JP3433941B2 - 内燃エンジンのためのスパーク数可変の多重スパーク点火装置 - Google Patents
内燃エンジンのためのスパーク数可変の多重スパーク点火装置Info
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- JP3433941B2 JP3433941B2 JP51577694A JP51577694A JP3433941B2 JP 3433941 B2 JP3433941 B2 JP 3433941B2 JP 51577694 A JP51577694 A JP 51577694A JP 51577694 A JP51577694 A JP 51577694A JP 3433941 B2 JP3433941 B2 JP 3433941B2
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- H01T13/44—Sparking plugs structurally combined with other devices with transformers, e.g. for high-frequency ignition
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-
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-
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-
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- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
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- F02B1/00—Engines characterised by fuel-air mixture compression
- F02B1/02—Engines characterised by fuel-air mixture compression with positive ignition
- F02B1/04—Engines characterised by fuel-air mixture compression with positive ignition with fuel-air mixture admission into cylinder
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は内燃エンジンのための点火装置に関する。
マイクロプロセッサおよび関連する高性能な電子制御
装置の出現により、車両用点火装置および点火装置の手
法は格段に改善されてきた。これらの中で、燃焼ガスの
より有効な燃焼、および車両タイミングおよび点火タイ
ミングの優れた制御が、燃費の改善、排気ガス再循環の
比率の拡大、出力増大および他の性能特性を改善する重
要な役割を果たしてきた。
装置の出現により、車両用点火装置および点火装置の手
法は格段に改善されてきた。これらの中で、燃焼ガスの
より有効な燃焼、および車両タイミングおよび点火タイ
ミングの優れた制御が、燃費の改善、排気ガス再循環の
比率の拡大、出力増大および他の性能特性を改善する重
要な役割を果たしてきた。
点火コイルの設計の変化も、この全体的な改善の一部
であった。点火装置すなわちスパークプラグ（点火プラ
グ）ごとに１つの点火コイルを使用することは、それぞ
れの燃焼室における点火特性を一層正確に制御する機会
を与える。しかしながら、例外を除いてほとんどの場
合、これらの方法は燃焼行程ごとに１回の点火を発生す
る。点火タイミング以上に燃焼効率は燃焼室の設計に大
きく依存するのであり、このような設計には点火前の燃
焼ガスの渦流すなわちスワールを強める対策が含まれ
る。
であった。点火装置すなわちスパークプラグ（点火プラ
グ）ごとに１つの点火コイルを使用することは、それぞ
れの燃焼室における点火特性を一層正確に制御する機会
を与える。しかしながら、例外を除いてほとんどの場
合、これらの方法は燃焼行程ごとに１回の点火を発生す
る。点火タイミング以上に燃焼効率は燃焼室の設計に大
きく依存するのであり、このような設計には点火前の燃
焼ガスの渦流すなわちスワールを強める対策が含まれ
る。
更に、点火方法として、同一の点火作動時に点火装置
を「再点弧」（re−striking）させる制限された使用が
行われた。別の言葉で言えば、エンジンが所定速度例え
ば1200RPMの速度未満で運転されている場合に、スパー
クプラグは各燃焼行程時に、複数回放電するようにされ
た。この所定レベルより高いエンジン速度においては、
点火コイルは、したがって点火装置自体は、従来法にお
けるように１回ずつ放電する。
を「再点弧」（re−striking）させる制限された使用が
行われた。別の言葉で言えば、エンジンが所定速度例え
ば1200RPMの速度未満で運転されている場合に、スパー
クプラグは各燃焼行程時に、複数回放電するようにされ
た。この所定レベルより高いエンジン速度においては、
点火コイルは、したがって点火装置自体は、従来法にお
けるように１回ずつ放電する。
再点弧法を利用したある１つの既知装置において、こ
の装置は２つのコイルを有するディストリビュータのな
い電子式の点火装置（EDIS）を使用しており、これらの
コイルは４燃焼室の各々に対して点火電圧を配給（配電
ないし分配）するようになされていて、４タワー式コイ
ルパックとして知られている。このコイルはかなり大き
く、（ｉ）エンジンの燃焼現象の各々に関して２シリン
ダの各々に対して点火する、（ii）スパークプラグリー
ドを横断する性能損失を許容しなければならない。再点
