JPS6127589B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 発明の技術分野 本発明は、内燃機関の点火装置に関し、更に詳
しくは連続ACタイプのスパーク信号を発生する
ように構成した内燃機関の点火回路に適用できる
装置に関する。

これまで、内燃機関の点火装置については種々
開発がなされて来た。これら従来技術に属するも
のとしては米国特許第3926559号（1975年12月６
目発行）、同第4041912号（1977年８月16日発
行）、同第4112890号（1978年９月12日発行）等が
ある。しかしながらこれら特許は、エンジン条件
に関連する種々の理由から点火スパーク信号を制
御することを示唆しているもの、ACスパーク信
号の時間幅（ゲートされたACスパーク信号の継
続期間）がクランクシヤフトの所定回転角に及ぶ
ように制御されている連続高圧ACスパーク信号
を用いた点火装置を開示するに至つていない。

発明の概要 従つて本発明の目的は自動車のパラメータに依
存してクランクシヤフト回転角度に関係する時間
幅が変わる連続AC高圧タイプのスパーク信号を
使用する制御装置を提供し、これによつて発生ス
パークエネルギーを効率良く使用することにあ
る。

本発明の他の目的は、連続高圧ACスパーク信
号エネルギを使用する点火装置において、該点火
装置が使用されている内燃機関の作動効率を低下
することなくスパークプラグの寿命を長くするた
めに、スパーク信号の時間幅を燃料制御アームに
従つて変えるように制御する制御装置を提供する
にある。

本発明によれば、上記目的はクランクシヤフト
と燃料制御アームを具備した内燃機関用の電子点
火回路を備え、前記電子点火回路が、連続高圧
ACスパーク信号を発生する発振器を形成する中
点タイプ付き一次巻線を持つトランスと、このト
ランスに巻かれ前記発振器の動作を開始、停止さ
せるための制御巻線と、制御整流器からなり前記
スパーク信号の開始、停止を行なう電子スイツチ
手段と、この制御整流器を制御する制御手段とを
有して前記スパーク信号の時間幅を変化させてな
る点火制御装置において、前記制御手段が、前記
クランクシヤフトに対してタイミングが取れた点
火制御パルスを受る入力と前記制御整流器を制御
する出力とを有するトランジスタ回路網を備え、
このトランジスタ回路網が、前記制御整流器をカ
ツトオフし前記クランクシヤフトに対しタイミン
グを取つて前記スパーク信号を開始させる手段
と、前記内燃機関の速度に逆比例した可変時間間
隔の後に前記制御整流器をオンして前記スパーク
信号を停止させる手段と、クランクシヤフトの所
定回転角度に相当する時間幅を前記スパーク信号
に与える回路定数と、これら回路定数のうちの一
つを変えて前記可変時間間隔を制御する時間間隔
制御手段とを備え、この時間間隔制御手段が、可
変抵抗と、前記燃料制御アームに接続して前記可
変抵抗を変化させるカツプリングと、前記可変抵
抗に直列接続されクランクシヤフトの最小回転角
相当の時間幅を定める固定抵抗とを備えてなるこ
とを特徴とする点火制御装置を提供することによ
つて達成される。

本発明の上記及びそれ以外の目的と利点は、本
発明を実施するための最良の形態として示しかつ
述べた以下の説明からより明らかとなろう。

実施例 本発明は、点火装置が連続高圧ACスパーク信
号を発生するタイプである内燃機関用の点火装置
に適用できる。このタイプの点火装置は先登録さ
れた本出願人の有する特許、例えば米国特許第
3820520号（1974年６月28日発行）及び同第
3961613号（1976年６月８日発行）に記載されて
いる。これらの点火装置はスパーク信号の開始と
停止を制御するよう作動する電子スイツチ手段を
有し、このスパーク信号は連続状の高圧ACスパ
ークであり、各シリンダに対して所望の時間にス
パークが発生するよう内燃機関のクランクシヤフ
トに対してタイミングを取つて開始される。

添附図面を参照すると、本図にはトランス１３
の第１次巻線の中点からタツプを出した発振回路
１１が示してある。このトランス１３は矢印で示
すように内燃機関のデイストリビユータに出力端
が接続された第２次巻線１６に高電圧のACスパ
ーク信号を発生する。

