JPS5968567A - エンジンの点火装置 - 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】 本発明は、ピストン上面Ｐよび該ピストン上面に対向す
るシリングヘッド内壁の少なくとも一方に部分的に四部
を設け、ビアトンが上死点・にあるときに、シリングヘ
ッド同壁面とピストン上面との間に上記凹部よ！１１７
ｉ−る燃ａｉ室と漱小間隙のスキッシュゾーンとを形成
した燃焼室構造を有する型式のエンジンに関するｔので
ある。

この型式のエンジンは、従来公知でめり、小さいＳ／Ｖ
比を有する燃焼室をコンパクトに形成でき、スキッシュ
ゾーンの混合気葡燃焼室内に強い圧力で押し込むことが
できるので高い圧稲比を得ることかでさ、燃焼性を向上
できる利点かめる。

ところで、特開昭５５−２９０５９号公報には、スキッ
シュゾーンと燃焼室の夫々に点火プラグを臨設し、スキ
ッシュゾーンの点火プラグを燃焼室の点火プラグよシ先
に点火さぜ、この点火プラグで着火された混合気が燃焼
室内に押し込ぼれるのを待って燃焼室の点火プラグを点
火δぜることによって良好な燃焼性全得るようにしたも
のが提案さｎている。

しかしながら、英際の上記形式のエンジンでは、ピスト
ンの上昇に伴なってスキッシュゾーンから燃焼室に押し
込１れる混合気の流速は極めて早く、しかもスキッシュ
ゾーンはＳ／Ｖ比が大きくもともと燃焼性の悪い領域で
あるため、スキッシュゾーンの点火プラグ全光に点火さ
せてもこの領域の混合気全有効に燃焼させることはでき
ず、上記の提案は夫際上さほど有効な対策とはゴい難い
。

一方、燃焼室内に押し込！ｆｌた混合気の燃焼について
与ると、燃焼室に臨設した点火プラグの点火によって混
合気は爆発的な燃焼を開始するが、その火炎は点火プラ
グを中心に放射状に伝播さｎ、火炎伝播に伴なって生ず
る圧力波によって燃焼型周囲の混合気は未燃焼のｔ’Ｆ
ヌキツシュゾーンに逆に押し込ＩｆＬ、未燃焼ガス）ｉ
ｃ、ＣＯが多量に発生するといった問題がめる。

不発明は、かかる問題を解決丁べくｌされたものであっ
て、燃焼室から７キツシユゾーンに押込まれようとする
未燃焼ガスを確実に燃焼させて、１（ＣやＣＯの発生を
有効に抑制することがでさる点火構造を備えたエンジン
の点火装置を提供せんとするものである。

即チ、不発明は、ピストン上面およびビス１−ン上面に
対向するシリンダヘッド内壁の少なくとも一方に部分的
に設けた四部よ＃）なる燃焼室と、燃焼室を取囲む倣小
間隙とに、夫々主点火プラグ、補助点火プラグ勿臨設し
、主点火プラグの点火時期は、エンジンの連獣伏爬に応
じて出力ｆ生Ｈ目２よび燃費性能にとって最も有利な時
期に設定する一方、主点火プラグの点火時期から設足狩
ｍＪ遅らせて補助点火プラグを点火させる制御回路ケ設
け、主点火プラグの点火によって発生した火炎の伝播に
伴なって未燃焼ガスが燃焼室η・らスキッシュゾーンに
押込Ｉｎようとするタイミングに曾ぜて、補助点火プラ
グの点火によって発生する火炎？スキッシュゾーンから
燃焼室との境界に集めて、未燃焼ガスのスキッシュゾー
ンへの流入全阻止する、換酊丁れは、未燃焼ガフー勿燃
焼室内に閉込めて２いて燃焼室内で完全燃焼させるよう
にし７？：、ものである。

