JPS582472A - 内燃機関用点火システム - Google Patents

内燃機関用点火システム

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JPS582472A
JPS582472A JP57094639A JP9463982A JPS582472A JP S582472 A JPS582472 A JP S582472A JP 57094639 A JP57094639 A JP 57094639A JP 9463982 A JP9463982 A JP 9463982A JP S582472 A JPS582472 A JP S582472A
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ignition
high voltage
terminal
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Aisin Seiki Co Ltd
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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】 本発明は一般的には、新しい点火システムに関し、また
特に、内燃ａｍ用に使用する新らしい点火システムに関
する。
内燃機関用の従来の点火システムは、信頼でき、かつ十
分なものであると長年の間立証されてきている。近来こ
れらのシステムは、様々な電気スイッチ装置によって品
質改良されてきている。しかしながら、電気装置を加え
てもなお、システムは、作動において、従来の電気機械
システムとほとんど変らないままである。
現代のエンジンは、排気放出量とその質に関して多くの
きわめて狭い規格を満すことが要求されている。これら
の要求を満たすため、エンジンの製造者は、きわめて薄
い空燃比（リーン）のもとで作動するエンジン及び、燃
料ガスの成層化技術あるいは乱流技術を用いたエンジン
を製造する様に処置してきた。リーン燃焼エンジンは、
適正な作動のためにスパークの持続期間を延長すること
が必要である。このことは、従来のシステムにおいては
、開回路のスパーク電圧を増大することにより達成でき
る。しかしながら電圧を増大することは、スパーク電流
の持続期間と同様振幅を増大する結果にもなり、これは
点火プラグの寿命を大きく減少させる。乱流型システム
においては、エンジンの各シリンダーにおける燃料ガス
の流れによって、点ベプラグ内に発生したアークが早期
にふき消されたり、消滅したりする傾向を示す。従って
適正なイグニッションに対して不利益となるスパークの
持続を減少させることになる。
本発明は、新しいＡＣ点火システムを目的とするもので
あり、交流電流を発生して、従って、点火プラグ内にお
いて断続するスパークを発生させるものである。このよ
うなＡＣシステムにおいては点火持続時間は従来のシス
テムのそれに比べてはるかに長くすることができ、ゆか
もそれによって点火プラグの寿命を縮めることはない。
また、すべての点火は多数の短い断続スパークより成り
立っているた゛め、乱流エンジンの吹き消しの問題は大
いに減少する。
従来の設計における固有の他の問題点は、それらが通常
の高電圧発生器を、エンジンにとりつけたすべての点火
プラグに対して１つの点火コイルという形態で使用して
いる点である。その１つのコイルからの高電圧は、回転
高圧スイッチ、あるいは−ディストリビュータ−及び高
電圧ケーブルシステムによって各プラグに配電されてい
る。配電及び高電圧ケーブルは、よく知られ゛ているよ
うに、しばしば問題の原因であり、従来システムにおけ
る弱点でもある。
本発明は、・エンジンにとりつけた各点火プラグに対し
、本質的に独立した高電圧発生システムを備えることに
より、通常の高電圧発生器を用いた、従来システムに固
有な難点を克服する新しい点火システムを目的としてい
る。個々の点火トランスが、各点火プラグに備えつけら
れている。望ましい実施例においては、各点火トランス
は新しい点火プラグカバーの中に配設されており、この
εとが高電圧配線の必要性を除去している。また従来シ
ステムのディストリビュータ−もまた、電気的に不要で
ある。
従って、本発明の１つの目的は、点火持続時間が従来シ
ステムのそれより長く、点火プラグの寿命を縮めること
のない新しいＡＣ点火システムを提供することである。
本発明のもう１つの目的は、高電圧配線システムの必要
性を除外する新しいＡＣ点火システムを提供することで
ある。
さらにもう１つの目的は、分゛離された＾圧発生器がエ
ンジンに設けられた各点火プラグごとに備えられている
新しい点火システムを提供することである。
さ、らに他の目的は、点火トランスが、点火プラグをと
り囲み、点火プラグのコネクタを含むカバーの中に収納
されている新しい点火トランス及び点火プラグカバー装
麿を提供することである。
以下本発明を実施例に基づいて具体的に説明する。
図面を参照して説明するが、数種の図面を通して同一の
又は対応する部分は同じ参照番号で示した。又、特に第
１から第６図は本発明に従った点火システムの第１の望
ましい実施例を示したものである。　　゛ 第１図は、図示しない４気筒エンジンのクランクシャフ
トに同期して回転するように接続された軸１を有す−る
