JPS6336062A

JPS6336062A - 点火装置

Info

Publication number: JPS6336062A
Application number: JP62107537A
Authority: JP
Inventors: Shinichiro Iwasaki; 新一郎岩崎
Original assignee: Aisin Seiki Co Ltd
Current assignee: Aisin Corp
Priority date: 1986-04-30
Filing date: 1987-04-30
Publication date: 1988-02-16
Anticipated expiration: 2012-01-08
Also published as: JP2570225B2; GB8710119D0; CA1301824C; GB2189840A; DE3714155A1; GB2189840B; DE3714155C2; US4733646A

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】〔発明の目的〕（産業上の利用分野）本発明は車両用の点火装置に関するもので、特に、コン
デンサ型の点火装置に関するものである。

（従来の技術）従来より、ＤＣ−ＤＣコンバータによりバッテリの電圧
を数百ボルト程度の直流に昇圧して点火コンデンサに蓄
え、この電荷を一次コイルに放電して点火を行う点火装
置が知られていた。この種の点火装置は、コンデンサ型
の点火装置と呼ばれている。

コンデンサ型の点火装置としては、例えば米国特許第３
．４８９，１２９号明細書や、米国特許第３，７８２，
３５３号明細書に開示されたものがある。

米国特許第３，４８９，１２９号明細書の点火装置は、
点火コンデンサと、点火コンデンサを充電するための充
電回路と、この充電回路に電力を供給するＤＣ−ＤＣコ
ンバータと、点火コンデンサを放電するための放電回路
と、点火コンデンサに蓄えられた電荷を昇圧する点火変
圧器、および、充電回路と放電回路を制御する発振器を
備え、必要な点火持続期間に、発振器が発生するトリガ
パルスに応じて、多数の火花を発生させる装置である。

そして、充電回路には、点火コンデンサに電荷を充電す
るために、スイッチとして動作をする第１サイリスタが
設けられており、また、放電回路には、点火変圧器の一
次巻線に接続された点火コンデンサの電荷を放電するた
めに、スイッチとして動作する第２サイリスタが設けら
れている。

点火コンデンサを充電するため、第１サイリスタをオン
にすると、充電電流が第１サイリスタを通過して点火コ
ンデンサに流れる。そして、第１サイリスタは、点火コ
ンデンサの充電が進み、第１サイリスタを通過する電流
がサイリスタの保持電流値以下となるまでオン状態を継
続する。

（発明が解決しようとする問題点）従来の点火装置では、充電回路と放電回路の制御は、発
振器によって行われているが、この発振器は、点火コン
デンサの充電状態とは無関係に動作していた。それゆえ
に、第１サイリスタと第２サイリスタは、点火コンデン
サの状態に係わらず発振器が発生するトリガパルスによ
ってオンされてしまう。

ところで、第１サイリスタがオンの間、即ち、点火コン
デンサの充電中は、点火コンデンサに蓄えられた電荷の
量が少ないので、第２サイリスタをオンにしても火花を
飛ばすことはできない。即ち、点火プラグに火花が発生
しない時は、第２サイリスタをオンにする時期が悪いの
である。

このように、従来のコンデンサ型の点火装置では、多数
の火花が確実に発生しないという問題点があった。

また、点火コイルの一次巻線にＤＣ−ＤＣコンバータが
直接接続されているので、点火プラグが放電すると、Ｄ
Ｃ−ＤＣコンバータの出力電圧が低下してしまう。

このため、従来のコンデンサ型の点火装置には、ＤＣ−
ＤＣコンバータの回復時間、即ち、予め設定された放電
電圧に回復するまでの時間、点火プラグに火花を飛ばす
ことができないという問題点があった。

そこで、本発明では、必要な点火持続期間に比較的多く
の火花が確実に発生する点火装置を構成することを技術
的課題とする。

〔発明の構成〕

（問題点を解決するための手段）前述した技術的課題を達成するために講じた技術的手段
は、点火プラグと、−次巻線と二次巻線を備え、二次巻
線が前記点火プラグに接続された点火変圧器と、安定し
た電圧を蓄えるための第１のコンデンサを備えたＤＣ−
ＤＣコンバータと、前記点火変圧器の一次巻線に接続さ
れ、前記点火プラグに電力を供給する第２のコンデンサ
と、前記第１のコンデンサに蓄えられた電荷を用いて前
記第２のコンデンサを充電する充電手段と、前記第２の
コンデンサに蓄えられた電荷を前記点火変圧器の一次巻
線に放電する放電手段と、該放電手段の状態を検出する
検出手段と、該検出手段が検出した放電手段の状態に基
づき、前記充電手段と前記放電手段を、必要な点火持続
期間、適切な時間間隔で駆動する制御手段とを設けたこ
とである。

（作用）前述した本発明の技術的手段によれば、制御手段が、検
出手段が検出した放電手段の状態に基づいて動作する。

それゆえに、放電手段が動作する時間間隔を制御し、多
数の火花を確実に発生させることができる。

また、前述した本発明の技術的手段によれば、ＤＣ−Ｄ
Ｃコンバータには第１のコンデンサが接続されている。

それゆえに、本発明の点火装置では、ＤＣ−ＤＣコンバ
ータの電圧降下を抑え、必要な点火持続期間に多数の火
花を発生させることができる。

ところで、エンジン燃焼室内の圧縮された混合気は、特
にエンジン回転速度が低い状態では、例えば、燃焼室内
の低い滴速度や低温といった、低速度の条件のために、
燃焼しにくくなる。

