(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ＤＣ−ＣＤＩ方式の内燃機関用点火装置において、
直流電圧を昇圧する昇圧回路と、
前記昇圧回路の出力電圧を充電するコンデンサと、
前記コンデンサより流込む電流を一次電流とする一次コイルとこの一次電流により二次電圧を誘起可能な二次コイルとを有する点火コイルと、
前記二次電圧により火花放電可能な点火プラグと、
前記コンデンサから前記点火コイルに向かう電流を所定時期に許容し、かつ前記点火コイルから前記コンデンサに向かう電流を阻止するスイッチング素子と、
前記点火コイルから前記コンデンサに向かう電流を許容し前記コンデンサから前記点火コイルに向かう電流を阻止する逆方向通電回路とを備え、
前記昇圧回路と前記コンデンサとによって前記点火コイルを含まない第１閉回路を構成し、前記コンデンサと前記スイッチング素子と前記逆方向通電回路と前記点火コイルとによって前記昇圧回路を含まない第２閉回路を構成するとともに、前記コンデンサに蓄えられる電荷の極性の反転を繰返しながら前記コンデンサの充放電を繰返し、前記点火プラグに交流アークの火花を発生させることを特徴とする内燃機関用点火装置。
【請求項２】
ＤＣ−ＣＤＩ方式の内燃機関用点火装置において、
直流電源の出力電圧を昇圧する昇圧回路と、
前記昇圧回路の出力に一端側端子が接続され前記直流電源の基準電位に他端側端子が接続されるコンデンサと、
前記コンデンサの一端側端子に入力端子が接続され、この入力端子から出力端子に向かう順方向電流を所定時期に許容し前記出力端子から前記入力端子に向かう逆方向電流を阻止するスイッチング素子と、
前記スイッチング素子に並列接続され、前記スイッチング素子の前記出力端子から前記入力端子方向に向かう電流を許容し前記入力端子から前記出力端子方向に向かう電流を阻止する逆方向通電回路と、
前記スイッチング素子の前記出力端子に一端側が接続され前記基準電位に他端側が接続される一次コイルと、この一次コイルに流れる電流により二次電圧を誘起可能な二次コイルとを有する点火コイルと、
前記二次コイルの一端側と前記基準電位との間に接続される点火プラグとを備え、
前記コンデンサに蓄えられる電荷の極性の反転を繰返しながら前記コンデンサの充放電を繰返し、前記点火プラグに交流アークの火花を発生させることを特徴とする内燃機関用点火装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、内燃機関用点火装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、内燃機関の点火プラグに高電圧を供給する内燃機関用点火装置として、磁石発電機により発生した高電圧を点火用コンデンサに充電した後、クランク回転位置信号により所定タイミングで点火プラグに火花放電させる方式（以下、「ＡＣ−ＣＤＩ方式」という。）が知られており、特に火花放電をコンデンサと点火コイルのインダクタンスとの共振による交流電流により火花放電を生ずるものを交流アーク方式という。
【０００３】
その一方で、バッテリからコンデンサに充電する方式（以下、「ＤＣ−ＣＤＩ方式」という。）があり、これを用いたものとして、例えば特開平３−８５３７０号公報に内燃機関用自励発振式無接点点火装置が開示されている。
この内燃機関用自励発振式無接点点火装置は、直流昇圧回路により昇圧した高電圧を複数回に分けて主放電コンデンサに充電し、点火時期になるとタイミングセンサに発生する信号によりＳＣＲのゲートをトリガすることで主放電コンデンサに蓄えられた電荷をイグニッションコイルに１回だけ火花放電している。このように点火用コンデンサに蓄えた電荷をイグニッションコイルに１回だけ火花放電させるものを直流アーク方式という。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、特開平３−８５３７０号公報に開示されるものによると、直流アーク方式を採用していることからイグニッションコイルに生ずる火花放電が１回で終了するため放電時間が短くなるため、混合気への着火を良好に行えないことがあった。