クランクシャフト位１センサの平面図であり、第２図は
第１図における□■−■線（そってとった断面図を示し
たものである。
円形状ののシャッター２は、その周縁部に扇形開口部３
を有し、シャフトに結合しそれとともに回転する。シャ
ッター２は、第１図に示された矢印の方向の時計方向に
回転するものとして示されている。シャッター２の周り
には４ａから４ｄの４つの７オトイ□ンタラプタが配設
されており、そしてそれらは、それぞれ６ａから６６、
の締め付は金具によってエンジンの固定部材５に取り付
けられている。第２図において良□くわかるように、シ
ャッター２は、各７オトインタラプタの開口部分を通過
する。４ａから４ｄのフォトインタラプタの各開口部の
片端には、それぞれＬＤｌからＬＤ４の発光ダイオード
が取り付けられている。そしてそれらは室光源として作
用する。各開ｄ部のその対向面には、ＰＴｌからＰＩ３
のフォトトランジスタがそれぞれ配設されている。シャ
ッター２は、一対になった発光ダイオードとフォトトラ
ンジスタとの闇を通過するように配設されており、その
結果、その扇形開口部が、各７オトインタラブタ４ａか
ら４ｄ闇を通過するこたが検出される。
このようにして第１図においてシャッター２の開口部３
の先行端部３″が７オトインタラブタ４ａの中央を通過
するときフォトトランジスタＰＴ１は発光ダイオードＬ
　Ｄ　、１から光を受け、その結果ターンオンする。フ
ォトトランジスタＰＴ１は、開口部３の後続端３″がフ
ォトインタラプタの中心を通り過ぎるまで導通状態を維
持する。同様な作用が、他の７オトインタラブ１夕４ｂ
から４ｄにおいても起こる。そのフォトインタラプタ４
ａから４ｄの出、力は、本発明の点火システムに対して
点火信号を供給するために利用される。
第３図（Ａ）、第β図（Ｂ）及び第４図は、本発明の第
１の望ましい実施例に係る点火システムの構成図である
。その点火システムは、以前に述べた４つのフォトイン
タラプタ４ａから４ｄと処理回路１０と４つの点火トラ
ンスＴ１からＴ４及び４つのスパークプラグＳＰＩから
ＳＦ３とを有する。
フォトインタラプタ４ａから４ｄが有する４つの発光ダ
イオードＬＤＩからＬＤ４は、それぞれ直列抵抗Ｒ１ａ
からＲｌｄを介して正の直流電圧ＶＣＣ（車載バッテリ
ー）と−接地との間に接続されている。このように発光
ダイオードは、電力がこの点火システムに供給されてい
る限り常に導通状態を維持する。フォトインタラプタ４
ａから４ｄに設けられた各フォトトランジスタＰＴＩか
らＰＩ３のコレクターは、正の直流電圧Ｖｃｃに接続さ
れている。一方そのエミッタは直列抵抗Ｒ２ａからＲ２
ｄを介してそれぞれ接地端子に接続されている。
シャッター２によって発光ダイオードから出た光がその
フォトトランジスタに到達することができるとき、各フ
ォトトランジスタのエミッタに生じる信号は、高レベル
となる。このようにフォトトランジスタＰＴ１からＰＩ
３のエミッタ信号ａ１からｄｌ（以下タイミング信号ａ
１からｄｌという）は、通常低レベルにあり、シャッタ
ーの開口部３がそれぞれの７オトインタラプタを通過す
るとき高レベルになる。□タイミング信号ａ１はアイソ
レーション増幅器１ａと抵抗Ｒ３ａとの直結合を介して
トランジスタＱｌａのベースに入力している。そしてこ
のトランジスタは、タイミング信号ａ１が高レベルのと
きにターンオンする。トランジスタＱｌａのコレクター
はトランジスタＱ２ａのベースに、直列抵抗Ｒ４ａを介
して接続されている。抵抗Ｒ４ａはタイミング信号８１
が低レベルのとき−に非導通状′態で□あるトランジス
タＱ２ａをバイヤスするために、抵抗Ｒ５ａと結合して
いる。トランジスタＱｌａがターンオンすると、トラン
ジスタＱ２ａは同様にターンオンし、その結果そのコレ
クタにバッテリー電圧Ｖｃｃを生ぜしめる。
トランジスタＱ２ａのコレクタは点火トランスＴ１の一
次巻線の中央タップＴ１−１に接続されている。従って
シャッター２の開口部３が７オトインタラプタ４ａを通
過するのに対応して、タイミング信号ａ１が高レベルに
なるとき、中央タップＴ１−１はバッテリー電圧Ｖｃｃ
に接続される。
同様にしてフォトインタラプタ−４ｂから４ｄのタイミ
ング信号ｂ１からｄｌは処理回路１０を介して接続され
、それぞれ点火トランスＴ２からＴ４の一次巻線の中央
タップＴ２−１からＴ４−１に、バッテリー電圧ＶＣＣ
を給電する。
第４図に示されているように処理回路１ｏは、加えて演
算増幅器ＩＣＩを含み、該演算増幅器は約２０ｋ　Ｈｚ
の周波数を有する方形波出力信号「１を生じるようなよ
く知られた発振器として作動するように接続されている
。その演舞増幅器ｒＣ１は通常の７４１シリーズのうち
の１つの如きどんな標準タイプのものでもよい。抵抗Ｒ
７はバッテリー電圧ｖＣＣを演算増幅器１０１の正入力
端に供給し、その結果発振器に対して入力を供給する。
抵抗Ｒ６とＲ９はＩＣ１に対して正帰還回路を形成する
。ＩＣ１の方形波出力の周波数は、負帰還回路の時定数
である積Ｒ８・Ｃ１によって支配される。発振器の出り
信号ｆ１は２つのインバーター【Ｎ１及びＩＮ２と抵抗
Ｒ１１の直列結合を介してトランジスタＱ３のベースに
接−続されている。
インバータＩＮ１及びＩＮ２は、演算増幅器ＩＣ１を含
む発振回路を絶縁する作用をする。その結果発振器の安
定性を増加させる。トランジスタＱ３は、発振器信号ｆ
１が高レベルになったときターンオンする。従って中間
