JPH04298680A

JPH04298680A - エンジンの点火装置

Info

Publication number: JPH04298680A
Application number: JP1019491A
Authority: JP
Inventors: Noboru Nakamura; 中村　　　昇
Original assignee: Mazda Motor Corp
Current assignee: Mazda Motor Corp
Priority date: 1991-01-30
Filing date: 1991-01-30
Publication date: 1992-10-22

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】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明はエンジンの点火装置の改
良に関し、特に混合気の着火性及び燃焼性の向上対策に
関する。

【０００２】

【従来の技術】従来より、エンジンの点火装置として、
例えば特開平１−１４２２６６号公報に開示されるよう
に、トランジスタ式点火装置が知られている。この方式
は、点火タイミングにおいてトランジスタをｏｆｆ作動
させ、このｏｆｆ作動により点火コイルの一次コイルへ
の通電を遮断して、二次コイルに高電圧を発生させるこ
とにより点火する方式である。

【０００３】また、他の形式の点火装置として、例えば
特開昭６４−９２５７７号公報に開示されるようにコン
デンサー放電型のものがある。このものは、コンデンサ
ーを設定電圧に充電し、この充電電荷を点火タイミング
にて点火コイルの一次コイルに一気に放電させることに
より、二次コイルに高電圧を発生させて点火する方式で
ある。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、トラン
ジスタ式点火装置では、混合気の比較的良好な燃焼を確
保できるものの、点火コイルでの二次電圧の立上りが比
較的遅いため、混合気の燃焼温度が低く、点火プラグが
くすぶり汚損する欠点があった。また、コンデンサー放
電型では、二次電圧の立上りが早いので、点火プラグの
くすぶり汚損を解消できるものの、二次電圧の立上りが
早い分、エネルギーの放出時間が短いため、その後の混
合気の燃焼性が低下する欠点があった。

【０００５】本発明は斯かる点に鑑みてなされたもので
あり、その目的は、混合気の燃焼性を良好に確保しなが
ら、点火プラグのくすぶり汚損を解消することにある。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
め、本発明では、トランジスタ式の点火装置とコンデン
サー放電型の点火装置とを設け、その双方を同時に作動
させることとする。

【０００７】つまり、本出願の請求項１記載の発明の具
体的な解決手段は、第１図に示すように、コンデンサー
Ｃに充電し、この充電した電荷を点火タイミングにおい
て点火コイル３の一次コイルに放電して点火するコンデ
ンサー放電型の第１点火手段３１と、点火タイミングに
おいてトランジスタＴｒをｏｆｆ作動させ、このｏｆｆ
作動により点火コイル３の一次コイルへの通電を遮断し
て点火するトランジスタ式の第２点火手段２０との双方
を備え、該第１点火手段３１及び第２点火手段２０を同
時に作動させる構成としている。

【０００８】また、上記のように双方の点火手段３１，
２０が同時に作動する時には、請求項２及び請求項３記
載の発明では、同図に示すように、その各点火手段３１
，２０が単独で作動する場合に比べて、点火タイミング
をリタ−ド側に設定する点火タイミング設定手段３５を
設けたり、エンジンの燃料噴射量を少量に設定する構成
とする。さらに、請求項４、請求項５及び請求項６記載
の発明では、上記双方の点火手段３１，２０を同時に作
動させる時期を、エンジン回転数が設定値未満のエンジ
ン運転領域に特定し、それ以外の領域では何れか一方の
点火手段３１又は２０を単独で作動させる構成としたり
、上記双方の点火手段３１，２０が同時作動する領域で
はエンジンの燃料噴射量を点火手段３１，２０の単独作
動時に比べて少量に設定する構成としている。

【０００９】

【作用】以上の構成により、請求項１記載の発明では、
点火タイミングにおいて、点火コイル３では、当初はコ
ンデンサーＣの放電に基づく二次電圧が発生し、その後
、トランジスタＴｒのｏｆｆ作動に基づく二次電圧が発
生する。その結果、点火タイミングの当初に立上る二次
電圧により着火性が向上し、混合気の燃焼温度が高まっ
て、点火プラグのくすぶり汚損が解消される。また、こ
のコンデンサーＣの放電に基づく二次電圧が短時間で低
下しても、トランジスタＴｒのｏｆｆ作動に基づく二次
電圧によって混合気の燃焼が良好に行われる。しかも、
上記のように二次電圧のピークが２箇所となるので、こ
の双方の二次電圧の発生が相俟って混合気の着火性と燃
焼性とが向上し、燃費を良好にすることができる。

