JPS5827885A

JPS5827885A - 内燃機関用点火装置

Info

Publication number: JPS5827885A
Application number: JP57131064A
Authority: JP
Inventors: ハワ−ド・エドガ−・ヴアン・シツクレン・ジユニア
Original assignee: Bendix Corp
Current assignee: Bendix Corp
Priority date: 1981-07-31
Filing date: 1982-07-27
Publication date: 1983-02-18
Also published as: EP0071526A3; US4380224A; EP0071526B1; CA1175096A; DE3277591D1; EP0071526A2

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】本発明は、内燃機関用点火装置に関し、更に詳細には、
エンジンの運転サイクルにおいて、電気エネルギをスパ
ークプラグに送るぺぎ時点を変化する点火装置内のタイ
ミング回路に関する。

内燃機関用点火装置は、ピストン行程においてスパーク
プラグを点火すべき瞬間を表わすタイミンクパルスを発
生し、かつこれらプラグを所定の順序で点火するよう各
スパークプラグにこれらパルスを配分する。エンジン速
度の増加に応じて点火装置のタイミングを早める点火装
置の例としては、１９６６年３月１５日発行の米国特許
第３，２４０，１９８号、発明の名称「電子装置」があ
る。このような装置において使用する電磁式パルス発生
器の例としては、１９６６年３月１７日発行の米国特許
第３．２５２，０２４号、発明の名称「電子装置」があ
る。

また、このような点火装置の改良としては、たとえば１
９７６年４月２７日発行の米国特許第３，９５２，７１
５号、発明の名称「無接点点火装置用可変及び一定タイ
ミング制御Ｊがある。この特許は、エンジン速度の増加
に伴ってスパークタイミングを早め、かつ電圧バイアス
装置によりエンジン速度に関係なく変化するようにスパ
ークタイミングを制御するパルス発生装置を示している
。こうした装置では、トリガ回路は、抵抗を変えること
により手動で制御したシ、コンピュータにより制御した
りしに代わってタイミングを自動制御する回路や、コン
ピユータ化された回路は示されていない。また、１９７
９年１２月１８日発行の米国特許第４，１７８，８９２
号、発明の名称［マグネト発電機の点火装置における速
度依存性の点火時点を早める装置１には、トランジスタ
のペースに供給する電圧を急激に変化し点火装置のタイ
ミングを早める回路が示されている。しかし、これまで
述べてきた回路には、トランジスタが、エンジン速度の
所定レンジにわたって可変抵抗として動作するよう、ト
ランジスタを活性領域において動作させるようにしたタ
イミング回路はない。

本発明は、エンジン速度の所定レンジにわたって点火装
置のタイミングを自動的に早める回路を提供する。本発
明は、トランジスタを抵抗として活性領域において動作
させることにより、所定のエンジン速度にわたってタイ
ミングを変化するタイミング回路を有している。本発明
回路において、トランジスタはコンデンサと並列接続し
、コンデンサはＳＣＲスイッチのゲートと直列接続しか
つこれをバイアスし、またこのＳＣＲスイッチは、主蓄
積コンデンサからスパークプラグへの工掻ルギ放電を、
エンジンと時間的に関連したトリガパルスに応じて制御
する。活性領域において動作するトランジスタの抵抗値
は、エンジン速度の増加につれて減少し、装置のタイミ
ングを早める。トランジスタの抵抗値が減少すると、Ｓ
ＣＲスイッチをバイアスするコンデンサは、低い電圧レ
ベルまで放電し、それによりトリガパルスが送られ低レ
ベルにおいてＳＣＲスイッチをオンにトリガする。タイ
ミングを早める動作が始まる所定の速度は、トランジス
タのベースに直列接続したツェナーダイオードによυ決
定される。ツェナーダイオードは、他のコンデンサの充
電が、所定のエンジン速度に相当する所定の電圧に到達
するまで導通しない。

以下、添付の図面に基づいて、本発明の実施例について
説明する。

第１図の点火装置は、パワーセクション１０と、電力を
受けて内燃機関４０内の燃料を点火するスパークプラグ
１１と、エンジン４０の運転サイクルと時間的な相関で
電気エネルギをスパークプラグ１１に放出するよう、ト
リガパルスを発生しかつこれらパルスをパワーセクショ
ン１０に供給するトリガ回路５０と、トリガ回路がパワ
ー回路１０からスパークプラグ１１に電気エネルギを放
出する時点を早めるタイミング回路１００を有している
。

