(57)【要約】【課題】点火プラグの放電に起因する電源ラインの電流変動を抑制する。【解決手段】ブロッキング発振器と、該ブロッキング発振器の発振信号に基づいて高電圧の点火信号を発生する点火信号発生部と、該点火信号発生部からの点火信号の印加によってエンジンを点火させるための放電を発生する点火プラグとを備えた点火装置であって、放電に起因する電源ラインの電流減少を抑制するレベル変動抑制部を具備する。【選択図】      図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ブロッキング発振器と、該ブロッキング発振器の発振信号に基づいて高電圧の点火信号を発生する点火信号発生部と、該点火信号発生部からの点火信号の印加によってエンジンを点火させるための放電を発生する点火プラグとを備えた点火装置であって、
放電に起因する電源ラインの電流減少を抑制するレベル変動抑制部を具備することを特徴とする点火装置。
【請求項２】
レベル変動抑制部は、電源ラインにおける電源電流が放電に起因して所定値を越えて減少すると、当該減少を是正するバイパス電流を流すことを特徴とする請求１記載の点火装置。
【請求項３】
レベル変動抑制部は、
電源ラインにおける電源電圧を抵抗器によって分圧する分圧器と、
該分圧器の分圧電圧を微分する微分器と、
該微分器から出力される微分信号に基づいて開閉するスイッチング素子と、
一端がスイッチング素子に接続されると共に他端が電源ラインに接続され、スイッチング素子によって通電が制御される抵抗器と、
を具備することを特徴とする請求１記載の点火装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、点火装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
例えば特開平９−２１０３５９号公報には、ブロッキング発振回路の発振信号を整流して点火用コンデンサに印加することにより電荷を蓄積し、当該点火用コンデンサの充電電圧が所定値を越えた時点で、上記充電電圧に基づく高電圧を点火プラグに印加して放電を生じさせる点火装置が開示されている。このような点火装置は、航空機やロケット等に備えられるガスタービン・エンジンの点火に使用されるものであり、したがって航空機やロケット等に搭載されて機能するものである。
【０００３】
【特許文献１】
特開平９−２１０３５９号公報
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、上記点火用コンデンサはブロッキング発振回路の発振信号の整流信号によって充電され、点火プラグにおける放電は、このような点火用コンデンサの電荷を放電する現象である。したがって、点火プラグの放電時には点火用コンデンサが充電状態から放電状態に瞬間的に状態変化するので、ブロッキング発振回路に電源を供給している電源ラインの電流は、この点火プラグの放電時に一時的に減少する。
【０００５】
すなわち、電源ラインには、点火プラグが放電する度（点火用コンデンサが放電状態に移行する度）に瞬間的に減少する楔状の電流ノイズ（楔状ノイズ）が乗ったものとなる。この楔状ノイズの振幅が大きくなると、電源ラインから電源供給を受けている他の機器に誤動作等の悪影響を与える。
【０００６】
例えば、米軍の設備調達規格としてＭＩＬ規格が知られている。このＭＩＬ規格は、米軍が使用する各種設備・機器等の分野毎に満たすべき性能を細かく規定するものであり、ＪＩＳ（日本工業規格）と同様に分野毎に規格番号を付して規格内容が公表されている。このようなＭＩＬ規格のうち、規格番号：ＭＩＬ−ＳＴＤ−４６１ＥのＭＩＬ規格では、機器から電源ラインに出力されるノイズの振幅が規定されている。したがって、上記点火装置を米軍で使用するためには、点火装置から電源ラインに出力される上記楔状ノイズの振幅がＭＩＬ−ＳＴＤ−４６１Ｅの規定値の範囲内となるように点火装置を設計する必要がある。