【００１０】また、上記トランジスタ式とコンデンサー
放電式の双方の点火手段３１，２０の同時作動時には、
上記の如く混合気の燃焼性が向上するので、各点火手段
３１，２０の単独作動時に比して点火タイミングがリタ
−ド側に設定されても、その燃焼性が良好に確保されな
がら、混合気の燃焼温度が適正値になってＮＯｘの発生
量が低減され、エミッション性が向上するとともに、点
火手段３１，２０の何れか一方の故障時には通常値の点
火タイミングで点火が行われるので、この故障時でも混
合気の燃焼性は良好に確保される。さらに、エンジンの
燃料噴射量が各点火手段３１，２０の単独作動時に比し
て少量に設定されても、混合気の良好な燃焼性が確保さ
れながら、燃料消費量が少量に制限されて、燃費が一層
良好になるとともに、点火手段３１，２０の何れか一方
の故障時での混合気の燃焼性が良好に確保される。

【００１１】加えて、双方の点火手段３１，２０の同時
作動は、エンジン回転数が設定値未満の運転領域，つま
り混合気の燃焼が不安定になり易い領域に限って行われ
るので、この領域での混合気の燃焼性が向上して、混合
気の良好な燃焼性が全運転領域に亘って確保されながら
、エンジン回転数が設定値以上の運転領域では双方の点
火手段３１，２０が同時作動することに伴うオルタネー
タの負荷の増大が抑制されてエンジン負荷が軽減され、
その分、燃費が良くなる。また、設定値以上のエンジン
回転数の領域でコンデンサー放電型の点火装置３１を使
用すれば、二次電圧の立上りが早い分、エンジン高回転
時の点火タイミングを正確に制御することができる。

【００１２】

【発明の効果】以上説明したように、本出願の請求項１
記載のエンジンの点火装置によれば、トランジスタのｏ
ｆｆ作動に基づいて発生する二次電圧と、コンデンサー
の放電に基づいて発生する二次電圧との双方により、点
火プラグのくすぶり汚損を解消できると共に、混合気の
着火性及び燃焼性を向上させることができ、燃費の向上
を図ることができる。

【００１３】特に、トランジスタ式点火装置とコンデン
サー放電型点火装置の同時作動時には、点火タイミング
を点火装置の単独作動時よりもリタ−ド側に設定すれば
、混合気の良好な燃焼性を確保しながら、ＮＯｘの発生
を抑制してエミッション性能の向上を図ることができる
し、エンジンの燃料噴射量を少量に設定すれば、混合気
の燃焼性を良好に確保しつつ燃費の向上を図ることがで
きる。

【００１４】さらに、両点火装置の同時作動をエンジン
回転数が設定値未満の運転領域に限って行えば、この運
転領域以上の高回転域にてオルタネータの負荷を低減し
てエンジン負荷を軽減でき、燃費の一層の向上を図るこ
とができるとともに、この高回転域でコンデンサー放電
型の点火装置のみを単独で作動させれば、二次電圧の立
上り特性の良い点から、高回転時の点火タイミングを正
確に制御することができる。

【００１５】

【実施例】以下、本発明の実施例を第２図以下の図面に
基いて説明する。第２図は本発明に係るエンジンの点火
装置の概略構成図を示す。同図において、１は点火プラ
グ、２は該点火プラグ１に高電圧を配電するディストリ
ビュータ、３は点火コイルであって、第１の点火コイル
４と第２の点火コイル５とを有し、該両点火コイル４，
５は並列接続されている。

【００１６】また、８はホール式のカム軸センサであっ
て、エンジンの第１気筒を識別するための第３図（ａ）
　に示す信号ＳＧＣと、同図（ｂ）　に示す回転数信号
ＳＧＴとを出力する。９は電磁ピックアップ式のクラン
ク軸センサであって、第３図（ｃ）　に示す回転数信号
Ｎを出力する。

【００１７】さらに、１１は内部にＣＰＵを備えたエン
ジン制御ユニットであって、上記両センサ８，９からの
３種の信号を受けている。該エンジン制御ユニット１１
は内部に、クランク軸センサ９の回転数信号Ｎを波形整
形する波形整形回路１２と、該整形回路１２で整形され
た回転数信号Ｎ及び上記カム軸センサ８の両信号ＳＧＣ
，ＳＧＴとに基いて点火プラグ１の点火時期制御並びに
閉角度制御を行い、点火タイミング信号ＩＧＴを出力す
る制御回路１３と、故障時のバックアップ回路１４とを
備える。尚、エンジン制御ユニット１１は、エンジンの
燃料噴射弁１５からの燃料の噴射量及び噴射時期を制御
する機能を有する。