このため、従来のコンデンサ型の点火装置には、エンジ
ン回転速度が低くなると、エンジンの爆発安定性が失わ
れるという問題点があった。

そこで、本発明の好ましい実施態様においては、制御手
段に、エンジンの回転速度に応じた点火持続期間を指示
する第１の信号発生手段を備えるようにする。

そうすれば、エンジン回転速度が低い状態でもエンジン
の爆発安定性を保つことができる。

（実施例）以下、図面に基づいて本発明の詳細な説明する。

本発明の点火装置は、第１図に示しであるように、直流
電源として動作するＤＣ−ＤＣコンバータ１０と、−次
巻線１２と二次巻線１３を有する点火変圧器１１と、二
次巻線１３に接続された点火プラグ１４と、−次巻線に
接続された点火コンデンサ１５と、ＤＣ−ＤＣコンバー
タ１ｏがらの電力で点火コンデンサ１５を充電する充電
回路１６と、点火コンデンサ１５の電荷を一次巻線１２
に放電する放電回路１７と、充電回路１６と放電回路１
７を、必要な点火持続期間ＴＤ、適切な時間間隔で駆動
する制御回路１８を備えている。また他に、ＤＣ−ＤＣ
コンバータｌｏと制御回路１８に電力を供給するバッテ
リー１９と、イグニッションスイッチ２０と、断続器２
１を備えている。

ＤＣ−ＤＣコンバータ１０はインバータ２２と、ダイオ
ード２３と、大容量の第１コンデンサ２４を備えている
。ＤＣ−ＤＣコンバータ１０はインバータ２２の機能に
よってバッテリー１９の電圧よりも高い所定の電圧を発
生する。本実施例では、ＤＣ−ＤＣコンバータ１０は、
４００Ｖ程度の電圧を発生する。第１コンデンサ２４の
電圧は、接続点２５を通ってインバータ２２へ帰還され
ており、接続点２６に発生するＤＣ−ＤＣコンバータｌ
Ｏの出力電圧Ｖ２．が所定の電圧値に調整される。

それゆえに、第１コンデンサ２４の電圧が低下すると、
インバータ２２は、第１コンデンサ２４の電圧を増大す
るように動作する。

充電回路１６は約１００μＨの第１インダクタ２７と、
充電スイッチとして動作する第１サイリスタ２８と、第
１サイリスタ２８を駆動する際のノイズマージンを増大
させるコンデンサ２９と抵抗３０を備えている。

放電回路１７は約１ｍＨのチョークコイル３１と、第２
サイリスタ３２と、ダイオード３３と、コンデンサ３４
と、抵抗３５を備えている。コンデンサ３４と抵抗３５
は、第２サイリスタ３２を駆動する際のノイズマージン
を増大させると共に、第２サイリスタ３２の０Ｎ−ＯＦ
Ｆ状態を検出する働きをする。

制御回路１８は必要な点火持続期間Ｔｏを決定する点火
持続期間決定回路３６と、第２サイリスタ３２のオン・
オフ状態を検出する検出回路３７と、充電回路１６と放
電回路１７を必要な期間、適切な時間間隔で駆動する反
復率制御回路３８と、第１のサイリスタ２８を駆動する
第１駆動回路３８゛　と、第２のサイリスタ３２を駆動
する第２駆動回路３９を備える。

第２図に示したように、点火持続期間決定回路３６は入
力保護回路４０と、反転回路４１と、単安定マルチバイ
ブレタ４２と、ランプ回路４３と、ピークホールド回路
４４と、ボルテージフォロワ４５と、分圧器４６と、比
較器４７と、ピークキャンセル回路４８と、例えばエン
ジンの温度や負荷の状態といったエンジンの状態に応じ
て変化する外部からの指示信号に応じて、分圧器４６の
出力を制御する点火進角度制御回路４９を備えている。

接続点５０には、断続器２１によって信号Ｖ５０が発生
する。信号Ｖ、。の−周期Ｔは、第１式によって定義さ
れる。

Ｔ＝１２０／（ｎ−ｍ）（秒）−−・　（１）ただし、
ｎ：エンジン回転速度（ｒ、ｐ、…、）ｍ：気筒数第３図に示したように、信号Ｖ５゜の−周期Ｔは、断続
器２１が開いている時間ＴＡと断続器２１が閉じている
時間Ｔ、とからなる。そして信号■、。

は、断続器２１が開いている時間ＴＡＯ間、高レベルに
あり、断続器２１が閉じている時間Ｔ＋＋の間、低レベ
ルにある。

信号■５゜の高レベル信号の立ち上がりエツジは、点火
持続期間Ｔ０の始まりを示し、信号Ｖ、。の−周期Ｔは
エンジン回転速度の逆数を示している。

信号Ｖ５゜は、入力保護回路４０と反転回路４１を介し
て、単安定マルチバイブレタ４２やピークキャンセル回
路４８に入力される。第３図に示したように、単安定マ
ルチバイブレタ４２は、信号■、。の高レベル信号が立
ち上がると、接続点５１にトリガ電圧ＶＳＩを出力する
。

信号■、。が発生すると、ランプ回路４３は、所定の時
定数でコンデンサ５２の充電を開始する。

接続点５３の電圧ＶＳ３はコンデンサ５２の充電電圧で
ある。電圧ＶＳ３は比較器４７の反転入力端子に入力さ
れる。第３図に示したように、電圧ＶＳ３は信号■、。

の発生後、経過時間に応じて増加する。

ピークホールド回路４４のコンデンサ５４は電圧ＶＳ＋
のピーク電圧値を記憶し、接続点５５において第３図に
示した電圧Ｖ５５を発生する。

電圧Ｖ５５はボルテージフォロワ４５を介して分圧器４
６に入力される。分圧器４６は、電圧ＶＳＳを分圧し、
接続点５６に、電圧ＶＳＳの１０〜１５％の大きさの電
圧ｖｓｉ＋を出力する。