弧の迅速性すなわちコイルのタイミング設定能力は、１
次および２次コイルに関するコイルサイズ、すなわち１
次および２次コイルに対する回数すなわち巻き線の寸
法、重量および巻き回数に直接比例するものと注目され
てきた。この結果、これまで知られてきた４タワーのデ
ィストリビュータのない電子式点火装置（EDIS）によれ
ば、再点弧法は燃焼の初期段階において全く再点弧を組
み入れておらず、本発明まではこのような方法の重要性
は理解されなかった。
の装置は２つのコイルを有するディストリビュータのな
い電子式の点火装置（EDIS）を使用しており、これらの
コイルは４燃焼室の各々に対して点火電圧を配給（配電
ないし分配）するようになされていて、４タワー式コイ
ルパックとして知られている。このコイルはかなり大き
く、（ｉ）エンジンの燃焼現象の各々に関して２シリン
ダの各々に対して点火する、（ii）スパークプラグリー
ドを横断する性能損失を許容しなければならない。再点
弧の迅速性すなわちコイルのタイミング設定能力は、１
次および２次コイルに関するコイルサイズ、すなわち１
次および２次コイルに対する回数すなわち巻き線の寸
法、重量および巻き回数に直接比例するものと注目され
てきた。この結果、これまで知られてきた４タワーのデ
ィストリビュータのない電子式点火装置（EDIS）によれ
ば、再点弧法は燃焼の初期段階において全く再点弧を組
み入れておらず、本発明まではこのような方法の重要性
は理解されなかった。
EP−Ａ−0137939には燃焼エンジン用のスパーク点火
装置が開示されており、これにおいて点火コイルは、エ
ンジンの運転状態に応じて１〜10回の間の回数を繰り返
し放電される。しかしながらこの記述は燃焼した空燃混
合気（空気及び燃料の混合気）の質量の比率に関して点
火特性の分析に関するものではない。
装置が開示されており、これにおいて点火コイルは、エ
ンジンの運転状態に応じて１〜10回の間の回数を繰り返
し放電される。しかしながらこの記述は燃焼した空燃混
合気（空気及び燃料の混合気）の質量の比率に関して点
火特性の分析に関するものではない。
US−Ａ−4653459は点火装置の放電回数が加熱混合気
の状態に応じて決まる点火装置に関する。エンジンの速
度、負荷および温度を示す信号はスパークの失敗回数を
制御するためのデータを得るために使用されている。
の状態に応じて決まる点火装置に関する。エンジンの速
度、負荷および温度を示す信号はスパークの失敗回数を
制御するためのデータを得るために使用されている。
US−Ａ−5170760は、階層化された状態において作動
されるときでも良好な点火を与えるための２サイクルの
直接噴射エンジンの作動方法に関する。この方法は単一
点弧を延長するか、各サイクル毎に複数回の点弧を行う
か、またはスパークプラグの点弧時の空隙を横断するエ
ネルギーレベルを変化させることの何れかでスパークプ
ラグの点弧持続時間を延長するものである。
されるときでも良好な点火を与えるための２サイクルの
直接噴射エンジンの作動方法に関する。この方法は単一
点弧を延長するか、各サイクル毎に複数回の点弧を行う
か、またはスパークプラグの点弧時の空隙を横断するエ
ネルギーレベルを変化させることの何れかでスパークプ
ラグの点弧持続時間を延長するものである。
可変点弧回数の多数回点弧点火装置と題する調査書
（1991）９月第329、エムスワース氏、英国、は多数回
放電キャパシタによる放電点火装置に係わり、これにお
いては燃焼毎のスパーク回数はエンジン運転パラメータ
の関数として計算されている。これらのパラメータはマ
ニホールド圧力、酸素、エンジン速度、スロットル位置
および冷媒温度を含むことができる。
（1991）９月第329、エムスワース氏、英国、は多数回
放電キャパシタによる放電点火装置に係わり、これにお
いては燃焼毎のスパーク回数はエンジン運転パラメータ
の関数として計算されている。これらのパラメータはマ
ニホールド圧力、酸素、エンジン速度、スロットル位置
および冷媒温度を含むことができる。
本発明は、再点弧がプログラム可能で、単一点弧エネ
ルギー出力が最小とされて、これによりエンジンのアイ
ドル運転速度および軽負荷時には、燃焼の開始を代表す
るような、また燃焼室内の点火可能な空燃混合気の質量
燃焼率（MFB）（mass fraction burn）が０〜２％以内
であるような限られた時間内において、各コイルがその
設計により許される最大回数につき再点弧すなわち放電
を生じるような、点火法を提供する。
ルギー出力が最小とされて、これによりエンジンのアイ
ドル運転速度および軽負荷時には、燃焼の開始を代表す
るような、また燃焼室内の点火可能な空燃混合気の質量
燃焼率（MFB）（mass fraction burn）が０〜２％以内
であるような限られた時間内において、各コイルがその
設計により許される最大回数につき再点弧すなわち放電
を生じるような、点火法を提供する。
本発明はまた、再点弧がプログラム可能で、運転条件
の予め定めた範囲を超える状態、特に特定のエンジン速
度状態および特定のエンジン部分負荷状態において、再
点弧履行を放棄して単一点弧を行うようにされるプラグ
毎にコイルの配備された（CPP）装置を思考する。
の予め定めた範囲を超える状態、特に特定のエンジン速
度状態および特定のエンジン部分負荷状態において、再
点弧履行を放棄して単一点弧を行うようにされるプラグ
毎にコイルの配備された（CPP）装置を思考する。
上述した状態に挟まれた領域では、本発明はコイルが
その設計により許容された再点弧の最大回数以下すなわ
ちそれより少ない可変回数につき再点弧を行い、この再
点弧の特定回数は検出された運転状態において完全燃焼
を得るように予め定めた理想的な設定スケジュールにし
たがって決定されるような、点火法を思考する。
その設計により許容された再点弧の最大回数以下すなわ
ちそれより少ない可変回数につき再点弧を行い、この再