以下、図示の実施例に基づいて不発明ｔよシ具体的に説
明する。

第１図υよひ第２図に示すように、ピストン１の上面１
ａに対向するシリンダヘッド１７］壁２にはその一部に
四部３２設け、亀２図に示すように、ピストン１がその
上死点に達したとぎに、ピストン１の上面１ａとこｎに
対向するシリンダ１７′］壁２との間に、凹部３よシな
る燃焼室４と、燃焼塞４周囲の微小間融よシなるスキッ
シュゾーン５と全形成する。

そして、スキッシュゾーン５を形成するシリンダヘッド
内壁部分２１には、吸気通路６に連通する吸気ボート７
を開口させる一方、上記凹部３のほぼ中央には排気通路
８に連通する排デボート９を開口させ、こｎら吸、排気
ボート７．９’ｅ吸。

排気−ＰＦｌｏ、１１によＱエン２２回転に同期して大
々異なるタイミングで開閉するようにしている。

第１図に仮想線で大々示すように、燃焼室４を形成する
凹部３２よびスキッシュゾーン５ケ形成するシリンダヘ
ッド内壁部分２３には、王点火プラグ１２．補助点火プ
ラグ１３全夫々臨設し、基本的には、主点火プラグ１２
の点火作動の後、設定時間遅れて補助点火プラグ１３ケ
点火作動し、燃焼室４同に発生する火炎が燃焼室４と７
キツシユゾーン５との境界にほぼ達するタイミングに合
せて、補助点火プラグ１３によって発生させたスキッシ
ュゾーン５の火炎を燃焼室４との境界に乗め、これによ
って未燃焼ガＺのスキッシュゾーン５への押込みを阻止
するとともに、燃焼室４からスキッシュゾーン５に向う
火炎と、スキッシュゾーン５から燃焼室４に向かう火炎
の両方で、未燃（焼ガスを完全燃焼させるようにしたも
のでめる。

上記主点火プラグ１２２よび補助、ｅ、火プラグ１３の
各点２に、時間の設定２よび点火駆動は、第３図に示Ｔ
駆＃１制■回路によって行なう。

兜３図に：Ｓいて、１４はエンジンＩｍｋ数（ｙランク
角）ｋ検出する回転センサ、１５はスロットル升（図示
せず）下流の吸気負圧を検出する負圧センサ、１６は主
点火プラグ１２の点火時期葡股足する主点火時期設定回
路、１７は主点火プラグ１２の点火時期に対し、所娶の
遅れ角でもって補助点火プラグ１３の点火時期を設定す
る補助点火時期設定回路、１８は主点火時期設定回路１
６から出力さｎ４主点火時期設定信号３２よび補助点火
時期設定回路１７から出力さ扛る補助点火時期設足悟−
号り’ｌ谷−万人力とするオアケート、１９ハイクニツ
シヨンコイル、２０ｉｄイグニツシヨンスイツチ、２１
はバッテリ、２２はイグニッションコイル１９のスイッ
チングトランジスタで、オアゲート１８′？！：介して
主点火時期設定信号ａ、補助点火時期設定信号すのいず
Ｉ″１．刀・一方が目〕ｍさ才ｔたとさに万ンしてイグ
ニッションコイル１９勿駆動し、２次側コイル１９ａか
ら高電圧の駆ｗＪ倍号Ｃを出力する。

ｌだ、２３は主点火プラグ１２、補助点火プラグ１３に
対する切替スイッチ、２４は主点火時期設定信Ｊｉｊａ
が入力さｎたときには、切替スイッチ２３の主点火プラ
グ１２側接点２３ａに、１に補助点火時期設定信号すが
入力さ２″したときには、補助点火プラグ１３側接点２
３ｂに切替接点２３Ｃ會切替えておく切替指令回路であ
る。

上記主点火時期設定回路１６は、第４図に例示するよう
に、その時々のエンジン運転状態に応じたエンジン回転
数と、吸気負圧とをパラメータとするマツプＭａｐｌに
よって、主点火プラグ１２の点火時期を設定する。

