JPS60187762A - 内燃機関用点火装置 - Google Patents

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】 （産業上の利用分野） この発明は、点火プラグにお（プる火花放電エネルギを
増大させるようにした内燃機関用点火装置に関する。

（発明の背景） 点火プラグにおける火花放電エネルギを増大させるよう
にした内燃機関用点火装置としては、従来、例えば特公
昭５４−４０１１号公報に示される如き装置（以下、従
来例装置とする）がある。

この従来例装置は、第１図に示す如き構成となっている
。

同図に示す点火装置は、イグニッションコイル３の一次
側コイルＬ１に、高周波発振器５が接続されており、ブ
レーカ４（ディストリビュータのブレーカ部における接
点）が閉じている間にバッテリ１からイグニッションコ
イル３の一次側コイルＬ１←流されていた電流が、点火
時期にプレーへ 力４が聞かれることによって、急激に遮断される。

この−次側電流の遮断に伴って、イグニッションコイル
３の二次側コイルＬ２には高電圧パルスＶρが発生し、
この高電圧パルスＶｐは、ディストリビュータ（図示路
）にＪ：ってエンジンの各シリンダに取付けられた点火
プラグく図示路）へ分配される。

そして、上記−次側電流の遮断が行なわれるのに伴って
、高周波発振器５が始動し、高周波信号ｆが一次側コイ
ルＬ１に供給される。これによって、上記点火プラグに
供給される高電圧パルス■Ｉ）は、第２図（Ａ＞に示す
如く、高電圧の高周波パルス（図中Ｐ１〜ｐｎで示す）
となる。

このように、１回の燃焼サイクルにおける点火時に、多
数回の放電を行なわせることによって、確実な点火動作
を得ることができ、失火サイクルの発生を防止できる。

なお、第１図中のトランジスタ６は、そのベースに適当
なインバータ回路が接続されており、バッテリ電圧の低
下を補償する動きをするものである。また、スイッチ２
は、イグニッションスイッチ（図示略）がＯＮされるの
に伴ってＯＮになるスイッチである。

しかしながら、上記の如く、１回の燃焼ザイクルにおけ
る１点火時に複数回の連続放電を行なわせる構成とした
場合、１リ−イクル中の火花放電エネルギの総量は、１
サイクル中に１回のみ放電させる場合に比して大となる
が、第２図（Ｂ）に示すように、１回当りの放電エネル
ギは大きくならない。

従って、稀薄混合気や、アルコール等の低セタン化燃料
の燃焼を行なう場合には、点火確率が低下し、エンジン
動作が不安定となる。

（発明の目的） この発明の目的は、点火時の放電エネルギの増大を図る
とともに、より確実な点火を行なうことのできる内燃機
関用点火装置を提供することにある。

（発明の構成） 上記目的を達成するために本発明は、点火プラグの点火
時に、イグニッションコイルの一次側へ高周波電流を供
給する高周波発振手段と、点火プラグの点火時に、前記
イグニッションコイルの二次側出力に高電圧を重畳させ
る高電圧発生手段とを備えることを特徴どするものであ
る。

（実施例の説明） 第３図は、本発明に係る内燃機関用点火装置の一実施例
の構成を示すブロック回路図である。なお、同図におい
て、前記第１図に示した従来例装置と同一構成部分には
同一符号をイ」シてその説明は省略する。

同図に示寸如く、本実施例装置（以下、第１実施例装置
とする）は、前記第１図に示した従来例装置におけるブ
レーカ４の動きを行なうものとして、点火時期制御回路
１０を備え、その他、高圧発生回路１２、高周波発振器
１３等を備えている。

上記点火時期制御回路１０は、クランク角廿ンサ１１か
ら供給されるクランク角信号に基づいて、点火時期をめ
、この点火時期にトランジスタ１４をＯＦＦさＶて、イ
グニッションコイル３の一次側Ｌ１に流れていたバラブ
リ１からの電流を遮ｌｌ７ｉする動作を行なうものであ
る。また、この点火時期制御回路１０は、前部点火時期
に対応して、トリガ信号Ｓ２を高周波発振器１３および
高圧発生回路１２へ供給する。

高周波発振器１３は、前記点火時期制御回路１Ｏから供
給されるトリガ信号ｓ２に応答して、所定時間高周波発
振を行ない、トランジスタ１５を高速でスイッチングさ
せることにより、イグニッションコイル３の一次側Ｌ１
に所定時間高周波電流を流させるものである。

高圧発生回路１２は、前記トリガ信号Ｓ２の到来に応答
して、所定電圧（例えば、−２ＫＶ）の直流高電圧Ｖｍ
を発生し、イグニッションコイル３の二次側Ｌ２に発生
する出力に重畳させるものである。

そして、点火時期に、イグニッションコイル３の二次側
に発生する高圧出力は、ディストリビュータ７によって
各シリンダに取付（）られた点火プラグ８ａ〜８ｄへ分
配される。

