JPH04179859A - 筒内噴射式２サイクルエンジンのコンデンサ放電式多重点火装置 - 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、筒内噴射式２サイクルエンジンに採用される
コンデンサ放電式多重点火装置に関し、特にエンジンの
運転領域に応じてコンデンサの放電回数を変えることに
よって、着火を確実にできるとともに、バッテリ電力の
消費量を低減できるようにした点火方法の改善に関する
。

〔従来の技術〕

一般に、内燃機関の点火装置には、電流遮断式点火装置
又はコンデンサ放電式点火装置が用いられている。上記
電流遮断式点火装置は、トランジスタのスイッチング作
用によりイグニッションコイルの一次側に流れる電流を
遮断することによって、二次側に高電圧を発生させ、こ
の高電圧によって点火プラグにスパークを発生させる装
置であり、これはスパーク時間が長いもののスパークエ
ネルギーが小さいという欠点がある。一方、上記コンデ
ンサ放電式点火装置は一次回路に挿入されたコンデンサ
を充電しておき、サイリスタをオンさセで上記コンデン
サの電荷を一部コイル側に流すことによって、二次コイ
ル側に高電圧を発生させる装置であり、これはスパーク
時間は短いもののスパークエネルギーが大きいという長
所がある。

また、２サイクルエンジンの点火装置には、混合気内の
エンジンオイルによって点火プラグがくすぶり易いこと
から、従来、スパークエネルギーの大きいコンデンサ放
電式点火装置を採用する場合が多い、そしてこのような
コンデンサ放電式点火装置を採用する場合は、上述の放
電時間が短いという欠点を補うために、コンデンサを複
数回放電させてスパークを複数回発生させる、いわゆる
多重点火によって着火性を向上させることが考えられる
。

〔発明が解決しようとする課題〕

ところで、上記コンデンサ放電式多重点火装置は、近年
注目されている筒内噴射式２サイクルエンジンに適用し
た場合もその着火性を向上できるものと考えられる。し
かしながらこの筒内噴射式２サイクルエンジンの場合、
コンデンサの放電回数、つまり点火プラグのスパーク回
数の設定の如何によっては着火し難い運転領域が住じ、
また逆に過剰点火となる運転領域が住しることが！！念
される。即ち、筒内噴射式２サイクルエンジンの場合、
燃料が筒内の一部領域に雲塊状シコ存在するいわゆる層
状燃焼領域と、燃料が筒内全体に均一に存在する均一混
合燃焼領域とがあり、上述のスパーク回数の如何によっ
ては、層状燃焼領域では可燃混合気が点火プラグからず
れていたり、霧化が不充分である等のために着火が確実
に行われないという懸念がある。一方、スパーク回数を
あまり増加すると、均一混合燃焼領域では、上記層状燃
焼に比べて着火性が良いことから、スパーク回数が過剰
となり、それだけバッテリ電力の消費量が大きくなるこ
とが考えられる。

本発明は上記状況に鑑みてなされたもので、エンジンの
運転領域に応してコンデンサの放電回数を変えることに
よって、着火を確実に行うことができるとともに、バッ
テリの消費電力を低減できる筒内噴射式２サイクルエン
ジンの多重点火装置を捷供することを目的としている。

（１１１１を解決するための手段〕 そこで本願の請求項１１１の発明は、筒内噴射式２サイ
クルエンジンのコンデンサ放電式多重点火装置において
、層状燃焼運転領域又は均一燃焼運転領域の検出を行う
運転領域検出手段と、検出された運転Ｉｌｌ域に応して
コンデンサの放電回数を変化させる放電制御手段とを備
えたことを特徴としている。また請求項蓼）の発明では
、層状燃焼運転領域における放電回数を均一燃焼運転領
域における放電回数より増加させたことを特徴としてい
る。

ここで層状燃焼運転領域とは、燃料が燃焼室の極所部分
に雪塊状に存在することから、上記極所領域において層
状燃焼が行われる運転ｓＪ域をいう。

この領域には、燃料噴射がエンジンの排気口が大略間し
てから短時間だけ行われる運転傾城、例えばエンジン始
動時、アイドリング時、低速回転時。

低負荷回転時等が含まれる。

また均一燃焼運転領域とは、燃料が燃焼室全体に均一に
存在することから、燃焼室全体において均一燃焼が行わ
れる運転領域をいう、この傾城には、燃料噴射がエンジ
ンの排気口が開いてから閉じた後に渡る長時間において
行われる運転領域、例えば高速回転時、高負荷回転時等
が含まれる。

また本発明において、例えば層状燃焼運転領域において
放電回数を増加させるとは、全ての層状燃焼運転領域に
おいて増加させる場合だけでな（、一部の層状燃焼運転
領域においてのみ増加させる場合も含む。

