(57)【要約】【目的】安価に小型で安定的で信頼性が高く、且つ点火コイルの出力性能を低下させることの無い内燃機関用点火装置及び内燃機関用イオン電流検出装置を実現する。【解決手段】１次電流遮断素子による電子制御によって１次電流がオンオフ制御される１次コイルと、前記１次コイルに電磁結合されて点火プラグに高電圧を供給する２次コイルと、を備えた内燃機関用点火装置において、１次電流遮断素子にＩＧＢＴを使用していることを特徴とする内燃機関用点火装置。【選択図】図６
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
１次電流遮断素子による電子制御によって１次電流がオンオフ制御される１次コイルと、前記１次コイルに電磁結合されて点火プラグに高電圧を供給する２次コイルと、を備えた内燃機関用点火装置において、１次電流遮断素子にＩＧＢＴを使用していることを特徴とする内燃機関用点火装置。
【請求項２】
前記内燃機関用点火装置において、１次電流遮断素子のターンオン時に２次コイルに発生する高電圧を抑制する為、１次電流遮断素子の制御手段をもっていることを特徴とする内燃機関用点火装置。
【請求項３】
前記内燃機関用点火装置において、２次コイルに発生する電流を検出する手段を持っていることを特徴とする内燃機関用点火装置。
【請求項４】
前記内燃機関用点火装置において、請求項３の手段によって２次コイルに発生する電流を検出し、発生した電流の大きさに応じて請求項２の手段により１次電流遮断素子を制御し、１次電流遮断素子のターンオン時に２次コイルに発生する高電圧を抑制することを特徴とする内燃機関用点火装置。
【請求項５】
請求項３の手段を併せ持つイオン電流検出回路によって、２次コイル側の点火プラグの点火動作に基づく燃焼動作によって燃焼室に発生したイオン電流を検出することを特徴とする内燃機関用イオン電流検出装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、内燃機関用点火装置に係り、特に１次電流遮断素子のターンオン時に２次コイルに発生する高電圧を１次電流遮断素子の制御によって抑制する内燃機関用点火装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
図６において内燃機関用点火装置は、１次コイルと前記１次コイルに電磁結合されて点火プラグ１に高電圧を供給する２次コイルとで構成された点火コイル２と、１次電流遮断時に２次コイルに発生する高電圧を抑制するオン点火防止用ダイオード３、点火タイミングに点火信号を発生させる制御回路４と、制御回路４からの点火信号に基づき点火コイル２の１次電流を遮断する１次電流遮断素子５を含む構成となっている。
【０００３】
又、１次電流遮断時に２次コイルに発生する高電圧を抑制する手段として、オン点火防止用ダイオードを用いず図７の用に１次電流遮断素子を制御する方法も知られている。
【０００４】
制御回路４には、例えば、点火信号が所定値以上に長くなった場合や、点火信号を発生する制御装置のＧＮＤ電位が点火電源のＧＮＤ電位よりも上昇した場合に生じる連続通電状態に対する遮断回路を設けたものや、電源電圧の異常により発生するスイッチング素子の過電流に対する電流制限回路を設けたものなどがある。前記１次電流遮断素子５の保護制御は、点火信号が所定値以上に長くなった場合や、バッテリー電源の異常により発生する１次電流遮断素子５の過電流に対して、点火コイル２の一次コイルと１次電流遮断素子５に直列に挿入した電流検出抵抗と、その端子電圧と基準電源の所定の電圧を比較した結果をもとに１次電流遮断素子５の入力を制御することで所定値以上の電流が流れないように制御する過電流保護である。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
内燃機関用点火装置において、１次電流遮断素子のターンオン時に２次コイルに発生する高電圧は、点火コイルの１次コイルと２次コイルが電磁結合されていることによるもので、すなわち１次電流遮断素子がターンオンしたときのＶｃｅと電源電圧の差分が２次側へ伝達されることによって発生するものであり、点火コイルの性質上不可避の現象である。
