JPS58202377A - 内燃機関の点火装置 - Google Patents

内燃機関の点火装置

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JPS58202377A
JPS58202377A JP8325382A JP8325382A JPS58202377A JP S58202377 A JPS58202377 A JP S58202377A JP 8325382 A JP8325382 A JP 8325382A JP 8325382 A JP8325382 A JP 8325382A JP S58202377 A JPS58202377 A JP S58202377A
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JP
Japan
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ignition
converter
engine
circuit
combustion engine
Prior art date
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Pending
Application number
JP8325382A
Other languages
English (en)
Inventor
Kyugo Hamai
浜井 九五
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Nissan Motor Co Ltd
Original Assignee
Nissan Motor Co Ltd
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Filing date
Publication date
Application filed by Nissan Motor Co Ltd filed Critical Nissan Motor Co Ltd
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Publication of JPS58202377A publication Critical patent/JPS58202377A/ja
Pending legal-status Critical Current

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    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02PIGNITION, OTHER THAN COMPRESSION IGNITION, FOR INTERNAL-COMBUSTION ENGINES; TESTING OF IGNITION TIMING IN COMPRESSION-IGNITION ENGINES
    • F02P3/00Other installations
    • F02P3/06Other installations having capacitive energy storage
    • F02P3/08Layout of circuits
    • F02P3/0876Layout of circuits the storage capacitor being charged by means of an energy converter (DC-DC converter) or of an intermediate storage inductance
    • F02P3/0884Closing the discharge circuit of the storage capacitor with semiconductor devices

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Ignition Installations For Internal Combustion Engines (AREA)

