JPS61210270A - 圧電素子駆動装置 - Google Patents
圧電素子駆動装置Info
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- JPS61210270A JPS61210270A JP5064385A JP5064385A JPS61210270A JP S61210270 A JPS61210270 A JP S61210270A JP 5064385 A JP5064385 A JP 5064385A JP 5064385 A JP5064385 A JP 5064385A JP S61210270 A JPS61210270 A JP S61210270A
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- JP
- Japan
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- circuit
- signal
- spark plug
- piezoelectric element
- ignition device
- Prior art date
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- Pending
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- 238000007599 discharging Methods 0.000 claims abstract description 8
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 4
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Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02P—IGNITION, OTHER THAN COMPRESSION IGNITION, FOR INTERNAL-COMBUSTION ENGINES; TESTING OF IGNITION TIMING IN COMPRESSION-IGNITION ENGINES
- F02P3/00—Other installations
- F02P3/12—Piezoelectric ignition; Electrostatic ignition
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01T—SPARK GAPS; OVERVOLTAGE ARRESTERS USING SPARK GAPS; SPARKING PLUGS; CORONA DEVICES; GENERATING IONS TO BE INTRODUCED INTO NON-ENCLOSED GASES
- H01T13/00—Sparking plugs
- H01T13/02—Details
- H01T13/04—Means providing electrical connection to sparking plugs
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01T—SPARK GAPS; OVERVOLTAGE ARRESTERS USING SPARK GAPS; SPARKING PLUGS; CORONA DEVICES; GENERATING IONS TO BE INTRODUCED INTO NON-ENCLOSED GASES
- H01T13/00—Sparking plugs
- H01T13/40—Sparking plugs structurally combined with other devices
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02P—IGNITION, OTHER THAN COMPRESSION IGNITION, FOR INTERNAL-COMBUSTION ENGINES; TESTING OF IGNITION TIMING IN COMPRESSION-IGNITION ENGINES
- F02P15/00—Electric spark ignition having characteristics not provided for in, or of interest apart from, groups F02P1/00 - F02P13/00 and combined with layout of ignition circuits
- F02P15/10—Electric spark ignition having characteristics not provided for in, or of interest apart from, groups F02P1/00 - F02P13/00 and combined with layout of ignition circuits having continuous electric sparks