点弧の特定回数は検出された運転状態において完全燃焼
を得るように予め定めた理想的な設定スケジュールにし
たがって決定されるような、点火法を思考する。
本発明の特に好ましい実施例は、コイルの小型化を可
能にして、これにより要求に応じて極めて短い時間内に
約８回まで単一点弧エネルギーを供給できるとともに、
予め定めた比較的高速、高負荷の運転状態またはそれを
超えた状態では燃料−空気混合気を点火できる単一点弧
のエネルギーレベルとなるように再点弧の履行を放棄す
るような、最高速の再点弧ユニットを得るための前述し
たプラグ毎にコイルの配備された（CPP）点火装置の組
合せである。
能にして、これにより要求に応じて極めて短い時間内に
約８回まで単一点弧エネルギーを供給できるとともに、
予め定めた比較的高速、高負荷の運転状態またはそれを
超えた状態では燃料−空気混合気を点火できる単一点弧
のエネルギーレベルとなるように再点弧の履行を放棄す
るような、最高速の再点弧ユニットを得るための前述し
たプラグ毎にコイルの配備された（CPP）点火装置の組
合せである。
本発明の上述の目的および他の目的、特徴および利点
は、本発明を実施する最良な態様の以下の詳細な説明を
添付図面と関連させることで容易に明白となる。
は、本発明を実施する最良な態様の以下の詳細な説明を
添付図面と関連させることで容易に明白となる。
本発明は以下に例として添付図面を参照してここで更
に説明される。
に説明される。
第１図は本発明の点火制御装置の概略図を示し；
第2a図は特定の燃焼室内で生じている燃焼を、１回目
の点火の0.3ミリ秒後の時点で描写した絵図（初期の、
２％質量燃焼率（MFB）未満の火炎の核を表している）
であり； 第2b図は１回目のスパーク発生および点火から約4.6
ミリ秒経過後で、約５〜10％質量燃焼率（MFB）を描写
する火炎前面の伝播を示す第2a図に類似した絵図であ
り； 第３図は従来の１回点弧の点火装置に比較して、本発
明により０〜２％質量燃焼率（MFB）に達するまでの時
間内に複数回の再点弧を行うCPP点火装置を使用したと
きの経時の蓄積スパークエネルギーをグラフで示す図で
あり； 第４図はエンジン速度および負荷に対し、本発明によ
るCCP点火装置の予め定められたプログラム可能な再点
弧の要件の３次元的なグラフ式の図であり； 第５図は大きく増大された比率の排気ガス還流（「EG
R」）を完全燃焼させるエンジン能力が、点火コイルの
再点弧で代表されるような有効点火エネルギーが増大さ
れて点火装置で改善される方法を示すグラフであり； 第６図から第11図は本発明によるCPPにプログラムさ
れるべき最適運転パラメータを決定するための、本発明
による特定エンジンのためのCPP点火装置に実施された
各種の基準的な試験結果を示し； 第12図は本発明の点火制御装置の実施に関して有用な
CPP式点火コイルの斜視図を示し； 第13図は第12図の点火コイルの分解図を示し； 第14図はプラスチック絶縁クリップと組合された鋼材
積層Ｃ形心材およびＩ形心材の組立体を示すだけの立面
図であり； 第15図は第12図および第13図に示された点火コイルの
横断面の立面図を示す。
の点火の0.3ミリ秒後の時点で描写した絵図（初期の、
２％質量燃焼率（MFB）未満の火炎の核を表している）
であり； 第2b図は１回目のスパーク発生および点火から約4.6
ミリ秒経過後で、約５〜10％質量燃焼率（MFB）を描写
する火炎前面の伝播を示す第2a図に類似した絵図であ
り； 第３図は従来の１回点弧の点火装置に比較して、本発
明により０〜２％質量燃焼率（MFB）に達するまでの時
間内に複数回の再点弧を行うCPP点火装置を使用したと
きの経時の蓄積スパークエネルギーをグラフで示す図で
あり； 第４図はエンジン速度および負荷に対し、本発明によ
るCCP点火装置の予め定められたプログラム可能な再点
弧の要件の３次元的なグラフ式の図であり； 第５図は大きく増大された比率の排気ガス還流（「EG
R」）を完全燃焼させるエンジン能力が、点火コイルの
再点弧で代表されるような有効点火エネルギーが増大さ
れて点火装置で改善される方法を示すグラフであり； 第６図から第11図は本発明によるCPPにプログラムさ
れるべき最適運転パラメータを決定するための、本発明
による特定エンジンのためのCPP点火装置に実施された
各種の基準的な試験結果を示し； 第12図は本発明の点火制御装置の実施に関して有用な
CPP式点火コイルの斜視図を示し； 第13図は第12図の点火コイルの分解図を示し； 第14図はプラスチック絶縁クリップと組合された鋼材
積層Ｃ形心材およびＩ形心材の組立体を示すだけの立面
図であり； 第15図は第12図および第13図に示された点火コイルの
横断面の立面図を示す。
今日一般に使用されている多シリンダ往復内燃エンジ
ンのための最適な車両用点火装置は、以下の関心事に向
けられる。
ンのための最適な車両用点火装置は、以下の関心事に向
けられる。
・特にアイドル、軽負荷および減速の状況のもとでの、
また与えられたEGRレベルの広い範囲にわたる燃焼性の
改善； ・装置のパッケージ化の可能性； ・装置の重量； ・汚れたプラグの着火性； ・スパークプラグの電極の寿命延長； ・ラジオ周波数干渉の低減； ・装置の信頼性；および ・装置の費用 本発明の開発初期では、特定の燃焼に関する点火エネ
ルギーすなわち点火コイル出力の条件がエンジン運転状
態に応じて、特にエンジン速度、エンジン負荷、排気ガ
ス還流率、経時のスパーク進角変化、および可変スパー
ク進角の場合には装置が順応するスパーク進角の範囲、
空燃比、正味平均有効圧力（BMEP）、および特に正味平
均有効圧力（BMEP）の横作動範囲に応じて、著しく変化
した。このエネルギー条件は8:1程度で変化し、不完全
燃焼して結果的にスパークプラグの汚れを生じる条件と
してよく知られている低速度および低負荷のエンジン状