【０００５】
そこで、上記公報の点火コイルの一次巻線に並列接続されたフライホイールダイオードに代えて、ＳＣＲと逆方向に並列のダイオードを設けて交流アーク放電可能な回路にすることが考えられるが、点火用コンデンサと点火コイルとからなる直列ＬＣ回路が形成され発振を生じ易くなる。そして、この直列ＬＣ回路によって発振を生じた場合、発振によるエネルギーがＳＣＲ、ＤＣ−ＤＣコンバータ等に回り込むため、点火用コンデンサの安定した充電を妨げ、例えば図４に示すようなスパイク状のノイズを含んだ充電波形になる。そのため、点火用コンデンサの充電電圧が所定電位（図４の例では１５０Ｖ）に達しないという新たな問題を生ずる。
【０００６】
また、上記のようにＤＣ−ＣＤＩ方式の回路を単に交流アーク放電可能な回路にするだけでは、フライホールダイオードがないために、点火用コンデンサに充電するための電流がイグニッションコイルに流れ、点火回路に電源を供給するだけでイグニッションコイルの二次側に高電圧が発生するという問題点があった。本発明の目的は、ＤＣ−ＣＤＩ方式により安定した交流アークを発生する内燃機関用点火装置を提供することである。
【０００７】
本発明は上記目的に加えて、点火用コンデンサの充電中に二次側に高電圧が現れることを防止した内燃機関用点火装置を提供することでを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
前記の課題を解決するために本発明は、請求項１記載の手段を採用する。
この手段によると、コンデンサに蓄えられる電荷の極性の反転を繰返しながらコンデンサの充放電を繰返すため、点火プラグに繰返して火花放電を生じさせることができる。したがって、従来、ＤＣ−ＣＤＩ方式では困難だった長い火花を交流アークにより得られる効果がある。
【０００９】
また、第１閉回路と第２閉回路とに分離されているため、第２閉回路内の回路素子が昇圧回路による充電電流に影響を与えることを防止でき、昇圧回路によるコンデンサの充電を安定に行うことができる。これにより、所定電圧までの充電を確実に可能にする効果がある。
請求項２記載の手段を採用することにより、コンデンサの他端側端子は基準電位に接続されるコンデンサを充電する通電閉回路と、コンデンサからイグニッションコイルへ放電する通電閉回路とに分離されるため、例えばコンデンサに電荷が蓄えられていない場合、直流電源と昇圧回路とのオンオフ動作によって生ずる昇圧回路の出力電圧を基準電位に逃がすことができる。これにより、直流電源と昇圧回路とを接続するスイッチ等がオンオフされても点火コイルには二次電圧が生じない。
【００１０】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明する。
本発明の内燃機関用点火装置を自動二輪車用点火コイルに適用した一実施例を図１〜図３に示す。
図１に示すように、内燃機関用点火装置は点火回路１０、ＤＣ−ＤＣコンバータ２０、点火時期制御回路３２、電圧検出回路３６等から構成されるＤＣ−ＣＤＩ方式の点火装置であり、直流電源としてのバッテリ１から供給される直流電圧をスイッチ２によって接続または切断している。このバッテリ１から供給される直流電圧を入力電圧とする昇圧回路としてのＤＣ−ＤＣコンバータ２０では、後述するトランス２１、スイッチングトランジスタ２３、電流検出回路２４等により入力電圧を数百ボルトの直流電圧に昇圧している。そして、このＤＣ−ＤＣコンバータ２０により昇圧された直流電圧を点火回路１０の点火電源として使用することで点火コイル１５によりさらに昇圧され、火花放電可能な高電圧が点火プラグ１６に供給される。
【００１１】
