JPS58211574A - 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】 （発明の技術分野１ 本発明は、内燃機関の点火装置に関し、更に詳しくは連
続ＡＣタイプの点火信号を発生するように構成した内燃
機関の点火回路に適用できる装置に関する、。

これまで、内燃機関の点火装置については種々開発がな
されて来た１、これら従来技術に属するものとしては米
国特許＠　３，９２６，５５９号Ｆ１９７５年１２月６
日発行）、同第４，０４１，９１２号（１９７７年８月
１６日発行）、同ｍ４．ｎｚ、ｓｃ＋ｏ号＋　１９７８
年９月１２日発行）等がある９、シかしながらこれら特
許は、エンジン条件に関連する種々の理由から点火スパ
ーク信号を制御することを示唆しているもの＼、クラン
クシャフトの所定回転角を広げるようにその時間幅が制
御されている連続高圧交流スパーク信号を用いた点火装
置を開示するに至っていない。

〔発明の概要１ 従って本発明の目的は自動傘のパラメータに依存しかつ
クランクシャフト回転角度に対して時間幅を変える連続
ＡＣ高圧タイプのスパーク信号を使用する制御装置を提
供し、これによって発生スパークエネルギーを効率良く
使用することにある。

本発明の他の目的は、燃料制御アームに従ってスパーク
信号の時間幅を変え点火装置が使用されている内燃機関
の作動効率を低下することなくスパークプラグの寿命を
長くできるような連続高圧ＡＣスパーク信号エネルギー
を使用する点火装置の制御装置を提供するにある。。

短的に述べれば、本発明はクランクシャフトを有する内
燃機関と電子点火回路の組合わせに関する。前記点火回
路は可変時間幅の連続高圧ＡＣタイプのスパーク信号を
有し、この回路はスパー２４６号を発生させかつこれを
切る電子スイッチ手段を含む。本発明はこの電子スイッ
チ手段を制御する制御手段を含み、この制御手段は前記
クランクシャフトとタイミングを合わせてスパーク信号
を発生する前記スイッチ手段を作動させる手段を含む。

又この制御手段は更に前記機関のスピード逆比例した６
」変時間幅の後に前記スパーク信号を切ってクランクシ
ャフトの所定回転角度を包含する前記スパーク信号の時
間幅を内えるよう前記スイッチ手段を作動させる手段を
含む。この制御手段は更に前記可変時間幅を制御して前
記機関の作動パラメータに従つでクランクシャフトの萌
配所定角度を調整する手段をも含む、。

短的に述べれば、本発明はクランクシャフトと燃料制御
アームを有する内燃機関と指、子点火回路との組合わせ
に関する。前記点火回路は、可変時間幅の連続高圧ＡＣ
タイプのス、Ｓ−り信号を有し、この信号を発生しかつ
こわを切る電子スイッチ手段を有する。本発明はこの電
子スイッチ手段を制御する制御手段を含み、この制御手
段は前記クランクシャフトとタイミングを合わせてスノ
く−り信号を発生する前記スイッチ手段を作動させる手
段を含む。この制御手段は史に前記機関のスピードに逆
比例した可変時間幅の後に前記スノ（−り信号を切って
クランクシャフトの所定回転角度を有する前記スパーク
信号の時間幅を与えるよう前記スイッチ手段を作蛸させ
る手段を含む１．この制御手段殊更に前記可変時間幅を
制御する手段を含み、この制御手段は可変抵抗と前記燃
料制御アームに接続され前記可変抵抗を変えるカップリ
ングを含み、更にクランクシャフトの最小回転角を決定
するため可変抵抗に直列に接続された固定抵抗も含む。

