JPS6161971A - Ignition device of internal-combustion engine - Google Patents

Ignition device of internal-combustion engine

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JPS6161971A
JPS6161971A JP18334484A JP18334484A JPS6161971A JP S6161971 A JPS6161971 A JP S6161971A JP 18334484 A JP18334484 A JP 18334484A JP 18334484 A JP18334484 A JP 18334484A JP S6161971 A JPS6161971 A JP S6161971A
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JP
Japan
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ignition
voltage pulse
high voltage
signal
pulse
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Pending
Application number
JP18334484A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Hiroki Kawajiri
川尻 弘樹
Kyugo Hamai
浜井 九五
Norio Fujiki
憲夫 藤木
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Nissan Motor Co Ltd
Original Assignee
Nissan Motor Co Ltd
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Filing date
Publication date
Application filed by Nissan Motor Co Ltd filed Critical Nissan Motor Co Ltd
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Publication of JPS6161971A publication Critical patent/JPS6161971A/en
Pending legal-status Critical Current

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    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02PIGNITION, OTHER THAN COMPRESSION IGNITION, FOR INTERNAL-COMBUSTION ENGINES; TESTING OF IGNITION TIMING IN COMPRESSION-IGNITION ENGINES
    • F02P11/00Safety means for electric spark ignition, not otherwise provided for
    • F02P11/06Indicating unsafe conditions
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02PIGNITION, OTHER THAN COMPRESSION IGNITION, FOR INTERNAL-COMBUSTION ENGINES; TESTING OF IGNITION TIMING IN COMPRESSION-IGNITION ENGINES
    • F02P9/00Electric spark ignition control, not otherwise provided for
    • F02P9/002Control of spark intensity, intensifying, lengthening, suppression

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Electrical Control Of Ignition Timing (AREA)
  • Ignition Installations For Internal Combustion Engines (AREA)

Abstract

PURPOSE:To improve firing performance of an ignition plug in no relation to its stain by carbon, by monitoring the waveform of a high voltage pulse supplied to the ignition plug and supplying again the high voltage pulse to the ignition plug when abnormality of the waveform caused by a decrease of insulation resistance due to a stain by a carbon is discriminated. CONSTITUTION:A high voltage pulse Pi, generated in the secondary side of an ignition coil 23 in a high voltage pulse generating means 21, is both distributively supplied to an ignition plug 25 through a distributor 24 and input to a discriminating means 27 through an attenuator 26. The discriminating means 27 while inputs a comparison signal Sc from a comparison signal generating means 28 and an ignition timing signal Si. And this discriminating means 27, detecting a waveform of high voltage pulse Pi, obtains a number of peak pulses whose peak value increases to a predetermined reference value or more. And the discriminating means 27, outputting a redischarge signal when said number of peak pulses is smaller than the number of compared pulses in the comparison signal, causes the high voltage pulse generating means 21 by this redischarge signal to generate again the high voltage pulse in the ignition timing.

Description

【発明の詳細な説明】 (技術分野) 本発明は内燃機関の点火装置に関する。[Detailed description of the invention] (Technical field) The present invention relates to an ignition device for an internal combustion engine.

(従来技術) 火花点火式の内燃機関では、少ない点火エンジンで混合
気に確実に着火することが望ましい。そこで、運転条件
に応じて点火装置のエネルギ配分を変えて、着火性の向
上と点火プラグの電極消耗量の低減という相反する要求
を満たす試みが行われている。
(Prior Art) In a spark ignition type internal combustion engine, it is desirable to reliably ignite the air-fuel mixture with a small number of ignition engines. Therefore, attempts have been made to satisfy the conflicting demands of improving ignition performance and reducing the amount of electrode consumption of the spark plug by changing the energy distribution of the ignition device depending on the operating conditions.

従来のこの種の内燃機関の点火装置としては、例えば特
開昭58−14075号公報に記載されたものがあり、
第5図のように示される。
As a conventional ignition device for this type of internal combustion engine, there is one described in, for example, Japanese Unexamined Patent Publication No. 14075/1983.
It is shown as in FIG.

第5図において、1はエンジン条件判別回路であり、エ
ンジン条件判別回路1はスタータスイッチ2、水温スイ
ッチ3、回転数スイッチ4および吸気圧力スイッチ5か
らの各信号に基づいて次のA−Cに示す運転条件を判別
し、判別信号shを点火制御回路6に出力する。
In FIG. 5, 1 is an engine condition discrimination circuit, and the engine condition discrimination circuit 1 selects the next A to C based on each signal from the starter switch 2, water temperature switch 3, rotation speed switch 4, and intake pressure switch 5. The operating condition shown in FIG.

