JPWO2014207943A1 - Ignition device for internal combustion engine - Google Patents
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Abstract
コストを抑えた回路構成で重ね放電を行い、各気筒のイオン電流を適確に検出する内燃機関用点火装置を提供する。重ね放電制御装置2は、有意の点火信号を入力した例えば点火コイルユニット11に接続するスイッチ部31を閉じて、倍電圧整流回路の第1回路25aの出力電圧を点火コイルユニット11へ供給する。点火コイルユニット11の点火コイル51に放電電圧が発生すると、当該放電電圧に倍電圧整流回路の第2回路25bが生成した高電圧を重畳して点火プラグ5に重ね放電を行わせる。重ね放電を所定期間行わせると、スイッチ部31を開いて重ね放電制御部2と点火コイルユニット11との回路接続を遮断し、点火コイルユニット11のイオン電流検出回路56からイオン電流検出用電圧を、点火コイル51の2次巻線を介して点火プラグ5へ供給させてイオン電流を検出する。Provided is an ignition device for an internal combustion engine, which performs overlapping discharge with a circuit configuration with reduced cost and accurately detects the ion current of each cylinder. The overlap discharge control device 2 closes the switch unit 31 connected to, for example, the ignition coil unit 11 to which a significant ignition signal has been input, and supplies the output voltage of the first circuit 25 a of the voltage doubler rectifier circuit to the ignition coil unit 11. When a discharge voltage is generated in the ignition coil 51 of the ignition coil unit 11, the high voltage generated by the second circuit 25b of the voltage doubler rectifier circuit is superimposed on the discharge voltage to cause the spark plug 5 to perform overlapping discharge. When the overlap discharge is performed for a predetermined period, the switch unit 31 is opened, the circuit connection between the overlap discharge control unit 2 and the ignition coil unit 11 is cut off, and the ion current detection voltage is supplied from the ion current detection circuit 56 of the ignition coil unit 11. The ionic current is detected by supplying the spark plug 5 via the secondary winding of the ignition coil 51.
Description
この発明は、昇圧回路で生成した直流高電圧を点火コイルから出力される放電電圧に重畳し、点火プラグに重ね放電を行わせる内燃機関用点火装置に関するものである。 The present invention relates to an ignition device for an internal combustion engine that superimposes a DC high voltage generated by a booster circuit on a discharge voltage output from an ignition coil and causes a spark plug to perform overlapping discharge.
車両搭載の内燃機関として、燃費などの環境性能向上のために直噴エンジンや高EGRエンジンが採用されているが、これらのエンジンは混合気の着火性があまり良くないため、高エネルギ型の点火装置が必要になる。
そこで、従来から、電流遮断原理によって発生する点火コイルの二次側出力電圧に、DC−DCコンバータが生成する高電圧を重畳する重ね放電型点火装置が提案されている(例えば、特許文献1参照)。詳しくは、点火コイルの一次電流を遮断することによって当該点火コイルの二次巻線に数[kV]の二次電圧を発生させ、この二次電圧を用いて点火プラグの放電間隙に火花放電を励起する。このようにして点火コイルの二次巻線から放電電流を流し始めた後に、点火プラグの放電状態を維持し得る放電維持電圧値以上の直流電圧(例えば500V程度、もしくはそれ以上の電圧)を別途に設けた昇圧回路から出力する。昇圧回路の出力電流を点火コイルからの放電電流に加算的に重畳し、点火プラグの放電状態を維持する。
上記の点火方式によると、点火プラグに比較的長い時間に亙って大きな放電エネルギを得ることができるため、混合気への着火性が向上して燃焼効率が良好になり、ひいては燃費も向上する。
また、多気筒の内燃機関において重ね放電を行う場合には、製造コストなどを低減するために、一つのDC−AC昇圧回路から出力された交流電圧を各気筒に設置された整流回路へ振り分け、当該整流回路から出力された直流電流を点火コイルの二次巻線に流れる放電電流へ重畳して重ね放電を実現する点火装置が提案されている。
またさらに、各気筒のイオン電流を検出する構成を備え、点火後に検出したイオン電流から燃焼状態を判別し、この判別結果から内燃機関の運転状態などに適した制御を行って間接的な着火性の向上を図る点火装置が提案されている。Direct-injection engines and high-EGR engines are used as internal combustion engines mounted on vehicles to improve environmental performance such as fuel efficiency. However, these engines are not very good in ignitability of air-fuel mixture, so high-energy ignition Equipment is required.
In view of this, conventionally, a multiple discharge ignition device has been proposed in which a high voltage generated by a DC-DC converter is superimposed on a secondary output voltage of an ignition coil that is generated by a current interruption principle (see, for example, Patent Document 1). ). Specifically, by interrupting the primary current of the ignition coil, a secondary voltage of several [kV] is generated in the secondary winding of the ignition coil, and spark discharge is generated in the discharge gap of the spark plug using this secondary voltage. Excited. After starting the discharge current from the secondary winding of the ignition coil in this way, a DC voltage (for example, a voltage of about 500 V or more) higher than the discharge maintenance voltage value capable of maintaining the discharge state of the spark plug is separately provided. Is output from the booster circuit provided in. The output current of the booster circuit is additionally superimposed on the discharge current from the ignition coil, and the discharge state of the spark plug is maintained.
According to the above ignition method, since a large discharge energy can be obtained in the spark plug for a relatively long time, the ignitability to the air-fuel mixture is improved, the combustion efficiency is improved, and the fuel consumption is also improved. .
In addition, when performing multiple discharge in a multi-cylinder internal combustion engine, in order to reduce manufacturing costs, the AC voltage output from one DC-AC booster circuit is distributed to a rectifier circuit installed in each cylinder, There has been proposed an ignition device that realizes overlapping discharge by superimposing a direct current output from the rectifier circuit on a discharge current flowing in a secondary winding of an ignition coil.
In addition, it has a configuration that detects the ionic current of each cylinder, determines the combustion state from the ionic current detected after ignition, and performs indirect ignitability by performing control suitable for the operating state of the internal combustion engine from the determination result. There has been proposed an ignition device for improving the above.