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Combustion & Propulsion (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Ignition Installations For Internal Combustion Engines (AREA)
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。
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、圧電素子駆動装置に関する。本発明による装
置は内燃機関用火花点火装置に用いられる。
置は内燃機関用火花点火装置に用いられる。
〔従来技術および発明が解決しようとする問題点〕内燃
機関用の火花点火装置の小型化の一手段として、ＰＺＴ
圧電素子を用いることができる。これは、圧電素子に、
その共振周期の交番電圧を印加し、圧電素子を大きく伸
縮させ、この時の圧電素子から生ずる高電圧を用いるも
のである。ところで、ＰＺＴ圧電素子は、蓄積した電荷
を放出する時にヤング率が変化する性質を持つ。すなわ
ち、ＰＺＴ圧電素子を用いた火花点火装置においては、
放電前と放電後の共振周期が変化する。
機関用の火花点火装置の小型化の一手段として、ＰＺＴ
圧電素子を用いることができる。これは、圧電素子に、
その共振周期の交番電圧を印加し、圧電素子を大きく伸
縮させ、この時の圧電素子から生ずる高電圧を用いるも
のである。ところで、ＰＺＴ圧電素子は、蓄積した電荷
を放出する時にヤング率が変化する性質を持つ。すなわ
ち、ＰＺＴ圧電素子を用いた火花点火装置においては、
放電前と放電後の共振周期が変化する。
本発明の目的は、２つの発振回路を放電前と放電後とで
切り換えることができるようにし、圧電素子を用いた点
火装置を放電の前後で常に共振状態に保つことができる
ようにし、大なる放電エネルギを発生させることにある
。
切り換えることができるようにし、圧電素子を用いた点
火装置を放電の前後で常に共振状態に保つことができる
ようにし、大なる放電エネルギを発生させることにある
。
〔問題点を解決するための手段、および作用〕本発明に
おいては、圧電素子および該圧電素子を交番電圧により
駆動する駆動回路を有し、該駆動回路には点火プラグ非
放電時用発振回路および点火プラグ放電時用発振回路が
設けられ、該点火プラグ非放電時用発振回路は点火プラ
グ非放電時発振周期により、該点火プラグ放電時用発振
回路は点火プラグ放電時発振周期によりそれぞれ発振さ
せられ、該点火プラグ非放電時用発振回路と該点火プラ
グ放電時用発振回路は切換えて作動させられ、それによ
り圧電素子からのエネルギの放出がある状態とない状態
との切換えが行われるようになっている圧電素子駆動装
置が、提供される。
おいては、圧電素子および該圧電素子を交番電圧により
駆動する駆動回路を有し、該駆動回路には点火プラグ非
放電時用発振回路および点火プラグ放電時用発振回路が
設けられ、該点火プラグ非放電時用発振回路は点火プラ
グ非放電時発振周期により、該点火プラグ放電時用発振
回路は点火プラグ放電時発振周期によりそれぞれ発振さ
せられ、該点火プラグ非放電時用発振回路と該点火プラ
グ放電時用発振回路は切換えて作動させられ、それによ
り圧電素子からのエネルギの放出がある状態とない状態
との切換えが行われるようになっている圧電素子駆動装
置が、提供される。
本発明による装置においては、２つの発振器はそれぞれ
、ＰＺＴ圧電素子の放電前、放電後の周期で発振してい
る。時限回路は、制御回路からの信号を受けると所定時
間第１の発振器からの信号を制御回路に送り、ひき続い
て第２の発振器からの信号を制御回路に送る。制御回路
は、回転角センサの信号にもとづき放電時期に時限回路
に信号を送り、時限回路から折り返し送られた信号の周
期でＰＺＴ点火装置を駆動する。このようにせ、放電が
開始した時期に印加周期を変更して、放電の前後で共振
状態を保つ。
、ＰＺＴ圧電素子の放電前、放電後の周期で発振してい
る。時限回路は、制御回路からの信号を受けると所定時
間第１の発振器からの信号を制御回路に送り、ひき続い
て第２の発振器からの信号を制御回路に送る。制御回路
は、回転角センサの信号にもとづき放電時期に時限回路
に信号を送り、時限回路から折り返し送られた信号の周
期でＰＺＴ点火装置を駆動する。このようにせ、放電が
開始した時期に印加周期を変更して、放電の前後で共振
状態を保つ。
〔実施例］
本発明の一実施例としての圧電素子駆動装置が第１図に
示される。第１図装置における駆動回路の％簿成が第２
図に示される。第１図装置において、圧電素子１０１．
．１０２，１０３は円柱状の形状を有し、公知のチタン
酸ジルコン鉛（ＰＺＴ）でできている。これら３個の圧
電素子は直列に接続され、素子ホルダ１０４の円孔内に
収納されている。
示される。第１図装置における駆動回路の％簿成が第２
