JPS6251762A

JPS6251762A - 点火装置

Info

Publication number: JPS6251762A
Application number: JP19025185A
Authority: JP
Inventors: Norihito Tokura; 規仁戸倉; Hisashi Kawai; 寿河合; Masahiro Goto; 後藤　正博
Original assignee: Nippon Soken Inc
Current assignee: Soken Inc
Priority date: 1985-08-29
Filing date: 1985-08-29
Publication date: 1987-03-06
Anticipated expiration: 2009-01-12
Also published as: JPH063182B2

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〕本発明は点火装置に関し、特に点火コイルの１次コイル
電流を制限する交流連続放電型の点火装置に関する。

〔従来の技術〕

従来、火花点火式内燃機関用の交流連続放電型の点火装
置としては、例えば特開昭５６−３４９６４号公報で示
される方式が公知であり、内燃機　。

関の１回の燃焼行程において点火プラグの放電持続時間
を必要なだけ長くすることができ、平均放電電流値は５
０ｍＡ以上と大きく、高エネルギ一点火が可能であり、
混合気の着火性に優れている。

ところが、特開昭５６−３４．９６４号公報で示される
方式は、両スイッチング素子が同時通電される期間があ
り、両スイッチング素子の発熱や効率低下の原因になる
。この問題は、特開昭５５−６１２８２号公報で公知で
ある方式と組合わせることにより、同時通電を防止する
ことができる。

〔発明が解決しようとする問題点〕

ところが、特開昭５５−６１２８２号公報の方式は２個
のパワートランジスタを必要とし、コストアンプや体格
が大きくなる問題があった。

本発明は、この問題を解決するためにパワー素子を使用
しないで、小信号の論理回路を用いて同一の機能を実現
することにより、コストアンプや体格の大形化を解決す
ることを目的とする。

〔問題点を解決するための手段〕

そのため本発明は、直流電圧を発生する直流電源と、第
１、第２の１次コイル及び２次コイルを有する点火コイ
ルと、前記直流電源及び前記第１の１次コイルを含む第
１の閉回路を構成する第１のスイッチング素子と、前記
直流電源及び前記第２の１次コイルを含む第２の閉回路
を構成する第２のスイッチング素子と、前記第１の閉回
路及び前記第２の閉回路の通電方向をそれぞれ一方向に
規定する逆流防止素子と、前記第１及び第２の閉回路の
通電電流をそれぞれ検出する第１及び第２の電流検出素
子と、外部より到来する点火指示信号に従って動作し、
前記第１、第２の電流検出素子からの両電流検出信号を
入力として、前記両閉回路のうちの一方の通電電流が設
定値に達したときその一方の閉回路の通電を遮断する信
号を前記両スイッチング素子の一方に与えると共に、前
記両閉回路のうちの一方の通電電流が前記設定値に達し
てから該設定値以下に低下するまでの期間だけ時間を遅
らせた後に他方の閉回路の通電を開始させる信号を前記
両スイッチング素子の他方に与えて、前記両スイッチン
グ素子をプッシュプル動作させる制御回路とを備え、ト
リガ高電圧と持続放電電圧とを周期的に発生させるよう
にしたことを特徴とする点火装置を提供するものである
。

〔作用〕

これにより、第１、第２の電流検出素子からの両電流検
出信号を有効に利用して、一方の閉回路に電流が流れて
いる間は他方の閉回路に電流が流れ始めるのを防止する
。

〔実施例〕

以下、本発明を図面に示す実施例により説明する。第１
図は本発明の第１実施例を示す全体回路図であり、特開
昭５６−３４９６４号公報で示される回路図と一部異な
っている。

第１図において、４は直流電源である車載バッテリ、１
は図示しない内燃機関の回転と同期して点火信号を発生
する信号発生器、２ｏは論理回路である。この回路２０
中のＡＮＤゲート２０２は、信号発生器１の出力信号と
判別回路１ｏの出力信号とＮＯＴゲート５１の出力信号
とのＡＮＤ論理をとる３人力の回路で、信号発生器１が
ルベル信号を出力している間、判別回路１ｏの出力パル
ス信号とＮＯＴゲート５１の出力パルス信号とのＡＮＤ
論理の結果を出力し、他方、信号発生器１がＯレベル信
号を出力すると常にＯレベル信号を出力する。ＡＮＤゲ
ート２０３は、信号発生器１の出力信号と判別回路１０
の出力信号を反転させるＮＯＴゲート２０１の出力信号
とＮＯＴゲート５２の出力信号とのＡＮＤ論理をとる３
人力の回路で、信号発生器１がレベルを出力している間
中ＮＯＴゲート２０１の出力パルス信号とＮＯＴゲート
５２の出力パルス信号とのＡＮＤ論理の結果を出力し、
信号発生器ｌが０レベル信号を出力すると常に、０レベ
ル信号を出力する。

