JP2532743B2 - プラズマ電流の流通用の高導電性チャンネルを生成する方法及び装置 - Google Patents

プラズマ電流の流通用の高導電性チャンネルを生成する方法及び装置

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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、内燃エンジン・システムに関し、特にプラ
ズマ点火デバイスに関するものである。
〔従来の技術〕
周知の如く、プラズマ点火という概念は、希薄燃料−
空気混合物で動作する内燃エンジンの能力を改善するも
のであり、燃料節約並びに排気装置の削減による車両コ
ストの低減をもたらすものである。トジー（Tozzi）の
米国特許第4,471,732に記載された如き内燃エンジン用
の低エネルギ・プラズマ点火器は、希薄燃料−空気混合
物の点火に有用な低エネルギ・プラズマを発生する電気
パルス形成回路網を使用している。ハマイ（Hamai）等
の米国特許第4,398,526号に示されているように、従来
のプラズマ点火システムは、プラズマ・エネルギの流通
を促進するため、点火プラグに付加的な電圧の適用を必
要とすることがある。そのハマイの米国特許において
は、高周波振動電圧がプラズマ電流の流通の前にそのス
パーク・プラグに供給され、これによりハマイ等の諸点
火電極で多数のスパークが誘起されるようになってい
る。プラグ点火システムを開示した他の特許および刊行
物として、リー（Lee）等の米国特許第4,739,185号、ハ
ーティグ（Hartig）の米国特許第4,672,928号、イシカ
ワ（Ishikawa）等の米国特許第4,448,181号、エンドー
（Endo）等の米国特許第4,336,801号、ワード（Ward）
等の米国特許第4,317,068号、コーウェル（Cowell）等
の米国特許第3,842,818号、ウォータースン（Waterso
n）等の米国特許第3,842,819号、Society of Automotiv
e Engineers No.760764のフィッツジェラルド（Fitzger
ald）による“内燃エンジン用のパルス式プラズマ点火
器（Pulsed Plasma Ignitor for Internal Combustion
Engines）”、Combustion and Flame Vol.25,P.189にお
けるクレメント（Clement）等の“同軸スパーク点火器
のその実際の使用に重点を置いた研究（An Investigati
on of a Coaxial Spark Igniter with Emphasis on its
Practical Use）”、及びSociety of Automotive Engi
neers No.770355におけるアシク（Asik）等の”自動車
への応用のためのプラズマ・ジェット点火システム設計
（Design of a Plasma Jet Ignition System for Autom
otive Application）”がある。上述のいずれのもの
も、プラズマ流の事象からスパーク事象を非結合にする
何等の手段も備えていない。
概念上、プラズマ流通が生じるようにする為には、高
電圧アークを諸点火電極に供給する。それら電極間の電
圧がそのブレークダウン電圧を一旦越えると、その電極
ギャップ間でアークが確立する時、それら電極間の実電
圧は、略々20,000Vから500〜3,000Vにまで低下する。そ
のプラズマ流通を発生する為には、そのアークの極めて
近くにあるイオン化した分子を、励起状態即ちイオン化
状態へ刺激し、これにより電荷キャリアしたがって電流
流通用の低抵抗経路を供給する。そのスパーク・プラグ
の電極間にそのイオン化経路を形成した後に、１つの電
流パルスをそれら電極に供給し、これによりプラズマ流
通がギャップ間に生じることになる。プラズマ流体ドラ
イバ電子装置の経験上の問題点の１つは、その電子回路
のほとんどの部品が1000V〜3000Vもの高圧に耐える能力
を有しなければならない点である。更に、変圧器巻線お
よびキャパシタのサイズが、そのようなシステムの電流
／電圧要件によって直接に影響を受ける（一般に、変圧
器ボルト−秒容量と呼ばれている）。点火器ギャップの
電極間にプラズマ電流を流すのに必要なサスティン電圧
を低減させるあるデバイスを用いると、結果として回路
要素の電圧許容範囲に関して低コストとなり、プラズマ
流通の誘起用の電力要件に関して高効率となり、また放
射電磁妨害の低減をもたらすプラズマ流通の誘起に必要
な最大電圧の低減はまた、上記ドライバ回路内に必要と
する変圧器の容積又はサイズにも直接影響する。また、
電極即ち点火器ギャップへ上記の電圧と電流を供給する
に必要な諸要素の容積は、変圧器のボルト−秒容量に直
接関連している。
〔発明の要約〕
本発明によるプラズマ電流の流通用の高導電性イオン
化チャンネルを生成する方法は、空気ギャップにより隔
てられた２つの電極の内の１つに高電圧のスパークを供
給するステップと、所定の時間期間だけ遅延するステッ
プと、前記導電性イオン化チャンネルの拡張およびその
チャンネルの抵抗を低下させるために短い持続時間の高
電圧−高電流プレ・プラズマ・パルスを供給するステッ
プと、前記電極間でのメイン・プラズマの流通を誘起す
るために上記の第１の電極に低電圧−高電流メイン・プ
ラズマ信号を供給するステップと、を備えている。
本発明の他の実施例による、本発明のプラズマ電流の
流通用の高導電性イオン化チャンネルを生成するデバイ
スは、第１および第２の電極を有する点火器と、高電圧
信号を前記第１の電極に供給して前記第１の電極から前
記第２の電極への高電圧スパークを誘起する第１の回路
手段と、前記高電圧スパークが前記点火器デバイスの電
極間に形成した後に前記第１の電極にプレ・プラズマ電
流パルスを供給する第２の回路手段と、前記第１および
第２の回路手段に接続しており前記高電圧スパークの発
生後から所定の時間期間だけプレ・プラズマ電流パルス
を遅延させるタイミング制御手段と、前記第１および第
２の回路手段に電力を供給する電力供給手段と、を含ん
でいる。
〔発明の目的〕
本発明は、電極ギャップ間の導電性イオン化チャンネ
ルの生成の際の信号タイミングを制御すること、を目的
とする。
本発明は、プラズマ流通を開始させそして持続させる
のに必要な電圧を低減すること、を目的とする。
本発明は、プラズマ流通を発生するための電圧とボル
ト−秒要件を減少させることにより要素のコストとサイ
ズを低減すること、を目的とする。