況では、著しく大きなエネルギーが要求されることが、
測定された。高速度で最小負荷状況の場合には要求され
るエネルギー量は最小限となる。したがって、低速度／
低負荷、最大スパーク進角、高排気ガス還流率（EGR）
・・などの条件で必要とされるエネルギーを供給できる
点火コイルを設計するならば、コイルの費用および重量
はエンジンの高速運転を目的として必要とされる以上に
増大する。更に、エネルギー出力が高まるほどスパーク
点火装置がより短期間で損なわれることになり、これに
よりスパークプラグ電極の寿命は短縮されることにな
る。
また与えられたEGRレベルの広い範囲にわたる燃焼性の
改善； ・装置のパッケージ化の可能性； ・装置の重量； ・汚れたプラグの着火性； ・スパークプラグの電極の寿命延長； ・ラジオ周波数干渉の低減； ・装置の信頼性；および ・装置の費用 本発明の開発初期では、特定の燃焼に関する点火エネ
ルギーすなわち点火コイル出力の条件がエンジン運転状
態に応じて、特にエンジン速度、エンジン負荷、排気ガ
ス還流率、経時のスパーク進角変化、および可変スパー
ク進角の場合には装置が順応するスパーク進角の範囲、
空燃比、正味平均有効圧力（BMEP）、および特に正味平
均有効圧力（BMEP）の横作動範囲に応じて、著しく変化
した。このエネルギー条件は8:1程度で変化し、不完全
燃焼して結果的にスパークプラグの汚れを生じる条件と
してよく知られている低速度および低負荷のエンジン状
況では、著しく大きなエネルギーが要求されることが、
測定された。高速度で最小負荷状況の場合には要求され
るエネルギー量は最小限となる。したがって、低速度／
低負荷、最大スパーク進角、高排気ガス還流率（EGR）
・・などの条件で必要とされるエネルギーを供給できる
点火コイルを設計するならば、コイルの費用および重量
はエンジンの高速運転を目的として必要とされる以上に
増大する。更に、エネルギー出力が高まるほどスパーク
点火装置がより短期間で損なわれることになり、これに
よりスパークプラグ電極の寿命は短縮されることにな
る。
この増大された点火エネルギーが完全燃焼を促進する
うえで有用とされるような燃焼現象の非常に特別な部分
があり、これは燃焼室を横断して伝播する燃焼火炎の非
常に初期の伝播段階の間であることが理解された。
うえで有用とされるような燃焼現象の非常に特別な部分
があり、これは燃焼室を横断して伝播する燃焼火炎の非
常に初期の伝播段階の間であることが理解された。
更に、エンジンの運転条件、すなわち高速度、軽負荷
を通じて必要とされる最小エネルギーに基づいて点火コ
イルを設計するのであれば、その点火コイルの小型化が
燃焼現象の上述した初期段階時に複数回の再点弧の可能
なコイルを許容する、すなわち実現させることになると
判断された。換言すれば、部材の小型化のために、多数
回の放電を通じてかなり増大された累積点火エネルギー
が非常に短い有効時間内に供給できるように、放電の間
のドウェル時間は短縮される。
を通じて必要とされる最小エネルギーに基づいて点火コ
イルを設計するのであれば、その点火コイルの小型化が
燃焼現象の上述した初期段階時に複数回の再点弧の可能
なコイルを許容する、すなわち実現させることになると
判断された。換言すれば、部材の小型化のために、多数
回の放電を通じてかなり増大された累積点火エネルギー
が非常に短い有効時間内に供給できるように、放電の間
のドウェル時間は短縮される。
この点火エネルギーの作用は、低い値にまで点火エネ
ルギーの要求値を小さくすることを許容して、これによ
り重量、費用およびパッケージを最小限にすることので
きるプラグ点火制御装置のコイルによって尚更に補完さ
れた。
ルギーの要求値を小さくすることを許容して、これによ
り重量、費用およびパッケージを最小限にすることので
きるプラグ点火制御装置のコイルによって尚更に補完さ
れた。
要求に基づくエネルギーを供給する点火装置のための
特別な設計パラメータの確定において、エンジンの燃焼
データが展開され、これにより最大および最小のエネル
ギー要求量だけでなく、各々の運転条件または制御装置
にプログラムされた運転条件の組み合わせにおいて要求
される再点弧の特定回数も確定される。各各の場合にお
いて、点火装置の全体は同じとなる。例えば、第１図に
見られるように、本発明による点火制御装置は多数のエ
ンジン運転条件センサー1a〜1dを含む。２つのセンサー
1aおよび1bはそれぞれエンジン速度およびエンジン負荷
（マニホールド圧力で代表される）を検出するように設
置されており、これらのセンサーは本発明で最も重要な
ものである。残りのセンサーおよびその他は、再点弧を
制御する本発明では、装置にプログラムされる他の多く
の運転条件を検出するための光学的装置とされることが
できる。例えば、エンジン温度、空燃比、または可変ス
パーク進角装置におけるスパーク進角の検出が望まれる
のであり、これらの全てはエンジン速度および負荷の検
出に基づく再点弧に比較的小さいながら影響を及ぼす。
これらのセンサーの出力は電子式エンジン制御装置（EE
C）および中央処理ユニット（CPU）の組合せ装置へ送ら
れる。電子式エンジン制御装置（EEC）ユニット２にプ
ログラムされた設計パラメータに基づいて、設計制御信
号が点火モジュール３へ送られる。この信号、すなわち
スパーク角度指示（SWA）が燃焼サイクルにおけるスパ
ークの発生されるべき時点を点火モジュールに指示す
る。点火モジュールは次に、スパーク角度指示（SWA）
からの情報、およびエンジン速度およびクランクシャフ
ト位置に関するそれ自体のセンサー入力を使用して、所
望シリンダーの圧縮行程における所望時点で予め定めら
れた最大限の１次電流が発生されるようにするために、
点火コイル４の１次回路を閉じて充電する時点を計算す
る。この最大１次電流に達すると、点火モジュールは１
次回路を開き、コイルがスパークプラグを放電させるよ