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 この発明は、通常の点火装置に加えて点火コイルの二次
側に点火エネルギを注入する直流昇圧回路(DC/DC
コンバータ)を有する内燃機関の点火装置の改良に関す
る。
従来のこの種の点火装置としては、例えば特開昭56−
124672号公報や米国特許第4033316号及び
第4136301号等の明細書に記載されているような
ものがある。
これ等の従来装置の基本構成の概略金、第1図を参照し
て説明すると、点火コイル1の一次巻線1ai1411
には、例えばその一端を電源(+12V)に、他端を電
磁式のシグナルジエイ・レークのロータ2の回転に応じ
てビックアンプコイル6から発生する点火11g号に基
づいてオン・オフするイグナイタ4を介してアースに′
夫々接続したフルトラ式の点火回路を設けである。
なお、この点火回路としては、フルトラ式の他にセミト
ラ式やケタリング式等の電流遮断方式のものや、容重放
電方式(CDI)のものを用いることもある。
一方、点火コイル1の二次巻Mlbの一端には、センタ
コード5.ディストリビュータ6、及びノ1イテンショ
ンコード7を介して各気筒毎の点火プラグ8葡、他端に
は尚圧線9を介して直流昇圧回路でめるl)C/DCコ
ンバータ10の出力端子を夫々接続している。
そして、その1乍用は、イグナイタ4のスイッチングに
よって、点火時期に応じて点火コイル1の一次巻想1a
VC#t、れる′電流を遮断し、その時二次巻線1bに
発生する高電比(〜15〜−25KV )をセンタコー
ド5.ディストリビュータ6及びハイテンションコード
7會弁して点火プラグ80−極間に導いて、該亀憾間を
順次絶縁破壊して火花放電を開始させる。
そして、この火花放電が開始されるとDC/DCコンバ
ータ10内のコンデンサに光ttgれている高電圧(−
2KV程度)が、尚圧線9. −i−!#1b。
センタコード5.ディストリビュータ6、及びハイテン
ションコード7を介して点火プラグ8の電極間に導かれ
、それによって持続放電がなされて点火エネルギが強化
嘔れる。
なお、この点火エネルギの強化によって壁間性能の向上
、特に燃費の向上や希薄混合気による運、1時の燃焼の
安定化を計ることができる。
ところで、このように通常の点火装置に加えて、点火エ
ネルギ全補強注入するDC/L)Cコンバータ10を有
する装置では、通常の10倍強の点火エネルギが通常の
2〜10倍の時間ディストリビュータ6及び7戦火プラ
グ8に流れるため、次のような問題があった。
すなわち、ディストリビュータ6においては、尚点火エ
ネルギによる放′屯輻射熱及びジュール熱によってセン
タターミナルのコンタクトポイント及びロータ金具まわ
りのエポキシ系樹脂材が溶損して、ディストリビュータ
6の配電機能が損われ、それによって機関が停止するこ
とがある。
また、点火プラグ8においては、通常2万Km走行に耐
え得るようになっているが、高点火エネルギのために′
電極の摩れが激しく、比較的短期間に電極ギャップが拡
がって、ブレークダウンし難くなり、それによって機関
が失火して停止することかめる。
そこで、この発明においてぐよ、機関の運転条件にLV
、、じて点火エネルギの補強注入による効果が変化する
ことに看目し、DC/DCコンバータ(直流昇圧回路〕
を愼関の運転条件に応じて起動、停止して、高点火エネ
ルギがディストリビュータや点火プラグVこ流れる時間
全相対的に短かくシ、それによってディストリビュータ
及び点火プラグの延命化を計る。
そして、DC/i)Cコンバータの作動全停止した時に
発生する通屑の点火エネルギが、−奴の点火装置のそれ
と略同等となるように、それを保証する定d’を有する
点火コイルを用いる。
以下、この発明の実施例を図面の第2図以降を顧照しな
がら説明する。
第2図は、この発明の一実施例勿示す回路需成図であり
、第1図と対応する部分には同−符号全村している。
同図において、@流昇圧回路であるDC/DCコンバー
タ1Uは、リレー回路11の常閉接点11aがオンの時
に起動し、オフの時に停止する。
そして、このl)C/DCコンバータ10は、冨閉接点
11aがオンの時に入力端子IN及びコイルL1とコン
デンサC1,C2からなるフィルタ回路を介して入力さ
れる′電源(バッテリ)電圧+12V’t、昇圧トラン
スTの一次巻線TIのセンタタップと二次巻#lT3の
センタタップとに抵抗R1,R2及びコンデンサCak
介して加え、−次巻線T1の両端と接地間に夫々介挿し
たトランジスタQ、、Q2τ、昇圧トランスTの二次巻
5lT3で互いに逆方向に励振して、昇圧トランスTの