従来の内燃機関用点火装置は、コストを抑制するためにDC−AC昇圧回路の出力電圧を各気筒に設置された点火回路へ振り分けるように構成した場合、点火後に各気筒のイオン電流検出を行うとき、DC−AC昇圧回路と各気筒の点火回路とを接続する配線等を介して、他気筒の点火回路にイオン電流が流れ込んでしまう。そのため、燃焼行程を行っていない気筒のイオン電流検出手段が、他の気筒で発生したイオン電流を検出して不適切な動作を誘発することがあり、重ね放電におけるイオン電流検出を低コストで実現することを難しくしているという問題点があった。
この発明は、上記のような課題を解決するためになされたもので、コストを抑えた回路構成で重ね放電を行い、各気筒のイオン電流を適確に検出する内燃機関用点火装置を提供することを目的とする。When the conventional ignition device for an internal combustion engine is configured to distribute the output voltage of the DC-AC booster circuit to the ignition circuit installed in each cylinder in order to reduce the cost, the ion current detection of each cylinder is performed after ignition. At this time, an ionic current flows into the ignition circuit of the other cylinder via a wiring or the like connecting the DC-AC booster circuit and the ignition circuit of each cylinder. Therefore, the ion current detection means of the cylinder that is not performing the combustion stroke may detect the ion current generated in the other cylinders and induce inappropriate operation, realizing the ion current detection in the overlap discharge at low cost There was a problem that made it difficult to do.
The present invention has been made to solve the above problems, and provides an ignition device for an internal combustion engine that accurately detects the ionic current of each cylinder by performing repeated discharge with a circuit configuration with reduced cost. For the purpose.
この発明に係る内燃機関用点火装置は、点火プラグに放電火花を発生させる点火コイルユニットと、複数の前記点火コイルユニットの動作を制御する重ね放電制御部と、を有する内燃機関用点火装置であって、前記点火コイルユニットは、前記点火プラグに放電火花を発生させる放電電圧を供給する点火コイルと、外部からの点火信号に応じて前記点火コイルの1次巻線に流れる電流を制御する1次電流制御回路と、前記点火プラグに発生している放電火花を維持する高電圧を生成する倍電圧整流回路と、イオン電流検出用電圧を前記点火プラグへ供給し、該点火プラグに流れるイオン電流を検出するイオン電流検出回路と、を備え、前記重ね放電制御部は、前記複数の点火コイルユニットへ供給する電圧を生成する昇圧部と、前記昇圧部から前記各点火コイルユニットへ供給する電圧を開閉するスイッチ部と、を備え、前記点火信号が有意を示すと該点火信号を入力する点火コイルユニットに接続しているスイッチ部を閉じて前記昇圧部からの電圧を該点火コイルユニットへ供給し、前記有意の点火信号を入力した点火コイルユニットの前記1次電流制御回路が動作して前記点火コイルの2次巻線に前記放電電圧が発生すると、該2次巻線に発生した放電電圧に前記倍電圧整流回路が生成した高電圧を重畳して前記点火プラグに重ね放電を行わせ、該重ね放電を所定期間行わせると、前記スイッチ部を開いて前記重ね放電制御部と前記点火コイルユニットとの回路接続を遮断し、該点火コイルユニットのイオン電流検出回路からイオン電流検出用電圧を前記点火コイルの2次巻線を介して前記点火プラグへ供給させて、前記イオン電流を検出することを特徴とする。
また、前記重ね放電制御部の昇圧部は、直流電圧から昇圧した交流電圧を生成する昇圧インバータと、前記倍電圧整流回路を構成する第1回路と、を含み、前記昇圧インバータから出力される交流電圧を前記第1回路によって整流した直流電圧を、前記スイッチ部を介して接続されている点火コイルユニットの前記倍電圧整流回路を構成する第2回路へ供給することを特徴とする。
また、前記第1回路の第1電位出力点に前記スイッチ部のスイッチ接点が接続され、前記第1回路の第2電位出力点と前記点火コイルユニットの第2回路との接続点に、前記イオン電流が流れ込むことを防ぐ逆流防止ダイオードを備えることを特徴とする。
また、前記重ね放電制御部の昇圧部は、直流電圧から昇圧した交流電圧を生成する昇圧インバータからなり、前記昇圧インバータから出力される交流電圧を、前記スイッチ部を介して接続されている前記点火コイルユニットの倍電圧整流回路へ供給することを特徴とする。An ignition device for an internal combustion engine according to the present invention is an ignition device for an internal combustion engine having an ignition coil unit that generates a discharge spark in an ignition plug, and a multiple discharge control unit that controls operations of the plurality of ignition coil units. The ignition coil unit controls the current flowing in the primary coil of the ignition coil in response to an ignition signal from the outside and an ignition coil that supplies a discharge voltage for generating a discharge spark in the spark plug. A current control circuit, a voltage doubler rectifier circuit for generating a high voltage to maintain a discharge spark generated in the spark plug, an ionic current detection voltage is supplied to the spark plug, and an ionic current flowing through the spark plug is An ionic current detection circuit for detecting, wherein the overlap discharge control unit generates a voltage to be supplied to the plurality of ignition coil units; A switch unit that opens and closes a voltage supplied to each ignition coil unit, and closes the switch unit connected to the ignition coil unit that inputs the ignition signal when the ignition signal is significant, When the primary current control circuit of the ignition coil unit to which the significant ignition signal is input operates and the discharge voltage is generated in the secondary winding of the ignition coil, When the high voltage generated by the voltage doubler rectifier circuit is superimposed on the discharge voltage generated in the secondary winding to cause the spark plug to perform overlap discharge, and when the overlap discharge is performed for a predetermined period, the switch unit is opened. The circuit connection between the overlap discharge controller and the ignition coil unit is cut off, and the ion current detection voltage is supplied from the ion current detection circuit of the ignition coil unit to the secondary winding of the ignition coil. By supplying to the spark plug through, and detects the ionic current.
The boosting unit of the overlap discharge control unit includes a boosting inverter that generates an AC voltage boosted from a DC voltage, and a first circuit that constitutes the voltage doubler rectifier circuit, and the AC output from the boosting inverter A DC voltage obtained by rectifying the voltage by the first circuit is supplied to a second circuit constituting the voltage doubler rectifier circuit of the ignition coil unit connected via the switch unit.
A switch contact of the switch unit is connected to a first potential output point of the first circuit, and the ion is connected to a connection point between the second potential output point of the first circuit and the second circuit of the ignition coil unit. A backflow prevention diode is provided to prevent current from flowing in.
Further, the boosting unit of the overlap discharge control unit includes a boosting inverter that generates an AC voltage boosted from a DC voltage, and the ignition voltage that is connected to the AC voltage output from the boosting inverter via the switch unit. It supplies to the voltage doubler rectifier circuit of a coil unit, It is characterized by the above-mentioned.
この発明によれば、重ね放電を行う点火装置を低コストで構成することを可能にし、また、各気筒に発生するイオン電流を混同することなく検出することができる。 According to the present invention, it is possible to configure an ignition device that performs overlapping discharge at a low cost, and it is possible to detect ion currents generated in each cylinder without confusion.