【０００７】
本発明は、上述した事情に鑑みてなされたものであり、放電に起因する電源ラインの電流変動を抑制することを目的とするものである。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明では、第１の手段として、ブロッキング発振器と、該ブロッキング発振器の発振信号に基づいて高電圧の点火信号を発生する点火信号発生部と、該点火信号発生部からの点火信号の印加によってエンジンを点火させるための放電を発生する点火プラグとを備えた点火装置であって、放電に起因する電源ラインの電流減少を抑制するレベル変動抑制部を具備する、という構成を採用する。
【０００９】
また、第２の手段として、レベル変動抑制部は、電源ラインにおける電源電流が放電に起因して所定値を越えて減少すると、当該減少を是正するバイパス電流を流す、という構成を採用する。
【００１０】
さらに、第３の手段として、レベル変動抑制部は、電源ラインにおける電源電圧を抵抗器によって分圧する分圧器と、該分圧器の分圧電圧を微分する微分器と、該微分器から出力される微分信号に基づいて開閉するスイッチング素子と、一端がスイッチング素子に接続されると共に他端が電源ラインに接続され、スイッチング素子によって通電が制御される抵抗器とを具備する、という構成を採用する。
【００１１】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して、本発明の一実施形態について説明する。図１は、本実施形態に係わる点火装置の機能構成を示すブロック図である。この点火装置は、図示するように電源ラインＲとＧＮＤラインＧとに接続されており、電源ラインＲを介して供給される直流電力を電源として作動するものである。この直流電力の電源電圧（直流電圧）は、例えば＋２８ボルトである。
【００１２】
また、本点火装置は、電源スイッチＳ、ブロッキング発振器Ｂ、点火信号発生部Ｔ及び点火プラグＰとから構成されている。電源スイッチＳは、ブロッキング発振器Ｂへの電源供給をＯＮ／ＯＦＦするものである。ブロッキング発振器Ｂは、本点火装置の特徴的な構成要素であり、所定周期のパルス信号を発振信号として発振して点火信号発生部Ｔに供給する。なお、このブロッキング発振器Ｂの詳細については後述する。
【００１３】
点火信号発生部Ｔは、点火用コンデンサを備えるものであり、ブロッキング発振器Ｂから供給されるパルス信号を整流して整流信号を生成し、当該整流信号を点火用コンデンサに印加することによって電荷を蓄積させると共に、当該点火用コンデンサの端子電圧が所定値を超えると、点火用コンデンサの電荷を高電圧の点火信号として点火プラグＰに供給する。点火プラグＰは、上記点火信号発生部Ｔから点火信号の印加を受けることによりエンジンを点火させるための放電を発生する。
【００１４】
図２は、上記ブロッキング発振器Ｂの詳細構成を示す回路図である。この図に示すように、ブロッキング発振器Ｂは、フィルタ部Ｆとレベル変動抑制部Ｙと本体部Ｈとが縦列接続されて構成されている。これら構成要素のうち、フィルタ部Ｆ及びレベル変動抑制部Ｙは、ブロッキング発振器Ｂの特徴的な構成要素である。
【００１５】
フィルタ部Ｆは、コンデンサ１，４とコイル２，３とから構成されたバランス型のローパスフィルタである。コンデンサ１は電源ラインＲとＧＮＤラインＧとの間にブリッジ状に設けられている。コイル２は一端が電源ラインＲに接続され、コイル３は一端がＧＮＤラインＧに直列に接続されている。また、コンデンサ４は、コイル２の他端とコイル３の他端との間にブリッジ状に設けられている。
【００１６】
レベル変動抑制部Ｙは、抵抗器５，６，９及び１２、コンデンサ７及び８、ＮＰＮトランジスタ１０（スイッチング素子）から構成されている。抵抗器５及び６は一端同士が相互接続され、また抵抗器５の他端が上記コイル２の他端に、抵抗器６の他端が上記コイル３の他端にそれぞれ接続されている。すなわち、抵抗器５及び６は、上記電源電圧を抵抗分圧する抵抗分圧器を構成しており、互いの接続点ａの電圧は分圧電圧Ｖｓとなる。コンデンサ７は、一端が上記接続点ａに、また他端がＮＰＮトランジスタ１０のベース端子にそれぞれ接続されている。