A:エンジン始動時 B;着火性の悪い高速軽負荷時および低水温時 C:着火性の良い低速高負荷時および高水温時 点火制御回路6には、さらに点火信号発生回路7から点
火時期信号Siが入力されており、点火制御回路6は点
火時期信号Siが入力されると一ヒ記条件A−Cに応じ
て次の第1表で示すようにこれらの条件A−Cで発生す
る頻度の高い課題を解決するように点火コイル8の1次
電流を制御して、点火コイル8により発生する高圧パル
スPiを制御する。
A: At engine start B: At high speed, light load with poor ignitability and at low water temperature C: At low speed, high load and high water temperature with good ignitability The ignition control circuit 6 further receives an ignition timing signal from the ignition signal generation circuit 7. Si is input, and when the ignition timing signal Si is input, the ignition control circuit 6 calculates the frequency of occurrence under these conditions A to C according to the conditions A to C as shown in Table 1 below. The primary current of the ignition coil 8 is controlled to solve the high problem of high voltage pulse Pi generated by the ignition coil 8.

第  1  表 点火コイル8からの高圧パルスPiはディストリビュー
タ9を介して各気筒に配設された点火プラグ10に分配
、供給される。
Table 1 High voltage pulses Pi from the ignition coil 8 are distributed and supplied to the ignition plugs 10 disposed in each cylinder via the distributor 9.

したがって、運転条件に応じて点火エネルギが変えられ
、条件Aでは点火プラグ10のくすふり汚損が防止され
、条件Bでは着火能力の向上が図られ、さらに条件Cで
は点火プラグ10の電極消耗量の低減が図られる。
Therefore, the ignition energy is changed according to the operating conditions. Under condition A, the ignition plug 10 is prevented from being contaminated by smoldering, under condition B, the ignition ability is improved, and under condition C, the amount of electrode consumption of the ignition plug 10 is reduced. This will be reduced.

しかしながら、このような従来の点火装置にあっては、
単に運転条件をA−Cの何れかに択一的に判別し、これ
らの条件A−Cで最も発生頻度の高い課題D−Fを解決
するように高圧パルスを制御する構成となっていたため
、発生頻度は低くてもA−C以外の判別内容で判別され
るような事態に対して、必ずしも十分にD〜Fのような
課題に答えることができない。
However, in such conventional ignition devices,
The configuration was such that the operating conditions were simply determined as either one of A-C, and the high-pressure pulse was controlled to solve the most frequently occurring problem D-F under these conditions A-C. Even if the frequency of occurrence is low, it is not always possible to adequately answer questions such as D to F for situations that are determined based on discrimination contents other than A to C.

例えば、着火能力の減少は条件Bのような低水温時に限
らず、点火プラグの絶縁体表面にカーボンが堆積すると
いうカーボン汚損によっても発生する。したがって、こ
のようなカーボン汚損に起因する着火能力の減少を条件
Bといういわゆる点火装置以外の外的要因で判断するこ
とは難しい。このため、特に混合気の霧化促進が低減さ
れる低水温時においてエンジンを加速するような場合に
は、カーボン汚損が発生しやすいにも拘らず条件Bに対
応する対策のみが実行され、カーボン汚損を解決する条
件Aの対策は実行されない。その結果、着火能力が減少
してエンジンの運転性が悪化する。
For example, the reduction in ignition ability occurs not only when the water temperature is low as in condition B, but also due to carbon contamination in which carbon is deposited on the surface of the insulator of the spark plug. Therefore, it is difficult to judge the decrease in ignition ability due to such carbon contamination based on condition B, a so-called external factor other than the ignition device. For this reason, especially when accelerating the engine at low water temperatures where the promotion of atomization of the air-fuel mixture is reduced, only measures corresponding to condition B are implemented, even though carbon contamination is likely to occur. The measure of condition A to solve the stain is not executed. As a result, the ignition ability is reduced and engine drivability is deteriorated.

一方、このような不具合を回避するために、例えば条件
A−Cの判別を緩やかなものにすると、カーボン汚損対
策を必要としない場合にまで点火エネルギが高められる
おそれがあり、電極消耗量が増大するという新たな不具
合を招く。
On the other hand, in order to avoid such problems, for example, if the discrimination between conditions A and C is made gentler, there is a risk that the ignition energy will be increased to the point where carbon contamination countermeasures are not required, and the amount of electrode wear will increase. This causes a new problem.

(発明の目的) そこで本発明は、上述した外的要因の判別ではなく点火
プラグに供給される高圧パルスの波形をモニタし、カー
ボン汚損による絶縁抵抗の低下に伴う波形の異常を判別
したとき点火プラグに再度高圧パルスを供給することに
より、同一点火時期中における放電エネルギを増大させ
で、カーボン汚損にも拘らず着火性能を高めて、電極消
耗量の低減を図りつつエンジンの運転性を向上させるこ
とを目的としている。
(Objective of the Invention) Therefore, the present invention monitors the waveform of the high-voltage pulse supplied to the ignition plug, instead of determining the external factors mentioned above, and ignites when an abnormality in the waveform due to a decrease in insulation resistance due to carbon contamination is determined. By supplying high-pressure pulses to the plug again, the discharge energy during the same ignition timing is increased, improving ignition performance despite carbon contamination, reducing electrode wear and improving engine drivability. The purpose is to