４２．４５はＡＮＤゲート２０２．２０３の出力により
、プッシュプル動作を行なうよう結線された第１、第２
のスイッチング素子をなすパワートランジスタで、トラ
ンジスタ４２のベースはＡＮＤゲート２０２の出力端子
に接続され、他方トランジスタ４５のベースはＡＮＤゲ
ート２０３の出力端子に接続されている。トランジスタ
４２．４５のコレクタは、それぞれダイオード４１１４
６を介して点火コイル３０の第１、第２の１次コイル３
０１．３０２に接続されており、各コレクタがそれぞれ
ダイオード４１．４６のカソードに接続されている。各
パワートランジスタ４２．４５のエミッタは、第１、第
２の電流検出素子をなす微小抵抗値をもつ電流検出抵抗
４３．４４を介して共通の直流電源４のマイナス端子に
接続されている。

点火コイル３０は巻数比２００〜３００程度の第１、第
２の１次コイル３０１．３０２および２次コイル３０３
と、鉄心３０４とからなっており、両１次コイル３０１
．３０２と２次コイル３０３は鉄心３０４を介して磁気
的に結合しており、各１次コイル３０１３０２に発生す
る電圧を昇圧して２次コイル３０３から出力するもので
、各１次コイル３０１．３０２の端子はそれぞれダイオ
ード４１４６のアノードに接続され、中間端子３０５は
直流電源４のプラス端子に接続されている。２次コイル
３０３の出力端子と点火プラグ３は高圧ケーブルにより
接続されている。

判別回路１０は両電流検出抵抗４３．４４の電圧降下を
検出して点火コイル３０の各１次コイル３０１．３０２
の電流Ｉ　ｌ：Ｉ＋　　Ｉ　Ｃ２の大きさを判定するも
のである。この判別回路１０において、第１のコンパレ
ータ１０１の正入力端子には一方の電流検出抵抗４３の
降下電圧が印加され、負入力端子には基準電圧■１が印
加されているので、第１のコンパレータ１０１は両型圧
を比較して降下電圧の方が基準電圧ｖ１よりも大きいと
きルベルの信号を出力し、降下電圧の方が基準電圧Ｖ。

よりも小さいときＯレベルの信号を出力する。

他方、第２のコンパレータ１０２については、その正入
力端子には他方の電流検出抵抗４４の降下電圧が印加さ
れ、負入力端子には基準電圧■２が印加されているので
、降下電圧の方が基準電圧■２よりも大きいとき、第２
のコンパレータ１０２はルベルの信号を出力し、降下電
圧の方が基準電圧■２よりも小さいときはＯレベルの信
号を出力する。

また、ＲＳフリップフロップ１０３の端子Ｓはセット入
力端子、端子Ｒはリセット入力端子、端子Ｑは出力端子
である。このフリップフロップ１０３の端子Ｓ、端子Ｒ
は各コンパレータ１０２．１０１の出力端子にそれぞれ
接続されており、第１のコンパレータ１０１がルベルを
出力した時、端子Ｑは０レベルを出力し、第２のコンパ
レータ１０２がルベルを出力したとき端子Ｑはルベルを
出力する。

ＮＯＴゲート５１は第２のコンパレータ１０２の出力端
子とＡＮＤゲート２０２の入力端子の間に接続され、第
２のコンパレータ１０２の出力の反転論理信号をＡＮＤ
ゲート２０２に入力する。

同様にＮＯＴゲート５２は第１のコンパレータ１０１と
ＡＮＤゲート２０３との間に接続され、第１のコンパレ
ータ１０１の出力の反転論理信号をＡＮＤゲート２０３
に入力する。

次に、上記構成においてその作動を説明する。

内燃機関の作動中機関の回転と同期して点火信号を発生
する信号発生器１は第２図（ａｌに示す様な方形波パル
ス信号を出力する。即ち、信号発生器１は火花放電期間
中のみルベル信号を出力する。

一方、判別回路１０は点火コイル３０を含めた回路設計
できまる２〜５ｋｔｌｚ程度の固有周波数で第２図（ｂ
ｌに示す様な方形波パルス信号を出力し、またＮＯＴゲ
ート２０１はこのパルス信号を反転した第２図（Ｃ）に
示す様な方形波パルス信号を出力する。