本発明の目的と利点とは、以下の記載から明らかにな
る。
〔実施例〕
本発明の原理を理解しやすくするために、図面に示す
実施例を参照し、また特定の用語を用いてそれを説明す
る。しかし、これは本発明の範囲の限定を意図するもの
でなく、従って図示したデバイスにおける代替や修正、
及び図示した発明の原理の更に別の応用は、本発明の属
する技術分野の当業者には普通に出来ると考えられるも
のである。
第１図を参照すると、これには、従来技術によるプラ
ズマ点火システムの電気回路図を示してある。第１図の
この回路は、信号経路14からの典型的には12乃至16ボル
トの直流である低電圧を、プラズマ・チャンネルに電流
を供給するのに必要な高い直流電圧に、変換するDC−DC
コンバーダ12を用いている。典型的には、このDC−DCコ
ンバータの必要電圧は、1000乃至3000ボルトの範囲にあ
る。このプラズマ点火プロセスの初期において、スイッ
チSCR1をロジック制御回路16によってオンにして、キャ
パシタC10をその最終DC−DCコンバータ電圧出力設定点
に充電するようにする。点火及びプラズマ流通が必要な
とき、スイッチSCR2をオンにして、キャパシタC10の電
位を変圧器T10の１次側に供給するようにする。変圧器T
10の２次側の両端電圧は、変圧器T10の内部容量とキャ
パシタC11の容量に因り、正弦波形で増大する。補助ギ
ャップ24間の電圧が空気絶縁をブレークダウンするのに
十分になると、補助ギャップ24は導通し、そしてその後
高電位がプラズマ点火システム10の点火器ギャップ26に
供給される。このプラズマ点火器ギャップ26の空気絶縁
がブレークダウンすると、接地への電気的導通経路がパ
ルス整形インダクタL10を介して形成され、そしてC10が
その蓄積した電荷即ちエネルギの残りを点火器ギャップ
内に対してプラズマ流通の刺激電流として放電する。そ
れらC10とL10は、プラズマ点火器ギャップ内において所
望の減衰状正弦電流パルスを形成するように共振する。
この第１図に示す従来回路の点火システム10における
欠点の１つは、エネルギ蓄積キャパシタC10の充放電の
ために高価な高電圧スイッチを使用している点である。
２つ目の欠点は、補助ギャップ24間およびパルス変圧器
T10内で電力消費が生じることである。この点火器にお
いて0.150ジュールのパルスを生じさせるためには、キ
ャパシタC10は約0.5ジュールを蓄えなければならず、こ
の結果、実効エネルギ効率が30％となる。この効率の不
足は、変圧器T10の２次側における電力消費により説明
されるものである。変圧器T10の１次側と２次側の比を
１対100にするのに必要なその高い巻線比の結果、変圧
器T10の２次巻線にかなり高い抵抗が生じる。
その所望のプラズマ・チャンネル導電率を維持するた
めには、キャパシタC10は、DC−DCコンバータ12で1,000
から3,000ボルトに充電しなければならない。それゆ
え、充電／点弧スイッチSCR1およびSCR2は、少なくとも
3,000ボルトの定格にしなければならない。キャパシタC
10もまた、少なくとも3,000ボルト（3,500ボルトまたは
それ以上の信頼性定格が望ましい）に耐える定格でなけ
ればならない。キャパシタC11（これは、プラズマ点火
ギャップが補助ギャップの導通後に十分低いインピーダ
ンスを持つことを確実にするためにエネルギを蓄積す
る）は、高圧変圧器の２次側に生じる電圧より大きい電
圧定格、すなわち30キロボルトから40キロボルトの範囲
の電圧定格を持たねばならない。第１図の回路の更なる
欠点は、補助ギャップ24の配置である。このギャップ
が、物理的にプラズマ点火ギャップ26の近傍でなくエン
ジン・シリンダの外側に配置されるときは、プラズマが
導通するときの電圧は、シリンダ内のガス圧の変化、ま
たはダーボチャージャーのブースト、あるいはスロット
ル位置に対応しなくなる。その結果、大きなタイミング
変動が生じ、従って、大変保守的な回路は、エンジンの
あらゆる動作条件においてプラズマ流通を確実にするよ
うに設計しなければならない。さらに、補助ギャップ自
身は、このギャップ間の高電流放電により腐食を受けや
すい。この補助ギャップに起因する更なる欠点は、大き
な放射電解が生成されてしまうことであり、これは、本
車両の他の電気システムとの干渉を防ぎまた点火ハザー
ドを避けるために、シールドされねばならない。
自動車用のエンジンは、極めて広い範囲の条件で作動
するものである。例えば、スタートアップ中の空気−燃
料充填動作（回転数／分またはRPMで特徴づけられる）
および燃焼室内の圧力は、例えば部分負荷経済走行また
は全負荷加速の場合とは大きく異なっている。エンジン
の動作状態の３つの異なった組は、効果的な点火源のた
めの要件との関連で説明する。
スタートアップおよびアイドル：これらの動作状態
は、比較的低いシリンダ内圧力（80〜150psi）および空
気モーション（300〜900rpm）を特徴としている。これ
らの状態では、そのブレークダウン放電は、例えば第1A
図に示すカーブＡに類似の正弦波形状をとる。
全負荷加速：これらの状態は、はるかに高いシリンダ内
圧力（350〜550psi）および空気モーション（3000〜600
0rpm）を特徴とする。これらの状態下では、そのブレー
クダウン放電は、第1A図に示すカーブＡと比較して第1B
図に示すカーブＢに典型的に見られるような正弦波形状
をとる。
次に第1C図を参照すると、これには、本発明による装
置の典型的なプラズマ電流の放電シーケンスを示してあ
る。このシーケンスは、時刻toの初期ギャップ・ブレー
クダウン放電Ｂと、これに続く時刻t1における調時式プ
レ・プラズマ放電Ｃと、時刻t2におけるメイン・プラズ
マ放電Ｄとを含んでいる。メイン・プラズマ放電のタイ
ミング（そのイオン化チャンネルの特性に依存する）と
異なって、プレ・プラズマ放電Ｃの始めは、ブレークダ
ウン放電の開始に関し時間調節されている。これらの２
つの事象間の時間インターバルt1−t0は、最適なエンジ
ン性能または汚染物質の最小の放出を実現するため、エ
ンジン動作状態に従って変化させる。
もし放電チャンネルが最も高い導電率を有し従ってプ
レ・プラズマ放電のための理想的なタイミングとして時
刻t1を定めたとき、第1A図および第1B図に示すように、
異なったエンジン動作状態により、異なったｔの値（す
なわち、t1はt1′と等しくない）となる。同様に、部分
負荷経済走行状態においては、シリンダ内圧力および充
填モーション値は、先の２つのケースの間のどこかにあ
り、従ってｔの値はt1とt1′の間になる。
t1からt0の時間インターバルと、燃焼室圧及び充填モ
