JPH01138370A - 内燃機関用点火制御装置 - 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】 ［産業上の利用分野］ 本発明は内燃機関用点火制御装置に関する。

［従来の技術］ 吸気、圧縮、爆発、排気の各工程を繰り返し行うことに
よってピストンの往復動作から回転力を得る内燃機関に
おいて、特に、爆発工程では圧縮された燃料と空気との
混合気に対して点火プラグから放電を行って着火する従
来技術において、この点火プラグからの放電エネルギは
エンジンの回転数に拘わらず固定されている。

すなわち、エンジンが低速回転あるいは高速回転のいず
れであっても点火プラグの放電エネルギは常時一定とな
るように設定されている。実質的には、点火プラグから
混合気に放電するためにエンジンに直結される交流発電
機の出力側に固定抵抗と固定定数を存するコンデンサと
を接続し、その時定数によって規定される放電エネルギ
を利用している。

第１図に示すように、例えば、２サイクルエンジンにお
いて、エンジンが低速回転の時、破線で示すように放電
エネルギが一定であると、爆発工程におけるエネルギが
大きくなるために、運転者にギクシャクした運転フィー
リングを与えることになる。また、エンジンの回転数を
増大させると、ある回転域では一挙に放電エネルギが下
降する場合がある。これを−船釣に不整燃焼回転域と称
するが、この不整燃焼回転域では点火プラグの失火を伴
う不整燃焼が多々発生し、これに起因する大きなトルク
変動により運転者にとり不快な振動を与えることになる
。゛この場合、前記のように、点火プラグの放電エネル
ギが一定であれば、前記のような不整燃焼を回避するこ
とが列置困難である。

［解決すべき問題点］ 本発明は前記に鑑みなされたものであって、点火プラグ
の放電エネルギを規制する交流発電機とコンデンサとの
間において当該コンデンサの容量および／または充電電
圧を可変として低速時には点火プラグからの放電エネル
ギを小さくし、また、不整燃焼回転域に至った時放電エ
ネルギを小さくして燃焼によるエンジンの大きなトルク
発生を抑制してトルクの変動を可及的に少なくし、これ
によって円滑なしかも乗心地のよい運転走行を可能とす
る内燃機関用点火制御装置を提供することを目的とする
。

［問題点を解決するための手段］ 前記の目的を達成するために、本発明はエンジンの回転
に応じて所定の電圧を発生する交流発電機と、前記交流
発電機の出力側に接続されて充電されるコンデンサと、
当該コンデンサによって点火プラグを放電させるイグニ
ッションコイルと、エンジンの回転状態に応じて前記コ
ンデンサの充電容量を選択する手段とから構成すること
を特徴とする。

［実施例］ 第２図は本発明にかかる点火制御装置のブロック回路図
である。すなわち、交流発電機１からの出力側は図示し
ない定電圧回路を介してスイッチング素子として複数個
並列に接続されたトランジスタ２ａ乃至２ｄのベース端
子に連結されている。前記トランジスタ２ａ乃至２ｄの
コレクタ端子は夫々並列接続されたリレー３８乃至３ｄ
に接続され且つ夫々のリレー３ａ乃至３ｄの出力側はコ
ンデンサ４ａ乃至４ｄに接続されている。当該コンデン
サ４ａ乃至４ｄの夫々は点火プラグ５から所定の放電エ
ネルギを放出するイグニッションコイル６に接続されて
いる。この場合、コンデンサ４ａ乃至４ｄは夫々充電容
量が異なるように選択されている。

一方、交流発電機１の出力側にはサイリスタ７のアノー
ドが接続され、当８亥サイリスタ７のカソード側は接地
されている。サイリスタ７のゲートにはＤ／Ａ変換器８
が接続され、このＤ／Ａ変換器８の入力側にエンジンに
連結されるディストロビュータ９に設けられた爪９ａの
回転によりパルスを発生する回転数検出手段１０が接続
される。実質的に回転数検出手段１０はコイルからなる
。なお、この回転数検出手段１０によって得られるパル
ス信号はマイクロコンピュータ１１のインタラブド用端
子に導入され且つ当該マイクロコンピュータエ１のボー
ト１乃至４からは夫々前記トランジスタ２ａ乃至２ｄの
いずれかを選択的に導通させるための導線を夫々のトラ
ンジスタ２ａ乃至２ｄのベース端子に接続しておく。

この場合、前記マイクロコンピュータ１１にスロットル
弁開度検出機構１２を接続し、このスロットル弁開度検
出機構１２をＡ／Ｄ変換器１３を介してマイクロコンピ
ュータ１１の他のインタラブド端子に接続し、前記スロ
ットル弁開度検出機構１２によって検出されるスロット
ル弁の開度をこのマイクロコンピュータ１１に導入して
その開成角度に応じてトランジスタ２ａ乃至２ｄを選択
的に導通させることも可能である。