比較器４７は電圧Ｖ５ｈと電圧ＶＳＳを比較し、電圧Ｖ
Ｓ＆が電圧ＶＳＳよりも高い間、接続点５７に点火持続
期間信号ＶＳ？を出力する。第３図に示した点火持続期
間信号Ｖ、７の期間Ｔ０は、必要な点火持続期間ＴＤを
示している。点火持続期間Ｔゎは、第２弐に表現される
ように、周期Ｔに比例する。

Ｔ、＝に−Ｔ・・・　（２）ただし、Ｋ：分圧器４６の分圧比（１０〜１５％）ピークキャンセル回路４８のトランジスタ５８は、信号
■５゜が低レベルとなるとオン状態となり、次に信号■
、。が高レベルに達するまでオン状態を継続する。第３
図に示したように、トランジスタ５８がオン状態となる
と、コンデンサ５４の電荷が再設定され、コンデンサ５
４の端子電圧ＶＳ５は、差動増幅器６０とダイオード６
１とによって形成されたピーク検出器５９の出力である
電圧Ｖ５３と等しくなる。そして信号Ｖ５゜が高レベル
となるとトランジスタ５８がオフし、この時の電圧Ｖ　
５５が電圧Ｖ５３のピーク値として保持される。このよ
うに、点火持続期間決定回路３６は、エンジン回転速度
を示す信号■、。に応じて、点火持続期間信号ＶＳ？を
発生する。

第１図に示したように、反復率制御回路３８は、入力信
号の立ち上がりエツジを検出するとトリガパルスを発生
する単安定マルチバイブレーク６２゜６３．６４と、入
力信号の立ち下がりエツジを遅らせるための遅延回路６
５と、入力信号の立ち上がりエツジを遅らせるための遅
延回路６６．６７と、ＯＲ回路６８と、ＡＮＤ回路６９
を備えている。

点火持続期間決定回路３６の出力である点火持続期間信
号Ｖ　５７は、単安定マルチバイプレタロ２とＡＮＤ回
路６９の一入力端子に印加される。単安定マルチバイプ
レタロ２は、点火持Ｖｔ　期間信号Ｖ５７の立ち上がり
エツジを検出し、接続点７０にトリガパルス■７゜を発
生する。接続点７０は第１図に、トリガパルス■、。は
第４図に、それぞれ示した。

トリガパルスＶ？Ｏは、ＯＲ回路６８を介してＡＮＤ回
路６９に印加される。ＡＮＤ回路６９は、第４図に示し
たトリガパルスＶ’？＋を発生する。このトリガパルス
Ｖ’ＦＩは、第２駆動回路３９を介して第２サイリスタ
３２をオンさせる。

遅延回路６５は、接続点７２の出力電圧Ｖ’ｌｔを検出
する。第４図に示したように、出力電圧Ｖｔｚは、第２
サイリスタ３２がオフ状態である時に高レベル、第２サ
イリスタ３２がオンとなった時に低レベルとなる。遅延
回路６５は出力電圧ＶＶｔの立ち下がりエツジを検出し
、第４図に示した所定の遅延時間ｔｄｌ後、接続点７３
に信号ｖｑｓを発生する。また、遅延回路６６は、信号
ｖ０の立ち上がりエツジを検出し、第４図に示した所定
の遅延時間ｔｄ２後、接続点７４に信号Ｖ７４を出力す
る。

信号Ｖ？４は単安定マルチバイプレタロ４と遅延回路６
７に印加される。単安定マルチバイプレタロ４は、信号
Ｖ７４が入力されると、接続点７５にパルス幅ｔｗ３の
トリガパルスｖ７Ｓを発生する。このトリガパルスＶ？
Ｓは、第１駆動回路３８′を介して第１サイリスタ２８
をオンさせる。

遅延回路６７は信号Ｖ７４の立ち上がりエツジを検出し
、第４図に示した遅延時間ｔｄａ後、接続点７６に信号
Ｖｆｆ６を発生する。信号Ｖ　７６は単安定マルチバイ
プレタロ３に入力される。単安定マルチバイプレタロ３
は、接続点７７にパルス幅ｔｗ２のトリガパルスＶｆｆ
７を出力する。このトリガパルスｖ’ｔｔは、ＯＲ回路
６Ｂを介してＡＮＤ回路６９に入力される。それゆえに
、点火持続期間信号Ｖ５７が高レベルにある間、電圧Ｖ
、。とＶ？７によりトリガパルスＶ？ｌが発生する。し
かしながら、ＡＮＤ回路６９の作用により、点火持続期
間信号ＶＳ？が低レベルになると、トリガパルスＶ７１
は発生しない。同様に、点火持続期間信号Ｖ５□が低レ
ベルになると、トリガパルスＶ７Ｓも発生しない。なぜ
ならば、第１図に示した反復率制御回路３８では、トリ
ガパルスＶ？Ｓは第２サイリスタのオフ状態が検出され
た後に発生するからである。