ーションとの間の関係の定性表現は、第1D図に示してい
る。その圧力パラメータが増加するかまたはその充填モ
ーション・パラメーターが増加するとき、第1B図に示す
ように、ブレークダウン放電リンギングを持続させるの
に必要な電圧振幅は増加し、従って放電期間は短くな
る。これらの状態に応答して、t1の値は減少する。より
低い圧力およびより遅い充填モーションの状態において
は、第1A図に示すように、ブレークダウン放電リンギン
グを持続させるための電圧はより低くなり、従って放電
期間t1′は長くなる。より低い圧力とより遅い充填モー
ションの状態では、最適なエンジン動作の為に必要なブ
レークダウン放電とプレ・プラズマ放電との間の時間遅
延が増加することが、第1A図に示されている。
異なるエンジン動作状態に関連させてプレ・プラズマ
放電時間インターバルを変更するためには、プレ・プラ
ズマ放電時間インターバルを０〜200マイクロ秒変更す
ることが必要である。好ましくは、該時間インターバル
は、25〜50マイクロ秒の間で変更するのがよい。これ
は、１つの感知したエンジン動作状態即ちパラメータの
変化に応答する単純なタイミング・ロジック回路で達成
することができる。このスペクトルの反対端では、エン
ジン制御ユニット（ECU）は、種々のエンジン状態を監
視し、そして処理目的（即ちエンジン性能の最大化、放
出の減少、又はこれら２つの目的の組合せ）に従ってプ
レ・プラズマ・タイミングを変更する。同様の技術は、
スパーク・タイミング、排出ガス再循環EGRの程度又は
量、及び在来の点火システムを用いるエンジンでの燃焼
のために送る燃料の量、を制御するために現在実施され
ている。
第1E図を参照すると、これには、本発明に係るプラズ
マ点火システム30のブロック図が示してあり、これで
は、プレ・プラズマ放電タイミング制御をタイミング・
ロジック44に統合してある。ここで、タイミング・ロジ
ック44は、タイミング・ロジック信号を変更するためエ
ンジン制御ユニット又はコンピュータを含む任意の回路
でよい。
典型的には、エンジンの動作状態を特徴付ける全ての
基本パラメータは、そのECUに含んでいる。これらのパ
ラメータとは、インテーク状態、所望のスパーク・アド
バンス、エンジン負荷、インテーク及び排出温度、エン
ジン温度、ブースト（ターボチャージャー又はスーパー
チャージャー）、周囲状態及びエンジンRPMである。こ
のECUのメモリには、検知したエンジン動作状態と、プ
レ・プラズマ放電タイミングのためのエンジン制御パラ
メータ（スパーク・タイミング、EGR、燃料等）と、の
間の全ての機能的な関係をロードしてある。その最適な
プレ・プラズマ放電タイミング・インターバルは、ブレ
ークダウン放電の開始後の、放電核（discharge kerne
l）が最高の導電率を呈する時間として定義する。
ECU44は、センサ・ブロック27からの検知したエンジ
ン信号及び周囲信号の結果として、ギャップ・ブレーク
ダウン回路28及びプレ・プラズマ点火回路29に対しタイ
ミング信号を出力する。（センサ27、メイン・プラズマ
回路25、ダイオードD3は、本システムのこれらの要素が
第2A図の実施例に示すようにオプションであることを強
調するために、他のシステム構成要素と破線で接続して
示してある。）。従って、プレ・プラズマ放電は、ブレ
ークダウン放電核が最高の導電率を示すときには常に生
じる。この方法の利点は、どのエンジン動作状態に対し
ても最良の一貫した（consistency）放電で動作できる
能力にある。
次に第２図を参照すると、これには、本発明に係るプ
ラズマ電流の流通のための高導電性チャンネルを生成す
る回路30の回路図を示してある。DC−DCコンバータ32の
入力には電圧VINが供給されるようになっている。通
常、電圧VINは、自動車においては12〜16ボルトであ
る。DC−DCコンバータ32の出力（ほぼ600Vdc）は、信号
経路35へ供給される。この電圧は、電流が信号経路35か
らDC−DCコンバータ32へ逆流しないように配置した絶縁
デバイスであるダイオードD1、のアノードへ供給され
る。また、DC−DCコンバータ32の600ボルト出力は、１
マイクロファラッドの容量のキャパシタC1へ、また高圧
変圧器T1の１次側へ、またダイオードD5を介して0.47マ
イクロファラッドのキャパシタC3へ供給される。高圧変
圧器T1の２次巻線は、ダイオードD4を介して点火器ギャ
ップ46に結合している。同様に、プレ・プラズマ変圧器
T2の２次側は、ダイオードD6を介してその点火器ギャッ
プ46へ結合している。
DC−DCコンバータ32からの出力電圧の結果、キャパシ
タC1及びC3は、600ボルトのレベルまで充電される。ロ
ジック回路44は、エンジン・シリンダ46（破線で図式的
に描いてある）内に収納した点火器ギャップ48間にプラ
ズマ電流を誘起するのに必要な、３つの調整したロジッ
ク信号を供給する。信号流路39（以後、信号39という）
は、ロジック信号をスイッチS1に供給して、変圧器T1の
１次側を接地へ短絡させるか、又は変圧器T1の１次側を
開放して開路状態にさせるものである。信号経路37（以
後、信号37という）は、スイッチS2に接続するが、スイ
ッチS2は、変圧器T2の１次側を開放して開路状態とする
か、又は変圧器T2の１次側を接地へ短絡するものであ
る。信号経路42（以後、信号42という）は、DC−DCコン
バータ32に供給する禁止信号であって、プラズマ事象の
期間、DC−DCコンバータの出力電圧信号35をオフにする
ためのものである。
動作において、プラズマ流通点火シーケンスは、スイ
ッチS1が開位置から閉位置へ切り換わり、変圧器T1の２
次巻線に電圧上昇を生じさせたときに、起こる。変圧器
T1の２次側で信号経路52に生成したこの信号は、ダイオ
ードD4を介して、点火器ギャップ48に接続した信号経路
54へ供給される。変圧器T1から供給するこの初期高圧信
号は、点火器ギャップ48間の電圧が約25キロボルトにま
で達すると、点火器ギャップ48間に電圧アークを生じさ
せる。スイッチS1が閉じてから所定時間後に、スイッチ
S2をロジック回路44により閉じ、キャパシタC3に蓄積し
ていたエネルギーに対して、インダクタL2、変圧器T2の
１次側、スイッチS2を経て信号接地に至る放電経路を与
える。変圧器T2の２次側に誘導されたこの信号は、ある
電圧レベル（これは、ギャップ48間のスパーク電圧の結
果として信号経路54に存在する）にまで増大し、信号経
路50での電圧がそのギャップ電圧を越えると、その結
果、ダイオードD6にはアノードからカソードへの順バイ
アス電圧が印加される。その後、プレ・プラズマ変圧器