図1は、この発明の実施例による内燃機関用点火装置の概略構成図である。
図2は、図1の内燃機関用点火装置の回路構成例を示す説明図である。
図3は、図1の内燃機関用点火措置の他の回路構成例を示す説明図である。
図4は、実施例による内燃機関用点火装置の動作を示す説明図である。
図5は、実施例による内燃機関用点火装置の動作を示す説明図である。FIG. 1 is a schematic configuration diagram of an internal combustion engine ignition device according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is an explanatory diagram showing a circuit configuration example of the internal combustion engine ignition device of FIG.
FIG. 3 is an explanatory diagram showing another circuit configuration example of the ignition measure for the internal combustion engine of FIG.
FIG. 4 is an explanatory diagram showing the operation of the internal combustion engine ignition device according to the embodiment.
FIG. 5 is an explanatory diagram showing the operation of the internal combustion engine ignition device according to the embodiment.
以下、この発明の実施の一形態を説明する。 An embodiment of the present invention will be described below.
図1は、この発明の実施例による内燃機関用点火装置の概略構成図である。図1の内燃機関用点火装置は、例えば4気筒の内燃機関用に構成されたもので、シリンダヘッドに取付けられた各点火プラグ5に接続固定する4つの点火コイルユニット11〜14を備えている。
点火コイルユニット11〜14は、それぞれ図示を省略したプラグキャップを備えて構成されており、内燃機関の本体、例えばヘッドカバー等に設置すると、シリンダヘッド等に固定されている点火プラグ5の頭部電極へ上記のプラグキャップが接続するように形成されている。
また、図示した内燃機関用点火装置は、点火コイルユニット11〜14の重ね放電に関する制御を行う重ね放電制御装置2を備えている。重ね放電制御装置2は、内燃機関の動作制御を行うエンジンコントロールユニット(以下、ECUと記載する)1から、各気筒の点火タイミングを指示する点火信号S1〜S4を入力するように配線接続されている。
詳しくは、点火信号S1は1気筒目に設置される点火コイルユニット11へ、点火信号S2は2気筒目に設置される点火コイルユニット12へ、点火信号S3は3気筒目に設置される点火コイルユニット13へ、点火信号S4は4気筒目に設置される点火コイルユニット14へ入力するように接続構成されている。
図2は、図1の内燃機関用点火装置の回路構成例を示す説明図である。この図は、重ね放電制御装置2および点火コイルユニット11〜14の各部の配線接続、もしくは回路構成を表している。
重ね放電制御装置2および点火コイルユニット11〜14は、図示を省略したバッテリを電源として電圧VBを入力するように配線接続されている。
重ね放電制御装置2は、直流の電圧VBを用いて所定の交流電圧を生成するDC−AC昇圧回路20(昇圧インバータ)を有している。
DC−AC昇圧回路20は、昇圧トランス21を備え、当該昇圧トランス21の1次巻線の中間タップに、例えばチョークコイル等を介して電圧VBを入力している。
また、昇圧トランス21の1次巻線には、当該1次巻線に流れる電流を制御するスイッチトランジスタ22,23が接続されている。
DC−AC昇圧回路20は、スイッチトランジスタ22,23が交互にオン・オフするようにスイッチ動作を制御するドライバ回路24を備えて所定の周波数の交流電圧が発生するように回路構成されている。
具体的には、スイッチトランジスタ22,23として例えばMOSFETを用いた場合、昇圧トランス21の1次巻線の両端にはスイッチトランジスタ22,23の各ドレインが接続される。スイッチトランジスタ22,23の各ソースはグランド(以下、GNDと記載する)に接続されている。
また、スイッチトランジスタ22,23の各ゲートは、ドライバ回路24の出力部に接続されており、当該スイッチトランジスタ22,23がオン・オフする制御電圧を入力するように回路接続されている。
昇圧トランス21の2次巻線には、倍電圧整流回路の一部分を構成するキャパシタ40およびダイオード41からなる第1回路25aが接続されている。
詳しくは、2次巻線の一端にキャパシタ40の一端が接続され、キャパシタ40の他端にダイオード41のアノードが接続されている。ダイオード41のカソードは昇圧トランス21の2次巻線の他端に接続されている。
ダイオード41とキャパシタ40との接続点には、スイッチトランジスタ31が接続されている。例えば、スイッチトランジスタ31にnチャネルMOSFETを用いた場合、スイッチトランジスタ31のソースは、ダイオード41とキャパシタ40の接続点に接続され、スイッチトランジスタ31のドレインは、点火コイルユニット11に備えられたダイオード42のカソードに接続されている。
また、スイッチトランジスタ31のゲートは、当該ゲートをドライブ可能な例えばフォトボル出力タイプのフォトカプラPV1の出力端子に接続されている。
フォトカプラPV1の入力端子は、例えば重ね放電制御装置2の図示を省略した制御手段に接続され、当該制御手段が生成した駆動信号PD1を入力するように回路接続されている。
点火コイルユニット11は、前述の倍電圧整流回路の1部分を構成する第2回路25b、点火コイル51、1次電流スイッチ52、逆流防止ダイオード53、高圧ダイオード54、イオン電流経路抵抗55、イオン電流検出回路56を備えている。
第2回路25bは、ダイオード42およびキャパシタ43によって構成されており、ダイオード42は、アノードをキャパシタ43の一端に接続し、カソードを前述のように重ね放電制御装置2のスイッチトランジスタ31に接続している。
キャパシタ43は、他端を逆流防止ダイオード53のアノードに接続している。この接続点(第2回路25bの第1出力点)には、重ね放電制御装置2に備えられている昇圧トランス21の2次巻線の他端、ならびにダイオード41のカソード、即ち第1回路25aの高電位側出力点に接続されており、スイッチトランジスタ31を介して当該第2回路25bと第1回路25aが接続されている。
なお、重ね放電に用いる高電圧をさらに大きくするため、DC−AC昇圧回路20の後段に多段倍電圧整流回路を備える場合には、例えば重ね放電制御装置2の第1回路25aを図2に示したように回路構成し、点火コイルユニット11の第2回路25bを、複数のダイオードおよびキャパシタからなる多段倍電圧整流回路として構成して、第1回路25aと上記の第2回路25bによって所望の複数倍電圧を生成するように構成する。このように構成すると、重ね放電制御装置2と各点火コイルユニットとを接続する配線ケーブル等が伝導する電圧を低く抑えることができる。
点火コイル51の1次巻線は、一端に電圧VBが供給され、他端に1次電流スイッチ52が接続されている。1次電流スイッチ52に例えばIGBTを用いた場合、上記の1次巻線の一端に当該1次電流スイッチ52のコレクタを接続し、エミッタをGND接続し、ゲートにはECU1等から点火信号S1を入力するように回路接続する。
点火コイル51の2次巻線は、一端を点火プラグ5の頭部電極に接続しており、他端を高圧ダイオード54のアノードに接続している。またさらに、高圧ダイオード54のアノードは、ダイオード42とキャパシタ43の接続点(第2回路25bの第2出力点)に接続している。
