JPS59101582A - 内燃機関用点火装置 - Google Patents

内燃機関用点火装置

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JPS59101582A
JPS59101582A JP21056982A JP21056982A JPS59101582A JP S59101582 A JPS59101582 A JP S59101582A JP 21056982 A JP21056982 A JP 21056982A JP 21056982 A JP21056982 A JP 21056982A JP S59101582 A JPS59101582 A JP S59101582A
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converter
ignition
circuit
signal
timing
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JP21056982A
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JPS6156418B2 (ja
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Akio Kawai
昭夫 河合
Masazumi Sone
曽禰 雅純
Yasutake Ishikawa
石川 泰毅
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Nissan Motor Co Ltd
Original Assignee
Nissan Motor Co Ltd
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Publication date
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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
    • F02P9/00Electric spark ignition control, not otherwise provided for
    • F02P9/002Control of spark intensity, intensifying, lengthening, suppression
    • F02P9/005Control of spark intensity, intensifying, lengthening, suppression by weakening or suppression of sparks to limit the engine speed

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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2次
側に点火工羊ルギを注入するDC−DCコンバータを持
つ内燃機関用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号公報等に記載されているようなものがあ
る。
この点火装置は第1図に示すように、八ツf−’)1.
1次側と2次側とが分離された四端子型点火コイル2.
エンジン回転に同期して点火時期を検出する点火時期検
出手段69点火コイル2の1次側の電流を点火時期検出
手段6が点火時期を検出する毎に遮断して点火コイル2
の2次側に高電圧を発生させるためのフルトラ式点火装
置79点火コイル202次側の一端に高電圧出力端を接
続し、バッテリ1の電圧を昇圧するDC−DCコンバー
タ89点火コイル2の2次側に発生する高電圧を各気筒
の点火プラグ5a〜5dに分配するディストリビュータ
6、ディストリビュータ6から点火プラグ58〜5dに
高電圧を供給するハイテンションケーブル48〜4d等
によって構成されている。
なお、DC−DCコンバータ8は、例えば第2図に示す
ような構成となっており、昇圧トランスTに設けられた
帰還巻線12の作用によってパワートランジスタ9,1
0を交互にオン、オフさせて、昇圧トランスTの1次コ
イル11に流れる電流を遮断し、それによって昇圧トラ
ンスTの2次コイル16に高電圧を発生させて、その高
電圧を整流平謂回路14を介して出力するようになって
いる。
そして、その作用は点火時期検出手段6が点火時期を検
出する毎に、フルトラ式点火装置7が点火コイル2の1
次側を流れる電流を遮断すると、点火コイル2の2次側
にマイナス数KVの高電圧が発生して、その高電圧がデ
ィストリビュータ6及びハイテンションケーブル43〜
4dを介して点火プラグ5a〜5dに順次供給されて放
電が開始される。
