JP2002327672A - Ignition device of internal combustion engine - Google Patents
Ignition device of internal combustion engineInfo
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Abstract
Description
【０００１】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、内燃機関の点火装
置に関する。The present invention relates to an ignition device for an internal combustion engine.
【０００２】[0002]
【従来の技術】従来より、自動車用の内燃機関では、点
火プラグを火花放電させる点火装置として、通常、フル
トランジスタ型（以下、単にフルトラという）の点火装
置、若しくは、容量放電型点火方式（以下、単にＣＤＩ
という）の点火装置が使用されている。2. Description of the Related Art Conventionally, in an internal combustion engine for an automobile, a full-transistor type (hereinafter simply referred to as "full tiger") ignition device or a capacity discharge ignition system (hereinafter referred to as a "full discharge type") is usually used as an ignition device for spark discharge of an ignition plug. , Simply CDI
Is used.
【０００３】このうち、フルトラ点火装置は、図１４に
示すように構成され、制御装置１０が、点火プラグ２を
火花放電させる点火タイミングの前に、直流電源（バッ
テリ）４から点火コイル６の一次巻線Ｌ１への通電経路
上に設けられたパワートランジスタ８をオンして、点火
コイル６の一次巻線Ｌ１に電流を流し、その後の点火タ
イミングで、パワートランジスタ８をオフすることで、
点火コイル６の二次巻線Ｌ２に点火用高電圧を発生させ
る。[0003] Among them, the full tiger ignition device is configured as shown in FIG. 14, and the control device 10 sends a primary power from the DC power source (battery) 4 to the ignition coil 6 before the ignition timing for spark discharge of the ignition plug 2. By turning on the power transistor 8 provided on the energization path to the winding L1, passing a current through the primary winding L1 of the ignition coil 6, and turning off the power transistor 8 at the subsequent ignition timing,
A high voltage for ignition is generated in the secondary winding L2 of the ignition coil 6.
【０００４】また、ＣＤＩ点火装置は、図１５に示すよ
うに、フルトラ点火装置に、点火用の電気エネルギを蓄
積する点火用コンデンサ１２と、点火用コンデンサ１２
を充電するＤＣーＤＣコンバータ等からなる高電圧電源
１４とを追加した構成となっており、制御装置１０が、
点火プラグ２を火花放電させる点火タイミングで、パワ
ートランジスタ８をオンさせる。この結果、点火コイル
６の一次巻線Ｌ１には、点火用コンデンサ１２に蓄積さ
れた電気エネルギ（高電圧）により大電流が流れ、点火
コイル６の二次巻線Ｌ２に瞬時に点火用高電圧が発生し
て、点火プラグ２の電極間が火花放電する。尚、図１５
において、ダイオードＤ０は、パワートランジスタ８が
オフした際に一次巻線Ｌ１とパワートランジスタ８との
接続点に発生する高電圧を、点火用コンデンサ１２側に
流し、その高電圧からパワートランジスタ８を保護する
ためのものである。As shown in FIG. 15, a CDI igniter includes an ignition capacitor 12 for storing electric energy for ignition,
And a high-voltage power supply 14 composed of a DC-DC converter or the like for charging the power supply.
The power transistor 8 is turned on at the ignition timing at which the spark plug 2 is spark-discharged. As a result, a large current flows through the primary winding L1 of the ignition coil 6 due to the electric energy (high voltage) stored in the ignition capacitor 12, and the ignition high voltage is instantaneously applied to the secondary winding L2 of the ignition coil 6. Is generated, and spark discharge occurs between the electrodes of the ignition plug 2. Note that FIG.
In the diode D0, the high voltage generated at the connection point between the primary winding L1 and the power transistor 8 when the power transistor 8 is turned off flows to the ignition capacitor 12 side to protect the power transistor 8 from the high voltage. It is for doing.
【０００５】そして、図１６に示すように、ＣＤＩ点火
装置は、放電時間は４０μsec.〜１５０μsec.と短いも
のの、点火プラグの電極間に０．２〜２Ａ程度の放電電
流（ピーク電流）を流すことができることから、一般
に、内燃機関高回転域での着火性能が要求される二輪車
用若しくは四輪レース車用の点火装置として使用され、
フルトラ点火装置は、点火プラグの電極間に放電電流を
流すことができる放電電流（ピーク電流）が３０〜２０
０ｍＡと小電流であるものの、放電時間は１ｍsec.程度
と比較的長時間の放電を実現できることから、比較的低
回転で運転される乗用車用の点火装置として使用されて
いる。As shown in FIG. 16, in the CDI igniter, although the discharge time is as short as 40 μsec to 150 μsec, a discharge current (peak current) of about 0.2 to 2 A flows between the electrodes of the ignition plug. Because it can be used in general, it is used as an ignition device for a motorcycle or a four-wheel race vehicle where ignition performance in an internal combustion engine high revolution range is required,
The full tiger igniter has a discharge current (peak current) of 30 to 20 at which a discharge current can flow between electrodes of a spark plug.
Although it is a small current of 0 mA, the discharge time is about 1 msec., And a relatively long discharge can be realized. Therefore, it is used as an ignition device for a passenger car driven at a relatively low speed.
【０００６】一方、点火プラグの電極間での放電は、電
極間の絶縁破壊に伴う放電開始後、放電電流の増加に伴
い、図１７に示すように、グロー放電領域から遷移領域
を経てアーク放電領域へと移行することが知られてい
る。尚、グロー放電は、所謂冷陰極放電現象の一種であ
り、陰極からの熱電子放出を伴い、グロー放電時に比べ
て充分小さい印加電圧（図では１００Ｖ以下）で大電流
を流すことのできるアーク放電とは異なる。[0006] On the other hand, the discharge between the electrodes of the spark plug starts from the discharge due to the dielectric breakdown between the electrodes, and as the discharge current increases, the arc discharge from the glow discharge region through the transition region as shown in FIG. It is known to move into the domain. The glow discharge is a kind of so-called cold cathode discharge phenomenon, which involves the emission of thermoelectrons from the cathode, and is an arc discharge capable of flowing a large current with an applied voltage (100 V or less in the figure) sufficiently smaller than that during the glow discharge. And different.
【０００７】また、遷移領域は、電極間への印加電圧が
一旦グロー放電最大電圧（図では約３００Ｖ）を越え
て、放電がグロー放電からアーク放電へと遷移する間
（或いはその逆方向へ遷移する間）の領域のことであ
る。そして、従来のフルトラ点火装置では、ピーク電流
が３０〜２００ｍＡと小電流であることから、混合気が
点火されるのは、グロー放電領域から遷移領域に至る放
電領域となり、ＣＤＩ点火装置では、０．２〜２Ａ程度
のピーク電流を流すことができることから、混合気が点
火される領域が、グロー放電領域から遷移領域を経てア
ーク放電領域に至る放電領域となる（図１７参照）。In the transition region, the voltage applied between the electrodes temporarily exceeds the maximum voltage of the glow discharge (about 300 V in the figure), and the transition from the glow discharge to the arc discharge (or in the opposite direction). During that period). In the conventional full tiger ignition device, since the peak current is as small as 30 to 200 mA, the mixture is ignited in the discharge region from the glow discharge region to the transition region. Since a peak current of about .2 to 2 A can be passed, the region where the mixture is ignited is a discharge region from the glow discharge region to the arc discharge region via the transition region (see FIG. 17).
【０００８】[0008]
【発明が解決しようとする課題】ところで、近年、内燃
機関（特に自動車用内燃機関）の特性としては、高出
力、低燃費、低エミッションが要求されており、この要
求に応えるためには、高回転エンジン、希薄燃焼エンジ
ン、直噴エンジン、といった燃料混合気が着火し難い内
燃機関において、少ない電気エネルギで安定した燃焼を
実現し得る点火装置が必要となる。In recent years, high output, low fuel consumption and low emission have been required as characteristics of internal combustion engines (particularly, internal combustion engines for automobiles). In an internal combustion engine such as a rotary engine, a lean-burn engine, and a direct injection engine, in which a fuel mixture is difficult to ignite, an ignition device that can realize stable combustion with little electric energy is required.
【０００９】しかしながら、上記従来の点火装置では、
何れもこうした要求に充分応えることができず、より高
性能の点火装置が望まれていた。つまり、上記従来の点
火装置は、何れの方式の点火装置においても、点火プラ
グに供給する電気エネルギ（電圧・電流）を大きくする
ことで、混合気の着火性能を高めるように開発されてお
り、限りのある電気エネルギを効率よく点火プラグに供
給する、といった点については全く考慮されていなかっ
たため、点火プラグに供給する電気エネルギを無駄に消
費してしまうだけで、混合気の点火性能を充分高めるこ
とができなかったのである。However, in the above conventional ignition device,
None of them can sufficiently meet such demands, and a higher performance ignition device has been desired. In other words, the above-mentioned conventional ignition devices have been developed to increase the ignition performance of the air-fuel mixture by increasing the electric energy (voltage / current) supplied to the ignition plug in any type of ignition device. Since the point of efficiently supplying limited electric energy to the ignition plug has not been considered at all, the electric energy supplied to the ignition plug is wasted and the ignition performance of the air-fuel mixture is sufficiently improved. I couldn't do that.
【００１０】以下、この点について詳述する。まず、図
１８は、図１７に示した点火プラグの放電特性における
放電電流０．０１Ａ〜１０Ａの領域を、点火プラグの陰
極温度Ｔの変化及び陰極からの熱電子の放出により流れ
る熱電子電流ｉと点火プラグの電極間に流れる放電電流
Ｉとの比（ｉ／Ｉ）の変化と共に表す説明図である。Hereinafter, this point will be described in detail. First, FIG. 18 shows that the discharge current of 0.01 A to 10 A in the discharge characteristic of the spark plug shown in FIG. 17 is applied to the change of the cathode temperature T of the spark plug and the discharge of thermions from the cathode. FIG. 7 is an explanatory diagram showing a change in a ratio (i / I) between the discharge current and a discharge current I flowing between electrodes of a spark plug.
【００１１】そして、この図１８から、図１７に示した
放電特性を有する点火プラグでは、陰極温度Ｔが約２１
００°Ｋを越え、熱電子の放出が著しくなるところ（熱
電子電流ｉ＝０．０３Ａ）で、グロー放電が終了して、
遷移領域に入り、更に、熱電子電流ｉが増加して、放電
電流Ｉと熱電子電流ｉとが等しくなったところ（放電電
流Ｉ＝０．１５Ａ）で、アーク放電が始まることが判
る。FIG. 18 shows that in the spark plug having the discharge characteristics shown in FIG.
When the temperature exceeds 00 ° K and the emission of thermoelectrons becomes significant (thermoelectron current i = 0.03 A), the glow discharge ends,
It can be seen that the arc discharge starts when the thermoelectron current i increases and the discharge current I becomes equal to the thermoelectron current i (discharge current I = 0.15 A).
【００１２】一方、図１９は、グロー放電領域及びアー
ク放電領域におけるプラズマ（電子，イオン）の密度を
表しており、この図１９から、グロー放電領域では、プ
ラズマ密度が最大で１０16.5ｍ-3であるのに対し、アー
ク放電領域では、１０19.5ｍ -3〜１０22ｍ-3となること
が判る。つまり、点火プラグの放電がグロー放電領域か
らアーク放電領域に移行することで、生成されるプラズ
マが１０００倍以上に急激に増加するのである。FIG. 19 shows a glow discharge region and an arc region.
The density of plasma (electrons and ions) in the discharge region
From FIG. 19, in the glow discharge region,
Rasma density up to 1016.5m-3Whereas,
In the discharge area, 1019.5m -3-10twenty twom-3Become
I understand. In other words, the discharge of the spark plug is in the glow discharge region.
From the arc discharge region
The number increases sharply 1000 times or more.
【００１３】次に、図２０は、グロー放電領域とアーク
放電領域の夫々の放電電流Ｉでの仕事率を表しており、
この図２０から、グロー放電領域からアーク放電領域に
移行することで、仕事率が急上昇することが判る。ま
た、図２１は、グロー放電領域及びアーク放電領域にお
けるプラズマの温度を表しており、この図２１から、ア
ーク放電領域では、電子、イオン、中性粒子の温度が一
致し、１０4 °Ｋになるのに対し、グロー放電領域で
は、電子の温度はアーク放電領域と略同じ（１０4 °
Ｋ）であるものの、イオン、中性粒子の温度が電子の温
度に比べて極めて低くなる（約４００ °Ｋ）ことが判
る。Next, FIG. 20 shows the power at the discharge current I in each of the glow discharge region and the arc discharge region.
It can be seen from FIG. 20 that the transition from the glow discharge region to the arc discharge region causes a sharp rise in the power. FIG. 21 shows the plasma temperatures in the glow discharge region and the arc discharge region. From FIG. 21, in the arc discharge region, the temperatures of the electrons, ions, and neutral particles match, and the temperature reaches 10 4 ° K. On the other hand, in the glow discharge region, the temperature of the electrons is substantially the same as that in the arc discharge region (10 4 °).
K), the temperature of ions and neutral particles is extremely lower than the temperature of electrons (about 400). ° K).
【００１４】次に、プラズマと燃料分子との衝突確率Ｐ
について考える。今、燃料分子が、電子、イオン、中性
粒子に比べて、充分静止しているとすると、プラズマ内
電子と１燃料気体分子との衝突確率Ｐf-e は、次式(1)
の如く記述できる。Next, the collision probability P between the plasma and fuel molecules
think about. Now, assuming that the fuel molecule is sufficiently stationary compared to electrons, ions, and neutral particles, the collision probability Pf-e between one electron in the plasma and one fuel gas molecule is expressed by the following equation (1).
Can be described as follows.
