JPH02218870A - 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〕 本発明は内燃機関用の点火装置に係り、特に。

容量放電型の電気回路を備えていて１爆発行程中に２回
以上の火花放電を行わせる多重放電型の内燃機関用点火
装置に関するものである。

〔従来の技術〕

内燃機関の運転性を改善するための方策として。

容量放電を利用して多重放電する技術が種々公知である
。

特開昭５６−５６９７３号公報においては、内燃機関の
１サイクル内で一定回数の火花放電を発生させる構成が
開示されている。

特開昭５８−１４４６６６号公報においては、予め定め
られた特定の運転条件のとき多重放電を行う構成が開示
されている。

特開昭５８−１８５９７９号公報においては、火花放電
回数乃至放電繰返時間の制御を可能ならしめる構成が開
示されている。

特開昭６２−１３５６６９号公報においては、内燃機関
の運転状態に応じて多重放電を行わせる構成が開示され
ている。

〔発明が解決しようとするａ題〕

前記の公知技術においては、内燃機関の運転条件や環境
条件に応じて多重放電状層を制御し、不必要な放電エネ
ルギを節約するという考慮が為されていないため、常に
、当該点火装置の最大点火エネルギで放電が行われ、電
力消費が大きく、点火電極の損耗が速く、大きい点火ノ
イズを発生するという問題が有った。

これを具体的に述べると次の如くである。

エンジンの運転条件の一つとしてスロットル弁の開度に
ついてみれば、スロットル弁が大きく開かれているとき
は１機関が大きい出力を要求され、多量の混合気を吸入
し、爆発させようとしているときであるから大きい点火
エネルギを与えてやる必要が有るが、スロットル弁の開
度が小さいときは上記のように大きい点火エネルギを与
える必要が無い。

しかし、従来技術においては、スロットル弁の開度に応
じた点火エネルギの抑制が行なわれていなかったもので
、スロットル弁開度が小さいときは必要以上の点火エネ
ルギを与えることとなり、電力を浪費し１点火プラグ電
極の早期損耗を招き、大きい点火ノイズを発生するとい
った不具合が有った。

また、吸入空気流量についてみれば、吸入空気流量が大
きいときは燃焼室内に強いスワールが発生して１点火に
よって生じた燃焼火炎が吹き消されるという現象を招く
。しかし、従来技術においては吸入空気流量に応じて多
重放電の状態を制御されなかったので、吹き消火の防止
と点火エネルギの節約とが両立しなかった。

従来一般に、吹き消火を生じ易い運転状態に適した多重
放電を行っているので、吹き消えを生じにくい運転状態
においては必要以上に頻繁な多重放電を行っていた。

運転状態に応じて多重放電を行ったり、単独放電に切り
替えたりする技術は公知（特開昭５８−１４４６６６号
）であるが、これは多重放電と単独放電との２段切替で
あって、多段階乃至無段階の制御は出来なかった。

また、吸気管内圧力についてみれば、吸気管内圧力が上
昇すると圧縮行程末期における気筒内圧力が高くなり、
点火プラグ電極間に火花放電を行わせるための必要電圧
が高くなる。しかし従来技術においては吸気管内圧力に
応じた放電電圧の制御は行われず、一般に最大圧縮圧力
時に適正な放電電圧を点火プラグに印加していた。その
結果、気筒内の圧縮圧力が比較的低い時には過大な放電
電圧を印加して電気エネルギを浪費し、電極を早期に損
耗させ、大きい点火ノイズを発生するといった問題が有
った。

また、火花点火機関内において圧縮着火現象を生じるノ
ッキングの発生は、使用燃料と運転状態とに影響される
。従来技術においては、ノッキングが発生したときは運
転操作によってノッキングを回避せしめるべきものとさ
れ１点火装置の自動調整機能によってノッキングを回避
するということは考えられていなかった。

機関が運転されているとき、その空燃比は燃料系統の自
動制御機能によって適正空燃比に保たれる。しかし、運
転状態の変化などにより、必ずしも常に適正空燃比に保
たれるとは限らない。