［作用〕 本発明に係る筒内噴射代２サイクルエンジンのコンデン
サ放電式多重点火装置によれば、運転領域に応じてコン
デンサの放電回数を変化させるようにしたので、例えば
請求項（２）の発明のように層状燃焼運転領域における
放電回数を均一燃焼運転領域より増加させた場合は、例
えば低速回転運転時において、仮に点火プラグ近傍に可
燃混合気が到達しでいなかったり、あるいは燃料の霧化
が充分でなかったりした場合でも、放電回数を増やした
分だけスパーク回数が増加し、あるいはスパーク時間が
長くなって着火機会が増すこととなり、それだけ着火性
を向上できる。また均一混合燃焼領域では放電回数を減
らすこととなるので、例えば高速回転運転時における着
火性を確保しながらハソテリ電力の消費量を低減できる
。

〔実施例〕

以下、本発明の実施例を図について説明する。

第１図ないし第９図は本発明の一実施例による筒内噴射
式２サイクルエンジンのコンデンサ放電式多重点火装置
を説明するための図である。

第１図において、１は本実施例装置が適用された水冷式
２サイクル３気筒エンジンであり、該エンジン１はクラ
ンクケース２上に、３つのシリンダ３ａがクランク軸方
向に並列に形成されたシリンダボディ３を搭載してボル
ト締め固定するとともに、該シリンダボディ３上にシリ
ンダヘッド４をボルト締め固定した構造のものである。

上記シリンダヘッド４の下面の各シリンダ３ａに対応す
る部分には、該シリンダ３ａ内に挿入されたピストン５
の上面に形成された凹部５ａとで燃焼室９を構成する燃
焼凹部４ａが形成されており、該燃焼室９内には点火プ
ラグ１０の電極部】Ｏａが挿入されている。藪た、上菖
己ピストン５はクランク軸６のクランクアーム６ａにコ
ンロッド６ｂを介して連結されており、該クランクアー
ム６ａはクランク室２ａ内に位置している。さらに、各
クランク室２ａの背面側には外気導入用吸気口２ｂが形
成されている。この吸気口２ｂにはこれを開閉するり一
ド弁７が配設されており、さらに吸気マニホールド８が
接続されている。さらにまた、上記シリンダボディ３の
各吸気口２ａの上方部分に形成された排気口３ｂには排
気管１１の各分岐部が接続されており、この排気管１１
は１本に合流した後、下方に屈曲され、車両後方に延び
ている。

上記シリンダヘッド４の上面の各燃焼室９の上方部分に
は、それぞれ空気燃料噴射量２）２が装着されている。

この噴射装置１２は主として、上記シリンダヘッド４に
挿入固着された噴射ボディ１３と、該噴射ボディ１３内
に形成された空気室及び燃料室の噴射口を弁体で開閉す
るバルブ機構１５と、上記噴射ボディ１３の外壁の後側
部分に装着され、上記燃料室に燃料を供給する燃料噴射
弁１６とから構成されている。また、１４ａは燃料供給
用フェーエルレール、１４ｂは圧縮空気供給用エアレー
ルである。上記バルブ機構１５が弁体で噴射口を開いて
いる間、空気室内の圧縮空気がシリンダ内に噴射される
とともに、燃料噴射弁１６から燃料がシリンダ内に噴射
される。

２）はコンデンサ放電式多重点火装置であり、これは、
第２図に示すように、多重点火ユニット２２、イグニッ
ションコイル２３．及び点火プラグ１０から構成されて
いる。上記多重点火ユニット２２は、第１〜第４コンデ
ンサ放電回路２６ａ〜２６ｄと、該各回路のコンデンサ
２８８〜２８ｄを充電する高圧電源回路２４と、上記各
コンデンサ放電回Ｂ　２６　ａ〜２６ｄのサイリスタ２
７を駆動する点火パルス分配回路２５とから構成されて
いる。この多重点火ユニット２２では、点火パルス分配
回路２５が後述の点火パルス信号に応して順次点火オン
信号Ｐ、〜Ｐ４を上記各コンデンサ放電回８２６ａ〜２
６ｄのサイリスタ２７に出力し、これにより各コンデン
サ２８．ａ〜２８ｄに充電された電荷がイグニッション
コイル２３の一部コイルに流れ、二次コイルに高電圧が
発生し、これにより点火プラグ１０がスパークするよう
なっている。なお、２９はｔ流を一方向に制御するため
のダイオードである。