【００１５】Ｐf-e ＝ｔ×Ｎｅ×σfe×Ｖｅ …(1) 但し、ｔ：プラズマ存在時間、Ｎｅ：電子数、σfe：電
子断面積、Ｖｅ：エレクトロン速度、である。同様に、
プラズマ全体の粒子が、１燃料気体分子に衝突する確率
Ｐｆは、電子数Ｎｅ、イオン数Ｎｉ、中性粒子数Ｎｎが
略同じ数Ｎであるとすると、次式(2)の如く記述でき
る。Pf-e = t × Ne × σfe × Ve (1) where t: plasma existence time, Ne: number of electrons, σfe: electron cross-sectional area, and Ve: electron velocity. Similarly,
Assuming that the number of electrons Ne, the number of ions Ni, and the number of neutral particles Nn are substantially equal to each other, the probability Pf of particles of the whole plasma colliding with one fuel gas molecule can be described as the following equation (2).
【００１６】Ｐｆ＝ｔ×Ｎ×（σ×Ｖ） …(2) 但し、σＶ＝σfe×Ｖｅ＋σfn×Ｖｎ＋σfi×Ｖｉであ
り、σfn：中性粒子断面積、Ｖｎ：中性粒子速度、σf
i：イオン数、Ｖｉ：イオン速度である。そこで次に、
上記(1) 、(2) 式に基づき、上述したフルトラ点火装置
で実現可能な遷移領域での火花放電時に１燃料分子とプ
ラズマとが衝突する確率Ｐｔと、ＣＤＩ点火装置で実現
可能なアーク放電領域での火花放電時に１燃料分子とプ
ラズマとが衝突する確率Ｐａとを比較する。Pf = t × N × (σ × V) (2) where σV = σfe × Ve + σfn × Vn + σfi × Vi, σfn: cross section of neutral particles, Vn: velocity of neutral particles, σf
i: number of ions, Vi: ion velocity. So next,
Based on the above formulas (1) and (2), the probability Pt that one fuel molecule collides with the plasma at the time of spark discharge in the transition region which can be realized by the above-described full tiger ignition device, and the arc discharge which can be realized by the CDI ignition device The probability Pa that one fuel molecule collides with the plasma during spark discharge in the region is compared.
【００１７】但し、フルトラ点火装置での火花放電時間
ｔ、仕事率、プラズマ数は、夫々、２ｍsec.、１５Ｗ、
１０18個とし、ＣＤＩ点火装置での火花放電時間ｔ、仕
事率、プラズマ数は、夫々、１００μsec.、３００Ｗ、
１０21.5個とし、エネルギは、何れも３０ｍＪとする。However, the spark discharge time t, the power, and the number of plasmas in the full tiger igniter are 2 msec., 15 W,
1018 pieces and then, spark discharge time t in the CDI ignition device, work rate, plasma number, respectively, 100μsec., 300W,
10 21.5 pieces and the energy is 30 mJ in each case.
【００１８】まず、上記各衝突確率Ｐａ、Ｐｔの比（Ｐ
ａ／Ｐｔ）は、次式(3) のように記述することができ
る。First, the ratio of the above-mentioned collision probabilities Pa and Pt (P
a / Pt) can be described as in the following equation (3).
【００１９】[0019]
【数１】 そして、(3) 式において、Ｖｅ＝６．７×１０5 √(Ｔ
ｅ)、Ｖｉ＝Ｖｎ＝１．６×１０4 √(Ｔｉ／Ｍｉ)とな
り、また、遷移領域では、イオン、中性粒子の温度が電
子温に比べて充分小さいことから、Ｖｉ，Ｖｎは無視で
きる。但し、Ｔｅは各領域での電子温、Ｔｉは各領域で
のイオン、中性粒子の温度、Ｍｉは各領域でのイオン、
中性粒子の分子量である。(Equation 1) Then, in equation (3), Ve = 6.7 × 10 5 √ (T
e), Vi = Vn = 1.6 × 10 4 Ｔｉ (Ti / Mi), and in the transition region, the temperatures of ions and neutral particles are sufficiently smaller than the electron temperatures, so that Vi and Vn are ignored. it can. Here, Te is the electron temperature in each region, Ti is the ion in each region, the temperature of neutral particles, Mi is the ion in each region,
It is the molecular weight of neutral particles.
【００２０】従って、(3) 式は、次式(4) の如く展開で
きる。Therefore, the equation (3) can be expanded as the following equation (4).
【００２１】[0021]
【数２】 そして、高密度のプラズマ領域では、イオン化した燃料
分子とイオン粒子との衝突断面σfi×Ｖｉはかなり大き
くなることが予想され、実際は１８倍以上の確率も期待
できる。(Equation 2) Then, in a high-density plasma region, the collision cross section σfi × Vi between ionized fuel molecules and ion particles is expected to be considerably large, and in fact, a probability of 18 times or more can be expected.
【００２２】このことから、点火プラグを火花放電させ
るに当たって、同じ電気エネルギを投入するとしても、
アーク放電領域で放電した方が、グロー放電で放電する
よりも、着火性が１８倍以上向上することが判る（図２
２参照）。そして、従来の点火装置において、全放電領
域でアーク放電していないフルトラ点火装置が一番効率
が悪く、一部アーク放電域を使っているＣＤＩ点火装置
でも充分効率の良い使い方をしていないことが判る。From this, even if the same electric energy is applied to spark discharge of the spark plug,
It can be seen that ignitability is improved 18 times or more when discharging in the arc discharge region than when discharging in glow discharge (FIG. 2).
2). In the conventional igniter, a full tiger igniter that does not arc discharge in the entire discharge region has the lowest efficiency, and a CDI igniter that partially uses an arc discharge region does not use sufficiently efficiently. I understand.
【００２３】尚、特開昭５９ー１７３６５号公報には、
放電のために点火プラグに供給する電気エネルギを低減
するために、点火プラグに直接接続されたコンデンサ
を、点火プラグの電極間が絶縁破壊して火花放電が開始
される電圧よりも低い電圧まで充電しておき、点火コイ
ルから点火プラグに点火用高電圧が印加され、火花放電
が開始されてから、そのコンデンサに蓄積された電気エ
ネルギを直接点火プラグに送り込むことが開示されてい
る。Incidentally, JP-A-59-17365 discloses that
In order to reduce the electric energy supplied to the spark plug for discharging, the capacitor directly connected to the spark plug is charged to a voltage lower than the voltage at which spark discharge starts due to breakdown between the electrodes of the spark plug In addition, it is disclosed that, after a high voltage for ignition is applied from an ignition coil to an ignition plug and spark discharge is started, electric energy stored in the capacitor is directly sent to the ignition plug.
【００２４】しかし、この提案の装置において、コンデ
ンサには、点火プラグの火花放電開始電圧（つまり絶縁
破壊電圧）よりも低い２ｋＶ程度の電圧を充電するよう
にしており、このことからも、従来では、上記のような
放電領域を考慮して、少ない電気エネルギで混合気の着
火性能を高めるといったことが、全く考えられていなか
ったことが判る。However, in the proposed device, the capacitor is charged with a voltage of about 2 kV, which is lower than the spark discharge starting voltage of the spark plug (that is, the dielectric breakdown voltage). It can be seen that it has not been considered at all to increase the ignition performance of the air-fuel mixture with a small amount of electric energy in consideration of the discharge region as described above.
【００２５】本発明は、こうした問題に鑑みなされたも
のであり、点火プラグに電気エネルギを効率よく供給す
ることにより、少ない消費電力で混合気の着火性能を高
めることのできる内燃機関の点火装置を提供することを
目的とする。The present invention has been made in view of these problems, and an ignition device for an internal combustion engine capable of improving ignition performance of an air-fuel mixture with low power consumption by efficiently supplying electric energy to a spark plug. The purpose is to provide.
【００２６】[0026]
【課題を解決するための手段】かかる目的を達成するた
めになされた請求項１に記載の点火装置においては、上
述したフルトラ点火装置或いはＣＤＩ点火装置と同様、
点火コイルを用いて点火用高電圧を生成し、これを点火
プラグに印加することにより火花放電を発生させる点火
用高電圧発生手段に加えて、高電圧電源により所定電圧
まで充電される放電用コンデンサと、この放電用コンデ
ンサと点火プラグとの間に設けられたダイオードとを備
える。According to the first aspect of the present invention, there is provided an ignition device similar to the above-described full tiger ignition device or CDI ignition device.
A high-voltage for ignition is generated by using an ignition coil and applied to a spark plug to generate high-voltage for ignition, and a discharge capacitor charged to a predetermined voltage by a high-voltage power supply. And a diode provided between the discharge capacitor and the spark plug.
【００２７】そして、点火用高電圧発生手段の動作に伴
う点火プラグの火花放電時に、点火プラグの電極間電圧
が放電用コンデンサの充電電圧まで低下すると、ダイオ
ードを介して、放電用コンデンサに蓄積された電気エネ
ルギを点火プラグに送り込む。When the voltage between the electrodes of the spark plug drops to the charging voltage of the discharge capacitor during spark discharge of the spark plug accompanying the operation of the ignition high voltage generating means, the voltage is accumulated in the discharge capacitor via the diode. The electrical energy is sent to the spark plug.
【００２８】また特に、本発明の点火装置では、点火用
高電圧発生手段が、点火プラグに対して、点火プラグの
放電領域をグロー放電領域からグロー放電領域とアーク
放電領域との間の遷移領域へと移行させるのに要するグ
ロー放電最大電圧Ｖａ及びグロー放電最大電流Ｉａ（図
１７参照）、よりも大きい電圧Ｖ１max 及び電流Ｉ１ma
x を供給するように構成され、しかも、高電圧電源によ
る放電用コンデンサの充電電圧及び放電用コンデンサの
容量は、次のように設定されている。In particular, in the ignition device of the present invention, the ignition high-voltage generating means is arranged to change the discharge region of the spark plug from the glow discharge region to the transition region between the glow discharge region and the arc discharge region with respect to the spark plug. Glow discharge maximum voltage Va and glow discharge maximum current Ia (see FIG. 17) required to shift to V1max and current I1ma.
x, and the charging voltage of the discharging capacitor from the high-voltage power supply and the capacity of the discharging capacitor are set as follows.
【００２９】即ち、高電圧電源による放電用コンデンサ
の充電電圧及び放電用コンデンサの容量は、放電用コン
デンサから前記点火プラグに対して、点火プラグの放電
領域を遷移領域からアーク領域へと移行させるのに要す
る遷移領域最低電圧Ｖｂ及び遷移領域最大電流Ｉｂ（図
１７参照）よりも大きい電圧Ｖ２max 及び電流Ｉ２max
を供給可能で、しかも、放電用コンデンサがダイオード
を介して点火プラグへの放電を開始する直前（時点ｔ
１）の点火プラグの電極間電圧Ｖ１(t1)及び放電電流Ｉ
１（t1）が、グロー最大電圧Ｖａ及びグロー最大電流Ｉ
ａに対して、Ｖ１（t1）＜Ｖａ、Ｉ１（t1）＞Ｉａとな
り、放電用コンデンサが点火プラグへの放電を終了した
直後（時点ｔ２）の点火プラグの電極間電圧Ｖ１(t2)及
び放電電流Ｉ１（t2）が、夫々、グロー最大電圧Ｖａ及
びグロー最大電流Ｉａ並びに前記遷移最低電圧Ｖｂ及び
遷移最大電流Ｉｂに対して、Ｖｂ＜Ｖ１(t2)＜Ｖａ、Ｉ
ｂ＜Ｉ１(t2)＜Ｉａ、となるように設定される。That is, the charging voltage of the discharging capacitor and the capacity of the discharging capacitor by the high-voltage power supply are such that the discharging region of the spark plug shifts from the transition region to the arc region from the discharging capacitor to the spark plug. V2max and current I2max which are larger than the transition region minimum voltage Vb and the transition region maximum current Ib (see FIG. 17) required for
And immediately before the discharge capacitor starts discharging to the spark plug via the diode (time t
1) Voltage V1 (t1) between electrodes of spark plug and discharge current I
1 (t1) is the maximum glow voltage Va and the maximum glow current I
With respect to a, V1 (t1) <Va, I1 (t1)> Ia, and the voltage V1 (t2) between the electrodes of the spark plug and the discharge immediately after the discharge capacitor has finished discharging to the spark plug (time t2). The current I1 (t2) is Vb <V1 (t2) <Va, Ib with respect to the maximum glow voltage Va and the maximum glow current Ia and the minimum transition voltage Vb and maximum transition current Ib, respectively.
It is set so that b <I1 (t2) <Ia.
【００３０】この結果、本発明の点火装置によれば、点
火用高電圧発生手段の動作によって、点火プラグの放電
領域が、必ず、グロー放電領域を越えて遷移領域又はア
ーク放電領域に達し、放電用コンデンサは、その遷移領
域若しくはアーク放電領域で、点火プラグへの電気エネ
ルギの放出を開始し、遷移領域若しくはアーク放電領域
での火花放電の持続時間を長くすることができる。As a result, according to the ignition device of the present invention, the discharge region of the spark plug always reaches the transition region or the arc discharge region beyond the glow discharge region by the operation of the ignition high voltage generating means. In the transition region or the arc discharge region, the discharge capacitor starts discharging electric energy to the spark plug, and the duration of the spark discharge in the transition region or the arc discharge region can be extended.
【００３１】よって、本発明によれば、放電用コンデン
サに蓄積した電気エネルギを効率よく利用して、混合気
の着火性を高めることができるようになる。つまり、前
述した公報に開示されている点火装置では、本発明と同
様に、コンデンサに蓄積した電気エネルギを直接点火プ
ラグに送り込むことから、火花放電の持続時間を長くす
ることはできるものの、コンデンサへの充電電圧は、２
ｋＶ程度と極めて高く、コンデンサに蓄積された電気エ
ネルギは、絶縁破壊による点火プラグの火花放電が開始
した直後から点火プラグに送り込まれるので、結局、電
気エネルギはグロー放電領域で消費され、点火プラグの
放電領域がグロー放電領域から遷移領域若しくはアーク
放電領域に移行したとしても、その領域での火花放電を
長く継続させることができない。Therefore, according to the present invention, the ignitability of the air-fuel mixture can be improved by efficiently using the electric energy stored in the discharge capacitor. That is, in the ignition device disclosed in the above-mentioned publication, similarly to the present invention, the electric energy stored in the capacitor is directly sent to the ignition plug, so that the duration of the spark discharge can be lengthened. Charging voltage is 2
Since the electric energy stored in the capacitor is as high as about kV, the electric energy stored in the capacitor is sent to the spark plug immediately after the spark discharge of the spark plug starts due to dielectric breakdown. Even if the discharge region shifts from the glow discharge region to the transition region or the arc discharge region, the spark discharge in that region cannot be continued for a long time.
