３１は外周部
に１０ないし２０のスロットを設けており、このスロッ
トに２次コイル１６３が分割巻きされていて、眉間紙を
省略できる構造となっている。１６１１は、１次コイル
ボビンで２次コイルボビン１６３１の中空部にはめこま
れており、そのまわりに１次コイル１６１．１６２が巻
かれている。また、１次コイルボビン１６１１の中空部
は鉄心１６４が挿入しである。１次コイルボビン１６１
１の一端にはプリント板１５１がはめこまれており、こ
のプリント板１５１にコンデンサ１５が装着されている
。プリント板１５１には１次コイル１６１．１６２の両
端および中点、そして、２次コイル１６３の他端が半田
付で接続されている。１次コイル１６１．１６２の両端
はプリント板１５１を介してリード線１６１２．１６１
３に導かれており、外部から給電できる様になっている
。１次コイル１６１．１６２の中点は同じくプリントＦ
ｊ、１５１を介してコンデンサ１５の一端に接続されて
いる。２次コイル１６３の他端は、プリント板１５１を
介してコンデンサ１５の他端に接続され、リード線１６
４１に導かれる。このリード線１６４１は、ＧＮＤ　（
アース）線であり、その終端にはラグ板１６４２がかし
められている。１６７は外周器１６６の外周に巻きつけ
られた金属製ステーで、その両・瑞にはＭ５、あるいは
Ｍ６のボルトが貫通可能な穴が空いており、先程のラグ
板１６４２を共じめしてエンジンあるいは°シャーシに
機械的かつ電気的に接続できる洋になっている。尚、タ
ーミナル１６５の内１蚤は、通常のハイテンシコンコー
ドの端子が圧入できる寸法になっており、このハイテン
ションコードを介Ｌ７てディストリビュータの中心電極
と接続されている。なお、点火コイル１６の内部はエポ
キシ樹脂で満たされている。

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ＴＣ４５２８Ｂ
Ｐノアゲート７１４，７１５，７１８　　・・・　〃Ｔ
Ｃ４００１ＢＰアップダウンカウンタ７１７・・・　”
　　ＴＣ４５Ｌ６Ｂｅイン八−夕７１９．７２０　　　
　・・・　〃ＴＣ４０４９ＢＰワンショットマルチ７２
Ｌ７２８・・・ＴＩ社製７４ＬＳ２２１次に第１図装置の動作について説明する。

第４図は第１図装置の各部信号波形図であり、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の出力である点火
時期信号、（４）はワンショットマルチ７１１出力であ
る点火期間信号、（５）はノアゲート７１４の出力信号
、（６）はカウンタ７１７のＱｏの出力信号、（７）は
インバータバッファ７１９．７２０の出力信号、（８）
、（９）はトリガ信号Ｓ　（Ａ）　、Ｓ　（Ｂ）の波形
をあられす。

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＋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４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
バイアスされているため、ピックアップ５３の出力電圧
は第４図（２）に示すようにコイル５３３０発生型位が
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４図（３）に示す点火時期
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７に入力さ
れ、その立上り部分でワンショットマルチ７１１をトリ
ガし、第４図（４）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４１１ｆ５Ｊに示すよう
にノアゲート７１４の出力は「０」となる。

ノアう゛−ドア１４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
はリセットが解除される。このリセット解除によりカウ
ンタ７１７はクロンク発生回路７１６からの約８０ＫＨ
ｚ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
ク信号の立上りでカウンタ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「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、ｏ、ｉｓ、１４、・・・
、２、■、０．１５、・・・と周期的に内容が変化して
い（。このとき１６分の１分周出力であるＱＯ小出力、
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４図
（６）に示すデユーティ比５０％の方形波を発生する。

第４図（６）におけるパルス１個の幅は１００μｓｅｃ
、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２　ｍ　ｓ　ｅ　ｃ
１麦、ノアゲート７１４の入力は「０」となる。このと
きずくにカウンタ７１７にリセットをかけてしまうと、
その直前のＱｏ出力の「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７１［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７
１８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
ゲート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う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（１２，５μ５ｅ
ｃ）以内の遅れでＱＯ比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４図（７）に示す信号となる。