また、点火コイル51の2次巻線の他端には、イオン電流経路抵抗55の一端が接続されている。イオン電流経路抵抗55の他端は、高圧ダイオード54のカソードおよび逆流防止ダイオード53のカソードに接続されている。
高圧ダイオード54は、点火コイル51の2次巻線に流れる電流の方向を規制し、2次巻線から点火プラグ5へ印加される放電電圧の極性を制限している。なお、高圧ダイオード54は、点火コイル51の2次巻線に発生する高電圧ならびに第2回路25bから出力する高電圧に対応する高耐圧の構成を有している。
イオン電流経路抵抗55は、第2回路25bの出力点間(キャパシタ43の両端)が短絡状態とならず、且つ、イオン電流検出回路56がイオン電流を検出する際に妨げとならない程度の抵抗値を有し、例えば数百[kΩ]〜数[MΩ]の抵抗値を有する。
イオン電流検出回路56は、イオン電流の検出に使用する電力(電荷)を蓄積する電源キャパシタ57、電源キャパシタ57の両端電圧を制限するツェナーダイオード58、放電電流の経路を構成するダイオード59、イオン電流の経路を構成する抵抗60およびダイオード61、イオン電流の大きさを表すイオン電流検出信号を生成するオペアンプ62などによって構成されている。
電源キャパシタ57は、イオン電流を検出する際に用いる電力を蓄積する電源であり、第1の端子を高圧ダイオード54のカソードとイオン電流経路抵抗55の接続点に接続し、第2の端子を抵抗60の一端ならびにダイオード59のアノードに接続している。
また、電源キャパシタ57と高圧ダイオード54のカソードとの接続点には、ツェナーダイオード58のカソードが接続され、さらに逆流防止ダイオード53のカソードが接続されている。
電源キャパシタ57とダイオード59の接続点には、ツェナーダイオード58のアノードが接続されている。
ツェナーダイオード58は、例えば、内燃機関用点火装置の動作環境において降伏電圧がDC75[V]であり、またダイオード59と同様に、点火コイル51の2次巻線から出力される電流、ならびに第2回路25bから出力される電流を流すことが可能な耐性を有する。
抵抗60の他端には、ダイオード61のカソードおよびオペアンプ62の反転入力端子が接続されている。オペアンプ62の非反転入力端子および図示を省略した低電位側(マイナス)電源端子、ダイオード61のアノード、ダイオード59のカソードはGNDに接続されている。
オペアンプ62は、高電位側電源端子に図示を省略した電圧VBが供給されており、また、並列接続された抵抗およびキャパシタによって構成された負帰還路を備えて積分回路を形成している。
オペアンプ62の出力端子は、当該オペアンプ62から出力されるイオン電流検出信号を、例えば重ね放電制御装置2などの制御手段へ出力するように配線接続されている。
このように点火コイル51の2次側には、当該点火コイル51の2次巻線、第2回路25b、逆流防止ダイオード53、高圧ダイオード54、イオン電流経路抵抗55、イオン電流検出回路56、電源キャパシタ57、およびツェナーダイオード58によって2次側回路が形成されている。
点火コイルユニット11は上記のように回路構成されており、また、図示を省略した点火コイルユニット12〜14の回路も同様に構成されている。
重ね放電制御装置2は、スイッチトランジスタ31と同様なスイッチトランジスタ32〜34を備えている。スイッチトランジスタ31ならびにスイッチトランジスタ32〜34は、第1回路25aの片側の出力点に接続しており、詳しくは、第1回路25aの例えば低電位側出力点に各スイッチ接点の一端が接続されている。
具体的には、ダイオード41のアノードとキャパシタ40との接続点に、スイッチトランジスタ32〜34の各ソースが接続されている。スイッチトランジスタ32のドレインは、点火コイルユニット12に備えられた(図示を省略した)ダイオード42のカソードに接続されている。
同様に、スイッチトランジスタ33は点火コイルユニット13に接続され、スイッチトランジスタ34は点火コイルユニット14に接続されている。
また、前述のようにスイッチトランジスタ31にはフォトカプラPV1の出力端子が接続されており、同様にスイッチトランジスタ32にはフォトカプラPV2の出力端子が接続されている。また同様に、スイッチトランジスタ33にはフォトカプラPV3の出力端子が接続されており、スイッチトランジスタ34にはフォトカプラPV4の出力端子が接続されている。
フォトカプラPV2の入力端子は、重ね放電制御装置2の例えば図示を省略した制御手段に接続され、当該制御手段が生成した駆動信号PD2を入力するように回路接続されている。同様に、フォトカプラPV3の入力端子は駆動信号PD3を入力し、フォトカプラPV4の入力端子は駆動信号PD4を入力するように回路接続されている。
また、点火コイルユニット12の1次電流スイッチ52には、オン・オフ動作の制御信号として点火信号S2が入力され、点火コイルユニット13の1次電流スイッチ52には点火信号S3が入力され、点火コイルユニット14の1次電流スイッチ52には点火信号S4が入力されるように配線接続されている。
第1回路25aの高電位側出力点(ダイオード41のカソード)は、前述のように点火コイルユニット11のキャパシタ43ならびに逆流防止ダイオード53に接続されており、同様に点火コイルユニット12の図示を省略したキャパシタ43ならびに逆流防止ダイオード53のアノードに接続されている。また、同様に点火コイルユニット13,14の各キャパシタ43ならびに逆流防止ダイオード53に接続されている。
なお、重ね放電制御装置2と各点火コイルユニット11〜13との間は、配線ケーブル等によって接続されている。
図3は、図1の内燃機関用点火装置の他の回路構成例を示す説明図である。図2に示したものと同一あるいは相当する部分に同じ符号を使用し、その説明を省略する。
図3の回路は、重ね放電制御装置2に第1回路25aを備えない構成例であり、重ね放電制御装置2から点火コイルユニット11などへ交流電圧を供給するようにしたものである。
図3の重ね放電制御装置2は、昇圧トランス21によって昇圧された交流電圧を外部へ出力することから、スイッチトランジスタにMOSFETを用いた場合、交流電流を確実に遮断するように2つのスイッチトランジスタ71,72を(寄生ダイオードの極性を反転させて)直列接続し、同時にオン・オフするように回路構成されている。詳しくは、nチャネルMOSFETのスイッチトランジスタ71,72の各ゲートをフォトカプラPV1の出力端子に接続させている。また、スイッチトランジスタ71のソースを昇圧トランス21の2次巻線の一端に接続し、当該スイッチトランジスタ71のドレインをスイッチトランジスタ72のドレインに接続させている。また、スイッチトランジスタ72のソースを、点火コイルユニット11の倍電圧整流回路25cの入力点に接続し、昇圧トランス21の出力電圧を倍電圧整流回路25cへ入力するように配線接続されている。
図3の点火コイルユニット11は、図2に示した第2回路25bに替えて、倍電圧整流回路25cを備えている以外は、図2の点火コイルユニット11と同様に回路構成されている。
なお、図3には点火コイルユニット11のみを図示しているが、図示を省略した点火コイルユニット12〜14も、当該点火コイルユニット11と同様に回路構成されており、また、これらのユニットはそれぞれ点火信号S2〜S4を入力するように配線接続されている。
また、図3には、点火コイルユニット11と接続するスイッチトランジスタ71,72のみを図示しているが、当該図3の重ね放電制御装置2は、スイッチトランジスタ71,72に相当し、同様に回路接続された2個1組みのスイッチトランジスタを、図示を省略した点火コイルユニット12〜14毎に備えている。
次に、動作について説明する。
ここでは、代表して図2のように構成された内燃機関用点火装置点において、点火コイルユニット11の動作を説明する。なお、図3に示した他の構成例においても、昇圧トランス21と倍電圧整流回路25cとの間に交流電流が流れることを除いて、ここで説明するものと同様に動作する。
図4は、この実施例による内燃機関用点火装置の動作を示す説明図である。この図は、各点火コイルユニット11〜14の点火動作を制御する点火信号S1〜S4、および、重ね放電制御装置2のスイッチトランジスタ31〜34のオン・オフ動作を制御する駆動信号PD1〜PD4の各信号レベルの遷移を表したタイミングチャートである。
内燃機関を稼動させるとき、ECU1は各気筒の点火タイミングを表す点火信号S1〜S4を生成し、各点火コイルユニット11〜14に対応させて出力する。