第２サイリスタ３２０オン・オフ状態を検出する検出回
路３７は、トランジスタ７８と、コンデンサ７９と、抵
抗８０を備えている。コンデンサ７９と抵抗８０は、第
２サイリスタ３２のオン・オフ状態を検出するためのノ
イズマージンを増大させる働きをする。第２サイリスタ
３２のオン状態を保持するための保持電流が、第２サイ
リスタ３２のアノード端子とカソード端子の間を流れて
いる時には、第２サイリスタ３２はトリガパルスＶ　７
１が消失してもオン状態を保持する。第２サイリスタ３
２がオン状態の間、第２サイリスタ３２のゲート端子８
１の電圧■１はトランジスタ７８をオンにするのに充分
な電圧となる。それゆえに、第４図に示したように、第
２サイリスタ３２がオン状態からオフ状態に変化した時
、検出回路３７の出力電圧ｖ７□は低レベルの電圧から
高レベルの電圧へと変化する。

第２サイリスタ３２のゲート電圧Ｖ８１は、温度係数を
有している。しかし、トランジスタ７８のＰ−Ｎ接合（
ベース−エミッタ間）の温度係数が第２サイリスタ３２
のＰ−Ｎ接合（アノード−カソード間）の温度係数とよ
く似ているので、第２サイリスタ３２のオン・オフ状態
の検出は、温度変化に対して補償されている。

第５図は、第１駆動回路３８゛の詳細を示した回路図で
ある。第１駆動回路３８゛には、トリガパルスＶ７Ｓが
人力され、接続点８２と８３の間に第１サイリスタ３２
をオンするためのトリガパルス■８□が出力される。

第６図は、第２駆動回路３９の詳細を示した回路図であ
る。第２駆動回路３９には、トリガパルスＶＨが入力さ
れ、接続点８１と接地された接続点８４の間に第２サイ
リスタ３２を駆動するためのトリガパルスＶａｌが出力
される。

第７図に示したように、トリガパルス■［１１が接続点
８１と８４の間に印加されると、第２サイリスタ３２が
オンする。そして、第２サイリスタ３２がオンすること
により、第２サイリスタ３２のゲート電圧Ｖ８１が変化
する。結果として、巻線１２と１３、および、点火プラ
グ１４の浮遊容量に応じた充電電流１８５が、点火コン
デンサ１５から接続点８５に流れる。この時、浮遊容量
は充電され、接続点８６の電圧Ｖ１１６が増大し、点火
プラグ１４のギャップの絶縁破壊電圧Ｖ、に達する。点
火プラグ１４のギャップの絶縁破壊は、第１図に示した
浮遊容量１８６の電荷が急激に放電する現象と考えるこ
とができ、第７図に示したように、点火プラグ１４のギ
ャップ間に流れる電流１１１６となって現れる。第７図
に示したように、点火プラグ１４のギャップが絶縁破壊
した後、電圧ｖ８．は保持電圧■、（１〜３ＫＶ）まで
低下し、火花電流ＩＳ＆は、点火コンデンサ１５の静電
容量とチョークコイル３１のインダクタンスによって定
まる共振周波数で点火プラグ１４のギャップ間を流れる
。

そして、火花電流１１１６がゼロに成ると、接続点８７
の電圧Ｖｌ１７は最も大きな負の値となる。今までは、
第２サイリスタ３２がオンであったが、第２サイリスタ
３２は、逆バイアスとして作用する電圧Ｖ１１’？によ
ってオフとなる。第２サイリスタがオフとなると、今度
はダイオード３３がオンとなり、結果として火花電流Ｉ
ａ＆は逆方向に流れる。この火花電流１１１６も前述し
た共振周波数を有しており、点火コンデンサ１５を充電
する。このようにして、点火コンデンサ１５には、残留
電圧■、が残る。

残留電圧Ｖｒの波形は、第７図の電圧Ｖａ、のグラフに
示しである。

第２のサイリスタ３２がオフとなると、トリガパルスＶ
ｌｌ！が、遅延時間ｔｄ２だけ遅れて第１サイリスタ２
８に供給され、第１サイリスタ２８はオンとなる。第７
図に示したように、第１サイリスタ２日がオンになると
、充電電流１１１１１が接続点８８に流れる。充電電流
■。は、点火コンデンサ１５と第１インダクタ２７によ
って定められる共振電流である。この共振電流の結果と
して、点火コンデンサ１５は充電される。充電電流１ｓ
ｅがゼロとなると、点火コンデンサ１５の電圧Ｖ８？が
第１コンデンサ２４の電圧Ｖ２．よりも高くなり、第１
サイリスタ２８には、逆バイアスが印加される。

そして、第１サイリスタ２８は、逆バイアスが印加され
た瞬間にオフとなる。

第８図は、断続器２１の電圧Ｖ、。と、点火持続期間信
号ＶＳ７と、火花電流ｉｎｓと、第１コンデンサ２４の
電圧ｖｚ６の関係を示している。電圧ｖｚ６は、点火持
続期間ＴＤにわずかに減少するが、電圧ＶＺａは、点火
持続期間Ｔ０以外の時間に所定の電圧値に回復する。そ
れゆえに、ＤＣ−ＤＣコンバータ１０の平均出力電力は
、火花の発生率り。

に基づき、第３式により決定される。

Ｄ　Ｓ　−ＴＤ　／Ｔ・・・　（３）ただし、Ｔ：断続器２１の電圧■、。の発生期間ＴＤ　
：点火持続期間火花の発生率り、は、本実施例では０．１〜０．１５に
選んである。

それゆえに、ＤＣ−ＤＣコンバータ１０の平均出力電力
は、それほど大きくなくてよい。

第９図は、点火変圧器１１の詳細を示している。

点火変圧器１１は、コア９０の中央のエアギャップを省
略した、低漏れ磁束型の変圧器である。点火変圧器１１
とチョークコイル３１のインダクタンス値は、−発の火
花の持続期間と、適切な火花電流１１１６に影響する。