【０００６】
１次電流遮断素子のターンオン時に２次コイルに発生する高電圧を抑制する手段としては前述のオン点火防止ダイオードを用いられるが、このダイオードの搭載を考慮した点火コイル設計が必要であり、小型・軽量化、低コスト化の障壁となっている。
【０００７】
又、前述のオン点火防止ダイオードを用いる場合、２次コイルにイオン電流検出回路が接続される内燃機関用イオン電流検出装置において、イオン電流検出に必要な電流経路、イオン電流検出回路→２次コイル→点火プラグ→ＧＮＤ→イオン電流検出回路、のループを構成出来ないという問題がある。
【０００８】
内燃機関用イオン電流検出装置において、上述の課題を解決するためには点火コイルの巻数比を落として２次コイルに発生する電圧を落とすことになるが、同時に点火性能も低下する。
【０００９】
図７に示す１次電流遮断素子制御による１次電流遮断素子のターンオン時に２次コイルに発生する。高電圧の抑制方法では、１次電流遮断素子のオン遅れ時間が発生する為、１次電流の立ち上がり特性が低下してしまい、１次側への投入エネルギが減少することによる２次出力エネルギの低下或いはＥ／ＧＥＣＵの点火コイルの１次電流通電時間の設定値を変更する必要が生じる。
【００１０】
本発明は、上記の問題点に鑑みてなされたものであって、安価に小型で安定的で信頼性が高く、且つ点火コイルの出力性能を低下させることの無い内燃機関用点火装置及び内燃機関用イオン電流検出装置を実現することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
１次電流遮断素子のターンオン時には２次コイルに図３に示す電流が相互誘導作用にり発生する。この時に２次コイルには電流と同様に相互誘導作用により高電圧が発生し、この電圧が高すぎるとE/Gの点火時期の進角（過早着火）を引き起こす原因となる。
そこで、この２次コイルに発生する電流を検出する手段を用いることが出来れば、２次コイルに発生する電流値に対して１次電流遮断素子のターンオン制御を行い、Ｖｃｅ−電源電圧の差分を任意に調整しながら１次電流遮断素子をターンオンすることができ、前記の２次コイル発生電圧を抑制することが出来る。
【００１２】
前述の課題を解決する為、本発明では次の構成とする。すなわち、１次電流遮断素子による電子制御によって１次電流がオンオフ制御される１次コイルと、前記１次コイルに電磁結合されて点火プラグに高電圧を供給する２次コイルを備えた内燃機関用点火装置において、２次コイル低圧側に２次コイル電流を検出する電流電圧変換回路と、前記電流電圧変換回路の出力が入力され、任意の電圧（Ｖth）と比較を行う比較器の出力が１次電流遮断素子の駆動回路に入力される。
【００１３】
但し、このままでは点火時期以外での誤点火の恐れがあるため、１次電流遮断素子の駆動回路に入力される前記比較器の出力は、点火信号同期回路によって内燃機関用点火装置或いは内燃機関用イオン電流検出装置に入力される点火信号に同期して回路出力動作を行うよう制御される。
【００１４】
１次電流遮断素子の制御回路は内燃機関用点火装置或いは内燃機関用イオン電流検出装置に入力される点火信号によってターンオン動作を開始する１次電流遮断素子に対して、電流電圧変換回路より入力された信号と、任意に設定出来る電圧（Vth）と比較する比較器の出力動作によって、１次電流遮断素子のゲート寄生容量に充電された電荷を放電し１次電流遮断素子のゲート電圧を引き下げる動作を行う。その結果、２次コイルに発生する誘導電流は減少し、前記比較器の出力動作が反転すると再び１次電流遮断素子のターンオン動作を開始する。この動作はターンオン時に２次コイルに発生する電流によって出力される電流電圧変換回路の出力電圧が任意の比較電圧（Vth）を下回るまで繰り返され、最終的には１次電流遮断素子をターンオンさせる。
【００１５】