スパークプラグが２つ以上ある場合、パワー回路１０は
、エンジン４０の運転サイクルにおいて適当な順序でエ
ネルギ解放を各スパークプラグに配分するディストリビ
ュータを有している。

第２図は、スパークプラグ１１から内燃機関４０へ所定
の時間間隔でスパーク放電を行なう本発明の点火装置を
示している。スパークプラグ１１の数はいくつでもよく
、米国特許第３　、２４０　、１９８号に示すように、
ディストリビュータ（図示せず）により、エンジンと時
間的な相関で電気エネルギをスパークプラグに配分すれ
ばよい。

装置の直流電圧は、マグネトまたは発電機から全波整流
器を介して、またはパンテリ等他の適当な電源から得れ
ばよい。電圧は、リード線１９．２１間で直列接続した
ツェナーダイオード１５とダイオード１７とにより調整
される。リード線１９はダイオード２３を介して電源１
３に接続しかつリード線２１はコイル２５を介して電源
１３に接続している。リード線１９．２１間に接続した
主蓄積コンデンサ２７は、ダイオード２３とコイル２５
を介してＤＣ電源１３により周期的に充電される。

コンデンサ２Ｔは、シリコン制御整流器２９がトリガ回
路５０からのトリガパルスによりトリガされ導通すると
、放電する。放電の際コンデンサ２７は、トランス３３
へ十分なエネルギを与える。このトランス３３は、リー
ド線１９．２１間のシリコン制御整流器２９と直列接続
した第１巻線３５と、スパークプラグ１１と直列接続し
た第２巻線３Ｔとを有し、スパークプラグ１１を適切に
スパークさせる。

米国特許第３，２５２．０２４号における電磁パルス発
生器と類似した電磁パルス発生器３０は、スパークプラ
グ１１と同じ数の複数の突出部すなわち羽根４１を有す
るトリガホイール３９を有し、エンジン４０のクランク
シャフトにより回転される。

これが回転する時、トリガホイール３９の羽根４１は、
ピンクアンプコイル４５が巻きつけられた永久磁石４３
の磁束を通過する。羽根が永久磁石の磁束を通過する度
に、ピンクアップコイル４５にパルスが発生する。各パ
ルスの大きさは、トリガホイール３９の速度の増加に応
じて増加する。コイル４５の一端は、リード線４７を介
してシリコン制御整流器４９のカソードに接続している
。コイル４５の他端は、ダイオード５１とコンデンサ５
３とリード線５Ｔとを介して５ＣＲ４９のゲートに接続
している。コンデンサ５３は、５ＣＲ４９のゲートに電
圧をバイアスする。本発明のタイミング回路１００は、
コンデンサ５３に並列に接続して、トリガパルス間でコ
ンデンサ５３が放電する電圧を制御し、よって５ＣＲ４
９のゲートにかかるバイアスを制御する。５ＣＲ４９の
カソードは、リード線５９を介して５ＣＲ２９のゲート
に接続している。

リード線４７．５７間に接続したダイオード７７は、反
転ゲート状態を維持し、カソード電圧値を低くする。

抵抗６１．６３を有する分圧器は、リード線１９゜２１
間に接続している。コンデンサ６５は、リード線２１に
接続しかつダイオード６７を介して抵抗６１．６３の接
続点に接続している。またコンデンサ６５は、５ＣＲ４
９のアノードに接続している。

ピンクアンプコイル４５にトリガパルスが発生する度に
、５ＣＲ４９はオンになり、コンデンサ６５は５ＣＲ４
９と５ＣＲ２９のゲートとを介して放電し、スパークプ
ラグ１１を点火する。