図に示される。第１図装置において、圧電素子１０１．
．１０２，１０３は円柱状の形状を有し、公知のチタン
酸ジルコン鉛（ＰＺＴ）でできている。これら３個の圧
電素子は直列に接続され、素子ホルダ１０４の円孔内に
収納されている。
素子ホルダ１０４は電気絶縁性の樹脂ポリカーボネイト
よりなり、側面に溝１０５を持っ略円柱形状のものであ
る。溝１０５には、ダイオード１０７が埋め込まれ、エ
ポキシ樹脂にてポツティングされている。ダイオード１
０７の一端は導電性の材料からなるステムホルダ１１３
に他の一端は、アースリング１０８、キャンプボトム１
１１、コネクタビン１１６を介してアースされている。
よりなり、側面に溝１０５を持っ略円柱形状のものであ
る。溝１０５には、ダイオード１０７が埋め込まれ、エ
ポキシ樹脂にてポツティングされている。ダイオード１
０７の一端は導電性の材料からなるステムホルダ１１３
に他の一端は、アースリング１０８、キャンプボトム１
１１、コネクタビン１１６を介してアースされている。
素子ホルダ１０４は、絶縁性材料からなる円筒形状のハ
ウジング１１４内に挿入されている。圧電素子の一端は
、導電性のばね１１０で押えられ、導電プレート１１２
、コネクタめすビン１１５と電気的に導通している。
ウジング１１４内に挿入されている。圧電素子の一端は
、導電性のばね１１０で押えられ、導電プレート１１２
、コネクタめすビン１１５と電気的に導通している。
２は、通常の点火プラグで、そのステムの部分を点火装
置１のステムホルダ１１３にて支持され、電気的導通を
持っている。制御回路３は、電源、点火装置ｌ、時限回
路４と結線されている。時限回路４はさらにオープン用
発振器５１、クローズ用発振器５２、回転角センサ６２
に結線されている。
置１のステムホルダ１１３にて支持され、電気的導通を
持っている。制御回路３は、電源、点火装置ｌ、時限回
路４と結線されている。時限回路４はさらにオープン用
発振器５１、クローズ用発振器５２、回転角センサ６２
に結線されている。
第２図の駆動回路においては、制御回路３、時限回路４
、オープン用発振器５１、およびクローズ用発振器５２
が示される。４０１はフリップフロップ、４０２，４０
４．５１Ｌ ５２１は可変抵抗である。
、オープン用発振器５１、およびクローズ用発振器５２
が示される。４０１はフリップフロップ、４０２，４０
４．５１Ｌ ５２１は可変抵抗である。
第１図装置の動作が以下に説明される。
制御回路３は、時限回路４からの信号を受けとってエン
ジン点火時期に点火装置１に高周期の交番電圧を印加す
る。この電圧の周期が圧電素子１０１．１０２，１０３
の共振周期と一致した時に、圧電素子１０１，１０２，
１０３は大きく伸縮し、その伸縮によって高電圧が発生
する。この高電圧をプラグ２に印加して、火花放電させ
ることができる。
ジン点火時期に点火装置１に高周期の交番電圧を印加す
る。この電圧の周期が圧電素子１０１．１０２，１０３
の共振周期と一致した時に、圧電素子１０１，１０２，
１０３は大きく伸縮し、その伸縮によって高電圧が発生
する。この高電圧をプラグ２に印加して、火花放電させ
ることができる。
ところで、圧電素子は蓄わえた電荷を放出すると、ヤン
グ率が小さくなる。すなわち軟らかくなる性質がある。
グ率が小さくなる。すなわち軟らかくなる性質がある。
すなわち第１図装置における点火装置１は、放電の前後
で共振周期が変化する。そこで、共振周期の変化に対応
して、２つの発振器を切り換えることで、発振周期を補
正する。
で共振周期が変化する。そこで、共振周期の変化に対応
して、２つの発振器を切り換えることで、発振周期を補
正する。
点火プラグ非放電時（オープン）用発振器５１、点火プ
ラグ放電時（クローズ）用発振器５２は、それぞれ、圧
電素子１０１，１０２．ＩＯ２の放電前、放電後の共振
周期で発振している。制限回路４は、回転角センサ６２
から放電を開始させようとする信号を受けるとＱ、 ｌ
ｍ ｓｅｃの間、発振器５１からの信号を制御回路３
に送り、ひき続いて発振器５２からの信号を制御回路３
に送る。
ラグ放電時（クローズ）用発振器５２は、それぞれ、圧
電素子１０１，１０２．ＩＯ２の放電前、放電後の共振
周期で発振している。制限回路４は、回転角センサ６２
から放電を開始させようとする信号を受けるとＱ、 ｌ
ｍ ｓｅｃの間、発振器５１からの信号を制御回路３
に送り、ひき続いて発振器５２からの信号を制御回路３
に送る。
その結果、制御回路３は、放電開始信号を送ってから０
１１ｍ５ｅｃの間、発振器５１からの信号の周期の交番
電圧を点火装置１に印加し、その後、ひき続いて、発振
器５０２の信号の周期の交番電圧を点火装置１に印加す
る。
１１ｍ５ｅｃの間、発振器５１からの信号の周期の交番
電圧を点火装置１に印加し、その後、ひき続いて、発振
器５０２の信号の周期の交番電圧を点火装置１に印加す
る。
点火装置１は、駆動を開始してから放電を開始するまで
Ｑ、 ｌ ｍ ｓｅｃ弱の時間を要するから、この装置
で放電した直後に発振器が切り換わる。
Ｑ、 ｌ ｍ ｓｅｃ弱の時間を要するから、この装置
で放電した直後に発振器が切り換わる。
こうして、点火装置の放電の前後で、共振状態を保つこ