上述のようにこのタイプの点火装置の作動につ
いては、先の本出願人の米国特許中に記載されて
いる。すなわちスパーク信号の開始と停止の制御
は、制御巻線１７に接続したダイオードブリツジ
１８とサイリスタ２１によつて行なつている。発
振器１１の動作は、制御巻線１７によつて決定さ
れる電磁条件によつて開始、停止される。発振器
１１が停止されている間制御巻線１７にはDCバ
イアス電流が流れ、これと同時に発振器の負荷と
なると共に発振器を非発振状態に保持するACシ
ヨート回路が制御巻線１７の両端に形成される。
このACシヨート回路はサイリスタ２１によつて
制御され、サイリスタがカツトオフすなわち非導
通状態になると、制御巻線１７の減衰磁界によつ
て発振器１１の動作が瞬時にして確実に附勢され
る。所望のACスパーク信号期間の終了時に、サ
イリスタ２１はもう一度導通状態になり、制御巻
線１７の両端のACシヨート回路によつて発振器
１１に図示されているような負荷が加わる。サイ
リスタが導通している限りシヨート回路はツエナ
ーダイオード２７のみならずダイオードブリツジ
１８およびサイリスタ２１を介して制御巻線１７
上のシヨート回路をホールドするよう作動する。
従つて、サイリスタ２１は、電子スイツチのよう
に作動し、ブレーカ点（図示せず）を設けること
によつて内燃機関のクランクシヤフトにタイミン
グを合わせて制御される。すなわち図示した装置
では、燃料噴射が行なわれるとシリンダごとに制
御信号を発生するように電気回路装置内の燃料噴
射バルブ装置２４を利用することにより内燃機関
とのタイミング制御を行つている。図示した装置
では略図で示す燃料噴射バルブ２４が複数個設け
られている。この燃料噴射信号は、図示した回路
装置を通つてコンパレータ２５へ送られる。

本出願人の係属中の米国特許出願第373322号
（1982年４月30日出願）には、燃料噴射バルブ２
４からの点火制御信号の発生について詳細に述べ
られているが、この方法は本発明に直接関係する
ものではない。コンパレータ２５からの出力信号
は、回路接続線２８及びコンデンサ２９を通つて
ネツトワーク３０の入力端に送られる。ネツトワ
ーク３０は、結合抵抗及びコンデンサ３１を介し
サイリスタ２１の制御エレメント３３に接続され
た出力端を有する。

回路接続線２８およびコンデンサ２９を介して
受信される点火制御パルスは、ネツトワーク３０
内の公知の回路装置を通つて制御エレメント３３
に出力信号を発生し、エレメント３３は所定期間
だけサイリスタ２１をカツトオフする。この期間
中、上述のようにスパーク信号が発生する。次に
この期間の終了時に制御エレメント３３における
出力信号が再びハイレベルへ戻りサイリスタ２１
がもう一度導通されるとスパーク信号は停止す
る。従つて、サイリスタ２１がカツトオフ（すな
わち非導通）される期間は、ネツトワーク３０に
より制御されることになる。

ネツトワーク３０には、コンデンサ２９を通つ
てパルスを受ける入力接続点３４が設けられてい
る。この接続点３４は、トランジスタ３７のベー
ス電極に接続されているので、トランジスタ３７
を制御する。トランジスタ３７は、別のトランジ
スタ３８と並列に接続されている。コンデンサ３
９は、別のトランジスタ４２に信号を送り、トラ
ンジスタ４２は（ネツトワーク３０内の）点４３
を介して別のトランジスタ４４に出力信号を送
る。トランジスタ４４は、回路接続点４７を介し
てサイリスタの制御エレメント３３の信号条件を
決定する。

ネツトワーク３０は、トランジスタ４８も含
む。このトランジスタ４８はコンデンサ３９の一
方に接続された定電流発生回路の素子として接続
され、コンデンサ３９の充電電流を制御する。こ
のことは、コンデンサ３９の左側の極の電荷は時
間に対してリニアに増加し、その最大電圧は、一
対の抵抗５１と５２との比によつてセツトされ
る。

コンデンサ３９の他方の極には、可変抵抗器５
５と固定抵抗器５６が直列に接続されている。従
つて、これら直列抵抗はトランジスタ４２の入力
端にも接続されているので、トランジスタ４２の
非導通状態になつている期間を制御する。すなわ
ち、回路はトランジスタ４２が非導通状態のとき
トランジスタ３８を導通させるようになつてい
る。点火スパーク信号を制御する信号は、点４３
及びトランジスタ４４を通つてサイリスタ２１の
制御エレメント３３に印加される。

