JPS5857633B2 - Plasma igniter for internal combustion engines - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、自動車等のガソリン内燃機関のプラズマ点火
装置に係り、さらに詳述すれば、正負両電極間の点火間
隙の周囲を電気絶縁材で包囲して放電空間を形成し、ス
パーク点火用電源回路とプラズマ点火用電源回路との両
方から上記電極に点火エネルギを供給し、機関低負荷域
ではプラズマ点火を併用し高負荷運転域ではプラズマ点
火エネルギを減じたりプラズマ点火を中止したりするよ
うに制御する内燃機関のプラズマ点火装置に関する。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION The present invention relates to a plasma ignition device for a gasoline internal combustion engine such as an automobile. ignition energy is supplied to the electrode from both the spark ignition power supply circuit and the plasma ignition power supply circuit, and plasma ignition is used in conjunction with the engine in low engine load ranges, and plasma ignition energy is reduced or plasma ignition is performed in high load operating ranges. The present invention relates to a plasma ignition device for an internal combustion engine that controls to stop or stop the engine.

従来技術を第１図及び第２図によって説明する第１図は
プラズマ点火装置の制御構成図、第２図は第１図中のプ
ラズマ制御回路１０のブロック構成図である。The prior art will be explained with reference to FIGS. 1 and 2. FIG. 1 is a control configuration diagram of a plasma ignition device, and FIG. 2 is a block configuration diagram of a plasma control circuit 10 in FIG. 1.

プラズマ点火装置は、内燃機関の低負荷運転域や稀薄混
合気燃焼など燃焼が不安定となりがちな運転条件におい
て、確実な着火と燃焼の安定性を向上させるためのもの
で、その場合に使用する点火栓量は、第１図のように、
中心電極１と側方電極２との間の点火間隙の周囲を、セ
ラミックス等の電気絶縁材３で包囲して小さな容積の放
電空間４を形成する構造を備えている。Plasma ignition devices are used to ensure reliable ignition and improve combustion stability in operating conditions where combustion tends to be unstable, such as in the low-load operating range of internal combustion engines and lean mixture combustion. The amount of spark plugs is as shown in Figure 1.
The ignition gap between the center electrode 1 and the side electrodes 2 is surrounded by an electrically insulating material 3 such as ceramics to form a discharge space 4 having a small volume.

この点火栓量は、スパーク点火用電源回路７とプラズマ
点火用電源回路８との両方から点火エネルギを供給され
、スパーク放電時に放電空間４内に発生するプラズマ状
ガスを噴孔５から噴出させて混合気を着火燃焼させるよ
うになっている。This amount of ignition plug is determined by the fact that ignition energy is supplied from both the spark ignition power supply circuit 7 and the plasma ignition power supply circuit 8, and the plasma gas generated in the discharge space 4 during spark discharge is ejected from the nozzle hole 5. It is designed to ignite and burn the air-fuel mixture.

この点火栓量は、スパーク放電によってのみ直接的に混
合気に点火する通常の点火栓と異なり、まず中心電極１
と側方電極２との間にスパーク点火用電源回路７からの
電電圧にもとづくスパークを起こさせ、このときに放電
空間４の内部で絶縁が破壊されるのを利用して、プラズ
マ点火用電源回路８からの比較的低電圧を前記電極間に
継続して印加することにより放電状態を持続させ、この
結果得られた高温高エネルギのプラズマ状ガスの熱膨張
にもとづき、高温高圧ガスを噴孔５から噴出させて混合
気を確実に着火燃焼させるものである。Unlike a normal spark plug, which directly ignites the air-fuel mixture only by spark discharge, the amount of this spark plug starts from the center electrode.
A spark is generated based on the electric voltage from the spark ignition power supply circuit 7 between the spark ignition power supply circuit 7 and the side electrode 2, and the insulation is broken inside the discharge space 4 at this time. By continuously applying a relatively low voltage from the circuit 8 between the electrodes, the discharge state is maintained, and based on the thermal expansion of the resulting high-temperature, high-energy plasma-like gas, the high-temperature, high-pressure gas is transferred to the nozzle hole. 5 to reliably ignite and burn the air-fuel mixture.

