JPH04112969A - 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、点火制御装置に係り、とくに、同一シリンダ
内に２個の点火プラグが設けられた多気筒エンジン用と
して好適な点火制御装置に関する。

〔背景技術〕

従来より、第７図に示すように、同一のシリンダ５０内
に２個の点火プラグ５２．５２が設けられたいわゆるダ
ブル・プラグ方式のエンジンが考案されている。このダ
ブルプラグ方式では、点火プラグ５２．５２が、図示の
如く燃焼室６０の中心に対してほぼ対象に、且つ各点火
プラグが中心に対して偏った位置に配置されているのが
一般的である。この第７図において、符号６１はピスト
ンを示す。

かかるダブルプラグ方式は、燃焼室内の混合気の完全燃
焼を図るべく考案されたもので、一般に、１個の点火プ
ラグが受は持つ燃焼伝播距離が小さくなり、燃焼時間が
短くなることから、ノンキングに対して有利であり、大
型船外機等の熱負荷の大きなエンジンに比較的多く採用
されている。

第８図には、このダブル・プラグ方式の６気筒２サイク
ルエンジンにおける点火コイルと点火プラグとの一般的
な結線例が示されている。この第８図において、各シリ
ンダ５０内には、２極同時点火コイル５１の両端に接続
された各２本の点火プラグ５２．５２が接続されている
。この場合、各シリンダ５０内に配置された２本の点火
プラグ５２．５２は同時に点火される構造となっている
。

このため、低負荷、低速部で燃焼の安定性が何よりも要
求される場合には、特に２サイクルエンジンの場合には
元々不整燃焼がある為、大幅に遅角することによって燃
焼の安定化を図る必要があった。即ち、遅角することに
よって、燃焼速度を遅らせ、爆発圧力を下げ、着火しな
かった時と着火した時の差を小さくし、これにより燃焼
の安定化を図るのである。

〔発明が解決しようとする課題〕

上述したように、従来のダブル・プラグ方式は、燃焼時
間が短くなるため、ノッキング等の異常燃焼を防ぐのに
は適するが、この反面、燃焼の安定性を確保するために
はシングル・プラグ方式に比べてより大きな遅角幅を設
ける必要があった。しかしながら、進角機構によっては
、この点火時期の進角−遅角幅の設定に限度があり、か
かる場合要求通りの点火時期制御を行うことが困難であ
ることから、低速時の不整燃焼を防止できないという不
都合があった。

［発明の目的］ 本発明の目的は、かかる従来例の有する不都合を改善し
、高速時のノンキング等の異常燃焼を防止し得るととも
に低速時の不整燃焼をも防止し得る点火制御装置を提供
することにある。

（課題を解決するための手段〕 本発明は、点火タイミング信号を出力する点火タイミン
グ信号出力手段と、少なくとも２本の２極同時点火コイ
ルに接続された各２本の点火プラグと、前記点火タイミ
ング信号出力手段からの出力信号を受け、スロットル開
度、クランク角に応じて前記各点火プラグの点火時期を
決定して点火時期制御を行う制御部とを備えている。こ
の内、各２極同時点火コイルに接続された各２本の点火
プラグが、それぞれ異なるシリンダ内に且つ当該各シリ
ンダ内に各々２本配置されている。そして、制御部が、
同一シリンダ内の点火プラグの点火モードを、エンジン
回転数が第１の設定回転数以上になった場合にダブル点
火モードに、エンジン回転数が第２の設定回転数以下に
なった場合にはシングル点火モードにそれぞれ設定する
点火モード切り換え機能を有しているという構成を採っ
ている。これによって前述した目的を達成しようとする
ものである。

〔実施例〕

以下、本発明の一実施例を第１図ないし第６図に基づい
て説明する。

ここで、前述した従来例と同等の構成部分については同
一の符号を用いるものとする。また、この実施例は、６
気筒２サイクルエンジンについてのものである。

この実施例は、第１図に示すように、マグネトのロータ
１の回転を６０’おきに検出し、それぞれ点火タイミン
グ信号を出力する３つの点火タイミング信号出力手段と
してのピックアップコイル２Ａ、２Ｂ、２Ｃと、Ｎｏ、
　１〜Ｎｏ、　６の６つの２極同時点火コイル５１、〜
５１６に接続された各２本の点火プラグ５２ａ、５２ｂ
、５２ｃ、５２ｄ、５２ｅ、５２ｆ、５２ｇ、５２ｈ、
５２ｉ、５２ｊ、５２に、５２１と、ピンクアップコイ
ル２Ａ〜２Ｃの出力信号を受け、スロットル開度、クラ
ンク角に応じて点火プラグ５２ａ〜５２１の点火時期を
決定して点火時期制御を行う制御部としての点火時期制
御ユニット１０とを備えている。