また、点火信号S1〜S4は重ね放電制御装置2へ入力されており、当該重ね放電制御装置2の例えば制御手段が点火信号S1〜S4を用いて駆動信号PD1〜PD4を生成している。
重ね放電制御装置2の制御手段は、入力した点火信号S1〜S4の各々が有意を示したとき、DC−AC昇圧回路20を稼動させる。具体的には、ドライバ回路24を制御してスイッチトランジスタ22とスイッチトランジスタ23を交互にオン・オフさせ、昇圧トランス21から所定の交流電圧を出力させる。
点火信号S1がローレベルからハイレベルに遷移して有意を示すと、点火コイルユニット11の1次電流スイッチ52がオフからオンへ遷移し、点火コイル51の1次巻線に1次電流が流れる。点火信号S1がハイレベルからローレベルへ遷移すると、1次電流スイッチ52がオフへ遷移して点火コイル51の1次電流が遮断され、このタイミングで当該点火コイル51の2次巻線に放電電圧が発生する。この放電電圧は点火プラグ5に印加され、当該点火プラグ5の放電電極間に火花放電が発生し、点火コイル51の2次巻線、高圧ダイオード54、ツェナーダイオード58、ダイオード59、内燃機関の例えばシリンダブロック等のGND部分を介して当該点火プラグ5に放電電流が流れる。
一方、重ね放電制御装置2の制御手段は、前述のように点火信号S1がローレベルからハイレベルへ遷移すると、この遷移タイミングに同期して例えばローレベルからハイレベルへ遷移する駆動信号PD1を生成する。
駆動信号PD1が有意を示すハイレベルになると、フォトカプラPV1の出力端子から所定電圧が出力されてスイッチトランジスタ31がオン状態になり、重ね放電制御装置2と点火コイルユニット11が回路接続される。
また、重ね放電制御装置2の制御手段は、点火信号S1がローレベルからハイレベルへ遷移し、さらにローレベルに遷移して点火コイル51から放電電圧が点火プラグ5へ印加され、点火プラグ5に放電火花が発生している最中に、重ね放電用の高電圧が点火プラグ5へ供給されるように、適当なタイミングでドライバ回路24を制御してスイッチトランジスタ22,23を交互にオン・オフさせる。このスイッチ動作により、昇圧トランス21の1次巻線に流れる電流方向が交互に替わり、当該昇圧トランス21の2次巻線に電圧VBを昇圧した所定の交流電圧が発生する。
上記の交流電圧は、第1回路25aに入力され、直流電圧に整流される。第1回路25aから直流電圧が出力されるとき、駆動信号PV1は前述のようにハイレベルとなっていることから、当該第1回路25aからの直流電圧は、オン状態のスイッチトランジスタ31を介して、またさらに、重ね放電制御装置2と点火コイルユニット11とを接続する配線ケーブル等を介して点火コイルユニット11の第2回路25bへ供給される。
点火コイルユニット11へ入力された直流電圧は、第2回路25bによって昇圧されて点火コイル51の2次巻線、もしくは2次側回路を介して点火プラグ5へ供給される。
換言すると、重ね放電制御装置2は、点火信号S1がハイレベルからローレベルへ遷移する時点において、倍電圧整流回路(第1回路25aおよび第2回路25b)から重ね放電用の直流高電圧を点火コイル51の2次側回路へ出力することができるようにDC−AC昇圧回路20の動作を開始させる。
図5は、この実施例による内燃機関用点火装置の動作を示す説明図である。この図は、図2の点火コイルユニット11の回路に流れる電流を示したものである。
第2回路25bから出力する高電圧は、ツェナーダイオード58のツェナー電圧よりも十分大きいことから、第2回路25bの出力電流は、図5の矢印Aが示すように、逆流防止ダイオード53の順方向に流れ、ツェナーダイオード58の逆方向に流れる。さらに、第2回路25bの出力電流は、ダイオード59から内燃機関のGND部分を介して点火プラグ5へ流れ、点火コイル51の2次巻線に流れる放電電流と同方向へ流れる。換言すると、1次電流の遮断によって点火コイル51の2次巻線に誘起する高電圧、詳しくは最大電圧となる部分(主放電パルス電圧)と、第2回路25bから出力される直流高電圧は、いずれもGNDに対してマイナス電圧となる同一極性を有しており、これらの高電圧が重畳されたとき、点火プラグ5には同一方向に放電電流が流れる。なお、点火プラグ5に生じている点火火花を維持する時間長さは、DC−AC昇圧回路20の動作期間を制御することによって調整することができる。
また、前述のようにDC−AC昇圧回路20が稼働し、倍電圧整流回路(第1回路25aおよび第2回路25b)から高電圧の出力が開始すると、逆流防止ダイオード53を介して電源キャパシタ57に上記の高電圧が印加され、当該電源キャパシタ57の充電が行われる。
電源キャパシタ57の充電が進行して、当該電源キャパシタ57の両端電圧がツェナーダイオード58のツェナー電圧に達すると、ツェナーダイオード58に逆電流が流れるようになり、前述のように第2回路25bの第1出力点から点火プラグ5へマイナスの高電圧が供給される。
重ね放電制御装置2の制御手段は、所定期間が経過するとDC−AC昇圧回路20の出力動作を停止し、点火プラグ5の重ね放電を終了させる。また、駆動信号PD1をハイレベルからローレベルへ遷移させ、スイッチトランジスタ31をオフ状態に制御し、重ね放電制御装置2と点火コイルユニット11との回路接続を遮断する。詳しくは、倍電圧整流回路を構成する第1回路25aのキャパシタ40とダイオード41の接続点と、第2回路25bのダイオード42との接続を遮断する。
DC−AC昇圧回路20の動作が停止すると、第2回路25bから出力されていた高電圧が消失し、電源キャパシタ57への充電電圧供給が停止する。
上記のように充電電圧が印加されなくなると、電源キャパシタ57に蓄積されているエネルギ(電荷)が放出される。換言すると、電源キャパシタ57の両端電圧は、イオン電流経路抵抗55、点火コイル51の2次巻線、また、ダイオード59を介してイオン電流検出用電圧となって点火プラグ5の放電電極間に印加され、当該放電電極間にイオン電流が流れる。
前述のように点火プラグ5に放電火花が発生し、放電電流が流れて燃焼室内の混合気が燃焼すると、正負いずれかの電荷を有する(陽と陰の)各イオンが発生する。このとき、点火プラグ5の放電電極間に電位差が存在すると、上記のイオンが正負の電荷ごとに分かれて各放電電極に移動する。このようにイオン電荷が移動することによってイオン電流が発生し、図5の矢印Bが示すように点火コイル51の2次側回路を流れる。
詳しくは、電源キャパシタ57の高電位側端子からイオン電流経路抵抗55および点火コイル51の2次巻線を介してイオン電流検出用電圧が点火プラグ5の頭部電極に印加される。この電圧印加によって、燃焼室内のイオン量に応じた値のイオン電流が点火プラグ5の放電電極間に生じ、このイオン電流が点火プラグ5から内燃機関のGND部分を介してイオン電流検出回路56へ流れる。
また、点火コイル51の2次側回路は、点火プラグ5の放電電極間に点火火花を発生する放電電流に対して、イオン電流が逆方向に流れるように回路構成されており、電源キャパシタ57の両端電圧、即ちイオン電流検出用電圧は、点火コイル51の2次巻線が発生する高電圧や第2回路25bが生成する高電圧とは逆極性となるように点火プラグ5へ印加されている。
具体的には、点火プラグ5の放電電極の中心電極にプラス電圧を印加する。このように、逆極性のイオン電流検出用電圧を印加することによって、燃焼開始から終了に至るまでに発生するイオン電流を測定し、検出値の精度を高める。
イオン電流検出回路56は、点火プラグ5からシリンダブロックなどのGND部分を介して流れてきたイオン電流を、ダイオード61のアノードから入力する。このようにイオン電流検出回路56へ入力したイオン電流は、ダイオード61から抵抗60を流れて電源キャパシタ57の低電位側端子へ帰還する。
また、イオン電流検出回路56は、イオン電流が流れることによって抵抗60に生じた電圧をオペアンプ62へ入力し、この電圧信号を時間積分して燃焼室内に生じたイオン量を表すイオン電流検出信号を生成する。このイオン電流検出信号は、混合気が燃焼する際に発生したイオン量を示すもので、例えばECU1または重ね放電制御装置2などの制御手段へ送出され、当該制御手段がイオン電流検出直前の燃焼状態を把握して以降の点火動作等の制御処理に用いる。