(発明の構成) 本発明による内燃機関の点火装置はその全体構成図を第
1図に示すように、高圧パルスを放電させて混合気に点
火する点火プラグ25と、点火回数の所定数倍の比較パ
ルス数を有する比較信号を出力する比較信号発生手段2
日と、点火プラグ25に供給される高圧パルスの波形を
検出してそのピーク値が所定基準値以上となるピークパ
ルス数を求めるとともに、このピークパルス数が前記比
較パルス数より少ないとき再放電信号を出力する判別手
段27と、所定の点火時期毎に前記高圧パルスを発生さ
せるとともに、再放電信号が入力されると該点火時期中
に再び高圧パルスを発生させる高圧パルス発生手段21
.51と、を備えており、カーボン汚損が発生したとき
同一点火時期中における放電エネルギを増大させるもの
である。
(Structure of the Invention) The ignition device for an internal combustion engine according to the present invention, as shown in the overall configuration diagram in FIG. Comparison signal generation means 2 that outputs a comparison signal having a comparison pulse number
Detecting the waveform of the high-voltage pulses supplied to the spark plug 25 and determining the peak pulse number whose peak value is equal to or higher than a predetermined reference value, and when the peak pulse number is less than the comparison pulse number, a re-discharge signal is generated. and a high-voltage pulse generating means 21 that generates the high-voltage pulse at each predetermined ignition timing and generates the high-voltage pulse again during the ignition timing when a re-discharge signal is input.
.. 51, which increases the discharge energy during the same ignition timing when carbon contamination occurs.

(実施例) 以下本発明を図面に基づいて説明する。(Example) The present invention will be explained below based on the drawings.

第2〜4図は本発明の第1実施例を示す図であり、本発
明を4サイクル4気筒エンジンに適用した例を示してい
る。
2 to 4 are diagrams showing a first embodiment of the present invention, and show an example in which the present invention is applied to a 4-stroke, 4-cylinder engine.

まず、構成を説明すると、第2図において、21は高圧
パルス発生手段であり、高圧パルス発生手段21は単安
定マルチバイブレーク22、点火コイル23、トランジ
スタQ1およびディストリビュータ24により構成され
る。単安定マルチハイブレーク22には、例えば図示し
ないコントロールユニットから運転状態に対応する所定
の点火時期に点火時期信号Siが入力されるとともに、
後述する点火プラグに供給される高圧パルスP1の波形
が異常であるとき再放電信号Srが入力される。単安定
マルチバイブレーク22はこれらの信号Si、Srが入
力されると、その立ち上がりエツジに同期して所定のパ
ルス幅を有する方形の点火1次信号S1をトランジスタ
Q1に出力する。トランジスタQlは点火1次信号S□
の立ち下がりエツジでOFFとなって点火コイル23の
1次電流を遮断し、点火コイル23の2次側に高圧パル
スPiを発生さ廿る。ディストリビュータ24はエンジ
ン回転に同期して4個の点火プラグ25に高圧パルスP
iを順次分配、供給する。
First, the configuration will be explained. In FIG. 2, 21 is a high voltage pulse generating means, and the high voltage pulse generating means 21 is composed of a monostable multivib break 22, an ignition coil 23, a transistor Q1, and a distributor 24. An ignition timing signal Si is input to the monostable multi-high break 22 at a predetermined ignition timing corresponding to the operating state, for example, from a control unit (not shown), and
When the waveform of a high voltage pulse P1 supplied to the spark plug, which will be described later, is abnormal, a re-discharge signal Sr is input. When the monostable multi-bibreak 22 receives these signals Si and Sr, it outputs a rectangular ignition primary signal S1 having a predetermined pulse width to the transistor Q1 in synchronization with the rising edges thereof. Transistor Ql is the ignition primary signal S□
It turns off at the falling edge of , cutting off the primary current of the ignition coil 23 and generating a high voltage pulse Pi on the secondary side of the ignition coil 23. The distributor 24 sends high-pressure pulses P to four spark plugs 25 in synchronization with engine rotation.
Distribute and supply i sequentially.

高圧パルスPiは抵抗R1、R2からなるアッテネータ
26を介して判別手段27に入力されており、判別手段
27にはさらに比較信号発生手段28から比較信号Sc
が入力されるとともに点火時期信号Siが入力される。
The high voltage pulse Pi is inputted to the discrimination means 27 via an attenuator 26 consisting of resistors R1 and R2, and the discrimination means 27 is further supplied with a comparison signal Sc from a comparison signal generation means 28.
is input, and at the same time, the ignition timing signal Si is input.