この点火時期制御ユニット１０としては、いわゆるＣＤ
Ｉ点火方式のものが使用されており、マグネトのロータ
１の回転によりコンデンサ充電コイル３に発生する交流
起電力により充電される点火用コンデンサＣ１，Ｃｚ　
と、これらの点火用コンデンサＣ，Ｃ２の放電を制御す
る６個のサイリスタＳＣＲ，−３ＣＲ，と、これらのサ
イリスタＳＣＲ，〜ＳＣＲ，のゲートにトリガーパルス
を出力する信号分配回路４と、この信号分配回路４に後
述するようにして決定された点火時期毎に信号を出力す
る進角演算回路５と、この進角演算回路５に点火時期決
定のための後述する種々の信号を出力するピンクアップ
信号処理回路６等を含んで構成されている。

ピックアップ信号処理回路６には、前述した３つのピッ
クアップコイル２Ａ〜２Ｃ，ギヤーカウントコイル７及
びスロットルセンサ８が接続されている。

ギヤーカウントコイル７は、マグネトのロータ１と一体
的に装備された図示しないリングギヤの歯部の凹凸に応
してパルスを発生する。ギヤーカウントコイル７からの
ローター回転当たりのパルス数は、リングギヤ全体の歯
数によって定まる。

従って、ピックアップコイルの出力を開始信号としてギ
ヤーカウントコイル７の出力パルスをカウントすること
によって、クランク角の変化を知ることができる。スロ
ットルセンサ８は、図示しないキャブレタのスロットル
開度に比例する電圧信号を出力する。

ピックアップ信号処理回路６では、ピックアップコイル
２Ａ〜２Ｃからの点火タイミング信号を受けると、スロ
ットル開度に応じて定められるギヤーカウントコイル７
の所定パルス数をカウントし、カウント終了後点火信号
を出力する。更に、本実施例では、ピックアップ信号処
理回路６では、何れか一つのピックアップコイル、例え
ば２Ａの出力を周波数−電圧変換することにより、エン
ジン回転数に対応する信号を出力するようになっている
。

進角演算回路５では、ピックアップ信号処理回路６から
のこれらの各種信号に基づき点火プラグ５２ａ〜５２１
の点火時期を決定し、この信号を信号分配回路４へ出力
する。信号分配回路４は、この信号を分配して各サイリ
スタＳＣＲヘトリガーパルスを出力し、各サイリスタＳ
ＣＲをターンオンさせる。これにより、点火用コンデン
サＣ１Ｃ２に充電された電力が瞬時に放電されて、２極
同時点火コイル５１の一次側へ電流が流れ、二次側に高
電圧が発生して、当該２極同時点火コイル５１の二次側
に接続された２本の点火プラグ５２ａ、５２ｂ　（５２
ｃ、５２ｄ：５２ｅ、５２ｆ：５２ｇ、５２ｈ：５２ｉ
、５２ｊ：５２に５２１）に同時に火花が飛ぶ。

ここで、本実施例では、第２図に示すように、各２掻回
時点火コイルの二次側に接続された点火プラグは、互い
に１８０”位相がずれたシリンダに配置されている。即
ち、点火プラグ５２ａ、５２ｇはＮｏ、　１シリンダ５
０．内に、点火プラグ５２ｃ、５２ｉはＮｏ、　２シリ
ンダ５Ｏ２内に、点火プラグ５２ｅ、５２にはＮｏ、　
３シリンダ５０３内に、点火プラグ５２ｂ、５２ｈはＮ
ｏ、　４シリンダ５０４内に、点火プラグ５２ｄ、５２
ｊはＮｏ、　５シリンダ５０５内に、点火プラグ５２ｆ
、５２１はＮα６シリンダ５０．内に、それぞれ配置さ
れている。また、本実施例では、点火時期制御ユニット
の進角演算回路５では、エンジン回転数に応じて、第４
図のフローチャートに示すような点火モードの切り換え
を行うようになっている。即ち、進角演算回路５では、
エンジン始動とともに、まず、シングル点火モードに設
定しくステップ５１０１）、現在のエンジン回転数Ｎ（
ｒｐｍ）と第１の設定回転数Ｎ＋（ｒｐｍ）とを比較す
る（Ｓ１０２）、そして、Ｎ＜Ｎ、が成立する間はシン
グル点火モードの設定を持続し、エンジン回転数が上昇
してＮ≧Ｎ１になるとダブル点火モードに設定する（Ｓ
１０３）。そして、今度は、現在のエンジン回転数Ｎ（
ｒｐｍ）と第２の設定回転数Ｎ２との比較を行う（Ｓ１
０４）。そして、Ｎ＞Ｎｚが成立する間はダブル点火モ
ードの設定を維持し、エンジン回転数が低下してＮ≦Ｎ
２になるとスタートに戻り、シングル点火モードに再び
設定する。ここで、Ｎ１とＮ２との関係は、Ｎ、＞ＮＺ
になるように定められているものとする。すると、第３
図に示すようなヒステリシス部Ｎ１〜Ｎ２が設けられ、
境界部での自動を回避することができる。

