JPS6045779A - 内燃機関の点火時期制御装置 - 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】 〔発明の技術分野］ この発明は内燃機関の点火時期制御装置の改良に係り、
特に、内燃機関の出力低下を最小限に抑えて騒音低下を
図るように点火時期を設定した遠心進角装置を備えた内
燃機関の点火時期制御装置に関する。

［発明の技術的背景］ 従来、ガソリン機関等では、最良の出力性能燃費を得る
ために、機関の回転速度や負荷に応じて最適点火時期に
点火するように点火時期制御装置が設けられている。

点火時期制御装置のうち、回転速度によって点火時期を
制御する遠心進角装置は、おもりが回転の遠心力によっ
て開く現象を利用して、その変位をカム機構によってタ
イミングレバーに伝達し、回転速度に応じた進角を与え
ている。この進角は全負荷における各回転速度で最大出
力となる点火時期、すなわち最適点火時期となるように
決定されている。

［背景技術の問題点コ ところが、近時、燃費向上のためガソリン機関等におい
ても高圧縮比（具体的には９．０以上）に設計される傾
向にあるが、シリンダ内で混合気が点火され燃焼すると
き、高圧縮比のためガス温度が高く、燃焼速度が早く、
シリンダ内最高圧力が高くなるなめ燃焼にともなう騒音
が大きくなる。

前述の最適点火時期に点火するよう点火制御装置を設定
することと、圧縮比を大きくすることを併用すれば、出
力増大、燃費向上となるが、特にシリンダ内最高圧力は
大きくなり、燃焼騒音が増加し、特に高速回転時に甚し
く、実用上支障を生じることとなる。

このｒＪＪＢばシリンダブロックにアルミニウム合金を
採用した機関では鉄より弾性係数が低いため騒音が大き
く一層深刻な問題である。

また一般に、進角量が大きい場合はピストン上死点では
既に燃焼がかなり進行して高温となっているためシリン
ダ内最高圧力が高くなり、燃焼騒音が大きくなる。

進角量の決定は、全負荷特番回転速度における最適点火
時期（最高出力点）をほぼ通るように設定した遠心進角
装置と、市街地走行時に多用する中低速で中低負荷域に
おける最適点火時期をほぼ通るように設定した真空進角
装置とを合算併用して進角が決定されるが、このように
すると高回転で中低負荷の場合高回転、高負圧のため遠
心進角も真空進角も最大となり合算進角量が最大となり
、前述の理由で燃焼騒音が特に大となる。

このように従来の遠心進角装置と真空進角装置との組合
せによる進角装置では実用燃費向上と騒音低下とは両立
させることができない。

進角制御に電子制御を導入して進角量を自由に決定でき
るようにすれば、この欠点はある程度解決できるが、現
在のところ電子制御進角装置は複雑であり高価である。

［発明の目的］ そこで、この発明の目的は、燃費、動力性能を犠牲にす
ることなく、実用上特に問題となる高速回転時の燃焼騒
音を低下させようとするものである。

［発明の構成］ この目的を達成するために、−この発明は、内燃機関の
点火時期制御装置において、遠心進角装置による点火時
期を、全負荷最大出力回転速度において最大出力点から
の出力低下が４％以内となるように最適点火時期から遅
角側に設定し、前記最大出力回転速度より低速回転側で
は前記遅角量を漸次減少させて最適点火時期に一致させ
、前記最大出力回転速度より高速回転側では前記遅角量
を漸次増加（進角量を漸減）させるように設定した遠心
角装置を備えたことを特徴とする。

［発明の実施例］ 以下図面に基づいて、この発明の詳細な説明する。第１
図は従来の真空進角装置と遠心進角装置を設けた配電器
の進角の分布を機関回転速度と出力（負荷）を横・縦軸
として表わした例である。

この場合、遠心進角については、第２図に示すように機
関を全負荷で運転した場合の各回転速度における最高出
力点を通る線、すなわち第２図の鎖線で示す線、に成る
よう進角量を決定している。