トランスＴ５の一次巻線の端子Ｔ５−２を接地に接続す
る。トランジスタＱ３は、発振器信号ｆ１が低レベルに
なったときターンオフする。加えて発振器信号ｆ１は、
インバータＩＮ３及び抵抗Ｒ１２，、の直列結合を介し
−Ｃ，５＞’）１９Ｑ４（ＯＳ−ＩＫ−ｏａｈＴい６゜
インバータＩＮ３は発振器信号ｆ１を反転させかつ発振
器回路を絶縁する作用をする。このようにしてトランジ
スタＱ４は、発振器出力信号ｆ１が低レベルになったと
きにターンオンする。従って、中間トランスＴ５の他の
端子Ｔ５−３を接地に接続する。このようにしてトラン
スＴ５の一次端子Ｔ５−３は、発振器出力信号ｆ１が低
レベルにあるとき接地側に接続され一次端子Ｔ５−２は
、その信＠ｆ１が高ベルにあるとき接地に接続される。
従って変圧器■５の一次巻線の中央タップ端子Ｔ５−１
は、バッテリー電圧Ｖｃｃに接続されているので信号ｆ
１が高レベルにあるときは、端子Ｔ５−１からＴ５−２
へと電流が流れる。そしてｆｌが低レベルにあるときは
、端子Ｔ５−１から端子Ｔ５−３へと電流が流れる。−
次回路に流れる電流によってＴ５の二次巻線に電圧が誘
導され、端子Ｔ５−５は発振器信号ｆ１の正パルスに同
期して、接地されている二次巻線の中央タップ端子Ｔ５
−４に対して正に′なる。一方二次巻線の端子Ｔ５−６
′は、信号ｆ１の低レベルに同期して正になる。二次端
子Ｔ５−５は、直列抵抗Ｒ１３を介してトランジスタＱ
５のベースに接続されている。
そしてトランジスタＱ５は信号ｆ１が高レベルにあると
きにターンオンする。従って信号線Ｙを接地することに
なる。同様にして端子Ｔ５−６は直列抵抗Ｒ１４を介し
てトランジスタＱ６のベースに接続されており、該トラ
ンジスタは信号ｒ１が低レベルになったときにターンオ
ンし、従って信号線Ｚを接地することになる。このよう
にして信号線Ｙと２は発振器信号ｆ１の周波数である約
２０ｋ　Ｎ２の割合で交互に接地される。その信号線Ｙ
は、ダイオードＤｌａからＤｌｄを介して点火トランス
Ｔ１からＴ４の一次巻線の第１端子Ｔ１−２からＴ４−
２にそれぞれ接続されている。信号線２は同様に点火ト
ランスＴ１からＴ４の一次巻線の他の端子■１−３から
Ｔ４−３にそれぞれダイオードＤ２ａからＤ２ｂを介し
て接続されている。従って各点火トランスＴ１からＴ４
の一次巻線の両端子は交互に２０ｋＨ２の割合で接地さ
れる。　以前にも述べたようにタイミング信号ａ１から
ｄｌはバッテリー電圧ＶＣＣを、フォトインタラプタ４
ａから４ｄを通過するシャッターの回転によって決定さ
れる一定の持続時間及び一定の時間間隔で点火トランス
Ｔ１からＴ４の中央タップＴ１−１からＴ４−１に接続
する。この結果タイミング信号ａ１からｄｌの制御のも
とに点火トランスの一次巻線に交流電流が生じることに
なる。
たとえばタイミング信号ａ１が高レベルになり、制御信
号線Ｙが接地されると電流１１は点火トランスの一次巻
線を介してバッテリーｖＣＣから、中央タップＴ１−１
を通り端部端子Ｔ１−２へと電流が流れる。さらにダイ
オードＤｌａを介し信号線Ｙを通って接地へ流れる。同
様にタイミング信号ａ１が低レベルにあり、信号線Ｚが
接地されると、電流１２はバッテリーＶＣＣから変圧器
Ｔ１の端子Ｔ１−１とＴ１−３を通ってダイオードＤ２
ａ及び信号線Ｚを介して接地側に流れる。点火トランス
（トランスＴ２からＴ４）は約３０００　：１の巻数比
を有する高電圧昇圧装置である。従って電流１１および
１２は、その変圧器の二次巻線に高電圧を誘起させる作
用をする。
このようにして電流１１は二次巻線に高電圧を誘起させ
、その結果端子Ｔ１−４は端子Ｔ１−５に対して正にな
る。この電圧が十分に高いとき点火トランスＴ１の二次
端子Ｔ１−４及びＴ１−５の両端に接続された点火プラ
グｓＰ１の導体５Ｐ１ａ及び５ｐｉｂの間にアークが生
じる。電流１１が終結しそして電流１２が流れ始めると
き、二次巻輪に誘起された電圧の極性は反転しそしてア
ークが終結する。このように端子Ｔ１−５の電圧は端子
Ｔ１−４に対して正となり、端子５Ｐ１ｂ及び５Ｐ１ａ
との間に流れるアークによってその点火プラグは再点火
す、る。
信号線Ｙ及びＺは発振器信号ｆ１の２０ｋＨｚの割合で
交互に接地されるので一次電流１１及び１２は２０ｋＨ
２の割合で交番する。この結果、２０ｋ　Ｈ７の割合で
交番する複数のアークが、タイミング信号ａ１が＾レベ
ルにある継続時間の間、その点火プラグの端子間に発生
する′。同様なアーク現象は点火プラグＳＰ２からＳＰ
４においても、それぞれタイミング信号ｂ１からｄｌに
よって生じる。
第５図及び第６図は本発明の点火システムにおいて用い
られる新しい点火トランスの望ましい実施例を示したも
のである。この装置は第３図において示されている点火
トランスＴ１からＴ４を形成するために用いられる。便
宜上この点火トランスをトランスＴ１と仮定する。第５
図においてプラグ接点５Ｐ１ａ及び５Ｐ１ｂを有する点
火プラグＳＰＩはエンジンのヘッド５ｏに据えっ番ノら
れているものとし゛で示されている。ヘッド５ｏから伸
びている点火プラグＳＰ１の部分５１の周りにプラグカ
バーと点火トランスとを組合わせた装置（以下組合装置
という）が全体として５２として断面図で図示されてい
る。その組合装置５２の内部には一般的に、中空の円筒
状の絶縁部材５４が配設されている。そしてそれは円筒
部材５４の基部に全体的に接着されており、円筒部材の
中心軸１ １００に対して水平方線方向に配設されている平１１）