図示したネツトワーク３０の回路は、タイミン
グ回路を構成するが、このタイミング回路は内燃
機関のスピード（すなわち、コンパレータ２５を
介して送られる燃料噴射信号からのパルス周波
数）とサイリスタすなわち電子スイツチ２１の制
御エレメント３３に印加される出力すなわち制御
信号の時間幅を逆比例させる。従つて、回路定
数、すなわち抵抗５５及び５６の値を適切に設定
すれば、いかなるエンジンスピードにおいても制
御エレメント３３の制御信号の時間幅がエンジン
のクランクシヤフトの所定回転角度（度）を包含
する（クランクシヤフトが所定角度だけ回転する
のに要する時間間隔まで及ぶ）ように信号の時間
幅を決定できる。換言すれば、入力パルスが高速
になればなるほど制御信号が出力される間の時間
幅は短くなる。従つて低速時の時間幅は長く、一
方高速時の時間幅は短いので、回路定数を適切に
選択すれば、時間幅に包含されるクランク角度は
一定になる。

ネツトワーク３０が制御するクランクの所定回
転角度は可変抵抗器５５の摺動子６０を燃料制御
アーム６１に接続（図中点線６２で示す）するこ
とによつて、変えることができる。このことは、
スパーク信号が印加される間のクランクの回転角
度はエンジンに加わる負荷に関連して調整できる
ことを意味する。すなわち、燃料制御アーム６１
は、ジーゼル式の燃料噴射装置で噴射されるよう
な燃料の量を決定するからであり、大負荷時に
は、低負荷時で必要なクランク回転角度と比較し
てかなり大きなクランク回転角度にわたつてスパ
ーク信号が持続しなければならないからである。

動 作 次に上述の逆比例タイミング回路すなわちネツ
トワーク３０の動作について説明する。まずエン
ジンスピードのみに関連するスパーク信号幅の制
御について述べる。上述したようにスパーク信号
が発生している間の時間幅は、所定クランクの回
転角度を包含するように回路定数によつてエンジ
ンスピードに対し逆比例関係がセツトされる。

スパーク信号がない状態下、すなわち点火スパ
ーク信号回路が発振していない（ACスパークが
発生していない）時を最初にしてネツトワーク３
０の動作を説明する。ネツトワーク３０への入力
すなわちトランジスタ３７は次の状態となつてい
る。この第１トランジスタ３７は、コンデンサ２
９を介して点火制御パルスが受信されないのでオ
フになつている。従つて、トランジスタ３７のベ
ース電極は低電位になつている。第２トランジス
タ４２は導通しており、そのベース電圧は約0.7
ボルトにクランプされている。第３トランジスタ
４４は、オフすなわち非導通であるので、サイリ
スタ２１は導通し、従つて、発振器１１およびス
パーク信号発生装置（トランス１３を介して）は
オフとなるので、スパーク信号は発生しない。

回路接続線２８およびコンデンサ２９を介して
スパーク信号制御パルスが受信されると、第１ト
ランジスタ３７は一瞬オンになり、ベース電極に
制御パルスが受信されると再びオフに復帰する。
トランジスタ３７がオンになると、トランジスタ
４２をオフにし、次にトランジスタ４２はトラン
ジスタ３８をオンにする。これらトランジスタは
交互にオン・オフとなる。換言すれば、トランジ
スタ４２が非導通であれば、トランジスタ３８は
オンで、同時にオフのトランジスタ４２はトラン
ジスタ４４をオンにし、次にこのトランジスタは
サイリスタ２１をオフにするよう作動する。従つ
て、これらがスパーク信号期間の開始条件とな
る。

ネツトワーク３０の逆比例制御は、どれだけの
間サイリスタ２１を非導通にするかを決定し、こ
れはコンデンサ３９とトランジスタ４８によつて
行なわれる。トランジスタ４８はPNPトランジス
タであつて、定電流発生器として作動するように
接続されている。以下タイミング回路の作動につ
いて述べる。トランジスタ４２がオフにされる
と、コンデンサ３９の右側の極は、抵抗５６と５
５を介して電源電圧が充電され、0.7ボルトまで
増加する。この電圧レベルに達すると、トランジ
スタ４２は再度オンとなり、抵抗６５を通る電流
によつてそのコレクタ電圧は低下する。従つて次
のトランジスタ４４はスパーク信号期間の終了時
に再びオフとなり、サイリスタ２１はオンし、ス
パーク信号を停止させる。

トランジスタ４２が再度オンとなることにより
トランジスタ３８がオフとなり、これによつて定
電流発生器（トランジスタ４８を含む）を介して
コンデンサ３９の左側の極が充電される。この充
電電流は定電流であるので、コンデンサ３９の左
側の極の電荷は、時間に対してリニアに増加し、
この最大電圧は抵抗５１と５２の比によつてセツ
トされ、充電の速さは、可変抵抗５５と抵抗５６
の合成抵抗値によつて決定される。