従って、失火などを起こしやすい低負荷運転時でも安定
した燃焼を実現することができるが、反面、点火エネル
ギが高いために点火栓の温度上昇も激しく、特に機関高
負荷運転域では燃焼温度自体もかなり高温となるため、
この状態で高エネルギ点火を続けると中心電極１の摩耗
が激しくなり、場合によっては溶損などの危険もあり、
さらに、機関回転の高い領域で高エネルギ点火を行なう
と消費電力が非常に大きくなり、バッテリやオルタネー
タの容量を大型化しなけれはならないなどの不都合が生
じる。Therefore, stable combustion can be achieved even during low-load operation where misfires are likely to occur, but on the other hand, the ignition energy is high, so the temperature of the ignition plug increases sharply, and the combustion temperature itself also decreases, especially in the engine's high-load operating range. Because the temperature is quite high,
If high-energy ignition is continued in this state, the center electrode 1 will become severely worn, and in some cases, there is a risk of melting and damage.
Furthermore, if high-energy ignition is performed in a region where the engine speed is high, power consumption becomes extremely large, resulting in disadvantages such as the need to increase the capacity of the battery and alternator.

これに対処して、機関低負荷域では高エネルギによるプ
ラズマ点火を行なうが、一般に燃焼状態が良好となる機
関高負荷運転域では点火エネルギを減じて高温プラズマ
の生成を弱めたり、プラズマ点火を中止したりする方式
のプラズマ点火装置が提案されている。To deal with this, high energy plasma ignition is performed in low engine load ranges, but in high engine load operating ranges where combustion conditions are generally good, the ignition energy is reduced to weaken the generation of high temperature plasma, or plasma ignition is stopped. Plasma ignition devices have been proposed.

上記方式を用いた装置の一例を第１図により、さらに具
体的に説明する。An example of a device using the above method will be explained in more detail with reference to FIG.

これは、機関運転状態に応じてプラズマ点火用電源回路
８における放電量を段階的に可変とした場合である。This is a case where the amount of discharge in the plasma ignition power supply circuit 8 is made variable in stages according to the engine operating state.

スパーク点火用電源回路７は、通常のスパーク放電用の
点火システムに用いられるものと同じであって、機関回
転に同期して回転するカム７１と、カム７１の回転にも
とづいて接点７２ａが開罰されるコンタクトアーム７２
と、一次側コイル７３ａと二次側コイル７３ｂからなる
点火コイル７３と、バッテリ電源７４とから構成され、
コンタクトアーム７２の接点７２ａの開閉に同期して高
圧点火電圧（パルス）を発生する。The spark ignition power supply circuit 7 is the same as that used in a normal spark discharge ignition system, and includes a cam 71 that rotates in synchronization with engine rotation, and a contact 72a that opens and closes based on the rotation of the cam 71. contact arm 72
, an ignition coil 73 consisting of a primary coil 73a and a secondary coil 73b, and a battery power source 74,
A high-voltage ignition voltage (pulse) is generated in synchronization with the opening and closing of the contact point 72a of the contact arm 72.

一方、プラズマ点火用電源回路８は、２個のコンデンサ
８１と８２を備え、これらのコンデンサ８１．８２の回
路接続を機関運転状態によって開閉するリレー８３及び
８４を介して行なう。On the other hand, the plasma ignition power supply circuit 8 includes two capacitors 81 and 82, and these capacitors 81 and 82 are connected via relays 83 and 84, which are opened and closed depending on the engine operating state.

このリレー８３及び８４を機関運転状態に応じて開閉制
御するのがプラズマ制御回路１０で、その構成の一例が
第２図である。The plasma control circuit 10 controls the opening and closing of the relays 83 and 84 according to the engine operating state, and an example of its configuration is shown in FIG. 2.

２０は機関の運転状態を検出する負荷検出回路で、例え
ばスロットルバルブ開度、機関吸入負圧、機関回転数、
吸入空気量、あるいはノッキング状態や機関冷却水温な
どを検出し、機関運転状態に対応した検出信号を出力す
る。20 is a load detection circuit that detects the operating state of the engine, such as throttle valve opening, engine suction negative pressure, engine rotation speed,
It detects the amount of intake air, knocking status, engine cooling water temperature, etc., and outputs a detection signal corresponding to the engine operating status.

この検出信号は信号処理回路３０で波形整形及び増幅処
理されて比較器４０に送られる。This detection signal undergoes waveform shaping and amplification processing in the signal processing circuit 30 and is sent to the comparator 40.