とができ、大きな放電エネルギが得られる。
とができ、大きな放電エネルギが得られる。
第３図、第４図にて、制御回路３、時限回路４、オープ
ン用発振器５１、クローズ用発振器５２の作動の詳細を
説明する。発振回路は、よく知られたインバータゲート
２ケを用いた回路でオープン用発振器５１、クローズ用
発振器５２の可変抵抗５１１と５２１はそれぞれ、その
抵抗値を変えることによって、おのおのの発振器の発振
周期王、。
ン用発振器５１、クローズ用発振器５２の作動の詳細を
説明する。発振回路は、よく知られたインバータゲート
２ケを用いた回路でオープン用発振器５１、クローズ用
発振器５２の可変抵抗５１１と５２１はそれぞれ、その
抵抗値を変えることによって、おのおのの発振器の発振
周期王、。
ｆ２が変わる０時限回路４の可変抵抗４０２及びコンデ
ンサ４０３は、オープン用発振器５１の発振器！’Ｊｌ
ｆ ＋で制御回路３へ信号を送り始めてからクローズ
用発振器５０２の発振周期Ｓ２に切り換えるまでの期間
Ｔ、 （Ｂ）を決定し、可変抵抗４０４及びコンデン
サ４０５は制御回路３へ信号を送り始めてから、周期が
切り換わり、そして制御回路３への信号を送り終わるま
での期間Ｔ１ 十Ｔ２第３図（３）を決定する１発の信
号を回転角センサ６２からの信号５（６２）ののちに発
生する。信号５（４１０）とオープン用発振器５１から
の信号はアンドゲート４０６によりオープン時点火信号
５（４０６）になる。Ｂ点の信号の反転した信号５（４
１２）と信号５（４１１）はアンドゲート４０７により
クローズ期間信号Ｓ （４０７）となる。このＦ点の信
号もＢ点の信号と同様にクローズ用発振器５２からの信
号とのアンドゲート４０８によるアンド論理によってク
ローズ時点火信号５（４０８）となる。オープン時点火
信号５（４０６）とクローズ時点火信号５（４０８）は
オアゲート４０９により点火信号５（４０９）となり、
制御回路３へ送られる。
ンサ４０３は、オープン用発振器５１の発振器！’Ｊｌ
ｆ ＋で制御回路３へ信号を送り始めてからクローズ
用発振器５０２の発振周期Ｓ２に切り換えるまでの期間
Ｔ、 （Ｂ）を決定し、可変抵抗４０４及びコンデン
サ４０５は制御回路３へ信号を送り始めてから、周期が
切り換わり、そして制御回路３への信号を送り終わるま
での期間Ｔ１ 十Ｔ２第３図（３）を決定する１発の信
号を回転角センサ６２からの信号５（６２）ののちに発
生する。信号５（４１０）とオープン用発振器５１から
の信号はアンドゲート４０６によりオープン時点火信号
５（４０６）になる。Ｂ点の信号の反転した信号５（４
１２）と信号５（４１１）はアンドゲート４０７により
クローズ期間信号Ｓ （４０７）となる。このＦ点の信
号もＢ点の信号と同様にクローズ用発振器５２からの信
号とのアンドゲート４０８によるアンド論理によってク
ローズ時点火信号５（４０８）となる。オープン時点火
信号５（４０６）とクローズ時点火信号５（４０８）は
オアゲート４０９により点火信号５（４０９）となり、
制御回路３へ送られる。
点火信号５（４０９）は、その反転信号Ｓ （３０７）
と共に、フリップフロップ４０１とアンドゲート３０１
．３０２によって信号５（３０１）及び信号５（３０２
）となる。
と共に、フリップフロップ４０１とアンドゲート３０１
．３０２によって信号５（３０１）及び信号５（３０２
）となる。
信号５（３０１）及び信号５（３０２）により一般によ
く知られているプッシュプル回路でトランス３０６を駆
動する。トランジスタ３０３゜３０４はパワトランジス
タで、瞬時に大電流を制御できる電界効果トランジスタ
である。
く知られているプッシュプル回路でトランス３０６を駆
動する。トランジスタ３０３゜３０４はパワトランジス
タで、瞬時に大電流を制御できる電界効果トランジスタ
である。
本発明の実施にあたっては、前述の実施例のほか種々の
変形が可能である。例えば前述の実施例では、圧電素子
をコイルバネで押えたが、その代わりに、導電性ゴム、
板バネ等の弾力性を有する導電材料を用いてもよい。
変形が可能である。例えば前述の実施例では、圧電素子
をコイルバネで押えたが、その代わりに、導電性ゴム、
板バネ等の弾力性を有する導電材料を用いてもよい。
また、点火装置は第４図に示すように、点火装置の先端
の形状が通常のプラグのように一体化したものでもよい
。
の形状が通常のプラグのように一体化したものでもよい
。
また、前述の実施例ではタイマにより２つの発振器を切
換えているが、その代わりに放電時の信号（通常はノイ
ズである）を用いて切換えてもよい。また２個の発振器
を用いる代わりに、１個の可変周波数発振器の周波数を
タイマによりまたは放電時の信号により切換えてもよい
。
換えているが、その代わりに放電時の信号（通常はノイ
ズである）を用いて切換えてもよい。また２個の発振器
を用いる代わりに、１個の可変周波数発振器の周波数を
タイマによりまたは放電時の信号により切換えてもよい
。
本発明によれば、火花点火装置用の圧電素子駆動装置に
おいて、２つの発振回路を放電前、放電後とで切換える
ことができ、圧電素子を用いた点火装置を放電の前後で
常に共振状態に保つことができ、大なる放電エネルギを
