JPS61205374A - 無接点火花分配点火装置 - 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〕 この発明は、内燃機関のシリンダ内の混合気に点火する
ための電気火花を発生させる点火装置に関するものであ
り、さらに詳しく言うと複数の電源を有しこの複数の電
源より出力される電圧を加減算することにより点火時期
に同期させ無接点で火花電圧を分配出力することができ
る無接点火花分配点火装置に関するものである。

〔従来の技術〕

従来より内燃機関の圧縮工程においては、混合気を点火
するためにスパークプラグの電極間の放電により電気火
花を発生させる点火装置がある。

この点火装置は、一般に、スパークプラグにて電気火花
を発生させるために点火コイルと呼ばれる特殊な高圧ト
ランスにて高電圧を誘導し、生成された高電圧は機械的
なディストリビュータ（分配器）によって決まった時期
にスパークプラグへ分配されている。この従来のディス
トリビュータは、機械的ものであり、性能２重量等に問
題があった。そこでディストリビュータを完全に電子回
路に置き換え機械的ディストリビュータを削除可能にで
きる電子点火システムが考案されている。

その電子点火システムの一例である無接点火花分配点火
装置を第５図を参照しつつその具体的構成と動作を説明
する。

第５図に示した無接点火花分配点火装置は、４気筒各１
個、すなわち４個のスパークプラグを持つエンジンに対
するものである。

１はクランクシャフト角度センサで、ピストンの位置を
クランクシャフト位置で検出しクランクシャフト角度信
号を出力する。

２はマニホールド絶対圧力センサｒ１マニホールド圧力
の平均値にほぼ比例したマニホールド圧力信号を出力す
る。

３はエンジン回転数センサで、エンジン回転数に比例し
たエンジン回転数信号を出力する。

４はＣＰＵで、クランクシャフト角度センサ１゜マニホ
ールド絶対圧力センサ２．エンジン回転数センサ３より
出力されたそれぞれのクランクシャフト角度信号、マニ
ホールド圧力信号、エンジン回転数信号を受けて最適の
点火時期である点火信号を出力する。

５はスイッチング素子で、例えばトランジスタを用いＣ
ＰＵ４より出力された点火信号を受は点★コイル（４！
述する）の給電電圧Ｖｃｃを断続させる。

６は点火コイルで、−次轡１！６８にてスイッチング素
子５で断続された給電電圧Ｖｃｃにて二次巻線６ｂに高
電圧を誘起する。

Ｄ１〜Ｄ４はダイオードで、フィル６の二次巻縮６ｂよ
り誘起された高電圧の流れる方向を制限する。

７はスパークプラグで、ダイオードＤ１〜Ｄ４によって
制限された高電圧を受けて電気火花を発生する。

このように構成した無接点火花分配点火装置は、ピスト
ンの位置はクランクシャフト位置センサ１で検出し、マ
ニホールド絶対圧力とエンジン回転数の検出結果に基づ
いてＣＰＵ４が最適の点火時期であるところの点火進角
値を決定する。

点火進角値が決定されると、ＣＰＵ４は点火コイル６に
て高電圧をｌｌｌ！起するための点火信号（第６図参照
）を出力する。、Ｗ４えばスパークプラグ７ａと７６を
点火する場合、ＣＰ（Ｊ４の出力端子Ａに点火信号が出
力され、スパークプラグ７ｂと７Ｃの場合は、ＣＰＵ４
の出力端子Ｂに点火信号が出力される。

この点火信号をスイッチング素子５が受けることにより
点火コイル６の一次”Ｊ糟６ａの上半分を流れろｌ！流
が遮断され、二次ｔｌ轢６ｂに高電圧が誘起される。そ
の極性は一次巻線６ａの二つの電流回路のどちらが遮断
されたかにより異なる。例えば、ＣＰｔＪ４の出力端子
Ａに点火信号が出力されると、点火コイル６の二次巻憧
６１）の端子Ｃかプラスである高電圧がＣＤｌ１Ｉ！に
誘起され、電流はダイオードＤ１とＤ４を通つ゛（スパ
ークプラグ７ａと７ｄに電気火花を発生デる。このとき
スパークプラグ７ｂ、７ｃは、ダイオードＤ２．０３が
逆バイアスされて電流が流れないのひ、電気火花は発生
されない。

同様に、ＣＰＵ４が出力端子Ｂに点火信号を出力スイッ
チング素子５が受けると、点火コイル６の一次轡纏１１
５ａの下半分を流れるｉｉ＊が遮断され、点火コイル６
の二次＊＊側６ｂの端子りがプラスである高電圧が００
間に誘起され、電流がダイオードＤ３．０２を流れスパ
ークプラグ７０゜７ｂに電気火花を発生する。