そこで、本実施例では、点火変圧器１１のインダクタン
ス値の変化分をチョークコイル３１のインダクタンス値
を点火コンデンサ１５の容量に応じて適切な値に選ぶこ
とによって補償している。また、特に強調しておきたい
ことは、従来のエアギャップを有する点火変圧器の動作
と比較して、点火プラグ１４が放電するまでの間、−次
巻線１２に加わる電圧が比較的に低くなるので、コア９
０の断面積を減らすことができる、ということである。

さらに、コア９０の断面積は、点火コンデンサ１５の静
電容量とチョークコイル３１のインダクタンス値によっ
て定められる点火電流１１１６の共振周波数に反比例す
る。このため、共振周波数を増加させることにより、点
火変圧器１１を小型にすることができる。

第１０図は、第２サイリスタ３２のオン・オフ状態を検
出する検出回路３７の別の実施例を示している。この実
施例では、トランジスタ７８は、第１図の接続点８１に
接続された反転入力端子と接続点９３に接続された非反
転入力端子を持つ比較器９２に置き換えられている。

接続点９３に発生する電圧■、３は、ダイオード９４と
抵抗９５によって分圧された電圧である。

電圧Ｖ’１３は、第２サイリスタ３２がオンされる時の
ゲート電圧Ｖ、ｌよりも小さく、第２サイリスタ３２が
オフされる時のゲート電圧Ｖ８１よりも大きくなるよう
な、所定の値に設定される。ところで、ダイオード９４
のＰ−Ｎ接合（アノード−カソード間）の温度係数が第
２サイリスタ３２のＰ−Ｎ接合（アノード−カソード間
）の温度係数に略等しいので、第１０図に示した検出回
路ｌＯは、第１図の場合と同様の温度補償機能を有して
いる。

従って、比較器９２の出力信号は、第４図に示した電圧
ＶＢと等しくなる。

第１１図と第１２図に示した電子回路は、共に第２サイ
リスタ３２のオン・オフ状態の検出のための回路である
。

第１Ｉ図の電子回路では、ダイオード９７が第２サイリ
スタ３２のカソード端子と接地された接続点８４の間に
挿入されている。第２サイリスタ３２のゲート端子８１
は、第１図または第１０図に示した検出回路３７の抵抗
８０に接続される。

第１２図の電子回路では、ダイオード９８と抵抗９９が
、第２サイリスタ３２のカソード端子と接地された接続
点８４の間に並列に挿入されている。第２サイリスタ３
２のゲート端子は、第１図に示した第２駆動回路３９の
出力に接続されており、第１２図の接続点１００は、第
１図または第１０図に示した検出回路３７の抵抗８０に
接続される。

第１３図は、反復率制御回路３８の別の実施例を示して
いる。この実施例の反復率制御回路３８は、反復率制御
回路３８に点火持続期間信号ＶＳ’１が入力されると、
最初に第１サイリスタ２８を作動させるためのトリガパ
ルスＶ７５を発生する。

（第１図の反復率制御回路３８は、点火持続期間信号Ｖ
Ｓ’ｌが入力されると、最初に第２サイリスタ３２を作
動させるためのトリガパルスＶ’１１を発生する。）第１３図の反復率制御回路３８は、Ａ、　Ｎ　Ｄ回路１
０２と、単安定マルチバイブレタ１０３，１０４．１０
５と、遅延回路１０６，１０７を備えている。各回路１
０２，１０３，１０４，１０５゜１０６．１０７と接続
点５７，７１．７２．７５の接続は第１３図に示した通
りである。

ＡＮＤ回路１０２には、点火持続期間信号ＶＳ？が人力
される。単安定マルチバイブレタ１０３ばＡＮＤ回路１
０２の出力である電圧■、。８の立ち上がりエツジを検
出し、第１４図に示したように第１サイリスタ２８を作
動させるためのトリガパルスＶ７５を発生する。単安定
マルチバイブレタ１０４はトリガパルスＶ　７５の立ち
上がりエツジを検出し、単安定マルチバイブレタ１０４
の時定数によって定められる時間ｔｐｌの間、接続点１
０９に信号■１゜９を発生する。

単安定マルチバイブレタ１０５は、信号■１゜。

の立ち下がりエツジを検出し、第２サイリスタ３２を作
動させるトリガパルスＶ？ｌを発生する。

遅延回路１０６は、第２サイリスタ３２のオン・オフ状
態に応じて信号ｖ７□（信号ｖ、２の高レベル信号は第
２サイリスタのオフ状態を示す）の立ち下がりエツジを
検出し、遅延時間ｔｄｌ後に接続点１１０に信号Ｖｌ＋
。を発生する。遅延回路１゜７は、信号ＶＩＩＯの立ち
上がりエツジを検出し、遅延時間ｔｄ２後に接続点１１
１に信号Ｖｌｌ＋を発生する。信号Ｖ　ＩＩ＋　は、Ａ
ＮＤ回路１０２に人力される。