このマツプＭａｐｌは、よく知らｎているように、エン
ジン回転数−足の曲線１１，１２．・・・、ｌｉと吸気
負圧−足の曲ｋＭ　ｍｌ　＋　ｍ２　＋・・・９ｍｊと
でエンジン運転状態全区画して、各区Ｎごとに主点火プ
ラグ１２の点火進角度に設定しうるよＩｃしたｔのでめ
る〇このマツプＭａｐｌの設定は、＆本釣には、ビヌト
ン１が上死点付近ｉ’ｉ：互で上昇したときに燃焼圧が
最大となるよう７ｉ：設定とし、主点火プラグ１２によ
る点火によってエンジン出力２よひ燃費性能盆夾質的に
支配するようにしている。

この場合、例えば吸気負圧−足の曲線ｍ１で示されるよ
うに、エンジンの尚回転時には進角度を大さく設定して
着火時期を早めるようにし、１だ、エンジン回転数一定
の曲線１２で示されるように、吸気負圧が高い場合には
、吸気ポート７側と排気ポート９側との圧力差が大さく
なって排気ガスが逆流し燃焼速度が遅くなるため、進角
度音大きくとって早目に点火させる設定とする。

′ｆ、た、補助点火時期設定回路１７は、第５図に示す
如きマツプＭａＰ２によって、主点火プラグ１２の点火
時期に対する遅ｎ角を定めて、この遅れ角によって補助
点火プラグ１３の点火時Ｍｋ段設定る。

この７ツブＭａｐ２は３パマツ１Ｍａｐｌと同様、エン
ジン回転数一定の曲１ｔｉｘｐ□、・・・、Ｐｉと吸気
負圧−足の曲線９１．・・・、９ｊ・とによってエンジ
ン運転状態を各区画に分割し、突際のエンジン運転状態
がどの区画に属するかによって、その運転状態に２ける
補助点火プラグ１３の主点火プラグ１２に対する遅九角
を定めるものであって、この遅れ角の設定は、基本的に
は、前述した如く、主点火プラグ１２の点火によって火
炎が発生し、この火炎が燃焼室４とスキッシュゾーン５
との境界にまで伝播されるタイミングを見計らって、そ
のタイミングに補助点火プラグ１３によって発生さｎる
スキッシュゾーン５の火炎が燃焼室４との境界にほぼ遂
するように設定する。

したがって、吸気負圧が高く、吸、排気ホード７．９間
のボート圧力差が大きくなって排気ガスが逆流する運転
状態や、第５図に八ツチングで示したアイドル運転時に
は、燃焼速度が遅くなるため、遅れ角を大きく設定する
。

次に、第３図に示す駆動制御回路の作用について説明す
る。

互ず、主点火時期設定回路１６は、回転センサ１４、負
圧センサ１５からその時、慨でのエンジン　　′１、！
１ｌＬ１転数Ｐよび吸気負圧全読込んで、マツプＭａｐ
ｌにより主点火プラグ１２の点火進角度を定め、この点
火進角度に対応したタイミングで主点火時期設定信号ａ
ｙ比出力、オアゲート１８勿開いてスイッチングトラン
ジスタ２２を万ンし、イグニッションコイル１９を駆動
し、その駆動信号Ｃによって主点火プラグ１２を点火作
動させる。な２、この時点では、切替スイッチ２３は切
替指令回路２４によって主点火プラグ側接点２３ａ側に
接続されている。

切替指令回路２４は、主点火プラグ１２の点火が終了す
ると、遅滞なく切替スイッチ２３に切替指令を出して、
切替スイッチ２３を補助点火プラグ側接点２３ｂに切替
えて２く。