比較信号発生手段2日はシグナルディスクプレート29
および電磁式のピンクアップ30により構成されており
、シグナルディスクプレート29はクランクプーリに取
り付けられ外周部に90°毎に磁性体からなる4個の突
起部31を有している。ピックアップ3゜は所定間隔を
隔ててシグナルディスクプレー1・29に対向して配設
されており、シグナルディスクプレート29に対向する
側に所定の磁界を発生させている。比較信号発生手段2
8はシグナルディスクプレート29の回転によって突起
部31がこの磁界を切ることにより、ピックアップ3o
にパルス状の比較信号Scを発生させる。したかって、
比較信号Scはクランク軸の1回転毎に4個のパルス(
以下、比較パルスといい、その数をphで表す)を含む
ものとなり、その比較パルス数phは点火回数の2倍の
値となっている。
Comparison signal generation means 2nd is signal disk plate 29
The signal disk plate 29 is attached to the crank pulley and has four protrusions 31 made of a magnetic material every 90 degrees on its outer circumference. The pickup 3° is disposed facing the signal disk plate 1, 29 at a predetermined distance, and generates a predetermined magnetic field on the side facing the signal disk plate 29. Comparison signal generation means 2
8, the pickup 3o is activated by the protrusion 31 cutting this magnetic field by the rotation of the signal disk plate 29.
A pulse-like comparison signal Sc is generated. I wanted to,
The comparison signal Sc has four pulses (
Hereinafter, the number of comparison pulses (hereinafter referred to as comparison pulses will be expressed as ph) is included, and the number of comparison pulses ph is twice the number of ignitions.

なお、シグナルディスクプレート29はクランクプーリ
やリングギア等に限らず、例えばディストリビュータ2
4のロータシャフトやカムシャフトに取り付けてもよい
。その場合には突起部の数を上記例の2倍、すなわち8
個として同様に点火回数の2倍の比較パルス数Phを有
する比較信号Scを得ればよい。
Note that the signal disc plate 29 is not limited to crank pulleys, ring gears, etc., but can also be used, for example, with the distributor 2.
It may be attached to the rotor shaft or camshaft of No. 4. In that case, the number of protrusions should be twice that of the above example, that is, 8.
Similarly, it is sufficient to obtain a comparison signal Sc having a comparison pulse number Ph that is twice the number of ignitions.

前記判別手段27は比較パルス整形回路32、高圧パル
ス検出回路33、比較器34、単安定マルチバイブレー
ク35およびアンドゲート36により構成される。比較
パルス整形回路32には比較信号SCが入力されており
、比較パルス整形回路32は波形整形回路37およびF
/V変換器38により り構成される。波形整形回路37は、例えばC−MOS
によるシュミットトリガ回路からなり、アナログ領域に
ある波形歪みの多い比較信号SCを波形整形して急峻な
トランジションを持つディジタル領域の論理レベルに変
換し、F/V変換器38に出力する。F/V変換器38
は波形整形回路37からの出力をF/V変換しアナログ
電圧V、として出力する。電圧V1はクランク軸の1回
転当り4個の比較パルス数phに対応したアナログ値で
あり、1点火回数(クランク軸の1/2回転)では2個
の比較パルス数phに対応した大きさとなる。一方、高
圧パルス検出回路33にはアッテネータ26によって減
衰された高圧パルスPiが入力されており、高圧パルス
検出回路33は波形整形回路39、インバータ4oおよ
びF/V変換器41により構成される。波形整形回路3
9には高圧パルスPtがアッテネータ26により減衰さ
れて入力されており、アッテネータ26の出力Pia 
 (以下、アッテネータ出力という)は高圧パルスPi
に比して波高値は小さい(減衰している)もののその波
形は高圧パルスに相似している。波形整形回路39はア
ッテネータ出力Piaを波形整形するとともに、その負
側のピーク値を所定基準値vp (Vp<O)(後述の
第3図(al (hl参照)と比較し、Pia<Vpの
とき(但し、絶対値では1Pia l>IVplのとき
)(I−)となりPia≧Vpのとき(絶対値ではIP
ia1≦1Vplのとき)(H)となる信号sbをイン
バータ40を介して反転させてF/V変換器41に出力
する。F/V変換器41ばインバータ40からの出力を
F/V変換しアナログ電圧V2として出力する。電圧V
2は後述するように点火プラグが正常であるとき、1点
火回数当り少なくとも2個以上のパルス数を有する信号
sbをF/V変換した大きさに対応したものとなる。
The discrimination means 27 is composed of a comparison pulse shaping circuit 32, a high voltage pulse detection circuit 33, a comparator 34, a monostable multi-bi break 35, and an AND gate 36. The comparison signal SC is input to the comparison pulse shaping circuit 32, and the comparison pulse shaping circuit 32 is connected to the waveform shaping circuit 37 and F.
/V converter 38. The waveform shaping circuit 37 is, for example, a C-MOS.
The comparison signal SC, which is in the analog domain and has a lot of waveform distortion, is shaped into a logic level in the digital domain with a steep transition, and is output to the F/V converter 38. F/V converter 38
performs F/V conversion on the output from the waveform shaping circuit 37 and outputs it as an analog voltage V. The voltage V1 is an analog value corresponding to the number of comparison pulses ph, which is four per revolution of the crankshaft, and has a magnitude corresponding to the number of comparison pulses ph, which is two per one ignition number (1/2 revolution of the crankshaft). . On the other hand, the high voltage pulse Pi attenuated by the attenuator 26 is input to the high voltage pulse detection circuit 33, and the high voltage pulse detection circuit 33 is constituted by a waveform shaping circuit 39, an inverter 4o, and an F/V converter 41. Waveform shaping circuit 3
9, the high voltage pulse Pt is attenuated by an attenuator 26 and inputted, and the output Pia of the attenuator 26
(hereinafter referred to as attenuator output) is the high voltage pulse Pi
Although the peak value is small (attenuated) compared to , the waveform is similar to a high-voltage pulse. The waveform shaping circuit 39 shapes the waveform of the attenuator output Pia, and compares its negative peak value with a predetermined reference value vp (Vp<O) (see FIG. (However, in absolute value, when 1Pia l>IVpl) (I-), and when Pia≧Vp (in absolute value, IP
When ia1≦1Vpl), the signal sb which becomes (H) is inverted via the inverter 40 and output to the F/V converter 41. The F/V converter 41 performs F/V conversion on the output from the inverter 40 and outputs it as an analog voltage V2. Voltage V
As will be described later, when the spark plug is normal, 2 corresponds to the magnitude obtained by converting the signal sb, which has at least two pulses per one ignition, into F/V.

