(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
点火コイルと該点火コイルの一次コイルに対して直列に接続された点火用スイッチとを有して前記一次コイルと点火用スイッチとにより一次電流通電回路が構成された点火主回路と、前記一次電流通電回路の両端に印加するための直流電圧を出力する直流電源と、点火用スイッチを内燃機関の点火時期よりも前のタイミングでオン状態にした後前記点火時期にオフ状態にするように制御する点火制御手段とを備えた内燃機関用点火装置において、
前記点火コイルの一次側回路と前記直流電源との間に挿入されてオン状態にあるときに前記直流電源の出力電圧を前記点火コイルの一次側回路に印加するオンオフ制御が可能な電源スイッチと、
前記点火制御部が点火時期に前記点火用スイッチをオン状態からオフ状態にした後、前記点火コイルの一次コイルに電圧が誘起している間に前記点火用スイッチを再度オン状態にする点火用スイッチ再駆動手段と、
前記点火制御部が前記点火用スイッチをオン状態にするタイミング以前のタミングで前記電源スイッチをオン状態にし、前記点火制御部が前記点火用スイッチをオフ状態にするタイミングと前記点火用スイッチ再駆動手段が前記点火用スイッチをオン状態にするタイミングとの間のタイミングで前記電源スイッチをオフ状態にするように前記電源スイッチを制御する電源スイッチ制御手段と、
前記点火用スイッチ再駆動手段が前記点火用スイッチをオン状態にした際に前記一次コイルの誘起電圧が順方向に印加される向きにして前記一次電流通電回路に対して並列に接続された単方向通電素子とを具備し、
前記点火用スイッチ再駆動手段が前記点火用スイッチをオン状態にした際に前記単方向通電素子が前記点火用スイッチとともに前記一次コイルの誘起電圧を短絡する短絡回路を構成すること、
を特徴とする内燃機関用点火装置。
【請求項２】
点火コイルと該点火コイルの一次コイルに対して直列に接続された点火用スイッチとを有して前記一次コイルと点火用スイッチとにより一次電流通電回路が構成された点火主回路を多気筒内燃機関の異なる気筒に対応させて複数個備えるとともに、前記複数の点火主回路に共通の直流電源と、前記多気筒内燃機関の各気筒に対応する点火コイルを有する点火主回路の点火用スイッチを各気筒の点火時期よりも前のタイミングでオン状態にした後各気筒の点火時期にオフ状態にするように制御する点火制御手段とを備えて、前記直流電源から各気筒に対応する点火主回路の一次電流通電回路を通して流しておいた一次電流を点火時期に遮断することにより各気筒に対応する点火主回路の点火コイルの二次コイルに点火用高電圧を誘起させる内燃機関用点火装置において、
前記点火制御手段が各気筒に対応する点火主回路の点火用スイッチを点火時期にオフ状態にした後、各気筒に対応する点火主回路の点火コイルの一次コイルに電圧が誘起している間に各気筒に対応する点火主回路の点火用スイッチを再度オン状態にする点火用スイッチ再駆動手段と、
前記点火用スイッチ再駆動手段が各気筒に対応する点火主回路の点火用スイッチをオン状態にした際に各気筒に対応する点火主回路の点火コイルの一次コイルに誘起する電圧が順方向に印加される向きにして  前記複数の点火主回路の一次電流通電回路に対して並列に接続された１つの単方向通電素子と、
前記直流電源と複数の点火主回路の一次電流通電回路との間に挿入されてオン状態にあるときに前記直流電源の出力電圧を各点火主回路の一次電流通電回路の両端に印加するオンオフ制御が可能な１つの電源スイッチと、
前記点火制御手段が各気筒に対応する点火主回路の点火用スイッチをオン状態にするタイミングよりも前のタミングで前記電源スイッチをオン状態にし、前記点火制御手段が各気筒に対応する点火主回路の点火用スイッチをオフ状態にするタイミングと前記点火用スイッチ再駆動手段が各気筒に対応する点火主回路の点火用スイッチをオン状態にするタイミングとの間のタイミングで前記電源スイッチをオフ状態にするように前記電源スイッチを制御する電源スイッチ制御手段とを具備し、
前記点火用スイッチ再駆動手段が各気筒に対応する点火主回路の点火用スイッチをオン状態にした際に各気筒に対応する点火主回路の点火用スイッチと前記１つの単方向通電素子とにより各気筒に対応する点火主回路の点火コイルの一次コイルを短絡する短絡回路が構成されること、