第１３図に示した各々の接続点の信号波形と、それらの
タイミングの関係は、第１４図に示しである。

ところで、放電回路３７は、所望する火花電流１１１６
の波形に応じて、変えることができる。

もし、火花電流Ｔ８６を、第１６図に示したような正弦
波の片側にしたければ、第１５図に示した回路を放電回
路３７として使用すればよい。第１５図に示した放電回
路３７は、第１図に示した放電回路３７からダイオード
３３を除いたものである。第１５図の放電回路３７では
、ダイオード３３を除いたことにより点火変圧器１１を
通過する逆電流が流れなくなり、点火電流１８ｂは正弦
波の片側となる。接続点８１，８７．８２，８８．８５
．８６に発生する電圧Ｖｌｌｌ−Ｖｌ＋？、Ｖｌ１２＋
　　ｖａｂと電流Ｔ　ｓｓ、Ｔ　ｓｓ、　　ｌ　、いお
よび、それらのタイミングの関係は、第１６図に示しで
ある。

さらに、火花電流ｌｌ１６が第１８図や第２０図に示し
たような調波である場合には、放電回路として第１７図
や第１９図に示した回路が使用できる。

第１７図では、ツェナーダイオード１２０とダイオード
１２１が、点火コンデンサ１５と第２サイリスタ３２の
アノード端子の間に挿入され、第１図に示したダイオー
ド３３は除かれている。

第１９図では、第１７図に示したツェナーダイオード１
２０とダイオード１２１が接続点８７と８４の間に挿入
されている。第１８図と第２０図は、第１７図と第１９
図に示した接続点８１，８７．８２，８８，８５．８６
の電圧ＶＳＩ＋　　Ｖａ？。

Ｖ６□、■、６と電流Ｔ　Ｉ！Ｉ＋　　Ｉ　ｅｓｒ　　
Ｉ　ｓ＆を示している。

第１８図に示した電流１１は、第１９図に示したツェナ
ーダイオード１２０とダイオード１２１を通る電流を示
している。

さて、第７図と第１６図の電圧ＶＢ７のグラフに示した
ように、点火コンデンサ１５の再充電の前に、残留電圧
Ｖ、が、第１図と第１５図に示した点火コンデンサ１５
を接続した接続点８７に残る。

第１図に示した放電回路３７では、残留電圧■、は正の
電圧になる。逆に、第１５図に示した放電回路３７では
、残留電圧ｖ、、は負の電圧になる。

これらの残留電圧Ｖ、は、点火装置にとって望ましくな
い。なぜならば、次回の充電の際に、点火コンデンサ１
５の充電電圧が残留電圧■、の大きさによって変化して
しまうからである。例えば、第１図の点火コンデンサ１
５の充電電圧ＶＳｔは、残留電圧■、に応じて第２３図
に実線で示したように変化する。また第１５図の点火コ
ンデンサ１５の充電電圧ＶＳｔは、残留電圧Ｖ、に応じ
て第２７図に実線で示したように変化する。結果として
負の残留電圧は、第２６図に示したように、充電電圧Ｖ
ｌ１７を際限なしに増大させる。

それゆえに、正負いずれか一方の残留電圧■１が発生す
れば、エンジンの爆発安定性が悪化したり、放電スイッ
チである第２サイリスタ３２等の素子がダメージを受け
たりする。

しかしながら、第１７図や第１９図の放電回路では、第
１８図や第２０図の電圧Ｖ８’７のグラフに示したよう
に、残留電圧■、は無視できるほど小さい。

ところで、残留電圧Ｖｒの影響を取り除き、充電期間の
充電電圧ＶＳｔを安定化させるために、充電回路１６に
緩衝回路を接続するとよい。

第２１図に示した緩衝回路１３０は、正の残留電圧Ｖ、
に対して有効である。緩衝回路１３０は、第２インダク
タ１３１　（約２００μＨ）と、抵抗１３２と、点火コ
ンデンサ１５　（約１μＦ）の２〜３倍の容量を持つ第
２コンデンサ１３３（約２〜３μＦ）を備えている。ま
た、緩衝回路１３０は、ＤＣ−ＤＣコンバータ１０と、
充電回路１６と、点火コンデンサ１５に接続されている
。

接続点１３４を流れる電流１１ｆｆ４と接続点１３５の
電圧■３，５の波形は、第２２図に示しである。

この電流１１１４と電圧Ｖ　Ｉ３５の作用によって、点
火コンデンサ１５の充電電圧Ｖｌｌは、充電期間中一定
値に保持され、第２３図に点線で示したように、残留電
圧の影響を受けなくなる。

第２４図に示した緩衝回路１４０は、負の残留電圧■１
に対して有効である。緩衝回路１４０は、第３インダク
タ１４１　（約２５μＨ）と、ダイオード１４２を備え
ている。また、第２４図に示したように、緩衝回路１３
０は、充電回路１６に接続されている。第１サイリスタ
２８がオンした時、緩衝回路１４０の動作により点火コ
ンデンサ１５の負の残留電圧は、第３インダクタ１４１
とダイオード１４２を通過する。結果として、第２４図
の接続点８８を流れる電流ｌ８Ｉｌは、第３インダクタ
１４１を流れる電流Ｉ、４３と第１インダクタ２７を流
れる電流１１４４の和となる。ところで、第３インダク
タ１４１と点火コンデンサ１５によって定まる共振周波
数は比較的に高い値となるので、第３インダクタ１４１
のインダクタンス値は第１インダクタ２７のインダクタ
ンス値（約２００μＨ）よりも小さな値のものでよい。

結果として、緩衝回路１４０は、第１インダクタ２７よ
りも早（、点火コンデンサ１５を充電する。実際に、緩
衝回路１４０は点火コンデンサ１５の極性を反転させる
ように動作する。このため、負の残留電圧ｖ１は、第１
インダクタ２７からの充電電流１１４４が略ピーク値に
達する時、無視できる値まで減少する。よって、点火コ
ンデンサ１５の充電電圧ｖ、７は略一定となり、第２７
図に点線で示したように、負の残留電圧の影響を受けな
くなる。