比較器４０は２個の比較回路４０Ａ、４０Ｂを内蔵し、
それぞれに設定された比較基準電圧と、信号処理回路３
０からの運転状態信号とを比較し、運転状態信号の方が
比較基準電圧以上のときに発生する出力信号によって増
幅器５０内の各増幅回路５０Ａ、５０Ｂを介してリレー
８３，８４の接点８３ａ、８４ａをそれぞれ開放させる
。The comparator 40 includes two comparison circuits 40A and 40B,
Comparison reference voltage set for each and signal processing circuit 3
Contacts 83a of relays 83, 84 are connected via respective amplification circuits 50A, 50B in amplifier 50 by an output signal generated when the operating state signal is higher than the comparison reference voltage. 84a are respectively opened.

逆に、運転状態信号の方が比較基準電圧より小さいとき
、即ち低負荷運転状態では、比較回路４０Ａ、４０Ｂに
発生する出力信号は、増幅回路５０Ａ、５０Ｂを介して
リレー８３，８４の接点８３ａ 、８４ａをそれぞれ閉
成させる。Conversely, when the operating state signal is smaller than the comparison reference voltage, that is, in a low load operating state, the output signals generated in the comparison circuits 40A, 40B are transmitted to the contacts 83a of the relays 83, 84 via the amplifier circuits 50A, 50B. , 84a are respectively closed.

なお、第１図の８５はバッテリ電源、８６はコイルであ
り、また９ａ及び９ｂはダイオードであって順方向に高
圧電流を流す。In addition, 85 in FIG. 1 is a battery power source, 86 is a coil, and 9a and 9b are diodes, which allow a high voltage current to flow in the forward direction.

以上の構成において、第１図装置は次のように動作する
。In the above configuration, the apparatus shown in FIG. 1 operates as follows.

いま、低負荷運転状態で、リレー８３゜８４の接点８３
ａ 、８４ａはいずれも閉成状態にあるとする。Now, under low load operation, contact 83 of relay 83°84
It is assumed that both a and 84a are in a closed state.

まず、スパーク点火用電源回路７ではカム７１によりコ
ンタクトアーム７２の接点７２ａが開かれた瞬間に、点
火コイル７３の一次側コイル７３ａの電流が遮断され、
これにより二次側コイル７３ｂに高電圧が誘起され、こ
の高電圧が印加される点火栓６中の中心電極１と側方電
極２の間の放電空間４でスパーク放電が行なわれる。First, in the spark ignition power supply circuit 7, the moment the contact 72a of the contact arm 72 is opened by the cam 71, the current in the primary coil 73a of the ignition coil 73 is cut off.
As a result, a high voltage is induced in the secondary coil 73b, and a spark discharge occurs in the discharge space 4 between the center electrode 1 and the side electrodes 2 in the spark plug 6 to which this high voltage is applied.

これにより放電空間４の絶縁状態が破壊されるので、比
較的低電圧でも放電可能な状態が作り出され、このため
プラズマ点火用電源回路８のコンデンサ８１，８２に充
電されていた電荷がコイル８６を介して中心電極１と側
方電極２間に供給され、引き続き放電状態が持続する。This destroys the insulation state of the discharge space 4, creating a state in which discharge is possible even at a relatively low voltage, and as a result, the electric charges stored in the capacitors 81 and 82 of the plasma ignition power supply circuit 8 are transferred to the coil 86. It is supplied between the center electrode 1 and the side electrodes 2 through the battery, and the discharge state continues.

この時の放電時間はコンデンサ８１，８２の容量とコイ
ル８６との時定数によって決まる。The discharge time at this time is determined by the capacitance of the capacitors 81 and 82 and the time constant of the coil 86.

上記のように、コンデンサ８１，８２が共に放電すると
きには、プラズマ発生のための放電としては最大の点火
エネルギを発生することになる。As described above, when the capacitors 81 and 82 discharge together, the maximum ignition energy is generated as a discharge for plasma generation.

次いで機関負荷がやや増大して比較器４０中の比較回路
４０Ａの方だけがその出力状態がレベル変化すると、リ
レー８３の接点８３ａが開き、コンデンサ８１が回路か
ら遮断され、コンデンサ８２の充電量のみにもとづいて
放電が行なわれる。Next, when the engine load increases slightly and the output state of only the comparison circuit 40A in the comparator 40 changes in level, the contact 83a of the relay 83 opens, the capacitor 81 is cut off from the circuit, and only the amount of charge in the capacitor 82 is changed. Discharge is performed based on this.

さらに機関負荷が増大して比較回路４０Ｂもその出力レ
ベルが変化すると、バッテリ電源８５との間に挿入した
リレー接点８４ ａ （’Ｊクレ一点８４ａをコンデン
サ８２及びコイル８６の間に挿入してもよい）が開き、
プラズマ点火用電源回路８の出力が全くなくなり、点火
栓６はスパーク点火用電源回路７からの供給電流にもと
づくスパーク放電のみになる。Furthermore, when the engine load increases and the output level of the comparator circuit 40B changes, the relay contact 84a inserted between the battery power source 85 good) opens,
There is no output from the plasma ignition power supply circuit 8, and the ignition plug 6 only generates spark discharge based on the current supplied from the spark ignition power supply circuit 7.

しかしながら、上述したようなプラズマ点火装置にあっ
ては、失火が起きやすい低負荷領域のみプラズマ点火を
行ない、高負荷領域ではプラズマ点火エネルギを少なく
したりプラズマ点火を中止する構成となっていたため、
低負荷領域と高負荷領域との境界領域において、例えば
低負荷領域から高負荷領域へ移行する際を考えると、ま
た燃焼が安定しないうちにプラズマ点火エネルギを少な
くしたりプラズマ点火を中止することになり充分な加速
運転特性が得られないという問題点がありこれを解決す
べく、低負荷領域即ちプラズマ点火領域を設定により広
げると、バッテリ電源の消耗が増えるという問題点があ
った。However, the plasma ignition device described above is configured to ignite plasma only in low load areas where misfires are likely to occur, and to reduce plasma ignition energy or stop plasma ignition in high load areas.
In the boundary area between a low load area and a high load area, for example, when transitioning from a low load area to a high load area, it may be necessary to reduce the plasma ignition energy or stop plasma ignition before combustion is stabilized. There is a problem that sufficient acceleration operation characteristics cannot be obtained, and in order to solve this problem, if the low load region, that is, the plasma ignition region is widened by setting, there is a problem that the battery power consumption increases.

本発明の目的は、上記した問題点を解決することのでき
る内燃機関のプラズマ点火装置を提供するにある。An object of the present invention is to provide a plasma ignition device for an internal combustion engine that can solve the above-mentioned problems.

本発明の特徴は、上記目的を達成するために、機関負荷
状態を検出する負荷検出回路と、上記検出信号から機関
負荷状態の変化を検出する過渡検出回路と、上記雨検出
回路の出力信号を加算又は減算演算して信号処理する信
号処理回路と、この信号処理回路からの出力信号値と設
定基準値とを比較してプラズマ点火エネルギを制御する
信号を出力する比較器と、この比較器出力を増幅して制
御用操作信号を出力する増幅器とを備えた構成とするに
ある。In order to achieve the above object, the present invention includes a load detection circuit that detects the engine load condition, a transient detection circuit that detects a change in the engine load condition from the detection signal, and an output signal of the rain detection circuit. A signal processing circuit that performs signal processing by performing addition or subtraction operations, a comparator that compares the output signal value from this signal processing circuit with a set reference value and outputs a signal that controls plasma ignition energy, and this comparator output. and an amplifier that amplifies the signal and outputs a control operation signal.

以下本発明の 実施例を第３図、第４図、第５図により
説明する。Embodiments of the present invention will be described below with reference to FIGS. 3, 4, and 5.

第３図は実施例のブロック構成図、第４図は実施例回路
図、第５図は第４図中の各部信号のタイムチャートの一
例を示す図である。FIG. 3 is a block diagram of the embodiment, FIG. 4 is a circuit diagram of the embodiment, and FIG. 5 is a diagram showing an example of a time chart of signals of each part in FIG. 4.

まず、第３図により実施例の構成を説明すると、機関負
荷の値を吸入空気量、スロットルバルブ開度、吸入負圧
等から検出する負荷検出回路２０と、この負荷検出値を
入力に受けてその変化を検出し負荷変化に対応した遅れ
を持った信号を作って出力する過渡検出回路６０と、負
荷検出回路２０の出力と過渡検出回路６０の出力とを加
算又は減算しバッファ動作をする信号処理回路３０と、
この信号処理回路３０からの出力信号値と予め設定され
た比較基準値とを比較してプラズマ点火エネルギを増大
するか減少するかの指令信号を出力する比較器４０と、
比較器４０からの出力信号を電力増幅してリレー８３，
８４を駆動する操作信号として出力する増幅器５０とか
らなる。First, the configuration of the embodiment will be explained with reference to FIG. 3. The load detection circuit 20 detects the engine load value from intake air amount, throttle valve opening, intake negative pressure, etc. A transient detection circuit 60 detects the change and generates and outputs a signal with a delay corresponding to the load change, and a signal that performs a buffer operation by adding or subtracting the output of the load detection circuit 20 and the output of the transient detection circuit 60. a processing circuit 30;
a comparator 40 that compares the output signal value from the signal processing circuit 30 with a preset comparison reference value and outputs a command signal for increasing or decreasing plasma ignition energy;
The output signal from the comparator 40 is power amplified and sent to the relay 83,
and an amplifier 50 that outputs an operation signal for driving 84.