（解決しようとする問題点〕 上記従来の無接点分配点火装置においては、スパークプ
ラグに高電圧をスイッチングするための機械的ディスト
リビュータは完全に電子回路に置き換えられ、性能並び
に信頼性の向上、小形化と保守費の低減が期待できるが
、スパークプラグを流れる電流の向きが逆方向（Ｉ１１
方向はスパークプラグの外側陽極より中心陰極へ流れる
）になり、着火の性能が低下したり、電極間の異常損傷
を発生しスパークプラグの寿命低下となった。また、常
に２個のスパークプラグにて電気火花を発生させている
が１個のスパークプラグの方の電気火花は必要なくむだ
火となっている。すなわち必要以上にスパークプラグに
火花を発生させているためむだな電力を消費しかつ電極
寿命の急激な低下の原因にもなっていた。さらに、ダイ
オードは高電圧で逆バイアスされても十分その電圧に耐
えるものを選ぶ必要があり、高価なものとなった。

この発明は上記の問題点を解消するためになされたもの
で、常にスパークプラグに流れる電流の方向は一定でむ
だ大をなくし、プラグの寿命を長くし、ダイオードを不
要にすることができる無接触点火花分配点火装置を提供
することを目的とするものである。

〔問題点を解決するための手段〕

上記の目的を達成するために、この発明の無接点火花分
配点火装置は、火花放電深の一部を構成する第一電圧を
出力する第一電源手段と、火花放ＩＩ源の残り一部を構
成する前記第一′Ｒ＃！手段より出力された第一電圧に
加算することにより火花電圧に達成する第二電圧を出力
する第二電源手段とを含み、前記第一電源手段より出力
された第一電圧と前記第二電源手段より出力された第二
電圧とをただ１個のスパークプラグに対して加算し、他
のプラグに対しては減鐸し、前記ただ１１ａのスパーク
プラグに点大時期に同期して火花電圧を出力することが
できる無接点分配手段とを備えて構成した。

〔作用〕

上述したようにこの発明においては、火花電圧を２つの
電源にて加減算し火花電圧を発生しスパークプラグに入
力するようにしたので、スパークプラグの電流方向を実
質的に陽極より陰極へとすることができる。

〔実施例〕

次に、この発明の実施例を図面を参照しつつ説明する。

第１図は、この発明の基本的形態による第１実施例であ
る無接点火花分配点火装置で、エンジンが２気筒の場合
であるときの一慣成例を示すブロック構成図である。５
！Ｉにおいて、前出のものと同−符号又は同一記号のも
のは同一部分又は均等のものを表わすものとし説明は省
略する。さらに、説明を簡明にするため、ＣＰＵに入力
される情報は従来例（第５図）で説明したものと同一の
ものとし、又エンジンの気筒数を２気筒とした。しかし
、これらに限定されるものではなく、気筒数など任意に
設計変更することができるものである。

８はＣＰｔＪで、点火信号が３つになった点が従来例（
第５図）のＣＰｔＪ４と異なっている。その点火信号の
波形を第２図に示す。点火信号のｖｐｌは、第一電圧を
出力するための第一基本波信号で、クランクシャフト角
度センサ１．マニホールド絶対圧力センサ２．エンジン
回転数センサ３より出力されるそれぞれの情報を受けて
、最適の点火時期が得られるような点火進角値が決定さ
れた時に出力される。すなわち４サイクルではＰ１’な
る第一基本波信号が出力された後に３６０′間隔（クラ
ンク角度）にてＰ１２が出力される。後は同様にＰＩ３
．・・・・・・と出力される。点火信号のＶｐ　２　、
　Ｖｒｊ　１は、第二電圧を出力するための第二基本波
信号で、第一基本波信号ＶＤ　＋のｐ　ｔ　１と同期す
るＤＩ’が出力され、７２０°後に第一基本波信号Ｖｐ
　Ｉの９＋”と同期し、後はＶｐ　＋の奇数番目に同期
して出力される。Ｖｐ３はＶｐ１のＤ＋”と同期し、後
はＶｌ）＋の偶数番目に同期して出力される。

９は第一電源点火コイルで、ｃｐｕｓより出力された第
一基本波信号Ｖｌ）＋でスイッチング素子５ａをトリガ
することにより１次巻４１９ａに流れるｍ流が遮断され
２次巻１ｉ１９ｂに第３図にｖｌとして示す第一電圧を
￥Ｒ起させる。なお、ｖｌは高電圧の減衰振動であるが
、簡単のため始めの１サイクルだけを示す。

１０は第二電源点火コイルで、１次巻線には２つの巻線
１０ａ、１０ｂを有し、２次巻線側は１０ｃ、１０ｄの
２個の巻線が直列接続され中間タップ１０ｅを有してい
る。第一電源点火コイル９より誘起された第一電圧は第
二電源点火コイルの２次巻線側の中間タップ１０ｅに入
力され、２次巻線側の巻１１１１０ｃ、１０ｄが接続さ
れていない巻線端子がスパークプラグ７ａ、７ｂに接続
されている。′・”は各コイルの巻始めを示している。

