JPS6149507B2 - - Google Patents

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Publication number
JPS6149507B2
JPS6149507B2 JP4150777A JP4150777A JPS6149507B2 JP S6149507 B2 JPS6149507 B2 JP S6149507B2 JP 4150777 A JP4150777 A JP 4150777A JP 4150777 A JP4150777 A JP 4150777A JP S6149507 B2 JPS6149507 B2 JP S6149507B2
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JP
Japan
Prior art keywords
voltage
high voltage
engine
electric means
discharge
Prior art date
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Expired
Application number
JP4150777A
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English (en)
Other versions
JPS53126439A (en
Inventor
Toshio Shinohara
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Toyota Motor Corp
Original Assignee
Toyota Motor Corp
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Filing date
Publication date
Application filed by Toyota Motor Corp filed Critical Toyota Motor Corp
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Publication of JPS53126439A publication Critical patent/JPS53126439A/ja
Publication of JPS6149507B2 publication Critical patent/JPS6149507B2/ja
Granted legal-status Critical Current

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Classifications

    • 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
    • F02P9/007Control of spark intensity, intensifying, lengthening, suppression by supplementary electrical discharge in the pre-ionised electrode interspace of the sparking plug, e.g. plasma jet ignition

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Plasma & Fusion (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Ignition Installations For Internal Combustion Engines (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、機関用点火装置、特に希薄な燃料−
空気混合気の点火に適した点火装置に関する。
従来の自動車用機関の点火装置においては、機
関的接点または半導体スイツチング素子のオンオ
フにより点火コイルの一次側電流を断続させ、こ
の一次側電流の遮断時誘導により二次側に高電圧
パルスを発生させ、この高電圧パルスを点火プラ
グの放電間隙へ導いて放電を行なわせて、機関の
点火を行なつてきた。
一方排気ガス浄化対策の面から、希薄混合気へ
の点火が必要となり、この混合気の確実な点火の
ため点火エネルギを増大させる方法が一般にとら
れており、その手段として副燃焼室を具備した内
燃機関が最近開発されている。しかしこのような
機関は、副室および副室へ供給する混合気を計量
するための装置を必要とし、構造が複雑となるた
め、価格や保守の面から問題がある。
本発明は、簡単な構成で、希薄な混合気でも確
実に点火できる新しい点火装置を提供するもので
ある。
このため本発明による機関用点火装置は、機関
の回転速度に関係する周波数のパルスを発生する
第1の電気手段、第1の電気手段の出力パルスに
応動して作動し、第1の所定時間高電圧を発生す
る高電圧発生部、高電圧発生部により第1の所定
時間内に高電圧に充電されるコンデンサ、機関の
回転に応動してコンデンサを放電させることによ
り瞬間的な高電圧を発生する第2の電気手段、第
1の電気手段の出力パルスを第2の所定時間遅延
させる遅延手段、遅延手段からの出力から第3の
所定時間低電圧大電流の交流パルスを発生する第
3の電気手段を備える。点火プラグは第2の電気
手段からの印加電圧によつて放電開始し、第3の