を特徴とする内燃機関用点火装置。
【請求項３】
前記単方向通電素子はダイオードからなっている請求項１または２に記載の内燃機関用点火装置。
【請求項４】
前記単方向通電素子はオンオフ制御が可能なスイッチ素子からなっていて、前記短絡回路を構成する際にのみオン状態になるように制御される請求項１または２に記載の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、内燃機関の点火時期に点火コイルの一次電流を遮断することにより点火用の高電圧を発生させる電流遮断形の内燃機関用点火装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
周知のように、電流遮断形の内燃機関用点火装置は、点火コイルと該点火コイルの一次コイルに対して直列に接続された点火用スイッチとを有して一次コイルと点火用スイッチとにより一次電流通電回路が構成された点火主回路と、前記一次電流通電回路の両端に印加するための直流電圧を出力する直流電源と、点火用スイッチを内燃機関の点火時期よりも前のタイミングでオン状態にした後点火時期にオフ状態にするように制御する点火制御手段とを備えていて、点火用スイッチがオフ状態になった際に点火コイルの一次コイルに誘起する高い電圧（通常は４００Ｖ程度）を、該点火コイルにより更に昇圧することにより、点火コイルの二次コイルに点火用の高電圧を誘起させ、この点火用高電圧を内燃機関の気筒に取りつけられた点火プラグに印加することにより機関を点火するようになっている。
【０００３】
この種の点火装置においては、機関の低速時などに必要とする最大の点火エネルギを得ることができるように回路が設計されるため、機関の高速時のように、必要とする点火エネルギが比較的小さくて済む状況になると、点火エネルギが過剰になるという問題を有している。
【０００４】
そこで、例えば特開２００１−１２３３８号に見られるように、電流遮断形の点火装置の点火エネルギを制御する提案がなされている。この既提案の点火装置では、点火動作時に点火コイルの一次コイルに誘起する電圧がアノードカソード間に順方向に印加される向きの点火エネルギ制御用のサイリスタを点火コイルの一次コイルに対して並列に接続して、点火時期に点火コイルの一次電流を遮断した後、適当なタイミングでこのサイリスタをオン状態にして点火コイルの一次コイルを短絡することにより点火出力を減衰させて、点火エネルギが過剰になるのを防ぐようにしている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
上記のように点火エネルギの制御手段を設けると、点火エネルギが過剰になるのを防ぐことができるため、点火プラグの無用の消耗を防ぐことができ、点火プラグの寿命を延ばすことができる。
【０００６】
しかしながら、点火エネルギの制御手段を備えた従来の電流遮断形の点火装置では、点火エネルギ制御用の半導体スイッチ（上記の例ではサイリスタ）を、点火動作時に４００Ｖ程度の高い電圧が誘起する点火コイルの一次コイルの両端に直接接続する必要があったため、点火エネルギ制御用の半導体スイッチとして耐電圧性能が高い高価なスイッチ素子を用いなければならないという問題があった。
【０００７】
特に、多気筒内燃機関の複数の気筒に対応させて、複数の点火主回路を設ける多気筒内燃機関用の点火装置の場合には、高い電圧に耐え得る高価な点火エネルギ制御用半導体スイッチを複数の点火主回路に対してそれぞれ設ける必要があるため、コストが高くなるのを避けられなかった。
【０００８】
本発明の目的は、高耐圧のスイッチ素子を用いることなく、点火エネルギの制御を行うことができるようにした電流遮断形の内燃機関用点火装置を提供することにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
本発明は、点火コイルと該点火コイルの一次コイルに対して直列に接続された点火用スイッチとを有して一次コイルと点火用スイッチとにより一次電流通電回路が構成された点火主回路と、一次電流通電回路の両端に印加するための直流電圧を出力する直流電源と、点火用スイッチを内燃機関の点火時期よりも前のタイミングでオン状態にした後点火時期にオフ状態にするように制御する点火制御手段とを備えた内燃機関用点火装置に適用される。
【００１０】