次に第４図、第５図により実施例の動作を説明する。Next, the operation of the embodiment will be explained with reference to FIGS. 4 and 5.

実施例では機関負荷をスロットルバルブの開度から検出
するとし、負荷検出回路２０をポテンショメータ式の可
変抵抗器２１で構成し、その可変摺動端子をスロットル
バルブ２２に連動させて負荷に対応した電圧ａを検出す
る。In the embodiment, the engine load is detected from the opening degree of the throttle valve, and the load detection circuit 20 is composed of a potentiometer-type variable resistor 21, whose variable sliding terminal is linked to the throttle valve 22 to detect the voltage corresponding to the load. Detect a.

従ってアクセルを踏み込むに伴なって電圧ａは上昇する
。Therefore, the voltage a increases as the accelerator is depressed.

過渡検出回路６０は演算増幅器６１．コンデンサ６２、
抵抗６３からなる微分回路で構成され、加速時のような
機関負荷増大時は負荷変化に応じた負の電圧が、減速時
のような機関負荷減少時は正の電圧が出力されるが、実
施例では演算増幅器６１の帰還回路にダイオード６４が
図示方向に挿入しであるので負荷減少時の正の電圧は出
力されず、結局、過渡検出回路６０の出力電圧すは、負
荷に対応した電圧ａが第５図イで示される場合は第５図
口の実線波形のようになる。The transient detection circuit 60 includes an operational amplifier 61. capacitor 62,
It is composed of a differentiator circuit consisting of a resistor 63, and when the engine load increases, such as during acceleration, a negative voltage is output according to the load change, and when the engine load decreases, such as during deceleration, a positive voltage is output. In the example, since the diode 64 is inserted in the direction shown in the feedback circuit of the operational amplifier 61, a positive voltage is not output when the load decreases, and as a result, the output voltage of the transient detection circuit 60 is the voltage a corresponding to the load. When the waveform is shown in FIG. 5A, the waveform becomes like the solid line waveform shown in FIG.

信号処理回路３０は、演算増幅器３１．抵抗３２．３３
からなる加減算回路で構成され、負荷検出回路２ｏの出
力電圧ａと過渡検出回路６０の出力電圧すとを加算（過
渡検出回路６０が例えは出力電圧すを反転した電圧を出
力する場合は減算）し、電圧バッファとしての機能を持
っている。The signal processing circuit 30 includes an operational amplifier 31. Resistance 32.33
Adds the output voltage a of the load detection circuit 2o and the output voltage S of the transient detection circuit 60 (subtracts when the transient detection circuit 60 outputs a voltage that is an inversion of the output voltage S). It also functions as a voltage buffer.

電圧ａ、ｂが第５図イ２口の実線波形で示されるときは
、信号処理回路３０の出力電圧Ｃは第５図ハの実線波形
となる。When voltages a and b are shown by two solid line waveforms in FIG. 5A, the output voltage C of the signal processing circuit 30 becomes a solid line waveform in FIG. 5C.

次の比較器４０は演算増幅器４１．抵抗４２゜４３．４
４で構成され、信号処理回路３０の出力電圧Ｃと、予め
設定されいてる比較基準値ｄとを比較し、ｃ＞ｄの時に
負となりｃ ＜ ｄの時に正となる信号ｅを、第５図二
に一例を示すように、出力する。The next comparator 40 is an operational amplifier 41 . Resistance 42°43.4
4, the output voltage C of the signal processing circuit 30 is compared with a preset comparison reference value d, and a signal e which becomes negative when c>d and positive when c<d is determined as shown in FIG. 2. Output as shown in an example.

この信号ｅが増幅器５０で電力増幅されて第１図プラズ
マ点火用電源回路８に送られ、ｅ〈０の時はプラズマ点
火エネルギを少なくしたりプラズマ点火を中止したりし
、ｅ ＞ ｏの時はプラズマ点火エネルギを多くしたり
、プラズマ点火したりする。This signal e is power amplified by an amplifier 50 and sent to the plasma ignition power supply circuit 8 in FIG. increases the plasma ignition energy or ignites the plasma.

