(57)【要約】      （修正有）【課題】放電維持電圧を低下させても、吹き消え現象の生じることのない容量放電式点火装置と、自励サイリスタ直列インバータ式点火装置による内燃機関用点火装置を提供する。【解決手段】自励サイリスタ直列インバータ式点火装置部１１と容量放電式点火装置部１２とＤＣ−ＤＣコンバータ１４とトリガ信号発生部１５とを備え、自励サイリスタ直列インバータ式点火装置部の帰還巻線と、一次巻線及び容量放電式点火装置部の一次巻線を、同一の鉄心１６上に巻回するとともに、二次巻線を共通にし、容量放電式点火装置とサイリスタ直列インバータ回路をイグニションコイルを負荷として自励発振させ、イグニションコイルの二次巻線側に発生する高電圧で、点火プラグの放電隙間に複数の火花を飛ばす自励サイリスタ直列インバータ式点火装置とを重ね放電させ、容量放電式点火装置側の放電等の影響を受ける事無く、長い時間に亘り大きな放電エネルギーを得る。【選択図】図１
2011074906.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
自励サイリスタ直列インバータ式点火装置部と容量放電式点火装置部とＤＣ−ＤＣコンバータとトリガ信号発生部とを備え、前記自励サイリスタ直列インバータ式点火装置部の帰還巻線と一次巻線及び前記容量放電式点火装置部の一次巻線を同一の鉄心上に巻回するとともに二次巻線を共通にし、
容量放電式点火装置（ＣＤＩ）とサイリスタ直列インバータ回路をイグニションコイルを負荷として自励発振させ、前記イグニションコイルの二次巻線側に発生する高電圧で点火プラグの放電隙間に複数の火花を飛ばす自励サイリスタ直列インバータ式点火装置とを重ね放電させることを特徴とする内燃機関用点火装置。
【請求項２】
前記容量放電式点火装置は、任意のタイミングで複数回の重ね放電を行う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。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、自動車等の車輌に搭載される内燃機関の点火装置に関し、特に重ね放電を行う内燃機関用点火装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
今日、エンジン等の内燃機関に対して、環境問題を考慮して排気ガスの低減、燃費の向上が要請されている。これらの要請に応えるべく排気環流ＥＧＲ（Exhaust Gas Recirculation）を増加させたり、直噴エンジンで成層燃焼を行う等の対策を導入する試みがなされている。このように排気ガスを再導入した混合気エンジンや、希薄燃焼エンジン（リーンバーンエンジン）に使用する場合に、着火性の向上が求められ、高エネルギー型の点火装置が必要とされる。着火性向上の一手段として、従来より古典的な電流遮断原理により発生する点火コイル二次側出力にＤＣ−ＤＣコンバータの高圧出力を重畳する、重ね放電型点火装置が提案されている（特許文献１）。
【０００３】
一般に内燃機関用点火装置は、一次コイルに流れる一次電流を遮断することにより、二次コイルに発生する数Ｋｖの高電圧により点火プラグの放電隙間に放電破壊を起こして、点火コイルの二次コイル側から放電電流を流し始めた後に、こ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（通常、５００Ｖ程度以上）を別途に設けた昇圧回路によって保ちながら、昇圧回路からの出力電流を点火コイルの放電電流に加算的に重畳する。このような方法による内燃機関用点火装置では、点火プラグに比較的長い時間に亘り大きな放電エネルギーを得ることができ、燃料への着火性が向上すると共に、燃費も向上させることができる。
【０００４】
従来の容量放電式点火装置（ＣＤＩ：Capacitor Discharge Ignitor）回路１と自励サイリスタ直列インバータ式点火装置回路２を重ね合わせた重ね放電装置の場合、図３に示すように図外のバッテリ電源からの電圧をＤＣ−ＤＣコンバータ３で昇圧した後、容量放電式点火装置回路１及び自励サイリスタ直列インバータ式点火装置回路２に供給する。
また、点火装置は、コイル鉄心４に対して自励サイリスタ直列インバータ式点火装置回路２に接続された自励サイリスタ直列インバータ式点火装置用一次巻線５と自励サイリスタ直列インバータ式点火装置用帰還巻線６と、容量放電式点火装置用一次巻線７と、二次巻線８と、点火時期を制御する制御回路９とから構成されている。
【０００５】