ゝ らな円形基礎部材５５を含んでいる。リング形状のフラ
ンジ部材５８は、そこを爽通する円形の″開口部５９を
有し、円筒状の絶縁部材５４の上部に全体を接着されて
いる。円筒部材５４とそれに不可欠な基礎部材５５及び
フランジ部材５８は、強く一１絶縁耐りの高い材料、た
とえばエポキシガラスあるいはシリコンプラスチックで
出来ている。
シリコンゴムあるいはそれと同等の材料でできたリング
形状の弾力性のあるガスケット部材５６が基礎部材５５
の下底面に取り付けられている。そしてそのガスケット
部材は、ヘッド５ｏの外表面とで耐湿性のシールを形成
する。さらに、円筒部材５４の内表面には、円筒状の金
属７ランジ部材６０が取り付けられており、それは全周
に拡がったリング形状のスカート６１を有している。フ
ランジ部材６０及びそのスカート６１は、たとえばベリ
リウム銅合金のような弾力のある導電性材料でできてい
る。組合装置５２が点火プラグｓＰ１を囲んで適当な位
置にある場合、スカート６１はヘッド５０の表面との接
触によってやや上向きに曲げられ、その結果スカートは
張力をもった状態を保ち、それによってヘッド５ｏとの
良好な電気的接触を促進している。
一般的に中空円筒状の弾性力のある端子部材６３が、フ
ランジ部材５８の開口部５９の中に位置し、それに取り
付けられている。そして端子部材６３はその円筒状の壁
に多くの波状部６４を有している。端子部材６３は、た
とえば上述したベリリウム銅合金のような弾力性のある
導電性部材で形成されている。ターミナル部材６３は点
火プラグＳＰ１の上部端子６５の外部□表面に接触し、
その材質の弾性と波状部６４によって、その表面に可動
自在に取り付けられている。端子部材６３と点火プラグ
の上部端子６５との間の接触は組合せ装置ｆ５２を適当
な位置に定め保つように作用する。
点火トランスＴ１は円筒部材５４と同軸的に位置し、フ
ランジ部材５５の上表面に据えつけられている。トラン
スＴ１の平面図が第６図に示されている。トランスは正
方形状の断面を有する長方形状のコア７０を有している
。そのコアはたとえばフェライトのような高透磁率材料
でできているか、あるいは磁気的に軟質の非晶質金属テ
ープを何回も巻いて作られている。コア７ｏの周りに−
次及び二次巻１１Ｐ１．８１が巻かれている。各巻線Ｐ
１．Ｓ１は空間の有効利用のためにそれぞれ２つ（７）
コイ／Ｌ＋Ｐ１ａ　、Ｐｌｂ及びｓｉａ　、ｓｉｂに分
割されている。
このように−次コイルＰ１ａ及びＰｌｂはジャンパー７
１によって結合され、二次コイルＳｌａ　。
Ｓ１ｂはジャンパー７２によって結合されている。
そのコイルは、この技術の分野でよく知られている従来
の＾絶縁耐力を有するボビン７４ａがら７４ｄに巻かれ
ている。
第５図に戻る。点火トランスＰ１の二次巻線の第１端子
１１−４は溶接または、はんだづけによってそこに接着
されるジャンパー７５によって端子部材６３に接続され
る。同様に第２端子Ｐ１−５は、溶接またははんだづけ
により接着されるジャンパー７６によって、弾性７ラン
ジ部材６ｏに接続されている。ジャンパー７６は図示の
如く円１′。
筒部材５４に設けられた孔７７を貫通している。
組合＠Ｎ５２の全体は強く＾い絶縁耐力を有する物質た
とえばエポキシガラスあるいはシリコンプラスチック等
によって作られたカバー８０に取り囲まれている。カバ
ー８０は基礎部材５５の縁８１に固着されており、それ
によって組合装置５２を湿気から密閉し保護している。
カバー８０の内部空間は、たとえばシリコンゴムのよう
な充填剤８２によって満たされている。−次導線Ｙ１．
Ｚ１及びａ２はカバー８０の開口部に配設されたはと目
金具８５を通して組合ｉｉ！１１５２に入り込んでいる
。第５図に示されているような点火プラグカバーと点火
トランスの組合装置５２は、第３図（Ａ）、第３図（Ｂ
）及び第４図に示されているような点火回路と結合して
用いられるときに、あきらかな利点を示す。点火トラン
スは、それが取りあつかう点火プラグに近接して配設さ
れているので、すべての高圧線は廃止されており、たと
えば高電圧漏れや、無線周波数への混信のような良く知
られた問題を排除している。点火トランスの１ 給電線及び制御線は、すべて低電圧を通している。
従って湿気と埃Ｇ、：関する問題は事実上排除されてお
り、無線周波数との混信の問題も実質的に減少している
。混信の問題はさらに給電線及び制御線をより合せ、か
つあるいは、遮蔽することによってさらに減少させるこ
とができる。さらに高電圧線を排除することによって点
火プラグ内に発生するアーク電流の立ち上り時間が大き
く改善される。
それは、高電圧線の誘導及び容−効果が、もはや存在し
ないからである。加えて点火トランス内で連続した、長
方形状のコアを使用することは、トロイダル形状のコア
に固有な自己遮蔽特性によって無線周波との混信の問題
を減少する結果となる。
次に、本発明に係る点火システムの第２の望ましい実施
例が第７図〜１０図を参照して述べられる。このシステ
ムの部分部分は、前に説明したシステムと同一であるの
で、その部分は、前に使われたのと同一参照符号で示し
である。
第７図において、４個の７オトインタラプタ４８〜４ｄ
は、４つのタイミング信号８１〜ｄ１を発生する。その
タイミング信号によって、どの点火プラグが点火される
べきであるかが決定される。
そのタイミング信号ａ１〜ｄ１の時系列は、第１０図の