第３図及び第４図の構成を備えた実施例装置は以上のよ
うに動作するので、過渡検出回路６０を備えていない従
来装置〔第５図ハ、二の破線に沿って動作する〕に比較
して、加速時は加速度に比例して時間遅れＡｔ１が生じ
、安定燃焼になってからプラズマ点火エネルギの減少あ
るいはプラズマ点火中止が行なわれることになる。Since the embodiment device having the configuration of FIG. 3 and FIG. In comparison, during acceleration, a time delay At1 occurs in proportion to the acceleration, and plasma ignition energy is reduced or plasma ignition is stopped after stable combustion has been achieved.

ここで、従来装置の比較器４０における比較基準電圧ｄ
の値を正側に大きくしておけば、例えばスロットルバル
ブの全開度の３／４に相当する比較基準電圧ｄとすれは
、加速時には本発明実施例装置と同様の安定燃焼とする
効果は得られるが、しかしｄ以下のプラズマ点火範囲が
広くなり、通常の運転時においてプラズマ点火が必要で
ない時にプラズマ点火を行なうことになり、無駄な電力
を消費することになる。Here, the comparison reference voltage d in the comparator 40 of the conventional device is
If the value of is increased to the positive side, for example, if the comparison reference voltage d corresponds to 3/4 of the throttle valve's full opening, the effect of achieving stable combustion similar to that of the device according to the present invention during acceleration cannot be obtained. However, the plasma ignition range below d becomes wider, and plasma ignition is performed when plasma ignition is not necessary during normal operation, resulting in wasted power consumption.

これに反し、上記した不発明実施例によれば、比較基準
電圧ｄの値を、例えばスロットルバルブの全開度の１／
４に相当する電圧値としたままで、即ち通常運転時の消
費電力を小としたままで、加速時の安定燃焼を行なわせ
ることが可能となる。On the other hand, according to the above-mentioned non-inventive embodiment, the value of the comparison reference voltage d is set to 1/1/2 of the full opening of the throttle valve, for example.
It is possible to perform stable combustion during acceleration while keeping the voltage value corresponding to 4, that is, while keeping the power consumption small during normal operation.

なお、第５図口、ハ、二の一点鎖線で示す波形は、第３
図及び第４図の過渡検出回路６０の出力端と信号処理回
路３０の入力端の間に絶対値回路を挿入する（この時過
渡検出回路６０のダイオード６４は無くし、絶対値とし
て常に負の信号、即ち正の信号が入力しても符号を反転
して出力するもの、を用いる）ことで、減速時に時間Ｊ
ｔまたけ早めにプラズマ制御復帰するようにした場合の
動作波形図である。Note that the waveforms shown by the dashed lines in Figure 5, Figure 5, and Figure 3 are
An absolute value circuit is inserted between the output terminal of the transient detection circuit 60 and the input terminal of the signal processing circuit 30 in FIG. (i.e., even if a positive signal is input, the sign is inverted and output), the time J
FIG. 7 is an operation waveform diagram when plasma control is returned earlier than t.

減速時に早めにプラズマ制御復帰させる方が良いのは、
次の理由による。It is better to restore plasma control early during deceleration.
Due to the following reasons.

即ち、減速時特に急減速時には機関が暖まった状態では
あるが燃料供給が少なく不完全燃焼になることが多く、
また不完全燃焼は電子制御燃料噴射方式の機関の場合に
トルク変動につながることが多く、これらの現象の改善
に有効だからである。In other words, during deceleration, especially during sudden deceleration, although the engine is warm, the fuel supply is low and incomplete combustion often occurs.
In addition, incomplete combustion often leads to torque fluctuations in electronically controlled fuel injection engines, and this is effective in improving these phenomena.

絶対値回路はダイオード横取の全波整流器を用いること
もできるが、第６図には周知の、演算増幅器とダイオー
ドとを組合せた理想化ダイオード回路と加算器を組合せ
た高精度の絶対値回路を示す。The absolute value circuit can also use a full-wave rectifier with a diode, but Figure 6 shows a well-known high-precision absolute value circuit that combines an idealized diode circuit that combines an operational amplifier and a diode, and an adder. shows.

第６図において、ＯＰｌ、Ｏ４０は演算増幅器、Ｒ１−
Ｒ５は抵抗、Ｄｌ、Ｄ２はダイオードである。In FIG. 6, OPl and O40 are operational amplifiers, R1-
R5 is a resistor, and Dl and D2 are diodes.