５ＣＲ４９のゲート−カソード回路においてリード線４
７．５７間に並列接続した抵抗７３とコンデンサ７５は
、５ＣＲ４９のための高周波抑圧用である。

同様に、５ＣＲ２９のゲート−カソード回路においてリ
ード線５９．２９間に並列接続した抵抗７８とコンデン
サ７９は５ＣＲ２９，、のための高周波抑圧用である。

点火回路の動作は次のとおりである。ビックアンプコイ
ル４５に発生した連続パルス間で、ＤＣ電源１３はコン
デンサ６５．２７を十分に充電する。

５ＣＲ４９のゲートが、ピックアンプコイル４５からの
パルスに応じて闇値電圧に到達すると、５ＣＲ４９は導
通しコンデンサ６５が５ＣＲ４９を介して放電し、５Ｃ
Ｒ２９のゲートへパルスを送る。すると５ＣＲ２９は導
通し、コンデンサ２７はトランス３３の第１巻線３５へ
放電する。これにより、第２巻線に高い電圧が誘起され
、スパークプラグ１１の間隙でスパーク放電する。エン
ジンサイクルにおけるスパーク放電のタイミングは、ト
リガパルスの発生時のコンデンサ５３の電圧と電磁パル
ス発生装置１３０からのトリガパルスの大きさにより決
定される。本実施例では、コンデンサ５３の電圧は、ト
リガパルスの大きさと、タイミング回路１００のトラン
ジスタ１２５の抵抗値により決定される。５ＣＲ４９を
導通させる際、トリガパルスは、トリガパルスの大きさ
に相当する電圧までコンデンサ５３を充電し、また、ト
リガパルス間の期間において、コンデンサ５３はトラン
ジスタ１２５の抵抗値により決定される電圧までタイミ
ング回路１００を介して放電する。発生器３０からのト
リガパルスは、そのパルスの大きさが、パルス間の期間
においてコンデンサ５３が放電した後の電圧を越える時
、５ＣＲ４９をオンにする。

タイミング回路１００は、トランジスタ１２５によりコ
ンデンサ５３の放電を制御する。トランジスタ１２５は
、トランジスタ１２０を切換えることにより作動し、エ
ンジン速度の所定レンジにわたって活性領域において（
抵抗として）動作するので、その抵抗値は動作中実質的
には一定ではない。トランジスタの抵抗値が減少すると
、コンデンサ５３は低レベルまで放電し、よって発生器
３ｏがらのトリガパルスは低電圧レベルで５ＣＲ４９に
送られる。これにより、エンジンの運転サイクル中早め
に５ＣＲ４９はオンにトリガされ、タイミングが早まる
。タイミング回路１００は、リード線１４を介して主蓄
積コンデンサ２７により付勢される。動作において、コ
ンデンサ１０Ｂは、点火パルスが生ずるまで所定レベル
まで充電する。主蓄積コンデンサ２Ｔがゼロまで放電す
ると、コンデンサ１０Ｂもまた抵抗１０１とダイオード
１０４を介してゼロまで放電する。ダイオード１０６は
、コンデンサ１０８の逆電圧をたとえば０．５ボルトの
電圧レベルに保持する。主蓄積コンデンサ２７が再充電
ちれると、コンデンサ１０Ｂもまだ再充電される。コン
デンサ１０８が充電している限り、コンデンサ１１Ｇも
充電している。しかし、コンデンサ１０８が所定のレベ
ルに到達すると、トランジスタ１２０はオンになり、コ
ンデンサ１１０は抵抗１１１を介して放電する。一定速
度、すなわち点火パルス間が一定時間の間は、コンデン
サ１１０の電荷は平均電圧レベルにある。

エンジンの速度が増加すると、点火パルス間の時間は減
少する１、シかし、コンデンサ１０Ｂ及びコンデンサ１
１０の充電時間は一定である。コンデンサ１１０の放電
時間が減少することにより、コンデ７ｆ１１０の平均レ
ベルは高レベルとなる。所定速度において、コンデンサ
１１０の平均電圧レベルは高くなり、ツェナーダイオー
ド１１９は導通する。

ツェナーダイオード１１９は、コンデンサ１１０の電圧
がツェナーダイオード１１Ｂの電圧レベル以下に下がる
まで導通する。ツェナーダイオード１１９が導通すると
、ツェナーダイオードに電流が流れトランジスタ１２５
を活性領域において作動させるので、トリガパルスから
の電流のいくらかは、コンデンサ５３をバイアスし、よ
って点火パルスが早い時期に生ずる（タイミングを早め
る）。速度が増加すると、ツェナーダイオード１１９か
らトランジスタ１２５への電流は増加し、トランジスタ
１２５を活性領域に駆動しく抵抗値を低下し）、よって
トリガパルス発生器３９からの電流のバイパス量を多く
して、点火パルスをさらに早めに生じさせる。抵抗１０
３，１１６．１１Ｌ１１２．１１４を変えれば、コンデ
ンサ１１１の充電曲線の傾きが変化し、速度に関連して
タイミングパルスの早め具合も変わるので、所望の曲線
に適合するようにすればよい。１　トランジスタ１２５
のコレクタ回路における抵抗９４は、回路における早め
程度を制限する。抵抗９６、ツェナーダイオード９７　
、９８、ダイオード９５、コンデンサ９９は、コンデン
サ１０８の電圧調整を行なう。タイミング回路１００の
回路素子の数値は次のとおりである。