これらの電圧V、、V2は比較器34に入力されており
、比較器34はV、>V2のとき(H〕となりV、<V
2のとき(L)となる信号Saを出力する。信号Saは
(H)であるとき点火プラグ25の絶縁抵抗が低下して
放電電圧が異常であることを、(L)であるとき正常で
あることを表す。信号Saはアンドゲート36に入力さ
れており、アンドゲート36にはさらに単安定マルチバ
イブレーク35からの出力3i2が入力される。単安定
マルチバイブレーク35は点火時期信号Siの立ち上が
りエツジに同期して所定のパルス幅τを有する方形の点
火可能時期信号Si2を出力しており、パルス幅τは次
式■で示す範囲内の値に設定される。
These voltages V, , V2 are input to a comparator 34, and the comparator 34 becomes (H) when V, >V2;
2, a signal Sa that becomes (L) is output. When the signal Sa is (H), it indicates that the insulation resistance of the spark plug 25 has decreased and the discharge voltage is abnormal, and when it is (L), it indicates that it is normal. The signal Sa is input to the AND gate 36, and the output 3i2 from the monostable multi-by-break 35 is further input to the AND gate 36. The monostable multi-bi break 35 outputs a rectangular ignition possible timing signal Si2 having a predetermined pulse width τ in synchronization with the rising edge of the ignition timing signal Si, and the pulse width τ is a value within the range shown by the following formula (■). is set to

(T、+’p2)X2≦τ≦T、・・−−一−■但し、
T1 :点火コイル23の1次電流通電期間 T2 :高圧パルスPiの放電期間 T3 :ディストリビュータ24での配電可能期間 すなわち、パルス幅τは1燃焼サイクル中において対応
する気筒に高圧パルスPiを供給可能な点火期間(以下
、点火可能期間という)に対応している。アンドゲート
36は信号3a、Si2が共に〔I]〕であるとき、す
なわち、点火可能期間にあるとき点火プラグ25の絶縁
抵抗異常が判別されると前記再放電信号Srを単安定マ
ルチバイブレーク22に出力する。
(T, +'p2)X2≦τ≦T,...--1-■However,
T1: Primary current energization period of the ignition coil 23 T2: Discharge period of the high-pressure pulse Pi T3: Period during which the distributor 24 can distribute power, that is, the pulse width τ is such that the high-pressure pulse Pi can be supplied to the corresponding cylinder during one combustion cycle This corresponds to the ignition period (hereinafter referred to as ignition possible period). The AND gate 36 sends the re-discharge signal Sr to the monostable multi-by-break 22 when it is determined that the insulation resistance of the spark plug 25 is abnormal when the signals 3a and Si2 are both [I], that is, during the ignition possible period. Output.

次に、作用を説明する。Next, the effect will be explained.

−elkに、火花点火式のエンジンにあっては、火花放
電によって着火する混合気例の着火条件と、火花放電を
発生させる点火プラグ側の放電条件とを考慮する必要が
ある。着火条件は運転条件によって種々異なり、点火プ
ラグ側に常に一様な放電能力が要求されるわけでない。
In addition, in a spark ignition type engine, it is necessary to consider the ignition conditions for the air-fuel mixture that is ignited by spark discharge, and the discharge conditions for the spark plug that causes spark discharge. Ignition conditions vary depending on operating conditions, and spark plugs are not always required to have a uniform discharge capacity.

このため、運転条件から着火条件を推定し、これに応し
て放電能力を適宜変更して着火能力の向上と電極消耗量
の低減という相反する要求の両立が図られている。この
場合、点火プラグに与えられる点火エネルギと点火プラ
グの放電電極に発生ずる放電エネルギとは正確に相関し
ているということを前提としており、従来はこの前提の
もとにかかる制御の効果を期待している。
For this reason, the ignition conditions are estimated from the operating conditions and the discharge capacity is appropriately changed accordingly to achieve both the contradictory demands of improving the ignition capacity and reducing the amount of electrode consumption. In this case, it is assumed that the ignition energy given to the ignition plug and the discharge energy generated at the discharge electrode of the ignition plug are accurately correlated, and conventionally, the effects of such control have been expected based on this premise. are doing.