２０はエンジンコントロールユニット（以下、ＥＣＵと
略す）であり、該ＥＣＵ２０は上記バルブ機構１５．燃
料噴射弁１６による空気、燃料の噴射タイミング、噴射
量等、及び上記コンデンサ放電式多重点火装置２）によ
る点火タイミング。

スパーク回数を制御するよう構成されている。

まず上記空気燃料の噴射制御について説明すれば、上記
ＥＣＵ２０は、例えばアクセル開度、エンジン回転数、
クランク角度、圧縮空気圧、エンジン温度、筒内圧力、
イグニッションコイル温度。

冷却水温度１等の各センサからのエンジン運転状態を検
出する検出信号ａを読み込み、圧縮空気噴射タイミング
、噴射量を制御する空気噴射制御信号すをバルブ機構１
５に、燃料噴射タイミング。

噴射量を制御する燃料噴射制御信号Ｃを燃料噴射弁１６
にそれぞれ出力する。

次に上記多重点火値Ｗ１２）の制御について説明すれば
、上記ＥＣＵ２０は、上記検出信号ａによって層状燃焼
運転領域、又は均一燃焼運転領域のいずれであるかを判
定し、層状燃焼と判定した場合は放電回数を４回に増加
するための層状点火パルスＡ（第３図参照）を、均一燃
焼と判定した場合は放電回数を２回とする均一点火パル
スＢ（第４図参照）をそれぞれ上記多重点火装置２）の
点火パルス分配回路２５に出力する。

まず層状燃焼運転領域と判定して層状点火パルスＡを出
力する運転条件には、以下の場合がある。

■　エンジンの排気口３ｂが大略閉じてから燃料噴射を
短時間だけ行う場合、例えばアイドリング時、低速回転
運転時、低負荷運転時等、■　スタータスインチ、エン
ジン回転数からエンジン始動時と判定した場合、これは
燃料の増量による点火プラグのくすぶりを予防するため
である。■　始動時等における圧縮空気圧が不十分な場
合、これは空気圧不足により混合気の霧化が不充分とな
り、着火性が悪化するのを防止するためである。■冷却
水温度からエンジン温度が低いと判定した場合、この場
合も上記着火性の悪化を防止するためである。■　燃焼
室９内の圧力１着火状態から失火が生じていると判定し
た場合、これは失火を低減するためである。■　放電時
の静電破壊電圧が変化した場合、これは点火プラグ１０
の電極部１０ａの汚損を自己浄化するためである。

次に、上記均一燃焼運転領域と判定して均一点火パルス
Ｂを出力する運転条件には、以下の場合　　　　−があ
る、■　エンジンの排気口３ｂが開いた時点付近から閉
じた後の時点に渡って長時間燃料の噴射が行われる場合
、例えば高速運転時、高負荷回転時等、■　イブニラシ
ランコイル２３の温度が高い場合、これは放電回数が増
えるほど温度が上昇しあく、そのま荻では該コイルが破
損する可能性があるので、これを防止するためである。

ここで、第８図に示すように、上記層状点火パルスへの
パルス間隔（コンデンサの放電間隔）は、１回あたりの
スパーク時間より長く設定されており、このように構成
することによって点火プラグのスパーク発注箇所がスパ
ークの都度変わり、その結果自己浄化作用が得られる。

なお、上記パルス間隔については、第９図に示すように
、１回あたりのスパーク時間より短く設定することもで
きる。これは点火プラグの汚損状態があまりひどくない
場合に採用でき、このように構成した場合は点火プラグ
のスパーク発注箇所を略同じにでき着火性をさらに向上
できる。

そして、第３図及び第４図に示すように、上記点火パル
ス配分回路２５は、上記ＥＣＵ２０から層状点火パルス
Ａが入力されると各コンデンサ回路２６８〜２６ｄに順
次点火オン信号Ｐ、〜Ｐ４を出力してスパークを１サイ
クル当たり４回発生させ、均一点火パルスＢが入力され
ると点火オン信号Ｐ＋、Ｐｔのみを出力してスパークを
１サイクル当たり２回発生させる。なお、上記点火パル
ス信号Ａ、Ｈについては、第６図及び第７図に示すよう
に、上記層状点火パルス八及び均一点火パルスＢとして
、スパーク回数に応じたパルス幅を有するものを採用し
、該パルスＡ、Ｂがハイの期間に一定時間毎に順次点火
オン信号Ｐ　ｒ　””’　Ｐ　ａ及びＰ、、Ｐｔを出力
するよう構成してもよい。