【００１８】加えて、１７はフルトランジスタ式のイグ
ナイタであって、その内部には、上記点火コイル３の第
１の点火コイル４の一次コイル４ａに接続されたパワー
トランジスタＴｒと、該トランジスタＴｒを上記制御回
路１３の点火タイミング信号ＩＧＴの受信の有無に基い
てｏｎ−ｏｆｆ作動させるドライブ回路１８とを備えて
いる。よって、該イグナイタ１７及び第１の点火コイル
４により、制御回路１３から点火タイミング信号ＩＧＴ
の出力された点火タイミングにおいてパワートランジス
タＴｒをｏｆｆ作動させることにより、第１の点火コイ
ル４の一次コイル４ａへの通電を遮断して二次コイル４
ｂに高電圧を発生させることにより、点火プラグ１を点
火するようにした第２点火手段２０を構成している。

【００１９】尚、上記イグナイタ１７内において、２１
はパワートランジスタＴｒに接続され，第１の点火コイ
ル４の一次電流値を一定にする定電流回路、２２はパワ
ートランジスタＴｒのｏｎ状態でのロック故障を防止す
るロック防止回路、２３はイグナイタ１７の故障を検出
する故障検出回路であって、その故障検出信号ＩＧｆ２
は上記エンジン制御ユニット１１のバックアップ回路１
４に出力される。

【００２０】また、第２図において、２８はコンデンサ
ー放電式イグナイタ（以下、ＣＤＩという）であって、
その内部には、点火コイル３の第２の点火コイル５の一
次コイル５ａに接続されたコンデンサーＣと、該コンデ
ンサーＣに充電するＤＣ／ＤＣコンバータ２９と、サイ
リスタＳＣＲとを備え、該サイリスタＳＣＲとコンデン
サーＣ及び第２の点火コイル５の一次コイル５ａとで閉
回路が構成されている。そして、該サイリスタＳＣＲは
トリガ回路３０によりｏｎ−ｏｆｆ制御され、該トリガ
回路３０は上記制御回路１３から出力される点火タイミ
ング信号ＩＧＴに基いて作動する。

【００２１】よって、上記ＣＤＩ２８及び第２の点火コ
イル５により、ＤＣ／ＤＣコンバータ２９を用いてコン
デンサーＣに予め充電しておき、この状態において点火
タイミング信号ＩＧＴが出力された点火タイミングにて
サイリスタＳＣＲをトリガ回路３０でｏｎ作動させるこ
とにより、コンデンサーＣに充電した電荷を第２の点火
コイル５の一次コイル５ａに放電してその二次コイル５
ｂに高電圧を発生させ、点火プラグ３を点火するように
した第１点火手段３１を構成している。

【００２２】上記フルトランジスタ式イグナイタ１７と
ＣＤＩ２８との作動特性は、第４図に示すように、前者
では第１の点火コイル４の二次電圧の立上りが比較的遅
い特性であり、後者のＣＤＩ２８では立上りが素早い特
性である。その結果、上記２つの二次電圧を合成した合
計二次電流は、第５図に示すように、瞬時に大電流とな
ると共に、所定期間経過時にも比較的大きな電流値を保
持する特性となる。

【００２３】次に、エンジン制御ユニット１１による点
火時期制御及び燃料噴射量制御を第６図の制御フロ−に
基いて説明する。

【００２４】スタ−トして、ステップＳ１でエンジン回
転数Ｎｅ及び吸入空気量Ｑａを読込んだ後、ステップＳ
２でエンジン回転数Ｎｅを中回転数の設定値Ｎｏと比較
し、Ｎｅ＜Ｎｏの中，低回転の領域では、ステップＳ３
以降で制御を行い、Ｎｅ≧Ｎｏの高回転の領域ではステ
ップＳ１９以降で制御を行う。

【００２５】先ず、中，低回転の領域では、ステップＳ
３でカム軸センサ８の回転数信号ＳＧＴを受信したか否
かを判別し、受信した場合に限り、ステップＳ４で各イ
グナイタ１７，２８の故障フラグＦ１，Ｆ２の値を判別
し、Ｆ１＝Ｆ２＝０の何れも故障でない場合には、ステ
ップＳ５でエンジン回転数及び吸入空気量に基いて予め
記憶した点火時期マップ１から点火タイミングを読み込
む。ここに、該点火時期マップ１は、フルトランジスタ
式（以下、フルトラ式と略す）イグナイタ１７又はＣＤ
Ｉ２８単独のみの場合の点火タイミングよりも設定値だ
けリタ−ドした値を記憶している。また、上記ステップ
Ｓ５では、燃料噴射量をフルトラ式イグナイタ１７又は
ＣＤＩ２８単独の場合の通常値よりも少量に設定された
燃料噴射量マップから、その時のエンジン回転数及び吸
入空気量に応じた噴射量を読み込み、この噴射量になる
よう燃料噴射弁１５を制御する。