ところが、点火プラグにはカーボン汚損という宿命とも
いうべき現象が存在しており、カーボン汚損が発生する
と点火エネルギと放電エネルギが正確に相関しなくなる
。すなわち、所定の点火エネルギを与えてもカーボン汚
損に伴う絶縁抵抗の低下により予定の放電エネルギが発
生せず、上記前提が成立し得ない。従来はこのカーボン
汚損をくすぶり汚損として始動時という単一の運転条件
から判断しており、さらにその判断も発生頻度を根拠と
する間接的な推定手法に過ぎない。したがって、カーボ
ン汚損を正確に検出できず、上記前提の不成立のおそれ
を容認しつつの点火制御となって、その効果が必ずしも
十分に発揮されない。
However, spark plugs are subject to a phenomenon called carbon contamination, which can be called fate, and when carbon contamination occurs, ignition energy and discharge energy no longer correlate accurately. That is, even if a predetermined ignition energy is applied, the expected discharge energy is not generated due to a decrease in insulation resistance due to carbon contamination, and the above premise cannot be established. Conventionally, this carbon contamination has been judged as smoldering contamination based on a single operating condition such as the time of startup, and furthermore, this judgment is only an indirect estimation method based on the frequency of occurrence. Therefore, carbon contamination cannot be detected accurately, and ignition control is performed while accepting the possibility that the above-mentioned premise may not be met, so that its effects are not necessarily fully exhibited.

そこで本実施例では、カーボン汚損が発生すると放電エ
ネルギの多くが絶縁抵抗の低い部分を通して漏洩し高圧
パルスの波形が変化するという因果関係に着目して、点
火コイル詔の2次電圧波形をモニタすることでカーボン
汚損を的確に検出し、また該汚損を検出すると点火エネ
ルギを変えることで着火能力を高めている。
Therefore, in this embodiment, we monitor the secondary voltage waveform of the ignition coil by focusing on the causal relationship that when carbon contamination occurs, much of the discharge energy leaks through parts with low insulation resistance and the waveform of the high voltage pulse changes. This allows carbon contamination to be accurately detected, and when such contamination is detected, the ignition energy is changed to improve the ignition ability.

以下にこれを絶縁抵抗の正常時と異常時に分け、第3図
に示すタイミングチャートを参照しつつ説明する。
This will be explained below by dividing it into normal and abnormal insulation resistance conditions, with reference to the timing chart shown in FIG.

(I)正常時 カーボン汚損が発生していないときは、点火プラグ25
の絶縁抵抗は極めて高く略無限大の値である。いま、第
3図(alに示すようにタイミングt、で点火時期信号
Siが単安定マルチバイブレーク22に入力されると、
単安定マルチバイブレーク22からは同図(blに示す
点火1次信号S1が出力され、同図(C)に示すように
点火コイル23への1次電流の通電が開始される。これ
により、第3図(elに示すように点火コイル23の2
次側に所定の高電圧が発生する。次いで、タイミングt
、で点火1次信号Siが立下がると、点火コイル23の
1次電流が急激に遮断されて点火コイル23の2次側に
逆方向の高電圧(高圧パルスPi)が発生し第3図fd
)に示すように2次電流が流れ始める。このとき、この
高圧パルスPiはアッテネータ出力Piaとして判別手
段27によりモニタされており、その波形は第3図(e
lに示すように変化する。すなわち、高圧パルス波形は
点火プラグ25の絶縁抵抗が高いことからタイミングt
2で急激にブレークダウンして所定基準値Vp以上のピ
ーク値を示した後、燃焼室内の圧力やガス流動に対応す
る放電持続電圧を維持し、タイミングt3で再びVp以
上のピーク値を示す。また、上記ガス流動が強い場合等
には放電持続中にあってもVp以上のピーク値を示す。
(I) Normally, when no carbon contamination occurs, the spark plug 25
The insulation resistance of is extremely high and has an almost infinite value. Now, as shown in FIG. 3 (al), when the ignition timing signal Si is input to the monostable multi-by-break 22 at timing t,
The monostable multi-bi break 22 outputs the ignition primary signal S1 shown in FIG. 2 of the ignition coil 23 as shown in Figure 3 (el).
A predetermined high voltage is generated on the next side. Then, timing t
When the primary ignition signal Si falls at , the primary current of the ignition coil 23 is abruptly cut off and a high voltage (high voltage pulse Pi) in the opposite direction is generated on the secondary side of the ignition coil 23, as shown in FIG.
), the secondary current begins to flow. At this time, this high voltage pulse Pi is monitored by the discrimination means 27 as the attenuator output Pia, and its waveform is shown in FIG.
It changes as shown in l. That is, the high voltage pulse waveform is generated at timing t because the insulation resistance of the spark plug 25 is high.
After rapidly breaking down at timing t3 and exhibiting a peak value greater than or equal to the predetermined reference value Vp, the discharge sustaining voltage corresponding to the pressure and gas flow within the combustion chamber is maintained, and a peak value greater than Vp is exhibited again at timing t3. Further, when the gas flow is strong, a peak value of Vp or more is shown even during discharge.