発生させることができる。
おいて、２つの発振回路を放電前、放電後とで切換える
ことができ、圧電素子を用いた点火装置を放電の前後で
常に共振状態に保つことができ、大なる放電エネルギを
発生させることができる。
第１図は本発明の一実施例としての圧電素子駆動装置を
示す図、 第２図は第１図装置における駆動回路の構成を示す図、 第３図は第２図回路の各部における信号波形を示す波形
図、 第４図は他の実施例を示す図である。 ■・・・点火装置、１０１，１０２，１０３・・・圧電
素子、１０４・・・素子ホルダ、１０５・・・溝、１０
７・・・ダイオード、１０８・・・アースリング、１１
０・・・導電ばね、１１１・・・キャップボトム、１１
２・・・導電プレート、１１３・・・ステムホルダ、１
１４・・・ハウジング、１１５・・・コネクタめすピン
、２・・・点火プラグ、３・・・制御回路、４・・・時
限回路、５１・・・オープン用発振器、５２・・・クロ
ーズ珀発振器、６１・・・回転板、６２・・・回転角セ
ンサ。
示す図、 第２図は第１図装置における駆動回路の構成を示す図、 第３図は第２図回路の各部における信号波形を示す波形
図、 第４図は他の実施例を示す図である。 ■・・・点火装置、１０１，１０２，１０３・・・圧電
素子、１０４・・・素子ホルダ、１０５・・・溝、１０
７・・・ダイオード、１０８・・・アースリング、１１
０・・・導電ばね、１１１・・・キャップボトム、１１
２・・・導電プレート、１１３・・・ステムホルダ、１
１４・・・ハウジング、１１５・・・コネクタめすピン
、２・・・点火プラグ、３・・・制御回路、４・・・時
限回路、５１・・・オープン用発振器、５２・・・クロ
ーズ珀発振器、６１・・・回転板、６２・・・回転角セ
ンサ。
Claims (1)
- 圧電素子および該圧電素子を交番電圧により駆動する駆
動回路を有し、該駆動回路には点火プラグ非放電時用発
振回路および点火プラグ放電時用発振回路が設けられ、
該点火プラグ非放電時用発振回路は点火プラグ非放電時
発振周期により、該点火プラグ放電時用発振回路は点火
プラグ放電時発振周期によりそれぞれ発振させられ、該
点火プラグ非放電時用発振回路と該点火プラグ放電時用
発振回路は切換えて作動させられ、それにより圧電素子
からのエネルギの放出がある状態とない状態との切換え
が行われるようになっている圧電素子駆動装置。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5064385A JPS61210270A (ja) | 1985-03-15 | 1985-03-15 | 圧電素子駆動装置 |
| US06/741,224 US4767967A (en) | 1984-06-05 | 1985-06-04 | High voltage generating device |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5064385A JPS61210270A (ja) | 1985-03-15 | 1985-03-15 | 圧電素子駆動装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS61210270A true JPS61210270A (ja) | 1986-09-18 |
Family
ID=12864628
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP5064385A Pending JPS61210270A (ja) | 1984-06-05 | 1985-03-15 | 圧電素子駆動装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS61210270A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO1996021105A1 (fr) * | 1994-12-29 | 1996-07-11 | Honda Giken Kogyo Kabushiki Kaisha | Dispositif d'allumage pour moteur a combustion interne |
| KR20110000642A (ko) * | 2008-02-28 | 2011-01-04 | 르노 에스.아.에스. | 고주파 플러그의 여기 주파수의 최적화 |
-
1985
- 1985-03-15 JP JP5064385A patent/JPS61210270A/ja active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
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| KR20110000642A (ko) * | 2008-02-28 | 2011-01-04 | 르노 에스.아.에스. | 고주파 플러그의 여기 주파수의 최적화 |
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