タイミングチャートに示されている。そのタイミング信
号ａ１〜ｄ１は４個のバッファ増幅器１８〜１ｄを通過
して、その結果緩衝されたタイミング信号ａ１′〜ｄｌ
−を発生する。これらの信号は、本質的には、タイミン
グ信号ａ１〜ｄ１と同等である。
さらに、そのタイミング信号ａ１〜ｄ１は、ＯＲゲート
１１０の入力端に入力する。そのＯＲゲートの出力信号
ｅは、第１０図のタイミングチャートに示されているよ
うに、タイミング信号ａ１〜ｄ１のいずれかが、高レベ
ルの時には、高レベルにある。その信号ｅは、周波数−
電圧変換器１１２に入力し、その変換器１１２は、その
信号ｅの周波数に比例した電圧を有する出力信号を発生
する。周波数−電圧変換器１１２の出力端は電圧−電流
変換器１１４の入力端に接続されている。。
そしてその電圧−電流変換器１１４は、その周波数−電
圧変換器１１２の出力に比例した電流を発生する。この
ように、変換器１１４の出力電流は、信＠ｅの周波数に
比例し、エンジンの回転速度に比例する。
電圧−電流変換器１１４の出力電流は、コンデンサＣ４
と結合しており、そのコンデンサは、該電流によって充
電され、第１０図のタイミングチャートに示されている
ように電圧信号０を発生する。さらに、該信号ｅは、イ
ンバータＩＮ４と抵抗Ｒ２５の直列結合を介して、トラ
ンジスタＱ１０のベースに入力している。
そのトランジスタは、コンデンサＣ４の短絡分路を形成
するへそのコンデンサＣ４は、信号が低レベルにある場
合には、すなわち、タイミング信号ａ１〜ｄ１が、すべ
て、低レベルにあるときは、トランジスタＱ１０によっ
て短絡される。コンデンサＣ４は、タイミング信号ａ１
〜ｄ１のうちいずれか１つが高レベルの場合のみ充電さ
れる。このように電圧信号Ｑは、第１０図に示されるよ
うに時刻１０で開始し、時刻ｔ１で−；るのこぎり波形
である。時間（ｔ１〜１０＞は、信号ｅの周波数に逆比
例し、そして一方電圧９の増加の時開割合は、信号ｅの
周波数に正比例づるので、そののこぎり波形・りは、信
号ｅの周波数に無関係あるいは、エンジンの回転速度に
無関係に一１定の形状を維持している。波形Ｑの振幅は
どんな特定な時刻においても、シャッター２の回転角度
を示している。その回転角度とは、第１図及び第１０図
に示されるように、開口部３の先行端３−が、フォトイ
ンタラプタの中心を通過する時にθＯで始まり、そして
開口部３の後続端３″がフォトインタラプタを通過する
時にθ３で終る。
第７図にもどって、のこぎり波状信号Ｑは、第１のコン
パレータＩＣ４にに入力し、電圧りと比較される。又、
該信号Ｑは、第２のコンパレータｌｃ５に入力して、こ
こで電圧１と比較される。
その第１のコンパレータＩＣ４は、９〈ｈの時に〃１〃
の出力を発生し、ｏ＞ｈの時にはｚｐ　Ｑ　ｎの出力を
発生する。同様に、第２のコンパレータｔＣ１゛１： ５は、９〈１の時に〃１〃の°出力を発生し、０〉１の
時には、〃０〃の出力を発生する。
第１のコンパレータＩＣ４の出力は、ＮＡＮＤゲート１
１６の入力に接続されている。一方第２のコンパレータ
ＩＣ５の出力は、インバータＩＮ５を介してＮＡＮＤゲ
ート１１６の入力に接続されていする。そのＮＡＮＤゲ
ート１１６の出力量は通常は〃１〃であるが、ｉｌ　＜
ｇ　＜ｌの状態が存在する時のみ〃０〃になる。
参照符号１１８は、演算増幅器ＩＣ２及びＩｃ３を含む
加算回路を示す、その回路は、電圧ｋに電圧りを加算す
ることによって電圧１を発生させる（ｊ＝ｈ＋ｋ）。
以下に、これから詳細に述べるように、ＮＡＮＤゲート
１１６の出力が〃０〃になると、点火プラグＳＰ１〜Ｓ
Ｐ４のうち１個が点火される。点火開始点が、第１０図
の角度θ１として示されている。そして角度θ１は、シ
ャッター２のその先行端３′がフォトインタラプタを通
過した後のそれが回転した回転角度に対応する。
このように、電圧りは、火花点火が、開始する時のクラ
ンク、軸の回転角度を決定する。それ故エンジンの点火
の進角を決定する。同゛様に、角度θ２は電圧１で決定
される様に点火パルスの終りを示す。このように点火の
角変持続期間はθ２−０１であり、電圧ｋ　　（＝ｌ　
−ｈ　）によって決定される。
第１図で、符号Ａ−Ｄは、エンジンの上死点を示す。角
度θ―は、上死点Ａと７オトインタラプタ４ａの中心と
の闇の角度を表わし、一般的には、最大進角位置として
知られている。第１０図では、θ３−００　（＝ｅｌ　
）は、シャッター２における開口部３の角度を表わす。
このよう゛に角度ｅ３−θ１はエンジンの進角を表わす
。したがって、θ１が決定され、電圧りによって一般的
なエンジンの〃進角〃が決定できる。
エンジンの進角を決定する電圧り及び点火持続時間を決
定する電圧には、本・発明の点火システムに対する入力
である。これらの入力は、固定電圧であってもよいしあ
るいは、たとえば本技術では、よく知られているような
、マニホールド負圧、トルク、スピードのようなエンジ
ンの作動要因のいくつかに基づいて、可変であってもよ
い。
次に第８図を参照する。緩衝されたタイミング信号ａ１
′〜ｄ１′は、抵抗Ｒ２０ａ−Ｒ２０ｄを介して、それ
ぞれトランジスタＱ７ａ−Ｑ７ｄのへ一７スに結合して
いる。トランジスタＱ７ａ〜Ｑ７ｄは、それぞれのタイ
ミング信号ａ１〜ｄ１が高レベルである時に、個々に、
ターン・オンする。例えば、タイミング信号ａ１が高レ
ベルになった時は、トランジスタＱ７ａがターン・オン
しそしてＱ７ａのコレクタに接続されたシリコン制御整