従来技術においては、空燃比が適正範囲外となったとき
、点火状態を制御して燃焼状態を改善しようという考え
方は無かった。

機関の各構成機器が破損していないのに回転不整を生じ
るのは、運転操作が適切でなかった場合が多い。従来技
術においては、このような場合。

運転操作によって円滑な運転状態にすべきものとされて
おり、点火状態を自動制御して不整回転の解消、乃至は
軽減を図るという考えは無かった。

また、従来技術では多重放電における火花放電間の時間
的間隔（点弧間隔）を機関の回転速度に拘らず一定にし
ていたので、回転速度が変化すると火花放電の行われる
クランク角位置が変化し、良好な着火状態の維持につい
て問題が有った。

機関の始動の難易は、機関の運転条件の一つとしての機
関の温度（冷却水温で表わされることが多い）、及び１
機関の環境条件としての吸入空気温度によって大きい影
響を受け、低温時には始動が容易でない。

従来技術における低温時始動性の改善は、主として燃料
系統によって混合ガスの混合比を制御して行っている。

また極寒地においては機関の保温も為されている。しか
し１点火状態を制御して低温時始動を容易ならしめるこ
とについては１点火時機を変化させるだけであって、放
電電圧の制御は行われなかった。

このため、低温時始動を考慮して火花放電の放電電圧を
高く設定しておくと、通常走行時には必要以上の高電圧
で放電を行うことになって、電力を浪費し１点火プラグ
の電極を早期に損耗させ、大きい点火ノイズを発生する
。

本発明は上述の事情に鑑みて為されたもので、機関の運
転条件及び環境条件に応じて、自動的に適切な状態で多
重放電を行い得る内燃機関用点火装置を提供することを
目的とする。

〔課題を解決するための手段〕

上記の目的を達成するため、本発明の内燃機関用点火装
置は、１爆発行程中に２回以上の火花放電（多重数１１
りを行う、容量放電型の電気回路を有する点火装置にお
いて１機関の運転条件を検出するセンサ、又は、機関の
環境条件を検出するセンサを設け、かつ、上記センサの
出力信号を入力されて多重放電の放電電圧及び、又は多
重放電における２回以上の火花放電の点弧間隔を算出し
て前記容量放電型電気回路を制御する演算装置を設けた
。

上記の機関の運転条件を検出するセンサについて具体的
に例示すると次の如くである。

スロットル弁の開度を検出する角度センサ、吸入空気流
気流量を検出するエアフローメータ、吸入空気圧力を検
出する圧力センサ。

ノックの有無と程度とを検出するノックセンサ。

空燃比を検出する空燃比センサ、 回転速度を検出するためのクランク角センサ、機関の温
度を検出する温度センサ。

また、前記の機関の環境条件を検出するセンサとしては
、吸入空気温度を検出する温度センサが考えられる。

本発明を実施する際、必ずしも前記のセンサ全部を設け
なくてもよい。また、例えば機関の温度計などのように
従来の装置にも設けられていたセンサは１本発明装置構
成部材として兼用することも可能である。

そして、前記の演算装置は、上記各センサの出力信号の
変化に応じて、放電電圧の算出値、及び点弧間隔の算出
値を次のように変化させる機能を有するものとする。

スロットル弁開度信号が増大すると、放電電圧を上昇さ
せ、点弧間隔を縮める。

吸入空気流量信号が増大すると１点弧間隔を縮める。

吸入空気圧力信号が増大すると、放電電圧を上昇させる
。

ノック信号が増大すると、放電電圧を低下させ。

点弧間隔を広げる。

空燃比信号が適正範囲よりも小さくなると点弧間隔を広
げ、適正範囲よりも増大すると点弧間隔を縮めると共に
放電電圧を上昇させる。

クランク角度信号から回転速度を算出し５回転速度が上
昇すると点弧間隔を縮める。ただし、回転速度が低くて
も、回転速度の脈動が大きいときは点弧間隔を縮める。

吸入空気温度信号が増大すると放電電圧を低下させる。

機関温度信号が所定値以下であるときは放電電圧を上昇
させる。

演算装置には上記の各信号出力が重畳して入力されるの
で、予め優先度を定めておき、適正な放電電圧および適
正な点弧間隔を算出する。

演算装置は、上記の放電電圧算出値および点弧間隔算出
値に基づいて容量放電型電気回路を制御して多重放電を
行わせる。

上記の放電電圧算出値と実際の放電電圧とは必ずしも一
致しない。その理由は１機関の燃焼室内の条件によって
は印加電圧がピークに達しないうちに火花放電が発生し
たりするからである。このため、本発明を実施する際、
実際の放電電圧を前記の演算装置にフィードバックして
次回以降の爆発行程の放電電圧および点弧間隔を補正す
るように構成することが望ましい。