このように正常時には高圧パルス波形が少なくとも2個
以上のピークパルス数を有するものとなる。このため、
波形整形回路39の出力信号sbは第3図+11に示す
ようなものとなり、これがインバータ40を介して同図
(6)に示すように反転されてF/V変換器41に入力
され電圧V2が取り出される。
In this way, under normal conditions, the high-voltage pulse waveform has at least two or more peak pulses. For this reason,
The output signal sb of the waveform shaping circuit 39 is as shown in FIG. 3+11, which is inverted via the inverter 40 as shown in FIG. taken out.

一方、このとき比較信号発生手段28からは1点火回数
当り2個の比較パルス数phを有する比較信号Scが判
別手段27に入力されており、これは電圧■、として取
り出される。したがって、このときはV2>V、となっ
て信号saが(L)となることから再放電信号Srが出
力されない。しかしながら、このときは点火プラグ25
にカーボン汚損が発生していないため、混合気に確実に
着火される。
On the other hand, at this time, a comparison signal Sc having a comparison pulse number ph of two per number of ignitions is inputted from the comparison signal generation means 28 to the discrimination means 27, and this is taken out as a voltage (2). Therefore, at this time, V2>V, and the signal sa becomes (L), so the re-discharge signal Sr is not output. However, at this time, the spark plug 25
Since there is no carbon contamination, the air-fuel mixture is reliably ignited.

(TI)異常時 カーボン汚損が発生すると、点火プラグ25の絶縁抵抗
の値が低下する。このため、タイミ7’l’t2で点火
コイル23の1次電流が遮断されても点火プラグ25の
放電ギャップの絶縁破壊(ブレークダウン)電圧に達す
る前に絶縁体表面に付着したカーボンを通して高圧パル
スPiがリークする。したがって、高圧パルス波形は第
3図fh)に示すようにタイミングt2では数100V
程度の低いピーク値を示すに過ぎずVpまで達しない。
(TI) When carbon contamination occurs during an abnormality, the value of the insulation resistance of the spark plug 25 decreases. Therefore, even if the primary current of the ignition coil 23 is cut off at time 7'l't2, a high voltage pulse passes through the carbon attached to the insulator surface before reaching the breakdown voltage of the discharge gap of the spark plug 25. Pi leaks. Therefore, the high voltage pulse waveform is several hundred V at timing t2, as shown in Fig. 3 fh).
It only shows a low peak value and does not reach Vp.

また、タイミングt3において放電終了時のピークが発
生せず、これは実験により確認されている。ずなわち、
異常時には1点火タイミング中におけるピークパルス数
が零となる。なお、時として放電開始初期時のみVpを
超えるピークパルスが現れることもあるが、何れにして
もピークパルス数≦1の範囲内となる。
Further, at timing t3, no peak occurs at the end of discharge, and this has been confirmed through experiments. Zunawachi,
In the event of an abnormality, the peak pulse number during one ignition timing becomes zero. Note that sometimes a peak pulse exceeding Vp appears only at the beginning of discharge, but in any case, the number of peak pulses is within the range of 1.

このため、波形整形回路39の出力信号sbは第3図+
11に示すものとなり、これがインバータ40を介して
同図(Jlに示すように反転されてF/V変換器41に
入力される。したがって、このときはv2<v、となっ
て信号Saが(H)となることから再放電信号Srが出
力される。すなわち、高圧パルスPLの波形をモニタす
ることでカーボン汚損の発生を的確に検出することがで
きる。そして、このときは点火可能期間中に再度高圧パ
ルスPiが点火プラグ25に供給され、同一点火時期中
における放電エネルギが増大される。これにより、絶縁
体表面等に付着した堆積物(カーボン等)が焼き切られ
て放電ギャップ間に再び放電火花が発生し、混合気に確
実に着火される。すなわち、カーボン汚損の発生に拘ら
ず着火性能を高めることができる。また、再放電により
カーボン汚損の進行を阻止あるいはカーボン汚損を解消
して正規の放電機能を回復することができる。このよう
に必要に応じて点火エネルギを変えることにより、電極
消耗量の低減を図りつつ、着火能力を高めることができ
る。
Therefore, the output signal sb of the waveform shaping circuit 39 is
11, this is inverted as shown in FIG. H), the re-discharge signal Sr is output.In other words, by monitoring the waveform of the high-voltage pulse PL, it is possible to accurately detect the occurrence of carbon contamination.In this case, during the ignition possible period, The high-voltage pulse Pi is supplied to the spark plug 25 again, increasing the discharge energy during the same ignition timing.As a result, deposits (carbon, etc.) attached to the insulator surface are burnt out and re-distributed between the discharge gap. A discharge spark is generated and the air-fuel mixture is reliably ignited.In other words, the ignition performance can be improved regardless of the occurrence of carbon fouling.Also, by re-discharging, the progress of carbon fouling can be prevented or carbon fouling can be eliminated. The normal discharge function can be restored. By changing the ignition energy as necessary in this way, the ignition ability can be increased while reducing the amount of electrode consumption.

第4図は本発明の第2実施例を示す図であり、本実施例
は再放電時の放電電圧を高くしたものである。
FIG. 4 is a diagram showing a second embodiment of the present invention, in which the discharge voltage during re-discharge is increased.