本発明の上記及びそれ以外の目的と利点は１、本発明を
実施するための渚良の形態として示し力１つ述べた以下
の説明からより明らかとなろう１゜〔実施例〕 本発明は、点火装置が連続高圧スパークイを号を発生す
るタイプである内燃機関用の点火装置に適用できる１、
このタイプの点火装置は先登録された本出願人の有する
特許、例えば米国特許第３，８２０．５２Ｕ号（１９７
４年６月２８日発行）及び同第３，９６１．６１３号（
１９７ｆｉ年６月８日発行）に記載されている。とｉｌ
らの点火装置はスパーク信号の発生と消滅を制御するよ
う作動する電子スイッチ手段を有し、このスパーク信号
は連続状の高圧ＡＣスパークを発生する１、各シリンダ
に対して所望の時間にこのスパークが発生するよう内燃
機関のクランクシャフトに対し１タイミングを取ること
ができる。

添附図面を参照すると、本図にはトランス１３の第１次
巻線の中点からタップを出した発振回路１１が示しであ
る。このトランス１３は矢印で示すように内燃機関のデ
ィストリビュータに出方端が接続さノまた第２次巻線１
６に高電圧のＡＣスパーク信号を発生する１゜ 上述のようにこのタイプの点火装置の作動については、
先の本出願人の米国特許中に記載されでいる１、すなわ
ち点火（ｆｉ号の発生と消滅の制御は、制御巻線１７に
接続したダイオードブリッジ１８とサイリスク２１によ
って行なっている。発振器１１は、制御巻線１７によっ
て決定される市、ｉ条件によつ゛Ｃ附勢されかつ除勢さ
れる。発振器１１が除勢されでいる量制御巻線１７には
Ｉ）Ｃバイアス電流が流れ、これと同時に発振器の負荷
となっている制御巻線１７０両端にＡＣショート回路が
形成され、発振器を非発振状態に保持する。このＡＣシ
ョート回路はサイリスタ２１によって制御され、サイリ
スクがカットオフすなわち非導通状態になると、制御巻
線１１の減衰磁界によって発振器１１が瞬時にして確実
に附勢される１ｊ所望のＡＣスパーク信号の終了時に、
サイリスタ２１はもう一度導通状態になり、制御巻線１
７の両端のＡＣショート回路によって発振器１１に図示
されているような負荷が加わる。サイリスタが導通して
いる限りショート回路はツェナーダイオード２１のみな
らずダイオードブリッジ１８およびサイリスタ２１を介
して制御巻線１７にのショート回路をホールドするよう
作動する７、従って１、サイリスタ２１ｔＪ１、Ｍ（１
子スイツチのように作動し、ブレーカ点（図示せず）を
設けることによって内燃機関のクランクシャフトにタイ
ミングを合わせて制御される１、すなわち図示した装置
では、燃料噴射が行なわれるとシリンダごとに制御信号
を発生するように電気回路装償内で燃料噴射パルプ装−
２４を使用することにより内燃機関とのタイミング制御
を行っている１２図示した袋筒では略図で示す燃料噴射
パルプ２４が複数個設けられている１−１この燃料噴射
信号は、図示した回路装置を通ってコンパレータ２５へ
送られる。

本出願人の係属中の米陽１特許出願第３７３，３２２号
（１９８２年４月３０日出願）には、燃料噴射パルプ２
４からの点火制御信号の発生について詳細に述ぺらｉｌ
ているが、この方法は本発明に直接に対応するものでは
ない。コンバレ〜り２５からの出力信号は、回路接続線
２Ｂ及びコンデンサ２９を通ってネットワーク３０の入
力端に送られる。ネットワーク３０は、結合抵抗及びコ
ンパレータ３１を介しサイリスタ２１０制御エレメント
３３に接続された出力端を有する。。