うにする。更に、電子式エンジン制御装置（EEC）の制
御信号はそのモジュールに１回またはそれ以上である
か、所望される点弧回数を記録する。この情報を使用し
て、点火モジュールは再点弧の速度、すなわち放電の持
続時間およびドゥエルの持続時間すなわち再充電を制御
する。点火モジュールは、点火すなわちエンジンの診断
モニター（IDMまたはEDM）により十分なスパークが発生
したことの確認をリレーして、電子式エンジン制御装置
（EEC）と更に通信する。点火コイルの各々は、好まし
い実施例においてはプラグ毎にコイルを配備された（CP
P）点火装置であり、これにより個別のコイルが内燃エ
ンジン（図示せず）の特定の燃焼室に関係した各々のス
パークプラグの点火を制御する。
特別な設計パラメータの確定において、エンジンの燃焼
データが展開され、これにより最大および最小のエネル
ギー要求量だけでなく、各々の運転条件または制御装置
にプログラムされた運転条件の組み合わせにおいて要求
される再点弧の特定回数も確定される。各各の場合にお
いて、点火装置の全体は同じとなる。例えば、第１図に
見られるように、本発明による点火制御装置は多数のエ
ンジン運転条件センサー1a〜1dを含む。２つのセンサー
1aおよび1bはそれぞれエンジン速度およびエンジン負荷
（マニホールド圧力で代表される）を検出するように設
置されており、これらのセンサーは本発明で最も重要な
ものである。残りのセンサーおよびその他は、再点弧を
制御する本発明では、装置にプログラムされる他の多く
の運転条件を検出するための光学的装置とされることが
できる。例えば、エンジン温度、空燃比、または可変ス
パーク進角装置におけるスパーク進角の検出が望まれる
のであり、これらの全てはエンジン速度および負荷の検
出に基づく再点弧に比較的小さいながら影響を及ぼす。
これらのセンサーの出力は電子式エンジン制御装置（EE
C）および中央処理ユニット（CPU）の組合せ装置へ送ら
れる。電子式エンジン制御装置（EEC）ユニット２にプ
ログラムされた設計パラメータに基づいて、設計制御信
号が点火モジュール３へ送られる。この信号、すなわち
スパーク角度指示（SWA）が燃焼サイクルにおけるスパ
ークの発生されるべき時点を点火モジュールに指示す
る。点火モジュールは次に、スパーク角度指示（SWA）
からの情報、およびエンジン速度およびクランクシャフ
ト位置に関するそれ自体のセンサー入力を使用して、所
望シリンダーの圧縮行程における所望時点で予め定めら
れた最大限の１次電流が発生されるようにするために、
点火コイル４の１次回路を閉じて充電する時点を計算す
る。この最大１次電流に達すると、点火モジュールは１
次回路を開き、コイルがスパークプラグを放電させるよ
うにする。更に、電子式エンジン制御装置（EEC）の制
御信号はそのモジュールに１回またはそれ以上である
か、所望される点弧回数を記録する。この情報を使用し
て、点火モジュールは再点弧の速度、すなわち放電の持
続時間およびドゥエルの持続時間すなわち再充電を制御
する。点火モジュールは、点火すなわちエンジンの診断
モニター（IDMまたはEDM）により十分なスパークが発生
したことの確認をリレーして、電子式エンジン制御装置
（EEC）と更に通信する。点火コイルの各々は、好まし
い実施例においてはプラグ毎にコイルを配備された（CP
P）点火装置であり、これにより個別のコイルが内燃エ
ンジン（図示せず）の特定の燃焼室に関係した各々のス
パークプラグの点火を制御する。
再点弧式点火法に関する設計基準の開発に関しては、
燃料室内の燃料−空気充填混合気の燃焼特性が考慮され
る。例えば、第2a図にスパーク放電の開始後のスパーク
空隙付近の火炎の各の成長が示されている。図示された
火炎の各の成長程度は典型的に0.5％質量燃焼率（MFB）
と関係される。第2b図からは、火炎前面がスパーク空隙
から離れる方向へ伝播するとき、このスパーク空隙付近
に混合気の燃焼ガスだけが残ることが注目される。スパ
ーク空隙は６で示され、混合気の燃焼ガスは７で全体を
示された灰色の面積部分である。スパーク放電の開始後
4.3ミリ秒を経過した状態で示されたこの時点から、ス
パーク６は混合気７の燃焼ガスで包み込まれ、これによ
り燃焼行程に対する実質的な付加的な利益がこの時点ま
たは何れか後の時点で生じることはない。第2b図に示さ
れるように、この質量燃焼率（MFB）は２％質量燃焼率
（MFB）をかなり超えており、約５〜10％程度である。
火炎伝播速度および再点弧すなわち負荷展開エネルギー
の効果は多くの要因、例えば燃焼比、燃料オクタン価、
空燃比、燃焼室形状等によって変化するが、第３図に4.
3ミリ秒で示されているように約２％質量燃焼率（MFB）
を超えないスパーク放電開始後の時間内の再点弧の基準
が、今日の自動車エンジンの一般的な範囲に関してまさ
に満足される。
燃料室内の燃料−空気充填混合気の燃焼特性が考慮され
る。例えば、第2a図にスパーク放電の開始後のスパーク
空隙付近の火炎の各の成長が示されている。図示された
火炎の各の成長程度は典型的に0.5％質量燃焼率（MFB）
と関係される。第2b図からは、火炎前面がスパーク空隙
から離れる方向へ伝播するとき、このスパーク空隙付近
に混合気の燃焼ガスだけが残ることが注目される。スパ
ーク空隙は６で示され、混合気の燃焼ガスは７で全体を
示された灰色の面積部分である。スパーク放電の開始後
4.3ミリ秒を経過した状態で示されたこの時点から、ス
パーク６は混合気７の燃焼ガスで包み込まれ、これによ
り燃焼行程に対する実質的な付加的な利益がこの時点ま
たは何れか後の時点で生じることはない。第2b図に示さ
れるように、この質量燃焼率（MFB）は２％質量燃焼率
（MFB）をかなり超えており、約５〜10％程度である。
火炎伝播速度および再点弧すなわち負荷展開エネルギー
の効果は多くの要因、例えば燃焼比、燃料オクタン価、
空燃比、燃焼室形状等によって変化するが、第３図に4.