第4図において、51は高圧パルス発生手段であり、高
圧パルス発生手段51は第1実施例に比して新たに単安
定マルチバイブレーク52およびトランジスタQ2が追
加して構成される。単安定マルチバイブレーク52は再
放電信号Srが入力されると、単安定マルチバイブレー
ク22カら出力される点火1次信号S、のパルス幅より
も長いパルス幅を有する第2点火1次信号S12をトラ
ンジスタQ2に出力する。その他は第1実施例と同様で
あり、同一番号が付されている。
In FIG. 4, reference numeral 51 denotes high-voltage pulse generating means, and the high-voltage pulse generating means 51 is constructed by adding a monostable multivib break 52 and a transistor Q2 compared to the first embodiment. When the monostable multi-bi break 52 receives the re-discharge signal Sr, it generates a second ignition primary signal S12 having a pulse width longer than the pulse width of the ignition primary signal S output from the monostable multi-bi break 22. Output to transistor Q2. The rest is the same as the first embodiment, and the same numbers are assigned.

したがって、本実施例においては、(IT)異常時に第
1実施例に比して点火コイル23の1次電流通電時間の
長い高圧パルスPiが点火プラグ25に再度供給される
。その結果、放電電圧が高くなって第1実施例以上にカ
ーボン汚損に対する効果を高めることができる。
Therefore, in this embodiment, the high-voltage pulse Pi having a longer primary current conduction time in the ignition coil 23 is supplied to the ignition plug 25 again in the event of an abnormality (IT) than in the first embodiment. As a result, the discharge voltage becomes higher and the effect against carbon contamination can be enhanced more than in the first embodiment.

なお、上記各実施例では異常時としてカーボン汚損とい
う言葉を用いているが、これはカーボンに限らず絶縁体
の絶縁抵抗を低下させる不要な付着堆積物、例えば鉛汚
損あるいは燃料のかぶり等をも広く含めて考えてよいこ
とは勿論である。
In each of the above embodiments, the term carbon contamination is used as an abnormality, but this term is not limited to carbon, but also refers to unnecessary deposits that reduce the insulation resistance of the insulator, such as lead contamination or fuel fogging. Of course, it can be considered broadly.

(効果) 本発明によれば、カーボン汚損が発生したとき同一点火
時期中における放電エネルギを増大させることができ、
カーボン汚損にも拘らず着火性能を高めて電極消耗量を
低減させつつエンジンの運転性を向上させることができ
る。
(Effects) According to the present invention, when carbon fouling occurs, the discharge energy during the same ignition timing can be increased,
Despite carbon contamination, it is possible to improve ignition performance, reduce electrode consumption, and improve engine drivability.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of drawings]

第1図は本発明の全体構成図、第2.3図は本発明の第
1実施例を示す図であり、第2図はその回路構成図、第
3図(al〜(Jlはその作用を説明するためのタイミ
ングチャート、第4図は本発明の第2実施例を示すその
回路構成図、第5図は従来の内燃機関の点火装置の概略
構成図である。 21.51−−−−一高圧パルス発生手段、25−−−
−・・点火プラグ、 27−−−−−一判別手段、 28−・・−・−比較信号発生手段。
Fig. 1 is an overall configuration diagram of the present invention, Fig. 2.3 is a diagram showing the first embodiment of the invention, Fig. 2 is a circuit configuration diagram thereof, and Fig. 3 (al to (Jl is the effect) FIG. 4 is a circuit configuration diagram showing a second embodiment of the present invention, and FIG. 5 is a schematic configuration diagram of a conventional ignition system for an internal combustion engine. 21.51. -1 high voltage pulse generating means, 25---
---Spark plug, 27---Discrimination means, 28--Comparison signal generation means.

Claims (1)

【特許請求の範囲】 高圧パルスを放電させて混合気に点火する 点火プラグと、点火回数の所定数倍の比較パルス数を有
する比較信号を出力する比較信号発生手段と、点火プラ
グに供給される高圧パルスの波形を検出してそのピーク
値が所定基準値以上となるピークパルス数を求めるとと
もに、このピークパルス数が前記比較パルス数より少な
いとき再放電信号を出力する判別手段と、所定の点火時
期毎に前記高圧パルスを発生させるとともに、再放電信
号が入力されると該点火時期中に再び高圧パルスを発生
させる高圧パルス発生手段と、を備えたことを特徴とす
る内燃機関の点火装置。
[Scope of Claims] A spark plug that discharges a high-pressure pulse to ignite an air-fuel mixture, a comparison signal generating means that outputs a comparison signal having a comparison pulse number that is a predetermined number of times the number of ignitions, and a comparison signal generator that is supplied to the spark plug. A determining means for detecting the waveform of the high-voltage pulse and determining the number of peak pulses whose peak value is equal to or higher than a predetermined reference value, and outputting a re-discharge signal when the peak pulse number is less than the comparison pulse number; An ignition device for an internal combustion engine, comprising: high-pressure pulse generating means that generates the high-pressure pulse at each timing and generates the high-pressure pulse again during the ignition timing when a re-discharge signal is input.
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