次に本実施例の作用効′果について説明する。

本実施例のＥＣＵ２０は各センサの検出信号ａから層状
燃焼運転領域又は均一燃焼運転領域のいずれかを判定し
、層状燃焼運転領域と判定した場合は層状点火パルスＡ
を点火パルス分配回路２５に出力する。すると各コンデ
ンサ放電回Ｂ２６ａ〜２６ｄのサイリスタ２７に順次点
火オン信号Ｐ１〜Ｐ４が出力され、これにより４回のス
パークが行われる。これにより例えば、第５図にエンジ
ン回転数が約７５０ｒｐ−のアイドリング時のスパーク
期間を示すように、従来の点火ではスパーク回数が少な
いことからスパーク期間がクランク角で２０程度と短く
、着火性が低い問題があった。本実施例では回数が多く
、それだけスパーク期間がクランク角で１０″程度と長
くなるとともに、大きな電圧の立ち上がり回数が多くな
り、その結果、着火を確実に行うことができる。また、
均一燃焼運転領域と判定した場合は均一点火パルスＢを
出力する。するとコンデンサ回路２６ａ、２６ｂのみに
点火オン信号Ｐ１．Ｐｔが出力され、これにより２回の
スパークが行われる。

このように本実施例によれば、層状燃焼運転領域ではコ
ンデンサの放電回数、つまりスパーク回数を増やし、均
一燃焼運転８Ｎ域ではスパーク回数を少なくするように
制御したので、上述のように運転領域、運転状態に応じ
たスパーク回数となり、着火を確実に行うことができる
とともに、バッテリ電力の消費量を低減できる。

第１０図及び第１１図は上記実施例の多重点火ユニット
の他の例を示す図であり、この多重点火ユニット３５は
２つのコンデンサ放電回路３６．３７に高圧電源回路３
８．及び点火パルス分配回路３９を接続してなり、上記
点火パルス分配回路３９は上記各コンデンサ放電回路３
６．３７のサイリスタ４０．及び高圧電源００路３８に
それぞれ点火オン信号Ｐ、、Ｐ、を出力するよう構成さ
れている。

上記多重点火ユニット３５は、上記ＥＣＵ２０から層状
点火パルスＡが入力されると、上記点火パルス分配回路
３９によって各コンデンサ回路３６．３７を交互にオン
、オフさせ、これにより４回の放電を行うよう構成され
ている。この例においても上記実施例と同様の効果が得
られ、かつ多重点火ユニット３５の回路構成を簡略化で
きる。

〔発明の効果〕

以上のように本発明に係る筒内噴射式２サイクルエンジ
ンのコンデンサ放電式多重点火装置によれば、１点火あ
たりのコンデンサ放電回数を層状燃焼運転領域と均−燃
焼運転頗域とで変化させるようにしたので、全ての運転
領域における着火性を向上できるとともに、バッテリ電
力の消費量を低減できる効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図ないし第９図は本発明の一実施例による筒内噴射
式２サイクルエンジンのコンデンサ放電式多重点火装置
を説明するための図であり、第１図はその２サイクルエ
ンジンの断面側面図、第２図はそのコンデンサ放電式多
重点火装置を示す構成図、第３図はその層状点火パルス
の波形を示す図、第４図はその均一点火パルスの波形を
示す図、第５図はそのパルス間隔とスパーク期間との関
係を示す特性図、第６図及び第７図はそれぞれ上記層状
点火パルス、均一点火パルスの波形の変形例を示す図、
第８図及び第９図はそれぞれ層状点火パルスの間隔とス
パーク期間との関係を示す図、第１０図は上記実施例の
多重点火ユニフトの他の例を示す構成図、第１１図はそ
の層状点火パルスの波形を示す図である。 図において、１は２サイクルエンジン、２ｏはＥＣＵ　
（運転領域検出手段、放電制御手段）、２）はコンデン
サ放電式多重点火装置、２８ａ〜２８ｄはコンデンサで
ある。 一一一一一一−ノ 田 第３図 Ｐ４ 第５図 第６図 Ｐ４−。 第７図 第８図 第１０図 第１１図 Δ

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）１点火につき複数回コンデンサを放電させること
   によって点火プラグにスパークを発生させるようにした
   筒内噴射式２サイクルエンジンのコンデンサ放電式多重
   点火装置において、層状燃焼運転領域又は均一燃焼運転
   領域の検出を行う運転領域検出手段と、該検出手段によ
   って検出された運転領域に応じて上記コンデンサの放電
   回数を変化させる放電制御手段とを備えたことを特徴と
   する筒内噴射式２サイクルエンジンのコンデンサ放電式
   多重点火装置。
2. （２）請求項（１）において、上記放電制御手段が、層
   状燃焼運転領域における上記コンデンサの放電回数を均
   一燃焼運転領域における放電回数より増加させるよう構
   成されていることを特徴とする筒内噴射式２サイクルエ
   ンジンのコンデンサ放電式多重点火装置。