さらに、バッテリ1の電圧をDC−DCコンバータ8に
よって昇圧して得たマイナス2KV程度の高電圧が、点
火コイル2の2次側を介して点火プラグ58〜5dに供
給されて、放電継続時間が延長され、それによって燃焼
の安定化及び燃費の向上を図ることができる。
しかしながら、このような従来のDC−DCコンバータ
を備えた点火装置は、DC=DCコンバータが常時動作
して、高圧出力を点火コイルの2次側に印加する構成に
なっている。
そのため、I)C−DCコンバータは点火放電がされな
い無負荷時にも高電圧を出力するので、無負荷時でも1
〜2Aの電流が消費される。
また、ディストリビュータのロータ電極とサイド電極と
が点火放電を維持できる限り、DC−DCコンバータか
らエイ・ルギが注入されることによって、長い場合には
20m5eC以上点火放電が継続して、長期間6〜IO
A又はそれ以上の電流が消費される。
そして、このように放電時間が長くなることによる消費
電流の増加によって、メルタ不一タ(発電機)の負荷が
増大して燃費が悪化する。
第6図は、1800 CC4気筒エンジンの750rp
mアイドリンク時の燃料消費と放電時間との関係の実験
結果の一例を示す図である。
この図からも分るように、放電時間が5m5ec程度の
時に最も燃費が良いが、それを越えて長くなると再び燃
費が悪化する。
このように、従来のDC−1)Cコンバータを備えた点
火装置にあっては、DC−DCコンバータが常時動作し
ているために、消費電流が大きくなると共に燃費が悪化
することがあるという問題があった。
この発明は上記の点に鑑みてなされたものであり、上述
のような内燃機関用点火装置における消費電流を成牛す
ると共に、アイドリンク運転時の燃費を向上させること
を目的とする。
そのため、この発明による内燃機関用点火装置は、機関
回転数が予め定めた機関回転数以下で且つ点火時期付近
でのみDC−DCコンバータを動作させるようにしたも
のである。
以下、この発明の実施例を添付図面の第4図以降を参照
して説明する。
第4図は、この発明を実施した内燃機関用点火装置の一
例の要部のみを示す回路図である。
同図において、まずDC−DCコンバータ21について
簡単に説明すると、昇圧トランス22の一次巻線26の
センタタップにバッテリ24からのバッテリ電圧を印加
して、その−次巻線26の両端を、各々エミッタをアー
スに接続したパワートランジスタ25.26のコレクタ
に接続しである。
そして、そのパワートランジスタ25.26の各ベース
をベース電流制限用抵抗27.28を介して、センタタ
ップに抵抗29を介してパンテリ電圧が印加される帰還
巻線30の両端に接続しである。
なお、パワートランジスタ25.26の各ベースは後述
するスイッチング回路65に接続されているが、その詳
細は後述する。
これ等のパワートランジスタ25.26は、帰還巻線6
00作用によって交互にオン・オフして、−次巻線に流
れる電流を断接し、二次巻線61に高電圧が発生する。
この二次巻線31に発生する高電圧は、ダイオ−1Df
L−D4からなる全波整流回路62で全波整流された後
、コンデンサ36で平滑されて図示しない点火コイルの
二次側端子に出力される。
次に、このDC−DCコンバータ21の動作を制御する
コンバータ制御手段について説明する。
このコンバータ制御手段は、DC−DCコンバータ21
のパワートランジスタ25.26をオフ状態又はオン・
オフ可能状態にするスイッチング回路65と、このスイ
ッチング回路35を制御するスイッチング制御回路66
とから構成されている。
まず、スイッチング回路65は、スイッチングトランジ
スタ37.38の各エミッタをアースに接続して、その
各コレクタをDC−DCコンバータ21の各パワートラ
ンジスタ25.26のベースに接続すると共に、このス
イッチングトランジスタ37.38の各ベースに、抵抗
69を介してバッテリ24からのバッテリ電圧又はスイ
ッチング回路66からの動作信号p sをベース電流制
限用抵抗40.41を介して入力してなる。
また、スイッチング制御回路66は、第5図に示すよう
に動作指令回路46と、動作開始タイミング回路44と
、動作時間設定回路45とからなる。
その動作指令回路46は、点火コイル−次側e端子から
の信号P1を入力して、機関回転数が予め定めた回転数
を越えた時に動作指令信号P2を出力する。
ド43Bと、信号P1の入力間隔がΔT、例えば4気筒
機関の回転数200Orpmの時の点火周期15m5e
cを越えると出力レベルが変化しなくなるリトリガブル
ワンショット回路43Cとからなる。
動作開始タイミング回路44は、動作指令回路43から
の動作指令信号P2が入力された時に、点火コイルへ通
電が開始された時からDC−I)Cコンバータ21が動
作を開始するまでの時間のパルス幅のタイミング信号P
3を出力する。
この動作開始タイミング回路44は、例えば第6図に示
すように、リトリガブルワンショット回路43Cからの