回路接続線２Ｂおよびコンデンサ２９を介して受信され
る点火制御パルスは、ネットワーク３０内の公知の回路
装置を通って制御エレメント３３Ｗ−出力４Ｍ号を発生
し、エレメント３３しよ所定期間だけサイリスタ２１を
カットオフする。この期間中、上述のようにスパーク信
号が発生する。次にこの期間の終了時に制御エレメント
３３の出力（８号が消滅してツ゛イリスタ２１がもう−
ｔＬ４通されるとスパーク信号は消滅する。従って、サ
イリスタ２１がカットオフ（すなわち非導通）さノ）る
期間は、ネットワーク３０に制御されることになる１゜
ネットワーク３０には、コンデンヤ３９を通ってパルス
を受ける入力接続点３４が設けらイ１ている。この接続
点３４は、トランジスタ３Ｔのベース電極に接続されて
いるので、トランジスタ３７を制御する。、トランジス
タ３７は、別のトランジスタ３８と並列ＶＣ接続されて
いる。コンデンサ３９は、別のトランジスタ４２に信号
を送り、トランジスタ４２は（ネットワーク３０内の）
点４３を介して別のトランジスタ４４に出力信号を送る
１、トランジスタ４４は、回路接続点４７を介してサイ
リスタの制＃４１エレメント３３の（Ｆｔ号条件を決定
する１、 ネットワーク３０け、トランジスタ４８も含む。

このトランジスタ４８はコンデンサ３９の一方に接続さ
れた定電流発生回路の素子として接続され、コンデンサ
３９の充電電流を制御する。このことは、コンデンサ３
９の左（ｔｉｌｌの極の充電電流は時間に対してリニア
に増加し、その最大電圧は、一対の抵抗５１と５２との
比によってセットされる。

コンデンサ３９の他方の極には、可変抵抗器５５と固定
抵抗器５６が直列に接続されている。従って、これら直
列抵抗はトランジスタ４２０入力端にも接続されている
ので、トランジスタ４２の非導通状態になっている期間
を制御する３、すなわち、回路１ｃ＋、トランジスタ４
２が非導通状態のときトランジスタ３Ｂを導通させるよ
うになっている。点火スパーク（Ｍ号を制御する信号は
、点４３及びトランジスタ４４を通ってサイリスタ２１
０制御エレメント３３に印加される３゜ 図示したネットワーク３０の回路は、タイミング回路を
構成するが、このタイミング回路は内燃機関のスピード
（すなわち、コンパレータ２５を介して送られる燃料噴
射イハ号からのパルス周波数とサイリスタすなわち電子
スイッチ２１の制御エレメント３３に印加される出力す
なわち制御信号の時間幅を逆比例させる。従って、回路
定数、すなわち抵抗５５及び５６の値を正しく設定すれ
ば、エンジンスピードと無関係に制御エレメント３３０
制御信号の時間幅がエンジンのクランクシャフトの所定
回転角度（度９よりも長くなるように信号の時間幅を決
定できる。、換言すれば、入力パルスが高速になれば々
るぼど制御信号が出力される間の時間幅は短くなる１、
従って低速時の時間幅は長く、一方高速時の時間幅は短
いので、回路定数を正しく選択すれば、時間幅より短い
クランク角度は一定になる。

ネットワーク３０が制御するクランクの所定回転角度は
可変抵抗器５５の摺動子６０を燃料制御アーｌ、６１（
図中点線で示す）に接続することによって、変えること
ができる３、このことは、スパーク信号が印加される間
のクランク回転角度はエンジンに加わる負荷に関連して
調整できることを意味する１、すなわち、燃料制御アー
ム６１は、ジーゼル式の燃料噴射装置で噴射さｔＩるよ
うな索料の油を決定するからであり、大負荷時には、低
負荷時で必要なりランク１１転角ＪＡｊと比較してかな
り大きなりランク回転角度にわたってスパ　り信号か持
続しなけｉｌはならないからである１゜作動 次に上述の逆比例タイミング回路すなわちネットワ　り
３０の作動について説明する４、マずエンジンスピード
のみに関連するスパーク４８号幅の制御について述べる
１、上述したようにスパ　り信号が発生している間の時
間１隅ｋｌ１、所定クランクの回転角度を包含するよう
に回路＞Ｉ数によって逆比例関係がセットされる。

スパーク（Ｑ号がない状態下、すなわち点火スノ（−り
（８号回路が発振していない（ＡＣス・く−りが発生し
ていない゛）時を最初にしＣネノトワ−り３０の作動苓
−説明する４、ネノトワ　り３０・＼の人力ｔなわちト
ランジスタ３Ｔは次の状態となっている。。