【００３２】これに対して、本発明の点火装置では、点
火用高電圧発生手段により、点火プラグの放電領域をグ
ロー放電領域から遷移領域若しくはアーク放電領域まで
移行させれば、その後は、放電用コンデンサに蓄積した
電気エネルギにより、グロー放電領域に比べて大量のプ
ラズマを発生できる遷移領域若しくはアーク放電領域で
の火花放電を継続させることができるので、放電用コン
デンサに蓄積した電気エネルギを効率よく混合気の着火
に利用することができるようになるのである。On the other hand, in the ignition device of the present invention, if the discharge region of the spark plug is shifted from the glow discharge region to the transition region or the arc discharge region by the ignition high voltage generating means, then the discharge device for the discharge is discharged. The electric energy stored in the capacitor can continue the spark discharge in the transition region or arc discharge region where a larger amount of plasma can be generated than in the glow discharge region, so that the electric energy stored in the discharge capacitor can be efficiently mixed. It can be used to ignite chi.
【００３３】また、コンデンサに一定の電気エネルギを
蓄積する場合、充電に要するエネルギは、コンデンサへ
の充電電圧が低い程、少なくすることができることか
ら、本発明によれば、放電用コンデンサに蓄積した電気
エネルギを効率よく利用できるだけでなく、点火装置の
消費電力を低減することもできる。In addition, when a certain amount of electric energy is stored in the capacitor, the energy required for charging can be reduced as the charging voltage to the capacitor is lower. Therefore, according to the present invention, the energy stored in the discharging capacitor is reduced. Not only can the electric energy be used efficiently, but also the power consumption of the ignition device can be reduced.
【００３４】つまり、例えば、１μＦのコンデンサを２
ｋＶに充電した場合と、１０μＦのコンデンサを２００
Ｖに充電した場合とでは、各コンデンサに蓄積される電
荷は同じ（２ｍＣ）である。しかし、コンデンサを充電
するのに要するエネルギＥは、Ｅ＝Ｃ・Ｖ2 ／２［Ｊ］
と記述できることから、１μＦのコンデンサを２ｋＶに
充電するのに要するエネルギは２Ｊ、１０μＦのコンデ
ンサを２００Ｖに充電するのに要するエネルギは０．２
Ｊとなる。That is, for example, a 1 μF capacitor is
kV and a 10 μF capacitor for 200
When charged to V, the electric charge stored in each capacitor is the same (2 mC). However, the energy E required to charge the capacitor, E = C · V 2/ 2 [J]
Therefore, the energy required to charge a 1 μF capacitor to 2 kV is 2 J, and the energy required to charge a 10 μF capacitor to 200 V is 0.2.
It becomes J.
【００３５】そして、本発明によれば、上記公報に開示
された点火装置に比べて、放電用コンデンサへの充電電
圧を１０分の１若しくはそれ以下にすることができるの
で、放電用コンデンサの充電に要するエネルギを抑制し
て、点火装置の消費電力を低減できるようになるのであ
る。According to the present invention, the charging voltage to the discharging capacitor can be reduced to one tenth or less as compared with the ignition device disclosed in the above-mentioned publication. , The power consumption of the ignition device can be reduced.
【００３６】ところで、ダイオードを介して放電用コン
デンサを直接点火プラグに接続した場合、放電用コンデ
ンサに蓄積された電気エネルギが点火プラグに一気に流
れ込むことが考えられる。そして、このような場合に
は、遷移領域或いはアーク放電領域での火花放電継続時
間が短くなってしまう。When the discharge capacitor is directly connected to the spark plug via a diode, it is conceivable that the electric energy stored in the discharge capacitor flows into the spark plug at a stretch. In such a case, the duration of the spark discharge in the transition region or the arc discharge region becomes short.
【００３７】そこで、このような場合には、請求項２に
記載のように、放電用コンデンサとダイオードとの間に
電流制限手段を設け、この電流制限手段により放電用コ
ンデンサから点火プラグに流れる電流を制限するように
するとよい。尚、電流制限手段としては、抵抗若しくは
インダクタンスを用いることができる。In such a case, current limiting means is provided between the discharging capacitor and the diode, and the current flowing from the discharging capacitor to the ignition plug is provided by the current limiting means. Should be restricted. Note that a resistor or an inductance can be used as the current limiting means.
【００３８】また、本発明において、点火用高電圧発生
手段は、放電開始後、点火プラグの放電領域をグロー放
電領域から遷移領域若しくはアーク放電領域へと移行さ
せることができればよいので、点火用高電圧発生手段と
しては、従来より一般に使用されているフルトラ点火装
置であってもＣＤＩ点火装置であってもそのまま利用す
ることができる。In the present invention, the ignition high voltage generating means only needs to be able to shift the discharge region of the spark plug from the glow discharge region to the transition region or the arc discharge region after the start of the discharge. As the voltage generating means, it is possible to use a conventional full igniter or a CDI igniter which has been generally used.
【００３９】そして、特に、点火用高電圧発生手段に、
ＣＤＩ点火装置（容量放電型点火方式の点火装置）を使
用する場合には、請求項３に記載のように、ＣＤＩ点火
装置で点火用コンデンサを充電するのに使用される点火
用高電圧電源を、点火用コンデンサだけでなく、放電用
コンデンサにも接続すれば、点火用高電圧電源を、放電
用コンデンサ充電用の高電圧電源として利用することが
できる。そして、この場合、ＣＤＩ点火装置に本発明を
適用するために、２つの高電圧電源を設ける必要がない
ので、装置構成を簡素化して、点火装置のコストダウン
を図ることができる。In particular, in the ignition high voltage generating means,
When a CDI igniter (capacitive discharge ignition type igniter) is used, an ignition high-voltage power supply used to charge an ignition capacitor in the CDI igniter is used. By connecting not only the ignition capacitor but also the discharge capacitor, the ignition high voltage power supply can be used as a high voltage power supply for charging the discharge capacitor. In this case, there is no need to provide two high-voltage power supplies in order to apply the present invention to the CDI ignition device, so that the device configuration can be simplified and the cost of the ignition device can be reduced.
【００４０】また、ＣＤＩ点火装置に本発明を適用する
場合、請求項４に記載のように、ＣＤＩ点火装置の点火
用コンデンサを、点火コイルの一次巻線だけでなく、ダ
イオードを介して点火プラグに接続するようにすれば、
ＣＤＩ点火装置の点火用コンデンサを放電用コンデンサ
と兼用することができるようになり、装置構成をより簡
単にして、点火装置のコストダウンを図ることができ
る。When the present invention is applied to a CDI igniter, the ignition capacitor of the CDI igniter is connected not only to the primary winding of the ignition coil but also to a spark plug via a diode. If you connect to
The ignition capacitor of the CDI ignition device can be used also as a discharge capacitor, so that the device configuration can be simplified and the cost of the ignition device can be reduced.
【００４１】一方、高電圧電源にて放電用コンデンサを
充電する場合、高電圧電源をそのまま放電用コンデンサ
に接続するようにしてもよいが、このようにすると、放
電用コンデンサの充電電圧が、高電圧電源の出力電圧で
決まってしまい、放電用コンデンサへの充電電圧を所望
電圧に設定できないことが考えられる。On the other hand, when charging the discharging capacitor with a high-voltage power supply, the high-voltage power supply may be directly connected to the discharging capacitor. However, in this case, the charging voltage of the discharging capacitor becomes high. It is conceivable that the output voltage of the voltage power supply is determined and the charging voltage for the discharging capacitor cannot be set to a desired voltage.
【００４２】そこで、高電圧電源にて放電用コンデンサ
を充電する場合、より好ましくは、請求項５に記載のよ
うに、高電圧電源の出力電圧を制御する電圧制御手段を
設け、この電圧制御手段にて、放電用コンデンサの充電
電圧を任意に設定できるようにするとよい。Therefore, when charging the discharging capacitor with a high-voltage power supply, more preferably, a voltage control means for controlling the output voltage of the high-voltage power supply is provided, and It is preferable that the charging voltage of the discharging capacitor can be set arbitrarily.
【００４３】また、混合気の着火のし易さは、エンジン
の運転状態（回転数、負荷等）や、エンジンの温度、或
いは、外部から点火用高電圧発生手段に電源供給を行う
外部電源の電圧によって変化する。このため、上記電圧
制御手段は、高電圧電源の出力電圧を設定電圧に制御す
るだけでなく、請求項６に記載のように、内燃機関の運
転状態に応じて高電圧電源の出力電圧を制御するように
構成しても良く、請求項７に記載のように、当該点火装
置に電源供給を行う外部電源の電圧に応じて高電圧電源
の出力電圧を制御するようにしても良く、請求項８に記
載のように、内燃機関の冷却水温に応じて高電圧電源の
出力電圧を制御するよう構成しても良く、更に、これら
の制御を組み合わせて実行するように構成しても良い。The ease of ignition of the air-fuel mixture depends on the operating state of the engine (rotational speed, load, etc.), the temperature of the engine, or the external power supply which supplies power to the ignition high voltage generating means from the outside. Varies with voltage. For this reason, the voltage control means not only controls the output voltage of the high-voltage power supply to the set voltage, but also controls the output voltage of the high-voltage power supply according to the operating state of the internal combustion engine. The output voltage of the high-voltage power supply may be controlled in accordance with the voltage of an external power supply for supplying power to the ignition device. As described in 8, the output voltage of the high-voltage power supply may be controlled in accordance with the cooling water temperature of the internal combustion engine, and furthermore, these controls may be executed in combination.
【００４４】そして、このようにすれば、放電用コンデ
ンサに蓄積される電気エネルギを、そのときの内燃機関
の運転状態等に応じて最適に制御できることになり、混
合気の着火性をより向上することが可能となる。また次
に、放電用コンデンサを充電する高電圧電源としては、
ＣＤＩ点火装置で一般に用いられているＤＣ−ＤＣコン
バータを利用することができるが、例えば、請求項９に
記載のように、点火コイルに、充電用二次巻線を設け、
内燃機関の点火タイミングで充電用二次巻線に発生した
高電圧を利用して、放電用コンデンサを充電するように
してもよい。By doing so, the electric energy stored in the discharge capacitor can be optimally controlled according to the operating state of the internal combustion engine at that time, and the ignitability of the air-fuel mixture is further improved. It becomes possible. Next, as a high-voltage power supply that charges the discharge capacitor,
Although a DC-DC converter generally used in a CDI ignition device can be used, for example, as described in claim 9, a secondary winding for charging is provided in an ignition coil,
The discharging capacitor may be charged by using the high voltage generated in the charging secondary winding at the ignition timing of the internal combustion engine.
【００４５】但し、この場合、充電用二次巻線に発生す
る高電圧は不安定であるため、その高電圧の変動を吸収
するために、放電用コンデンサには、遅延手段を介し
て、充電用二次巻線に発生した高電圧を供給する必要は
ある。尚、遅延手段としては、抵抗或いはインダクタン
スを用いるようにすればよい。However, in this case, since the high voltage generated in the charging secondary winding is unstable, the discharging capacitor is connected to the charging capacitor via a delay means in order to absorb the fluctuation of the high voltage. It is necessary to supply the high voltage generated to the secondary winding for use. Note that a resistor or an inductance may be used as the delay unit.
【００４６】一方、放電用コンデンサを充電する高電圧
電源は、放電用コンデンサを所望電圧（例えば１００Ｖ
程度）まで充電できれば良いため、その電圧を発生可能
な高電圧バッテリがあれば、それを用いるようにしても
良い。但し、この場合、高電圧バッテリをそのまま放電
用コンデンサに接続すると、高電圧バッテリは、ダイオ
ードを介して点火プラグに接続されることになるので、
点火プラグに流れ込む電流を制限することができなくな
る。On the other hand, a high-voltage power supply for charging the discharge capacitor supplies the discharge capacitor with a desired voltage (for example, 100 V).
), And if a high-voltage battery capable of generating that voltage is available, it may be used. However, in this case, if the high-voltage battery is directly connected to the discharging capacitor, the high-voltage battery is connected to the ignition plug via the diode,
The current flowing into the spark plug cannot be limited.
【００４７】このため、放電用コンデンサを充電する高
電圧電源として、高電圧バッテリを使用する場合には、
請求項１０に記載のように、高電圧バッテリから放電用
コンデンサに至る充電電流経路に電流制限手段を設け
て、高電圧バッテリから放電用コンデンサに流れる電流
を、点火プラグの火花放電時の電極間電圧が高電圧バッ
テリの出力電圧であるときに流れる放電電流以下に制限
する必要はある。Therefore, when a high-voltage battery is used as a high-voltage power supply for charging a discharging capacitor,
A current limiting means is provided in a charging current path from the high-voltage battery to the discharging capacitor so that a current flowing from the high-voltage battery to the discharging capacitor is supplied between the electrodes during spark discharge of the spark plug. It is necessary to limit the discharge current to be equal to or less than the discharge current flowing when the voltage is the output voltage of the high-voltage battery.
【００４８】また次に、本発明の点火装置が設けられる
内燃機関が、多気筒内燃機関である場合、本発明の点火
装置を各気筒の点火プラグ毎に設けるようにしても良い
が、このようにすると、全ての点火プラグに対して、放
電用コンデンサを設けなければならず、内燃機関のコス
トアップを招く。Next, when the internal combustion engine provided with the ignition device of the present invention is a multi-cylinder internal combustion engine, the ignition device of the present invention may be provided for each spark plug of each cylinder. In this case, a discharge capacitor must be provided for every spark plug, which leads to an increase in the cost of the internal combustion engine.