各パワートランジスタ４２．４５はそれぞれＡＮＤゲー
ト２０２．２０３の出力に応じてオン、オフするので、
第２図の期間Ｔにおいては両パワートランジスタ２０２
．２０３のベースに互いに逆位相のパルス信号が加わり
、これにより各パワートランジスタ４２．４５は交互に
オン、オフを繰返す。

第３図は第２図の期間Ｔにおける各部波形の時間軸を拡
大して示したものである。信号発生器１の出力が第３図
（ａｌに示ず様に時刻ｔ、においてＯレベルからルベル
に立ち上がると、第３図（ｇｌに示す様にベース電流１
ｂｌが流れ始め、一方のトランジスタ４２とダイオード
４１がオフ状態からオン状態になり、第３図（Ｃ）に示
す様に第１の１次コイル３０１の電流Ｉｃｌが時間とと
もに増加する。

時刻ｔ２において第１の１次コイル３０１の電流Ｉｅｌ
が１９アンペアに達すると、電流検出抵抗４３の両端に
は１９アンペアの電流に対応した電圧降下が生じ、この
電圧降下と基準電圧■１が同じになるように■１を設定
しである。従って、時刻ｔ２を過ぎると一方の電流検出
抵抗４３の電圧降下の方が基準電圧■、よりも大きくな
るので、第１のコンパレータ１０１の出力は第３図（ｅ
ｌに示す様に時刻Ｔ２においてＯレベルからルベルに変
化する。そして、このルベル信号がフリップフロップ１
０３の端子Ｒに入力されるので、第３図（ｂ）に示す様
に時刻ｔ２において端子Ｑの出力はルベルから０レベル
に変化し、この変化に応じて第３図（ｇ）に示す様にベ
ース電流１ｂｌが０に変化する。ところが、ベース電流
１ｂｌが０になっても、一方のパワートランジスタ４２
はベース電荷蓄積現象により瞬時に遮断することができ
ず、第３図（Ｃ）に示す様に一方の１次コイル３０１の
電流、すなわち一方のパワートランジスタ４２のコレク
タ電流Ｌｌは時刻ｔ３まで流れ続け２０アンペアに達す
る。時刻ｔ３においてコレクタ電流ＩＣ＋は２０アンペ
アをとった直後に急激に減少する。そのため、２次コイ
ル３０３には第３図（ｉｌに示す様に約−３５ｋＶの逆
起電力が発生し、点火プラグ３を放電させることができ
る。

ところで、第１のコンパレータ１０１の出力は第３図（
ｅｌに示す様に時刻ｔ２において０レベルからルベルに
変化した後、時刻ｔ、までルベルを持続し、時刻ｔ３に
おいて第１の１次コイル３０１の電流ＩＣＩが１９アン
ペアよりも低下すると第１のコンパレータ１０１の出力
はルベルから０レベルに変化する。即ち、一方のトラン
ジスタ４２のベース電荷蓄積現象による遮断遅れ時間（
時刻ｔ２〜ｔ３）の間だけ、第３図（ｅｌに示す様に第
１のコンパレータ１０１はルベルのパルス信号を出力す
る。

時刻ｔ２を過ぎると第３図（ｂ）に示す様にフリップフ
ロップ１０３の出力が○レベルになり、この信号をＮＯ
Ｔゲート２０１で反転させて得たルベルの信号がＡＮＤ
ゲート２０３を介して他方のパワートランジスタ４５を
オフ状態からオン状態に変化させようとする。ところが
、第３図（Ｃ）に示す様に時刻ｔ２を過ぎても、一方の
パワートランジスタ４２はオン状態が持続しているため
、時刻ｔ２〜ｔ：ｌの期間は両パワートランジスタ４２
．４５が同時にオン状態となる。この不具合を防止する
ため、第３図（ｅｌに示す第１のコンパレータ１０１の
出力信号を利用し、この信号をＮＯＴゲート５２で反転
して得た信号を同時オン状態禁止信号としてＡＮＤゲー
ト２０３に入力する。そして、第３図（ｈ）に示す様に
他方のパワートランジスタ４５のベース電流ｔｂｚの通
電開始を、一方のパワートランジスタ４２のコレクタ電
流１ｅｌが遮断する時刻ｔ３まで遅らせることにより、
両パワートランジスタの同時オン状態を防止する。