ＤＣ−ＤＣコンバータ２０は、トランス２１、ダイオード２２、スイッチングトランジスタ２３、電流検出回路２４、ツェナーダイオード２５等により構成されている。トランス２１の一次コイル２１ａの始端には、エミッタが電流検出回路２４を介してアース側に接続されたスイッチングトランジスタ２３のコレクタが接続され、終端にはスイッチ２に接続されたダイオード３１のカソードが接続されている。これにより、ベースに印加される電圧値によりオンされるスイッチングトランジスタ２３によってトランス２１の一次コイル２１ａに電流を通電させている。そして、この一次コイル２１ａに流れる電流（以下、「一次電流」という。）を電流検出回路２４により検出しており、この一次電流が所定電流値に達したときスイッチングトランジスタ２３をオフさせるように電流検出回路２４が作動する。
【００１２】
またトランス２１の三次コイル２１ｃの始端には後述するトランス２１の二次コイル２１ｂの終端が接続されるとともにアースにも接続されている。一方、三次コイル２１ｃの終端は、抵抗を介してスイッチングトランジスタ２３のベースに接続されており、一次電流が流れる際に三次コイル２１ｃに発生する電流がスイッチングトランジスタ２３のベースに帰還可能に構成されている。これにより、一次電流が流れ始めると、トランス２１の三次コイル２１ｃにはスイッチングトランジスタ２３のベース電流を増加させる方向に電流が発生する。そして、この電流が所定値に達したとき、前述した電流検出回路２４によってベース電流がアース側に流され、スイッチングトランジスタ２３をオンからオフに移行させる。
【００１３】
このスイッチングトランジスタ２３のオフと同時に、三次コイル２１ｃに発生する電圧も極性が反転し、ベース電流が三次コイル２１ｃを介してアース側に流れる。そのため、スイッチングトランジスタ２３は急速にオフする。これにより、一次電流によって発生する電磁エネルギーが二次コイル２１ｂからダイオード２２を介してコンデンサとしての点火用コンデンサ１２に転送される。
【００１４】
電磁エネルギーの転送が終わると、再び一次コイル２１ａに一次電流が流れ始め前述した作動を点火用コンデンサ１２の充電電圧が所定電圧に達するまで繰返す。このようにしてＤＣ−ＤＣコンバータ２０の発振が行われ昇圧された交流電圧が発生する。そして、この交流電圧をトランス２１の二次コイル２１ｂの始端に接続されたダイオード２２によって整流することで昇圧された直流電圧が点火用コンデンサ１２に充電される。なお、スイッチングトランジスタ２３のベース、コレクタ間にはスイッチングトランジスタ２３を保護するツェナーダイオード２５が挿入されている。
【００１５】
ここで、ＤＣ−ＤＣコンバータ２０からダイオード２２を介して点火用コンデンサ１２に電流を流す通電閉回路が、特許請求の範囲に記載の「第１閉回路」に相当する。
スイッチングトランジスタ２３のベースに接続される発振停止回路２７は、ＤＣ−ＤＣコンバータ２０の出力電圧、点火用コンデンサ１２の充電電圧を検出する電圧検出回路３６から出力される電圧検出信号が入力される。そして、点火用コンデンサ１２の充電電圧が所定電圧に達するとＤＣ−ＤＣコンバータ２０の発振が停止するように、発振停止回路２７がスイッチングトランジスタ２３のベースを制御する。これにより、ＤＣ−ＤＣコンバータ２０の発振が停止される。
【００１６】
点火回路１０は点火用コンデンサ１２、サイリスタ１３、ダイオード１４、点火コイル１５、点火プラグ１６等により構成されている。
点火用コンデンサ１２の一端側端子には前述したＤＣ−ＤＣコンバータ２０の出力端子が接続されており、他端側端子にはアースが接続されている。このようにＤＣ−ＤＣコンバータ２０の出力端子とアースとの間に点火用コンデンサ１２が挿入されることで、ＤＣ−ＤＣコンバータ２０によって昇圧された直流電圧が点火用コンデンサ１２に蓄えられる。そして、この点火用コンデンサ１２に蓄えられた電荷を所定時期に点火コイル１５の一次コイル１５ａを経由してアース側に逃がす目的で、点火用コンデンサ１２と点火コイル１５との間にはスイッチング素子としてのサイリスタ１３が点火コイル１５側に向かって順方向接続されている。つまり、サイリスタ１３の入力端子としてのアノードには点火用コンデンサ１２の一端側端子が接続され、出力端子としてのカソードには点火コイル１５の一次コイル１５ａの一端が接続されている。