流器５ＣＲａが、ターン・オフする。５ＣＲａが、オフ
の時に、点火プラグＳＰＩが扱っているシリンダにおい
て点火が可能である。一方、タイミング信号ａ１が低レ
ベルである場合には、トランジスタＱ７ａは、ターンオ
フしそして５ＣＲａはターンオンする。５ＣＲａがター
ンオンすると、導線７Ａ及び７Ｂが、ダイオードＤ４ａ
及びＤ５ａを介して接地され、これらによって点火トラ
ンスＴ７の中央タップを有する制御コイル１５０の先端
端子を接地する。
第９図は点火トランスＴ７の電気的構造を示したもので
ある。以下、これに関し述べる。点火トランスＴ７〜Ｔ
１０は同一のものである。点火トランスＴ７の制御コイ
ル１５０が５ＣＲａを介して接地されると、点火トラン
スのコア１６０中の磁束の変化が妨げられる。これによ
って二次巻線１５２への高電圧の誘導が妨げられる。そ
の他の点火トランス■８〜ＴＩＯは５ＣＲｂ　−８ＣＲ
ｄによってそれぞれ制御される。
第１０図に見られるように、ａ１〜ｄ１のうち１つのタ
イミング信号だけが任意の特定時刻に、高レベルになっ
ている。このように、点火トランスＴ７〜ＴＩＯにおけ
る全ての制御コ、イルは、その高レベルのタイ、ミンク
信号で特定されている１個を除いて、接地される。この
ように高電圧が、その高レベルのタイミング信号で制御
される点火トランスの二次巻線に誘導される。
コンデンサ０３′、ａ−０３ｄ及ヒタイオートＤ４ａ〜
Ｄ４ｄ及びＤ５ａ〜Ｄ５ｄは、シリコン制御整流器５Ｃ
Ｒａ−８ＣＲｄのための平滑回路として機能する。ＮＡ
ＮＯゲート１１６の出力−は、抵抗Ｒ３３及びＲ３４を
介して１組のトランジスタＱ１１及びＱ１２ののベース
に接続されている。
Ｑｌｌ及びＱ１２のコレクタはそれぞれトランジスタＱ
１５及び１６のベースに接続されている。
ＮＡＮＤゲート出カーが高レベルの時には、トランジス
タＱ１１及びＱ１２がターンオンし、これによってトラ
ンジスタＱｌｂ及びＱ１６を強制的にオフさせる。
発振器１１８は１５〜３０ｋＨｚの間の周波数を有する
方形波信号ｆ２を発生する。その方形波信号ｆ２は、抵
抗Ｒ３６を介してトランジスタＱ１４のベースに入力す
る。そして又インバータ■Ｎ６及び抵抗Ｒ３５を介して
トランジスタＱ１３のベースに入力している。トランジ
スタＱ１３及びＱ１４はこのように方形波信号ｆ２の周
波数でそれぞれ交互にターンオン及びターンオフする。
トランジスタＱ１３及びＱ１４のコレクタは、トランシ
タＱ１５及びＱ１６のベースにそれぞれ′　接続されて
いる。これによってトランジスタＱ１５と０１６は、信
号−が低レベルの時には、信号ｆ２の割合で、交互にタ
ーンオン及びターンオフする。前述したようにそれらの
トランジスタは、信号−が高レベルにあると、ターンオ
フあるいは抑制される。信号−が低レベルの時には、方
形波信号は、その交番するトランジスタＱ１５及び０１
６からトランスＴ６を介して、トランジスタＱ１７及び
０１８のベースに結合している。そしてそのトランジス
タＱ１７及び０１８は、信号ｆ２に応じて交互、にター
ンオン及びターンオフする。
トランジスタＱ１７及びＱ１８のコレクタは、第８図及
び第９図に示されているように、直列に接続された点火
トランス■７〜■１０のそれぞれの一次巻線１５４及び
１５６の一端に接続されている。その−次巻線１５４及
び１５６の他端は、バッテリーＶｃｃに接続されている
。このように信号Ｉが低レベルの時は、トランジスタＱ
１７及び０１８は、−次巻線１５４及び１５６を介して
交互に、バッテリーＶｃｃから接地へ、電流１３及び１
４をそれぞれ導通する。タイミング信号８１〜ｄ１のう
ち１個が高レベルにあると、その高レベルのタイミング
信号が関係する点火トランスの制御巻線１５０は、開回
路となり、その結果、そのトランスを作動可能にしてい
る。鴎が低レベルの時に生ずるその交流電１１３及びｉ
４は、高レベルのタイミング信号に関する点火トランス
の二次巻線１５２に、＾電圧を誘導するように作用する
。
その結果、その二次巻線に取り付られた点火プラグを点
火させる。。
第９図に示された様に、点火トランスの一次巻線１５４
及び１５６は、トランスのコアの中で反対方向に巻かれ
ている。このようにトランスが、制御巻線１５０によっ
て、動作可能状態となり、かつ電流：３及び１４が流れ
ている時には、交流電圧が２次巻線１５２に誘起され、
その電圧は発振器の方形波出力信号［２の周波数と等し
い周波数を有する。点火トランスは、１：３０００の１
次２次の巻数比を有するので、その交流電圧は、１ト□ 非常に高い振幅を有し、トランスに接続された点火プラ
グを信号ｆ２の周波数割合に応じてくり返しアークさせ
る。点火トランスＴ７〜Ｔ１０は、その構造において、
第５図及び第６図に示されている点火トランスと点火プ
ラグカバーとの結合装置に類似しており、それに特別の
１次巻線及び制御巻線を付加゛したものである。その結
合機構によって提供される多くの利点は、点火システム
の本実施例にも同様に適応され得る。
当然、本発明の多くの変更及び変形が上述の技術に照ら
して可能である。従って、特許請求の範囲内で、ここに
詳細に述べた以外にも本発明が実施できるということが
了解されよう。
【図面の簡単な説明】
第１図は、回転位置センサの平面図である。 第２図は、第１図に示された回転位置センサの側断面図
である。 第３図（Ａ）、第３図（Ｂ）及び第４図は、本発明に従