【００４９】そこで、多気筒内燃機関に本発明を適用す
る場合には、請求項１１に記載のように、点火コイル及
びダイオードについては、多気筒内燃機関の各気筒毎に
設け、各気筒のダイオードを、夫々、共通の放電用コン
デンサに接続することにより、放電用コンデンサに蓄積
された電気エネルギを、各気筒のダイオードにて分配す
るようにするとよい。Therefore, when the present invention is applied to a multi-cylinder internal combustion engine, an ignition coil and a diode are provided for each cylinder of the multi-cylinder internal combustion engine, and a diode for each cylinder is provided. Are connected to a common discharge capacitor, respectively, so that the electric energy stored in the discharge capacitor may be distributed by the diode of each cylinder.
【００５０】一方、多気筒内燃機関においては、気筒毎
に着火性能が異なるため、全気筒のうちの何れかは、特
に本発明を適用しなくても所望の着火性能が得られる場
合がある。そこで、このような場合には、請求項１２に
記載のように、放電用コンデンサから電気エネルギを送
り込むことにより着火性を向上できる気筒に対してのみ
ダイオードを設け、そのダイオードを設けた気筒の点火
プラグに対してのみ、共通の放電用コンデンサから電気
エネルギを送り込むようにしても良い。On the other hand, in a multi-cylinder internal combustion engine, the ignition performance differs for each cylinder, and therefore, in any one of the cylinders, a desired ignition performance may be obtained without particularly applying the present invention. Therefore, in such a case, a diode is provided only for the cylinder whose ignitability can be improved by sending electric energy from the discharging capacitor, and ignition of the cylinder provided with the diode is performed. Electric energy may be sent from a common discharge capacitor only to the plug.
【００５１】また、このように多気筒内燃機関に本発明
を適用する場合、請求項１３に記載のように、各気筒毎
に設けられる点火コイルの全て、或いは、内燃機関の全
気筒をグループ分けした気筒グループ毎の点火コイル
を、共通の連結部材で互いに連結し、ダイオードについ
ては、その連結部材に一体的に組み付けるようにすると
よい。When the present invention is applied to a multi-cylinder internal combustion engine, all of the ignition coils provided for each cylinder or all the cylinders of the internal combustion engine are divided into groups. It is preferable that the ignition coils for each of the cylinder groups are connected to each other by a common connecting member, and that the diodes are integrally assembled to the connecting member.
【００５２】つまり、このようにすれば、多気筒内燃機
関の全気筒或いはグループ分けした気筒群毎に、点火コ
イルを設ければよいので、内燃機関への点火コイルの着
脱作業が容易になる。また、放電用コンデンサに蓄積さ
れた電気エネルギを各気筒の点火プラグに送り込むダイ
オードも点火コイルと一体化されているので、ダイオー
ドと点火コイルの二次巻線とを、同時に各気筒の点火プ
ラグに接続できる。よって、請求項１３に記載の装置に
よれば、多気筒内燃機関への点火装置の組み付け時の作
業性を高め、使い勝手の良い点火装置を実現できる。In other words, according to this configuration, the ignition coil may be provided for all cylinders of the multi-cylinder internal combustion engine or for each group of cylinders, so that the work of attaching and detaching the ignition coil to and from the internal combustion engine becomes easy. In addition, since the diode that sends the electric energy stored in the discharge capacitor to the ignition plug of each cylinder is also integrated with the ignition coil, the diode and the secondary winding of the ignition coil are simultaneously connected to the ignition plug of each cylinder. Can connect. Therefore, according to the device of the thirteenth aspect, the workability at the time of assembling the ignition device to the multi-cylinder internal combustion engine can be improved, and an easy-to-use ignition device can be realized.
【００５３】尚、ダイオードは、点火コイルと一体化す
ることにより、内燃機関への点火装置の組み付け作業を
容易に行うことができることから、請求項１４に記載の
ように、ダイオードを単に点火コイルに一体化するだけ
でも、上記と同様の効果が得られる。By integrating the diode with the ignition coil, the operation of assembling the ignition device to the internal combustion engine can be easily carried out. The same effect as described above can be obtained only by integration.
【００５４】そして、このように、ダイオードを点火コ
イルに一体的に組み付ける場合、例えば請求項１５に記
載のように、点火コイルの二次巻線及びダイオードの一
端（詳しくは、点火プラグへ接続する側）を、点火コイ
ルの鉄心部に接続し、この鉄心部を介して、点火プラグ
に接続するようにすれば、点火コイルのケース内に、点
火コイルの二次巻線やダイオードを点火コイルに接続す
るための配線を引き回す必要がないので、点火装置の製
造コストを低減できることになる。When the diode is integrally assembled with the ignition coil, the secondary winding of the ignition coil and one end of the diode (specifically, the ignition coil is connected to the ignition plug). Side) is connected to the iron core of the ignition coil, and through this iron core, it is connected to the ignition plug, so that the secondary winding and the diode of the ignition coil are connected to the ignition coil in the case of the ignition coil. Since there is no need to route wiring for connection, the manufacturing cost of the ignition device can be reduced.
【００５５】[0055]
【発明の実施の形態】以下に本発明の実施形態を図面と
共に説明する。 ［第１実施例］まず図１は、本発明が適用された第１実
施例の点火装置の構成（ａ）及びその動作（ｂ）を表す
説明図である。Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. First Embodiment FIG. 1 is an explanatory diagram showing the configuration (a) and operation (b) of an ignition device according to a first embodiment to which the present invention is applied.
【００５６】図１（ａ）に示すように、本実施例の点火
装置は、図１５に示した従来のＣＤＩ点火装置に本発明
を適用したものであり、従来のものと同様、点火プラグ
２に印加する点火用高電圧を発生するための点火コイル
６、ＤＣーＤＣコンバータ等からなる高電圧電源１４に
より点火用の高電圧が充電される点火用コンデンサ１
２、点火用コンデンサ１２から点火コイル６の一次巻線
Ｌ１への通電経路上に設けられたパワートランジスタ
８、所定の点火タイミングでパワートランジスタ８をオ
ンさせることにより、点火用コンデンサ１２に蓄積され
た電気エネルギ（高電圧）により点火コイル６の一次巻
線Ｌ１に大電流を流し、点火コイル６の二次巻線Ｌ２に
瞬時に点火用高電圧を発生させる制御装置１０、及び、
パワートランジスタ８を保護するためのダイオードＤ０
を備える。As shown in FIG. 1A, the ignition device of this embodiment is obtained by applying the present invention to the conventional CDI ignition device shown in FIG. An ignition coil 6 for generating an ignition high voltage to be applied to the battery, an ignition capacitor 1 charged with a high ignition voltage by a high voltage power supply 14 including a DC-DC converter and the like.
2. A power transistor 8 provided on an energization path from the ignition capacitor 12 to the primary winding L1 of the ignition coil 6. The power transistor 8 is turned on at a predetermined ignition timing, and is stored in the ignition capacitor 12. A control device 10 for causing a large current to flow through the primary winding L1 of the ignition coil 6 by electric energy (high voltage) and instantaneously generating a high ignition voltage in the secondary winding L2 of the ignition coil 6;
Diode D0 for protecting power transistor 8
Is provided.
【００５７】また、本実施例の点火装置には、ＤＣーＤ
Ｃコンバータからなる高電圧電源２０により充電される
放電用コンデンサ２２が備えられており、この放電用コ
ンデンサ２２に蓄積された電気エネルギを、電流制限手
段としての抵抗２４、及び、ダイオード２６を介して、
点火プラグ２に流し込むようにされている。The ignition device of this embodiment has a DC-D
A discharge capacitor 22 charged by a high-voltage power supply 20 composed of a C converter is provided, and electric energy stored in the discharge capacitor 22 is transferred to a resistor 24 and a diode 26 as current limiting means. ,
It is designed to flow into the spark plug 2.
【００５８】尚、放電用コンデンサ２２から点火プラグ
２に供給される電気エネルギの極性は、点火コイル６の
二次巻線Ｌ２から点火プラグ２に供給される点火用高電
圧と同極性である。また、ダイオード２６と抵抗２４と
の接続点は、点火コイル６の二次巻線Ｌ２の一端（点火
プラグ２への接続側とは反対側）に接続されている。The polarity of the electric energy supplied from the discharge capacitor 22 to the ignition plug 2 is the same as the polarity of the ignition high voltage supplied from the secondary winding L2 of the ignition coil 6 to the ignition plug 2. The connection point between the diode 26 and the resistor 24 is connected to one end of the secondary winding L2 of the ignition coil 6 (the side opposite to the connection side to the ignition plug 2).
【００５９】このように構成された本実施例の点火装置
においては、図１（ｂ）に示すように、制御装置１０に
よりパワートランジスタ８（図にはＴｒ８と記載）がオ
ンされると（時点ｎ１）、点火用コンデンサ１２から点
火コイル６の一次巻線Ｌ１に電流が流れて、点火コイル
６の二次巻線Ｌ２に点火用高電圧が発生し、点火プラグ
２が火花放電を開始する。この結果、点火用コンデンサ
１２の電圧は徐々に低下し、最終的には零になる。In the ignition device of the present embodiment thus configured, as shown in FIG. 1B, when the power transistor 8 (indicated as Tr8 in the figure) is turned on by the control device 10 (time point). n1), a current flows from the ignition capacitor 12 to the primary winding L1 of the ignition coil 6 to generate a high ignition voltage in the secondary winding L2 of the ignition coil 6, and the spark plug 2 starts spark discharge. As a result, the voltage of the ignition capacitor 12 gradually decreases, and finally becomes zero.
【００６０】一方、パワートランジスタ８がオンされた
直後は、点火プラグ２の電極間には、絶縁破壊電圧を越
える高電圧が印加されるが、点火プラグ２が火花放電を
開始すると、点火用コンデンサ１２の電圧低下と同様、
徐々に低下する。そして、この両端電圧が放電用コンデ
ンサ２２を下回ると（図１（ｂ）に示す時点ｎ２）、点
火プラグ２の電極間には、放電用コンデンサ２２から、
抵抗２４、ダイオード２６を介して、電流が流れ込み、
点火プラグ２の火花放電が継続される。On the other hand, immediately after the power transistor 8 is turned on, a high voltage exceeding the breakdown voltage is applied between the electrodes of the ignition plug 2. However, when the spark plug 2 starts spark discharge, the ignition capacitor As with the voltage drop of 12,
Decreases gradually. When the voltage across the discharge capacitor 22 falls below the discharge capacitor 22 (time point n2 shown in FIG. 1B), the discharge capacitor 22
A current flows through the resistor 24 and the diode 26,
Spark discharge of the spark plug 2 is continued.
【００６１】ところで、前述した公報に開示された装置
では、この放電用コンデンサ２２の充電電圧を２ｋＶ程
度となるように設定しているが、本実施例では、高電圧
電源２０が発生する高電圧（換言すれば放電用コンデン
サ２２の充電電圧）、及び、放電用コンデンサ２２の容
量が、図１７に示した遷移領域最低電圧Ｖｂ及び遷移領
域最大電流Ｉｂ（図１７参照）よりも大きい電圧Ｖ２ma
x 及び電流Ｉ２max を供給できるように設定されてい
る。In the apparatus disclosed in the above-mentioned publication, the charging voltage of the discharging capacitor 22 is set to be about 2 kV. In the present embodiment, the high voltage generated by the high voltage power supply 20 is used. (In other words, the charging voltage of the discharging capacitor 22) and the capacitance of the discharging capacitor 22 are higher than the transition region minimum voltage Vb and the transition region maximum current Ib (see FIG. 17) shown in FIG.
x and the current I2max can be supplied.
【００６２】また、放電用コンデンサ２２の充電電圧、
及び、放電用コンデンサ２２の容量は、放電用コンデン
サ２２がダイオード２６を介して点火プラグ２への放電
を開始する直前の点火プラグ２の電極間電圧Ｖ１(t1)及
び放電電流Ｉ１（t1）が、図１７に示したグロー最大電
圧Ｖａ及びグロー最大電流Ｉａに対して、Ｖ１（t1）＜
Ｖａ、Ｉ１（t1）＞Ｉａとなり、放電用コンデンサ２２
が点火プラグ２への放電を終了した直後の点火プラグ２
の電極間電圧Ｖ１(t2)及び放電電流Ｉ１（t2）が、夫
々、グロー最大電圧Ｖａ及びグロー最大電流Ｉａ並びに
前記遷移最低電圧Ｖｂ及び遷移最大電流Ｉｂに対して、
Ｖｂ＜Ｖ１(t2)＜Ｖａ、Ｉｂ＜Ｉ１(t2)＜Ｉａ、となる
ように設定されている。The charging voltage of the discharging capacitor 22,
The capacity of the discharge capacitor 22 is such that the interelectrode voltage V1 (t1) and the discharge current I1 (t1) of the spark plug 2 immediately before the discharge capacitor 22 starts discharging to the spark plug 2 via the diode 26. , V1 (t1) <glow maximum voltage Va and glow maximum current Ia shown in FIG.
Va, I1 (t1)> Ia, and the discharging capacitor 22
Plug 2 immediately after has finished discharging to the spark plug 2
Of the inter-electrode voltage V1 (t2) and the discharge current I1 (t2) of the glow maximum voltage Va and the glow maximum current Ia, and the transition minimum voltage Vb and the transition maximum current Ib, respectively.
Vb <V1 (t2) <Va, and Ib <I1 (t2) <Ia.
【００６３】具体的には、放電用コンデンサ２２への充
電電圧を、１００〜２００Ｖ程度、放電用コンデンサ２
２の容量を、次式に従い設定することにより、上記条件
を満足させている。Specifically, the charging voltage to the discharging capacitor 22 is set to about 100 to 200 V,
The above condition is satisfied by setting the capacity of No. 2 according to the following equation.