3ミリ秒で示されているように約２％質量燃焼率（MFB）
を超えないスパーク放電開始後の時間内の再点弧の基準
が、今日の自動車エンジンの一般的な範囲に関してまさ
に満足される。
第３図は、本発明による再点弧をプログラムされたプ
ラグ毎にコイルの配備された点火法に関する経時の蓄積
スパークエネルギーを、従来の単一点弧点火法と比較し
て示す代表的な比較図である。プロットａは、コイルが
0.7725ミリ秒の再点弧間隔、すなわち連続する点弧すな
わちコイルの放電の間隔時間、を有するプラグ毎にコイ
ルの配備された点火法を示す。コイルは、１回の点弧で
20ミリジュール（mJ）を出力する。プロットｂは、再点
弧の間隔が0.288ミリ秒に設定された同じプラグ毎にコ
イルの配備されたプログラム可能な再点弧点火法を示
す。段階的なエネルギー曲線の平坦部分は再点弧を表し
ている。したがって、プロットａでは、１回目の点弧は
20ミリジュールのエネルギー（典型的な車輪用空気／燃
料の可燃ガソリン混合気を点火するために要求される最
小値）を供給した。全５回の点弧が約3.5ミリ秒の時間
内に供給され、全エネルギー入力は約95ミリジュールで
あった。プロットｃは１次回路に6.5アンペアを与える
製品モデルのディストリビュータのない電子式点火装置
（EDIS）を使用して展開された単一点弧式点火法を示
す。これは先に引用したディストリビュータのない電子
式点火装置（EDIS）の４タワー装置である。
ラグ毎にコイルの配備された点火法に関する経時の蓄積
スパークエネルギーを、従来の単一点弧点火法と比較し
て示す代表的な比較図である。プロットａは、コイルが
0.7725ミリ秒の再点弧間隔、すなわち連続する点弧すな
わちコイルの放電の間隔時間、を有するプラグ毎にコイ
ルの配備された点火法を示す。コイルは、１回の点弧で
20ミリジュール（mJ）を出力する。プロットｂは、再点
弧の間隔が0.288ミリ秒に設定された同じプラグ毎にコ
イルの配備されたプログラム可能な再点弧点火法を示
す。段階的なエネルギー曲線の平坦部分は再点弧を表し
ている。したがって、プロットａでは、１回目の点弧は
20ミリジュールのエネルギー（典型的な車輪用空気／燃
料の可燃ガソリン混合気を点火するために要求される最
小値）を供給した。全５回の点弧が約3.5ミリ秒の時間
内に供給され、全エネルギー入力は約95ミリジュールで
あった。プロットｃは１次回路に6.5アンペアを与える
製品モデルのディストリビュータのない電子式点火装置
（EDIS）を使用して展開された単一点弧式点火法を示
す。これは先に引用したディストリビュータのない電子
式点火装置（EDIS）の４タワー装置である。
プロットｄには複数回の再点弧点火法を行う6.5アン
ペアの同じディストリビュータのない電子式点火装置
（EDIS）の４タワー装置が示されている。プロットａま
たはｄの何れかに示されたプラグ毎にコイルの配備され
た（CPP）装置によれば、約2.5倍のスパークエネルギー
が３〜４ミリ秒の燃焼時間内に特定の燃焼現象に供給さ
れることが注目される。したがって、本発明によれば、
プロットａを参照すれば、20ミリジュールの出力が高速
および軽負荷において燃焼を持続するために必要な最小
エネルギーであるならば、例えば最大スパークエネルギ
ーを要求するアイドルのようなこれらの運転条件での運
転時において点火エネルギーの５倍の増大が期待でき
る。
ペアの同じディストリビュータのない電子式点火装置
（EDIS）の４タワー装置が示されている。プロットａま
たはｄの何れかに示されたプラグ毎にコイルの配備され
た（CPP）装置によれば、約2.5倍のスパークエネルギー
が３〜４ミリ秒の燃焼時間内に特定の燃焼現象に供給さ
れることが注目される。したがって、本発明によれば、
プロットａを参照すれば、20ミリジュールの出力が高速
および軽負荷において燃焼を持続するために必要な最小
エネルギーであるならば、例えば最大スパークエネルギ
ーを要求するアイドルのようなこれらの運転条件での運
転時において点火エネルギーの５倍の増大が期待でき
る。
プロットｄから、前述した４タワーのディストリビュ
ータのない電子式点火装置（EDIS）または２タワーのデ
ィストリビュータのない電子式点火装置（EDIS）のよう
なプラグ毎にコイルの配備された（CPP）装置以外の、
１つのツインタワーコイルが２つの別々の燃焼室すなわ
ち燃焼装置スパークエネルギーを供給する点火装置に同
様なプログラム可能な再点弧プログラムを与えることに
幾つかの利点のあることが注目される。前述したコイル
装置（プラグ毎にコイルの配備された（CPP）、２タワ
ー、４タワー）の全てはモジュール設計とすることがで
き、これにより例えば３つまたは４つのツインタワーコ
イルが１つのコイルパックに電極的に結合されて、これ
によりそれぞれ６シリンダー（気筒）または８シリンダ
ーエンジンの点火装置を形成することができる。
ータのない電子式点火装置（EDIS）または２タワーのデ
ィストリビュータのない電子式点火装置（EDIS）のよう
なプラグ毎にコイルの配備された（CPP）装置以外の、
１つのツインタワーコイルが２つの別々の燃焼室すなわ
ち燃焼装置スパークエネルギーを供給する点火装置に同
様なプログラム可能な再点弧プログラムを与えることに
幾つかの利点のあることが注目される。前述したコイル
装置（プラグ毎にコイルの配備された（CPP）、２タワ
ー、４タワー）の全てはモジュール設計とすることがで
き、これにより例えば３つまたは４つのツインタワーコ
イルが１つのコイルパックに電極的に結合されて、これ
によりそれぞれ６シリンダー（気筒）または８シリンダ
ーエンジンの点火装置を形成することができる。
第４図は典型的な３次元的な等圧線図すなわち等角的
な図を示し、これは何れのエンジンにも展開できる。示
された図は単なる例であり、何れの特定のエンジンや運
転条件を示すものでない。マラード（MALLARD）の最小
点火エネルギー式およびモデルに基づいており、設計ツ
ールはこの分野でよく知られ、この分野で同様に知られ
ているように特定エンジンを試験するダイナモメータに
よってしかる後に確認される。エンジン負荷および（ま
たは）エンジンRPMは増加し、完全燃焼を達成するため
に必要な再点弧回数は減少されることが注目され、また
（点（ａ）および点（ｂ）で示されるような）ある点に
おいてこのコイル制御法は１回だけの点弧を要求するよ
うに、すなわち再点弧を行わないように履行放棄する。
第４図に示された運転データにおいて暗示されるよう