本発明においては、点火コイルの一次側回路と前記直流電源との間に挿入されてオン状態にあるときに直流電源の出力電圧を点火コイルの一次側回路に印加するオンオフ制御が可能な電源スイッチと、点火制御部が点火時期に点火用スイッチをオン状態からオフ状態にした後、点火コイルの一次コイルに電圧が誘起している間に点火用スイッチを再度オン状態にする点火用スイッチ再駆動手段と、点火制御部が点火用スイッチをオン状態にするタイミング以前のタミングで電源スイッチをオン状態にし、点火制御部が点火用スイッチをオフ状態にするタイミングと点火用スイッチ再駆動手段が点火用スイッチをオン状態にするタイミングとの間のタイミングで電源スイッチをオフ状態にするように電源スイッチを制御する電源スイッチ制御手段と、点火用スイッチ再駆動手段が点火用スイッチをオン状態にした際に点火コイルの一次コイルの誘起電圧が順方向に印加される向きにして一次電流通電回路に対して並列に接続された単方向通電素子とを設けて、点火用スイッチ再駆動手段が点火用スイッチをオン状態にした際に単方向通電素子が点火用スイッチとともに一次コイルの誘起電圧を短絡する短絡回路を構成するようにする。
【００１１】
なお単方向通電素子は、一方向にのみ電流を流すことができる特性を有する通電素子で、その代表的なものはダイオードである。しかしながら、本発明は、単方向通電素子としてダイオードを用いる場合に限定されるものではなく、サイリスタ等のオンオフ制御されるスイッチ素子を単方向通電素子として用いることもできる。オンオフ制御されるスイッチ素子を単方向通電素子として用いる場合には、短絡回路を構成する際にのみ該スイッチ素子をオン状態にするように制御する制御手段を設ける。
【００１２】
上記のように、点火コイルの一次コイルと点火用スイッチとの直列回路に対して並列に単方向通電素子を接続して、点火動作を行った後点火用スイッチを再導通させることにより、点火コイルの一次コイルを短絡する短絡回路を構成するようにすると、点火コイルの一次コイルの両端に直接点火エネルギ制御用スイッチを接続する必要がなくなるため、高耐電圧のスイッチ素子を用いることなく、点火エネルギを制御する機能を備えた点火装置を得ることができる。
【００１３】
なお上記のように構成した場合、点火動作を行わせた後、点火用スイッチとともに点火コイルの一次コイルを短絡する回路を構成するために、点火コイルの一次コイルと点火用スイッチとの直列回路に対して並列に単方向通電素子を設ける必要があるが、この単方向通電素子は、点火時期に点火用スイッチがオン状態からオフ状態にされて点火コイルの一次コイルに高い電圧が誘起する際には、一次コイルから切り離されるため、一次コイルに誘起する高い電圧が該単方向通電素子に印加されることはない。従って、単方向通電素子としては、特に高耐圧の素子を用いる必要はない。
【００１４】
本発明はまた、点火コイルと該点火コイルの一次コイルに対して直列に接続された点火用スイッチとを有して一次コイルと点火用スイッチとにより一次電流通電回路が構成された点火主回路を多気筒内燃機関の異なる気筒に対応させて複数個備えるとともに、複数の点火主回路に共通の直流電源と、多気筒内燃機関の各気筒に対応する点火コイルを有する点火主回路の点火用スイッチを各気筒の点火時期よりも前のタイミングでオン状態にした後各気筒の点火時期にオフ状態にするように制御する点火制御手段とを備えて、直流電源から各気筒に対応する点火主回路の一次電流通電回路を通して流しておいた一次電流を点火時期に遮断することにより各気筒に対応する点火主回路の点火コイルの二次コイルに点火用高電圧を誘起させる内燃機関用点火装置に適用される。
【００１５】
このような点火装置に本発明を適用する場合には、点火制御手段が各気筒に対応する点火主回路の点火用スイッチを点火時期にオフ状態にした後、各気筒に対応する点火主回路の点火コイルの一次コイルに電圧が誘起している間に各気筒に対応する点火主回路の点火用スイッチを再度オン状態にする点火用スイッチ再駆動手段と、点火用スイッチ再駆動手段が各気筒に対応する点火主回路の点火用スイッチをオン状態にした際に各気筒に対応する点火主回路の点火コイルの一次コイルに誘起する電圧が順方向に印加される向きにして複数の点火主回路の一次電流通電回路に対して並列に接続された１つの単方向通電素子と、直流電源と複数の点火主回路の一次電流通電回路との間に挿入されてオン状態にあるときに直流電源の出力電圧を各点火主回路の一次電流通電回路の両端に印加するオンオフ制御が可能な１つの電源スイッチと、この電源スイッチを、点火制御手段が各気筒に対応する点火主回路の点火用スイッチをオン状態にするタイミングよりも前のタミングでオン状態にした後、点火制御手段が各気筒に対応する点火主回路の点火用スイッチをオフ状態にするタイミングと点火用スイッチ再駆動手段が各気筒に対応する点火主回路の点火用スイッチをオン状態にするタイミングとの間のタイミングでオフ状態にするように制御する電源スイッチ制御手段とを設けて、点火用スイッチ再駆動手段が各気筒に対応する点火主回路の点火用スイッチをオン状態にした際に各気筒に対応する点火主回路の点火用スイッチと１つの単方向通電素子とにより各気筒に対応する点火主回路の点火コイルの一次コイルを短絡する短絡回路を構成する。
【００１６】
上記のように点火コイルが複数設けられる多気筒内燃機関用の点火装置に本発明を適用した場合には、点火用スイッチ再駆動手段及び単方向通電素子を複数の点火コイルに対して共通に設ければよいため、点火エネルギを制御する機能を備えた従来の多気筒内燃機関用点火装置に比べて、構成を大幅に簡単にすることができ、高耐電圧のスイッチ素子が不要になることと相俟ってコストの低減を図ることができる。
【００１７】
本発明の好ましい態様では、上記点火用スイッチがトランジスタにより構成される。
【００１８】
【発明の実施の形態】
図１は本発明の一実施形態を示したものである。図１に示した点火装置は、点火コイルＩＧとコレクタエミッタ間の通電路が点火コイルの一次コイルＷ１に対して直列に接続された点火用スイッチ１０１としてのトランジスタＴＲ１とを有して一次コイルＷ１とトランジスタＴＲ１とにより一次電流通電回路１０２が構成された点火主回路Ｕと、一次電流通電回路  １０２の両端に印加するための直流電圧を出力する直流電源２と、トランジスタＴＲ１を内燃機関の点火時期よりも前のタイミングでオン状態にした後該点火時期にオフ状態にするように制御する点火制御手段を構成する電子式制御ユニット（ＥＣＵ）３とを備えた電流遮断形の内燃機関用点火装置である。
【００１９】
このような点火装置に本発明を適用する場合には、点火制御手段が点火時期に点火用スイッチとしてのトランジスタＴＲ１をオン状態からオフ状態にした後、点火コイルの一次コイルに電圧が誘起している間にトランジスタＴＲ１を再度オン状態にする点火用スイッチ再駆動手段と、この点火用スイッチ再駆動手段がトランジスタＴＲ１をオン状態にした際に点火コイルＩＧの一次コイルに誘起している電圧が順方向に印加される向きにして一次電流通電回路１０２に対して並列に接続された単方向通電素子４と、点火主回路Ｕの一次電流通電回路１０２と直流電源２との間に挿入されてオン状態にあるときに直流電源２の出力電圧を一次電流通電回路１０２の両端に印加するオンオフ制御が可能な電源スイッチ５と、点火制御手段がトランジスタＴＲ１をオン状態にするタイミングよりも前のタミングで電源スイッチ５をオン状態にし、点火制御手段がトランジスタＴＲ１をオフ状態にするタイミングと点火用スイッチ再駆動手段がトランジスタＴＲ１をオン状態にするタイミングとの間のタイミングで電源スイッチ５をオフ状態にするように電源スイッチ５を制御する電源スイッチ制御手段とを設けて、点火用スイッチ再駆動手段がトランジスタＴＲ１をオン状態にした際にトランジスタＴＲ１と単方向通電素子４とにより一次コイルＷ１の誘起電圧を短絡する短絡回路を構成する。
【００２０】
更に詳細に説明すると、点火コイルＩＧは一次コイルＷ１と二次コイルＷ２とを有していて、両コイルの一端同士がアノードを二次コイル側に向けたダイオードＤ１を通して接続されている。一次コイルＷ１の他端はエミッタが接地されたＮＰＮトランジスタＴＲ１のコレクタに接続され、一次コイルＷ１とトランジスタＴＲ１のエミッタコレクタ間の内部通電路とが直列に接続されている。この例では、トランジスタＴＲ１により点火用スイッチ１０１が構成され、点火コイルＩＧと該点火用スイッチ１０１とにより点火主回路Ｕが構成されている。またこの点火主回路においては、一次コイルＷ１と点火用スイッチ１０１との直列回路により、一次電流通電回路１０２が構成されている。点火コイルＩＧの二次コイルＷ２の他端は、図示しない内燃機関の気筒に取り付けれた点火プラグＰＬの非接地側端子に高圧コードを通して接続されている。