【００６４】[0064]
【数３】 但し、△Ｖは、コンデンサ２２の放電開始電圧と終了電
圧の差、Ｔは、コンデンサ２２の放電時間である。(Equation 3) Here, ΔV is the difference between the discharge start voltage and the end voltage of the capacitor 22, and T is the discharge time of the capacitor 22.
【００６５】また、このように放電用コンデンサ２２の
充電電圧及び容量を設定した場合、放電用コンデンサ２
２から点火プラグ２への放電は、点火プラグ２の放電領
域が、遷移領域若しくはアーク放電領域に入らなけれ
ば、開始されない。このため、本実施例では、点火コイ
ル６の一次側に設けられる点火用高電圧発生手段（つま
りＣＤＩ点火装置）に、従来より一般的に用いられてい
るＣＤＩ点火装置を用いることにより、点火コイル６か
ら点火プラグ２に対して、図１７に示したグロー放電最
大電圧Ｖａ及びグロー放電最大電流Ｉａよりも大きい電
圧Ｖ１max 及び電流Ｉ１max を供給できるようにしてい
る。When the charging voltage and the capacity of the discharging capacitor 22 are set as described above, the discharging capacitor 2
The discharge from the spark plug 2 to the spark plug 2 is not started unless the discharge region of the spark plug 2 enters the transition region or the arc discharge region. For this reason, in the present embodiment, by using a CDI igniter generally used in the past as the ignition high voltage generating means (that is, the CDI igniter) provided on the primary side of the ignition coil 6, the ignition coil 6, the voltage V1max and the current I1max larger than the glow discharge maximum voltage Va and the glow discharge maximum current Ia shown in FIG.
【００６６】従って、本実施例の点火装置によれば、Ｃ
ＤＩ点火装置の動作によって、点火プラグ２の放電領域
が、必ず、グロー放電領域を越えて遷移領域又はアーク
放電領域に達し、放電用コンデンサ２２は、その遷移領
域若しくはアーク放電領域で、点火プラグ２への電気エ
ネルギの放出を開始することになる。Therefore, according to the ignition device of this embodiment, C
Due to the operation of the DI igniter, the discharge region of the spark plug 2 always reaches the transition region or the arc discharge region beyond the glow discharge region, and the discharge capacitor 22 causes the ignition plug 2 to move in the transition region or the arc discharge region. Release of electrical energy to the device.
【００６７】このため、本実施例の点火装置によれば、
放電用コンデンサに蓄積した電気エネルギを効率よく利
用して、混合気の着火性を高めることができる。また、
コンデンサへの充電電圧が１００Ｖ〜２００Ｖ程度と低
いことから、その充電に要するエネルギを抑制して、点
火装置による消費電力を低減できる。For this reason, according to the ignition device of this embodiment,
The ignitability of the air-fuel mixture can be enhanced by efficiently using the electric energy stored in the discharge capacitor. Also,
Since the charging voltage to the capacitor is as low as about 100 V to 200 V, the energy required for the charging can be suppressed, and the power consumption by the ignition device can be reduced.
【００６８】また、本実施例では、請求項２に記載の発
明を適用することにより、放電用コンデンサ２２からダ
イオード２６を介して点火プラグ２に流れ込む電流を、
抵抗２４で制限するようにしていることから、放電用コ
ンデンサ２２に蓄積された電気エネルギが短時間で放出
されるようなことはなく、点火プラグ２の遷移領域若し
くはアーク放電領域での放電継続時間を充分長くするこ
とができる。尚、このことは、図１（ｂ）に示す放電用
コンデンサ２２の電圧Ｖ２２の変化からも判る。In this embodiment, by applying the second aspect of the present invention, the current flowing from the discharge capacitor 22 to the ignition plug 2 via the diode 26 is reduced.
Since the resistance is limited by the resistor 24, the electric energy stored in the discharge capacitor 22 is not released in a short time, and the discharge duration time in the transition region or the arc discharge region of the ignition plug 2 is reduced. Can be made sufficiently long. This can also be seen from the change in the voltage V22 of the discharging capacitor 22 shown in FIG.
【００６９】［第２実施例］図２は、第２実施例の点火
装置の構成（ａ）及びその動作（ｂ）を表す説明図であ
る。本実施例の点火装置は、基本的には、第１実施例の
ものと同様であり、異なる点は、放電用コンデンサ２２
への充電を、点火用コンデンサ１２の充電用に設けられ
た高電圧電源１４から行うようにした点である。[Second Embodiment] FIG. 2 is an explanatory diagram showing the configuration (a) and operation (b) of an ignition device according to a second embodiment. The ignition device of this embodiment is basically the same as that of the first embodiment, except for the difference that
Is charged from a high voltage power supply 14 provided for charging the ignition capacitor 12.
【００７０】即ち、本実施例の点火装置においては、放
電用コンデンサ２２が逆流防止用のダイオード２８を介
して、高電圧電源１４の電圧出力経路に接続されてお
り、放電用コンデンサ２２は、高電圧電源１４により、
所定電圧まで充電される。このように構成された本実施
例の点火装置によれば、図２（ｂ）から明らかなよう
に、上記第１実施例の点火装置と同様に動作し、同様の
効果を得ることができる。そして、特に本実施例の点火
装置によれば、放電用コンデンサ２２の充電専用に高電
圧電源２０を別途設ける必要がないので、第１実施例の
点火装置に比べて、装置構成を簡単にすることができ
る。That is, in the ignition device of the present embodiment, the discharging capacitor 22 is connected to the voltage output path of the high-voltage power supply 14 via the diode 28 for preventing backflow. By the voltage power supply 14,
The battery is charged to a predetermined voltage. According to the ignition device of the present embodiment configured as described above, as apparent from FIG. 2B, it operates in the same manner as the ignition device of the first embodiment, and the same effects can be obtained. In particular, according to the ignition device of the present embodiment, it is not necessary to separately provide the high-voltage power supply 20 exclusively for charging the discharge capacitor 22, so that the device configuration is simplified as compared with the ignition device of the first embodiment. be able to.
【００７１】［第３実施例］図３は、第３実施例の点火
装置の構成（ａ）及びその動作（ｂ）を表す説明図であ
る。本実施例の点火装置は、装置構成をより簡単にする
ために、第２実施例の点火装置から放電用コンデンサ２
２及びダイオード２８を削除し、点火用コンデンサ１２
を放電用コンデンサとして利用するようにしたものであ
る。[Third Embodiment] FIG. 3 is an explanatory diagram showing the configuration (a) and operation (b) of an ignition device according to a third embodiment. The ignition device of the present embodiment is different from the ignition device of the second embodiment in that the discharging capacitor 2
2 and the diode 28 are deleted, and the ignition capacitor 12 is removed.
Is used as a discharging capacitor.
【００７２】つまり、本実施例では、点火用コンデンサ
１２が、抵抗２４、ダイオード２６を介して、点火プラ
グ２に直接接続されている。そして、制御装置１０は、
パワートランジスタ８を下記のように制御することによ
り、点火用コンデンサ１２を本発明の放電用コンデンサ
として機能させる。That is, in this embodiment, the ignition capacitor 12 is directly connected to the ignition plug 2 via the resistor 24 and the diode 26. Then, the control device 10
By controlling the power transistor 8 as described below, the ignition capacitor 12 functions as the discharge capacitor of the present invention.
【００７３】即ち、図３（ｂ）に示すように、制御装置
１０は、第１実施例及び第２実施例のものと同様、内燃
機関の点火タイミング（時点ｎ１）で、パワートランジ
スタ８をオンして、点火プラグ２の電極間に火花放電を
発生させるが、この火花放電に伴い、点火用コンデンサ
１２の電圧が所定電圧まで低下すると（時点ｔ２）、パ
ワートランジスタ８をオフさせる。That is, as shown in FIG. 3B, the control device 10 turns on the power transistor 8 at the ignition timing (time point n1) of the internal combustion engine, as in the first and second embodiments. Then, a spark discharge is generated between the electrodes of the ignition plug 2. When the voltage of the ignition capacitor 12 decreases to a predetermined voltage due to the spark discharge (time t2), the power transistor 8 is turned off.
【００７４】そして、この時、点火用コンデンサ１２に
は、まだ電気エネルギが残っているので、点火プラグ２
には、抵抗２４、ダイオード２６を介して、点火用コン
デンサ１２から電流が供給されることになり、点火用コ
ンデンサ１２は、上記各実施例の放電用コンデンサ２２
と同様に機能することになる。At this time, since electric energy still remains in the ignition capacitor 12, the ignition plug 2
Is supplied from the ignition capacitor 12 via the resistor 24 and the diode 26, and the ignition capacitor 12 is connected to the discharge capacitor 22 of each of the above embodiments.
Will work in the same way.
【００７５】よって、本実施例の点火装置によれば、第
１実施例或いは第２実施例の点火装置と同等の機能を、
より構成の少ない点火装置にて実現できることになり、
装置構成を簡単にして、点火装置の小型化、或いはコス
トダウンを図ることができる。Therefore, according to the ignition device of the present embodiment, functions equivalent to those of the ignition device of the first embodiment or the second embodiment are provided.
It can be realized with an ignition device with a smaller configuration,
It is possible to simplify the device configuration and reduce the size or cost of the ignition device.
【００７６】尚、制御装置１０は、点火用コンデンサ１
２の電圧が所定電圧まで低下した時点（ｎ２）でパワー
トランジスタ８をオフさせるが、このオフタイミング
は、パワートランジスタ８オン後の経過時間を監視する
ことにより、設定するようにしても良く、或いは、制御
装置１０側で点火用コンデンサ１２の電圧を監視し、そ
の電圧が実際に設定電圧まで低下したとき、パワートラ
ンジスタ８をオフするようにしても良い。The control device 10 controls the ignition capacitor 1
The power transistor 8 is turned off at the time (n2) when the voltage of the power transistor 2 drops to the predetermined voltage. The off timing may be set by monitoring the elapsed time after the power transistor 8 is turned on, or Alternatively, the control device 10 may monitor the voltage of the ignition capacitor 12 and turn off the power transistor 8 when the voltage actually decreases to the set voltage.
【００７７】［第４実施例］図４は、第４実施例の点火
装置の構成（ａ）及びその動作（ｂ）を表す説明図であ
る。本実施例の点火装置は、第３実施例の点火装置を更
に改良し、点火プラグ２の放電時間を制御装置１０側で
制御できるようにしたものである。[Fourth Embodiment] FIG. 4 is an explanatory diagram showing the configuration (a) and operation (b) of an ignition device according to a fourth embodiment. The ignition device of the present embodiment is a further improvement of the ignition device of the third embodiment, in which the discharge time of the ignition plug 2 can be controlled on the control device 10 side.
【００７８】まず、本実施例の点火装置においては、点
火コイル６の一次巻線Ｌ１と二次巻線Ｌ２とが一端で互
いに接続されており、一次巻線Ｌ１の他端はグランドに
接地され、二次巻線Ｌ２の他端は点火プラグ２に接続さ
れている。そして、パワートランジスタ８は、点火用コ
ンデンサ１２から、点火コイル６の一次巻線Ｌ１と二次
巻線Ｌ２との接続点に電流を流し込むようにされてい
る。First, in the ignition device of this embodiment, the primary winding L1 and the secondary winding L2 of the ignition coil 6 are connected to each other at one end, and the other end of the primary winding L1 is grounded. The other end of the secondary winding L2 is connected to the ignition plug 2. The power transistor 8 is configured to supply a current from the ignition capacitor 12 to a connection point between the primary winding L1 and the secondary winding L2 of the ignition coil 6.
【００７９】このためパワートランジスタ８の保護用の
ダイオードＤ０は、パワートランジスタ８がオンからオ
フへと切り換えられた際に、パワートランジスタ８と点
火コイル６との接続点がグランド電位よりも低い負電圧
となるのを防止するために（換言すればパワートランジ
スタ８の２つの出力端子間（図ではコレクタ−エミッタ
間）に高電圧が印加されるのを防止するために）、アノ
ードがグランドに接地され、カソードがパワートランジ
スタ８と点火コイル６との接続点に接続されている。ま
た、点火用コンデンサ１２の正極側は、放電終了タイミ
ング設定用のトランジスタ３０、及び、ダイオード２６
を介して、点火プラグ２に接続されている。For this reason, when the power transistor 8 is switched from on to off, the connection point between the power transistor 8 and the ignition coil 6 has a negative voltage lower than the ground potential when the power transistor 8 is switched from on to off. (In other words, to prevent a high voltage from being applied between the two output terminals of the power transistor 8 (in the figure, between the collector and the emitter)), the anode is grounded to the ground. , The cathode is connected to a connection point between the power transistor 8 and the ignition coil 6. The positive electrode side of the ignition capacitor 12 is provided with a transistor 30 for setting a discharge end timing and a diode 26.
Is connected to the ignition plug 2.
【００８０】そして、制御装置１０は、図４（ｂ）に示
すように、内燃機関の点火タイミング（時点ｎ１）で、
パワートランジスタ８、及び、放電終了タイミング設定
用のトランジスタ３０を同時にオンすることにより、点
火プラグ２の電極間に火花放電を発生させ、その後、点
火用コンデンサ１２の電圧が所定電圧まで低下した（時
点ｔ２）で、パワートランジスタ８をオフすることで、
点火用コンデンサ１２に蓄積された電気エネルギを、ト
ランジスタ３０、ダイオード２６を介して、点火プラグ
２に送り込む。従って、点火用コンデンサ１２は、第３
実施例の点火装置と同様に、放電用コンデンサとしても
機能することになる。Then, as shown in FIG. 4B, the control device 10 sets the ignition timing of the internal combustion engine (time point n1).
By turning on the power transistor 8 and the transistor 30 for setting the discharge end timing at the same time, a spark discharge is generated between the electrodes of the ignition plug 2 and thereafter the voltage of the ignition capacitor 12 decreases to a predetermined voltage (time point). At t2), by turning off the power transistor 8,
The electric energy stored in the ignition capacitor 12 is sent to the ignition plug 2 via the transistor 30 and the diode 26. Therefore, the ignition capacitor 12 is connected to the third
Like the ignition device of the embodiment, it also functions as a discharge capacitor.