入力ｅｉが負のとき、ダイオードＤ１がオン、Ｄ２がオ
フとなり、ｅｍ＝０、ｅ ｏ ＝（Ｒ２／’ Ｒ１）
ｅ ｉ となる。When input ei is negative, diode D1 is on and D2 is off, em = 0, e o = (R2/' R1)
It becomes ei.

又ｅｉが正のとき、Ｄｌがオフ、Ｄ２がオントナリ、ｅ
ｍ ＝−（Ｒ４／Ｒ３） ｅｉ さらに第７図は本発明
の他の実施例を示す図で、過渡検出回路６０として抵抗
６５とコンデンサ６６で形成される一次遅れ回路６０′
を用いるようにしたものである。Also, when ei is positive, Dl is off, D2 is ontonary, and e
m = -(R4/R3) ei Furthermore, FIG. 7 is a diagram showing another embodiment of the present invention, in which a first-order lag circuit 60' formed by a resistor 65 and a capacitor 66 is used as a transient detection circuit 60.
.

この一次遅れ回路６０′により加速時の動作を遅らせて
、目的を達成することができる。This first-order delay circuit 60' can delay the operation during acceleration to achieve the purpose.

加速時の動作が遅れると同時に、減速時や動作も遅れる
ことになる。At the same time as the operation during acceleration is delayed, the operation during deceleration is also delayed.

この減速時の動作遅れが問題になるときは抵抗６５と並
列にダイオード６７を図示方向に接続すればよい。If this delay in operation during deceleration becomes a problem, a diode 67 may be connected in parallel with the resistor 65 in the direction shown.

この第７図実施例によれは、非常に簡単な回路を従来装
置に追加するたけで加速時の動作を遅らせることが実現
でき、さらに、一次遅れ回路は電気雑音の多い環境の自
動車等に採用すれば低域通過フィルタとして働し）で都
合がよい。The advantage of the embodiment shown in FIG. 7 is that it is possible to delay the operation during acceleration by simply adding a very simple circuit to the conventional device.Furthermore, the first-order delay circuit can be used in automobiles, etc. in environments with a lot of electrical noise. It is convenient to use it as a low-pass filter.

第８図は、さらに他の本発明実施例を示すフロック構成
図で、これは、スロットルバルブ開変以外の吸入空気量
、吸入負圧等の負荷検出センサと機関運転状態パラメー
タ例えば機関回転数信号等複数の信号により制御する場
合の構成例を示すもので、２０′は本発明の動作遅れを
必要とする信号を出力する負荷検出回路であり、２０″
は例えば温度センサのような遅れを必要としないパラメ
ータ信号を出力する機関パラメータ検出回路である。FIG. 8 is a block configuration diagram showing still another embodiment of the present invention, which includes load detection sensors such as intake air amount and intake negative pressure other than throttle valve opening and engine operating state parameters such as engine rotation speed signals. 20' is a load detection circuit that outputs a signal that requires an operation delay according to the present invention, and 20''
is an engine parameter detection circuit that outputs a parameter signal that does not require a delay, such as a temperature sensor.

これらの複数の信号は信号処理回路で加算又は減算又は
ＡＮＤ、ＯＲ等のロジック演算され、比較器４０に送ら
れる。These plurality of signals are subjected to addition or subtraction or logic operations such as AND and OR in a signal processing circuit, and then sent to a comparator 40 .

以後の処理動作は第３図、第４図実施例の場合と同じで
ある。The subsequent processing operations are the same as in the embodiments of FIGS. 3 and 4.

また、第８図の２０．２０’、２０”の出力信号はアナ
ログ信号に限定されず、スイッチ等のオン、オフ信号で
あってもよく、ディジクル信号でもよい。Furthermore, the output signals 20, 20' and 20'' in FIG. 8 are not limited to analog signals, and may be on/off signals of switches or the like, or may be digital signals.

以上説明したように、本発明によれば、過渡検出回路を
設けてこの過渡検出回路の出力と負荷検出回路の出力と
の両者を用いてプラズマ点火制御を行なう構成としたこ
とにより、プラズマ点火エネルギを必要とする低負荷領
域の設定範囲を狭くすることが可能となり、これにより
バッテリ電源の消耗を軽減させることができ、かつ、低
負荷領域と高負荷領域との境界領域移行時の機関燃焼を
安定化するこ′とができ運転性能を向上することができ
る。As explained above, according to the present invention, by providing a transient detection circuit and performing plasma ignition control using both the output of the transient detection circuit and the output of the load detection circuit, plasma ignition energy can be controlled. This makes it possible to narrow the setting range of the low load range that requires low load range, thereby reducing the consumption of battery power, and reducing engine combustion when transitioning to the boundary range between the low load range and high load range. It can be stabilized and driving performance can be improved.