上記高圧発生回路１２は、例えば第４図に示す如く、Ｄ
Ｃ−ＤＣコンバータで構成される。同図において、点火
時期にトリガ信号ｓ２が発振器駆動制御回路２１へ入力
されると、所定時間発振器２２をＯＮさせる駆動信号を
発生し、これによって発振器２２が点火時期から所定時
間発振動作を行なう。

上記発振器２２の発振動作に伴って、トランジスタ２５
が高速でスイッチングを行な０、昇圧コイル２３の一次
側に高周波電流を流す。これ１こよって二次側に高周波
の高電圧が発生し、こｔしを整流回路２４によって整流
して直流高電圧Ｖｍとして出力する。

上記点火時！！ｌ」制御回路１０は、例えば第５図【こ
示す如くマイクロコンピュータ（以下、ｃｐｕとする）
３２を中心として構成されており、入出力インターフェ
イス（以下、Ｉｌｏとする）３１、およびＲＯＭ　３３
　′＠を備えている。

そして、」二９己ＣＰＵ３２には、ｌ１０３１を介して
、クランク角ピン′＋１１１からの基準信号Ｓ３（これ
は、４気筒エンジンの場合には、クランク角１８０°毎
に出力される）と、角度信号＄４（これは、４気筒エン
ジンの場合クランク角２゜毎に出力される）とが入力さ
れている。

そして、点火時期制御回路１０の出力動作としては、ｌ
１０３１を介して、トランジスタ１４のＯＮ−’ＯＦＦ
駆動を行ない、イグニッションコイル３の一次側電流の
遮断動作を行なう構成となっている。また、トリガ信号
Ｓ２の出力動作も行なわれる。

前記点火時期の算出は、例えば、前記クランク角センサ
１１からのクランク角信号と、このクランク角信号に基
づいて得られるエンジン運転状態パラメータ（例えば、
エンジン回転速度）とに対応して、各時点における最適
点火時期を予め格納したデータテーブルをＲＯＭ３３内
に設けて、このデフタデ−プルのルックアップによって
める構成どなっている。

上記の如く構成された本実施例装置において、点火時期
ＩＧＮが到来すると、まず点火時期制御回路１０からト
ランジスタ１４をＯＦＦさぜる信号Ｓ１が出力され、イ
グニッションフィル３の一次側電流の遮断が行なわれる
。これに伴って、第６図＜８）の０１で示ず如く、イグ
ニッションコイル３の二次側Ｌ２に高電圧パルスが発生
し、これが点火プラグへ供給されて点火プラグにおいて
火花放電がなされる。

そして、上記点火時期ＩＧＮの到来に伴って、点火時期
制御回路１０からは、更にトリガ信号Ｓ２を高周波発振
器１３および高圧発生回路１２へ供給し、これによって
、高周波発振器１３から発生する高周波信号によって、
イグニッションコイル３の一次側Ｌ１に高周波電流が供
給され、第６図（Ａ＞に示づ゛如く、二次側１．．２に
複数回の高電圧パルスＰ２・・・ｐｎを発生させる。

このとき、高圧発生回路１２からの高電圧出力ｖ１１１
が上記高電圧パルスＰ２〜ｐｎに重畳されることによっ
て、点火プラグにおける放電電流は第６図（Ｂ）に示す
如く連続した波形となり、放電持続時間Ｔａのうち、心
電流（例えば、−４０ｍＡ以上〉となる高エネルギ放電
時間下すが比較的長時間（例えば３〜４ｍ５ｅｃ）持続
されることとなる。これは、第２図（’Ｂ　）で示した
ような従来例装置における放電１回当りの高エネルギ放
電時間（約１〜２ｍ５ｅｃ）に比べて長くなる。

しかも、上記高エネルギ放電時間Ｔｂの間に、前記高周
波発振器１３の働きにより、繰り返し高電圧パルスが発
生することによって、点火プラグにおける放電の途切れ
が生じることを防止でき、高エネルギ放電時間の持続を
確実なものとしている。

このように、本実施例装置においては、各点火時におい
て、その高エネルギ放電時間を長（することによって、
点火確率を増加させ、特に稀薄混合気あるいは低セタン
化燃利の燃焼により機関を運転するものにおいて、確実
な点火動作を行なうことができる。

次に、第７図は、本発明の他の実施例（以下、第２実施
例とする）の構成を示すブロック回路図であり、同図に
おいて、前記第３図に示した第１実施例装置と同一構成
部分には同一符号を”付してその説明は省略する。

第７図に示ず如く、本実施例装置は、前記第１実施例装
置において、高圧発生回路１２を構成する発振器２２を
、高周波発振器１３の発振出力で兼用しようとするもの
である。

ずなわら、第７図において、高周波発振器１６は、点火
時期制御回路１０からのトリカ信月３２の到来に応答し
て、所定時間高周波発振動作を行ない、これによって発
生した高周波信号は、内装された２つの高周波増幅回路
を介して、一方はトランジスタ１５へ、他方は背圧トラ
ンス２３へ供給される構成となっている。