第５図には、本実施例におけるダブル点火モード時の各
シリンダ内の状態が示されている。

ここで、Ｎｏ、　１シリンダ５０１　に注目してみると
、ＴＤＣ（上死点：ＴＯＰ　　ＤＥＡＤ　　ＣＥＮＴＥ
Ｒ）の直前にコイル５１．．５１４の片側にそれぞれ接
続された２つの点火プラグ５２ａ、５２ｇが同時に点火
することによって、急速燃焼が起こり、耐ノツク性が向
上する。この時点から、１８０°クランクシヤフトが回
転すると、今度はＮｏ、　４シリンダ５０４を燃焼させ
るため発生した火花がＮｏ、　１シリンダ５０１でも飛
ぶが、Ｎｏ、　１シリンダ５０、はこの時下死点（ＢＤ
Ｃ）前、即ち、掃気工程であるので、点火プラグの回り
に給気されていないので燃焼は起こらず無駄火となる。

更に１８０°クランクシヤフトが回転すると、最初と同
様に２つの点火プラグ５２ａ、５２ｇがコイル５１．．
５１．の働きにより点火し、燃焼が起こる。以後、Ｎ０
１１シリンダ５０１内では、同様の動作が繰り返される
。また、ＮＯ１２〜Ｎα６シリンダでも、それぞれの位
相差をもって同様の工程が繰り返される。

第６図には、本実施例におけるシングル点火モード時の
状態が示されている。

Ｎα１シリンダ５０１の上死点近くでコイル５１、の働
きで、Ｎ０１１シリンダ５０１及びＮｏ、　４シリンダ
５０４に火花が飛ぶが、Ｎα４シリンダ５０４では無駄
火となる。Ｎｏ、　１シリンダ５０．では、２つある点
火プラグ５２ａ、５２ｇの内、５２ａじか火花が飛ばず
、当該点火プラグ５２ａが通常と同様に燃焼室の中心に
対して偏って位置しているため、比較的緩慢な燃焼が起
こる。この緩慢さによって、爆発（燃焼）圧力は小さく
なり、燃焼の安定性が確保される（不整燃焼が防止され
る）。

この時点から、クランクが１８０°回転すると、Ｎｏ、
　４シリンダ５０４を燃焼させる為に、Ｎｏ、　１シリ
ンダ５０１及びＮ０１４シリンダ５０４に火花が飛ぶが
、阻１シリンダでは下死点付近であるので、燃焼には至
らない。更に１８０°クランクが回転すると、コイル５
１４によって、陥、１シリンダ５０１及びＮα４シリン
ダ５０．に火花が飛び、Ｎα１シリンダ５０．内では、
前回のサイクルでは火花が飛ばなかった方の点火プラグ
５０ｇから緩慢な燃焼が始まる。以下、同様に、サイク
ル毎に、コイル５１１，５１４の働きにより点火プラグ
５２ａ。

５２ｇが交番に点火される。また、Ｎｏ、　２〜Ｎ０１
６シリンダでも、それぞれの位相差をもって同様の工程
が繰り返される。このように、サイクル毎に、Ｎｏ、　
１〜Ｎα３コイル５１．．５１□、５１３とＮα４〜Ｎ
ｏ、　６コイル５１．．５１．．５１６を交互に働かせ
ることによって、同一シリンダ内に配置された２本の点
火プラグが交番に点火されることから、本実施例では、
何れの点火プラグの温度も下がり過ぎることがなく、エ
ンジン回転数が上昇し、再びダブル点火モードになった
ときに、プラグの温度低下による失火等のトラブルを防
止できる。

以上説明したように、本実施例によると、点火時期制御
ユニット１０の点火モード切り換え機能により、エンジ
ン低回転時、即ち、低速時には燃焼室の中心に対して偏
って位置している何れか一方の点火プラグが点火される
ので、燃焼時間が長くなり、燃焼の安定性が確保され、
不整燃焼を防止でき、この一方、エンジン高回転時、即
ち、高速時には同一シリンダ内の２本の点火プラグが同
時に点火されるので急速燃焼が起こり（混合気の完全燃
焼が確保され）ノッキング等の異常燃焼を防止できる。