ワンショットマルチ７２１はインバータバッファ７１９
の立下りでトリガされ、約５μｓｅｃのパルスを発生し
、トランジスタ７２６をオンにして第４図（８）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７２０の
出力の立上りにてトリガされ、約５μｓｅｃのパルスを
発生し、トランジスタ７３３をオンにして第４図（９）
に示すトリガ信号Ｓ　（Ｂ）を端子７０３へ出力する。

すなわらトリガ信号Ｓ　（Ａ）とＳ　（Ｂ）は位相が相
互に１８０’異なる、周期２００μｓｅｃ、パルス幅５
μｓｅｃの信号である。

次に高圧発生部の動作を説明する。第５図は本実施例に
おける各部の信号を第４図よりも時間的に拡大して示し
た波形図である。第５図において、それぞれ（１１はト
リガ信号Ｓ　（Ａ）　、（２１はトリガ信号Ｓ　（Ｂ）
　、（３１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５図（１１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ク１３をト
リガする。同様に第５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
イリスク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かできる。また、１次コイル１６１
の抵抗とす・イリスタ１３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
１５の容量Ｃ（例えば１μＦ）と１次コイルのインダク
タンスしく例えば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
、コンデンサ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。

１＝（Ｖ／−、／Ｔ７”で）ｓｉｎ（１／、／’Ｔで）ｔ　　　　　　　　・・・　（１）
また１次コイル１６１に発生する電圧は（２）式のよう
になる。

ＶＬ　＝Ｖｃ　ｏ　ｓ　　（１／Ｊｒテ）　　ｔ　　　
　・＝　　（２１コンデンナ１５に加わる電圧は（３）
式のようになる。

Ｖ　ｃ　＝　’Ｖ’　　（ｔ　−ｃ　ｏ　ｓ　　（１／
　Ｊゴ、Ｃ）　　ｔ）　　・１３）サイリスク１３はｉ
＞０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ｔ１はｔｌ＝πＪｒ
τ　　　　　　　　　　・・・　（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、すなち４００Ｖ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。サイリスク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の下流端子の方向に流れ、このときの
電流値は（５）式のようになる。

１＝（２Ｖ／ＶＴＴ’で）ｓｉｎ（１／ＪＵて）ｔ　　　　　　　　　・・・　（５）サ
イリスク２０はサイリスタ１３のときと同様に、π’／
Ｕ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、連続してサイリスタ１３とサイリスク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り返すたびに増加発
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１
６１．１６２の印加電圧の１５０倍が２次コイル１６３
に発生する。

すなわち、２次コイル１６３に発生する電圧ｖ２は電源
電圧Ｖ＝２００Ｖ、変圧比１５０の場合、Ｖ　２　＝　
２００　Ｘ　１５０　＝　３０　Ｋ　Ｖ　　　　−（６
）となり、放電による点火を行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エータ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を介して点火ギャップ２４１
．２４２．２４３．２４４へ供給されて、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
がイオン化されたアーク放電となり、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２ｍｓ
　ｅ　ｃ）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、放電ギヤツブの間
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（持続される。この持続時
間はトリガ信号発生回路７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、一方のサイリスタ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。

また、この第１図装置においては、サイリスタ１３とサ
イリスク２０の間に点火コイル１６の１次巻線１６ｉ１
６２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ｄ　ｉ　
／　ｄ　ｔあるいは過電流に起因する、サイリスクやサ
イリスク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ｄＶ／ｄｔ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、こ
の上昇率ｄＶ／ｄｔを１００Ｖ／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は同一方向に巻
かれて同方向の磁界が発生するように構成されており、
それによりスイッチング素子に印加されるｄＶ／ｄｔが
軽減されてスイッチング素子の完全で確実な動作が得ら
れる。

また、点火コイル１６に内蔵したコンデンサ１５の容量
は負の温度係数をもっているので、エンジンの温度が上
昇し、点火コイルの温度が上昇するとコンデンサ１５の
容量が低下し、前記（５）式で示される点火コイルの通
電電流が低下し、点火コイルの温度上昇を抑制する効果
がある。