に、第５図に示されるように、再点弧の回数の増大で示
されるように燃焼室に対する排気ガス還流率（EGR）の
増大により完全燃焼を得る能力が増大されることは事実
である。排気ガス還流率（EGR）レベルまたは再点弧の
暗示する効果に依存する以外の他の制御法においては、
第１図に示されるように付加的なセンサー1a〜1dを備え
て排気ガス還流率（EGR）レベルを測定し、またエンジ
ン負荷および速度に対するプログラム可能な指令に代え
てセンサーが指示する排気ガス還流率（EGR）レベルに
おいて再点弧の予め定められた回数を補償するようにす
ることができる。
な図を示し、これは何れのエンジンにも展開できる。示
された図は単なる例であり、何れの特定のエンジンや運
転条件を示すものでない。マラード（MALLARD）の最小
点火エネルギー式およびモデルに基づいており、設計ツ
ールはこの分野でよく知られ、この分野で同様に知られ
ているように特定エンジンを試験するダイナモメータに
よってしかる後に確認される。エンジン負荷および（ま
たは）エンジンRPMは増加し、完全燃焼を達成するため
に必要な再点弧回数は減少されることが注目され、また
（点（ａ）および点（ｂ）で示されるような）ある点に
おいてこのコイル制御法は１回だけの点弧を要求するよ
うに、すなわち再点弧を行わないように履行放棄する。
第４図に示された運転データにおいて暗示されるよう
に、第５図に示されるように、再点弧の回数の増大で示
されるように燃焼室に対する排気ガス還流率（EGR）の
増大により完全燃焼を得る能力が増大されることは事実
である。排気ガス還流率（EGR）レベルまたは再点弧の
暗示する効果に依存する以外の他の制御法においては、
第１図に示されるように付加的なセンサー1a〜1dを備え
て排気ガス還流率（EGR）レベルを測定し、またエンジ
ン負荷および速度に対するプログラム可能な指令に代え
てセンサーが指示する排気ガス還流率（EGR）レベルに
おいて再点弧の予め定められた回数を補償するようにす
ることができる。
第６図〜第９図は、必要な再点弧較正法を開発するた
めの燃焼データを集めて使用するために、ベンチテスト
すなわちダイナモメータ試験法によって行われた多数の
試験結果を示している。各々の場合において、第３図の
データを得るために使用されたエンジンと同じ排気量が
２リットルの４サイクルガソリンエンジンが使用され
た。例えば第６図を参照すれば、空燃比が14.6で、1500
RPMおよび部分負荷で運転される自動車用の単一点弧エ
ネルギー法に関して、15ミリジュールのスパークエネル
ギーが非常に安定した運転を与えることが判断できる。
実際に、12ミリジュールを超える何れのスパークエネル
ギーも安定した運転を与える。
めの燃焼データを集めて使用するために、ベンチテスト
すなわちダイナモメータ試験法によって行われた多数の
試験結果を示している。各々の場合において、第３図の
データを得るために使用されたエンジンと同じ排気量が
２リットルの４サイクルガソリンエンジンが使用され
た。例えば第６図を参照すれば、空燃比が14.6で、1500
RPMおよび部分負荷で運転される自動車用の単一点弧エ
ネルギー法に関して、15ミリジュールのスパークエネル
ギーが非常に安定した運転を与えることが判断できる。
実際に、12ミリジュールを超える何れのスパークエネル
ギーも安定した運転を与える。
第７図を参照すれば、同じ空燃比14.6:1で、2500RPM
および部分負荷では、約８ミリジュールの最小スパーク
エネルギーが全体的な性能の安定を与えると推測でき
る。したがって、第６図および第７図の結果を比較する
と、プラグ毎にコイルの配備された（CPP）点火装置が
設計される単一点弧エネルギーの、８〜15ミリジュール
である最小スパークエネルギーを選択しなければならな
い。高速域での自由なエンジン速度範囲における点火を
保証して広く様々な点火法を適用するために、15ミリジ
ュールのコイルが１回の点弧に十分なエネルギーを供給
できるものとして最も望ましいと判断された。同時に、
第３図のプロットａを考慮すれば、選択されたコイルが
十分速やかに再点弧されて燃焼（０〜４ミリ秒）毎に且
つほどほどの少ない再点弧回数（５）で大きなエネルギ
ー（90+ミリジュール）を得ることができることは明白
である。第８図の結果を考慮すれば、25％のように高い
排気ガス還流率（EGR）の場合であっても、プラグ毎に
コイルの配備された（CPP）点火コイル装置は放電間隔
が0.725ミリ秒の再点弧時間により、標準偏差IMEP（バ
ール）の点から２〜10回の再点弧による再点弧エネルギ
ーで通じて、非常によい性能を発揮することが注目され
る。これは、第６図および第７図から導き出された結論
を確認する作用を果たす。
および部分負荷では、約８ミリジュールの最小スパーク
エネルギーが全体的な性能の安定を与えると推測でき
る。したがって、第６図および第７図の結果を比較する
と、プラグ毎にコイルの配備された（CPP）点火装置が
設計される単一点弧エネルギーの、８〜15ミリジュール
である最小スパークエネルギーを選択しなければならな
い。高速域での自由なエンジン速度範囲における点火を
保証して広く様々な点火法を適用するために、15ミリジ
ュールのコイルが１回の点弧に十分なエネルギーを供給
できるものとして最も望ましいと判断された。同時に、
第３図のプロットａを考慮すれば、選択されたコイルが
十分速やかに再点弧されて燃焼（０〜４ミリ秒）毎に且
つほどほどの少ない再点弧回数（５）で大きなエネルギ
ー（90+ミリジュール）を得ることができることは明白
である。第８図の結果を考慮すれば、25％のように高い
排気ガス還流率（EGR）の場合であっても、プラグ毎に
コイルの配備された（CPP）点火コイル装置は放電間隔
が0.725ミリ秒の再点弧時間により、標準偏差IMEP（バ
ール）の点から２〜10回の再点弧による再点弧エネルギ
ーで通じて、非常によい性能を発揮することが注目され
る。これは、第６図および第７図から導き出された結論
を確認する作用を果たす。
第３図を再び参照すれば、単一点弧での最小エネルギ
ー出力が20ミリジュールで、５回の再点弧が行われるよ
うなプラグ毎にコイルの配備された（CPP）点火法は、
最大限の蓄積スパークエネルギーを供給し、25％の排気
ガス還流率（EGR）での有効燃焼の条件に容易に適応す
ることが推測される。
ー出力が20ミリジュールで、５回の再点弧が行われるよ
うなプラグ毎にコイルの配備された（CPP）点火法は、