トランジスタ３７を介してコンデンサ３９が充
電されるときにコンデンサ３９の右側の極に発生
する負のパルスの大きさは、コンデンサ３９の左
側の極に印加される電圧の大きさによつて定ま
る。従つて、左側の極の電圧が大きければ、右側
の極の負電圧も大きくなる。次にパルスの大きさ
が小さいと、（上述のように）トランジスタ４２
をオンさせるのに必要な時間は長くなる。又、コ
ンデンサ２９を通して制御信号から得られるパル
スの間隔が長いと、コンデンサ３９の左側の極電
荷は多くなる。従つて、エンジンが高速で回転し
ていると、コンデンサ２９を介して受信されるパ
ルス間の間隔は短くなり、コンデンサ３９の左側
の極の電荷も少なくなる。従つて、回路定数を適
切に決定すれば、エンジンスピードすなわちクラ
ンクシヤフトの回転と逆比例するようにタイミン
グをセツトできる。従つて、スピードレンジにわ
たつてスパーク信号が存在する間所定のクランク
シヤフト回転角度が維持されるよう連続ACスパ
ーク信号時間幅が決定できる。

可変抵抗器５５を調整するように燃料制御アー
ムのカツプリング６２によつて、アーム６１によ
つて決定される負荷に従つてクランク角度に関係
するスパーク信号の時間幅を変えることができ
る。これにより、低負荷時のスパーク信号時間幅
を短くする一方、重負荷時のスパーク信号の時間
幅を充分長くできるという効果が得られる。この
結果スパーク信号発生装置により消費される電力
が節約できるだけでなく、スパークプラグの摩耗
すなわち電極の消耗およびギヤツプの増加が低減
できる。

以上で適用可能な態様に従つて、本発明の特定
の実施例について詳細に説明したが、本発明はこ
れら実施例のみに限定されるものではなく、特許
請求の範囲内で設計変更が可能であることは当然
である。

【図面の簡単な説明】

添附図面は、本発明に係る点火装置の部品を示
す概略回路図である。 １１……発振回路、２１……電子スイツチ、２
４……燃料噴射バルブ、３０……ネツトワーク、
３７……第１トランジスタ、４２……第２トラン
ジスタ、４４……第３トランジスタ、５５……可
変抵抗器、５６……固定抵抗器。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ クランクシヤフトと燃料制御アームを具備し
   た内燃機関用の電子点火回路を備え、前記電子点
   火回路が、連続高圧ACスパーク信号を発生する
   発信器を形成する中点タイプ付き一次巻線を持つ
   トランスと、このトランスに巻かれ前記発振器の
   動作を開始、停止させるための制御巻線と、制御
   整流器からなり前記スパーク信号の開始、停止を
   行なう電子スイツチ手段と、この制御整流器を制
   御する制御手段とを有して前記スパーク信号の時
   間幅を変化させてなる点火制御装置において、前
   記制御手段が、前記クランクシヤフトに対してタ
   イミンが取れた点火制御パルスを受ける入力と前
   記制御整流器を制御する出力とを有するトランジ
   スタ回路網を備え、このトランジスタ回路網が、
   前記制御整流器をカツトオフし前記クランクシヤ
   フトに対しタイミングを取つて前記スパーク信号
   を開始させる手段と、前記内燃機関の速度に逆比
   例した可変時間間隔の後に前記制御整流器をオン
   して前記スパーク信号を停止させる手段と、クラ
   ンクシヤフトの所定回転角度に相当する時間幅を
   前記スパーク信号に与える回路定数と、これら回
   路定数のうちの一つを変えて前記可変時間間隔を
   制御する時間間隔制御手段とを備え、この時間間
   隔制御手段が、可変抵抗と、前記燃料制御アーム
   に接続して前記可変抵抗を変化させるカツプリン
   グと、前記可変抵抗に直列接続されクランクシヤ
   フトの最小回転角相当の時間幅を定める固定抵抗
   とを備えてなることを特徴とする点火制御装置。 ２ 特許請求の範囲第１項において、前記点火制
   御パルスが燃料噴射バルブから発生されることを
   特徴とする点火制御装置。 ３ 特許請求の範囲第２項において、前記トラン
   ジスタ回路網の入力回路が並列接続された一対の
   トランジスタで構成され、第３のトランジスタが
   定電流発生回路の素子として接続されてなること
   を特徴とする点火制御装置。 ４ 特許請求の範囲第３項において、前記トラン
   ジスタ回路網がコンデンサを含み、このコンデン
   サの一端が前記定電流発生回路に、他端が前記回
   路定数に接続されてなることを特徴とする点火制
   御装置。