第２８図は、４気筒エンジン用の電子的なディストリビ
ュータを備えた、本発明の好ましい実施例を示している
。

この装置では、火花電流は正弦波の片側の波形としてあ
り、前述した緩衝回路１４０が使用されている。各々の
点火変圧器１１ａ〜ｌｉｄには、それぞれ点火プラグ１
４ａ−１４ｄが接続されている。各々の第２サイリスタ
３２ａ〜３２ｄと、第２サイリスタ３２ａ〜３２ｄを駆
動する各々の駆動回路３９１〜３９ｄは、それぞれ点火
変圧器１１３〜ｌｌｂに接続されている。各々の第２サ
イリスタ３２ａ〜３２ｄのオン・オフ状態を検出する検
出回路３７ａ〜３７ｄが、それぞれ第２サイリスタ３２
ａ〜３２ｄに接続されている。点火変圧器１１ａ−１ｉ
ｄは、チョークコイル３１を介して点火コンデンサ１５
に接続されている。エンジンコンピュータ１５０は、エ
ンジン内のクランクシャフト１５３の回転角を検出する
クランク角センサ１５１の出力に基づいて、第２８図の
接続点１５２に信号Ｖ＋ＳＺを発生する。信号ｖａｓｔ
は、断続器２１により発生する信号■、。に相当する信
号である。カム角センサ１５４はカムシャツ１−１５６
の回転角度を検出する。検出したカムシャフト１５６の
角度は、四つの点火プラグ１４ａ〜１４ｄの中から点火
すべきプラグを選択するための基準信号ｖａｓｔとなる
。また、信号ＶＩＳｉ１は、第３０図に示しである。

信号Ｖ＋ＳＺは、点火持続期間決定回路３６と気筒選択
回路１５５に入力されている。また、気筒選択回路１５
５には、カム角信号Ｖ、５４も入力されている。気筒選
択回路１５５は、第２９図に示した４ステージ・スタテ
ィック・シフトレジスタである。第２９図に示した各々
の出力端子１５５ａ−１５５ｄは、第３０図に示したよ
うに、それぞれ電圧ＶＩＳＳａ〜Ｖ１５□を発生する。

各々の電圧Ｖ　１５５１””　Ｖ　１５５４は、ＡＮＤ
回路１５７ａ〜１５７ｄを介して各々の駆動回路３９ａ
〜３９ｄに入力される。各々のＡＮＤ回路１５７ａ〜１
５７ｄには、反復率側′４Ｂ＠路３８から第２サイリス
タ３２ａ〜３２ｄを作動させるためのトリガパルスＶｔ
＋が入力される。また、単安定マルチバイブレタ１５８
は、信号ｖａｓｔの立ち上がりエツジを検出するもので
ある。

結果として、信号Ｖ　１ｓｌａ””　Ｖ　１ｓ５４に基
づき点火プラグ１４ａ〜１４ｄを選択すると、必要な点
火持続期間Ｔｌ１ｌＯ間、適切な時間間隔で、点火火花
の列を発生することができる。