停止信号P2の立上りでトリガされて、パルス幅が例え
ば4m5ecのタイミング信号P3を出力する立上りワ
ンショット回路44からなる。
動作時間設定回路45は、動作開始タイミング回路44
からのタイミング信号P3を入力して、予め定めた所定
時間(点火時期付近)だけローレベル゛L″′の動作信
号Psをスイッチング回路65の各スイッチングトラン
ジスタ37. 68に出力する。
この動作時間設定回路45は、例えば第6図に示すよう
に、立上りワンショット回路44からのタイミング信号
P2の立下りでトリガされて、予め定めた所定時間、例
えば通常の点火装置による点火コイルへの通電時間(ド
ウエル角)を5m5ecと仮定して点火時期前1 m5
ecから点火後5m5ecの間、つまり5mcecのパ
ルス幅のハイレベル″’H”の信号を出力する立下りワ
ンショット回路45Aと、この立下りワンショット回路
45Aからの信号を抵抗45nを介して入力し、入力が
“■−ビ′の時にオン状態になって動作48号Psを”
L′(アース)にするトランジスタ45Cとからなる。
なお、点火コイル、フルトラ式点火装置、ディスlピユ
ータ等の通常の点火装置の部分は、第1図と同様である
ので、その説明は省略する。
第7図及び第8図は、この実施例の点火装置の外観を示
す正面図及びその左側面図である。
両図において、この点火装置は、点火コイル。
DC−DCコンバータ21.スイッチング回路65及び
スイッチング制御回路66を一体でモールド成形してな
り、DC−1)Cコンバータ21.スイッチング回路6
5及びスイッチング制御回路66は、DC−DCコンバ
ータ21のパワートランジスタ25.26の放熱器50
の内側に設けてあり、またDC−DCコンバータ21で
発生した高電圧は、ケーブル51を介して点火コイルの
二次側端子に接続しである。
次に、このように構成した実施例の作用について第9図
をも参照して説明する。
まず、第4図のスイッチング制御回路66から動作信号
Psが出力されていない、つまり動作信号Psが′H″
のときには、スイッチング回路65のトランジスタ37
.38の各ベースにバッテリ24からのベース電圧が給
電されてオン状態になつているので、DC−DCコンバ
ータ21の各パワートランジスタ25.26のベースが
接地されて常時オフ状態になり、高電圧を出力しない。
つまり、I)C−DCコンバータ21は動作しない。
この状態で、機関回転数が200Orpm以下、例スイ
ッチング制御回路66の動作指令回路43に入力される
ことによって、動作指令回路46から同図(ロ)に示す
ように信号P1の立下りで立上る動作指令信号P2が出
力される。
それによって、動作開始タイミング回路44は、第9図
←→に示すように停止パルスP2の立上り(時点t1)
で立上がるパルス幅が4m5ecのタイミング信号P3
を出力する。
このタイミング信号P3が立下がった第9図の時点t2
で、動作時間設定回路45は同図に)に示すようにパル
ス幅が5m5ecの動作信号Psをスイッチング回路6
5に出力する。 つまり、第6図のトランジスタ45C
がオン状態になり、動作信号PsがL”になる。
したがって、スイッチング回路65のトランジスタ37
.38のベースが接地されてオフ状態になり、DC−D
Cコンバータ21のパワートランジスタ25.26の各
ベースがアースから切離されてオン・オフ可能状態にな
る。
そのため、DC’−DCコンバータ21が動作して、そ
の昇圧トランス22の二次巻線61に高電圧が発生し、
第9図(ホ)に示すように約−2KVの負の高電圧Vを
点火コイル二次側端子に出力する。
そして、動作時間設定回路45からの動作信号Psが時
点t2から5m5ec経過して再びH′になった時点t
3で、スイッチング回路65のトランジスタ37.38
がオン状態になってDC−DCコンバータ21のパワー
トランジスタ25.26がオン不能状態になる。 つま
り、1)C−DCコンバータ21が動作しなくなる。
次に、機関回転数が200Orpm以下であれば、第9
図の時点t1から15m5ecを越える時間ΔT1が経
過した時点t4で、再び点火コイルの一次側θ端子から
信号P1が入力されることによって、前述と同様にして
、スイッチング制御回路66の動作指令回路46から動
作指令信号P2が出力されて(立上って)、動作開始タ
イミング回路44からタイミングパルスP3が出力され
、その立下り時点t5から時点t6までの開動作時間設
定回路45から動作信号Psが出力されて、DC−DC
コンバータ21が動作して高電圧Vが出力される。
ここで機関回転数が2000 rl)mを越えると、第
9図の時点t4から15m5ec以下の時間ΔT2が経
過した時点t7で、点火コイルの一次側e端子から信号
P1がスイッチング制御回路66の動作指令回路46に
入力される。
しかしながら、この時には動作指令回路46は、第6図
に示すように例えばリトリガブルワンショット回路で構
成しであるので、動作指令信号P2を出力しない、つま