【００１７】
また、このサイリスタ１３と並列にサイリスタ１３の極性と逆方向に逆方向通電回路としてのダイオード１４が接続されている。つまり、サイリスタ１３のアノードにダイオード１４のカソードが接続され、サイリスタ１３のカソードにダイオード１４のアノードが接続されている。そして、サイリスタ１３のゲートには後述する点火時期制御回路３２からの点火信号がダイオード３３および抵抗３４を経由して入力され、この点火信号によってサイリスタ１３のアノード側とカソード側とが低抵抗で接続される状態（以下、「オン状態」という。）または電気的に切断される状態（以下、「オフ状態」という。）に移行する。
【００１８】
サイリスタ１３のカソードとダイオード１４のアノードとには、点火コイル１５の一次コイル１５ａの一次コイル１５ａが接続され、またこの点火コイル１５の二次コイル１５ｂには他端側がアースに接続された点火プラグ１６の一端側が接続されている。これにより、点火時期制御回路３２から出力される点火信号によってサイリスタ１３のゲートに所定電圧が印加されるとサイリスタ１３はオン状態となるため、点火用コンデンサ１２に蓄えられた電荷がサイリスタ１３および点火コイル１５の一次コイル１５ａを経由してアースに逃げる。つまり、点火コイル１５の一次コイル１５ａに電流が流れるため高電圧が発生し、この発生した高電圧が点火プラグ１６のギャップに印加される。そして、点火プラグ１６では火花放電される。
【００１９】
このとき、点火コイル１５の一次コイル１５ａに流れる電流がピークを超えると一次コイル１５ａには反転した極性を有する電圧、すなわち自己誘導によって生ずる起電力が現れる。すると、この逆極性を有する電圧がアース接続を経由して点火用コンデンサ１２に充電され、この充電により点火用コンデンサ１２に蓄えられる電荷の極性は前述したＤＣ−ＤＣコンバータ２０によって蓄えられる電荷と逆極性を有する。ここで、サイリスタ１３にはサイリスタ１３の順方向にして逆方向にダイオード１４が並列接続されていることから、点火用コンデンサ１２に蓄えられた電荷を点火プラグ１６、点火コイル１５、ダイオード１４の順に電位の低い側、すなわち点火用コンデンサ１２の一端側に逃がすことができる。これにより、ＤＣ−ＤＣコンバータ２０によって蓄えられる電荷によって点火プラグ１６が一旦火花放電した後、一次コイル１５ａの自己誘導によって生ずる起電力の電荷により点火プラグ１６をさらに火花放電させることができる。
【００２０】
そして、この２回目の火花放電時に流れる一次コイル１５ａの電流がピークを超えると一次コイル１５ａにはさらに反転した極性を有する電圧が現れるため、再び点火用コンデンサ１２が充電され、ＤＣ−ＤＣコンバータ２０によって蓄えられる電荷の移動経路と同様に点火用コンデンサ１２に蓄えられた電荷がアースに逃げる。これにより、３回目の火花放電を点火プラグ１６に発生させることができる。このように、点火コイル１５の一次コイル１５ａには、流れる方向が交互に切替わりながら徐々に減衰する電流が流れるため、一次コイル１５ａには図３に示す一次電圧ＶＯＵＴ  が現れ、二次コイル１５ｂにはこの一次電圧ＶＯＵＴ  に対応して昇圧された二次電圧が発生する。したがって、点火プラグ１６のギャップには複数回の火花放電が生ずることから交流アークを実現することができる。
【００２１】
ここで、点火用コンデンサ１２からＳＣＲ１３を介して点火コイル１５に電流を流し、かつ点火コイル１５からダイオード１４を介して点火用コンデンサ１２に電流を流す通電閉回路が、特許請求の範囲に記載の「第２閉回路」に相当する。