【００１７】
コンデンサ８及び抵抗器９は、各一端が上記コンデンサ７の他端に、また各他端が上記コイル３の他端にそれぞれ接続されている。抵抗器９と上記コンデンサ７とは、分圧電圧Ｖｓを微分する微分器を構成している。ＮＰＮトランジスタ１０は、ベース端子が上記コンデンサ７の他端及びコンデンサ７及び抵抗器９の各一端に、エミッタ端子がコイル３の他端に、またコレクタ端子が抵抗器１２の一端にそれぞれ接続されている。また、抵抗器１２は、他端がコイル２の他端に接続されている。
【００１８】
本体部Ｈは、ダイオード１３，１６，１７及び１９、抵抗器１４及び１５、ＮＰＮトランジスタ１８及びトランス２０から構成されている。ダイオード１３は、アノード端子が上記コイル２の他端に、またカソード端子がトランス２０の一方の１次巻線２０ａの一端にそれぞれ接続されている。抵抗器１４は、一端が上記ダイオード１３のカソード端子に、他端が他方の１次巻線２０ｂの一端及び抵抗器１５の一端にそれぞれ接続されている。抵抗器１５は、他端がダイオード１６のアノード端子及びダイオード１７のカソード端子にそれぞれ接続されている。
【００１９】
ダイオード１６のカソード端子及びダイオード１７のアノード端子は、上記コイル３の他端にそれぞれ接続されている。ＮＰＮトランジスタ１８は、ベース端子が他方の１次巻線２０ｂの他端に、エミッタ端子がコイル３の他端に、またコレクタ端子が一方の１次巻線２０ａの他端にそれぞれ接続されている。ダイオード１９は、アノード端子がコイル３の他端に、カソード端子が上記ＮＰＮトランジスタ１８のベース端子にそれぞれ接続されている。また、トランス２０は、上記２つの１次巻線２０ａ，２０ｂと２次巻線２０ｃとから構成されており、２次巻線２０ｃの一端と他端とはブロッキング発振器Ｂのバランス型出力端となっている。
【００２０】
次に、このように構成された本点火装置の要部（ブロッキング発振器Ｂ）の動作について、上記図１及び図２並びに図３をも参照して説明する。
【００２１】
電源スイッチＳが「ＯＮ」されて電源電圧がブロッキング発振器Ｂに印加されると、当該ブロッキング発振器Ｂは、発振動作を開始して所定周期のパルス信号を点火信号発生部Ｔに連続的に出力する。この点火信号発生部Ｔが上記パルス信号に基づいて高電圧の点火信号を生成して点火プラグＰに出力することにより、点火プラグＰは、周期的な放電を発生してエンジンを点火させる。
【００２２】
ここで、この点火プラグＰにおける放電電流は、点火信号発生部Ｔ内の点火用コンデンサに蓄積された電荷が放電されたものである。点火用コンデンサは、充電状態ではブロッキング発振器Ｂから入力されるパルス信号の整流信号の充電を一時的に停止するので、ブロッキング発振器Ｂに電源を供給している電源ラインには、点火プラグが放電する度つまり点火用コンデンサが放電状態に移行する度に電流値が瞬間的に減少する楔状の電流ノイズ（楔状ノイズ）が乗る。
【００２３】
図３（ａ）は、ブロッキング発振器Ｂの特徴的構成要素であるレベル変動抑制部Ｙを削除した場合における電源ラインの電流変動Ｗａを示す波形図である。電源ラインＲの電流（電源電流）は、放電周期に同期して低い電圧方向に瞬間的に減少する楔状ノイズが定常電流値Ｄに付加された波形となる。そして、この楔状ノイズの振幅が電源ラインＲの電流変動Ｗａとなる。レベル変動抑制部Ｙがない場合、この電流変動Ｗａは比較的大きな振幅となる。
【００２４】
この電流変動Ｗａは電源ラインＲに接続された他の機器に対して悪影響を与えることがあるので、本点火装置に適用される規格（例えばＭＩＬ−ＳＴＤ−４６１Ｅ）では上記電流変動Ｗａに所定の規格値を設定している。すなわち、上記規格を満足するためには、電流変動Ｗａが規格値の範囲内となるように点火装置を設計する必要がある。