【００８１】また、制御装置１０は、点火用コンデンサ
１２を放電用コンデンサとして機能させて、遷移領域若
しくはアーク放電領域での火花放電を継続させるが、そ
の後更に所定の放電時間が経過すると（時点ｎ３）、ト
ランジスタ３０をオフして、点火用コンデンサ１２から
点火プラグ２への電流供給を遮断する。この結果、点火
用コンデンサ１２の火花放電は、強制的に終了され、点
火用コンデンサ１２には、トランジスタ３０を制御しな
い場合に比べて、多くの電気エネルギが残ることにな
る。The control device 10 causes the ignition capacitor 12 to function as a discharge capacitor to continue the spark discharge in the transition region or the arc discharge region. However, when a predetermined discharge time further elapses (time point n3). ), The transistor 30 is turned off, and the current supply from the ignition capacitor 12 to the spark plug 2 is cut off. As a result, the spark discharge of the ignition capacitor 12 is forcibly terminated, and more electric energy remains in the ignition capacitor 12 than when the transistor 30 is not controlled.
【００８２】そして、このように構成された本実施例の
点火装置によれば、点火プラグ２の火花放電開始後、点
火用コンデンサ１２から点火プラグ２へと混合気の着火
に不要な電流が流れ続けるのを防止できる。 ［第５実施例］図５は、第５実施例の点火装置の構成を
表す説明図である。According to the ignition device of this embodiment thus configured, after the spark discharge of the ignition plug 2 starts, an unnecessary current flows from the ignition capacitor 12 to the ignition plug 2 for igniting the air-fuel mixture. It can be prevented from continuing. [Fifth Embodiment] FIG. 5 is an explanatory diagram showing a configuration of an ignition device according to a fifth embodiment.
【００８３】本実施例の点火装置は、上述した第１実施
例〜第４実施例のものとは異なり、本発明を、図１４に
示したフルトラ点火装置に適用したものである。そし
て、この点火装置は、従来のものと同様、点火プラグ２
に印加する点火用高電圧を発生するための点火コイル６
を備え、制御装置１０が、点火プラグ２を火花放電させ
る点火タイミングの前に、直流電源（バッテリ）４から
点火コイル６の一次巻線Ｌ１への通電経路上に設けられ
たパワートランジスタ８をオンして、点火コイル６の一
次巻線Ｌ１に電流を流し、その後の点火タイミングで、
パワートランジスタ８をオフすることで、点火コイル６
の二次巻線Ｌ２に点火用高電圧を発生させる。The igniter of this embodiment is different from those of the first to fourth embodiments described above in that the present invention is applied to the full tiger igniter shown in FIG. This ignition device is, like the conventional one, a spark plug 2
Coil 6 for generating a high ignition voltage applied to the
The control device 10 turns on the power transistor 8 provided on the power supply path from the DC power supply (battery) 4 to the primary winding L1 of the ignition coil 6 before the ignition timing for spark discharge of the ignition plug 2. Then, a current is supplied to the primary winding L1 of the ignition coil 6, and at the subsequent ignition timing,
By turning off the power transistor 8, the ignition coil 6
A high voltage for ignition is generated in the secondary winding L2.
【００８４】また、本実施例の点火装置には、第１実施
例の点火装置と同様、ＤＣーＤＣコンバータからなる高
電圧電源２０により充電される放電用コンデンサ２２が
備えられており、この放電用コンデンサ２２に蓄積され
た電気エネルギを、電流制限手段としての抵抗２４、及
び、ダイオード２６を介して、点火プラグ２に流し込む
ようにされている。Further, the ignition device of this embodiment is provided with a discharge capacitor 22 which is charged by a high-voltage power supply 20 composed of a DC-DC converter, similarly to the ignition device of the first embodiment. The electric energy stored in the storage capacitor 22 is allowed to flow into the ignition plug 2 via a resistor 24 as current limiting means and a diode 26.
【００８５】そして、点火コイル６の二次巻線Ｌ２から
点火プラグ２に至る電流経路には、放電用コンデンサ２
２側から二次巻線Ｌ２へと電流が流れ込むのを防止する
逆流防止ダイオードが設けられている。本実施例の点火
装置においては、高電圧電源２０による放電用コンデン
サ２２の充電電圧、及び、放電用コンデンサ２２の容量
は、第１実施例のものと同様に設定されており、点火コ
イル６の一次側に設けられる点火用高電圧発生手段（つ
まりフルトラ点火装置）には、従来技術で説明したよう
に、点火プラグ２の火花放電時の放電領域をグロー放電
領域から遷移放電領域へと移行させることのできる一般
的なフルトラ点火装置が使用されている。The current path from the secondary winding L2 of the ignition coil 6 to the ignition plug 2
A backflow prevention diode for preventing a current from flowing from the second side to the secondary winding L2 is provided. In the ignition device of the present embodiment, the charging voltage of the discharging capacitor 22 by the high-voltage power supply 20 and the capacity of the discharging capacitor 22 are set in the same manner as in the first embodiment. As described in the related art, the ignition high voltage generating means (i.e., the full tiger ignition device) provided on the primary side shifts the discharge region of the spark plug 2 during spark discharge from the glow discharge region to the transition discharge region. A common full tiger igniter that can be used is used.
【００８６】従って、本実施例の点火装置においても、
第１実施例の点火装置と同様の効果を得ることができ
る。 ［第６実施例］図６は、第６実施例の点火装置の構成を
表す説明図である。Therefore, also in the ignition device of this embodiment,
The same effect as the ignition device of the first embodiment can be obtained. Sixth Embodiment FIG. 6 is an explanatory diagram showing the configuration of an ignition device according to a sixth embodiment.
【００８７】本実施例の点火装置は、上述した第５実施
例と同様に、本発明をフルトラ点火装置に適用したもの
である。そして、第５実施例の点火装置と異なる点は、
点火コイル６の二次巻線として、点火用の二次巻線Ｌ２
に加えて、充電用二次巻線Ｌ３を設け、この充電用二次
巻線Ｌ３を、放電用コンデンサ２２を充電する高電圧電
源として利用する点である。The igniter of this embodiment is one in which the present invention is applied to a full tiger igniter, as in the above-described fifth embodiment. The difference from the ignition device of the fifth embodiment is that
As a secondary winding of the ignition coil 6, a secondary winding L2 for ignition is used.
In addition, a secondary winding L3 for charging is provided, and the secondary winding L3 for charging is used as a high-voltage power supply for charging the discharging capacitor 22.
【００８８】つまり、本実施例の点火装置は、点火コイ
ル６の鉄心に充電用二次巻線Ｌ３を巻回しておき、一次
巻線Ｌ１への通電遮断時に充電用二次巻線Ｌ３に発生し
た高電圧を、遅延手段としてのインダクタンス３４を介
して、放電用コンデンサ２２に印加することにより、放
電用コンデンサ２２を充電するようにされている。That is, in the ignition device of the present embodiment, the charging secondary winding L3 is wound around the iron core of the ignition coil 6, and is generated in the charging secondary winding L3 when power supply to the primary winding L1 is cut off. The discharged high voltage is applied to the discharging capacitor 22 via the inductance 34 as a delay unit, thereby charging the discharging capacitor 22.
【００８９】従って、本実施例の点火装置によれば、第
５実施例の点火装置と同様の効果が得られるだけでな
く、放電用コンデンサ２２を所望電圧まで充電するため
に、ＤＣ−ＤＣコンバータ等からなる充電専用の高電圧
電源を設ける必要がないので、比較的安価に実現できる
という効果がある。Therefore, according to the igniter of this embodiment, not only the same effects as those of the igniter of the fifth embodiment are obtained, but also the DC-DC converter is used to charge the discharge capacitor 22 to a desired voltage. Since there is no need to provide a high-voltage power supply dedicated to charging, such as that described above, there is an effect that it can be realized at relatively low cost.
【００９０】また、高電圧電源として機能する充電用二
次巻線Ｌ３は、点火コイル６に一体的に組み付けられる
ことから、別途受電用の高電圧電源を用いる場合に比べ
て、点火装置の部品点数を少なくし、延いては、装置の
小形・軽量化を図ることができる。Further, since the charging secondary winding L3 functioning as a high-voltage power supply is integrally assembled with the ignition coil 6, the components of the ignition device are different from the case where a separate high-voltage power supply is used. The number of points can be reduced, and the size and weight of the device can be reduced.
【００９１】［第７実施例］図７は、第７実施例の点火
装置の構成を表す説明図である。本実施例の点火装置
は、上述した第５実施例と同様に、本発明をフルトラ点
火装置に適用したものである。そして、第５実施例の点
火装置と異なる点は、高電圧電源２０から放電用コンデ
ンサ２２に出力される充電用の高電圧を、制御装置１０
にて制御するようにした点である。[Seventh Embodiment] FIG. 7 is an explanatory diagram showing the configuration of an ignition device according to a seventh embodiment. The igniter of this embodiment is one in which the present invention is applied to a full tiger igniter, as in the fifth embodiment described above. The difference from the ignition device of the fifth embodiment is that the high voltage for charging output from the high voltage power supply 20 to the discharging capacitor 22 is controlled by the control device 10.
This is the point that is controlled by.
【００９２】つまり、本実施例では、制御装置１０が、
本発明の電圧制御手段として機能し、図８（ａ）、
（ｂ）、（ｃ）に示す如きマップを用いて、現在の内燃
機関の運転状態ＮＥ，Ｑ、バッテリ電圧＋Ｂ、若しく
は、内燃機関の冷却水温ＴＨＷに基づき、高電圧電源２
０の目標出力電圧を設定し、高電圧電源２０の出力電圧
がその設定した目標出力電圧となるように、高電圧電源
２０を制御する。That is, in this embodiment, the control device 10
It functions as the voltage control means of the present invention, and
Using the maps as shown in (b) and (c), the high-voltage power supply 2 based on the current operating state NE, Q of the internal combustion engine, the battery voltage + B, or the cooling water temperature THW of the internal combustion engine.
A target output voltage of 0 is set, and the high voltage power supply 20 is controlled so that the output voltage of the high voltage power supply 20 becomes the set target output voltage.
【００９３】この結果、本実施例の点火装置によれば、
放電用コンデンサ２２に蓄積される電気エネルギを、そ
のときの内燃機関の運転状態、バッテリ電圧＋Ｂ、若し
くは冷却水温ＴＨＷに応じて、最適に制御できることに
なり、混合気の着火性をより向上することが可能とな
る。As a result, according to the ignition device of this embodiment,
The electric energy stored in the discharge capacitor 22 can be optimally controlled according to the operating state of the internal combustion engine at that time, the battery voltage + B, or the cooling water temperature THW, and the ignitability of the air-fuel mixture is further improved. Becomes possible.
【００９４】尚、図８（ａ）に示すマップは、内燃機関
の回転数ＮＥと吸入空気量Ｑとに基づき、内燃機関の運
転状態（具体的には、負荷Ｑ／ＮＥ）に対応した高電圧
電源２０の出力電圧を設定するための２次元マップを表
している。また、図８（ｃ）に示すマップは、冷却水温
ＴＨＷを高いときには、ＯＦＦ、つまり、高電圧電源２
０からの高電圧の停止して、放電用コンデンサ２２の充
電を停止するようになっている。これは、冷却水温ＴＨ
Ｗが充分高い場合には、混合気が着火し易いので、この
ような条件下では、放電用コンデンサ２２への充電を中
止して、消費電力を低減するためである。The map shown in FIG. 8A is based on the rotational speed NE and the intake air amount Q of the internal combustion engine, and shows a high level corresponding to the operating state of the internal combustion engine (specifically, load Q / NE). 2 shows a two-dimensional map for setting the output voltage of the voltage power supply 20. The map shown in FIG. 8C is OFF when the cooling water temperature THW is high, that is, the high-voltage power supply 2
By stopping the high voltage from 0, the charging of the discharging capacitor 22 is stopped. This is the cooling water temperature TH
If W is sufficiently high, the air-fuel mixture is likely to ignite. Under such conditions, charging of the discharge capacitor 22 is stopped to reduce power consumption.
【００９５】ここで、高電圧電源２０から放電用コンデ
ンサ２２に出力される電圧を制御するには、必ずしも、
高電圧電源２０の動作を制御する必要はなく、図７に二
点鎖線で示すように、高電圧電源２０から放電用コンデ
ンサ２２に至る充電経路上にスイッチ３６を設け、この
スイッチ３６をデューティ駆動することによって、放電
用コンデンサ２２に流れ込む電流（延いては、放電用コ
ンデンサ２２の充電電圧）を制御するようにしても良
い。Here, in order to control the voltage output from the high-voltage power supply 20 to the discharging capacitor 22,
There is no need to control the operation of the high-voltage power supply 20, and a switch 36 is provided on the charging path from the high-voltage power supply 20 to the discharging capacitor 22 as shown by a two-dot chain line in FIG. By doing so, the current flowing into the discharging capacitor 22 (and hence the charging voltage of the discharging capacitor 22) may be controlled.
【００９６】［第８実施例］図９は、第８実施例の点火
装置の構成を表す説明図である。本実施例の点火装置
は、上述した第５実施例と同様に、本発明をフルトラ点
火装置に適用したものである。そして、第５実施例の点
火装置と異なる点は、高電圧電源２０として、放電用コ
ンデンサ２２を所望の電圧まで充電可能な高電圧バッテ
リを用い、その高電圧バッテリ（高電圧電源２０）から
放電用コンデンサ２２への充電経路上に、電流制限用の
抵抗３８を設けた点である。[Eighth Embodiment] FIG. 9 is an explanatory diagram showing the configuration of an ignition device according to an eighth embodiment. The ignition device of this embodiment is one in which the present invention is applied to a full tiger ignition device, as in the fifth embodiment described above. The difference from the ignition device of the fifth embodiment is that a high-voltage battery capable of charging the discharge capacitor 22 to a desired voltage is used as the high-voltage power supply 20, and the high-voltage battery (high-voltage power supply 20) discharges from the high-voltage battery. In that a current limiting resistor 38 is provided on the charging path to the capacitor 22.