第１図の実線は全負荷出力であり、この線上の進角は第
２図の鎖線で決定する進角とするが、実際の運転状態で
ある部分負荷の場合は真空進角装置が作動して、第１図
に示すようにこれより進角が増加する。

第１図のＢで示す区域は市街地走行時のような中・低速
かつ中・低負荷の区域であり、遠心進角装置はあまり作
動しないが、燃費向上のため真空進角装置を作動させて
適当な進角となるように設定しであるが、第１図へで示
す高速区域では、遠心進角装置も真空進角装置も最大に
作動して大きな進角となり、シリンダ内のガス温度の上
昇のため、燃焼速度が早くなることもあって、前述のと
おり最高圧力が増加するので、燃焼騒音が著しく増加す
る。

この燃焼騒音防止対策として、点火時期を遅らせた場合
を第３図、第４図に示す。第３図の遠心進角特性は従来
と同じとし、真空進角量を変えて、１０モ一ド走行燃費
を測定した結果である。最適点火時期（ＭＢＴ）より点
火時期を遅らせると騒音は低下するが燃費も低下する。

第４図は高速回軸持の遠心進角利用を変えた場合の出力
を示す。

進角量を小さくすることによってやはり騒音は低下する
が出力も低下することがわかる。第５図は第４図に示し
た各進角の機関回転速度に対する遠心進角特性を示す。

次にこの発明の実施例を第６図乃至第９図に示す。第７
図は遠心進角特性を示す。低速で進角量、増速するに従
って進角は増加し、従来のものは破線で示すように約４
５０ＯＲＰＭ以上では進角は一定（３０度）となってい
る。この実施例では高速においては実線で示すように、
例えば４５００ＲＰＭで２８度（点１）　、５０００Ｐ
ＰＭで２６度（点２）　、５５００ＰＰＭで２４度（点
３）というように、高速になるに従い進角量を減少させ
ている。

この遠心進角特性を決定する手順として、第８図に示す
全負荷時の点火時期−出力特性線図において、設計上の
最大出力回転速度（この例では５０００ＰＰＭ）におけ
る出力最高点に対する点火時期（この例では３０度であ
り、この点より進角が増加しても減少しても出力は低下
する。）に対して出力低下があまり生じない点火時期ま
で遅らせた点２（この例では３０度から４度遅らせて２
６度）を設定する。点火時期を遅らせると前述のように
出力が低下するが、綜合的な評価として、４％以内の出
力低下までは許容できるが、それ以上の出力低下では犠
牲が大き過ぎると判断される。

以上のようにして決定した点２　（５０００ＲＰＭに対
して２６度）に連続して低速（この例では４５０００Ｐ
ＰＭ）では前記設定点２より進角側に点１　（この例で
は２８度）を設定し、高速（この例では５５００ＰＰＭ
）では点２より遅角側に点３　（この例では２４度）を
設定する。

このようにして決定した遠心進角特性を機関に適用した
場合、出力がどのようになるかを示すものが第６図であ
る。図において、点１は４５００ＰＰＭにおいて進角２
８度であり、殆ど従来どおりの最高出力点となり、点２
は５０００ＲＰＭにおいて進角２６度で最高出力点の出
力により僅かな出力低下であり、点３は５５００ＰＰＭ
において進角２４度でかなり出力が低下している。

このように、この発明による実施例では、低速から中速
、高速になるまでは従来と同様に最高出力が得られる最
適点火時期に点火し、かなり高速である最高出力回転速
度では僅かな出力低下をきたす程度に進角を抑え、それ
以上の超高速ではさらに進角を抑え、かなりの出力低下
があるが止むを得ないとするものである。このような超
高速部分は実用上使用する機会は殆どなく、この不利は
後述のような過回転防止のような効果もあり、実用上充
分忍べるものであろう。

第９図は、この発明による遠心進角装置と従来の真空進
角装置とを組合せた実施例である。第１図と比較すれば
低・中速では従来と変らず、高速・中低負荷区域Ａで進
角は例えば第１図では５０度から第９図では４４度に変
っていることがわかる。