T2は、電圧源から電流源へ変わり、そして点火器ギャッ
プ48に電流を供給し始めて、点火器ギャッ48間を流通す
るプレ・プラズマ電流を誘起する。ダイオードD6が電流
を流すようにバイアスされた後は、変圧器T2は動作的に
は変流器となり、点火器ギャップ48に電流を供給する。
点火器ギャップ48に誘起されたそのプレ・プラズマ電流
の流れは、約40マイクロ秒の間流れるが、これは、その
ギャップ間の高導電性チャンネルを開くのには十分長い
時間である。変圧器T2から供給するその電流は、「ブレ
・プラズマ」電流信号として記述するが、その理由は、
その電流パルスがメイン・プラズマ信号よりも先に生じ
て、メイン・プラズマ電流を流すのに必要な電圧を低く
するからである。
プレ・プラズマ変圧器T2がスイッチS2によって起動さ
れると、ダイオードD6を通して信号経路54に送られる電
流パルスは、点火器ギャップ48の電極間に導電性イオン
化チャンネルを生成する。このプレ・プラズマ電流は、
プラズマ流が生じるのに必要な電圧（以後、サスティン
電圧という）を低下させ、それによって、信号経路54の
電圧がこのとき200乃至400ボルトの範囲内のある電圧に
下がっているので、ダイオードD3を順方向バイアスにす
る。ダイオードD3が一旦順方向バイアスになると、キャ
パシタC1に蓄積されたエネルギは、インダクタL1及びダ
イオードD3を通して信号経路54に放電し、それによって
メイン・プラズマ電流を点火器ギャップ48に供給する。
ダイオードD2は、アークが消滅した後インダクタ電流の
循環を可能にするものであり、ブレークダウン電圧定格
が1,000ボルトにされている。ダイオードD4は、定格が3
0kボルトであり、点火器コイル又は変圧器T1がエネルギ
を蓄積している間、そしてT1の負電圧期間中、変圧器の
２次電流の流れを阻止する。ここで注記しておくが、典
型的なディストリビュータ式スパーク・システムに本来
備わっている補助ギャップが、変圧器T1を点火器ギャッ
プ46から分離している場合には、ダイオードD4は除去す
ることが可能である。パルス整形インダクタL1は、直列
ダイオードD3によってプラズマ点火器ギャップ48に接続
している。ダイオードD5は、DC−DCコンバータをキャパ
シタC3を放電させず動作可能とし、一方、ダイオードD6
は、変圧器T2、キャパシタC3及びインダクタC2から成る
プレ・プラズマ回路を信号経路54の高電圧回路から分離
している。
次に第2A図を参照すると、これには、本発明によるプ
ラズマ電流を流す高導電性チャンネルを発生する回路31
の代替回路例を示している。この回路は、第２図と比較
すると、インダクタL1とダイオードD2及びD3が除いてい
る点が異なり、他は同じである。ここでも、ダイオード
D4は、殆んどのマルチ・シリンダ内燃エンジン点火シス
テムに共通の典型的なディストリビュータ／ロータ構成
の補助ギャップと置換して、変圧器T1と点火器ギャップ
との分離及び結合を行なうようにすることが可能であ
る。
動作の点では、第2A図に示す実施例は第２図の実施例
と同様に機能するが、点火器ギャップ46に与えられるメ
イン・プラズマ放電信号が異なっている。第1E図に構成
要素25として示すメイン・プラズマ点火回路に関連する
回路を除くことによって、本デバイスは簡略化できる。
第2A図のプラズマ形成回路のある適用例において予測で
きるように、変圧器T2からダイオードD6を通して点火器
ギャップ46に送られるプラズマ信号は、空気−燃料混合
物の点火を開始させるのに充分であろう。第2A図のプラ
ズマ点火システム31は、第1E図のブロック44,28,29及び
46に対応している。
次に、第３図は、信号経路52上のスパーク・ブレーク
ダウン電圧（同じ符号を付してある）、サスティン電圧
カーブ60、信号経路50のプレ・プラズマ電流信号、及び
信号経路54のメイン・プラズマ電流信号を、時間軸を関
連づけて図示している。第３図に示すように、プラズマ
流を開始させるのに必要な電圧、即ち第２図の点火器ギ
ャップ48間のサスティン電圧は、一旦スパーク・ブレー
クダウン電圧信号52が25,000ボルトから約500〜3,000ボ
ルトに低下（点火器ギャップ電極間に電圧スパークが存
在していることを示す）すると、急激に低下する。時刻
ライン53からプレ・プラズマ電流の流通の開始点57まで
の時間遅延は、スパーク・ブレークダウン電圧に影響を
与える各種要因、例えばシリンダ圧力、シリンダ温度、
及び点火器ギャップのサイズによって決定する。典型的
には、そのプレ・プラズマ電流50は、スパーク・ブレー
クダウン電圧が25,000ボルトから約500〜3,000ボルトに
低下する前に生じ得る理論的最大可能遅延時間の後まで
遅延する。約40〜50マイクロ秒の短時間、プレ・プラズ
マ電流パルスが、その電圧スパークによって生成された
イオン化チャンネル中を点火器ギャップ48間で流れる。
そのプレ・プラズマ電流の流通によって点火器ギャップ
間に低インピーダンス導電性チャンネルが生成される。
そのプレ・プラズマ電流パルス信号50によって、そのギ
ャップ間のサスティン電圧が、約200〜400ボルトの一貫
した値まで低下する。
400ボルトのこのサスティン電圧はキャパシタC1にあ
る600ボルトのメイン・プラズマ電圧よりも低いので、
メイン・プラズマ電流は、第２図のキャパシタC1に蓄積
されたエネルギからそのチャンネル中を流れることにな
る。従って、必要となるメイン・プラズマ電圧は、性能
を損うことなく3,000ボルトから600ボルト以下に下が
る。上記のプレ・プラズマ電流信号を電圧スパークが生
じる後まで、即ち第３図の時刻ライン53から20マイクロ
秒以内まで遅延させることによって、変圧器T2のボルト
−秒容量を軽減させることができる。その理由は、スパ
ーク電圧が発生され安定化されている間、変圧器T2の１
次側には電圧が印加されないからである。従って、変圧
器T2について、コストに関する利点が得られ、またサイ
ズを小さくすることができる。変圧器T2のこのボルト−
秒容量はこの変圧器の磁束蓄積容量に直接に関係してお
り、そしてその磁束蓄積容量は更に変圧器の巻線及びコ
ア・サイズに直接的に影響を与えるものである。変圧器
T2のボルト−秒出力要件を軽減させることによって、よ
り小さく安価な変圧器を使用して、プレ・プラズマ流を
発生させることができるようになる。
スイッチS2が第２図の変圧器T2の１次側を接地に短絡
し、100乃至500ミリアンペアの電流が変圧器T2からダイ
オードD6に流れると、メイン・プラズマ流のサスティン
電圧が約200乃至400ボルトにまで低下する。実際には、