この第１トランジスタ３７目、コンデンサ２９を介して
点１＜制御パルスが受信さｉｌないのでメツになってい
る１、従って、トランジスター３７のベース’Ｒ１４ｔ
Ｋ、　＆；ｉ低ｌ５位ｅこなっている。１第２トランジ
スタ４２は導通しており、そのベース′嘔圧は約０７ボ
ルトにクランクされている。、１％３）ランジスタ４４
け、メツすなわち非導通であるので、ツ゛イリスタ２１
は導通し、従って、発振器１１およびスノ＜−り信号発
生装機（トランス１３を介して）はオフとなるので、ス
パーク信号ね発生しない、Ｊ回路接続Ｉｗ２８およびコ
ンデンサ２９を介してスパーク信号制御パルスが受信さ
れると、第１トランジスタ３７は一瞬オンになり、ベー
ス電極に制御パルスが受（ｉｔされると（１びオフに復
帰する１゜トランジスタ３７がオンになると、トランジ
スタ４２をオフにし、次にトランジスタ４２Ｆｉ）ラン
ジスタ３８をオンにする。こｉＬらトランジスタは交互
にオン・オフとなる０、換真すれば、トランジスタ４２
が非導通であれば、トランジスタ３８はオンで、同時に
オフのトランジスタ４２けトランジスタ４４をオンにし
、次にこのトランジスタはサイリスタ２１をオフにする
よう作動する。従って、これらがスパーク信号発生開始
条件となる。

ネットワーク３０の逆比例制御は、どれだけの間サイリ
スタ２１を非導通にするかを決定し　。

これはコンデンｖ３９とトランジスタ４８によって行な
われる。−トランジスタ４８はＰＮＰ　）ランジスタで
あって、定′ＦＬ流発生器として作動するように接続さ
れている。以下タイミング回路の作動について述べる。

トランジスタ４２がオフにされると、コンデンサ３９の
右側の極は、抵抗５６と５６を介して１＃Ｌ源電圧が充
電され、０．７ボルトまで増加する１、この電圧レベル
に達すると、トランジスタ４１ｔＪＭ度オンとなり、抵
抗６５を通る烏、流によってそのコレクタ電圧は低下す
る１、従って次のトランジスタ４４はスパーク信号期間
の終了時に再びオフとなり、サイリスタ２１はオンし、
スパークイ言号をオフにする。

トランジスタ４２が再度オンとなることによりトランジ
スタ３８がオフとなり、これによつで定電流発生器（ト
ランジスタ４８を含む）を介してコンデン＋ｊ３９の左
側の極が充電、される。この充箱、箪流は定電流である
ので、コンデンサ３９の左１１ｔ１１の極の電荷は、時
間に対してリニアに増加し、この最大電圧は抵抗５１と
５２の比によってセットされ、充電の速さは、可変抵抗
５５と抵抗５６の合成抵抗値に４よって決定される。

トランジスタ３７を介してコンデンサ３９が充電される
ときにコンデンサ３９の右側の極に発生する負のパルス
の太きさは、コンデンサ３９の左側の極に印加される電
圧の大きさによって重重る。

従って、左側の極の電圧が大きければ、右側の極の負電
圧も大きくなる。次にパルスの大きさが小さいと、（上
述のように）トランジスタ４２をオンさせるのに必要な
時間は長くなる１、又、コンデンサ２９を通して制御信
号から得られるパルスの間隔が長いと、コンデンサ３９
の左側の極電荷り多くなる６、従って、エンジンが高速
で回転していると、コンデンサ２９を介して受イ１され
るパルス間の間隔は３短くなり、コンデン〜す３９の左
側の極の電荷も少なく々る。従つ１、回路定数を正しく
決定すれば、工／ジンスピードすなわちクランクシャフ
トの回転と逆比例するようにタイミングをセットできる
１、従って、スピードレンジにわたってスパークプラグ
が存在する間所定のクランクシャフト回転角度が維持さ
れるよう連続ＡＣスパーク信号時間幅が決定できる。。