〔作用〕

前記の構成によれば、次記のようにして運転条件や環境
条件に応じた適正な放電電圧および適正な点弧間隔で多
重放電が行われ１点火に消費する電気エネルギを節減し
つつ良好な燃焼が得られる。

スロットル弁の開度が大きいときは１機関に対して大き
い出力が求められている状態であり、燃焼室内へ多量の
燃料と燃焼用空気とが送られる。

この状態においては放電電圧を上昇させ、点弧間隔を縮
めて大きい点火エネルギが与えられるので完全燃焼が可
能となる。

スロットル弁開度が小さいときは１機関に対する出力要
求値が小さい状態であり、燃焼室内へ供給される燃料や
燃焼用空気の量が少ない。この状態においては点火エネ
ルギを減少させて電力消費の節減２点火プラグ電極の損
耗の抑制、及び点大ノイズの減少が図られる。

吸入空気流量が大きいときは燃焼室内のスワールが強く
て吹き消火を生じ易い。このような状態では点弧間隔が
縮められるので、吹き消えを生じても直ちに再点弧され
るので吹き消火の害を最小限に留められる。

吸入空気圧力が大きくなると、圧縮行程の末期における
気筒内圧力が高くなって電気火花が飛びにくくなる。こ
のような状態で放電電圧が上昇されるので安定した火花
放電が行われる。

ノック信号が増大したときは燃焼の開始が激しすぎる状
態である。このような状態では放電電圧を低下させると
共に点弧間隔が広げられるので燃焼の開始が穏やかにな
り、ノッキングが軽減される。

空燃比が適正値よりも小さくなるとノッキングを起こし
易くなるので、前記のノック信号増大時と同様の考え方
で点弧間隔を広げてノッキングの未然防止が図られる。

空燃比が適正値よりも大きくなると着火不完全となり易
いので、このような状態では点弧間隔を縮めると共に放
電電圧を上昇させて完全着火の維持が図られる。

クランク軸が高速で回転していると、例えば上死点前４
０度の時点から上死点前２０度の時点までの時間間隔が
短かくなる。前記の構成によれば回転速度の上昇に伴っ
て点弧間隔が縮まるので、多重放電の２回目以降の火花
放電の時点が１回転速度とが変ったとき、クランク角に
換算すると放電位置の変化が少ない。このため、回転速
度の変動に拘らず良好な着火状態を維持し易い。

また、クランク軸の回転速度の変動が大きいときは、着
火が不安定な状態である。このような状態では、回転速
度の如何に拘らず点弧間隔が縮められるので、時間あた
り点火エネルギが増加され。

安定した着火状態が得られる。

低温時には機関の始動が困難になる。この場合機関自体
の温度が低いことと、吸入空気温度が低いこととの両方
が関係する。

前記の構成によれば１機関温度が低い場合は放電電圧が
上昇するので始動が容易になる。機関温度が上昇するに
伴って放電電圧が低下し、また、吸入空気温度が高くな
ると放電電圧が低下するので、必要以上に大きい点火エ
ネルギの供給が継続されることなく、始動状態から通常
運転状態に移行する。

〔実施例〕

第２図は本発明の内燃機関用点火装置の一実施例に用い
られている容量放電型電気回路を示す回路図である。

１は、内燃機関に搭載された発電機で、この発電機１の
発生電力はトランス２で昇圧され、ダイオード３で整流
されてコンデンサ４に充電される。

内燃機関に搭載されたセンサ類６からの信号に基づいて
、マイクロコンピュータ１０１の演算部１０１ａが多重
放電の放電電圧や点弧間隔などを算出し、トリガ回路１
０１ｂを介してスイッチングトランジスタ５を導通させ
ると、コンデンサ４の放電電流が点火コイル８の１次側
に流れて、２次側に高電圧を誘起して点火プラグ９に火
花放電させる。

