JPH042794B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の技術分野〕 この発明は、基準角度位置に対して所定のクラ
ンク軸角度位置でトリガパルスを発生する、内燃
機関を点火するトリガパルスの発生装置に関す
る。

〔従来技術〕

内燃機関の燃焼室におけるピーク圧力は、最良
のエンジン効率にするため、ピストンの所定の位
置、または基準角度位置、通常は上部死点に対す
る所定のクランク軸角度位置において得られる必
要がある。点火した空気・燃料混合気内部の燃焼
速度に限度があるため、点火パルスは、回転速度
の上昇中に上部死点より早く送出する必要があ
る。これに対して、機械的な、あるいは電子的
な、種々のアナログおよびデジタル点火装置が知
られている。

空気・燃料混合気の燃焼速度は、特に燃焼室へ
の充填量に依存し、従つて部分負荷領域において
は、充填量が少いため、燃焼速度が低くなる。こ
のため、トリガパルスは、圧力センサによつて早
い角度値にシフトされる。この方法では、点火パ
ルスのシフトは、予めプログラミングされた少い
パラメータけによつてしか可能でない。燃料の品
質，気温，エンジン温度などの広範囲の運転条件
の変動は、非要なセンサが実際的にあまりにも高
価であるため、実際上検出が不可能である。

〔発明の目的〕

本発明の目的は、より安価かつ簡単な手段によ
り、すべての運転条件において、内燃機関のすべ
ての運転パラメータに対して、トリガパルスの発
生点火を最高化することにある。

〔発明の概要〕

この目的は、本発明によれば、内燃機関の少く
とも１つの燃焼室において点火プラグを流れるイ
オン電流ピーク値の基準角度位置に対するピーク
値角度位置を検出し、この検出したピーク値角度
位置を目標角度位置と比較してその偏差値を形成
し、この偏差値が減少する方向にトリガパルスを
時間的にシフトさせることによつて達成される。

本発明は、燃焼している空気・燃料混合気の中
の荷電粒子の濃度が、気体の圧力および温度に伴
つて増加することを利用している。このため、イ
オン電流も圧力の増加および温度の上昇によつて
増加する。イオン電流のピーク値が検出される。
その場合、クランク軸の基準角度位置に対するピ
ーク値角度位置として評価される。イオン電流ピ
ーク値の絶対値は重要でない。

従つて、本発明は、イオン電流の測定によつて
イオン電流ピーク値および燃焼室内の圧力ピーク
値を直接検出するような従来の技術とは著しく異
なつている。このピーク値角度位置は目標角度位
置と比較される。この結果得られた偏差値に応じ
て、トリガパルスは、偏差値を零とするように制
御回路によつてシフトされる。本発明は、圧力ピ
ーク値が常に所定の角度位置で正確に得られるよ
うな内燃機関の運転そ可能にする。イオン電流ゾ
ンデとしては、正の測定電圧が得られる点火プラ
グ自体が適している。

イオン電流の測定は、燃焼室または内燃機関の
シリンダまたはすべてのシリンダに対して行なう
ことができる。すべてのシリンダにおける測定の
場合に、充填量の差異が除去される。すべてのシ
リンダの圧力曲線を評価する場合、次動作サイク
ルに対してすべてのシリンダを同一の角度位置に
おいて点火する平均されたトリガパルスが使用で
きるようにするため、圧力ピーク値の角度位置を
平均化することができる。

本発明による装置は、トリガパルスの発生をア
ナログ回路によつて行なう場合にもデジタル回路
によつて行なう場合にも使用される。

本発明によるトリガパルスの発生装置は次の
ａ）〜ｆ）記載の要素を備えたことを特徴とす
る。

ａ クランク軸に連結された起動スプロケツトの
歯に応動して前記クランク軸の回転数に比例す
るパルス列を発生する歯形パルスセンサ、 ｂ 起動スプロケツト上の基準標識に応動して前
記クランク軸の所定位置でクランク軸の１回転
毎に１つの基準パルスを発生する基準パルスセ
ンサ、 ｃ 点火プラグおよびそれに正の測定電圧を供給
する手段を含んで構成され、点火プラグを流れ
る電流を評価することによつて燃焼室イオン電
流がピーク値に達したときにブロツク信号を出
力するピーク値回路手段、 ｄ 歯形パルスセンサに接続された計数入力端
子、基準パルスセンサに接続されたリセツト入
力端子、およびピーク値回路に接続されたブロ
ツク入力端子を有するカウンタ、 ｅ カウンタの計数内容を所定の目標値と比較
し、イオン電流のピーク値の発生時点が早すぎ
るか遅すぎるときにそれを示す補正信号を出力
する比較回路、および ｆ プリセツト値を有し、歯形パルスセンサから
の歯形パルスを計数して、その計数値が前記プ
リセツト値に達した時点を、比較回路からの補
正信号に従つてシフトした時点にトリガ信号を
出力し、点火プラグに点火信号を供給させるト
リガ回路。