ここに開示した回路は、１乃至３アンペアを変圧器T2の
２次側からダイオードD6を通して点火器ギャップ48に与
えることになる。
第２図及び第2A図に示したそれぞれの回路は、マルチ
シリンダ・エンジンと共に使用することができる。ダイ
オードD3、D4、D6の回路結合部と点火器ギャップ48との
間の回路に挿入するディストリビュータ・デバイスは、
総ての点火器ギャップ・デバイスに対してプラズマ点火
信号を分配するようにする。3000RPMで動作する典型的
な４シリンダ−４ストロークのエンジンは、50Hzの点弧
信号を必要とする。点弧周波数は、DC−DCコンバータ32
の電力要求に直接に影響を及ぼし、そしてディストリビ
ュータに結合した単一のプラズマ点火回路か又は複数の
プラズマ点火回路のどちらが特定のエンジン構造におい
てコスト的に見て最も効果的かどうかを決めるものであ
る。DC−DCコンバータにおける電力要求の一例をあげる
と、該コンバータの出力容量がほぼ15Wである場合に
は、キャパシタC1、C3の充電時間はほぼ５〜７ミリ秒で
ある。
第２図に示した本発明の実施例回路は、同一の変圧器
から高電流、高電圧の信号を発生しなければならないと
いう問題を迂回して構成している。その代わりに、この
回路は２つ異なる変圧器を用いており、その一方の変圧
器T1は高電圧の電子ギャップ・ブレークダウン電圧を発
生し、他方の変圧器T2はプレ・プラズマ電流信号を発生
する。このような２つの変圧器を用いることによって、
高電圧を得るための多巻数の巻線の必要性、及び単一の
デバイス中の低インピーダンス・プラズマ・チャンネル
用の十分な電流のための大きな容積の必要性、の両者を
排除する事ができる。
変圧器T2の容積が、点火器ギャップ間に3000ボルトの
信号を持続させるのに必要な期間と伴に直線的に増大す
ることは、一般に知られていることである。これは、変
圧器のボルト−秒容量をその変圧器の容積と関連付ける
ことによって、十分に説明されている事である。本発明
の実施例は、電極ギャップ・ブレークダウンが生じた後
まで変圧器T2の１次巻線への電圧の供給を遅らせること
によって、変圧器T2のボルト−秒の要求を減少させてい
る。これは、S1がターンオンしてからあるプリセット期
間が過ぎるまで、S2のターンオンを遅延させるS2ロジッ
ク37、によって行っている。ロジックS2をこの期間遅延
させることにより、変圧器T2の必要とする総時間、従っ
て総ボルト−秒が減少することになる。
また、当該分野において認められそしてよく知られて
いるように、変圧器T1の出力における容量成分が、電極
ギャップ・インピーダンスをプラズマ流を誘起するに十
分な低い値に低下させるのに必要な電流パルスを供給す
ることができるが、di/dt成分が変圧器T1の出力端のキ
ャパシタによって極めて高くなるため、点火器電極に腐
食が生じてしまう。プラズマ流を開始させるための一次
電力蓄積デバイスとしてキャパシタを使用している従来
のプラズマ点火用回路に比べて、本プレ・プラズマ変圧
器回路はまた、点火器ギャップ又はスパーク・プラグの
寿命を伸ばす、という利点がある。
信号経路42を介してDC−DCコンバータ32の入力に供給
する禁止信号は、キャパシタC1がその蓄積したエネルギ
をインダクタL1及びダイオードD3を介して点火器ギャッ
プ48に放電している期間中、コンバータ32の出力を禁止
するよう、コンバータ32にロジック制御信号を供給す
る。このコンバータ32禁止の背後の目的は、コンバータ
32の出力から見た負荷が低インピーダンスである場合
に、ある時点においてコンバータ出力電圧を600ボルト
のレベルを保持しようとしないようコンバータ32の出力
ドライバ・デバイスを保護することである。もしコンバ
ータ32の出力を禁止しなかったならば、信号経路35にお
ける出力をあらゆる時点において600ボルトに保持しよ
うとしてしまうことになる。プラズマ流を保持するのに
必要なサスティン電圧が一旦200〜400ボルトにまで低下
すると、コンバータ32はその出力電圧を600ボルトに上
昇させるために追加電流を供給しようとし、これにより
結果として連続的なプラズマ流が生じる可能性が大きく
なり、またコンバータ32内の出力ドライバ・デバイスへ
のダメージが続いて生じ、そしてまた電極の腐食が早め
に生じてしまうことになる。
本発明のプラズマ電流を流すための高導電性チャンネ
ルを生成する回路100（第13図）の他の実施例につい
て、第６〜13図に示す。第４図に示すように、第６〜８
図は、メイン・プラズマ流を生成するための回路110全
体を示すために、第４図に示されるような関係で配置で
きる。同様に、第５図は、第９〜12図のそれぞれの回路
の配置関係を示しており、これらの図は組合わさってプ
レ・プラズマ回路120の回路図を示すものである。第６
〜８図に示した回路はメイン・プラズマ回路110を構成
しており、第９〜12図に示したプレ・プラズマ回路120
と完全に分離し独立した回路である。第６〜８図の回路
の構成要素に用いている記号は、第９〜12の回路に用い
ている記号とは関係させていない。従って、ある抵抗器
用の記号“R1"は、第６〜12図において２回以上使って
いるが、この“R1"を異なる図で用いている場合は、そ
れぞれ新しい要素を示すものである。構成要素の値、許
容誤差、IC番号、電圧定格は、第６〜12図の回路図にお
いては、対応する回路要素に近接して示してある。
第６〜８図には本発明によるメイン・プラズマ回路11
0の電気回路図を示しており、該回路のDC入力電力は、
第６図の接続点J1−５、J1−６に供給する。メイン・プ
ラズマ出力電流は、第７図の接続点J1−11から第13図に
示す点火器ギャップに供給する。接続点J1−７は、第７
図の接続点J1−11において生じたメイン・プラズマ出力
信号のリターン通路を構成している。第６図に示すよう
に、DC入力電力は、デバイスQ1及び該デバイスに接続し
た関連の受動素子回路によって調整する。この調整DC電
圧は、キャパシタC3の正極側より、DC−DCコンバータ・
コントローラICであるデバイスU1のピン15に供給する。
変圧器T1、集積回路U2A、U3A、U3B、Q2、及びこれらの
デバイスに結合した関連の受動素子は、第７図のインダ
クタL13及びキャパシタC13の接合部に600ボルトDCの電
圧を発生するDC−DCコンバータ回路を構成している。
接続点J1−11でのメイン・プラズマ出力信号は、第８
図において抵抗器R18を介して単安定マルチバイブレー
タ・デバイスU5Aの入力ピン５に接続する。デバイスU5A
は、禁止出力信号をORゲートU4Dの入力に与える。この