ダイオード１０は点火コイル８の１次側と並列に接続さ
れており、放電継続時間を長くするように作用する。

第１図は本発明の内燃機関用点火装置の一実施例を備え
た内燃機関の点火系統図で、第２図に示したセンサ類６
の内容を具体的に実体配線図として描いである。

１０１は点火系統をコントロールするマイクロコンピュ
ータであって、バッテリ１０２によって駆動される。

一方、内燃機関１１６には次記の如く１機関の運転条件
を検出するセンサ類が設けられていて、その出力信号は
上記マイクロコンピュータ１０１に入力される。

ポテンショメータ１０６はスロットル弁１０５の弁軸に
連結されていて、該スロットル弁の開度を検出する。

エアフローメータ１１３はスロットル弁１０５の上流側
に設けられていて、吸入空気流量を検出する。

圧力センサ１１５はスロットル弁１０５の下流側に設け
られていて、吸入空気の圧力を検出する。

クランク角センサ１０４はクランクシャフト１０３に対
向せしめて設置されており、該クランクシャフトの回転
角を検出する。

ノックセンサ１０９は機関の気筒壁近傍に設置されてい
て、燃焼室内で発生する衝撃的な振動の有無およびその
大きさを検出する。

空燃比センサ１１１は機関の排気管１１０に設置され、
混合気の空燃比を検出する。

図示されていないが、従来例の機関には一般に、機関の
温度を検出する温度センサが設けられている。本例は、
従来から設けられていた温度センサを点火装置制御用に
兼用し、その出力信号をマイクロコンピュータ１０１に
入力させる。

更に１機関の環境条件を検出するセンサとして。

吸入空気の温度を検出する温度センサ１１７を吸気管の
入口付近に設置し、その出力信号をマイクロコンピュー
タ１０１に入力させる。

一方、燃料タンク１１８内の燃料は、液浸された燃料ポ
ンプ１１４により圧送され、圧力レギュレータ１１９に
よって一定圧力に調圧され、各気筒ごとに噴射弁１０８
から吸入空気流の中へ噴霧される。

マイクロコンピュータ１０１は、第２図に示した電気回
路にオンボード化されており、前記各センサの出力信号
を入力され、この入力された信号に基づいて１爆発行程
中の複数回の点火の放電電圧及び点弧間隔を制御する。

なお、本例のマイクロコンピュータ１０１は、前記噴射
弁１０８の噴射時間の制御も兼ねている。

第３図は通常の運転条件で定常的に運転されている場合
において、上記マイクロコンピュータ１０１によって制
御された印加電圧波形の１例を示す。本例においては１
爆発行程中に、第１回パルス電圧Ｅ１と第２回パルス電
圧Ｅ２とが印加されている。

第２回パルス電圧Ｅ２は、第１回パルス電圧Ｅ１よりも
低く設定しである。その理由は次の如くである。

第１図の火花放電よって火炎が発生し、伝播すると、電
極付近は高温となってラジカル成分が形成され、火花放
電し易くなる。

このため、第２回の火花放電の印加電圧は第１回に比し
て低くても点弧することが出来る。

こうした事情を勘案して第２回パルス電圧Ｅ２を低目に
しである。これにより、第２回の火花放電における電力
消費が節減され、点火プラグ電極の損耗が抑制され１点
火ノイズの発生が軽減される。

通常の運転条件下で定常的に運転されている場合の印加
電圧を、第４図に示すようにしても良い。

これは、第１回の放電を行わせる時機よりも先行して、
上死点付近までの間に、火花放電を生じない程度（２〜
５Ｋｖ）の予備的な電圧Ｅｐを印加したものである。こ
のように、予め電圧Ｅｐを印加しておくと、点火プラグ
の電極付近がイオン化されて火花放電が発生し易くなる
。

第３図若しくは第４図のように制御された印加電圧は、
第１図に示したディストリビュータ１１２により各気筒
に分配され、点火プラグ１０７に印加される。

本実施例は更に、第１図に示したセンサ類の出力信号の
変化に応じて、マイクロコンピュータ１０１により、放
電電圧および点弧間隔を第１表の如く変化させる。

（第　１　表） 第１表のａ項において、弁開度信号増大に伴って放電電
圧を上昇させると共に点弧間隔を縮める旨を示している
が、これは、弁開度信号の減少に伴って放電電圧を低下
させると共に点弧間隔を広げる意を含んでいる。ｂ−ｄ
項ｔｇ−１項についても、これに準じた表示である。