イオン電流検出信号から燃焼状態を認識した制御手段は、次回の燃焼行程において容易に点火することができ、また、燃焼効率が向上するとともに内燃機関の運転状態が安定するように点火時期、重ね放電の動作期間、混合気の空燃比などを調整する。
前述のようにイオン電流が電源キャパシタ57の高電位側端子からイオン電流経路抵抗55へ流れるとき、点火コイルユニット11の第2回路25bは電圧出力を停止している。換言すると、重ね放電制御装置2に備えられたスイッチトランジスタ31がオフ状態に制御され、DC−AC昇圧回路20等から点火コイルユニット11への電圧出力が停止されている。
上記のようにスイッチトランジスタ31がオフ状態になっていることから、イオン電流経路抵抗55を流れるイオン電流は、当該イオン電流経路抵抗55と接続されている第2回路25bの第2出力点へ、もしくは第2回路25bのダイオード42を介して重ね放電制御装置2へ向かって流れず、点火コイル51の2次巻線へ向かって流れる。
また、前述のように電源キャパシタ57とツェナーダイオード58との接続点、即ち第2回路25bの第1出力点は、第1回路25aを介して昇圧トランス21の2次巻線に接続されており、電流経路抵抗55と電源キャパシタ57との接続点から第2回路25bの第1出力点へ分岐する電流経路が存在する。
そのため、当該接続点、即ちツェナーダイオード58および電源キャパシタ57等の接続点と倍電圧整流回路25の第1出力点との間に逆流防止ダイオード53を設け、上記のイオン電流が重ね放電制御装置2のDC−AC昇圧回路20へ流れ込まないようにしている。
以上のように、この実施例によれば、重ね放電制御装置2と各点火コイルユニット11〜14との回路接続をオン・オフするスイッチトランジスタ31〜34を備えたので、点火プラグ5の火花放電が終了した後、イオン電流を検出する際に、点火プラグユニット11〜14内の回路を流れるイオン電流が重ね放電制御装置2へ流れ込むことを防ぎ、各気筒のイオン電流を正確に検出することができる。
また、重ね放電制御装置2から各点火コイルユニット11〜14へ直流電圧を供給する場合、スイッチトランジスタ31〜34が接続されていない倍電圧整流回路(第2回路25b)の出力点に、逆流防止ダイオード53を備えたので、イオン電流がイオン電流検出回路56から倍電圧整流回路(第2回路25b)へ流れることを防ぐことができ、電源キャパシタ57から供給されるイオン電流検出用電圧を効率良く点火プラグ5へ印加することができ、イオン電流の検出精度を良好にすることができる。
また、点火コイル51が放電電圧を誘起し、この放電電圧によって点火プラグ5に放電火花を発生させ、DC−AC昇圧回路20および倍電圧整流回路(第1回路25aおよび第2回路25b)によって生成した直流の高電圧を点火コイル51の2次巻線に供給して、点火プラグ5に発生させた放電火花を維持するようにしたので、この放電火花を適当な期間維持することができ、混合気へ確実に点火して燃焼を進行させることが可能になる。
また、希薄な混合気や高EGRによる混合気についても失火を防いで燃焼させることが可能になることから、燃費の向上や排気ガスの浄化を図ることができる。
また、燃焼室内の混合気の流動が高い場合でも点火プラグ5の放電火花を維持して失火することなく混合気を燃焼させることができる。
また、点火コイル51の2次巻線に第2回路25bの出力点を接続して重ね放電を行う回路構成において、上記の2次巻線に流れる電流方向を規制する高圧ダイオード54に並列接続されたイオン電流経路抵抗55を備え、また、前述の放電電流とは逆方向に流れるイオン電流を検出するイオン電流検出回路56を備えたので、点火プラグ5をイオン電流センサとして使用し、イオン電流を精度よく検出して重ね放電を制御することができる。
また、検出したイオン電流の大きさに応じて重ね放電を制御することにより、燃焼状態に応じて重ね放電を行って内燃機関の運転効率を向上させることが可能になる。
また、イオン電流検出回路56から出力されたイオン電流検出信号が良好な燃焼状態を示すようにDC−AC昇圧回路20ならびに倍電圧整流回路25a,25bの動作を制御することにより、シリンダの燃焼効率を良好に維持しながら点火動作に要する消費電力を抑制することも可能になる。FIG. 1 is a schematic configuration diagram of an internal combustion engine ignition device according to an embodiment of the present invention. The ignition device for an internal combustion engine of FIG. 1 is configured for, for example, a four-cylinder internal combustion engine, and includes four
Each of the
The illustrated ignition device for an internal combustion engine includes a multiple
Specifically, the ignition signal S1 is supplied to the
FIG. 2 is an explanatory diagram showing a circuit configuration example of the internal combustion engine ignition device of FIG. This figure represents the wiring connection or circuit configuration of each part of the overlap
The overlap
The overlap
The DC-AC step-up
In addition,
The DC-
Specifically, when, for example, MOSFETs are used as the
The gates of the
The secondary winding of the step-
Specifically, one end of the
A
The gate of the
The input terminal of the photocoupler PV1 is connected to, for example, control means (not shown) of the overlap
The
The
The other end of the
In order to further increase the high voltage used for the overlap discharge, when a multi-stage voltage doubler rectifier circuit is provided in the subsequent stage of the DC-
The primary winding of the
The secondary winding of the
In addition, one end of an ion
The
The ion
The ion
The
Further, the cathode of the
The anode of the
For example, the
The other end of the
The
The output terminal of the
Thus, on the secondary side of the
The
The overlap
Specifically, the sources of the
Similarly, the
Further, as described above, the output terminal of the photocoupler PV1 is connected to the
The input terminal of the photocoupler PV2 is connected to, for example, control means (not shown) of the overlap
Further, an ignition signal S2 is input to the primary
The high-potential side output point (cathode of the diode 41) of the