また、Ｎ、−Ｎ２　ｒｐｍの部分は第３図に示すような
ヒステリシス部を形成しているので、境界部での自動現
象が回避される。更には、低速時におけるシングル点火
モード時に同一シリンダ内の２本のプラグを交番に使用
するので、失火等のトラブルを有効に防止できる。

また、本実施例によると、クランクシャフトの１回転に
１回の割合で各シリンダ（内の混合気）を燃焼させるた
め各２掻回時点火コイルを１サイクルで２回働かせるよ
うになっていることから、通常のダブル・プラグ方式に
対して部品を何ら増す必要がなく、コストのアップを防
止できる。

尚、上記実施例では、同一シリンダ内の２つの点火プラ
グの位置に特性を与えずシングル点火モード時に交互に
点火させることとしたが、掃気口。

排気口との位置関係によって低速時の燃焼状態を一層良
好に確保するため、何れか一方の点火プラグのみを使用
することも可能である。また、上記実施例では６気筒２
サイクルエンジンについて例示したが、本発明はこれに
限定されるにものではなく、２気筒以上のエンジンであ
れば本発明は適用でき、４サイクルエンジンにも適用可
能である。

〔発明の効果〕

本発明は、以上のように構成され機能するので、これに
よれば、各２掻回時点火コイルの二次側に接続された各
２本の点火プラグが、それぞれ異なるシリンダ内に且つ
当該各シリンダ内に各々２本配置されるでいることから
、点火コイルを一木或いは２本則時に働かせることによ
り、同一シリンダ内の２本の点火プラグの点火モードを
両方同時に点火させるダブル点火モードと何れか一方の
みを点火させるシングル点火モードの切り換えを容易に
行うことができ、通常のダブル・プラグ方式に対して何
ら新たな部品を設ける必要がないのでコストのアップを
防止することができ、しかも、制御部の点火モード切り
換え機能により、エンジン低回転時には燃焼室の中心に
対して偏って位置している何れか一方の点火プラグが点
火されるので、燃焼時間が長くなり、燃焼の安定性が確
保され、不整燃焼を防止できるとともに、エンジン高回
転時には同一シリンダ内の２本の点火プラグが同時に点
火されるので象、速燃焼が起こり、ノッキング等の異常
燃焼をも防止できるという従来ない優れた点火制御装置
を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例の全体的な回路構成を示すブ
ロック図、第２図は上記実施例における点火コイルと点
火プラグの結線及び点火プラグのシリンダ内の配置を示
す説明図、第３図は上記実施例における点火モードの切
り換えを示す線図、第４図は第１図の点火時期制御ユニ
ットの点火モード切り換え制御動作を示すフローチャー
ト、第５図は上記実施例のダブル点火モード時の各シリ
ンダ内の燃焼状態を示す説明図、第６図はシングル点火
モード時の各シリンダ内の燃焼状態を示す説明図、第７
図は通常のダブル・プラグ方式のエンジンにおけるシリ
ンダ内の点火プラグの配置を示す説明図、第８図は従来
の点火コイルと点火プラグの結線及び点火プラグのシリ
ンダ内の配置を示す説明図である。 ２Ａ〜２Ｃ・・・・・・点火タイミング信号出力手段と
してのピックアップコイル、１０・・・・・・制御部と
しての点火時期制御ユニット、５０．〜５０６・・・・
・・シリンダ、５１□〜５１６・・・・・・２掻回時点
火コイル、５２ａ〜５２１・・・・・・点火プラグ。 第４図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）点火タイミング信号を出力する点火タイミング信
   号出力手段と、複数の２極同時点火コイルの二次側に接
   続された各２本の点火プラグと、前記点火タイミング信
   号出力手段からの出力信号を受け、スロットル開度、ク
   ランク角に応じて前記各点火プラグの点火時期を決定し
   て点火時期制御を行う制御部とを備えた点火制御装置に
   おいて、前記各２極同時点火コイルの二次側に接続され
   た各２本の点火プラグが、それぞれ異なるシリンダ内に
   且つ当該各シリンダ内に各々２本配置されるとともに、 前記制御部が、同一シリンダ内の点火プラグの点火モー
   ドを、エンジン回転数が第１の設定回転数以上になった
   場合にダブル点火モードに、エンジン回転数が第２の設
   定回転数以下になった場合にはシングル点火モードにそ
   れぞれ設定する点火モード切り換え機能を有しているこ
   とを特徴とした点火制御装置。