次に、第１表に示した各項目について説明する。

（ａ項）スロットル弁１０５が開かれると、弁角度セン
サとして設けたポテンショメータ１０６の開度信号が増
大する。

この状態は機関が大きい出力を要求されているのである
から、燃料噴射弁１０８は多量の燃料を噴射し、濃い目
の混合気が気筒内に吸入される。この混合気に点火して
確実に火炎を発生させるため。

マイクロコンピュータ１０１は放電電圧を上昇させ。

点弧間隔を縮めて大きい点火エネルギを与える。

これにより、機関の出力上昇に応じて強力な着火が行わ
れる。

（ｂ項）吸入空気流量が増大するとエアフローメータ１
１３の吸入空気流量信号が増大する。

この状態では、気筒内の燃焼室で強いスワールが発生し
て吹き消えを起こし易くなる。

第５図は吹き消え現象とその対策の説明図である。

第５図（ｂ）に示した横軸は時間ｔを表わしており１時
刻１．は第１回の点火時機（例えば圧縮路りの上死点前
３５度）である。この時刻切に、第１回点火パルス電圧
Ｐ蓋を印加すると第１回火花放ＴＲＳ　Ｉが行われ、火
炎が発生する。

ところが、次の瞬間に、発生した火炎Ｆがスワールによ
って吹き消され、吹き消えが発生する。

そこで時刻ｔ２に第２回点火パルス電圧Ｐ２を印加して
第２回火花放電Ｓ２を行わせると再着火される。

上記の時刻ｊｌｙ　ｊ２間の時間間隔（点弧間隔）は、
一般に５０〜１００μＳが適正範囲であるが、吹き消え
を起こし易い条件下においては短か目が良い。

また、吹き消えの虞れの無い条件下においては長くした
方が消費電力を節減できる。

エアフローメータ１１３の流入空気流量信号が増大した
ときは強いスワールが発生しているものと推定される。

この状態ではマイクロコンピュータｌｏｔが点弧間隔を
縮めるので吹き消火を生じてもすぐに再点弧さ九、吹き
消えの害が軽減される。

（０項）スロットル弁１０５の下流側における吸入空気
圧力はスロットル弁開度や機関回転速度や、エアクリー
ナ（図示せず）の通気抵抗などの影響を受けて変化する
６そして、この吸入空気圧力が高いと圧縮行程末期の気
筒内圧力が高くなり、火花放電を行わせるに必要な電圧
が高くなる。

本実施例においては、吸入空気圧力信号が増大するとマ
イクロコンピュータ１０１が放電電圧を上昇させて確実
に火花放電を行わせる。

また、吸入空気圧力が低くて火花放電を生じ易いときは
放電電圧を下げる。これにより電力消費が節減され１点
火プラグ電極の損耗が抑制され。

点火ノイズの発生が軽減される。

（ｄ項）火花放電によって発生した火炎が燃焼室内を伝
播してゆく期間内に、気筒内圧力は急激に上昇する。こ
のとき、燃料の種類や混合比、燃焼室内温度などの条件
によって火炎の伝播を待たずに混合気の一部が圧縮着火
を生じてノッキングを起こす。

本実施例においては、ノッキングの発生をノックセンサ
１０９で検出し、ノック信号が増大するとマイクロコン
ピュータｌｏｔが放電電圧を低下させるとともに点弧間
隔を広げて、点火エネルギを減少させる。これにより、
燃焼火炎の発生、伝播が穏やかになり、ノッキングが軽
減される。

（ｅ、ｆ項）燃焼室に吸入される混合気の空燃比には適
正範囲があり、適正範囲よりも小さくなるとノッキング
を生じ易く、適正範囲よりも大きくなると着火不全を生
じ易い。

本例においては空燃比信号が適正範囲よりも小さくなっ
たとき、未だノックセンサ１０９がノッキングを検出し
ていなくても、マイクロコンピュータ１０１が点弧間隔
を広くしてノッキング発生を未然に防止する。

また、空燃比信号が適正範囲よりも大きくなると、マイ
クロコンピュータは放電電圧を上げるとともに点弧間隔
を縮めて大きい点火エネルギを与え、燃焼火炎の発生を
助けて着火不全を防止する。

（ｇ項）クランク軸１０３の回転角はクランク角センサ
１０４によって検出されマイクロコンピュータ１０１に
入力される。該マイクロコンピュータ１０１はクランク
角信号に基づいて回転速度を検出し、回転速度が上昇す
ると点弧間隔を縮める。