点火時期制御回路３２は、タイミングセンサ５により得られるクランク回転位置信号によって点火プラグ１６の点火時期を制御している。つまり、図示しないクランクシャフトに取付けられたフライホイールの磁石の位置によりクランクシャフトの回転位置を検出するタイミングセンサ５の信号によって、ＤＣ−ＤＣコンバータ２０の発振停止回路２７に出力する休止信号および点火回路１０のサイリスタ１３のゲートに出力する点火信号をそれぞれの所定タイミングで出力している。これにより、ＤＣ−ＤＣコンバータ２０および点火回路１０を後述するように制御している。なおここで、点火時期制御回路３２とサイリスタ１３のゲートとの間に接続されるダイオード３３は、点火コイル１５に印加された高電圧が点火時期制御回路３２側に流れることを防止する保護ダイオードである。また点火時期制御回路３２とアースとの間に並列に挿入されるダイオード３５は、点火時期制御回路３２の保護ダイオードである。
【００２２】
次に、内燃機関用点火装置の作動について説明する。ここで、図２に示す特性図は、点火回路１０を構成するサイリスタ１３のゲート電圧ＶＳＧおよび点火用コンデンサ１２の端子間電圧ＶＣ  のそれぞれの時間変化をオシロスコープで観測したもので、クランク回転位置信号の時間変化に対応するように表されている。そして、このサイリスタ１３のゲート電圧ＶＳＧおよび点火用コンデンサの端子間電圧ＶＣ  を観測したときにオシロスコープの各測定レンジ設定は、縦軸である電圧軸がＶＳＧについて２Ｖ／ｄｉｖ  に、ＶＣ  について５０Ｖ／ｄｉｖ  にそれぞれ設定されており、横軸である時間軸がＶＳＧおよびＶＣ  ともに１ｍＳ／ｄｉｖ  に設定されている。
【００２３】
図１に示すように、タイミングセンサ５より出力されるクランク位置回転信号がプラス側に振れると、クランク回転位置信号に示される図２で上向き矢印、すなわち立上りエッジによって点火時期制御回路３２からサイリスタ１３のゲートに点火信号が出力される。すると、点火用コンデンサ１２に蓄えられた電荷によってオフ状態、すなわちアノード側にプラス、カソード側にマイナスの電圧が印加された状態にあるサイリスタ１３のゲート電圧が所定電位より高くなるため、サイリスタ１３がオフ状態からオン状態に移行する。これにより、サイリスタ１３のアノード側とカソード側とが電気的に低抵抗で接続された導電状態になるため、点火用コンデンサ１２に蓄えられた電荷がサイリスタ１３を経由して点火コイル１５の一次コイル１５ａに達する。そしてこの電荷の移動、すなわち点火コイル１５の一次コイル１５ａに流れる電流によって点火コイル１５の二次コイル１５ｂには所定の高電圧が発生し、点火プラグ１６のギャップに火花放電を生ずる。
【００２４】
このとき、点火コイル１５の一次コイル１５ａに流れる電流、すなわち一次側電流が所定のピークを超えると一次コイル１５ａの両端に発生する電圧の極性が反転し、点火用コンデンサ１２に逆極性を有する電荷となって蓄えられる。そして、点火用コンデンサ１２の逆極性を有する電荷がダイオード１４を経由して放電されるため点火プラグ１６が火花放電を生ずる。さらに逆極性の電荷によって点火コイル１５の一次電流が所定のピークを超えるとき、逆極性に対して反転する極性、つまりＤＣ−ＤＣコンバータ２０によって蓄えられた電荷と同じ極性を有する電荷が点火用コンデンサ１２に蓄えられる。このとき、サイリスタ１３はまたオン状態を維持していることから、点火用コンデンサ１２に蓄えられた電荷は再びサイリスタ１３を経由して放電され点火プラグ１６には火花放電を生ずる。このように点火用コンデンサ１２に蓄えられる電荷の極性の反転を繰返しながら点火用コンデンサ１２の充放電を繰返すことで、点火プラグ１６に連続的に火花放電を生じさせることができるため、ＤＣ−ＣＤＩ方式による安定した交流アークが実現できる。
【００２５】
図２に示すように、この点火用コンデンサ１２の端子電圧Ｖｃは交流的に徐々に減少し、放電開始から期間ｔ１  を経過するとほぼ０ボルトに収束する。このｔ１  が点火プラグ１６の火花放電時間に相当する。なお、図２はオシロスコープによる観測波形を示しており、サイリスタ１３のゲート端子電圧と点火用コンデンサ１２の端子間電圧とがほぼ期間ｔ１  の間に交流的に振動しながら減衰していることが観測されている。ここで、図２に表されている期間ｔ２  はサイリスタ１３のゲートに点火信号による電圧が印加されている期間を示している。