回路素子の数値抵抗　１０１−ＩＫ　　　　　　ダイオード１０４−Ｉ
Ｎ４００４抵抗　１０３−４．７Ｍ　　　　　ダイオー
ド１０６−ＩＮ４００４抵抗　１１１−６２０Ｋ　　　
　ダイオード　１０９−２４ボルト抵抗　１１２−４７
０Ｋ　　　　ダイオード１１７−ＩＮ４００４抵抗１１
４−４．７Ｍ　　　　　ダイオード１１９−２４ボルト
抵抗　１１６−２Ｍ　　　　　　　）ランジメタ１２０
−ＧＥＳ５８２８コンデンサ１０Ｂ−０，０１ｍｆ　　
　）ランラスタ１２５−ＧＥＳ５８２８コンデンサ１１
０−０．４７ｍｆコンデンサ１１３−０．４９ｍｆ以上のようＫ、本発明を実施例に基づいて説明してきた
が、本発明はこの実施例に限定されるものではなく、様
々に改変できる。

たとえば、抵抗１０３やコンデンサ１０８の値を変化し
て、タイミングを早める動作が生ずる速度を変えること
もできる。すなわち、本実施例で使用した材料は、本発
明の詳細な説明するだめのもので、これらに限定される
ものではない。

４４、図面の簡単な説明第１図は点火装置のブロック図、第２図は本発明の原理
を実施した点火装置の回路図である。

１１・・・・スパークプラグ、２９，４９・・・・５ｅ
Ｒ１３０・・・・電磁パルス発生器、３３・・・・トラ
ンス、３９・・・・トリガホイール、４０・・・・エン
ジン、５ａ・・・・トリガ回路、１００・・・・タイミ
ング回路、１２０，１２５・・・・トランジスタ。

Claims

【特許請求の範囲】（１）少くとも１つのスパークプラグ（１１）と、第１
固体電子スイッチ装置（２９）を含み上記スパークプラ
グ（１１）を点火する装置（１０，５０）と、上記第１
電子スインチ装置を切換え、上記スパークプラグを点火
するトリガ回路（５０）とから成り、上記トリガ回路は
、第２固体電子スイッチ装置（４９）と、エンジンのク
ランクシャフトの速度に時間的な相関で一連の電子トリ
ガパルスを発生しかつ上記第２スイツチ装置（４９）と
上記第１スイツチ装置（２９）を導通するようトリガす
るパルス発生装置（３９）と、第２スイツチ装置（４９
）をバイアスする装置（５３）と、上記バイアス装置の
電圧を自動的に制御する装置とを有し、さらに上記電圧
バイアス装置（５３）と並列に接続したトランジスタ（
１２５）と、抵抗値が実質的に一定値でない動作特性の
活性領域において上記トランジスタを作動する装置とを
有していることを特徴とする内燃機関用点火装置。（２、特許請求の範囲第１項記載の装置において、バイ
アス装置はコンデンサ（５３）から成ることを特徴とす
る点火装置。（３）特許請求の範囲第２項記載の装置において、活性
領域においてトランジスタを作動する装置は、点火装置
からの電気エネルギを受信する装置（１４）と、所定の
エンジンクランクシャフトの速度以上で上記トランジス
タ（１２５）に出力信号を与える装置（１０１〜１１９
）とから成ることを特徴とする点火装置。（４）特許請求の範囲第３項記載の装置において、出力
信号はエンジンのクランクシャフトの速度のＵ数として
変化することを特徴とする点火装置。（５）特許請求の範囲第３項記載の装置において、所定
の電圧レベル以上で出力信号を供給する装置は、トラン
ジスタのベースに直列接続し、上記所定の電圧で導通す
るツェナーダイオード（１１９）から成ることを特徴と
する点火装置。（６）特許請求の範囲第１項ま九は第２項記載の装置に
おいて、トランジスタ（１２５）はバイアス装置（５３
）との間に、装置のスパークタイミングの最大早め程度
を制限するため、直列に抵抗（９４）を接続することを
特徴とする点火装置。