ＣＰＵ８より出力された第二基本波信号Ｖｐ　＝　。

Ｖｌ）３は、スイッチング素子５ｂ、５ｃをトリガーし
、その結果コイル１０ｃ、１０ｄの両端にはそれぞれ第
３図にＶ２．Ｖｌで示すｖｌと略等大振幅の波形が発生
する。

このように構成したこの第一実施例の無接点火花分配点
火装置は、ピストンの位置（角度）はクランクシャフト
位置センナ１で検出し、マニホールド絶対千カとエンジ
ン回転数の検出結果に基づいてＣＰＵ８が最適の点火時
期である点火進角値を決定する。点火進角値が決定され
ると、ＣＰＵ８は第一電源点火コイル１ｏと第二電源点
火コイル１１にて高電圧をｙ！起するための点火信号（
第２図参照）を出力する。例えば、スパークプラグ７ａ
を点火する場合、ＣＰＵ１０が出力する点火信号波形は
（第２図中）ＶＤｔをｐｌｌとすると、Ｖ９２はＤ２’
の部分で、第一電源点火コイル９の２次ｔｉｌ１９ｂよ
り銹起された第一電圧Ｖと第二電源点火コイル１１の２
次巻線１１ｄより銹起された第二電圧との和Ｖｌ　＋Ｖ
２によりスパークプラグ７ａの火花電圧を上回る点火゛
電圧を出力する。

しかし、この時にはスパークプラグ７ｂにはその火花電
圧を下回るＶｓ−Ｖ２が出力され、したがって火花は発
生しない。以上より、無接点にて高電圧を発生しかつ発
生した高電圧をそれぞれのスパークプラグ７に分配する
ことができる。

このことにより、この実施例に係る無接点火花分配点火
装置を用いれば、スパークプラグ７に電流の流れる方向
が常に陽極より陰極へ流れ、またむだ火を防止できるた
めスパークプラグ７の寿命を長くできる。

第４図はこの発明のより実用的な形態による第２実施例
である無接点火花分配点火装置の一構成例を示すブロッ
ク構成図である。

図において、前出のものと同−符号又は同一記号のもの
は同一部分又は均等のものを表わすものとし説明は省略
する。

１１はコンバータで、入力電圧を安定した直流高電圧（
例１ｆＤ、ＣＩ　２Ｖｔ−Ｄ、ＣＣ５００ＶＧする）と
して出力する。

１２はコンデンサで、電荷を充電し瞬時に放出するとき
の容量性エネルギーを利用する。

第２実施例は第１実施例と同様の動作がなされ、さらに
コンデンサ１２が付加されたためにスパークプラグ７に
は立上りの速い安定した火花を発生する事ができる。ま
た、コンデンサ１２の電圧が高いために第一１１！ｌ！
点火コイル９．に電Ｎ！：１火コイル１０を小型にした
り、鉄心をフェライトに置き換えることができ、性能、
軽量化、コスト等を改善することができる。

〔効果〕

以上説明したように、この発明□の無接点火花分配点火
装置は、火花放電深の一部を構成する第一電圧と第二電
圧を加減算し最良の点火時期が得られるように火花電圧
を出力し無接点にて火花電圧をスパークプラグに分配す
るように構成したものであり、スパークプラグに流れる
ｔｉＷ＆を順方向のみとし、かつむだ火を防止できるた
めにスパークプラグの電？１ｌＷｌの異常損傷が無くな
り、スパークプラグの寿命を長くすることができる。さ
らに、高効率のために火花が安定し性能が低下すること
がなくなる。

また、高価なダイオードを削除することができるので、
コスト低下もはかられる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の第１実施例のブロック口。 第２図はこの発明の第１実施例の点火信号の波形図、第
３図はこの発明の第１実施例の高電圧出力の波形図、第
４図はこの発明の第２実施例のブロック図、第５図は従
来例のブロック図である。 ９・・・・・・第一電源手段、 １０・・・・・・第二電源手段、 ８．９．１０−・・・・・無接点分配手段。 出願人　日本電気ホームエレクｌ−０ニクス株式会社 代理人　弁理士　増　１）竹　夫 第４図 第３図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、圧縮工程において混合気を点火するための内燃機関
   の無接点火花分配点火装置において、火花放電源の一部
   を構成する第一電圧を出力する第一電源手段と、 火花放電深の残り一部を構成する前記第一電源手段より
   出力された第一電圧に加算することにより火花電圧に達
   成する第二電圧を出力する第二電源手段と、 前記第一電源手段より出力された第一電圧と前記第二電
   源手段より出力された第二電圧とを加減算し複数のスパ
   ークプラグに点火時期に同期して火花電圧を分配出力す
   ることができる無接点分配手段とを備えて構成したこと
   を特徴とする無接点火花分配点火装置。