In addition, the overlap
FIG. 3 is an explanatory diagram showing another circuit configuration example of the internal combustion engine ignition device of FIG. The same reference numerals are used for the same or corresponding parts as those shown in FIG. 2, and the description thereof is omitted.
The circuit in FIG. 3 is a configuration example in which the
3 outputs the AC voltage boosted by the step-up
The
Although only the
3 shows only the
Next, the operation will be described.
Here, representatively, the operation of the
FIG. 4 is an explanatory diagram showing the operation of the internal combustion engine ignition device according to this embodiment. This figure shows the ignition signals S1 to S4 for controlling the ignition operation of each
When operating the internal combustion engine, the
Further, the ignition signals S1 to S4 are input to the overlap
The control means of the overlapped
When the ignition signal S1 changes from low level to high level and shows significance, the primary
On the other hand, when the ignition signal S1 transitions from the low level to the high level as described above, the control means of the overlapped
When the drive signal PD1 becomes a high level indicating significance, a predetermined voltage is output from the output terminal of the photocoupler PV1, the
Further, the control means of the overlapped
The AC voltage is input to the
The DC voltage input to the
In other words, the overlap
FIG. 5 is an explanatory diagram showing the operation of the internal combustion engine ignition device according to this embodiment. This figure shows the current flowing through the circuit of the
Since the high voltage output from the
Further, as described above, when the DC-
When the charging of the
The control means of the multiple
When the operation of the DC-
When the charging voltage is no longer applied as described above, the energy (charge) stored in the
As described above, when a spark is generated in the
Specifically, the ion current detection voltage is applied to the head electrode of the
The secondary circuit of the
Specifically, a positive voltage is applied to the center electrode of the discharge electrode of the
The ion
In addition, the ion
The control means that recognizes the combustion state from the ion current detection signal can easily ignite in the next combustion stroke, and also improves the combustion efficiency and stabilizes the operation state of the internal combustion engine so that the ignition timing and overlap discharge are achieved. The operation period, the air-fuel ratio of the air-fuel mixture, etc. are adjusted.
As described above, when the ion current flows from the high potential side terminal of the
Since the
Further, as described above, the connection point between the
Therefore, a
As described above, according to this embodiment, since the
Further, when a DC voltage is supplied from the overlap
Further, the
In addition, a lean air-fuel mixture or an air-fuel mixture with a high EGR can be burned while preventing misfire, so that fuel efficiency can be improved and exhaust gas can be purified.
Further, even when the flow of the air-fuel mixture in the combustion chamber is high, the air-fuel mixture can be combusted without maintaining a discharge spark of the
Further, in the circuit configuration in which the output point of the
Further, by controlling the overlap discharge according to the detected magnitude of the ionic current, it becomes possible to improve the operation efficiency of the internal combustion engine by performing the overlap discharge according to the combustion state.