次に、前記のように構成される内燃機関用点火制御装置
の作用について説明する。先ず、交流発電機１は主とし
て抵抗と起電力源およびインダクタンスでその構成を近
似させることが可能であり、一方、イグニッションコイ
ルは主として抵抗と自己インダクタンス並びに相互イン
ダクタンスでその構成を近似することが可能である。こ
れらとコンデンサとを組み合わせることである共振特性
が得られる。どの共振特性を利用して放電エネルギ、充
電特性、放電特性を最適状態に選択する。本発明は、こ
のために、前記コンデンサの容量並びに充電電圧を変化
させるという知見に基づく。

そこで、以上のような前提に立訓して、先ず、エンジン
が回転状態にある時、ディストロビュータ９の爪９ａが
エンジンの回転数に応じて°検出手段１０に臨み、この
検出手段１０はその回転数に応じたパルスを発生する。

従って、そのパルスが発生する毎にサイリスタフのゲー
トに点弧信号が送られ当該サイリスタフを導通させる。

一方、前記パルス信号はマイクロコンピュータ１１に導
入され、従って、このマイクロコンピュータ１１では導
入されるパルスの時間間隔Ｔが得られ（第３図、５ＴＰ
Ｉ）、この時間間隔の逆数１／Ｔからエンジン回転数Ｎ
ｅが求められる（同、５ＴＰ２）。この場合、予め、マ
イクロコンピュータ１１には、図示していないが、ステ
ップ３に示すグラフに対応するルックアップテーブルが
設けられている。すなわち、このルックアップテーブル
はエンジン回転数に応じてＣＩから０２に至る放電エネ
ルギを規定するためのデータが収納されている。そこで
、エンジンの回転数Ｎｅによって決定される放電エネル
ギを得るためにその回転数に応じたボート１乃至４が選
択される。例えば、この場合、ボート１は回転数Ｎｅｌ
からＮｅ２に至る放電エネルギを規制するものであり、
ボート２は回転数Ｎｅ２からＮｅ３の放電エネルギを規
定するものであり、ボート３は回転数Ｎｅ３からＮｅ４
に対応する放電エネルギを規定するためのものである。

そこで、例えば、ボート１から出力信号が出されたとす
ると、トランジスタ２ａが導通される。このトランジス
タ２ａの導通によってリレー３ａがその接点を閉じ、交
流発電機１からの電圧はコンデンサ４ａに充電される。

ここで、ディストロビュータ９から次なるパルスがサイ
リスタ７のゲートに入力されると、当該サイリスタ７は
この点弧信号を受けてＯＮとなり、コンデンサ４ａから
放電がなされる。これによってイグニッションコイル６
に０１の点火エネルギが得られる。同様に、そのエンジ
ンの回転数が高くなれば、例えば、トランジスタ４ｂが
選択的に導通され、次なるコンデンサ４ｂに充電され、
このコンデンサ４ｂに充填されたエネルギは次なるサイ
リスタ７の点弧状態が得られることによって比較的大き
な放電エネルギＣ２をイグニッションコイル６に発生さ
せる。

エンジン回転数Ｎｅ３乃至Ｎｅ４の時間間隔においては
コンデンサ４Ｃが選択される。従って、回転数が高いに
も拘わらずイグニッションコイル６からの放電エネルギ
はＣ１となって比較的少ない。すなわち、不整燃焼回転
域では放電エネルギＣＩは少なくなるように設定されて
いる。

再び、エンジン回転数がＮｅ４以降の領域に至ると、次
いでコンデンサ４ｄが選択されてイグニッションコイル
６から再び高い放電エネルギＣ２を発生することが可能
である。

第４図に点火信号と放電エネルギとの関係を示す。この
図から回転数検出手段１０によって得られる信号を基準
にその点火信号の時間間隔に応じて点火プラグの放電エ
ネルギの基礎となるコンデンサの充電時間間隔が異なる
ことが容易に諒解されよう。なお、第２図に示すように
、スロットル弁開度検出機構１２によってスロットル弁
の開度を検出し、これをＡ／Ｄ変換器、すなわち、Ａ／
Ｄコンバータ１３に導入してデジタル信号化し、さらに
、この信号をマイクロコンピュータ１１で処理すること
も可能である。すなわち、スロットル弁の開度によって
マイクロコンピュータ１１のルックアップテーブルから
のデータを選択し、これに基づいてポート１乃至４のい
ずれかを選択し、前記と同様にコンデンサ４ａ乃至４ｄ
のいずれかを選択的に充電させてもよい。すなわち、こ
のスロットル弁の開度θＴＨによってそれが小開度の時
には小さな容量のコンデンサを選択し、また、開度が大
きい時には大きな容量のコンデンサを選択することが可
能である。