なお、第１図装置におけるサイリスタ１３．２０２点火
コイル１６、コンデンサ１５等で構成される回路１８を
多気筒内燃機関の各気筒毎に設けることで、ハイテンシ
ョンコードやディストリビュータ等の高電圧分配手段を
なくした構成とすることができ、それにより咳高電・圧
分配手段において生じるエネルギー損失を軽減さすて点
火エネルギーを増加させ、かつ高電圧分配手段を不要に
してコストの低減を図れる。

さらに、他の実施例として、第１図装置におけるサイリ
スタ２０を多気筒内燃機関の各気筒に共通に１　＋［ｌ
ｉｌ使用し、ダイオード等の整流素子を用いて気筒分配
を行うことでサイリスクの使用個数を減らし、コスト低
減を図ることもできる。この他の実施例は第６図に示さ
れる。前述の第１図装置と同一の構成部分には同一の符
号が付されており、これらについての詳細な説明は省略
する。

尚、各点火コイル１６ａないし１６ｄの内部にコンテザ
ン１５ａないし１５ｄおよびダイオード１７ａないし１
７ｄを内蔵するようになっている。

第６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ディストリビュータ
・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は気筒判別用のピンクアンプで、ムリ
、前述の実施例のピックアップ５３と同し原理のもので
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２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とピンクアップ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８゜か１回転すると、ピックアッ
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６２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。

第６図装置におけるトリガ信号発生回路９の詳細を第７
図に示す。また第６図、第７図における各部信号波形図
を第８図に示す。第８図において、（１）はピックアッ
プ５３の出力、（２）はピックアップ８２の出力、（３
）、（４）はそれぞれ整形回路６．６′の出力、（５）
、（６）、（７）、（８）はそれぞれカウンタ９１２の
出力端子■、■、■、■における出力、（９）、（１ｏ
）、（１１）、（Ｉ２）、（１３）はそれぞれトリガ信
号Ｓ　（Ａ）　　Ｉ、Ｓ　（Ａ）２、Ｓ　（Ａ）３．５
（Ａ）ａ、Ｓ　（Ｂ）の各波形をあられす。

第７図において、トリガ信号発生回路９のうち、１点鎖
線で囲まれた符号７の回路部分は前述の実施例における
トリガ信号発生回路７と同じ構成であるので、この回路
部分の説明は省略する。カウンタ９１２　（東芝製ＴＣ
４０１７使用）はデコーダ付カウンタであり、そのリセ
ットａ子Ｒには第８図（４）に示す整形口ＦＩＩｒ６’
の出力信号が入力され、この出力信号によりカウンタ９
１２はリセットされる。またクロック端子Ｃには第８図
（３）に示す整形回路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。

したがって、整形回路６′からの出力信号によりカウン
タ９１２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９１２の出力端
子■には第８図（５）に示す波形のデコードされた信号
が出力される。同様に、２番目の信号により出力端子■
に第８図（６）に示す波形が、３番目の信号により出力
端子■に第８図（７）に示す波形が、４番目の信号によ
り出力端子■に第８図（８）に示す波形がそれぞれあら
れれる。な才９、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、他方の入力にはトリガ信号
発生回路７で得られたトリガ信号Ｓ（’Ａ＞が共通に人
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）　　＋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
筒用のトリガ信号Ｓ（Δ）３が、端子９０６には第２気
筒用のトリガ信号Ｓ　（Ａ）ａがそれぞれ出力される。

また端子９０７にはトリガ信号Ｓ　（Ｂ）が出力される
。これらトリガ信号Ｓ　　（Ａ）＋　、Ｓ　　（Ａ）２
、Ｓ（八）３、Ｓ　（Ａ）　　ａ′、Ｓ　（Ｂ）の各信
号波形は第８図（９）、（１０）、（１１）、（１２）
、（１３）に示される。