バッファ・デバイスU4Dは、デバイスU4A、U4B、U4Cの入
力に接続する。ORゲートU4A、U4B、U4Cの並列出力接続
は、第６図のデバイスU1の出力を禁止するために、十分
な電流駆動能力（CMOS）を、デバイスU1の入力ピン10に
対し提供する。
デバイスU5Aに接続した抵抗器R16及びキャパシタC9
は、第８図において、デバイスU5Aの出力ピン６で生成
する禁止パルスの幅を制御する。特に、U5Aの出力ピンU
5Aで生成する正パルスは、ほぼ470マイクロ秒となる。
デバイスU5Aの出力ピン６で生成するこのパルスは、DC
−DCコンバータ出力信号を470マイクロ秒間禁止するこ
とになり、その期間は、第７図の接続点J1−11から第13
図の点火器ギャップ126への電流流通の最大持続時間に
対応している。
動作について、一度高導電性イオン化チャンネルが第
13図の点火器ギャップ126に形成されると、第６図乃至
第８図のメイン・プラズマ回路は、第13図の点火器ギャ
ップ126のメイン・プラズマ流通用の電流源を提供す
る。第７図の接続点J1−11の電圧が200〜400ボルト近く
の電圧に降下すると、第８図のデバイスU5Aの下降エッ
ジトリガ形入力ピン５はトリガされて、第６図のU1でDC
−DCコンバータを、第８図のキャパシタC9及び抵抗器R1
6によって決定するような470マイクロ秒間減勢する。こ
の470マイクロ秒が経過した後に、第８図のデバイスU5A
の出力ピン６は、再びローに下降し、それによって第６
図のDC−DCコンバータ・コントローラU1の出力を付勢
し、蓄積キャパシタC11及びC13を再充電させる。
第９図乃至第12図を参照すると、本発明によるプレ・
プラズマ回路120が示されている。DC電力は、J1−５を
正電圧に、接続点J1−６を信号接地又はDC入力リターン
にした状態で、第９図の接続点J1−５及びJ1−６でプレ
・プラズマ回路ボードに供給する。デバイス及びこれに
接続した受動素子は、電圧VCCに対する電圧調整機能を
与えるものである。第９図の接続点J1−５に供給された
低いDC入力電圧から高いDC出力電圧を生成するDC−DCコ
ンバータ回路は、以下の能動デバイスと、これらに接続
した関連の受動素子即ち、U1,U2A,第11図のQ2、第10図
のU3A,U3B、第11図の変圧器T1、より構成している。デ
バイスQ1からの調整DC電圧は、デバイスU1、即ちDC−DC
コンバータ・コントローラICの入力ピン15に与える。高
電力FETデバイスQ2を介する、第11図の変圧器T1の１次
巻線の高周波スイッチングは、ダイオードCR5及びCR65
に接続した変圧器T1の出力に非常に高い電圧信号を誘起
させる。この600ボルトの出力は、ダイオードCR6,CR7,C
R8によって分離し、そしてキャパシタC11（電荷蓄積デ
バイス）に供給し、また、CR11及びCR12を介してキャパ
シタ13（電荷蓄積デバイス）に供給する。
動作について述べると、外部デバイスによって第10図
の接続点J1−１に供給されるか、或いは第10図の光学結
合レシーバU8に供給されるトリガ信号は、プラズマ点火
シーケンスを開始させる。ある１つの入力トリガ信号
は、第10図の非リトリガラブル単安定マルチバイブレー
タ・デバイスU5Aからパルス出力を開始させる。装置U5A
の出力にピン６及び７で生成されたパルス信号は470マ
イクロ秒のパルスであり、このパルスは、バッファ・デ
バイスU4A,U4B,U4C,U4Dを介して第９図のデバイスU1の
出力を禁止し、それにより、プラズマ流通シーケンスの
進行中にDC−DCコンバータ回路に対する障害を防止す
る。DC−DCコンバータが消勢されるのと同時に、第２の
非リトリガラブル単安定マルチバイブレータU5Bはトリ
ガされ、立下がりパルスが第10図のデバイスU5Bのピン
９で生成し、それにより第12図のデバイスU2B及び第11
図のQ3をターン・オンするようにトリガし、直ちに、変
圧器T5によって、第13図に変圧器T5で示した第11図の接
続点J1−９に接続した高電圧変圧器の１次巻線を通る電
流を開始させる。第10図のU5Bのピン９での立下りパル
スは接続時間が123〜423マイクロ秒である。第13図の変
圧器T5の１次側を閉成すると、キャパシタC11及びC13が
変圧器T5を介して放電するので、T5の２次巻線に高電圧
信号を生成する。この高電圧信号は、ダイオード123の
アノードに印加し、その後点火ギャップ126に現われ
る。第13図の変圧器T5の１次側は、第10図のキャパシタ
C14及び抵抗器R33によって決定された期間、即ち約123
〜423マイクロ秒の間、プレ・プラズマ回路120の接続点
J1−９を介して接地する。デバイスU2B,FETドライバ・
デバイス、からの出力信号はまた、第12図のデバイスU6
Aの正エッジ・トリガ形入力ピン４に入力信号を与え
る。デバイスU6Aは、プレ・プラズマ・マルチバイブレ
ータ・タイマ・デバイスU5Bの付勢に先立って、18〜62
マイクロ秒の信号遅延を与える。第12図のU6Aの出力ピ
ン６がローに低下すると、デバイスU5B（非トリガラブ
ル単安定マルチバイブレータ回路）の立下りエッジ・ト
リガ形入力ピン11は、デバイスU7A〜U7F（TTLドライバ
・デバイスへの反転CMOS）の入力を駆動し、それによっ
てデバイスQ4のゲートに信号を与え、第12図の変圧器T2
の１次側を介して電流流通を開始させるためにデバイス
Q4を付勢する。ECUは、第12図のデバイスU6A,U5B及びU7
A〜U7Fに取って代わって、連続的に可変の遅延信号を与
え、検知し或いは監視しているエンジンの動作状態に応
答してプレ・プラズマ遅延の持続時間を変化させるよう
にすることもできる。次いで、高電圧が変圧器T2の２次
側に発生する。変圧器T2の出力電圧即ち２次側が一度第
13図の点火ギャップ126にあるサステイン電圧を越える
と、電流は、接続をTP−１（プレ・プラズマ回路120に
直接接続した高電圧接続）を介して点火ギャップ126に
与えられる。再び、第２図に示した先の実施例における
のと同じように、第12図の変圧器T2が与える信号は、第
13図の点火ギャップ126に高導電性イオン化チャンネル
を形成するためのプラズマ・サステイン電圧を安定化す
るように作用する。
一旦、そのサステイン電圧が安定し、そしてこのサス
テイン電圧が600ボルト以下に降下すると、第７図及び
第13図の接続点J1−11におけるメイン・プラズマ回路か
らの出力は、第13図のダイオード124が今や順方向にバ
イアスされているので、電流の流れの供給を開始する。
電圧の急激な降下は第13図のメイン・プラズマ回路110
で発生し、そして電圧変化のそのdv/dt比は、十分に高