【００２５】
ブロッキング発振器Ｂに新たに追加されたレベル変動抑制部Ｙは、楔状ノイズの発生に同期して電源ラインＲにバイパス電流を流すように動作することによって、楔状ノイズにおける電流値の減少幅つまり電流変動Ｗａを縮小する。
【００２６】
すなわち、分圧電圧Ｖｓは、電源ラインＲの電圧（電源電圧）が抵抗器５及び６によって分圧されたものなので、電源電圧が電源電流の変化に応じて変動することによって電源電圧と同様に変化する。つまり、分圧電圧Ｖｓは、電源電流の楔状ノイズの部位において変動するが、楔状ノイズ以外の部位においては一定値を取る。
【００２７】
したがって、楔状ノイズの部位において、ＮＰＮトランジスタ１０のベース端子には、分圧電圧Ｖｓの変動を微分器で微分した信号（微分信号）が入力され、ＮＰＮトランジスタ１０は当該微分信号によってＯＮ状態となり、この結果、抵抗器１２に上記バイパス電流が流れる。なお、楔状ノイズ以外の部位においては、ＮＰＮトランジスタ１０のベース端子には微分器から微分信号が入力されないので、ＮＰＮトランジスタ１０はＯＦＦ状態となり、上記バイパス電流は流れない。
【００２８】
このように、ＮＰＮトランジスタ１０はベース端子に入力される微分信号に同期して（つまり楔状ノイズに同期して）ＯＮ状態となり、この結果、抵抗器１２には楔状ノイズに同期したバイパス電流が流れることになる。
【００２９】
また、本実施形態におけるブロッキング発振器Ｂは、このようなレベル変動抑制部Ｙに加えてフィルタ部Ｆを備えている。このフィルタ部Ｆは、上述したようにローパスフィルタとして機能するものであり、したがって高周波ノイズ、つまり楔状ノイズを構成する周波数成分よりも遥かに高い周波数のノイズがブロッキング発振器Ｂから電源ラインＲに出力されることを抑制する。
【００３０】
なお、本発明は、上記実施形態に限定されるものではなく、例えば以下のような変形が考えられる。
（１）上記実施形態では、電源ラインＲをレベル変動抑制部Ｙとの間にフィルタ部Ｆが挿入される構成になっているが、本発明は、これに限定されるものではない。フィルタ部Ｆとレベル変動抑制部Ｙとの位置を入れ替える構成としても良い。
（２）また、上記実施形態では、コンデンサ７と抵抗器９とによって微分器を構成し、スイッチング素子としてＮＰＮトランジスタ１０を用いているが、本発明は、これに限定されるものではない。
【００３１】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、点火プラグの放電に起因する電源ラインの電流変動を抑制するので、電源ラインを介して電源供給を受けている他の機器に悪影響を与えることを防止することができる。
また、例えばＭＩＬ−ＳＴＤ−４６１Ｅの規格値を満足するように電源ラインの電流変動を抑制することによって、米軍で使用可能な点火装置を実現することが可能である。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態に係わる点火装置の機能構成を示すブロック図である。
【図２】本発明の一実施形態におけるブロッキング発振器Ｂの詳細構成を示す回路図である。
【図３】本発明の一実施形態の作用を示す波形図であり、（ａ）はレベル変動抑制部Ｙを備えない場合における電源ラインの電流減少例を示し、（ｂ）はレベル変動抑制部Ｙを備えた場合における電源ラインの電流減少例を示している。
【符号の説明】
Ｒ……電源ライン
Ｓ……電源スイッチ
Ｂ……ブロッキング発振器
Ｔ……点火信号発生部
Ｐ……点火プラグ
Ｆ……フィルタ部
Ｙ……レベル変動抑制部
Ｈ……本体部
１，４，７，８……コンデンサ
２，３……コイル
５，６，９，１２，１４，１５……抵抗器
１３，１６，１７，１９……ダイオード
１０，１８……ＮＰＮトランジスタ
２０……トランス
【図１】
2005024182.tif 000003
【図２】
2005024182.tif 000004
【図３】
2005024182.tif 000005