【００２１】
直流電源２は負極側出力端子が接地されたバッテリからなっていて、該バッテリの正極側出力端子はＰＮＰトランジスタＴＲ２のエミッタに接続されている。トランジスタＴＲ２のコレクタは点火コイルＩＧの一次コイルＷの一端に接続され、ベースはエミッタが接地されたＮＰＮトランジスタＴＲ３のコレクタに抵抗Ｒ１を通して接続されている。トランジスタＴＲ２のエミッタコレクタ間には、アノードを該トランジスタのコレクタ側に向けたダイオードＤ２が接続され、トランジスタＴＲ２のエミッタベース間には抵抗Ｒ２が接続されている。
【００２２】
この例では、トランジスタＴＲ２により電源スイッチ５が構成され、トランジスタＴＲ３によりトランジスタＴＲ２をオンオフ制御する制御用スイッチが構成されている。トランジスタＴＲ３のベースはマイクロプロセッサを備えたＥＣＵ（電子式制御ユニット）３のポートＡに接続され、トランジスタＴＲ１のベースは、ＥＣＵ３のポートＢに接続されている。
【００２３】
また点火主回路Ｕの一次電流通電回路１０２に対して並列に、単方向通電素子４を構成するダイオードＤ３がそのアノードを接地側に向けて接続されている。
【００２４】
ＥＣＵ３は、マイクロプロセッサを備えて、該マイクロプロセッサに所定のプログラムを実行させることにより、トランジスタＴＲ１を内燃機関の点火時期よりも前のタイミングでオン状態にした後該点火時期にオフ状態にするように制御する点火制御手段と、この点火制御手段が点火時期に点火用スイッチとしてのトランジスタＴＲ１をオン状態からオフ状態にした後、点火コイルＩＧの一次コイルＷ１に電圧が誘起している間にトランジスタＴＲ１を再度オン状態にする点火用スイッチ再駆動手段と、点火用スイッチをオン状態にするタイミング以前のタミングで電源スイッチ５をオン状態にし、点火制御部がトランジスタＴＲ１（点火用スイッチ１０１）をオフ状態にするタイミングと点火用スイッチ再駆動手段がトランジスタＴＲ１をオン状態にするタイミングとの間のタイミングで電源スイッチ５をオフ状態にするように電源スイッチ５を制御する電源スイッチ制御手段とを構成する。
【００２５】
単方向通電素子４は、上記点火用スイッチ再駆動手段が点火用スイッチ１０１をオン状態にした際に一次コイルＷ１の誘起電圧が順方向に印加される向きにして一次電流通電回路１０２に対して並列に接続される。図示の例では、トランジスタＴＲ１がオン状態にされたときに直流電源２から電源スイッチ５を通して図示のように一次電流Ｉ１が流れる。点火時期にトランジスタＴＲ１がオフ状態にされると、一次電流Ｉ１が遮断される。このときそれまで流れていた一次電流Ｉ１を流し続けようとする向きの（一次電流Ｉ１と同極性の）高い電圧が一次コイルＷ１に誘起する。従って、単方向通電素子４を構成するダイオードＤ３は、そのアノードを接地側に向けて一次電流通電回路１０２に対して並列に接続されている。
【００２６】
次に図２に示したタイミングチャートを参照して図１の点火装置の動作を説明する。図２（Ａ）は、ＥＣＵ３がポートＡからトランジスタＴＲ３のベースに供給する駆動信号Ｖａを示し、同図（Ｂ）はＥＣＵ３がポートＢからトランジスタＴＲ１のベースに供給する駆動信号Ｖｂを示している。また図２（Ｃ）及び（Ｄ）はそれぞれ点火コイルの一次電流Ｉ１及び二次電流Ｉ２の波形を示している。図２に示した例では、時刻ｔ３が点火時期となっている。
【００２７】
ＥＣＵ３のマイクロプロセッサに所定のプログラムを実行させることにより構成される点火制御手段は、点火時期ｔ３よりも前の時刻ｔ２においてＥＣＵのポートＢの電位をＨレベル（高レベル）としてトランジスタＴＲ１にＨレベルの駆動信号Ｖｂを与え、点火時期ｔ３において該駆動信号ＶｂをＬレベル（低レベル）にする。
【００２８】
またＥＣＵのマイクロプロセッサが構成する電源スイッチ制御手段は、時刻ｔ２よりも前のタイミングｔ１において、ＥＣＵ３のポートＡの電位をＨレベルとしてトランジスタＴＲ３のベースに駆動信号Ｖａを与え、点火時期ｔ３以後のタイミングｔ４でＥＣＵ３のポートＡの電位をＬレベルにして該駆動信号Ｖａを消滅させる。
【００２９】