い時には、第８図のデバイスU5Aの入力をトリガして、
第6,7及び８図のDC/DCコンバータ回路を禁止する。第７
図のエネルギ蓄積キャパシタC11とC13はインダクタL3と
第13図のダイオード124とを介して点火器ギャップ126へ
放電する。第７図のそのインダクタL3は、第13図の点火
器ギャップ126に供給する正弦波の電流パルスを生成す
るために、パルス整形機能を与えるものである。
次に、第13図を参照すると、これには第９〜12図のプ
レ・プラズマ回路120と第６〜８図のメイン・プラズマ
回路110との間の相互接続の回路を示している。プレ・
プラズマ回路120とメイン・プラズマ回路110の両方は、
これら回路120と110の入力接続点J1−５及びJ1−６に供
給される共通DC電源信号を共有する。プラズマ点火を開
始させるためのトリガ信号は、プレ・プラズマ回路120
の入力J1−１へ与える。高圧変圧器T5の１次側はプレ・
プラズマ回路120の接続点J1−11とJ1−９とに接続して
いる。高圧変圧器T5の出力即ち２次側は、高圧加算ダイ
オード123と、回路110と120の接続点J1−７における信
号接地とに接続している。回路120の接続点TP−１に供
給するプレ・プラズマ出力信号は、加算ダイオード122
を介して点火器ギャップ126へ供給する。接続点J1−11
に生じる出力信号は加算ダイオード124を介して点火器
ギャップ126に供給する。
当業者には判るように、第６〜12図に使用した別々の
DC−DCコンバータは、組合わせて単一の高電圧源とする
ことができる。また、当業者には判るように、第13図の
メイン・プラズマ回路110とプレ・プラズマ回路120とを
点火器126に結合する方法として、タップ付きダイオー
ド又は適切なスパーク・ギャップのような他の方法が容
易に明らかとなる。加えて、自動車のエンジン点火シス
テムに見い出されるような従来のフライバック高電圧点
火回路は、図示実施例の点火ギャップを横切って高電圧
を発生するのに使用する、第２図，第2A図及び第６〜12
図に示した容量性放電高電圧回路に代用することができ
る。
本発明について図面及び以上の説明で詳細に図示し記
述したが、これは例示であって性質を限定するものでは
ないと考えられるべきであり、ただ１つの好適な実施例
のみを示し記述したこと、並びに本発明の精神の範囲内
でできるすべての変更及び修正が保護されるべきである
ことが理解されるべきである。
【図面の簡単な説明】
第１図は、従来技術のパルス形成回路網の電気回路図。 第1A図は、シリンダ内圧力及び空気モーションの低い間
の、点火器ギャップ電圧と時間との関係を示す図。 第1B図は、シリンダ内圧力及び空気モーションのパラメ
ータの高い間の、点火器ギャップ電圧と時間との関係を
示す図。 第1C図は、時間と電流との関係を示す図であって、プラ
ズマ点火シーケンスのブレークダウン放電信号、プレ・
プラズマ放電信号及びメイン・プラズマ放電信号を描い
たものである。 第1D図は、シリンダ内圧力及び充填モーションに対する
プレ・プラズマ放電時間インターバルに関するグラフ。 第1E図は、本発明による導電性イオン化チャンネル発生
システムのブロック図。 第２図は、本発明による導電性イオン化チャンネル発生
回路の回路図。 第2A図は、本発明による他の導電性イオン化チャンネル
発生回路の回路図。 第３図は、スパーク・ブレークダウン電圧、サステイン
電圧、プレ・プラズマ電流及びメイン・プラズマ電流の
時間との関係を示す図。 第４図は、第６図乃至第８図の電気回路図の配置関係を
示す図。 第５図は、第９図乃至第12図の電気回路図の配置関係を
示す図。 第６図乃至第８図は、本発明によるメイン・プラズマ回
路の電気回路図。 第９図乃至第12図は、本発明によるプレ・プラズマ回路
の電気回路図。 第13図は、本発明によるプラズマ点火回路の他の実施例
の該略図であって、点火器デバイスと、第６図乃至第８
図のメイン・プラズマ回路と、第９図乃至第12図のプレ
・プラズマ回路との間の相互接続を示す。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭60−98168（ＪＰ，Ａ) 特公 昭60−551（ＪＰ，Ｂ１) 特公 昭59−5791（ＪＰ，Ｂ１)

Claims (23)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】エンジンの中の空気−燃料混合物の燃焼を
    誘起するため、２つの電極の間でのプラズマ電流の流通
    のための高導電性イオン化チャンネルを生成する方法で
    あって、 ａ） 第１の電極に高電圧信号を供給して第２の電極へ
    のブレークダウンを誘起する段階と、 ｂ） 検知するエンジン動作状態の変化に従って可変の
    時間遅延を与える段階と、 ｃ） 短い持続期間の高電圧高電流プレ・プラズマ信号
    を前記第１電極へ供給して、前記導電性イオン化チャン
    ネルを拡張しかつ該チャンネルの抵抗を低下させる段階
    と、 ｄ） 低電圧で高電流のメイン・プラズマ信号を前記第
    １電極に供給して、前記第１電極と前記第２電極との間
    にメイン・プラズマ流通を誘起する段階と、 を含む高導電性イオン化チャンネルを生成する方法。
  2. 【請求項２】前記検知するエンジン動作状態は前記エン
    ジンのRPMである、請求項１に記載の方法。
  3. 【請求項３】前記検知するエンジン動作状態はエンジン
    の真空度である、請求項１に記載の方法。
  4. 【請求項４】前記検知するエンジン動作状態は前記エン
    ジンの温度である、請求項１に記載の方法。
  5. 【請求項５】前記検知するエンジン動作状態は前記エン
    ジンに対する負荷である、請求項１に記載の方法。
  6. 【請求項６】プラズマ流点火装置であって、 第１と第２の電極を有する点火デバイスと、 前記点火デバイスに接続しており、前記第１電極に高電
    圧信号を供給して前記第１電極と前記第２電極との間に
    高電圧スパークを誘起するための第１の回路手段と、 前記点火デバイスに接続しており、前記第１電極にプレ
    ・プラズマ電流パルス出力信号を供給し、また前記第１
    電極及び前記第２電極へプラズマ流サスティン電圧を与
    えるための第２の回路手段と、 前記第１と第２の回路手段に接続しており、前記第１電
    極と前記第２電極との間の前記高電圧スパークの発生か
    ら所定時間遅延後に、前記プレ・プラズマ電流パルス出
    力信号を付勢するためのタイミング制御手段であって、