った点火システムの第１の望ましい実施例を示したもの
である。　第５図及び第６図は、本発明に従った点火ト
ランスと点火プラグカバー組合装置を示したものである
。 第７図及び第８図は、本発明に従った点火シス１テムの
第２の望ましい実施例を示したものである。 第９図は、第７図及び第８図で示した点火システムとと
もに使用する点火トランスを示したものである。 第１０図は、第７図及び第８図に示された点火システム
で現われる数種の波形を描いたタイミングチャートであ
る。 ２・・・シャッター ４ａ〜４ｄ・・・フォトインタラプタ Ｔ１へ−Ｔ４．Ｔ７〜ＴＩＯ・・・点火トランスＳＰ１
〜ＳＰ４・・・点火プラグ　。 １５０・・・巻線 特許出願人 アイシン精機株式会社 代表者　　中　井　令　夫 −４１− ７にす ｒ ＦＩＧ、５ ４１２　Ａ２２ ＦＩＧ、９

Claims (9)

    【特許請求の範囲】
  1. （１）エンジンのクランクシャフトに結合し、該クラン
    クシャフトの回転に同期して、第１の電圧を周期的に出
    力端に供給するクランクシャフト位置センサ手段と、 交流出力信号を発生する発振器手段と、該発振器手段か
    ら前記交流出力信号を受信するように接続され、前配交
    流出力信号に同期して、第１及び第２出力端に第２の電
    圧を、交互に供給する電子スイッチ手段と、 中央タップを有する一次巻線と二次巻線とを具備し、該
    −次巻線の中央タップは、前記センサ手段の出力端から
    第１の電圧を受け、前記−次巻線の第１端子は前記スイ
    ッチ手段の第１出力端から第２の電圧を受け、前記−次
    巻線の第２端子は、前記スイッチ手段の第２端子か′ら
    、第２の電圧を受は取るようにそれぞれ接続されており
    、前記第１及び第２の電圧が、−次巻線に同時に印加さ
    れた時に、二次巻線に高電圧を誘起す〜る点火トランス
    と、 前記トランスの二次巻線に誘起された高電圧を受けるよ
    うに接続され、その高電圧を受けてアークを発生させる
    点火プラグ手段と、 から成る内燃機関用点火システム。
  2. （２）前記クランクシャフト位置センサ手段は、開口部
    を有し、クランクシャフトに同期して回転するように取
    付られているシャッターと、該シャッターの第１サイド
    に近接して設けられている光源と、 前記シャッターの第２サイド及び前記光源に近接して配
    置され、シャッターに設けられた開口部が、前記光源と
    本光セ、ンサ手段との間を通過した時に、出力信号を発
    生する光センサ手段と、前記光センサ手段から出力信号
    を受けるように接続され、該出力信号を受信するたびに
    、前記位置センサ手段の出力端に、第１の電圧を供給す
    る増幅器手段と、 から成る特許請求の範囲第１項記載の内燃機関用点火シ
    ステム。
  3. （３）エンジンのクランクシャフトに結合し、エンジン
    の各シリンダーによって特定された各々の出力端子に、
    クランクシャフトの回転と同期して第１の電圧を順次供
    給するクランクシャフト位置センサ手段と、 交流出力信号を発生する発振器手段と、該発振器手段か
    ら前記交流出力信号を受信するように接続され、前記交
    流出力信号に同期して、第１及び第２出力端に第２の電
    圧を、交互に供給する電子スイッチ手段と、 エンジンの各シリンダーによって特定されている複数の
    高電圧発生器手段であって、各高電圧発生器手段は、前
    記位置センサ手段の１出力端子から第１の電圧を受け、
    かつ前記スイッチ手段の第１及び第２出力端から第２の
    電圧を受け、前記第１Ｆｉｆｆｌ１２（１）電ユが１８
    １ｉｃ受ａ　ａ　ａ　ｔ＝　ＢＩ　ｃ　ｉ　ｍ　ａを発
    生する複数の高、電圧発生器手段と、エンジンの各シリ
    ンダによって特定されている複数の点火プラグ手段であ
    って、各点火プラグ手段は、前記高電圧発生器手段のう
    ちの特定された１個の高電圧出力を受けとり、高電圧出
    力の受信に基ずいて、アークを発生するように接続され
    た複数の点火プラグ手段と、 から成る内燃機関用点火システム。
  4. （４）前記位置センサ手段は、開口部を有し、クランク
    シャフトに同期して回転するように取付られているシャ
    ッターと、 該シャッターのまわりに配設されている複数の７オトイ
    ンタラプタ手段であって、各７オトインタラプタ手段は
    、前記シャッターの第１サイドに近接して配置されてい
    る光源、及び該光源に近接し、かつ前記シャッターの第
    ２サイドに近接して配置されている光センサ手段とを有
    し、前記シャッターの開口部が前記光源と光センサ手段
    との間を通過する時に出力信号を発生するものである複
    数のフォトインタラプタ手段と、 各７オトインタラプタの各光センサ手段がら出力信号を
    受信するように接続され、該出力信号がフォトインタラ
    プタの１つから受信されるごとに前記位置センサ手段の
    出力端子の１つに、第１の電圧を供給する増幅器手段と
    、 から成る特許請求の範囲第３項記゛載の内燃機関用点火
    システム。
  5. （５）前記高電圧発生器手段は、 高透磁率のトロイダル状のコアを有し、該コアの上に巻
    かれた一次及び二次巻線を有し、該−次巻線は、前記位