以上のように構成された従来の点火装置では、ＤＣ−ＤＣコンバータ３により昇圧された電圧が制御回路９の制御信号に従って、容量放電式点火装置回路１及び自励サイリスタ直列インバータ式点火装置回路２に供給されるとともに、自励サイリスタ直列インバータ式点火装置用一次巻線５，自励サイリスタ直列インバータ式点火装置用帰還巻線６、容量放電式点火装置用一次巻線７に適宜タイミングで供給される。すると、二次巻線８にはそれぞれの容量放電式点火装置回路１、自励サイリスタ直列インバータ式点火装置回路２に対応した高圧電流が発生し、点火プラグの放電隙間ｇで放電する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開平８−６８３７２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかし、従来の容量放電式点火装置（ＣＤＩ）と自励サイリスタ直列インバータ式点火装置との重ね放電を行う重ね放電型内燃機関用点火装置において、図４に示すように容量放電式点火装置により放電破壊、初期着火を行うので、自励サイリスタ直列インバータ式複数火花点火装置の出力電圧は本来、放電維持電圧値（通常、５００Ｖ程度以上）であれば問題ないが「吹き消え現象」に対応するために再放電が可能な電圧（２０ｋＶ程度以上）が必要となる。
このため自励サイリスタ直列インバータ式複数火花点火装置の一次側発振電圧を高くする必要があり、耐圧の高い部品が必要となり、製造コストが嵩むと共に、設置スペースが増加すると云う欠点があった。
【０００８】
この発明は、上記に鑑み提案されたもので、自励サイリスタ直列インバータ式複数火花点火装置の出力電圧を放電維持電圧値である、５００Ｖ以下に低減することができ、部品コストの低減と装置の小型化を達成することのできる内燃機関用点火装置を提供することを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記目的を達成する為に、本発明の内燃機関用点火装置は、自励サイリスタ直列インバータ式点火装置部と容量放電式点火装置部とＤＣ−ＤＣコンバータとトリガ信号発生部とを備え、前記自励サイリスタ直列インバータ式点火装置部の帰還巻線と一次巻線及び前記容量放電式点火装置部の一次巻線を同一の鉄心上に巻回するとともに二次巻線を共通にし、容量放電式点火装置（ＣＤＩ）とサイリスタ直列インバータ回路をイグニションコイルを負荷として自励発振させ、前記イグニションコイルの二次巻線側に発生する高電圧で点火プラグの放電隙間に複数の火花を飛ばす自励サイリスタ直列インバータ式点火装置とを重ね放電させることを特徴とする。
【００１０】
また、本発明において、前記容量放電式点火装置は、任意のタイミングで複数回の重ね放電を行うことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１１】
この発明は上記した構成からなるので、以下に説明するような効果を奏することができる。
【００１２】
本発明では、自励サイリスタ直列インバータ式点火装置部と容量放電式点火装置部とＤＣ−ＤＣコンバータとトリガ信号発生部とを備え、前記自励サイリスタ直列インバータ式点火装置部の帰還巻線と一次巻線及び前記容量放電式点火装置部の一次巻線を同一の鉄心上に巻回するとともに二次巻線を共通にし、容量放電式点火装置（ＣＤＩ）とサイリスタ直列インバータ回路をイグニションコイルを負荷として自励発振させ、前記イグニションコイルの二次巻線側に発生する高電圧で点火プラグの放電隙間に複数の火花を飛ばす自励サイリスタ直列インバータ式点火装置とを重ねて放電させる内燃機関用点火装置であって、前記容量放電式点火装置の二次巻線と前記自励サイリスタ直列インバータ式点火装置の二次巻線とを供用したので、磁気結合の良さを要求される容量放電式点火装置と必要以上に磁気結合を良くできない自励サイリスタ直列インバータ式点火装置の要求仕様が大きく異なる２種類の点火装置を一体化し、着火性を向上することができる。また、部品点数の増加を最小限にすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】図１は、本発明に係る内燃機関用点火装置の概略構成図である。
【図２】図２は、本発明の内燃機関用点火装置による容量放電式点火装置と自励サイリスタ直列インバータ式点火装置との重ね放電の電圧波形図である。
【図３】図３は、従来の容量放電式点火装置と自励サイリスタ直列インバータ式点火装置による重ね放電装置の概略構成図である。
【図４】図４は、従来の容量放電式点火装置と自励サイリスタ直列インバータ式点火装置による重ね放電の無負荷出力電圧波形図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
本発明の内燃機関用点火装置において、自励サイリスタ直列インバータ式点火装置部と容量放電式点火装置部とＤＣ−ＤＣコンバータとトリガ信号発生部とを備え、前記自励サイリスタ直列インバータ式点火装置部の帰還巻線と一次巻線及び前記容量放電式点火装置部の一次巻線を同一の鉄心上に巻回するとともに二次巻線を共通にし、容量放電式点火装置（ＣＤＩ）とサイリスタ直列インバータ回路をイグニションコイルを負荷として自励発振させ、前記イグニションコイルの二次巻線側に発生する高電圧で点火プラグの放電隙間に複数の火花を飛ばす自励サイリスタ直列インバータ式点火装置とを重ね合わせて放電させ、条件の悪い混合気への着火性を向上するという目的が達成できる。
【実施例】
【００１５】