電気手段からの印加電圧によつて放電を維持され
る。
次に図面を参照して本発明の実施例を説明す
る。
第1図は、本発明を4サイクル4気筒内燃機関
に適用している実施例である。機関のクランク軸
1には、円板2が取付けられ、円板2は2つのス
リツト3をもつ。円板2の両側には発光ダイオー
ド4およびホトトランジスタ5が配置される。発
光ダイオード4の陰極は接地され、陽極は低抗6
を介して正電圧端子7へ接続されている。ホトト
ランジスタ5において、コレクタは正電圧端子7
へ接続され、エミツタはエミツタ抵抗11を介し
て接地されている。発光ダイオード4からの光が
円板2のスリツト3を介してホトトランジスタ5
へ照射される期間だけ、ホトトランジスタ5は導
通する。ホトトランジスタ5のエミツタ電圧信号
は、単安定マルチバイブレータ12と遅延回路1
3とへ送られる。遅延回路13の出力は単安定マ
ルチバイブレータ14へ送られる。単安定マルチ
バイブレータ14の出力は、2相クロツクパルス
発生器15へ送られる。単安定マルチバイブレー
タ14から高レベルの電圧信号が送られている期
間だけ、2相クロツクパルス発生器15は、f1
周波数でかつ180゜の位相差をもつクロツクパル
スf1a,f1bを出力端子16,17に発生する。
単安定マルチバイブレータ12の出力は、2相ク
ロツクパルス発生器21へ送られる。単安定マル
チバイブレータ12から高レベルの電圧信号が送
られている期間だけ、2相クロツクパルス発生器
21は、f2の周波数でかつ180゜の位相差をもつ
クロツクパルスf2a,f2bを出力端子22,23
に発生する。2相クロツクパルス発生器15の端
子16,17における出力はDC−ACインバータ
24のNPNトランジスタ25,26のベースへ
送られる。トランジスタ25,26のそれぞれの
コレクタは直流電源27の正側端子へ接続され、
それぞれのエミツタは変圧器28の一次巻線31
を介して互いに接続されている。一次巻線31の
中心に位置するタツプは、直流電源27の負側へ
接続されているとともに、接地されている。変圧
器31の二次巻線32の一端は、各気筒に設けら
れている点火プラグ33,34,35,36を介
して配電器37の各セグメントへ接地され、他方
その他端は給合変圧器41の二次巻線42を介し
て配電器37のロータへ接続されている。配電器
37のロータは、クランク軸1の1回転に対して
1/2回転する。二次巻線32に対して並列に高周
波バイパスコンデンサ38が接続されている。2
相クロツクパルス発生器21の端子22,23に
おける出力は、DC−DCコンバータ43のNPNト
ランジスタ44,45のそれぞれのベースへ接続
されている。トランジスタ44,45のそれぞれ
のコレクタとエミツタとの間には、直流電源4
6、および高電圧発生部としての変圧器47の一
次巻線48が接続されている。直流電源46の負
側は接地されている。変圧器47の二次巻線49
の両端は、整流器を構成するダイオード51,5
2を介して抵抗53の一端へ接続され、抵抗53
の他端はコンデンサ54へ接続されている。コン
デンサ54の両端には結合変圧器41の一次巻線
55および同期回転放電断続器56が直列に接続
されている。放電断続器56は、クランク軸1と
ともに回転する十字形のロータ57と、クランク
軸1に対して対称に配置されているサイド電極5
8,59とを有する。ロータ56は、サイド電極
58,59に接触することなく回転する。
第2図のタイミングチヤートを参照して本装置
の作動を説明する。第2図においては、番号に対
応する素子のそれぞれの出力が示されており、ま
た横軸は時間tを表す。また第2図の最も上の横
軸は、点火プラグ33が属する気筒の行程を示し
ている。すなわち、Aは爆発行程、Bは排気行
程、Cは吸入行程、Dは圧縮行程である。
点火プラグ36の放電を開始させる時刻t2より
所定のクランク角度に対応する時間だけ前、すな
わち時刻t1において、発光ダイオード4からの放
射光は、回転板2のスリツト3を介してホトトラ
ンジスタ5へ達する。ホトトランジスタ5は、光
を放射されると導通し、そのエミツタ電圧は高レ
ベルになる。単安定マルチバイブレータ12は、
この高レベル信号により付勢され、時刻t1からパ
ルスT2のパルスを2相クロツクパルス発生器2
1へ送る。2相クロツクパルス発生器21は、周
波数f2でかつ180゜の位相差をもつパルスf2a,f
2bをこの時間T2だけDC−DCコンバータ43へ送
る。パルスf2aおよびf2bによつてトランジスタ
44,45は交互に導通および不導通される。ト
ランジスタ44,45により生成されたパルス
は、変圧器47によつて所定の電圧へ変換された
後、ダイオード51および52を介して整流さ
れ、コンデンサ54を充電する。
ホトトランジスタ5の高レベルのエミツタ電圧
は、遅延回路13へ送られる。遅延回路13は、
このパルスを時刻t2まで遅延させ、時刻t2におい
て単安定マルチバイブレータ14へパルスを送
る。単安定マルチバイブレータ14は、時刻t2
らパルス幅T1のパルスを発生する。2相クロツ
クパルス発生器15は、期間T1だけ、周波数f1
180゜の位相差をもつパルスf1aおよびf1bをDC
−ACインバータ24へ送る。
時刻t2において、同期回転放電断続器55のロ
ータ57とサイド電極58,59との間の間隙距
離が絶縁を維持できない程の値になる。こうして
コンデンサ54の両端に蓄えられていた電荷は同
期回転放電断続器55を介して瞬間的に放電され
る。この放電電流は、結合変圧器41によつて瞬
間的な高電圧に変換されて二次巻線42の両端に
現れる。二次巻線42の両端に現れた瞬間的な高