【００９７】即ち、高電圧バッテリをそのまま放電用コ
ンデンサ２２に接続すると、高電圧バッテリ（高電圧電
源２０）は、ダイオード２６を介して点火プラグ２に接
続されることになるので、点火プラグ２に流れ込む電流
を制限することができなくなる。That is, if the high-voltage battery is directly connected to the discharging capacitor 22, the high-voltage battery (high-voltage power supply 20) is connected to the ignition plug 2 via the diode 26. It becomes impossible to limit the flowing current.
【００９８】このため、本実施例では、高電圧バッテリ
（高電圧電源２０）から放電用コンデンサ２２に至る充
電電流経路に電流制限用の抵抗３８を設けて、高電圧バ
ッテリ（高電圧電源２０）から放電用コンデンサ２２に
流れる電流を、点火プラグ２の火花放電時の電極間電圧
が高電圧バッテリの出力電圧であるときに流れる放電電
流以下に制限するようにしているのである。For this reason, in this embodiment, a current limiting resistor 38 is provided in the charging current path from the high-voltage battery (high-voltage power supply 20) to the discharging capacitor 22, and the high-voltage battery (high-voltage power supply 20) Thus, the current flowing through the discharge capacitor 22 is limited to the discharge current flowing when the voltage between the electrodes during spark discharge of the spark plug 2 is the output voltage of the high-voltage battery.
【００９９】よって、本実施例の点火装置においても、
第５実施例の点火装置と同様の効果を得ることができ
る。 ［第９実施例］図１０は、第９実施例の点火装置の構成
を表す説明図である。Therefore, also in the ignition device of this embodiment,
The same effect as the ignition device of the fifth embodiment can be obtained. Ninth Embodiment FIG. 10 is an explanatory diagram showing the configuration of an ignition device according to a ninth embodiment.
【０１００】本実施例の点火装置は、多気筒内燃機関用
の点火装置であり、内燃機関の第１気筒から第４気筒に
は、夫々、点火用高電圧を発生するための点火コイル
６、点火コイル６の二次巻線Ｌ２に発生した点火用高電
圧を点火プラグ２に印加する逆流防止用のダイオード３
２が設けられている。The ignition device of this embodiment is an ignition device for a multi-cylinder internal combustion engine, and an ignition coil 6 for generating a high voltage for ignition is provided in each of the first to fourth cylinders of the internal combustion engine. A diode 3 for preventing backflow for applying a high voltage for ignition generated in a secondary winding L2 of an ignition coil 6 to a spark plug 2
2 are provided.
【０１０１】一方、本実施例の点火装置には、各気筒共
通の高電圧電源２０、放電用コンデンサ２２が設けられ
ており、この放電用コンデンサ２２と、各気筒の点火プ
ラグ２とは、夫々、ダイオード２６を介して接続されて
いる。尚、高電圧電源、放電用コンデンサ２２、ダイオ
ード２６の機能は、既に説明した実施例のものと同じで
ある。また、図１０では、点火コイル６の一次側に設け
られるべき点火用高電圧発生手段については省略されて
いるが、ここには、既に説明したＣＤＩ点火装置を実現
する回路を接続しても良く、或いは、フルトラ点火装置
を実現する回路を接続してもよい。On the other hand, the ignition device of the present embodiment is provided with a high-voltage power supply 20 and a discharge capacitor 22 common to each cylinder. The discharge capacitor 22 and the ignition plug 2 of each cylinder are connected to each other. , And a diode 26. The functions of the high-voltage power supply, the discharging capacitor 22, and the diode 26 are the same as those of the embodiment described above. Further, in FIG. 10, the ignition high voltage generating means to be provided on the primary side of the ignition coil 6 is omitted, but a circuit for realizing the already described CDI ignition device may be connected here. Alternatively, a circuit for realizing a full tiger ignition device may be connected.
【０１０２】そして、このように、多気筒内燃機関にお
いて、各気筒の点火プラグ２に対して、放電用コンデン
サ２２に蓄積された電気エネルギを各気筒毎に設けたダ
イオード２６で分配するようにすれば、各気筒毎に放電
用コンデンサ２２を設ける必要がないので、点火装置の
コストダウンを図ることができる。As described above, in the multi-cylinder internal combustion engine, the electric energy stored in the discharge capacitor 22 is distributed to the spark plug 2 of each cylinder by the diode 26 provided for each cylinder. For example, since it is not necessary to provide the discharge capacitor 22 for each cylinder, the cost of the ignition device can be reduced.
【０１０３】また、このような多気筒内燃機関用の点火
システムを構築する場合、図１１に示すように、点火コ
イル６を、各気筒の点火プラグ２に装着可能なケース６
ａ内に組み込み、そのケース６ａを共通の連結部材４０
で互いに連結するようにすれば、複数の点火コイル６を
同時に内燃機関に装着できるので、使い勝手を向上でき
る。When constructing such an ignition system for a multi-cylinder internal combustion engine, as shown in FIG. 11, a case 6 in which an ignition coil 6 can be attached to the ignition plug 2 of each cylinder is provided.
a, and the case 6a is connected to the common connecting member 40.
In this case, the plurality of ignition coils 6 can be mounted on the internal combustion engine at the same time, so that the usability can be improved.
【０１０４】また、図１１に示すように、その連結部材
４０には、放電用コンデンサ２２から各気筒の点火プラ
グ２に電気エネルギを供給するダイオード２６の接続端
子４０ａを形成し、各気筒毎のダイオード２６を連結部
材に一体的に組み付けるようにすれば、より使い勝手を
向上できる。As shown in FIG. 11, a connection terminal 40a of a diode 26 for supplying electric energy from the discharging capacitor 22 to the ignition plug 2 of each cylinder is formed in the connecting member 40, and the connection terminal 40a is provided for each cylinder. If the diode 26 is integrally assembled to the connecting member, usability can be further improved.
【０１０５】また、多気筒内燃機関においては、気筒毎
に着火性能が異なるため、全気筒のうちの何れかは、放
電用コンデンサ２２に蓄積された電気エネルギを送り込
むことなく、所望の着火性能が得られる場合がある。従
って、このような場合には、例えば、図１２に示すよう
に、放電用コンデンサ２２を用いた着火性能の改善が必
要な気筒の点火プラグ２に対してのみ、ダイオード２６
を介して、放電用コンデンサ２２を接続するようにして
も良い。In a multi-cylinder internal combustion engine, the ignition performance differs for each cylinder, so that any one of the cylinders has a desired ignition performance without sending the electric energy stored in the discharge capacitor 22. May be obtained. Therefore, in such a case, for example, as shown in FIG. 12, the diode 26 is provided only for the spark plug 2 of the cylinder in which the ignition performance using the discharge capacitor 22 needs to be improved.
May be connected to the discharging capacitor 22.
【０１０６】［第１０実施例］図１３は、第１０実施例
の点火装置の構成を表す説明図である。この点火装置
は、点火プラグ２に装着可能な筒状のケース６ａ内に、
点火コイル６と、点火コイル６の二次巻線Ｌ２側に発生
した点火用高電圧を点火プラグ２に供給するダイオード
３２（第５実施例参照）と、放電用コンデンサ２２から
点火プラグ２に電流を流すダイオード２６とを、一体的
に組み込み、しかも、これら各ダイオード２６と点火プ
ラグ２とを、点火コイル６の鉄心部６ｂに接続し、この
鉄心部６ｂを介して、点火プラグ２に接続できるように
したものである。[Tenth Embodiment] FIG. 13 is an explanatory diagram showing the configuration of an ignition device according to a tenth embodiment. This ignition device includes a cylindrical case 6a attachable to the ignition plug 2,
The ignition coil 6, a diode 32 for supplying a high ignition voltage generated on the secondary winding L <b> 2 side of the ignition coil 6 to the ignition plug 2 (see the fifth embodiment), and a current flowing from the discharge capacitor 22 to the ignition plug 2 And the ignition plug 2 are connected to the iron core 6b of the ignition coil 6 and can be connected to the ignition plug 2 via the iron core 6b. It is like that.
【０１０７】そして、このように点火コイル６とダイオ
ード２６及び３２とを、点火コイル６のケース内に組み
込むようにすれば、本発明（この場合第５実施例）の点
火装置を内燃機関に容易に組み付けることができるよう
になる。また、点火プラグ２と点火装置との接続には、
点火コイル６の鉄心部６ｂを利用できるので、ダイオー
ド２６を点火プラグ２に接続するためにケース６ａ内で
接続用の配線を引き回す必要がなく、ダイオード一体型
の点火コイルを容易に実現できるようになる。If the ignition coil 6 and the diodes 26 and 32 are incorporated in the case of the ignition coil 6 in this way, the ignition device of the present invention (in this case, the fifth embodiment) can be easily applied to an internal combustion engine. Can be assembled. The connection between the ignition plug 2 and the ignition device is as follows:
Since the iron core 6b of the ignition coil 6 can be used, it is not necessary to route the connection wiring in the case 6a to connect the diode 26 to the ignition plug 2, so that a diode-integrated ignition coil can be easily realized. Become.
【０１０８】以上、本発明の実施例を説明したが、本発
明は上記実施例に限定されるものではなく種々の態様を
採ることができる。The embodiments of the present invention have been described above. However, the present invention is not limited to the above-described embodiments, and can take various forms.
【図１】 第１実施例の点火装置の構成及び動作を表す
説明図である。FIG. 1 is an explanatory diagram illustrating a configuration and an operation of an ignition device according to a first embodiment.
【図２】 第２実施例の点火装置の構成及び動作を表す
説明図である。FIG. 2 is an explanatory diagram illustrating a configuration and an operation of an ignition device according to a second embodiment.
【図３】 第３実施例の点火装置の構成及び動作を表す
説明図である。FIG. 3 is an explanatory diagram illustrating a configuration and an operation of an ignition device according to a third embodiment.
【図４】 第４実施例の点火装置の構成及び動作を表す
説明図である。FIG. 4 is an explanatory diagram illustrating a configuration and an operation of an ignition device according to a fourth embodiment.
【図５】 第５実施例の点火装置の構成を表す説明図で
ある。FIG. 5 is an explanatory diagram illustrating a configuration of an ignition device according to a fifth embodiment.
【図６】 第６実施例の点火装置の構成を表す説明図で
ある。FIG. 6 is an explanatory diagram illustrating a configuration of an ignition device according to a sixth embodiment.
【図７】 第７実施例の点火装置の構成を表す説明図で
ある。FIG. 7 is an explanatory diagram illustrating a configuration of an ignition device according to a seventh embodiment.
【図８】 第７実施例の点火装置で電圧制御に用いられ
るマップを表す説明図である。FIG. 8 is an explanatory diagram showing a map used for voltage control in the ignition device of the seventh embodiment.
【図９】 第８実施例の点火装置の構成を表す説明図で
ある。FIG. 9 is an explanatory diagram illustrating a configuration of an ignition device according to an eighth embodiment.
【図１０】 第９実施例の点火装置の構成及び動作を表
す説明図である。FIG. 10 is an explanatory diagram illustrating a configuration and an operation of an ignition device according to a ninth embodiment.
【図１１】 第９実施例の点火装置にて用いられる点火
コイルの構成例を表す説明図である。FIG. 11 is an explanatory diagram illustrating a configuration example of an ignition coil used in an ignition device according to a ninth embodiment.
【図１２】 第９実施例の変形例を表す説明図である。FIG. 12 is an explanatory diagram showing a modification of the ninth embodiment.
【図１３】 第１０実施例の点火装置の構成を表す説明
図である。FIG. 13 is an explanatory diagram illustrating a configuration of an ignition device according to a tenth embodiment.
【図１４】 従来のフルトラ点火装置の構成を表す説明
図である。FIG. 14 is an explanatory diagram illustrating a configuration of a conventional full tiger ignition device.
【図１５】 従来のＣＤＩ点火装置の構成を表す説明図
である。FIG. 15 is an explanatory diagram illustrating a configuration of a conventional CDI ignition device.
【図１６】 ＣＤＩ点火方式及びフルトラ点火方式で実
現可能な放電時間及び放電電流を表す説明図である。FIG. 16 is an explanatory diagram showing a discharge time and a discharge current that can be realized by the CDI ignition method and the full tiger ignition method.
【図１７】 点火プラグの放電特性を表す説明図であ
る。FIG. 17 is an explanatory diagram showing discharge characteristics of a spark plug.
【図１８】 点火プラグの放電特性と陰極温度及び熱電
子との関係を表す説明図である。FIG. 18 is an explanatory diagram showing a relationship between discharge characteristics of a spark plug, a cathode temperature, and thermoelectrons.
【図１９】 グロー放電及びアーク放電で生じるプラズ
マの密度を表す説明図である。FIG. 19 is an explanatory diagram showing the density of plasma generated by glow discharge and arc discharge.
【図２０】 グロー放電及びアーク放電での放電電流に
よる仕事率を表す説明図である。FIG. 20 is an explanatory diagram showing a power according to a discharge current in glow discharge and arc discharge.
【図２１】 グロー放電及びアーク放電におけるプラズ
マの温度を表す説明図である。FIG. 21 is an explanatory diagram showing plasma temperature in glow discharge and arc discharge.
【図２２】 グロー放電及びアーク放電におけるプラズ
マと燃料分子との衝突確率を表す説明図である。FIG. 22 is an explanatory diagram showing the probability of collision between plasma and fuel molecules in glow discharge and arc discharge.