    置センサ手段からの第１の電圧を受けるように接続され
    ている中央タップを有し、前記スイッチ手段の第１及び
    第２出力端は前記−次巻線の両端に接続されており、前
    記二次巻線は、前記点火プラグ手段５ト接続されている
    点火トランスから成る特許請求の範囲第３項記載の内燃
    機関用点火システム。
  6. （６）エンジンのクランクシャフトに結合し、エンジン
    の各シリンダーによって特定された各出力端子に、クラ
    ンクシャフトの回転に同期して、順次出力信号を供給す
    るクランクシャフト位置センサ手段と、 複数の点火プラグ選択手段であって、各点火プラグ選択
    手段は、前記位置センサ手段の１つの出力端子から出力
    信号を受信するよ、う、に接続され、前記出力信号が、
    前記位置センサ手段から検出されるたびに、前記点火プ
    ラグ選択手段の各々の第１及び第２出力端を非接地にす
    るものである複数の点火プラグ選択手段と、 上記位置センサ手段の各出力端子から出力信号を受信す
    るように接続され、前記位置センサ手段の出力端子に発
    生する出力信号を時間で積分し、前記位置センサ手段か
    ら受けた各出力信号の間であって、時間による前記積分
    の各結果が、第１の所定値に達した時に開始して、各積
    分の結果が第２の所定値に達した時に終了するような、
    点火パルスを発生させる点火タイミング発生器手段と、
    交流出力信号をつ、くり出すための発振器手段と、前記
    発振器手段から交流信号を受信し、前記タイミング発生
    器手段によって発生した点火パルスを受信するように接
    続され、前記点火パルス期間、交流発振器の出力信号と
    同期して水制一手段の第１及び第２出力端子を交互に接
    地する制御手段と、エンジンの各シリンダーによって特
    定され、前記点火プラグ選択手段のうち１つの第１及び
    第２端子に接続され、かつ前記制御手段の第１及び第２
    出力端子にも接続され、前記点火プラグ選択手＼ 段の第１及び第２の端子が非接地であって、前記制御手
    段の第１の出力端子あるいは第２の出力端子が交互に接
    地される時に、出力端子に高電圧信号を発生させる複数
    の高電圧発生器手段と、エンジンの各シリンダによって
    特定され、前記高電圧発生器手段からの高電圧出力を受
    けるように接続され、前記高電圧出力の受信に応じてア
    ークを発生させる複数の点火プラグ手段と、から成る内
    燃機関用点火システム。
  7. （７）前記クランクシャフト位置センサは、開口部を有
    し、クランクシャフトに同期して回転するようにとりつ
    れられているシャッターと、１ 前記シャッターのまわりに配設され、前記シャッターの
    第１サイドに近接して配接された光源と、該光源に近接
    し、かつ、シャッターの第２サイドに近接して配接され
    た光センサ手段からなり、前記シャッターの開口部が前
    記光源と前記光センサ手段との間通過する時に、出力を
    発生する複数の７オトインタラ７’−全手段と、 各フォトインタラプタに設けられた各光センサ手段から
    の出力信号を受信するように接続され、前記フォトイン
    タラプタからの出力が受信されるたびに、位置センサ手
    段の出力端子に出力信号を供給する増幅器手段と、 から成る特許請求の範囲第６項記載に２戟の内燃機関用
    点火システム。
  8. （８）前記高電圧発生器手段は、高透磁率をもつトロイ
    ダル状のコアを有し、該コアの上に巻かれた制御巻線を
    有し、該巻線は、前記点火プラグ選択手段の一１及ｄ第
    ２端子に接続され、前記コアに巻かれた第１及び第２の
    一次巻線、二次巻線を有し、前記第１及び第２の一次巻
    線の第１端子は′１゜ ＤＣ電源に接続されており、前記第１の一次巻線の第２
    端子は、前記制御手段の第１出力端子に接続されており
    、前記第２の一次巻線の第２端子は前記１１ＪＩｊ手段
    の第２出力端子に接続されており、前記二次巻線は、点
    火プラグ手段に接続されている点火トランスから成る特
    許請求の範囲第６項記載の内燃機関用点火システム。
  9. （９）同軸的な円形開口部を有する円板状絶縁基礎部材
    と、 前記基礎部材に一体的に、かつこれと同軸的に接続され
    、前記基礎部材に垂直な、長手軸を有する中宮円筒絶縁
    部材と、 前記中空円筒絶縁部材の内部に配設され、その上方に本
    装隨が配設される点火プラグの先端端子に接続する第１
    接点と、 前記基礎部材の下底面に取り付けられ、点火プラグが取
    りつけられているエンジンの外表面に接している第２接
    点と、 前記基礎部材の下底面に同軸的に据えつけられ、前記第
    １及び第２接点の間を接続する二次巻線を有するトロイ
    ダル状点火トランスと、 前記中空円筒絶縁部材及びトランスをとり囲んで、かつ
    前記基礎部材に取り付けられて、いるハウジングと、か
    ら成る点火トランスと点火プラグカバー組合装置を有す
    る内燃機用点火システム。
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