第５図に他の実施例を示す。この場合、前記実施例と同
一の構成要素には同一の参照符号を付し詳細な説明を省
略する。

すなわち、この実施例では、コンデンサ２０は単一のも
のを選択すると共に、交流発電機１を構成するコイルか
ら夫々その発生する電圧を異なるようにタップを導出し
、夫々のタップをリレー３ａ乃至３ｄに接続している。

すなわち゛、この実施例によれば、コンデンサ２０の容
量をステップ３に示すエンジン回転数と放電エネルギの
関係を示すグラフの最大容量のものとし、このコンデン
サ２０に充電される電圧をトランジスタ２ａ乃至２ｄの
選択導通作用下に充電するように構成している。従って
、交流発電機１の夫々のタップから得られる電圧が互い
に異なるために、コンデンサ２０に蓄えられるエネルギ
も相違することになり、結局、イグニッションコイル６
から放電されるエネルギを可変とすることが出来る。

［発明の効果］ 以上のように、本発明にルれば、コンデンサの容量を可
変とし、あるいは充電電圧を変化させて放電特性を変え
ることが出来る。しかも、コンデンサの容量若しくは充
電電圧はエイシンの回転数あるいはスロットル弁の開度
によって可変となる。この結果、低速時においてはイグ
ニッションコイルからの放電エネルギを少なくし、従っ
て、エンジンの爆発工程におけるエネルギが小さくなる
ために運転者に低速時でのギクシャクとしたフィーリン
グを与えることが回避される。しかも、不整燃焼回転域
ではルックアップテーブルから読み出されるデータをそ
の放電エネルギが小さ（なるように選択しているために
失火等の事態に至ることを回避出来、円滑な運転感覚が
得られる。全体としては低回転域から高回転域に至るま
で極めてスムーズな運転操作を得ることが可能となり、
エンジンの性能向上に役立つ。さらにまた、従来技術の
ように、運転時のギクシャク感あるいは失火等を回避す
るためにコンデンサの容量を固定しており、このため設
計の自由度がある程度まで制約されてしまう虞があった
が、本発明によれば、かかる設計自由度に対する制約も
存在しない。また、放電エネルギを最適化することが可
能となるために消費する燃料の削減がなされる。

以上、本発明について好適な実施例を挙げて説明したが
、本発明はこの実施例に限定されるものではなく、本発
明の要旨を逸脱しない範囲において種々の改良並びに設
計の変更が可能なことは勿論である。

【図面の簡単な説明】

第１図はエンジン回転数Ｎｅと放電エネルギの相関関係
を示す波形図、 第２図は本発明にかかる点火制御装置のブロック回路図
、 第３図は第２図に示すブロック回路図の説明に供するフ
ローチャート、 第４図は点火信号と放電エネルギとの関係を時間と共に
説明するタイミングチャート、第５図は本発明にかかる
点火制御装置の他の実施例のブロック回路図である。 １・・・交流発電機　　　２ａ〜２ｄ・・・トランジス
タ３ａ〜３ｄ・・・リレー　４ａ〜４ｄ・・・コンデン
サ５・・・点火プラグ　　　６・・・イグニッションコ
イル７・・・サイリスタ　　　８・・・Ｄ／Ａ変換器９
・・・ディストロビュータ　１０・・・回転数検出手段
１１・・・マイクロコンピュータ １２・・・スロットル弁開度検出機構 ２０・・・コンデンサ エンジン回転数Ｎ。

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）エンジンの回転に応じて所定の電圧を発生する交
   流発電機と、前記交流発電機の出力側に接続されて充電
   されるコンデンサと、当該コンデンサによって点火プラ
   グを放電させるイグニッションコイルと、エンジンの回
   転状態に応じて前記コンデンサの充電容量を選択する手
   段とから構成することを特徴とする内燃機関用点火制御
   装置。
2. （２）特許請求の範囲第１項記載の装置において、コン
   デンサの充電容量を選択する手段はエンジンに直結され
   たディストロビュータの回転数を検知する進遅角回路と
   、この進遅角回路で検出されたエンジン回転数にかかる
   信号によって記憶手段から点火プラグの放電エネルギデ
   ータを読み出す手段と、前記読み出された放電エネルギ
   データによって充電容量を変えて前記コンデンサに充電
   を行う充電選択手段とからなる内燃機関用点火制御装置
   。
3. （３）特許請求の範囲第１項記載の装置において、コン
   デンサの充電容量を選択する手段はスロットル弁の開度
   を検出する手段と、この開度検出手段により検出された
   スロットル弁の開度によって記憶手段から点火プラグの
   放電エネルギデータを読み出す手段と、前記読み出され
   た放電エネルギデータによって充電容量を変えてコンデ
   ンサに充電を行う選択手段とからなる内燃機関用点火制
   御装置。