前記繰り返し動作中の１次電流遮断素子のＣ−Ｅ間は、完全にターンオンされた時の動作点と異なる状態でバイアスされる為、通電状態が維持され１次電流の立ち上がり特性を低下させることなく１次電流遮断素子のターンオン時に２次コイルに発生する高電圧を抑制することができる。
【００１６】
又、前述の電流電圧変換回路は内燃機関用イオン電流検出装置における電流電圧変換回路と同様であり、イオン電流検出回路によって代用することが可能である。本発明は組み合わされる１次及び２次コイルに依存することなく、１次電流遮断素子のターンオン時に２次コイルに生じる高電圧を抑制し、安定的で小型、軽量で安価な内燃機関用点火装置及び内燃機関用イオン電流検出装置を実現できる。
【実施例】
【００１７】
本発明の実施例は、１次電流遮断素子による電子制御によって１次電流がオンオフされる１次コイルと、前記１次コイルに電磁結合されて点火プラグに高電圧を供給する２次コイルと、前記１次コイルと前記２次コイルを内包するコイルケースを備える内燃機関用点火装置において、具体的には参考例として示す図１の様な回路によって、２次コイル低圧側に電流電圧変換回路６を配置し、電源電圧変換回路の入力部に電流検出用ダイオード８、９を接続する。電流電圧変換回路の出力は基準電圧比較回路７に入力され、基準電圧比較回路の出力は１次電流遮断素子の駆動回路３に接続されている。駆動回路３は内燃機関用点火装置に点火信号が入力されている期間に限り、基準電圧比較回路７から入力された信号に対して１次電流遮断素子４を動作点を変化させながら最終的にターンオンさせる。電流電圧変換回路６及び基準電圧比較回路７は１次電流遮断素子の駆動回路３及び保護回路と共にＩＣ上に容易に形成できる。
【００１８】
又、内燃機関用イオン電流検出装置において、１次電流遮断素子による電子制御によって１次電流がオンオフされる１次コイルと、前記１次コイルに電磁結合されて点火プラグに高電圧を供給する２次コイルと、点火プラグの点火動作に基づく燃焼動作によって燃焼室に発生したイオン電流を検出する検出回路と、前記１次コイルと前記２次コイルを内包するコイルケースを備える内燃機関用イオン電流検出装置において、具体的には参考例として示す図２の様な回路によって、イオン電流を電圧変換する電流電圧変換回路６の出力は基準電圧比較回路７に入力され、基準電圧比較回路の出力は１次電流遮断素子の駆動回路３に接続されている、駆動回路３は内燃機関用点火装置に点火信号が入力されている期間に限り、基準電圧比較回路７から入力された信号に対して１次電流遮断素子４を動作点を変化させながら最終的にターンオンさせる。
電流電圧変換回路６及び基準電圧比較回路７は１次電流遮断素子の駆動回路３及び保護回路と共にＩＣ上に容易に形成できる。
【００１９】
以上のように、本発明の実施の形態について説明したが、実施の形態は上記形態に特に限定されるものではない。当該点火装置が必要なあらゆるエンジンに使用できるものであり、サイズにおいても用途に応じて適宜拡大縮小して使用できるものであることはいうまでもなく、この発明の精神に基づき当業者が行いうる種々の変形的形態、改良的形態で実施することも可能である。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】内燃機関用点火装置の回路図
【図２】内燃機関用イオン電流検出装置の回路図
【図３】１次電流遮断素子のターンオン時に発生する２次コイル電流と電圧の波形
【図４】１次電流遮断素子のゲート入力信号の制御方法
【図５】１次電流遮断素子のゲート入力信号制御時の２次コイル電圧波形
【図６】従来の内燃機関用点火装置の回路図
【図７】図６における１次電流遮断素子の制御波形
【符号の説明】
【００２１】
３  駆動回路
４  １次電流遮断素子
６  電流電圧変換回路
７  基準電圧比較回路
８、９  電流検出用ダイオード
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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