り立上りエツジが生じない。
そのため、第9図(0)に示すように、動作開始タイミ
ング回路44からタイミング信号P3が出力されず4、
動作時間設定回路45から動作信号psが出力されない
ので、スイッチング回路65のトランジスタ37.38
がオン状態のままになって、DC−DCコンバータ21
のパワートランジスタ25.26がオン・オフ不能状態
になる。 つまり、DC−DCコンバータ21が動作し
ない。
このように、この実施例では、機関回転数が200Or
pm以下で、且つ点火時期前1m5ecから点火後5m
5ecの間だけDC−DCコンバータ21が動作して、
消費電流が大幅に減少すると共に、長時間に亘って点火
放電が生ずることがなく、燃費が向上する。
また、点火時期付近、すなわち負荷のかかった状態の時
だけDC−DCコンバータ21が動作して、点火プラグ
に高電圧が印加されるため、無負荷のときに高電圧が印
加されることによって起こる不整放電を防止できる。
さらに、この実施例では、点火コイルとDC−DCCコ
ンパ−タラ−にモールド成形しているので、点火コイル
二次側とDC−DCコンバータを直結することができ、
ハイテンションケーブルを使うことによるエイ・ルギ損
失を減少させることができると共に、高圧発生部が露出
しないので安全性が向」ニする。
なお、実験によると、DC−DCコンバータを使用した
点火装置による燃焼特性効果の改善は、主にアイドリン
ク時に現われ、例えば1800CC4気筒機関では75
0rpmのアイドリンク時の燃費が8〜12%向コーシ
た。
これは、本来アイドリンクの点火時期は10〜2o”B
’f’f)C(上死点前)程度であるが、これを進角さ
せることによって燃費が向上する。  しかし、これ以
北進角させると失火率が増大してアイドリンクが安定を
保てなくなる。
そこで、この発明を実施した点火装置を使用すると、5
0”BTDC程度までアイドリンクが安定を保つことが
でき、大幅に燃費が向上した。
また、アイドル以外でもE G I(、率を大きくした
場合に、同様の効果が得られることも判ったが、特にア
イドリング時の効果が顕著で、道路渋滞や大都市の走行
時に大きく燃費が向上する。
なお、前述したように、放電時間5m5ec程度がアイ
ドリンク時の燃焼改善と消費電力低減の効果が得られる
最適値であり、これは750rpmでクランク角22〜
23°程度であり、燃焼速度が早い高回転でDC−DC
コンバータを動作させる場合にはクランク角を合わせて
時間を設定すればよい。
以上説明したように、この発明によれば、点火装置の消
費電流が減少すると共に、アイドリンク運転時の燃費が
向上する。
【図面の簡単な説明】
第1図及び第2図は、従来の内燃機関用点火装置の一例
を示す構成図及びそのDC−DCコンバータを示す回路
図である。 第6図は、放電時間と燃料消費との関係の一例を示す線
図、 第4図は、この発明を実施した内燃機関用点火装置の一
例の要部を示す回路図、 第5図及び第6図は、そのスイッチング制御回路の詳細
を示すブロック図及びその具体例の一例を示すブロック
図、 第7図及び第8図は、同じく点火装置の外観を示す正面
図及び左側面図、 第9図は、第4図の動作説明に供するタイミングチャー
トである。 21・・・I)C−DCコンバータ 24・・・バッテリ 65・・・スイッチング回路 66・・・スイッチング制御回路 46・・・動作指令回路 44・・動作開始タイミング回路 45・・・動作時間設定回路 第5図 第6図 第7図 !110 第8図

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 1 機関の通常の点火装置に加えて点火コイルの2次側
    に点火エイ・ルギな注入するDC−DCコンバータを備
    えた内燃機関用点火装置において、前記DC−DCコン
    バータを機関回転数が予め定めた機関回転数以下で且つ
    点火時期付近でのみ動作させるコンバータ制御回路を設
    けたことを特徴とする内燃機関用点火装置。
JP21056982A 1982-12-02 1982-12-02 内燃機関用点火装置 Granted JPS59101582A (ja)

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JPS59101582A true JPS59101582A (ja) 1984-06-12
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Cited By (3)

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JPS6073055A (ja) * 1983-09-28 1985-04-25 Hitachi Ltd 重ね放電式点火装置
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