【００２６】一方、Ｆ１＝１又はＦ２＝１の何れかのイ
グナイタの故障時には、ステップＳ６で同様な点火時期
マップ２から点火タイミングを読み込む。該点火時期マ
ップ２は、フルトラ式イグナイタ１７又はＣＤＩ２８単
独の場合の通常の点火タイミングの値が予め記憶されて
いる。

【００２７】その後、ステップＳ７で上記読み込んだ目
標の点火タイミングに達したか否かを判別し、この目標
点火タイミングの時点でステップＳ８及びステップＳ９
で各々イグナイタ１７又は２８の故障フラグＦ１，Ｆ２
の値を判別し、Ｆ１＝Ｆ２＝０の正常時には、ステップ
Ｓ１０でフルトラ式イグナイタ１７及びＣＤＩ２８の双
方に対して点火タイミング信号ＩＧＴを出力し、その双
方のイグナイタ１７，２８を同時に作動させて点火を行
わせる。

【００２８】続いて、ステップＳ１１及びステップＳ１
２でＣＤＩ２８からの故障信号ＩＧｆ１の入力又はフル
トラ式イグナイタ１７からの故障信号ＩＧｆ２の入力の
有無を判別し、ＩＧｆ１＝１のＣＤＩ２８の故障時には
、ステップＳ１３で故障フラグＦ１＝１に設定すると共
に、ステップＳ１４で燃料噴射量マップを噴射量の多い
通常値のマップに切換える。同様に、ＩＧｆ２＝１のフ
ルトラ式イグナイタ１７の故障時には、ステップＳ１５
で故障フラグＦ２＝１に設定すると共に、ステップＳ１
６で燃料噴射量マップを噴射量の多い通常値のマップに
切換え、リタ−ンする。

【００２９】そして、上記ステップＳ８でＦ１＝１のＣ
ＤＩ２８の故障時には、ステップＳ１７でフルトラ式イ
グナイタ１７に対してのみ点火タイミング信号ＩＧＴを
出力する一方、ステップＳ９でＦ２＝１のフルトラ式イ
グナイタ１７の故障時には、ステップＳ１８でＣＤＩ２
８に対してのみ点火タイミング信号ＩＧＴを出力して、
リタ−ンする。

【００３０】次に、高回転数の領域での制御を説明する
に、ステップＳ１９でカム軸センサ８の回転数信号ＳＧ
Ｔを受信した場合に限り、ステップＳ２０で通常値の点
火タイミングを記憶する点火時期マップ２から点火タイ
ミングを読み込む。そして、ステップＳ２１で上記読み
込んだ目標の点火タイミングに達した時点で、ステップ
Ｓ２２で故障フラグＦ１の値を判別し、Ｆ１＝０のＣＤ
Ｉ２８の正常時には、ステップＳ２３でＣＤＩ２８に対
してのみ点火タイミング信号ＩＧＴを出力してＣＤＩ２
８単独で点火を行わせる一方、Ｆ１＝１のＣＤＩ２８の
故障時には、ステップＳ２４で代わりにフルトラ式イグ
ナイタ１７に対して点火タイミング信号ＩＧＴを出力し
て、リタ−ンする。

【００３１】よって、上記第５図の制御フロ−のステッ
プＳ５により、エンジン回転数が設定値未満（Ｎｅ＜Ｎ
ｏ）の中，低回転数域でフルトラ式イグナイタ１７及び
ＣＤＩ２８の双方が同時に作動するときに、点火タイミ
ングを点火時期マップ１から読込んで、フルトラ式イグ
ナイタ１７又はＣＤＩ２８単独で作動する場合の点火タ
イミングよりも設定値だけリタ−ドした値に設定するよ
うにした点火タイミング設定手段３５を構成していると
共に、燃料噴射量をフルトラ式イグナイタ１７又はＣＤ
Ｉ２８単独で作動する場合の通常の燃料噴射量よりも少
量に設定された燃料噴射量マップから読込んで、燃料噴
射弁１５からの燃料噴射量を少量に設定するようにした
燃料噴射量設定手段３６を構成している。