第６図は回転速度と点弧間隔との間の説明図であって、
（ａ）図は回転速度の低い状態の電圧波形を、（ｂ）図
は回転速度の高い状態の電圧波形を、それぞれ示してい
る。上記（ａ）　、　（ｂ）両図の時間軸は同じ目盛寸
法を用いである。

いま、（ａ）図の回転速度に比して（ｂ）図の回転速度
は２倍であるとする。

そして、（ａ）図の場合の点弧間隔Ｗａに比して（ｂ）
図の場合の点弧間隔ｗｂを１／２にしたとする。

第１回パルス電圧から第２回パルス電圧までの間にクラ
ンク角が回転した角度を考えると、（ｂ）図においては
、（ａ）図に比して点弧間隔は１／２であるが１回転速
度は２倍である。このため、２回の多重点火の間のクラ
ンク角の進角は、（ａ）図の場合、（ｂ）図の場合とも
等しい。

本実施例においては、クランク軸の回転速度が上昇する
とマイクロコンピュータが点弧間隔を縮めるので、多重
放電における２回目以降の点弧時期を、クランク角を尺
度として見た場合に略一定に保つことが出来る。このた
め、広い回転速度域において良好な着火状態を確保し易
い。

（ｈ項）前記のようにして算出されたクランク軸の回転
速度の脈動が大きい場合は、構成部材の機械的な破損や
燃料噴射系の故障である場合を除き、燃焼状態に何らか
の異常が発生しているものと推定される。このような状
態（脈動大）になるとマイクロコンピュータ１０１は点
弧間隔を縮める。

脈動の発生原因が着火不安定である場合、点弧間隔の短
縮により時間あたり点火エネルギが大きくなって着火が
安定状態に近づき、脈動が軽減される。

（ＩＴＪ項）機関が正常に運転されているときは、外気
温の高低に拘わりなく概ね一定の機関温度が保たれてい
る。しかし１機関を始動した直後の機関温度は外気温の
影響を受け、一般に定常運転状態よりも低温であって混
合気への着火が困難である。

また、吸入空気温度が低いときも混合気への着火が困難
である。

本例においては、吸入空気温度が低いとき、及び機関温
度が低いときはマイクロコンピュータ１０１が放電電圧
を上昇させて着火を容易ならしめる。

始動の後、暖機運転を終えて通常運転状態になると着火
は容易になる。一般に、通常運転時における放電電圧は
始動時の放電電圧の約１／２で足りる。

このため、機関温度が上昇するとマイクロコンピュータ
１０１は放電電圧を下げ、電力の節減２点火プラグ電極
の損耗軽減２点火ノイズの減少を図る。

以上は、本実施例の装置におけるセンサ類の信号出力の
変化に応じた放電電圧及び点弧間隔の制御方法について
述べたのであるが、ここに言う放電電圧は点火プラグに
印加する供給電圧の意であって、火花放電電圧の実測値
とは必ずしも一致しない。

特に、多重放電における２回目以降の放電電圧の実測値
は、第１回放電の結果としての燃焼火炎の発生状態によ
って変化する。

この現象を利用し、第２回目以降の放電電圧を実測して
燃焼状態を推定することが出来る。

さらに、推定された燃焼状態に応じて１次のサイクルに
おける火花条件を補正すると１次サイクルにおける着火
状態を改良することが出来る。

次に、第７図及び第８図を順次に参照しつつ。

第１回の火炎放電による燃焼火炎の発生状態が第２回以
降の火炎放電のパルス電圧実測値に及ぼす影響、並びに
、第２回以降のパルス電圧実測値から燃焼状態を推定す
る方法について説明する。

第７図（ａ）は、第１回の火花放電で着火（燃焼火炎の
発生）に成功した場合の電圧波形（実測値）の１例を示
す。

ｅｌは第１回パルス電圧の実測波形、ｅｌは第２回パル
ス電圧の実測波形であって、先に述べた印加電圧の波形
とは必ずしも一致しない。

第１回の火花放電で着火に成功すると１点火プラグの電
極付近が高温になり、電極周辺にラジカル成分が形成さ
れて火花放電し易くなる。このため、第１回パルス電圧
実測波形ｅ−に比して第２回パルス電圧実測波形ｅ２は
波高が低く（放電電圧が低く）なる。