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

第１図は先に提案されている点火エネルギを制御する装
置の制御構成図、第２図は第１図中のプラズマ制御復帰
のブロック構成図、第３図は不発明の一実施例ブロック
構成図、第４図は一実施例回路図、第５図は第４図中の
各部信号のタイムチャート、第６図、第７図、第８図は
それぞれ本発明の他の実施例説明図である。 符号の説明、１・・・・・・中心電極、２・・・・・・
側方電極、３・・・・・・電気絶縁材、４・・・・・・
放電空間、５・・・・・・噴孔、６・・・・・・点火栓
、７・・・・・・スパーク点火用電源回路、８・・・・
・・プラズマ点火用電源回路、１０・・・・・・プラズ
マ制御回路、２０・・・・・・負荷検出回路、３０・・
・・・・信号処理回路、４０・・・・・・比較器、５０
・・・・・・増幅器、６０・・・・・・過渡検出回路、
７１・・・・・・カム、７２・・・・・・コンタクトア
ーム、７３・・・・・・点火コイル ８３゜８４・・・
・・・リレー ８６・・・・・・コイル。Fig. 1 is a control block diagram of a previously proposed device for controlling ignition energy, Fig. 2 is a block diagram of plasma control recovery in Fig. 1, and Fig. 3 is a block diagram of an embodiment of the invention. 4 is a circuit diagram of one embodiment, FIG. 5 is a time chart of each part signal in FIG. 4, and FIGS. 6, 7, and 8 are explanatory diagrams of other embodiments of the present invention. be. Explanation of symbols, 1... Center electrode, 2...
Side electrode, 3... Electrical insulation material, 4...
Discharge space, 5...Nozzle hole, 6...Ignition plug, 7...Power circuit for spark ignition, 8...
...Plasma ignition power supply circuit, 10...Plasma control circuit, 20...Load detection circuit, 30...
... Signal processing circuit, 40 ... Comparator, 50
...Amplifier, 60...Transient detection circuit,
71...Cam, 72...Contact arm, 73...Ignition coil 83°84...
... Relay 86 ... Coil.

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] １ 正負両電極間の点火間隙の周囲を電気絶縁材で包囲
して放電空間を形成しスパーク点火用電源回路とプラズ
マ点火用電源回路との両方から上記電極に点火エネルギ
を供給し機関低負荷域ではプラズマ点火を併用し機関高
負荷運転域ではプラズマ点火エネルギを減じたりプラズ
マ点火を中止したりするように制御するプラズマ点火装
置において、機関負荷状態を検出する負荷検出手段と、
上記検出信号から機関負荷状態の変化を検出する過渡検
出手段と、上記雨検出手段の出力信号を加算又は減算演
算して信号処理する信号処理手段と、この信号処理手段
からの出力信号値と設定基準値とを比較してプラズマ点
火エネルギを制御する信号を出力する比較手段と、この
比較手段出力を増幅して制御用操作信号を出力する手段
とを備えたことを特徴とする内燃機関のプラズマ点火装
置。1 The ignition gap between the positive and negative electrodes is surrounded by an electrical insulating material to form a discharge space, and ignition energy is supplied to the electrodes from both the spark ignition power circuit and the plasma ignition power circuit, and the ignition gap is surrounded by an electrical insulating material, and ignition energy is supplied to the electrodes from both the spark ignition power supply circuit and the plasma ignition power supply circuit, and the ignition gap is surrounded by an electrical insulating material. In a plasma ignition device that uses plasma ignition in combination and controls to reduce plasma ignition energy or stop plasma ignition in a high engine load operating range, a load detection means for detecting an engine load state;
A transient detection means for detecting a change in the engine load state from the detection signal, a signal processing means for signal processing by adding or subtracting the output signal of the rain detection means, and an output signal value and setting from the signal processing means. A plasma for an internal combustion engine, characterized by comprising a comparison means for outputting a signal for controlling plasma ignition energy by comparing it with a reference value, and a means for amplifying the output of the comparison means and outputting a control operation signal. Ignition device.