次に、第６図装置の動作を説明する。第１気筒用のサイ
リスタ１３ａのゲート端子にはトリガ信号Ｓ　（Ａ）　
　＋がパルストランスｔ４ａを介して入力され、それに
よりサイリスタ１３ａはオンとなり、前記の実施例と同
様に第１気筒用の点火コイル１６ａの２次コイルに高電
圧を発生させて点火ギャップ２４１にスパークを発生さ
せるとともに、コンデンサ１５ａにエネルギーを蓄える
。このとき、コンデンサ１５３の蓄えられたエネクギー
はダイオード１７　ｂ、　１７　ｃ、　１７　ｄにより
他気筒の点火コイル１６ｂ、１６Ｃ１１６ｄには流れな
い。

次にトリガ信号Ｓ　（Ｂ）がパルストランス２１を介し
てサイリスク２０のゲート端子に印加されると、コンデ
ンサ１５ａに蓄えられた電荷は点火コイル１６ａの１次
コイル、ダイオード１７ａ、サイリスク２０を通じて放
電され、これにともない点火コイル１６ａの２次コイル
に高電圧を発生し、火花ギャップ２４１にスパークを生
じせしめる。

以上のことを所定の回数にわたり繰り返し、次の気筒の
点火へと移行していく。この際、コンデンサ１５ａの電
圧は負となった状態で第１気筒の点火が終了するのでダ
イオード１７ａは逆阻止状態であり、他気筒の点火には
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着火性の良い火花を得る
ことができる。しかも、各気筒の分配をダ・イオード１
７ａ−１７ｄにより行っているので、サイリスクの使用
個数を大幅に削減でき、装置の小型化、コスト低減等の
効果がある。また、ダイオード１７ａ〜１７ｄにより気
筒分配を行って各気陥毎に点火コイルを設けることによ
り、ディストリビュータやハイテンションコード等の高
電圧分配手段をなくすことができ、これらの発熱による
エネルギー損失をなくし、それによって点火エネルギー
を増加させ、効率のよい点火制御を行える。

この第６図装置の点火コイル１６ａないし１６ｄの内部
にコンデンサ１５ａないし１５ｄおよびダイオード１７
ａないし１７ｄを内蔵した点火コイルの構造を第１０図
に示す。点火コイル１６ａないし１６ｄはすべて同一の
ものであるからそのうち点火コイル１６ａについて代表
して説明する。

１６６ａは外周器、Ｌ６３１ａは２次コイルボビン、１
６Ｌ１ａは１次コイルボビン、１６４ａは鉄心、１６５
ａは高電圧ターミナルで、これらの配置関係は第９図の
点火コイル１６と同様である。

コンデンサ１５ａは、プリント板１５１ａに装着されて
おり、１次コイル１６１ａ、１６２ａの両端のうち一端
は、プリント板１５１ａを介してコネクタ１６７ａの端
子の一方に接続され、他端はプリント板上に黄銅部のス
テー１７１ａで固定されているダイオードｌ　７　ａを
介してコネクタ１６７ａの端子のもう一方に接続されて
いる。１次コイル１６１ａ、１６２ａの中点は、プリン
ト板１５１ａを介してコンデンサ１５ａの一端に接続さ
れている。２次コイル１６３ａの一端は高電圧ターミナ
ル１６５ａに接続され、他端はプリント板１５１ａを介
してコンデンサ１５ａの他端に接続され、さらにすずめ
つきしたアッパプレート１６８ａに半田付で接続されて
いる。アッパプレート１６８Ｘｌには４ケ所にＭ４、あ
るいはＭ５のナツト１６９５　ａないし１６９８ａが溶
接されている。このアッパプレート１６８ａと外周器１
６６ａは、ビス１６９ＬａないしＬ６９４ａで結合され
ている。このビス１６９１ａないし１６９４ａがアース
端子となる。