更にＥＣＵ３のマイクロプロセッサが構成する点火用スイッチ再駆動手段は、点火制御手段が点火時期に点火用スイッチとしてのトランジスタＴＲ１をオン状態からオフ状態にした後、点火コイルＩＧの一次コイルＷ１に電圧が誘起している間の適当なタイミングｔ５でＥＣＵ３のポートＢをＨレベルにしてトランジスタＴＲ１を再度オン状態にし、次に電源スイッチ５がオン状態になるタイミングｔ１よりも前のタイミングｔ８でＥＣＵ３のポートＢの電位をＬレベルにしてトランジスタＴＲ１の駆動信号Ｖｂを消滅させる。
【００３０】
図１に示した点火装置において、時刻ｔ１においてＥＣＵ３からトランジスタＴＲ３に駆動信号Ｖａが与えられると、トランジスタＴＲ３がオン状態になってトランジスタＴＲ２にベース電流を流すため、トランジスタＴＲ２がオン状態になる。次いで時刻ｔ２においてＥＣＵ３がトランジスタＴＲ１に駆動信号Ｖｂを与えると、トランジスタＴＲ１がオン状態になるため、直流電源２からトランジスタＴＲ２のエミッタコレクタ間の通電路と点火コイルの一次コイルＷ１とトランジスタＴＲ１のコレクタエミッタ間の通電路とを通して一次電流Ｉ１が流れる。次いで点火時期ｔ３において駆動信号ＶｂがＬレベルにされると、トランジスタＴＲ１がオフ状態になるため、一次電流Ｉ１が遮断される。これにより、点火コイルの一次コイルＷ１にそれまで流れていた一次電流Ｉ１と同方向の高い電圧が誘起する。点火コイルＩＧは、この電圧を更に昇圧して二次コイルＷ２に点火用の高電圧を誘起させるため、点火プラグＰＬで火花放電が生じ、機関が点火される。点火プラグで放電が生じている間点火コイルの二次コイルＷ２に二次電流Ｉ２が流れる。
【００３１】
点火時期ｔ３でトランジスタＴＲ１がオフ状態になった後、点火用スイッチ再駆動手段が点火主回路ＵのトランジスタＴＲ１（点火用スイッチ）をオン状態にするタイミング以前のタイミングｔ４で電源スイッチを構成するトランジスタＴＲ２がオフ状態にされる。これにより直流電源２が点火主回路の一次電流通電回路１０２から切り離される。
【００３２】
点火制御手段が点火時期ｔ３において点火主回路ＵのトランジスタＴＲ１をオフ状態にした後、点火用スイッチ再駆動手段が、点火主回路Ｕの点火コイルの一次コイルＷ１に電圧が誘起している期間内に設定された適宜のタイミングｔ５でＥＣＵのポートＢの電位を再びＨレベルとして点火主回路のトランジスタＴＲ１を再度オン状態にする。これにより、トランジスタＴＲ１と単方向通電素子４（ダイオードＤ３）とを通して点火コイルの一次コイルが短絡される。このとき電源スイッチ５が既にオフ状態になっていて、一次電流通電回路１０２が直流電源２から切り離されているため、一次電流Ｉ１は、時刻ｔ６においてピークに達した後、時間をかけて減衰していき、時刻ｔ７において零になる。その後、次の点火動作に備えて電源スイッチ５がオン状態にされるタイミングｔ１よりも前のタイミングｔ８においてＥＣＵ３のポートＢの電位がＬレベルにされるため、トランジスタＴＲ１がオフ状態になる。
【００３３】
図２に示した例では、点火動作に備えて点火コイルに一次電流を流し始めるタイミングｔ２よりも前のタイミングｔ１で電源スイッチ５をオン状態にしているが、点火コイルに一次電流を流し始めるタイミングｔ２で同時に電源スイッチ５をオン状態にするようにしてもよい。
【００３４】
また図２に示した例では、点火用スイッチを構成するトランジスタＴＲ１をオフ状態にした後に電源スイッチ５をオフ状態にするようにしているが、点火時期ｔ３においてトランジスタＴＲ１をオフ状態にすると同時に電源スイッチ５をオフ状態にするようにしてもよい。
【００３５】
上記の説明では、点火用スイッチ再駆動手段が常に所定のタイミングｔ５で点火用スイッチ１０１を再駆動するようにしているが、機関の始動時や低速時のように、機関を点火するために大きな点火エネルギを点火プラグに与えることが必要とされる状況下では、点火用スイッチ１０１の再駆動を行わないようにするのが好ましい。そのため、点火用スイッチ再駆動手段は、例えば、機関の回転速度が設定値を超えているときにのみ点火時期ｔ３よりも遅れた適宜のタイミングｔ５で点火用スイッチを再駆動して点火エネルギの余剰分をカットするように構成するのが好ましい。
【００３６】
本発明に係わる点火装置において、単方向通電素子は、一方向にのみ電流を流すことができる特性を有する素子を意味する。単方向通電素子の代表的なものはダイオードであるが、本発明は、単方向通電素子としてダイオードを用いる場合に限定されるものではなく、単方向性を有してオンオフ制御が可能な半導体スイッチ素子を単方向通電素子４として用いることもできる。