【００２６】
ところで、前述したクランク回転位置信号の立上りエッジによって点火時期制御回路３２からはサイリスタ１３のゲートに対し点火信号を出力するのと同時に発振停止回路２７に対しＤＣ−ＤＣコンバータ２０の休止信号も出力される。この休止信号を受けた発振停止回路２７は、スイッチングトランジスタ２３のベースを制御しＤＣ−ＤＣコンバータ２０の発振を停止させる。これにより、トランス２１の二次コイル２１ｂには昇圧された電圧が現れず、ＤＣ−ＤＣコンバータ２０が休止する。このＤＣ−ＤＣコンバータ２０の休止期間は図２でｔ３  によって表されており、休止期間ｔ３  は発振停止回路２７を構成する抵抗、コンデンサ等により構成されるタイマ回路の設定時間により決められている。つまり、点火時期制御回路３２から休止信号が出力されるとタイマ回路のカウントが開始され所定時間が経過するまで、発振停止回路２７によってスイッチングトランジスタ２３のベースが制御され続ける。そして、この休止期間ｔ３  は前述した放電時間ｔ１  および休止時間ｔ２  に対しｔ１  ＜ｔ２  ＜ｔ３  の関係を有している。
【００２７】
前述した休止時間ｔ３  を経過すると、発振停止回路２７による制御が解除されるためＤＣ−ＤＣコンバータ２０の発振が再開される。これにより、ＤＣ−ＤＣコンバータ２０の出力側に昇圧された電圧が現れる。すると、図２に示すように、この昇圧された電圧が点火用コンデンサ１２に徐々に充電され、電圧検出回路３６による検出電圧が所定電圧に達するまで充電を継続する。つまり、電圧検出回路３６では点火用コンデンサ１２の端子間電圧ＶＣ  を監視しており、所定電圧にＶＣ  が達した時点で発振停止回路２７に休止信号を出力する。すると、休止信号を受けた発振停止回路２７は点火時期制御回路３２から休止信号を受けたときと同様、ＤＣ−ＤＣコンバータ２０の発振が停止するようにスイッチングトランジスタ２３のベースに対し制御を行う。これにより、ＤＣ−ＤＣコンバータ２０の発振が停止される。したがってＤＣ−ＤＣコンバータ２０の出力にはトランス２１の昇圧された電圧はそれ以上供給されない。ところが、トランス２１の二次コイル２１ｂと点火用コンデンサ１２との間にはトランス２１から点火用コンデンサ１２側に向かって順方向に接続されるダイオード２２が挿入されていることから、点火用コンデンサ１２に蓄えられた電荷がトランス２１側に向かって移動するのを抑制している。これにより、サイリスタ１３がオフ状態からオン状態に移行するまで点火用コンデンサ１２に蓄えられた電荷が保持される。
【００２８】
ここで、図２には、前述したＤＣ−ＤＣコンバータ２０の発振再開から電圧検出回路３６による発振停止までを期間ｔ４  によって表しており、この充電期間ｔ４  においては点火用コンデンサ１２の端子間電圧ＶＣ  が徐々に上昇していく様子が表されている。
点火用コンデンサ１２の端子間電圧ＶＣ  が所定電圧に達した後、ＤＣ−ＤＣコンバータ２０からの電圧供給が断たれると、点火用コンデンサ１２は所定電圧を維持しながら次回の点火時期が到来するまで待機する（図２に示す待機期間ｔ５  ）。そして、前回の点火時期から図示しないクランクが３６０°ＣＡ回転するとクランク回転位置信号がプラス方向に振れ立上り信号を発生させる。この立上り信号により点火時期制御回路３２から点火回路１０のサイリスタ１３に点火信号が出力され、また同時に点火時期制御回路３２から発振停止回路２７に休止信号が出力される。すると、前述したように、サイリスタ１３がオフ状態からオン状態に移行するとともにＤＣ−ＤＣコンバータ２０の発振が休止するため、点火用コンデンサ１２に蓄えられた電荷が点火コイル１５の一次コイル１５ａのアースに逃げ点火プラグ１６に火花放電を生じさせる。
【００２９】