この点火コイル１６ａないし１６ｄはユニット点火コイ
ルであり、点火プラグに直接接続する様になっている。

点火コイル１６ａないし１６ｄをエンジンに装着した状
態を第１１図に示す。第１１図に於いて２７はエンジン
ヘッド、２８はエンジンフロックである。点火コイル１
６ａないし１６ｄは、金属プレート２６にビス１６９１
ａないし１６９４ａ、１６９１ｂないし１６９４ｂ、１
６９１ｃないし１６９４ｃ、１６９１ｄないし１６９４
ｄで固定されており、さらにこの金泥プレート２６はエ
ンジンヘッド２７にビス３２１．３２２で固定されてお
り、アースも兼ねている。以下の説明は、点火コイル１
６ａのみについて代表して行う。高電圧端子１６５ａは
、スプリング３１Ａを介して点火プラグ２９Ａの中心電
極と接触しており、また、点火コイル１６ａと点火プラ
グ２９Ａの囲りはゴムブツシュ３０Ａが包んでおりエン
ジン振動を吸収できる様になっている。これで、点火プ
ラグ１本に点火コイル１本が対応するユニット点火装置
が構成される。

以上の様な構成とした場合、エンジンの輻射熱および点
火コイルの自己発熱によって点火コイルの耐熱温度を越
える危険性がある。ところが、本発明によれば、負の温
度係数をもつコンデンサが点火コイルに内蔵されている
ので、点火コイルの温度が上昇すれば、コンデンサの容
量が低下し、それにともなって点火コイルの通電電流が
低下し、その結果、コイルの温度上昇を抑制することが
できる。

〔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
期で複数のスパークが適当な期間中連続して発生させる
ことができ、高速時に点火エネルギーが不足しないよう
に確保され、かつ低速時に火炎不成長またば失火が生じ
ないよう火炎持続時間が確保され、それにより着火性能
が向上される。

また、サイリスク等のスイッチング素子の破壊を防止し
て、これらの素子を安全かつ確実に作動させることがで
きる。

また一点火コイルに負の温度係数のコンデンサを内蔵す
ることで、点火コ・Ｃルの発熱を抑制することができる
。

【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構成を示
す電気回路図、第３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構成を示す電気回路図、第４図お
よび第５図は第１図図示装置の各部波形図、第６図は本
発明装置の他の実施例を示す電気回路図、第７図は第１
図図示装置乙こおけるトリガ信号発生回路の詳細な構成
を示す電気回路図、第８図は第６図図示装置の各部波形
図、第９図は第１図図示装置における点火コイルを示す
縦断面図、第１０図（Δ）、（Ｂ）は第６図図示装置に
おける点火コーｒル１６ａを示す縦断面図および部分断
面正面図、第１１図は第６図図示装置における各点火コ
イル１６ａ〜１６ｄの内燃機関への装着状態を示す部分
断面正面図である。３・・・ＤＣ−ＤＣコンバータ、７・・・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
のサイリスク、１５・・・共振用コンデンサ、１６゜１
’６ａ〜１６ｄ・・・点火コイル、２０・・・第２のス
イッチング素子をなす第２のサイリスク、１６１゜１６
１　ａ−第１の１次コイル、１６２，１６２ａ・・・第
２の１次コイル、１６３，１６３ａ・・・２次コイル、
２４１〜２４４・・・点火ギャップ。

Claims

【特許請求の範囲】

（１）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第１、第２の２つの部分に分割され
、該１次コイルの中点タップに接続されるコンデンサを
内包し、該コンデンサが負の温度係数を持ち該１次コイ
ル、２次コイルの温度上昇を抑制する点火コイル、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、および、外部から到来する点火指示信号に従って動作し該第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、を具備した内燃機関の点火装置。
（２）該第１のスイッチング素子、該第２のスイッチン
グ素子、該点火コイルを具備する回路が多気筒内燃機関
の各気筒に共通に設けられた特許請求の範囲第１項に記
載の内燃機関の点火装置。
（３）該第１のスイッチング素子、該第２のスイッチン
グ素子、該点火コイルを具備する回路が多気筒内燃機関
の各気筒毎に設けられた特許請求の範囲第１項に記載の
内燃機関の点火装置。
（４）該第２のスイッチング素子が、全気筒に共通に１
個設けられ、気筒分配はダイオード等の整流素子により
行われる特許請求の範囲第３項に記載の内燃機関の点火
装置。
（５）該整流素子が、該点火コイルに内蔵される特許請
求の範囲第４項に記載の内燃機関の点火装置。