〔発明の実施例〕

次に、トリガパルスのデジタル発生装置を例示
して本発明を詳細に説明する。

第１図はクランク軸に連結された内燃機関のは
ずみ車１の周辺部を示している。図示の例では、
オツト−サイクルエンジンを取扱つている。はず
み車１は、歯２および基準角度位置を定める付加
的な標識３が設けられた起動スプロケツトを備え
ている。標識３は、１つの歯２と組合わせること
もできる。歯形パルスセンサ４および標識３を検
出する基準パルスセンサ５が、はずみ車１の周囲
に対向配置されている。歯形パルスセンサ４およ
び基準パルスセンサ５は、共通のセンサに統合す
ることもできる。各センサの出力側には、増幅器
６，７およびパルス形成器が接続されている。歯
形パルスは、場合によつて倍加することもでき
る。

本発明は、ライン９に到達する歯形パルスを計
数するカウンタ８を備えている。基準パルスはラ
イン１０を経てカウンタ８のリセツト入力端子に
入力されて、その都度カウンタ８を零値にリセツ
トし、新しい計数過程を開始させるために、クラ
ンク軸の各回転の間に１つの計数サイクルが行わ
れる。

ライン１３にトリガパルスを発生するため、パ
ルスセンサ４からの角度パルスが、ライン１１を
通つてトリガ回路１２に供給される。ライン１３
は、点火分酸器１５を介して内燃機関の燃焼室内
の点火プラグに接続されたトランジスタ点火回路
１４に接続されている。もちろん、点火分酸器１
５は、任意の構造を備えることができる。トリガ
回路１２は、主要構成要素として、プリセツトお
よびリセツトが可能なカウンタを備えている。ラ
イン１７にはプリセツト値を入力することができ
る。トリガ回路１２をその都度プリセツト値に戻
し新しい計数サイクルを開始させるために、基準
パルスがライン１８を経て供給される。トリガ回
路１２の内容がオーバフロー値に達した際に、ト
リガパルスがライン１３に生じる。

直流電源１９は、直流電流を抵抗２０を介して
点火プラグ１６にそれぞれ供給する。点火プラグ
１６の放電ギヤツプは、直流電圧によつて生じる
イオン電流に対するイオン電流測定ゾンデとして
の機能を兼ねている。各シリンダのイオン電流
は、該当する抵抗２０において電圧降下を生じ
る。この電圧は、イオン電流測定ゾンデだけのた
めに設けられたコンデンサ２１に印加される。こ
の電圧は増幅回路２２で増幅されてピーク値回路
２３に供給される。このピーク値回路２３はイオ
ン電流ピーク値を検出する。このイオン電流ピー
ク値は燃焼室内の各圧力ピーク値に対応する。つ
まり、イオン電流ピーク値は、その時間的な状態
について検出される。イオン電流ピーク値の絶対
値は、重要ではない。そのため、ピーク値回路２
３はピーク値が現れる時刻さえ正確に検出できれ
ばよいように構成されている。

ピーク値回路２３の出力信号は、カウンタ８の
ブロツク入力端子に供給されて、その都度計数動
作をブロツクし、従つてその場合にカウンタ８の
出力ライングループ２４に、イオン電流ピーク値
に対応する各ピーク値角度位置よび燃焼圧力のピ
ーク値が生じる。該当する計数内容は、基準角度
位置に対する歯形パルスまたは角度パルスで示さ
れる。

目標角度位置が入力ライングループ２６を介し
て比較回路２５に入力される。出力導線グループ
２４のピーク値角度位置の値が、同様に比較回路
２５に供給される。これらの双方の計数内容が、
比較回路２５において互いに比較される。ピーク
値角度位置と目標角度位置との偏差に応じて、イ
オン電流ピーク値が目標角度位置に対して早いか
遅いかを示す補正信号が、出力ライン２７または
２８に、発生する。例えば、ピーク値角度位置の
値が目標角度位置より大きい場合、即ちイオン電
流ピーク値およびシリンダ圧力のピーク値が遅れ
て発生した場合には、出力ライン２７に信号が生
じる。同様に、シリンダ圧力のピーク値の発生が
早過ぎた場合には、出力ライン２８に信号が生じ
る。場合によつては、偏差の大きさを別の出力ラ
イン２９を設けることができる。