第７図（ｂ）は第１回の火花放電で着火しなかった場合
である。この場合は電極周辺にラジカル成分が形成され
ないので火花放電し易くならない。

その上、第１回火花放電の時機ｔ１に比して第２回火花
放電の時機ｔ２は圧縮行程綿りの上死点に近づき、気筒
内圧力が高くなっているので火花放電しにくくなってい
る。このため、第１回パルス電圧実測波形　、／に比し
て第２回パルス電圧実測波形０２′は波高が高く（放電
電圧が高く）なっている。

上記のような現象が発生するので、放電電圧を実測して
、多重放電の第２回パルス電圧実測値が第１回パルス電
圧実測値よりも高ければ、第１回の火花放電による着火
が失敗したものと推定される。

第１回の火花放電による着火が失敗したときは、第２回
の火花放電で着火しなければならないので第２回の火花
放電時機を第１回火花放電時機に接近させることが望ま
しい。

このため、第２回放電電圧実測値が第１回火花放電実測
値よりも高かったときは、これをマイクロコンピュータ
１０１にフィードバックして１次サイクルの火花放電電
圧を上昇させ１点弧間隔を縮めて、点火エネルギを増大
させる。これにより。

次サイクルにおける第１回火花放電による着火の成功率
が上昇するとともに、第１回の火花放電による着火失敗
を直ちに第２回火花放電でカバーすることが出来る。

第８図は、１回の爆発行程中に３回の多重放電を行った
場合の電圧波形実測値の一例であり、本例においては第
３回のパルス電圧が上死点とほぼ一致するように制御さ
れている。

第１回の火花放電で着火に成功した場合、正常な燃焼状
態であれば点火プラグの電極付近で発生した火炎が燃焼
室内全部に伝播してゆく。従って、上死点時機において
は点火プラグ電極が燃焼ガスに包まれている。

このため、上死点付近で第３回のパルス電圧を印加した
とき短絡現象を生じ、実際の放電電圧は印加電圧よりも
低くなる。すなわち、第３回パルス電圧波形０３′の波
高が低くなる。

これに比して、ノッキングを生じたときは、点火プラグ
以外の個所で火炎が発生し、未燃焼ガスの１部が点火プ
ラグ付近に吹き戻される。このため前述の短絡現象が軽
微となり、実際の放電電圧が比較的高くなる。

上記の短絡現象とノッキングとの関係を利用して、多重
放電を行わせる際、例えば第３回の火花放電時機が上死
点付近となるように制御するとともに該第３回の放ｆｌ
！電圧を実測し、その放電電圧実測値からノッキングの
発生有無推定することが出来る。このようにしてノッキ
ングの発生が推定されたときは、これをマイクロコンピ
ュータ１０１にフィードバックして、次のサイクルにお
ける多重放電の放電電圧を低下させるとともに点弧間隔
を広げると、ノッキングの軽減に有効である。