    エンジン速度に応答して該エンジン速度に従って前記所
    定時間遅延を変化させる、前記のタイミング制御手段
    と、 前記第１と第２の回路手段に電力を供給する電源手段
    と、 から成るプラズマ流点火装置。
  7. 【請求項７】前記タイミング制御手段は、エンジン速度
    を検知する手段を含むエンジン制御ユニットである、請
    求項６に記載のプラズマ流点火装置。
  8. 【請求項８】前記タイミング制御手段は、エンジン負荷
    状態を検知しそして検知したエンジン負荷に関係して前
    記所定時間遅延量を変化させるための手段を含むエンジ
    ン制御ユニットである、請求項６に記載のプラズマ流点
    火装置。
  9. 【請求項９】前記タイミング制御手段は、周囲状態を検
    知しそして検知した周囲状態に関係して前記所定時間遅
    延を変化させるための手段を含むエンジン制御ユニット
    である、請求項６に記載のプラズマ流点火装置。
  10. 【請求項１０】前記第１回路手段は、 １次巻線と２次巻線とを有する高圧変圧器であって、該
    １次巻線が前記電源手段に第１のリードで接続してい
    る、高圧変圧器と、 前記１次巻線の第２のリードと信号接地電位との間に接
    続した電気的スイッチング手段と、 を含んでおり、前記高圧変圧器の前記２次巻線のリード
    は、前記第１電極と接地とに夫々結合している、請求項
    ６に記載のプラズマ流点火装置。
  11. 【請求項１１】前記第２回路手段は、１次巻線と２次巻
    線とを有する変圧器を含んでおり、該変圧器の前記１次
    巻線が前記電源手段に第１のリードで接続しそして接地
    スイッチング手段に第２のリードで接続しており、該変
    圧器の前記２次巻線が前記第１電極と前記信号接地とに
    結合している、請求項10に記載のプラズマ流点火装置。
  12. 【請求項１２】前記電源手段はDC−DCコンバータであ
    る、請求項11に記載のプラズマ流点火装置。
  13. 【請求項１３】プラズマ流点火装置であって、 第１と第２の電極とを含む点火器ギャップ・デバイス
    と、 前記第１電極に接続しており、前記第１電極に高電圧信
    号を供給しそして前記第１電極から前記第２電極への高
    電圧スパークを誘起する第１の回路手段と、 前記第１電極に接続しており、前記スパークが前記点火
    器ギャップ・デバイスの前記第１電極と前記第２電極と
    の間に形成された後、前記第１電極にプレ・プラズマ電
    流パルス信号を供給する第２の回路手段と、 前記第１電極に接続しており、前記第２回路手段が前記
    電流パルス信号を前記第１電極に供給した後、前記第１
    電極に電流を供給して前記第１電極と前記第２電極との
    間にメイン・プラズマ流を生じさせる第３の回路手段
    と、 前記第１回路手段と前記第２回路手段とに接続してお
    り、前記高電圧信号のタイミングに対する前記第１電極
    に供給する前記プレ・プラズマ電流パルスのタイミング
    を制御するタイミング手段であって、前記タイミング
    は、エンジン動作状態に従って変化させる、前記のタイ
    ミング手段と、 前記第１、第２及び第３の回路手段に接続しており、電
    力を前記第１、第２、第３の回路手段に供給する電源手
    段と、 から成っているプラズム流点火装置。
  14. 【請求項１４】前記第１回路手段は、 １次巻線と２次巻線とを有する高圧変圧器であって、該
    １次巻線が前記電源手段に第１のリードで接続してい
    る、高圧変圧器と、 前記１次巻線の第２のリードと接地信号との間に接続し
    た電気的スイッチング手段と、 を含んでおり、前記高圧変圧器の前記２次巻線のリード
    は、前記第１電極と接地とに結合している、請求項13に
    記載のプラズマ流点火装置。
  15. 【請求項１５】前記第２回路手段は、１次巻線と２次巻
    線とを有する変圧器を含んでおり、該変圧器の前記１次
    巻線が前記高圧の電源手段に第１のリードで接続しそし
    てスイッチング手段に第２のリードで接続しており、該
    変圧器の前記２次巻線が前記第１電極と信号接地とに結
    合しており、また前記スイッチング手段は前記信号接地
    に接続している、請求項13に記載のプラズマ流点火装
    置。
  16. 【請求項１６】前記電源手段は、低電圧DC電力入力信号
    を高電圧電力入力信号に変換するDC−DCコンバータを含
    んでいる、請求項13に記載のプラズマ流点火装置。
  17. 【請求項１７】前記DC−DCコンバータ手段の出力に並列
    に接続した電荷蓄積手段と、前記のプレ・プラズマ電流
    信号とメイン・プラズマ電流信号とが前記第１電極に供
    給されたとき、前記DC−DCコンバータの前記出力を禁止
    する禁止回路手段と、を含んでいる請求項16に記載のプ
    ラズマ流点火装置。
  18. 【請求項１８】前記第１、第２及び第３の回路手段の前
    記出力と前記第１電極との間に介挿した整流器手段を含
    んでいる、請求項13に記載のプラズマ流点火装置。
  19. 【請求項１９】前記整流器手段は高圧ダイオードであ
    る、請求項18に記載のプラズマ流点火装置。
  20. 【請求項２０】前記第１回路手段の前記出力と前記第１
    電極との間に介挿した補助ギャップ手段を含んでいる、
    請求項13に記載のプラズマ流点火装置。
  21. 【請求項２１】前記タイミング手段は、エンジン速度を
    検知しそして検知したエンジン速度に関係して前記プレ
    ・プラズマ電流パルスの前記タイミングを変化させるた
    めの手段を含むエンジン制御ユニットである、請求項13
    に記載のプラズマ流点火装置。
  22. 【請求項２２】前記タイミング手段は、エンジン負荷状
    態を検知しそして検知したエンジン負荷に関係して前記
    プレ・プラズマ電流パルスの前記タイミングを変化させ
    るための手段を含むエンジン制御ユニットである、請求
    項13に記載のプラズマ流点火装置。
  23. 【請求項２３】前記タイミング手段は、周囲状態を検知
    しそして検知した周囲状態に関係して前記プレ・プラズ
    マ電流パルスの前記タイミングを変化させるための手段
    を含むエンジン制御ユニットである、請求項13に記載の
    プラズマ流点火装置。
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