時刻ｔ３には他方のトランジスタ４５とダイオード４６
が導通し、他方の１次コイル３０２の電流■。が第３図
（ｄ）に示す様に時間とともに増加する。時刻ｔ４にお
いて第２の１次コイル３０２の電流Ｔｃ２が１９アンペ
アに達すると、他方の電流検出抵抗４４の両端には１９
アンペアの電流に対応した電圧降下が生じ、この電圧降
下と基準電圧■２が同じになるように■２を設定しであ
る。従って、時刻ｔ４を過ぎると他方の電流検出抵抗４
４の電圧降下の方が基準電圧■２よりも大きくなるので
、第２のコンパレータ１０２の出力は第３図ｔｒ＞に示
す様に時刻ｔ４においてＯレベルルベルに変化する。そ
して、このルベルの信号がフリップフロップ１０３の端
子Ｓに入力されるので、第３図（ｂ）に示す様に時刻ｔ
４において端子Ｑの出力はＯレベルからルベルに変化し
、この変化に応じて第３図（ｈ）に示す様に他方のパワ
、−トランジスタ４５のベース電流１ｂｔが０に変化す
る。ところが、前述の一方のパワートランジスタ４２の
場合と同様に他方のパワートランジスタ４５においても
ベース電荷蓄積現象により、第３図（ｄｌに示す様に他
方の１次コイル３０２の電流Ｉｃ２は時刻も。

まで流れ続け２０アンペアに達する。そして時刻ｔ５に
おいてこの電流■、は２０アンペアをとった直後に急激
に減少する。そのため、２次コイル３０３には第３図（
１）に示す様に約＋３５ｋＶの逆起電力が発生し、点火
プラグ３の放電を継続させることができる。

ところで、他方のコンパレータ１０２の出力は前述の一
方のコンパレータ１０１の場合と同様に、他方のパワー
トランジスタ４５のベース蓄積電荷現象による遮断遅れ
時間（時刻ｔ４〜ｔｓ）の間だけ、第３図（ｆ）に示す
様にルベルのパルス信号を出力する。そして、この信号
をＮＯＴゲート５１で反転して得た信号を同時オン状態
禁止信号としてＡＮＤゲート２０２に入力する。そして
第３図（勢に示す様に一方のパワートランジスタ４２の
ベース電流Ｉｂｌの通電開始を、他方のパワートランジ
スタ４５のコレクタ電流１ｃ２が遮断する時刻ｔ、まで
遅らせて通電することにより、両パワートランジスタ４
２．４５の同時オン状態を防止する。

時刻ｔ　Ｓには一方のパワートランジスタ４２とダイオ
ード４１が導通し、第１の１次コイル３０１の電流Ｉｃ
ｌが第３図（Ｃ）に示す様に時間とともに増加する。

以下、上述の作動を繰り返し、２個のパワートランジス
タ４２．４５がプッシュプル作動し、２次コイル３０３
に第３図０）に示す様なトリガ高電圧と約３ｋＶの持続
放電電圧とを交互に発生して点火プラグ３に連続放電′
を行わせることができる。

ここで重要なことは、各パワートランジスタ４２．４５
のベース電荷蓄積現象によるコレクタ電流遮断遅れが原
因で２個のパワートランジスタ４２．４５が同時通電す
る期間が発生する不具合を、ＮＯＴゲート５１．５２と
３人力ＡＮＤゲート２０２．２０３とを用いて防止する
ことである。

次に第２実施例について説明する。第１図に示す第１実
施例と異なる部分のみを第４図に示す。

異なる部分は判別回路１０の第１、第２のコンパレータ
１０１．１０２の入出力特性のヒステリシスを持たせる
ために、抵抗１０５〜１０８を備えたことである。

その作動を第５図に示す。第５図（ａ）に示す様に第１
のコンパレータ１０１の正入力端子電圧は、実際には直
線的でなめらかではなくて、小刻みに変動している。こ
の原因は電流検出抵抗４３を流れる電流が小刻みに変動
することと、周囲から誘導したノイズに起因する。

従って、第１図に示すヒステリシスの無い判別回路１０
の場合は、第５図（ｂ）に示す様に第１のコンパレータ
１０１の出力は第１のコンパレータ１０１の正入力端子
電圧の変動の影響を受けて、時刻ｔ２〜ｔ３の間でレベ
ルが安定せずいわゆるチャタリング現象が生じる。一方
、第４図に示すヒステリシスを持たせた判別回路１０′
の場合は、上記のチャタリング現象を除去でき第５図（
Ｃ）に示す様に時刻ｔ２〜ｔ、の間、安定したルベルの
パルス信号を出力する。また、このチャタリング除去効
果は第２のコンパレータ１０２についても第１のコンパ
レータ１０１と同様に発揮する。