出力ライン２７，２８および２９は、ゲート回
路３０を介してトリガ回路１２の入力端子に接続
されている。内燃機関の回転速度が下限値より低
下した場合には、ブロツク信号がゲート回路３０
の入力ライン３１に供給される。一層低い回転速
度の場合、特に起動時および空転時には、目標値
に対するトリガパルスのシフトは行われない。

第２図は種々の特性曲線を示している。最上段
には点火火花の電圧の推移が示されている。第２
図はシリンダ圧力の推移を示している。その次の
段には、イオン電流の推移が示されている。イオ
ン電流ピーク値の発生時点は、シリンダ圧力のピ
ーク値発生時点と一致することが判る。その次の
段は基準パルスを示している。次の段には、歯形
パルスが示されている。１つの歯形パルスにハツ
チングが付されている。この歯形パルスは圧力ピ
ーク値の目標角度位置に相当する。この歯形パル
スの後に計数された最下段特性曲線の歯形パルス
積算値が、目標角度位置に対するイオン電流ピー
ク値の遅れの大きさを示している。この遅れに応
じて補助的な負パルスが回路１２に供給され、従
つて、次に続くクランク軸の回転の間、トリガパ
ルスの発生を早められ、点火パルスが早い時点に
シフトされる。これによつて、イオン電流ピーク
値および圧力ピーク値が目標角度位置にシフトさ
れる。

以上、内燃機関の１つのシリンダに設けられた
制御回路について本発明を説明した。各シリンダ
に別々の制御回路を設けることもできる。同様
に、各シリンダに対して別個に調整されたトリガ
パルスを供給することができる。また、すべての
シリンダに対して共通の平均化されたトリガパル
スを定めることもできる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明による装置の一実施例を示すブ
ロツク結線図、第２図は本発明による装置の動作
を示す波形図である。 １…はずみ車、２…歯、３…標識、４…歯形パ
ルスセンサ、５…基準パルスセンサ、６，７…増
幅器、８…カウンタ、１２…トリガ回路、１４…
トランジスタ点火回路、１５…点火分配器、１６
…点火プラグ、１９…直流電源、２０…抵抗、２
１…コンデンサ、２２…増幅回路、２３…ピーク
値回路、２４…出力導線グループ、２５…比較回
路、２６…入力導線グループ、３０…ゲート回
路。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ ピストン駆動用の燃焼室内のイオン電流のピ
   ーク値に基づいて内燃機関の点火プラグに点火信
   号を供給する時点を制御する、内燃機関を点火す
   るトリガパルスの発生装置であつて、 ａ クランク軸に連結された起動スプロケツトの
   歯２に応動して前記クランク軸の回転数に比例
   するパルス列を発生する歯形パルスセンサ４
   と、 ｂ 前記起動スプロケツト上の基準標識３に応動
   して前記クランク軸の所定位置で前記クランク
   軸の１回転毎に１つの基準パルスを発生する基
   準パルスセンサ５と、 ｃ 前記点火プラグ１６およびそれに正の測定電
   圧を供給する手段１９，２０を含んで構成さ
   れ、前記点火プラグを流れる電流を評価するこ
   とによつて燃焼室イオン電流がピーク値に達し
   たときにブロツク信号を出力するピーク値回路
   手段１６；１９−２３と、 ｄ 前記歯形パルスセンサ４に接続された計数入
   力端子、前記基準パルスセンサ５に接続された
   リセツト入力端子、およびピーク値回路２３に
   接続されたブロツク入力端子を有するカウンタ
   と８と、 ｅ 前記カウンタ８の計数内容を所定の目標値と
   比較し、前記イオン電流のピーク値の発生時点
   が早すぎるか遅すぎるときにそれを示す補正信
   号を出力する比較回路２５と、 ｆ プリセツト値を有し、前記歯形パルスセンサ
   ４からの歯形パルスを計数して、その計数値が
   前記プリセツト値に達した時点を、前記比較回
   路２５からの補正信号に従つてシフトした時点
   にトリガ信号を出力し、前記点火プラグに点火
   信号を供給させるトリガ回路１２と を備えた、内燃機関を点火するトリガパルスの発
   生装置。 ２ 前記トリガ回路１２はプリセツト可能なカウ
   ンタを含んでいることを特徴とする特許請求の範
   囲第１項記載の装置。 ３ 前記トリガ回路１２に、内燃機関の速度が所
   望の値よりも低下したとき前記比較回路２５から
   の補正信号をブロツクするゲート回路３０が前置
   されていることを特徴とする特許請求の範囲第１
   項または第２項記載の装置。