このように、この発明は実用範囲の燃費・性能を犠牲に
することなく、超高速区域の点火時期の進角を抑え、燃
焼騒音の低下を図ったものである。

この発明による第７図に示ずような遠心進角特性を得る
具体的機構としては、（ａ）機械式、（ｂ）電気式、（
Ｃ）機械式＋電気式の３通りが考えられる。

（ａ）の機械式は最大進角位置に到達する回転数に到達
後それ以上の回転速度で作動するように設定したスプリ
ングを有する遅角ガバナーを使用すれば第７図の特性を
与えることができる。また他の方法として、ウェイトの
ピンが嵌入する窓孔の形状を、高速以上（この例では４
５００ＲＰＭ以上）でウェイトが開くとき遅角となるよ
うに窓孔の形状を形成しておいてもよいことは勿論であ
る。（ｂ）の電気式については配電獄内で機関から得ら
れる点火信号が入力した場合、一定の遅れ時間”ｔ”を
設けることにより、実際の２次側点火電圧を遅らせる様
に設定する。機関のクランク角が移動する時間は回転速
度の増加に逆比例して短くなる。したがって一定の遅れ
時間”ｔ”を設けることにより回転速度が大きくなるほ
ど従来の進角からの遅角量は大きくなる。

（Ｃ）の機械式十電気式はＣａ＞、（ｂ）両方式を併用
する方式である。

［発明の効果］ 以上説明したように、この発明によれば以下のような効
果を得ることができる。

（１）燃費、動力性能を犠牲にすることなく、高速回転
時の点火時期を遅らせることにより、燃焼騒音の低減を
図ることができる。

特に、高圧縮比とした場合は一般に燃焼騒音が大きいも
のであるが、この発明による点火時期制御装置によれば
騒音低減の効果が著しい。

また、アルミニウム合金シリンダブロックを使用した機
関でも騒音が大きいが、この発明の装置によれば騒音低
減の効果が著しい。

（２）この発明によれば、高速回転においては回転速度
が大となるに従い進角は小となるので実用運転時の過回
転による機関の破壊を防止することができる。

（３）この発明によれば設計最大出力回転数を明確に設
定できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来の遠心、真空併用進角装置の回転速度と出
力（負荷）に対する進角量を示すグラフ、第２図は全負
荷における各回転速度に対する点火時期の変化による出
力の変化とその最大点を示すグラフ、第３図は遠心進角
特性は同一とし、真空進角量を変化させた場合の１０モ
ード燃費を測定した結果を示すグラフ、第４図は高速回
転時における遠心進角量を変化させた場合の出力の変化
を示すグラフ、第５図は第４図の場合の遠心進角特性を
示すグラフ、第６図は高速回転時における機関回転速度
に対する全負荷最大出力を遠心進角をパラメータとして
表したグラフ、第７図はこの発明による遠心進角特性（
実線）と従来の特性（点線）を示すグラフ、第８図は回
転速度をパラメータとして点火時期に対する最大出力を
表したグラフ、第９図はこの発明による遠心進角装置と
従来と同様な真空進角装置を設けた内燃機関の回転速度
と出力（負荷）に対する進角の分布を示すグラフである
。 第６図 回転＆（ＲＰＭ）− 第８図 ７弘火吟Ｍ　（ＢＴＤＣ）　− 第７図 ｒｊ：Ｊ転数（ＰＰＭ）　− 第９図 □（ＲＰＭ）−

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、内燃機関の点火時期制御装置において、遠心進角装
   置による点火時期を、全負荷最大出力回転速度において
   は最大出力からの出力低下が４％以内となるように最適
   点火時期から遅角側に設定し、前記最大出力回転速度よ
   り低速回転側では前記遅角量を漸減させて最適点火時期
   に一致させ、前記最大出力回転速度より高速回転側では
   前記遅角量を漸増（進角量を漸減）させるように設定し
   た遠心進角装置を備えたことを特徴とする内燃機関の点
   火時期制御装置。 ２、内燃機関の圧縮比が９．０以上である特許請求の範
   囲第１項記載の点火時期制御装置。 ３、内燃機関のシリンダブロックがアルミニウム合金製
   である特許請求の範囲第１項記載の点火時期制御装置。