電圧は、高周波バイパスコンデンサ38を通過
し、点火プラグ33の両電極に印加され、点火プ
ラグ33の放電間隙は絶縁破壊される。
低電圧側の回路を高電圧のサージから保護する
ためには、バイパスコンデンサ38の代わりに、
互いに逆向きに直列接続されたツエナダイオード
61,62(第3図)またはバリスタ63(第4
図)を二次巻線32に対してそれぞれ並列に設け
てもよい。ただし素子のツエナ電圧またはバリス
タ電圧は次のように選択する。
Vl<Vz≪Vh ここでVlはDC−ACインバータ24において発
生する最大電圧、Vzはツエナ電圧またはバリス
タ電圧、Vhは高周波の電圧でである。
時刻t2から所定期間T1だけ、DC−ACインバー
タ24により比較的低周波でかつ低電圧の交流パ
ルスが点火プラグ33の放電電極間に印加され、
点火プラグ33の放電間隙には大きな電流が供給
される。点火プラグ33の放電間隙は、最初の絶
縁破壊によりイオン化された粒子が多量に存在す
るので、二次巻線42からの瞬間的な高電圧が停
止した後も、この低電圧の交流パルスによつて放
電は維持される。DC−ACインバータ24からの
交流パルスは、一時的に零電位になるが、周波数
f1を適当な大きさに選択し、交流パルスの電圧レ
ベルを点火プラグ33のアーク維持電圧より少し
高くすれば、高温になつている電極からの熱電子
放出によつて点火プラグ33の放電は維持され得
る。
同様に時刻t3,t4,t5において、点火プラグ3
4,35,36が火花放電する。
このように本発明によれば、瞬間的に発生する
高電圧と、比較的低周波数でかつ低電圧パルスと
が重畳されている電圧を点火プラグへ供給し、瞬
間的な高電圧により点火プラグの電極間を絶縁破
壊させ、その後は低電圧により放電電極間に高エ
ネルギを供給する。こうして、気筒内の希薄混合
気に対しても確実に点火することができる。
また本発明では、点火プラグに印加する高電圧
の生成には、機関の回転速度に関係する周波数の
パルスを発生する第1の電気手段の出力パルスに
応動して第1の所定時間、高電圧を発生する高電
圧発生部と、この高電圧発生部により第1の所定
時間内に高電圧に充電されるコンデンサと、機関
の回転に応動してコンデンサを放電させることに
より瞬間的な高電圧を発生する第2の電気手段と
が関与する。さらに点火プラグに印加する低電圧
大電流の交流パルスの生成には、第1の電気手段
の出力パルスを第2の所定時間遅延させる遅延手
段と、この遅延手段から第3の所定時間、低電圧
大電流の交流パルスを発生する第3の電気手段と
が関与する。したがつて第1、第2、および第3
の所定時間や交流パルス数を適宜、設定すること
によりそれぞれの機関に最適な高エネルギ点火を
可能にすることができる。
なお実施例では4サイクル4気筒内燃機関につ
いて説明したが、回転板2のスリツト3の個数お
よび同期回転放電断続器56のロータ57の枝数
を適当に選択することにより、他の多気筒内燃機
関にも本発明は利用され得る。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の実施例を示す構成図、第2図
は第1図の装置の作動を説明するタイミングチヤ
ート、第3図および第4図はバイパスコンデンサ
の代わりにツエナダイオードまたはバリスタを用
いた回路図である。 1……クランク軸、5……ホトトランジスタ
(第1の電気手段)、13……遅延回路(遅延手
段)、24……DC−ACインバータ(第3の電気
手段)、33,34,35,36……点火プラ
グ、41……変圧器(第2の電気手段)、47…
…変圧器(高電圧発生部)、54……コンデン
サ、56……同期回転放電断続器(第2の電気手
段)。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 1 機関の回転速度に関係する周波数のパルスを
    発生する第1の電気手段、該第1の電気手段の出
    力パルスに応動して作動し、第1の所定時間高電
    圧を発生する高電圧発生部、該高電圧発生部によ
    り前記第1の所定時間内に高電圧に充電されるコ
    ンデンサ、前記機関の回転に応動して該コンデン
    サを放電させることにより瞬間的な高電圧を発生
    する第2の電気手段、前記第1の電気手段の出力
    パルスを第2の所定時間遅延させる遅延手段、該
    遅延手段からの出力から第3の所定時間低電圧大
    電流の交流パルスを発生する第3の電気手段、お
    よび前記第2の電気手段からの印加電圧によつて
    放電開始されかつ前記第3の電気手段からの印加
    電圧によつて放電を維持される放電間隙を有する
    機関用点火プラグを備えることを特徴とする機関
    用点火装置。
JP4150777A 1977-04-13 1977-04-13 Igniter for engine Granted JPS53126439A (en)

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JPS53126439A JPS53126439A (en) 1978-11-04
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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JP5340431B2 (ja) * 2012-01-27 2013-11-13 三菱電機株式会社 点火装置

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