以下、一実施の形態を示す図面に基づいて本発明を詳細に説明する。図１は本発明に係る内燃機関用点火装置の概略構成図、図２は本発明の内燃機関用点火装置による容量放電式点火装置と自励サイリスタ直列インバータ式点火装置との重ね放電の電圧波形図である。ここで、内燃機関用点火装置１０は、自励サイリスタ直列インバータ式点火装置部１１と、容量放電式点火装置部１２と、バッテリ電源１３を昇圧するＤＣ−ＤＣコンバータ１４と、エンジン制御用コンピュータ（ＥＣＵ）からの点火信号１５ａを受けて自励サイリスタ直列インバータ式点火装置部１１及び容量放電式点火装置部１２を適切な時期の動作させるためのトリガ信号発生部１５とから構成されている。
【００１６】
自励サイリスタ直列インバータ式点火装置部１１は、ＤＣ−ＤＣコンバータ１４からの出力信号１４ａから抵抗１１ａ、抵抗１１ｐを介してコンデンサ１１ｍを充電する。コンデンサ１１ｍは、トリガ素子１１ｋ、抵抗１１ｇを介して、サイリスタ１１ｅのゲートに接続されており、トリガ信号発生部１５からのトリガ信号ＰＣ１を受けて、適切な時期にサイリスタ１１ｅのトリガ電流を流す構成となっている。このトリガ電流が流れると、共振インダクタ１１ｄ、サイリスタ１１ｅ、共振コンデンサ１１ｆの共振により振動し、充電電流が反転する際にサイリスタ１１ｅの電流が逆方向となることでＯＦＦとなる。すると、共振コンデンサ１１ｆの充電電荷は、イグニションコイルの一次巻線の１つであるコイル１１ｕを介して放電され、二次巻線１１ｚに高圧電流が発生し、点火プラグの放電隙間ｇに火花放電を起こす。
【００１７】
同時に、イグニションコイルの帰還巻線１１ｔには、一次巻線であるコイル１１ｕ及びコイル１１ｕに関して図１に示す＋、−の極性で電圧が発生するが、この時には、抵抗１１ｒを介して、ツェナダイオード１１ｑで短絡されており、サイリスタ１１ｅのゲートには影響を及ぼさない。次に、共振コンデンサ１１ｆと一次巻線であるコイル１１ｕとの共振により、共振電流が反転して図示のように一次巻線に（＋）、（−）の極性で電圧が発生すると、この際にも二次巻線１１ｚに高電圧が発生し、点火プラグの放電隙間ｇに火花放電が起こるとともに、帰還巻線１１ｔにも図示の（＋）、（−）の極性で電圧が発生し、ダイオード１１ｉ、コンデンサ１１ｎ、抵抗１１ｒを結ぶ回路で、コンデンサ１１ｎを充電する。そして、帰還巻線１１ｔの電圧が零になると、これまでに蓄積されたコンデンサ１１ｎの充電電荷が抵抗１１ｇを介して、サイリスタ１１ｅのゲートに流入し、サイリスタ１１ｅをＯＮさせる。以下、順次この動作が繰り返されていく。
【００１８】
また、容量放電式点火装置部１２の一次巻線１２ｋと自励サイリスタ直列インバータ式点火装置部１１の一次巻線であるコイル１１ｕとは同一の鉄心１６上に巻回されており、二次巻線１１ｚを供用する構成となっている。また、容量放電式点火装置部１２は、周知の抵抗１２ａ、１２ｇ、１２ｅ、ダイオード１２ｆ、サイリスタ１２ｉ、コンデンサ１２ｈ等から構成されており、ＤＣ−ＤＣコンバータ１４からの出力信号１４ｃからダイオード１２ｆ、抵抗１２ｇを介してコンデンサ１２ｈを充電する。また、トリガ素子１２ｄは、抵抗１２ｅを介して、サイリスタ１２ｉのゲート電極に接続されており、トリガ信号発生部１５からのトリガ信号ＰＣ２を受けて、サイリスタ１２ｉにトリガ電流を流すことで、コンデンサ１２ｈに充電された電流を、一次巻線１２ｋに流し、これにより二次巻線１１ｚに高圧電流が発生し、点火プラグの放電隙間ｇに火花放電を起こす。
【００１９】
以上のように構成された内燃機関用点火装置では、図２に示すように自励サイリスタ直列インバータ式点火装置部１１による出力波形Ａ（５００Ｖ）と容量放電式点火装置部１２による出力波形Ｂが重畳され、容量放電式点火装置１１側の放電等の影響を受ける事無く、自励サイリスタ直列インバータ式点火装置１２の放電を行うことができる。したがって、大きく異なる要求仕様を一つの点火コイル装置に纏めることができると共に両装置の出力を重ねて、比較的長い時間に亘り大きな放電エネルギーを得ることができる。
【００２０】
また、部品点数の増加による製造コストの増加を防止すると共に、設置スペースの増加を未然に抑えることができる。
【００２１】
また、本発明は上述の実施例に限定されることなく、特許請求の範囲の記載に基づいて種々の設計変更が可能である。
【符号の説明】
【００２２】
Ａ        自励サイリスタ直列インバータ式点火装置部による出力波形
Ｂ        容量放電式点火装置部による出力波形
１０      内燃機関用点火装置
１１      自励サイリスタ直列インバータ式点火装置部
１２      容量放電式点火装置部
１３      バッテリ電源
１４      ＤＣ−ＤＣコンバータ
１５      トリガ信号発生部
１６      鉄心
【図１】
2011074906.tif 000003
【図２】
2011074906.tif 000004
【図３】
2011074906.tif 000005
【図４】
2011074906.tif 000006