可変抵抗器５５を調整するように燃料制御アームのカッ
プリング６２によって、アーム６１によって決定される
負荷に従ってスパーク信号の間のクランク回転角度を変
えることができる。これにより、低負荷時のスパーク信
号時間幅を短くする−・方、重負荷時のスパーク信号の
時間幅を適当にできるという効果が得られる１、この結
果スノ（−り信号発生装置により消費される雷、力が節
約できるだけでなく、スパークプラグの摩耗すなわち’
Ｆｌｔｉの消耗およびギャップの増加が低減できる。

以上で適用可能な態様に従って、本発明の特定の実施例
について詳細に説明したが、本発明はこれら実施例のみ
に限定さすｌるものではなく、特許請求の範囲内で設計
変更が可能であることは当然である１、

【図面の簡単な説明】

添附図面は、本発明に係る点火装置Ｋの部品を示す略式
回路図である。 １１・・・・発振回路、２１・・・・電子スイッチ、２
４・・・・燃料噴射バルブ、３０・・・・ネットワーク
、３７・・・・第１トランジスタ、４２・・・・第２ト
ランジスタ、４４・　・・・第３トランジスタ、５５・
・・・可変抵抗器、５６・・・・固定抵抗器１゜ 特許出願人　　　テキサコ・デベロツゾメント・コーポ
レーション イ５）埋入　山用政＃ｌ＜ｔか１名）

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. （１）可変時間幅の連続状高圧ＡＣタイプのスパーク信
   号を有し、このイハ号を発生しかつこれを切る電子スイ
   ッチ手段及び該電子スイッチ手段を制御する制御手段を
   含む電子点火回路からなるクランクシャフトを有する内
   燃機関用点火制御装置において、前記電、子スイッチ手
   段制御用手段が前記クランクシャフトにタイミングを合
   わせて前記スパーク信号を発生させるよう前記スイッチ
   手段を作動させる手段と、前記機関のスピードと逆比例
   した可変時間の後に前記スパーク信号を切りクランクシ
   ャフトの所定回転角度を有する前記スパーク信号の時間
   幅を与えるよう前記スイッチ手段を作動させる手段と、
   前記可変時間幅を制御して前記機関の作動パラメータに
   対するクランクシャフトの前記所定回転角度をｖＩ４整
   する手段とから成る点火制御装置。
2. （２）前記機関パラメータが機関にかかる負荷である特
   許請求の範囲第１項記載の装置。
3. （３）前記可変時間幅制御手段が可変抵抗と、前記機関
   にかかる負荷に従って前記抵抗を変える手段とから成る
   特許請求の範囲＠２項記載の装置。
4. （４）前記内燃機関が燃料制御アームを有し、前記抵抗
   を変化させる前記手段が前記燃料制御アームとのカップ
   リングである特許請求の範囲第３項記載の装置。。
5. （５）前記可変時間幅制御手段がクランクシャフトの鮫
   小回転角度を決定するよう前記可変抵抗と直列な固定抵
   抗をも含む特許請求の範囲第４項記載の装置。
6. （６）可変時間幅の連続状高圧ＡＣタイプのスノ４−り
   信号を有し、とのスパーク信号を発生しかつこれを切る
   電子スイッチ手段及び該電子スイッチ手段を制御する制
   御手段を含む電子点火回路から成るクランクシャフト及
   び燃料制御アームを有する内・燃機関用点火制御装置に
   おいて、前記電子スイッチ制御手段が前記クランクシャ
   フトにタイミングを合わせて前記スパーク信号を発生す
   るよう前記電子スイッチ手段を制御する制御手段と、前
   記機関のスピードと逆比例した可変時間幅の後に前記ス
   パーク信号を切ってクランクシャフトの所定回転角度を
   有する前記スパーク信号の時間幅を与えるよう前記スイ
   ッチ手段を作動さぜる手段と、可変抵抗、該可変抵抗゛
   を変えるため前記燃料制御アームに接続されたカップリ
   ング、及び前記可変抵抗に直列でクランクシャフトの最
   小回転角度を決定する固定抵抗から成る可変時間幅制御
   手段とから成る点火制御装置１゜