以上説明したように本実施例によると、点火コイル１５に接続されるサイリスタ１３のアノードに点火用コンデンサ１２の一端側端子を接続しアースに点火用コンデンサ１２の他端側端子を接続し、かつサイリスタ１３のアノードにダイオード１４のカソードを接続しサイリスタ１３のカソードにダイオード１４のアノードを接続することで、点火用コンデンサ１２に蓄えられる電荷の極性の反転を繰返しながら点火用コンデンサ１２の充放電を繰返す。これにより、点火プラグ１６に連続的に火花放電を生じさせることができるためＤＣ−ＣＤＩ方式により安定した交流アークを実現できる効果がある。したがって、従来、ＤＣ−ＣＤＩ方式では困難であった交流アークによる長い火花を得ることができ、混合気への着火を良好に行うことができる。
【００３０】
また、本実施例によると、ＤＣ−ＤＣコンバータ２０およびダイオード２２により点火用コンデンサ１２を充電する第１閉回路と、ＳＣＲ１３およびダイオード１４により点火用コンデンサ１２が充放電を繰返すように点火用コンデンサ１２および点火コイル１５の間で電荷が移動する第２閉回路とを分離したことから、点火用コンデンサ１２と点火コイル１５とからなる直列ＬＣ回路が形成されない。これにより、ＤＣ−ＤＣコンバータ２０による点火用コンデンサ１２の充電を安定に行うことができ、所定電圧までの充電を可能にする効果がある。
【００３１】
さらに、本実施例によると、点火用コンデンサ１２の他端側端子はアースに接続されていることから、例えば点火用コンデンサ１２に電荷が蓄えられていない場合、スイッチ２のオンオフ動作によって生ずるＤＣ−ＤＣコンバータ２０の出力電圧はＳＣＲ１３のゲートに点火信号が入力されない限り点火コイル１５に電流が流れることがない。
【００３２】
さたにまた、例えば図１において、並列接続されているサイリスタ１３およびダイオード１４と直列関係に接続されている点火コイル１５および点火プラグ１６との接続位置を入替えた回路構成にした場合でも上述したような交流アークを得ることができるが、この回路構成では次の２つの問題を生ずる。▲１▼点火用コンデンサと点火コイルとが電気的に常に接続されているため、本実施例による回路構成と比較すると点火用コンデンサによる数百ボルトの高電圧を受ける時間が長くなる。そのため、点火コイルの電気的絶縁特性の劣化を速める。▲２▼一次コイルと二次コイルとの接続点がアース接続されることなくサイリスタおよびダイオードの並列回路に接続されるため、このサイリスタおよびダイオードの並列回路に接続するための新たな端子を設ける必要がある。これにより、この端子に接続する配線も必要となり、部品点数の増加による製品コストの増大を招く。したがって、本実施例による回路構成をとることにより、上述した▲１▼および▲２▼の問題を回避できる効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施例による内燃機関用点火装置の回路図である。
【図２】実施例の内燃機関用点火装置を構成するサイリスタのゲートおよび点火用コンデンサに印加される電圧をクランク回転位置信号に対して表した特性図である。
【図３】実施例の内燃機関用点火装置を構成する点火コイルの一次電圧の時間変化を表した特性図である。
【図４】従来の内燃機関用点火装置を構成するコンデンサに印加される電圧の時間変化を表した特性図である。
【符号の説明】
１      バッテリ            （直流電源）
２      電源スイッチ
５      タイミングセンサ
１０      点火回路
１２      点火用コンデンサ    （コンデンサ）
１３      サイリスタ          （スイッチング素子）
１４      ダイオード          （逆方向通電回路）
１５      点火コイル
１５ａ    一次コイル
１５ｂ    二次コイル
１６      点火プラグ
２０      ＤＣ−ＤＣコンバータ（昇圧回路）
２１      トランス
２３      スイッチングトランジスタ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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