〔発明の効果〕

以上説明したように、本発明の内燃機関用点火装置は、
容量放電型電気回路を有する多重放電型内燃機関用点火
装置において機関の運転条件を検出するセンサ及び機関
の環境条件を検出するセンサを設け、かつ、上記センサ
の出力信号に基づいて多重放電の放電電圧及び、又は点
弧間隔を算出して前記容量放電型電気回路を制御する演
算装置を設けたので、前記のセンサによって燃焼状態に
関係する物理量を検出し、これに基づいて適正な放電電
圧、適正な点弧間隔で多重放電を行わせて良好な着火（
燃焼火炎の発生と伝播）が得られる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の内燃機関用点火装置の一実施例を示す
系統図である。 第２図は上記実施例における容量放電型電気回路の配線
図である。 第３図及び第４図はそれぞれ上記実施例における印加電
圧波形の１例を・示す図表である。 第５図は吹き消え現象の説明図である。 第６図は、回転速度と点弧間隔との関係を説明するため
の図表である。 第７図及び第８図はそれぞれ第１回放電の結果が第２回
放電の電圧に及ぼす影響を説明するための図表である。 １・・・発電機、２・・・トランス、３・・・ダイオー
ド、４・・・コンデンサ、８・・・点火コイル、９・・
・点火プラグ、１０１・・・マイクロコンピュータ、１
０２・・・バッテリ、１０３・・・クランク軸、　１０
４・・・クランク角センサ、１０５・・・スロットル弁
、１０６・・・ポテンショメータ、１０７・・・点火プ
ラグ、１０８・・・燃料噴射弁、１０９・・・ノックセ
ンサ、１１０・・・排気管、１１１・・・空燃比センサ
、１１２・・・ディストリビュータ、１１３・・・エア
フローメータ、１１４・・・燃料ポンプ、１１５・・・
圧力センサ、１１６・・・内燃機関、１１７・・・温度
センサ。 代理人弁理士　　秋　　本　　正　　実第 図 第 図 （ａ） （ｂ） 第 図 （ａ） （ｂ） 第 図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、容量放電型の電気回路を有し、１爆発行程中に２回
   以上の火花放電を行う多重放電型内燃機関用点火装置に
   おいて、機関の運転条件を検出するセンサ又は機関の環
   境条件を検出するセンサを設け、かつ、上記センサの出
   力信号を入力されて１爆発行程中の各火花放電の放電電
   圧および各火花放電の時間的間隔の少なくとも何れか一
   方を算出して前記容量放電型の電気回路を制御する演算
   装置を設けたことを特徴とする内燃機関用点火装置。 ２、前記の機関の運転条件を検出するセンサはスロット
   ル弁の開度を検出するセンサを含み、かつ、前記の演算
   装置はスロットルバルブ開度信号が増大すると、火花放
   電の時間的間隔を短縮させる演算及び火花放電電圧を上
   昇させる演算の少なくとも何れか一方を行うものである
   ことを特徴とする請求項１に記載の内燃機関用点火装置
   。 ３、前記の機関の運転条件を検出するセンサは吸入空気
   の流量を検出するセンサを含み、かつ、前記の演算装置
   は吸入空気流量信号が増大すると、火花放電の時間的間
   隔を短縮させる演算を行うものであることを特徴とする
   請求項１に記載の内燃機関用点火装置。 ４、前記の機関の運転条件を検出するセンサは、スロッ
   トル弁の下流側の吸入空気圧力を検出する圧力センサを
   含み、かつ、前記の演算装置は吸入空気圧力信号が増大
   すると火花放電電圧を上昇させる演算を行うものである
   ことを特徴とする請求項１に記載の内燃機関用点火装置
   。 ５、前記の機関の運転条件を検出するセンサはノックセ
   ンサを含み、かつ、前記の演算装置はノック信号が増大
   すると、火花放電の時間的間隔を延長させる演算及び火
   花放電電圧を低下させる演算の少なくとも何れか一方を
   行うものであることを特徴とする請求項１に記載の内燃
   機関用点火装置。 ６、前記の機関の運転条件を検出するセンサは空燃比セ
   ンサを含み、かつ、前記の演算装置は空燃比信号が適正
   値よりも減少すると火花放電の時間的間隔を延長させる
   演算を行い、空燃比信号が適正値よりも増大すると火花
   放電の時間的間隔を短縮する演算を行うものであること
   を特徴とする請求項１に記載の内燃機関用点火装置。 ７、前記の機関の運転条件を検出するセンサはクランク
   角センサを含み、かつ、前記の演算装置はクランク角信
   号により回転速度を算出して、該回転速度の変動が増大
   すると火花放電の時間的間隔を短縮する演算を行うもの
   であることを特徴とする請求項１に記載の内燃機関用点
   火装置。 ８、前記の機関の運転条件を検出するセンサは、機関の
   温度を検出する温度センサを含み、前記の演算装置は機
   関温度信号が適正値であるとき火花放電電圧を上昇させ
   る演算を行うものであることを特徴とする請求項１に記
   載の内燃機関用点火装置。 ９、前記の機関の環境条件を検出するセンサは、吸入空
   気の温度を検出する温度センサであり、前記の演算装置
   は吸入空気温度信号が増大すると火花放電電圧を低下さ
   せる演算を行うものであることを特徴とする請求項１に
   記載の内燃機関用点火装置。 １０、前記の演算装置は、前記２回以上の火花放電中の
   少なくとも２回目以降の火花放電電圧の実測値をフィー
   ドバックされて、次回爆発行程の火花放電の放電電圧お
   よび火花放電の時間的間隔の少なくとも何れか一方を補
   正する機能を有するものであることを特徴とする、請求
   項１に記載の内燃機関用点火装置。