そして、本実施例装置の動作としては、前記第１実施例
装置と同様に、点火時期ＩＧＮの到来によって、点火時
期制御回路１０からトランジスタ１４のＯＦＦ信号Ｓ１
が出ツノされるとともに、トリガ信号Ｓ２が出力され、
高周波発振器１６へ供給される。

これによって、イグニッションコイル３の一次側Ｌ１に
高周波電流が供給されるとともに、二次側Ｌ２の出力に
高電圧出力Ｖｍが重畳される。

このように、本実施例装置においては、イグニッション
コイル３の一次側Ｌ１に高周波電流を供給するための高
周波発振器と、二次側Ｌ２の出ノ〕に高電圧を重畳させ
るための高圧発生回路を構成する発振器とを兼用するこ
とによって、構成部品点数を削減し、かつノイズの発生
源を極ツノ減らすことが可能となる。

次に第８図は、本発明に係る更に他の実施例（以下、第
３実施例とする）の構成を示すブロック回路図であり、
同図において、第３図に示した第１実施例装置と同一構
成部分には同一符号を付してその説明は省略づ゛る。

本実施例装置は、点火時期制御回路１８に発振動作を行
なわせる構成とし、かつ、高圧発生回路を構成する昇圧
コイルとして、イグニッションコイルを兼用した構成と
なっている。

すなわち、点火時期制御回路１８においては、点火時期
ＩＧＮの到来に伴って、第９図に示す如く、所定のデユ
ーティ比で０Ｎ−ＯＦＦする高周波パルス列信号Ｓ７を
出力して、イグニッションコイル１７の一次側Ｌ１に高
周波電流を供給する構成としである。

また、イグニッションコイル１７の二次側には、２つの
二次巻線Ｌ２．Ｌ３が設けられている。従って、−次側
Ｌ１に前記高周波電流が印加されるのに伴って、２つの
二次巻線Ｌ２およびＬ３に高周波の高電圧パルスが発生
し、それらのうち、二次巻線Ｌ３に発生した高電圧高周
波パルスは、整流器２４によって整流されて直流高電圧
となり、Ｌ２に発生Ｊる高周波高電圧パルスに重畳され
ることとなる。

よって、本実施例装置の動作としては、前記各実施例と
同様に１点火時に点火プラグの放電電流を第６図（Ｂ）
に示すような高エネルギ放電時間の長いものとする。

また、本実施例装置においては、高周波発振器や高圧発
生回路用の昇圧トランスを別個に設ける必要がなく、部
品点数や収納スペースの削減を図ることができる。

（発明の効果） 以上詳細に説明したように、本発明に係る内燃機関用点
火装置にあっては、点火時に、点火プラグにおける火花
放電の持続時間および、高エネルギ放電時間を長くし、
かつ高エネルギ放電が途切れることもなく、確実な点火
動作を行なうことができる。これによって、特に、稀薄
混合気やアルコール等の低セタン化燃料の燃焼により機
関を運転するものに対しても、確実な点火動作を行なう
ことができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来の内燃機関用点火装置の構成を示す回路図
、第２図はその点火動作を示す波形図、第３図は本発明
に係る内燃機関用点火装置の一実施例の構成を示すブロ
ック回路図、第４図は同装置の高圧発生回路の構成を示
すブロック回路図、第５図は同装置の点火時期制御回路
の構成を示すブロック図、第６図は同装置の点火動作を
示す波形図、第７図は本発明の他の実施例の構成を示す
ブロック回路図、第８図は本発明の更に他の実施例の構
成を示ずブロック回路図、第９図は同装置の点火時期制
御回路の出力を示す波形図である。 ３．１７・・・・・・イグニッションコイル８ａ〜８ｄ
・・・点火プラグ １０．１８・・・・・・点火時期制御回路１２・・・・
・・・・・・・・・・・高圧発生回路１３．１６・・・
・・・高周波発振器 ２２・・・・・・・・・・・・・・・発振器２３・・・
・・・・・・・・・・・・４圧トランス２４・・・・・
・・・・・・・・・・整流器特Ｗ１出願人 日産自動車株式会社 第１図 第２図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）−次側に流れる電流の遮断に伴って二次側に高電
   圧パルスを発生し、該高電圧パルスを点火プラグへ送出
   するイグニッションコイルと二点火時期に対応して前記
   イグニッションコイルの一次側電流の遮断を行なう点火
   時期制御手段と：前記点火プラグの点火時に、前記イグ
   ニッションコイルの一次側へ高周波電流を供給する高周
   波発振手段と； 前記点火プラグの点火時に、前記イグニッションコイル
   の二次側出力に高電圧を重畳させる高電圧発生手段とを
   具備することを特徴とする内燃機関用点火装置。