なお、図中に示した記号■、は５■の安定化電源を、ま
た、記号Ｖｂはバッテリ１９の１２Ｖ電源を、それぞれ
示すものとした。

〔発明の効果〕

以上に述べたように、本発明の点火装置は、第１のコン
デンサを備えたＤＣ−ＤＣコンバータと、放電手段の状
態を検出する検出手段を備えた点火装置である。

よって、必要な点火持続期間に比較的多くの火花を確実
に発生させることができ、エンジンの爆発安定性が向上
する。

従って、エンジンの燃焼効率が向上し、エンジン出力が
増大する。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明の実施例を示す回路図である。第２図は、第１図の点火持続期間決定回路の詳細を示す
回路図である。第３図は、第２図に示した各接続点の信号波形を示す波
形図である。第４図は、第１図に示した反復率制御回路の各接続点の
信号波形を示す波形図である。第５図は、第１図に示した第１駆動回路の詳細を示す回
路図である。第６図は、第１図に示した第２駆動回路の詳細を示す回
路図である。第７図は、第１図に示した各接続点の信号波形を示す波
形図である。第８図は、第１図に示した各接続点の信号波形を示す波
形図である。第９図は、第１図に示した点火変圧器の詳細を示す断面
図である。第１０図は、第１図に示した検出回路の別の実施例を示
す回路図である。第１１図は、駆動回路と第２サイリスタと検出回路の間
の接続関係を変更した変形実施例を示した回路図である
。第１２図は、第１１図に相当する、別の変形実施例を示
す回路図である。第１３図は、反復率制御回路の変形実施例を示す回路図
である。第１４図は、第１３図に示した各接続点の信号波形を示
す波形図である。第１５図は、第１図に示した放電回路の変形実施例を示
す回路図である。第１６図は、第１５図に示した各接続点の信号波形を示
す波形図である。第１７図は、第１５図の放電回路に相当する、別の実施
例を示す回路図である。第１８図は、第１７図に示した各接続点の信号波形を示
す波形′図である。第１９図は、第１５図の放電回路に相当する、別の実施
例を示す回路図である。第２０図は、第１９図に示した各接続点の信号波形を示
す波形図である。第２１図は、第１図の実施例に緩衝回路を付は加えた場
合を示す回路図である。第２２図は、第２１図に示した各接続点の信号波形を示
す波形図である。第２３図は、第２１図に示した緩衝回路の機能を示す特
性図である。第２４図は、緩衝回路を備えた別の実施例を示す回路図
である。第２５図は、第２４図に示した各接続点の信号波形を示
す波形図である。第２６図は、第１５図に示した点火コンデンサの端子電
圧の特性を描いた特性図である。第２７図は、第２４図に示した緩衝回路の機能を示す特
性図である。第２８図は、本発明の点火回路を４気筒エンジンに応用
した場合を示す回路図である。第２９図は、第２８図に示した気筒選択回路１５５の詳
細を示す回路図である。第３０図は、第２９図に示した各接続点の信号波形を示
す波形図である。１０・・・ＤＣ−ＤＣコンバータ（Ｄ　Ｃ−Ｄ　Ｃコンバータ）、１１・・・点火変圧器（点火変圧器）、１２・・・−次
巻線、　　　　１３・・・二次巻線、１４・・・点火プ
ラグ（点火プラグ）、１５・・・点火コンデンサ（第２
のコンデンサ）１６・・・充電回路（充電手段）、１７・・・放電回路（放電手段）、Ｊ８・・・制御回路（制御手段）、１９・・・バッテリー〜２０・・・イグニッションスイッチ、２１・・・断続器、　　　　　２２・・・インバータ、
２３・・・ダイオード、２４・・・第１コンデンサ（第１のコンデンサ）、２５
．２６・・・接続点、２７・・・第１インダクタ（第１のコイル）、２８・・
・第１サイリスタ（第１のサイリスタ）、２９・・・コ
ンデンサ、　　　３０・・・抵抗、３１・・・チョーク
コイル（第２のコイル）、３２・・・第２サイリスタ（
第２のサイリスタ）、３３・・・ダイオード、　　　３
４・・・コンデンサ、３５・・・抵抗、３６・・・点火持続期間決定回路（第１の信号発生手段）、３７・・・検出回路（検出手段）、３８・・・反復率制御回路、３９・・・第２駆動回路、　４０・・・入力保護回路、
４Ｉ・・・反転回路、４２・・・単安定マルチバイブレタ、４３・・・ランプ（傾斜）回路、４４・・・ピークホールド回路、４５・・・ボルテージフォロワ、４６・・・分圧器、　　　　　４７・・・比較器、４８
・・・ピークキャンセル回路、４９・・・点火進角度制御回路、５０．５１・・・接続点、　５２・・・コンデンサ、５
３・・・接続点、　　　　５４・・・コンデンサ、５５
．５６．５７・・・接続点、５８・・・トランジスタ、　５９・・・ピーク検出器、
６０・・・差動増幅器、　　６１・・・ダイオード、６
２．６３．６４・・・単安定マルチバイブレタ、６５．
６６．６７・・・遅延回路、６８・・・ＯＲ回路、　　　　６９・・・ＡＮＤ回路、
７０〜７７・・・接続点、　７８・・・トランジスタ、
７９・・・コンデンサ、　　　８０・・・抵抗、８１〜
８８・・・接続点、　９０・・・コア、９２・・・比較
器、　　　　９３・・・接続点、９４・・・ダイオード
、　　９５・・・抵抗、９７．９８・・・ダイオード、９９・・・抵抗、　　　　　１００・・・接続点１０２
・・・ＡＮＤ回路、１０３〜１０５・・・単安定マルチバイプレタ、１０６
．１０７・・・遅延回路、１０９〜１１１・・・接続点、１２０・・・ツェナーダイオード、１２１・・・ダイオード、　１３０・・・緩衝回路、１
３１・・・第２インダクタ、１３２・・・抵抗、　　　　１３３・・・第２コンデン
サ、１３４．１３５・・・接続点、１４０・・・緩衝回路、　　　１４１・・・第３インダ
クタ、１４２・・・ダイオード、１５０・・・エンジンコンピュータ、１５１・・・クランク角センサ、１５２・・・接続点、１５３・・・クランクシャフト、１５４・・・カム角センサ、１５５・・・気筒選択回路
、１５６・・・カムシャフト、１５７・・・ＡＮＤ回路
、１５８・・・単安定マルチバイブレタ、１８６・・・
浮遊容量

Claims

【特許請求の範囲】

（１）点火プラグと；一次巻線と二次巻線を備え、二次巻線が前記点火プラグ
に接続された点火変圧器と；安定した電圧を蓄えるための第１のコンデンサを備えた
ＤＣ−ＤＣコンバータと；前記点火変圧器の一次巻線に接続され、前記点火プラグ
に電力を供給する第２のコンデンサと；前記第１のコン
デンサに蓄えられた電荷を用いて前記第２のコンデンサ
を充電する充電手段と；前記第２のコンデンサに蓄えら
れた電荷を前記点火変圧器の一次巻線に放電する放電手
段と；該放電手段の状態を検出する検出手段と；該検出手段が検出した放電手段の状態に基づき、前記充
電手段と前記放電手段を、必要な点火持続期間、適切な
時間間隔で駆動する制御手段と；を備えた点火装置。
（２）前記制御手段は、エンジンの回転速度に応じて、
前記点火持続期間を指示する第１の信号発生手段を備え
る特許請求の範囲第１項に記載の点火装置。
（３）前記充電手段は、第１のコイルと第１のサイリス
タを備えた特許請求の範囲第１項に記載の点火装置。
（４）前記放電手段は、第２のサイリスタを備え、さら
に、前記検出手段は、第２サイリスタのオン・オフ状態
を検出する特許請求の範囲第１項に記載の点火装置。
（５）前記放電手段は、第２コイルと第２のサイリスタ
を備える特許請求の範囲第１項に記載の点火装置。