【００３７】
図３は、図１に示した点火装置において、単方向通電素子４としてサイリスタＴｈ１を用いた例を示している。このように単方向通電素子４をオンオフ制御が可能な単方向性スイッチ素子により構成する場合には、点火時期ｔ３から点火用スイッチ再駆動手段によりトランジスタＴＲ１を再度オン状態にするタイミングｔ５までの間の適宜のタイミングで単方向通電素子を構成するスイッチ素子をオン状態にし、一次電流Ｉ１が零になるタイミングｔ７以後の適宜のタイミングで該スイッチ素子をオフ状態にする単方向通電素子制御手段を構成するようにＥＣＵ３のマイクロプロセッサに実行させるプログラムを構成しておく。
【００３８】
このように構成すると、直流電源２を構成するバッテリが誤って逆方向に接続された場合に、該バッテリが短絡されるのを防ぐことができる。
【００３９】
図１には機関の単気筒分の点火装置の構成を示したが、多気筒内燃機関用の点火装置にも本発明を適用することができる。
【００４０】
図４は本発明を２気筒内燃機関用の点火装置に適用した場合の点火装置の構成例を示したもので、この例では、機関の第１の気筒及び第２の気筒にそれぞれ対応させて第１の点火主回路Ｕ１及び第２の点火主回路Ｕ２が設けられている。各点火主回路は、図１に示した点火主回路Ｕと同様に、点火コイルＩＧと、点火用スイッチ１０１を構成するトランジスタＴＲ１とにより構成されている。直流電源２、電源スイッチ５、及び単方向通電素子４は、複数の点火主回路Ｕ１，Ｕ２に対して共通に設けられ、直流電源２の出力電圧が電源スイッチ５を通して点火主回路Ｕ１及びＵ２の一次電流通電回路１０２に印加されている。
【００４１】
ＥＣＵ３は、点火用スイッチに駆動信号を与えるために２つのポートＢ１及びＢ２を備えていて、点火主回路Ｕ１のトランジスタＴＲ１のベースはＥＣＵ３のポートＢ１に接続され、点火主回路Ｕ２のトランジスタＴＲ１のベースは、ＥＣＵ３のポートＢ２に接続されている。その他の構成は図１に示した例と同様である。
【００４２】
図４に示した点火装置においては、ＥＣＵ３により構成される点火時期制御手段が、機関の第１気筒の点火時期よりも前のタイミングでポートＢ１の電位をＨレベルとして、点火主回路Ｕ１のトランジスタＴＲ１に駆動信号Ｖｂ１を与え、第１気筒の点火時期において該駆動信号Ｖｂ１をＬレベルにする。これにより第１気筒の点火主回路Ｕ１の点火コイルの二次コイルに点火用の高電圧を誘起させ、第１気筒の点火を行わせる。
【００４３】
また点火エネルギが過剰になるおそれがあるときには、電源スイッチ制御手段が点火時期よりも僅かに遅れたタイミングで、電源スイッチ５をオフ状態にした後、適宜のタイミングでトランジスタＴＲ１を再度オン状態にして点火コイルの一次コイルＷ１を短絡することにより、点火用高電圧を減衰させる。
【００４４】
ＥＣＵ３により構成される点火時期制御手段はまた、機関の第２気筒の点火時期よりも前のタイミングでポートＢ２の電位をＨレベルとして、点火主回路Ｕ２のトランジスタＴＲ１に駆動信号Ｖｂ２を与えた後、第２気筒の点火時期において該駆動信号Ｖｂ２をＬレベルにすることにより第２気筒の点火主回路Ｕ２の点火コイルの二次コイルに点火用の高電圧を誘起させ、第２気筒の点火を行わせる。
【００４５】
また点火エネルギが過剰になるおそれがあるときには、電源スイッチ制御手段が電源スイッチ５をオフ状態にした後、適宜のタイミングで点火主回路Ｕ２のトランジスタＴＲ１を再度オン状態にして点火主回路Ｕ２の点火コイルの一次コイルＷ１を短絡することにより、点火用高電圧を減衰させる。
【００４６】
本発明が適用された多気筒内燃機関用の点火装置の構成をまとめて示すと以下の通りである。
【００４７】
即ち、本発明が適用された多気筒内燃機関用の点火装置は、点火コイルＩＧと該点火コイルの一次コイルに対してコレクタエミッタ間の通電路が直列に接続された点火用スイッチ１０１としてのトランジスタＴＲ１とを有して一次コイルとトランジスタとにより一次電流通電回路１０２が構成された点火主回路を多気筒内燃機関の異なる気筒に対応させて複数個備えるとともに、複数の点火主回路に共通の直流電源２と、多気筒内燃機関の各気筒に対応する点火コイルを有する点火主回路のトランジスタを各気筒の点火時期よりも前のタイミングでオン状態にした後各気筒の点火時期にオフ状態にするように制御する点火制御手段とを備えて、直流電源から各気筒に対応する点火主回路の一次電流通電回路を通して流しておいた一次電流を点火時期に遮断することにより各気筒に対応する点火主回路の点火コイルの二次コイルに点火用高電圧を誘起させる内燃機関用点火装置であって、以下の手段が設けられる。