２…点火プラグ、６…点火コイル、６ａ…ケース、６ｂ
…鉄心部、８…パワートランジスタ、１０…制御装置、
１２…点火用コンデンサ、１４，２０…高電圧電源、２
２…放電用コンデンサ、２４…抵抗、２６…ダイオー
ド、４０…連結部材。2: ignition plug, 6: ignition coil, 6a: case, 6b
... iron core, 8 ... power transistor, 10 ... control device,
12: ignition capacitor, 14, 20: high-voltage power supply, 2
2 ... discharge capacitor, 24 ... resistor, 26 ... diode, 40 ... connecting member.
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｆ０２Ｐ 3/08 Ｆ０２Ｐ 3/08 ３０１Ｅ 15/10 ３０２ 15/10 ３０２Ｚ (72)発明者 松井 武 愛知県刈谷市昭和町１丁目１番地 株式会 社デンソー内 Ｆターム(参考） 3G019 BA02 BA03 BB09 EA01 FA02 FA04 FA05 GA05 GA07 GA11──────────────────────────────────────────────────の Continued on the front page (51) Int.Cl. 7 Identification symbol FI Theme coat ゛ (Reference) F02P 3/08 F02P 3/08 301E 15/10 302 15/10 302Z (72) Inventor Takeshi Matsui Kariya, Aichi 1-1-1, Showa-cho, Ichigo F-term in DENSO Corporation (reference) 3G019 BA02 BA03 BB09 EA01 FA02 FA04 FA05 GA05 GA07 GA11
Claims (15)
制御することにより、所定の点火タイミングで前記点火
コイルの二次巻線に点火用高電圧を発生させ、該点火用
高電圧により、前記点火コイルの二次巻線に接続された
点火プラグの電極間に火花放電を発生させる点火用高電
圧発生手段と、 高電圧電源により所定電圧まで充電される放電用コンデ
ンサと、 該放電用コンデンサと前記点火プラグとの間に設けられ
たダイオードと、 を備え、前記点火用高電圧発生手段の動作に伴う前記点
火プラグの火花放電時に前記点火プラグの電極間電圧が
前記放電用コンデンサの充電電圧まで低下した際、前記
ダイオードを介して前記放電用コンデンサに蓄積された
電気エネルギを前記点火プラグに送り込むよう構成され
た内燃機関の点火装置であって、 前記点火用高電圧発生手段は、前記点火プラグに対し
て、 前記点火プラグの放電領域をグロー放電領域から該グロ
ー放電領域とアーク放電領域との間の遷移領域へと移行
させるのに要するグロー放電最大電圧Ｖａ及びグロー放
電最大電流Ｉａ、よりも大きい電圧Ｖ１max 及び電流Ｉ
１max を供給可能に構成され、 前記高電圧電源による前記放電用コンデンサの充電電圧
及び前記放電用コンデンサの容量は、 前記放電用コンデンサから前記点火プラグに対して、前
記点火プラグの放電領域を前記遷移領域から前記アーク
領域へと移行させるのに要する遷移領域最低電圧Ｖｂ及
び遷移領域最大電流Ｉｂ、よりも大きい電圧Ｖ２max 及
び電流Ｉ２maxを供給可能で、 しかも、前記放電用コンデンサが前記ダイオードを介し
て前記点火プラグへの放電を開始する直前（時点ｔ１）
の前記点火プラグの電極間電圧Ｖ１(t1)及び放電電流Ｉ
１（t1）が、前記グロー最大電圧Ｖａ及びグロー最大電
流Ｉａに対して、Ｖ１（t1）＜Ｖａ、Ｉ１（t1）＞Ｉａ
となり、 前記放電用コンデンサが前記点火プラグへの放電を終了
した直後（時点ｔ２）の前記点火プラグの電極間電圧Ｖ
１(t2)及び放電電流Ｉ１（t2）が、夫々、前記グロー最
大電圧Ｖａ及びグロー最大電流Ｉａ並びに前記遷移最低
電圧Ｖｂ及び遷移最大電流Ｉｂに対して、Ｖｂ＜Ｖ１(t
2)＜Ｖａ、Ｉｂ＜Ｉ１(t2)＜Ｉａ、 となるように設定されていることを特徴とする内燃機関
の点火装置。An ignition high voltage is generated in a secondary winding of the ignition coil at a predetermined ignition timing by controlling energization / stop of a primary winding of the ignition coil, and the ignition high voltage is generated by the ignition high voltage. An ignition high voltage generating means for generating a spark discharge between electrodes of an ignition plug connected to a secondary winding of the ignition coil; a discharge capacitor charged to a predetermined voltage by a high voltage power supply; And a diode provided between the capacitor and the spark plug. The spark plug of the spark plug accompanying the operation of the ignition high voltage generating means discharges the voltage of the electrode of the spark plug when the spark plug discharges. An ignition device for an internal combustion engine configured to send electric energy stored in the discharge capacitor via the diode to the ignition plug when the voltage drops to a voltage. The ignition high-voltage generating means is configured to control a glow required for the spark plug to shift a discharge region of the spark plug from a glow discharge region to a transition region between the glow discharge region and the arc discharge region. The voltage V1max and the current I larger than the maximum discharge voltage Va and the maximum glow discharge current Ia
1max, and the charging voltage of the discharging capacitor by the high voltage power supply and the capacity of the discharging capacitor are determined by the transition of the discharging region of the ignition plug from the discharging capacitor to the ignition plug. A voltage V2max and a current I2max larger than a transition region minimum voltage Vb and a transition region maximum current Ib required for transition from the region to the arc region can be supplied. Immediately before starting discharge to the ignition plug (time t1)
The voltage V1 (t1) between the electrodes of the spark plug and the discharge current I
1 (t1) is V1 (t1) <Va, I1 (t1)> Ia with respect to the glow maximum voltage Va and the glow maximum current Ia.
Immediately after the discharge capacitor has finished discharging to the ignition plug (time t2), the voltage V between the electrodes of the ignition plug
1 (t2) and the discharge current I1 (t2) are Vb <V1 (t) with respect to the glow maximum voltage Va and the glow maximum current Ia, and the transition minimum voltage Vb and the transition maximum current Ib, respectively.
2) An ignition device for an internal combustion engine, which is set to satisfy Va and Ib <I1 (t2) <Ia.
との間に電流制限手段を設け、該電流制限手段により前
記放電用コンデンサから前記点火プラグに流れる電流を
制限するよう構成したことを特徴とする請求項１記載の
内燃機関の点火装置。2. A current limiting means is provided between the discharge capacitor and the diode, and the current limiting means limits a current flowing from the discharge capacitor to the spark plug. Item 3. An ignition device for an internal combustion engine according to Item 1.
ンデンサと該点火用コンデンサを充電する点火用高電圧
電源とを備え、該点火用コンデンサに蓄積された電気エ
ネルギにて前記点火コイルの一次巻線に電流を流すこと
により、前記点火コイルの二次巻線に前記点火用高電圧
を発生させる容量放電型点火方式の点火装置からなり、 前記点火用高電圧電源は、前記点火用コンデンサに加え
て前記放電用コンデンサに接続されることにより、前記
放電用コンデンサを充電する前記高電圧電源としても機
能することを特徴とする請求項２記載の内燃機関の点火
装置。3. The ignition high-voltage generating means includes an ignition capacitor and an ignition high-voltage power supply for charging the ignition capacitor. The ignition high voltage power supply comprises an ignition capacitor of a capacity discharge type ignition system that generates an ignition high voltage in a secondary winding of the ignition coil by passing a current through a primary winding. 3. The ignition device for an internal combustion engine according to claim 2, wherein the ignition device further functions as the high-voltage power supply that charges the discharge capacitor by being connected to the discharge capacitor.
ンデンサと該点火用コンデンサを充電する点火用高電圧
電源とを備え、該点火用コンデンサに蓄積された電気エ
ネルギにて前記点火コイルの一次巻線に電流を流すこと
により、前記点火コイルの二次巻線に前記点火用高電圧
を発生させる容量放電型点火方式の点火装置からなり、 前記点火用コンデンサは、前記点火コイルの一次巻線に
加えて前記ダイオードを介して前記点火プラグに接続さ
れることにより、前記放電用コンデンサとしても機能す
ることを特徴とする請求項１又は請求項２記載の内燃機
関の点火装置。4. The ignition high-voltage generating means includes an ignition capacitor and an ignition high-voltage power supply for charging the ignition capacitor. The ignition high-voltage power supply means charges the ignition coil with electric energy stored in the ignition capacitor. An ignition device of a capacity discharge type ignition system for generating the high voltage for ignition in a secondary winding of the ignition coil by passing a current through a primary winding, wherein the ignition capacitor is a primary winding of the ignition coil. 3. The ignition device for an internal combustion engine according to claim 1, wherein the ignition device functions as the discharge capacitor by being connected to the ignition plug via the diode in addition to a wire. 4.
電圧電源の出力電圧を制御する電圧制御手段を備えたこ
とを特徴とする請求項１又は請求項２記載の内燃機関の
点火装置。5. The ignition device for an internal combustion engine according to claim 1, further comprising voltage control means for controlling an output voltage of said high-voltage power supply for charging said discharge capacitor.
出力電圧を内燃機関の運転状態に応じて制御することを
特徴とする請求項５記載の内燃機関の点火装置。6. The ignition device for an internal combustion engine according to claim 5, wherein said voltage control means controls an output voltage of said high voltage power supply according to an operation state of the internal combustion engine.
出力電圧を当該点火装置に電源供給を行う外部電源の電
圧に応じて制御することを特徴とする請求項５又は請求
項６記載の内燃機関の点火装置。7. The voltage control means according to claim 5, wherein said voltage control means controls an output voltage of said high-voltage power supply in accordance with a voltage of an external power supply for supplying power to said ignition device. An ignition device for an internal combustion engine.
出力電圧を内燃機関の冷却水温に応じて制御することを
特徴とする請求項５〜請求項７何れか記載の内燃機関の
点火装置。8. The ignition device for an internal combustion engine according to claim 5, wherein said voltage control means controls an output voltage of said high voltage power supply according to a cooling water temperature of the internal combustion engine. .
ンサを充電する高電圧電源として機能する充電用二次巻
線が備えられ、 前記放電用コンデンサは、前記点火タイミングで前記充
電用二次巻線に発生した高電圧が遅延手段を介して印加
されることにより、所定電圧まで充電されることを特徴
とする請求項１又は請求項２記載の内燃機関の点火装
置。9. The ignition coil includes a charging secondary winding that functions as a high-voltage power supply for charging the discharging capacitor. The discharging capacitor is configured to charge the secondary winding at the ignition timing. 3. The ignition device for an internal combustion engine according to claim 1, wherein the line is charged to a predetermined voltage by applying a high voltage generated to the line through a delay unit.
圧電源は、高電圧バッテリからなり、 該高電圧バッテリから前記放電用コンデンサに至る充電
電流経路には、前記高電圧バッテリから前記放電用コン
デンサに流れる電流を、前記点火プラグの火花放電時の
電極間電圧が高電圧バッテリの出力電圧であるときに流
れる放電電流以下に制限する電流制限手段が設けられて
いることを特徴とする請求項１又は請求項２記載の内燃
機関の点火装置。10. A high-voltage power supply for charging the discharging capacitor includes a high-voltage battery, and a charging current path from the high-voltage battery to the discharging capacitor includes a charging current path from the high-voltage battery to the discharging capacitor. A current limiting means for limiting a flowing current to a discharge current or less when a voltage between electrodes at the time of spark discharge of the spark plug is an output voltage of a high-voltage battery is provided. The ignition device for an internal combustion engine according to claim 2.
多気筒内燃機関の各気筒毎に設けられており、 該各気筒毎に設けられたダイオードは、対応する気筒の
点火プラグに対して、共通の放電用コンデンサから電気
エネルギを送り込むことを特徴とする請求項１〜請求項
１０何れか記載の内燃機関の点火装置。11. The ignition coil and the diode are provided for each cylinder of a multi-cylinder internal combustion engine, and the diode provided for each cylinder provides a common discharge to a spark plug of a corresponding cylinder. The ignition device for an internal combustion engine according to any one of claims 1 to 10, wherein electric energy is sent from a condenser for use.
関の気筒の内、前記放電用コンデンサから電気エネルギ
を送り込むことにより着火性を向上できる気筒に対して
のみ設けられることを特徴とする請求項１１記載の内燃
機関の点火装置。12. The diode according to claim 11, wherein the diode is provided only for a cylinder of the multi-cylinder internal combustion engine which can improve ignitability by sending electric energy from the discharge capacitor. An ignition device for an internal combustion engine according to claim 1.
は、多気筒内燃機関の全気筒分、若しくは、全気筒をグ
ループ分けした気筒グループ毎に、共通の連結部材で互
いに連結されており、前記各ダイオードは、該点火コイ
ルを連結する連結部材に一体的に組み付けられているこ
とを特徴とする請求項１１又は請求項１２記載の内燃機
関の点火装置。13. The ignition coil provided for each cylinder is connected to each other by a common connecting member for all cylinders of a multi-cylinder internal combustion engine or for each cylinder group obtained by grouping all cylinders. 13. The ignition device for an internal combustion engine according to claim 11, wherein each diode is assembled integrally with a connecting member that connects the ignition coil.
一体的に組み付けられていることを特徴とする請求項１
〜請求項１２何れか記載の内燃機関の点火装置。14. The apparatus according to claim 1, wherein the diode is integrally mounted on the ignition coil.
An ignition device for an internal combustion engine according to any one of claims 1 to 12.
イオードの一端は、前記点火コイルの鉄心部を介して、
前記点火プラグに接続され、該点火プラグには、前記点
火コイルの鉄心部を介して放電電流が供給されることを
特徴とする請求項１４記載の内燃機関の点火装置。15. A secondary winding of the ignition coil and one end of the diode are connected via an iron core of the ignition coil.
The ignition device for an internal combustion engine according to claim 14, wherein the ignition plug is connected to the ignition plug, and a discharge current is supplied to the ignition plug via an iron core of the ignition coil.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001132117A JP2002327672A (en) | 2001-04-27 | 2001-04-27 | Ignition device of internal combustion engine |
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