【００３２】したがって、上記実施例においては、エン
ジン回転数Ｎｅが設定値Ｎｏ未満（Ｎｅ＜Ｎｏ）の中，
低回転域では、フルトラ式イグナイタ１７及びＣＤＩ２
８の双方が同時に作動する。このことにより、ＣＤＩ２
８による点火コイル３の二次電圧の素早い立上りに伴い
、その二次電流は第５図に示すように瞬時に大電流とな
るので、点火プラグ１のくすぶり汚損が制限ないし解消
される。しかも、その後はフルトラ式イグナイタ１７に
よる二次電圧により二次電流の値が比較的大きく継続す
るので、混合気の燃焼性が良好に確保される。

【００３３】しかも、上記の中，低回転域では、点火タ
イミングは点火時期マップ１から読込まれて、通常値よ
りもリタ−ド側に設定されるので、混合気の燃焼性を良
好に確保しつつ、混合気の燃焼温度が適正値になってＮ
Ｏｘの発生量が低減され、エミッション性が向上すると
ともに、燃料噴射弁１５からの燃料噴射量が通常値より
も少量に設定されるので、混合気の良好な燃焼性を維持
しながら燃料消費量を低減できて、燃費の向上を図るこ
とができる。また、この中，低回転域において、フルト
ラ式イグナイタ１７又はＣＤＩ２８の何れか一方が故障
している場合には、点火タイミング及び燃料噴射量は共
に通常値に設定されるので、その故障時であっても混合
気の燃焼性を良好に確保できる。

【００３４】また、混合気の燃焼が不安定になり易い中
，低回転域では上記のように双方のイグナイタ１７，２
８が同時作動するので、この領域での混合気の燃焼性が
良好に確保されて、混合気の燃焼性がもとから良い高回
転域と合せて、低回転から高回転に亘る全運転域で混合
気の燃焼性を良好にできると共に、Ｎｅ≧Ｎｏの高回転
域ではＣＤＩ２８のみが単独で作動し、フルトラ式イグ
ナイタ１７は停止しているので、その分、オルタネータ
の負荷が軽減されてエンジン負荷が軽くなり、燃費がよ
り一層向上する。

【００３５】さらに、Ｎｅ≧Ｎｏの高回転域では、ＣＤ
Ｉ２８が単独で作動するので、点火コイル３での二次電
圧の立上りが早く、この高回転域での点火タイミングを
精度良く制御することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】クレーム対応図である。

【図２】点火装置の全体構成図である。

【図３】カム軸センサ及びクランク角センサの出力信号
波形を示す図である。

【図４】点火コイルの二次電圧波形を示す図である。

【図５】点火コイルの二次電流波形を示す図である。

【図６】点火タイミング制御及び燃料噴射量制御を示す
フロ−チャ−ト図である。

【符号の説明】

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】コンデンサーに充電し、この充電した電荷
を点火タイミングにおいて点火コイルの一次コイルに放
電して点火する第１点火手段と、点火タイミングにおい
てトランジスタをｏｆｆ作動させ、このｏｆｆ作動によ
り点火コイルの一次コイルへの通電を遮断して点火する
第２点火手段とを備え、該第１点火手段及び第２点火手
段は同時に作動することを特徴とするエンジンの点火装
置。
【請求項２】第１点火手段及び第２点火手段が同時に作
動するとき、点火タイミングを、該第１点火手段又は第
２点火手段が単独で作動するときの点火タイミングに比
してリタ−ド側に設定する点火タイミング設定手段を備
えた請求項１記載のエンジンの点火装置。
【請求項３】第１点火手段及び第２点火手段が同時に作
動するとき、エンジンの燃料噴射量を、該第１点火手段
又は第２点火手段が単独で作動するときの燃料噴射量に
比して少量になるよう設定する燃料噴射量設定手段を備
えた請求項１記載のエンジンの点火装置。
【請求項４】第１点火手段及び第２点火手段が同時に作
動する領域は、エンジン回転数が設定値未満の領域であ
り、該設定値以上のエンジン回転数の領域では第１点火
手段又は第２点火手段が単独で作動する請求項１記載の
エンジンの点火装置。
【請求項５】エンジン回転数が設定値以上の領域では、
第１点火手段が単独で作動する請求項４記載のエンジン
の点火装置。
【請求項６】第１点火手段及び第２点火手段が同時に作
動する領域は、エンジン回転数が設定値未満の領域であ
り、該設定値以上のエンジン回転数の領域では第１点火
手段又は第２点火手段が単独で作動し、上記エンジン回
転数が設定値未満の領域において燃料噴射量を第１点火
手段又は第２点火手段が単独で作動するときの燃料噴射
量に比して少量になるよう設定する燃料噴射量設定手段
を備えた請求項１記載のエンジンの点火装置。