【００４８】
ａ．点火制御手段が各気筒に対応する点火主回路のトランジスタを点火時期にオフ状態にした後、各気筒に対応する点火主回路の点火コイルの一次コイルに電圧が誘起している間に各気筒に対応する点火主回路のトランジスタを再度オン状態にするように制御する点火用スイッチ再駆動手段。
【００４９】
ｂ．点火用スイッチ再駆動手段が各気筒に対応する点火主回路の点火用スイッチをオン状態にした際に各気筒に対応する点火主回路の点火コイルの一次コイルに誘起する電圧が順方向に印加される向きにして、複数の点火主回路の一次電流通電回路に対して並列に接続された１つの単方向通電素子。
【００５０】
ｃ．直流電源と複数の点火主回路の一次電流通電回路との間に挿入されてオン状態にあるときに直流電源の出力電圧を各点火主回路の一次電流通電回路の両端に印加するオンオフ制御が可能な１つの電源スイッチ。
【００５１】
ｄ．点火制御手段が各気筒に対応する点火主回路のトランジスタをオン状態にするタイミングよりも前のタミングで電源スイッチをオン状態にし、点火制御手段が各気筒に対応する点火主回路のトランジスタをオフ状態にするタイミングと点火用スイッチ再駆動手段が各気筒に対応する点火主回路のトランジスタをオン状態にするタイミングとの間のタイミングで前記電源スイッチをオフ状態にするように前記電源スイッチを制御する電源スイッチ制御手段。
【００５２】
この場合も、点火用スイッチ再駆動手段が各気筒に対応する点火主回路のトランジスタをオン状態にした際に、各気筒に対応する点火主回路のトランジスタと、１つの単方向通電素子とにより、各気筒に対応する点火主回路の点火コイルの一次コイルを短絡する短絡回路が構成される。
【００５３】
上記のように、内燃機関の複数の気筒に対応する複数の点火主回路を有する点火装置に本発明を適用する場合、電源スイッチ５及び単方向通電素子４は、複数の主点火回路に対して共通に設ければよいため、回路構成を複雑にすることなく、点火エネルギ制御機能を有する点火装置を得ることができる。
【００５４】
【発明の効果】
以上のように、本発明によれば、点火コイルの一次コイルと点火用スイッチとの直列回路に対して並列に単方向通電素子を接続して、点火動作を行った後点火用スイッチを再導通させることにより、点火コイルの一次コイルを短絡する短絡回路を構成するようにしたので、点火コイルの一次コイルの両端に直接点火エネルギ制御用スイッチを接続する必要がない。従って、高耐電圧のスイッチ素子を用いることなく、点火エネルギを制御する機能を備えた点火装置を得ることができ、コストの低減を図ることができる。
【００５５】
特に多気筒内燃機関を点火する点火装置に本発明を適用する場合には、点火用スイッチ再駆動手段及び単方向通電素子を複数の点火コイルに対して共通に設ければよいため、点火エネルギを制御する機能を備えた従来の多気筒内燃機関用点火装置に比べて、構成を大幅に簡単にすることができ、高耐電圧のスイッチ素子が不要になることと相俟ってコストの低減を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施形態の構成を示した回路図である。
【図２】図１の各部の電圧、電流波形を示した波形図である。
【図３】本発明の第２の実施形態の構成を示した回路図である。
【図４】本発明の第３の実施形態の構成を示した回路図である。
【符号の説明】
１０１…点火用スイッチ、１０２…一次電流通電回路、２…直流電源、３…ＥＣＵ（電子式制御ユニット）、４…単方向通電素子、５…電源スイッチ、Ｕ，Ｕ１，Ｕ２…点火主回路、ＩＧ…点火コイル、ＴＲ１…点火用スイッチを構成するトランジスタ、ＴＲ２…電源スイッチを構成するトランジスタ、Ｄ３…単方向通電素子を構成するダイオード、Ｔｈ１…単方向通電素子を構成するサイリスタ。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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