励磁電流の方向全交互に逆転することにより、二次巻W
T20両端に高電比の交番信号葡発生ちせ、この交番信
号を整流器RECK−よって直流に変換した後コンデン
サC4に九゛屯することにより、出力端子OUTから直
流尚′亀圧が出力される。
なお、コンデンサC4に抵抗R3’に介して並列に接続
したネオン放電管Nは、DC/DCコンパ〜り10の作
動表示用であり、且つ図示しないイグニッションスイッ
チ又は常閉接点11aがオフの時にコンデンサC4の光
電電荷を除々に放電するためのものである。
ところで、温間性能の向上を計るには、例えばアイドル
運転時(800rpm )において、点火エネルギEs
が16l60−2O0で放゛畦期間Dsが17〜20 
msであることが望ましいことが実験によって確められ
ている。
ソシテ、このような結果全得るには、Dc/Dcコンバ
ータ10の定格出力が一2KV、100Wとなるように
回′16定数の設定金した場合、Dc/Dcコンバータ
10の出力端子OUTから点火プラグ8までの二次狽V
負荷抵抗値RL′fr:19〜25にΩに、二次側イン
ダクタンス値LL′f:50〜70H(点火コイル1の
二次巻線1bの値)に夫々設定する必要がある。
また、上記の条件を前提に常開接点11akオフさせて
1)C/DCコンバータ1oを停止させた場合、点火コ
イル1の一次側全週断させた時に点火プラグ8に現われ
る放電パターンにおける点火エネルギE s/及び放電
期間Ds’が、夫々通常の例えばフルトラ式点火装置に
おける点火エネルギ:2o〜30m1.放屯期間:15
〜2msとなるようにするためには、点火コイル1の定
数を次の(イ)〜に)のように設定する必要がある。
(イ)−次巻掘1aの抵抗値、0.7〜2.50(ロ)
−次巻巌1aのインダクタンス値:4〜8rnHH二次
巻/fM1 b ノ&抗値: 4〜12 KQに)二次
巻肪1bのインダクタンス値:5o〜70H次に、DC
/DCコンバータ10を起動・停止する慎関連鴨条件シ
こついて説明する。
本発明有りよ、前述のような各種条件下で、機関全アイ
ドル運転、低回転低負荷運転、定地走行負荷(R/L 
)運転、及び全員#運転させた時におけるDC/DCコ
ンバータ10を起動した場合及びDC/DCコンバータ
10を停止した場合の各種データを第6図乃至第7図に
示すように得ている。
なお、第3図乃至第7図において、実線がDC/DCコ
ンバータ10全起動した場合のデータを、一点鎖線がD
C/DCコンバータioi停止した場合のデータ金夫々
示し、又破線が通常の点火装置のデータ金示す。
夫々のデータ全簡単に説明すると、 第6図は、アイドル運転時(800rpm )  の点
火時期と燃料消費量との関係を示し、点火時期全相対的
に遅角すると、何れの場合も燃料消費料は嵩むが、総じ
てDC/DCコンバータ10を起動させた場合の力が、
燃料消費量は少なくて済む。
第4図は、低回転低負荷運転である例えば20Km/h
 、 401[Gn/hの定′イ走行(1300−14
0o rpm )の時の窒燃比と燃料消費率との関係全
示し、やはフ総じてDC/DCコンバータ10を起動さ
せた場合の方が、燃料消費率は小さくて済む。
第5図は、20.40.60.80.100.140 
Km/11での定地走行負荷(R/L) 運転時及び全
負荷運転時にける機関回転数に対する正味トルク及び燃
料消費率の特性を示し、燃料消費率に関しては両運転時
とも機関回転数が尚くなる程fDC/DCコンバータ1
0を起動した効果がなくなる。
また、正味トルクに関しては、3/L運転時は機関回転
数が高くなる程やはりDC/l)Cコンバータ10を起
動した効果がなくなり、全負荷運転時は何れの場合も全
機関回転数領域に亘って略同特性となっている。
第6図及び第7図は、夫々R/L運転時及び全負荷運転
時における機関回転数と点火エネルギとの関赤し2、夫
々DC/l)Cコンバータ10の起動によって注入され
る点大エネルギが機関回転数の増7JD K伴って低下
することが分る。
なお、第6図乃至第7凶を見ても分るように、前述の回
路定数条件を満せば、DC/DCコンバータ10全怜止
した時でも逼富の点火装置によって得られる特性と略同
前の特性を得ることができる。
また、第8図(イ)(ロ)に、夫々DC/DCコンパ〜
り10金起動した時と停止した時の放電バクーン全示す
そして、第6図乃至第7図に示す夷験結釆からDC/D
 Cコンバータ10を起動・停止する機関運転条件を求
めることができる。
すなわち、第5図に示すように機関回転数がNrpm 
(2600rPm )以下の時、又は機関負荷が正味ト
ルク侠算でTQkgm以下の時、すなわち機関がアイド