一方、補助点火時期設定回路１７は、読込んだエンジン
回伝数２よび吸気負圧力為ら、当該運転状態に対応した
補助点火プラグ１３の遅れ角？マツ１Ｍミル２刀為ら算
定して２＠、主点火時期設定信号１６７１１）ら主点火
時期設定信号３が出力されると、こｎ’ｅ受けて算定し
た遅れ角に対応した所定のタイミングで補助点火時期設
定信号すを出力し、オアケート１８を開いて、再度イグ
ニッションコイルＩ’ｌｌ駆動する。この場合、切替ス
イッチ２３は補助点火プラグ側接点２３ｂに切替えらｎ
ているので、今回の駆動信号Ｃは補助点火プラグ１３に
印加され、補助点火プラグ１３が点火作動される。

なお、以上の説明では、シリンダヘッド内壁２に四部３
會設け、凹部３に排気ボート９を開口させ、スキッシュ
ゾーン５を形成するシリンダヘッド内壁部分２ａに吸気
ボート７ケ開口させる構造としたが、不発明はこれに１
奴定されるものではなく、四部をビヌトン１側に設ける
ようにしてもよく、ピストン１とシリンダヘッド内壁２
の双方に凹部ｒ設けてもよく、吸、排気ボート７．９の
開口位置全種々の設定とじうろことはいうなでもない。

主点火プラグ１２ｈよび補助点火プラグ１３の配置につ
いても同様である。

以上の説明から明らかなように、不弁明によれば、未燃
焼ガフ、全燃規箪閂に封じ込んで完全燃焼させることか
でさ、ＨＣ，ＧＯの発生ケ抑制することかでさ、それた
け燃費を向上することができる。

ｌだ、主点火プラグによって実質的な燃焼盆文配させる
設定とし、補助点火プラグを主点火プラグより遅らせて
点火作動させるようにしでいるため、補助点火プラグの
点火時期は（ｄｐ／ｄθ）（Ｐ；ピストン同圧力、θ；
クランク角）が小さい時期となるため、補助点火プラグ
の点火にともなって発生する騒音盆小さくできる利息も
得られる。

【図面の簡単な説明】

勇１図は不発明の一実施例を示すシリンダヘッド内壁の
要部平面説明図、第２図は第１図のＪＩ−■線方向に沿
った気筒の要部垂直断面丙、第３図は主２よび補助点火
プラグの駆動制御回路のグロック説明図、第４図、第５
１湘（グ犬々主点火プラグおよび補助点火プラグの各点
火時期の設定に際しテ用いるマツプを示すグラフである
。 １・・・ビアトン、　　１ａ・・・ピストン上面、　　
２・・・シリンダヘッド内壁、　　３・・・凹部、　　
４・・、燃焼室、５・・・、＜キッシュ７”−ン、　　
　１２゛°・主点火プラグ、１３・・・補助点火プラグ
、　　１４・・・回転センサ、１５・・・負圧センサ、
　１６・・・主点火時期設定回路、１７・・・補助点火
時期設定回路、　　１９・・・イグニッションコイル。 特　許　出　願　人　　東洋工業株式会社代　　理　　
人　弁理士　青白　葆外２名第４図 Ｍａｐｌ 第５図 ｏｐｅ

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）ピストン上面２よび該ピストン上面に対向するシ
   リンダヘッド内壁の少なくとも一方に部分的に凹部上膜
   け、ピストンが上死点にあるとぎに、シリンダヘッド同
   壁面とピストン上面との間に上記凹部よりなる燃焼室と
   敞小間隙のスキッシュゾーンと”ｋｊＹ４するように構
   成したエンジンにおいて、 上記燃焼室に主点火プラグを臨設するとともに、上記ス
   キッシュゾーンに補助点火プラグｋｍ設する一方、上記
   主点火プラグ會運転状態に応じて出力および燃費に対し
   て最適な点火時期に点火作動させ、補助点火プラグは上
   記主点火プラグの点火時期より遅ｎて点大作動させる制
   御回路紫備えたことを特徴とするエンジンの点火装置。