Further, by controlling the operation of the DC-
1 ECU
2 重ね放電制御装置
5 点火プラグ
11 点火コイルユニット
12 点火コイルユニット
13 点火コイルユニット
14 点火コイルユニット
20 DC−AC昇圧回路
21 昇圧トランス
22 スイッチトランジスタ
23 スイッチトランジスタ
24 ドライバ回路
25a 第1回路
25b 第2回路
25c 倍電圧整流回路
31 スイッチトランジスタ
32 スイッチトランジスタ
33 スイッチトランジスタ
34 スイッチトランジスタ
40 キャパシタ
41 ダイオード
42 ダイオード
43 キャパシタ
51 点火コイル
52 一次電流スイッチ
53 逆流防止ダイオード
54 高圧ダイオード
55 イオン電流経路抵抗
56 イオン電流検出回路
57 電源キャパシタ
58 ツェナーダイオード
59 ダイオード
60 抵抗
61 ダイオード
62 オペアンプ
71 スイッチトランジスタ
72 スイッチトランジスタ1 ECU
2 Overlay
Claims (4)
前記点火コイルユニットは、
前記点火プラグに放電火花を発生させる放電電圧を供給する点火コイルと、
外部からの点火信号に応じて前記点火コイルの1次巻線に流れる電流を制御する1次電流制御回路と、
前記点火プラグに発生している放電火花を維持する高電圧を生成する倍電圧整流回路と、
イオン電流検出用電圧を前記点火プラグへ供給し、該点火プラグに流れるイオン電流を検出するイオン電流検出回路と、
を備え、
前記重ね放電制御部は、
前記複数の点火コイルユニットへ供給する電圧を生成する昇圧部と、
前記昇圧部から前記各点火コイルユニットへ供給する電圧を開閉するスイッチ部と、
を備え、
前記点火信号が有意を示すと該点火信号を入力する点火コイルユニットに接続しているスイッチ部を閉じて前記昇圧部からの電圧を該点火コイルユニットへ供給し、
前記有意の点火信号を入力した点火コイルユニットの前記1次電流制御回路が動作して前記点火コイルの2次巻線に前記放電電圧が発生すると、該2次巻線に発生した放電電圧に前記倍電圧整流回路が生成した高電圧を重畳して前記点火プラグに重ね放電を行わせ、
該重ね放電を所定期間行わせると、前記スイッチ部を開いて前記重ね放電制御部と前記点火コイルユニットとの回路接続を遮断し、該点火コイルユニットのイオン電流検出回路からイオン電流検出用電圧を前記点火コイルの2次巻線を介して前記点火プラグへ供給させて前記イオン電流を検出する、
ことを特徴とする内燃機関用点火装置。An ignition device for an internal combustion engine, comprising: an ignition coil unit that generates a discharge spark in an ignition plug; and a multiple discharge control unit that controls operations of the plurality of ignition coil units,
The ignition coil unit is
An ignition coil for supplying a discharge voltage for generating a discharge spark in the spark plug;
A primary current control circuit for controlling a current flowing in the primary winding of the ignition coil in response to an ignition signal from the outside;
A voltage doubler rectifier circuit that generates a high voltage to maintain a discharge spark generated in the spark plug;
An ion current detection circuit for supplying an ion current detection voltage to the spark plug and detecting an ion current flowing through the spark plug;
With
The overlap discharge controller is
A booster that generates a voltage to be supplied to the plurality of ignition coil units;
A switch unit that opens and closes a voltage supplied from the booster unit to each ignition coil unit;
With
When the ignition signal indicates significance, the switch connected to the ignition coil unit that inputs the ignition signal is closed to supply the voltage from the boosting unit to the ignition coil unit,
When the primary current control circuit of the ignition coil unit to which the significant ignition signal is input operates and the discharge voltage is generated in the secondary winding of the ignition coil, the discharge voltage generated in the secondary winding is Superimposing the high voltage generated by the voltage doubler rectifier circuit to cause the spark plug to discharge repeatedly,
When the overlap discharge is performed for a predetermined period, the switch section is opened to disconnect the circuit connection between the overlap discharge control section and the ignition coil unit, and the ion current detection voltage is supplied from the ion current detection circuit of the ignition coil unit. Supplying the spark plug via the secondary winding of the ignition coil to detect the ion current;
An internal combustion engine ignition device.
直流電圧から昇圧した交流電圧を生成する昇圧インバータと、
前記倍電圧整流回路を構成する第1回路と、
を含み、
前記昇圧インバータから出力される交流電圧を前記第1回路によって整流した直流電圧を、前記スイッチ部を介して接続されている点火コイルユニットの前記倍電圧整流回路を構成する第2回路へ供給する、
ことを特徴とする請求項1に記載の内燃機関用点火装置。The booster of the overlap discharge controller is
A step-up inverter that generates an AC voltage boosted from the DC voltage;
A first circuit constituting the voltage doubler rectifier circuit;
Including
Supplying the DC voltage obtained by rectifying the AC voltage output from the boost inverter by the first circuit to the second circuit constituting the voltage doubler rectifier circuit of the ignition coil unit connected via the switch unit;
The ignition device for an internal combustion engine according to claim 1.
前記第1回路の第2電位出力点と前記点火コイルユニットの第2回路との接続点に、前記イオン電流が流れ込むことを防ぐ逆流防止ダイオードを備える、
ことを特徴とする請求項2に記載の内燃機関用点火装置。A switch contact of the switch unit is connected to a first potential output point of the first circuit;
A backflow prevention diode for preventing the ion current from flowing into a connection point between the second potential output point of the first circuit and the second circuit of the ignition coil unit;
The ignition device for an internal combustion engine according to claim 2.
直流電圧から昇圧した交流電圧を生成する昇圧インバータからなり、
前記昇圧インバータから出力される交流電圧を、前記スイッチ部を介して接続されている前記点火コイルユニットの倍電圧整流回路へ供給する、
ことを特徴とする請求項1に記載の内燃機関用点火装置。The booster of the overlap discharge controller is
It consists of a boost inverter that generates an alternating voltage boosted from a direct current voltage,
Supplying the alternating voltage output from the boost inverter to the voltage doubler rectifier circuit of the ignition coil unit connected via the switch unit;
The ignition device for an internal combustion engine according to claim 1.
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JP3474810B2 (en) * | 1999-08-30 | 2003-12-08 | 三菱電機株式会社 | Device for detecting combustion state of internal combustion engine |
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2013
- 2013-06-25 WO PCT/JP2013/067958 patent/WO2014207943A1/en active Application Filing
- 2013-06-25 JP JP2014514954A patent/JPWO2014207943A1/en active Pending
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Publication number | Publication date |
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WO2014207943A1 (en) | 2014-12-31 |
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