ル運転、低回転1広負荷運転、及び中回転部分負荷連転
している時にFLDC/DCコンバータ10會起動し、
それ以外の筒回転又は高負荷運転時にはDC/DCコン
バータ1oを停止すれば、機関性能を低下させずにDC
/DCコンバータ1oの相対的作動時間を短かくするこ
とができ、それによってディストリビュータ6及び点火
プラグ8の処茄化を61ることができる。
次に、第2図に戻ってDC/DCコンバータ1゜全前述
のような機関の運転条件i’C45じて起動・停止する
制卸手段について説明する。
回転数センサ12は、例えば公知のクランク角センサと
その角度パルスfF/VK換するF/V変換器、又は点
火信号をF/V変換するF/V K換器によって構成さ
れ、機関の回転数に応じた電圧信号V、盆出力する。
負荷センサ16は、機関の吸入空気量全検出するエアフ
ローメータ、機関の吸入負圧全検出する負圧センサ、又
は機関のスロットルバルブの開度位置に+Z出するスロ
ットルスイッチ寺によっテ構奴され、機関の負荷に比・
した電圧信号v2を出力する。
比較器14.15は、夫々電圧信号v1と前述の機関(
ロ)転数Nに対応する基準電圧vN、電圧倍号V2と前
述の正味トルクTQに対応する基準電圧VTq’e比1
mして、v1≦VN+V2≦VTQの時にローレベルゝ
ゝL//[、V□〉vN、V2〉VTQO時1c ハイ
レベルゝゝH″になる信号a1+a2ffi出力する。
トランジスタ16ぼ、リレー回路11のリレーコイル1
1bへ(υ通紙全オン・オフするものであり、OR回路
17及びアンプ18全介してローレベルゝゝL”の1g
号a□又はa2が人力されている時はオフで、リレーコ
イル11b&?:%流全流さないため、常閉接点11a
はオンしている。
また、OR回P1617及びアンプ18を介してハイレ
ベルゝXH“の信号a1又はa2が入力されると、トラ
ンジスタ16がオンしてリレーコイル11bに電流が流
れるため、常閉接点11aはオフする。
したがって、常閉接点11ak弁して給電されるDC/
DCコンバータ10は、比較器14.15の出力信号a
l+a2が共にローレベルゝゝL“の時、すなわち機関
がアイドル運転から中回転部分負荷運転までの間だけ起
動し、機関が高回転又は筒負荷運転になると停止する。
それによって、?−+iJ述したように機関性能を低下
させずにディス) IJピユータ6及び点火プラグ8の
延命化を計ることができる。
しかも、DC/L)Cコンバータ100入力電流は、約
5A程度と太きいため、DC/DCコンバータ10の作
動時間を相対的に短くすることによって、消費電力の1
広減を計ることができ、それによって燃費の悪化防止並
びにパンテリの消耗全階ぐことができる。
以上述べ/こように、この発明によれば高点火エネルギ
がディストリビュータや点火プラグに流れる時間を相対
的に短かくすることができるので、ディストリビュータ
及び点火プラグの延命効果を奏する。
また、直流昇圧回路を停止した時でも、通常の点火装置
による点火性能と略同等の性能が得られるので、実用性
が向上する。
【図面の簡単な説明】
第1図は、従来の内燃機関の点火装置の一例を示す回路
図、 第2図は、この発明の一実施例を示す回路構成図、第3
図乃至第8図は、夫々第2図の回路に基づく実験結果奮
示す線図である。 1・・・点火コイル   5・・・センタコード6・・
・ディストリビュータ  7・ ハイテンションコード
8・・点火プラグ   9・・・高圧線10・・DC/
DCコンパ〜り(直流昇圧回路)11・・リレー回W6
12・・・回転数センサ16・・負荷センサ   14
,15・・・比較器16・・トランジスタ

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1 通常の点火装置に加えて点火コイルの二次側に点火
    エネルギを注入する直流昇圧回路を有する内燃機関の点
    火装置において、前記直流昇圧回路を機関の運転条件に
    応じて起動・1苧止する制御手段を設けると共に、前=
    d、幀火コイルの定数を下記(イ)〜に)のように設定
    したことを特徴とする内燃機関の点火装置。 (イ)−次巻庫の抵抗値 0.7〜2.50仲)−次巻
    線のインダクタンス値:4〜8mH(ハ)二次巻線の抵
    抗値:4〜12にΩに)二次巻線のインダクタンス値:
    50〜701(
JP8325382A 1982-05-19 1982-05-19 内燃機関の点火装置 Pending JPS58202377A (ja)

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