以上、上述した様に第４図に示す抵抗１０５〜１０８を
備えて第１、第２のコンパレータ１０１１１０２の入出
力特性にヒステリシスを持たせた第２実施例により、各
１次コイル３０１．３０２の電流■。ｒｅｅｌの小刻み
の変動や周囲からの誘導ノイズに起因して生じる第１、
第２のコンパレータ１０１．１０２のチャタリング現象
が防止でき、安定したスイッチング動作が可能になる。

〔発明の効果〕

以上述べたように本発明では、特開昭５６−３４９６４
号公報で示される交流連続放電型の点火装置が、スイッ
チング素子の遮断遅れに起因して２個のスイッチング素
子が同時に通電する不具合を、論理回路の一部の追加の
みでたくみに解決でき、スイッチング素子の発熱防止、
効率向上をはかることができる。この不具合は、特開昭
５５−６１２８２号公報で示される方式によっても解決
できるが、パワートランジスタを２個必要とし、コスト
アップ、体格の大型化という問題がある。

これに対し本発明の方式によれば、小信号の論理回路の
追加のみで解決できるため、電子回路部をＩＣ化すれば
コストアップ、体格増加は皆無であるという優れた効果
を奏する。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明装置の第１実施例を示す電気回路図、第
２図及び第３図は本発明装置の作動説明に供する各部波
形図、第４図は本発明装置の第２実施例を示す電気回路
図で、第１実施例の電気回路図と異なる部分のみを示す
。第５図は第２実施例の作動を説明する各部波形図であ
る。ｌ・・・信号発生器、３・・・点火プラグ、４・・・直
流電源をなすバッテリ、１０．ＩＱ’２０・・・制御回
路を構成する判別回路と論理回路、３０・・・点火コイ
ル、４１．４６・・・逆流防止素子をなすダイオード。４２．４５・・・第１、第２のスイッチング素子をなす
パワートランジスタ、４３．４４・・・第１、第２の電
流検出素子をなす電流検出抵抗、５１．５２・・・ＮＯ
Ｔゲート、１０１，１０２・・・第１、第２のコンパレ
ータ、３０１．３０２・・・第１、第２の１次コイル、
３０３・・・２次コイル。

Claims

【特許請求の範囲】

（１）直流電圧を発生する直流電源と、第１、第２の１
次コイル及び２次コイルを有する点火コイルと、前記直
流電源及び前記第１の１次コイルを含む第１の閉回路を
構成する第１のスイッチング素子と、前記直流電源及び
前記第２の１次コイルを含む第２の閉回路を構成する第
２のスイッチング素子と、前記第１の閉回路及び前記第
２の閉回路の通電方向をそれぞれ一方向に規定する逆流
防止素子と、前記第１及び第２の閉回路の通電電流をそ
れぞれ検出する第１及び第２の電流検出素子と、外部よ
り到来する点火指示信号に従って動作し、前記第１、第
２の電流検出素子からの両電流検出信号を入力として、
前記両閉回路のうちの一方の通電電流が設定値に達した
ときその一方の閉回路の通電を遮断する信号を前記両ス
イッチング素子の一方に与えると共に、前記両閉回路の
うちの一方の通電電流が前記設定値に達してから該設定
値以下に低下するまでの期間だけ時間を遅らせた後に他
方の閉回路の通電を開始させる信号を前記両スイッチン
グ素子の他方に与えて、前記両スイッチング素子をプッ
シュプル動作させる制御回路とを備え、トリガ高電圧と
持続放電電圧とを周期的に発生させるようにしたことを
特徴とする点火装置。
（２）前記制御回路は、それぞれ前記第１、第２の電流
検出素子からの両電流検出信号を前記設定値と比較する
第１、第２のコンパレータと、該第１、第２のコンパレ
ータの出力信号が入力され、前記両閉回路のうちの一方
の通電電流が前記設定値に達してから再び該設定値以下
に低下するまでの期間だけ他方の閉回路の通電を遅らせ
る論理回路とを含んでなることを特徴とする特許請求の
範囲第１項記載の点火装置。
（３）前記第１、第２のコンパレータにヒステリシス特
性を持たせたことを特徴とする特許請求の範囲第２項記
載の点火装置。