最大限の蓄積スパークエネルギーを供給し、25％の排気
ガス還流率（EGR）での有効燃焼の条件に容易に適応す
ることが推測される。
第９図も参照すれば、それぞれ第３図のａおよびｂに
示された0.725ミリ秒の再点弧法または0.288ミリ秒の再
点弧法の何れかによるプラグ毎にコイルの配備された
（CPP）点火法は、上死点前45゜のスパーク進角でさえ
も燃焼の安定性を許容できることが注目される。これ
は、第７図のプロットｃに示されるような単一点弧法を
有して6.5アンペアの電流を供給されるディストリビュ
ータのない電子式点火装置（EDIS）の４タワー装置を大
きく外れた性能を発揮させる。
示された0.725ミリ秒の再点弧法または0.288ミリ秒の再
点弧法の何れかによるプラグ毎にコイルの配備された
（CPP）点火法は、上死点前45゜のスパーク進角でさえ
も燃焼の安定性を許容できることが注目される。これ
は、第７図のプロットｃに示されるような単一点弧法を
有して6.5アンペアの電流を供給されるディストリビュ
ータのない電子式点火装置（EDIS）の４タワー装置を大
きく外れた性能を発揮させる。
当業者には明白となるように、上述した技術を使用す
れば、エンジンを単一点弧法にて運転するため、またエ
ンジン速度が予め定めた何れかの値を超えるエンジン速
度、および予め定めた何れかの値を超えるエンジン負荷
にてエンジンを運転するために、単一点弧不履行ないし
放棄位置（single−strike default position）に設
計された点火装置を選択して、その放棄位置で最小エネ
ルギーを発生することができる。これらの同じ図から、
高速且つ一層効率的な燃焼を促進するうえでスパークエ
ネルギーが有用となるような燃焼の初期段階において、
最も有用なスパークエネルギーを供給するために点火装
置にプログラムされる再点弧の最大回数が推測される。
同様に、第８図に示されるように、最大再点弧点火法と
単一点弧法の履行放棄時点との間のあらゆる特定の運転
状態において選択されるべき再点弧の回数を設定（ma
p）すなわち決定することができる。第10図は単一点弧
法に優る再点弧法の利点を明確に示している。全てのコ
イルは、プラグ毎にコイルの配備され（CPP）るかまた
はツインタワーとされ、希薄（空燃比が高い）混合気を
燃焼させて、燃費の経済性を恐らく高める能力を表す。
第11図は同様に、燃焼室内の排気ガス還流率（EGR）の
高いレベルを許容できる再点弧プログラムの同じ利点を
示している。
れば、エンジンを単一点弧法にて運転するため、またエ
ンジン速度が予め定めた何れかの値を超えるエンジン速
度、および予め定めた何れかの値を超えるエンジン負荷
にてエンジンを運転するために、単一点弧不履行ないし
放棄位置（single−strike default position）に設
計された点火装置を選択して、その放棄位置で最小エネ
ルギーを発生することができる。これらの同じ図から、
高速且つ一層効率的な燃焼を促進するうえでスパークエ
ネルギーが有用となるような燃焼の初期段階において、
最も有用なスパークエネルギーを供給するために点火装
置にプログラムされる再点弧の最大回数が推測される。
同様に、第８図に示されるように、最大再点弧点火法と
単一点弧法の履行放棄時点との間のあらゆる特定の運転
状態において選択されるべき再点弧の回数を設定（ma
p）すなわち決定することができる。第10図は単一点弧
法に優る再点弧法の利点を明確に示している。全てのコ
イルは、プラグ毎にコイルの配備され（CPP）るかまた
はツインタワーとされ、希薄（空燃比が高い）混合気を
燃焼させて、燃費の経済性を恐らく高める能力を表す。
第11図は同様に、燃焼室内の排気ガス還流率（EGR）の
高いレベルを許容できる再点弧プログラムの同じ利点を
示している。
第12図〜第15図には、本発明に有用なプラグ毎にコイ
ルの配備された（CPP）装置が示されている。
ルの配備された（CPP）装置が示されている。
第12図には点火コイル組立体の全体が示されている。
この点火コイルはプラグ毎にコイルの配備された（CP
P）形式の点火コイル組立体であって、点線で示される
ように典型的な点火スパークプラグに取付けられ、電気
的に接続されている。これは一般に環状ハウジング10を
含み、このハウジング内には鋼材を積層したＣ形心材10
0が嵌め込まれて、この心材100はターミナル端部の間に
解放された空間すなわち空隙を形成しており、また１次
および２次ボビン組立体200および400がＣ形心材100の
ターミナル端部間の空間内に配置されている。１次コイ
ル部材200は、１次ボビンを通して軸方向に延在される
全体的にＩ形の鋼材を積層したＣ形心材（図示せず）を
含む。
この点火コイルはプラグ毎にコイルの配備された（CP
P）形式の点火コイル組立体であって、点線で示される
ように典型的な点火スパークプラグに取付けられ、電気
的に接続されている。これは一般に環状ハウジング10を
含み、このハウジング内には鋼材を積層したＣ形心材10
0が嵌め込まれて、この心材100はターミナル端部の間に
解放された空間すなわち空隙を形成しており、また１次
および２次ボビン組立体200および400がＣ形心材100の
ターミナル端部間の空間内に配置されている。１次コイ
ル部材200は、１次ボビンを通して軸方向に延在される
全体的にＩ形の鋼材を積層したＣ形心材（図示せず）を
含む。
１次ボビンは一対の１次受止め部202,204を含み、こ
の受止め部の中にはんだ付けされずにばね保持された絶
縁ターミナルが配置されている。
の受止め部の中にはんだ付けされずにばね保持された絶
縁ターミナルが配置されている。
部分的に示されている１次コネクター組立体12がハウ
ジングに対してクリップされるようになされ、また受入
れ部14にリードを含んでおり、受入れ部は以下に説明す
るように１次および２次コイルを横断する電気的な接続
を確立している。
ジングに対してクリップされるようになされ、また受入
れ部14にリードを含んでおり、受入れ部は以下に説明す
るように１次および２次コイルを横断する電気的な接続
を確立している。
２次ボビン400は入力ターミナル402および対応する２
次ボビン出力ターミナル（第12図には図示されていな
い）を含み、２次ボビン出力ターミナルはハウジングの
ターミナルステム部分16の面積範囲内で２次ボビンの下
端部に配置されている。ターミナルステム部分16の上に
可撓性のゴムブーツ18がスリップ嵌合されており、この
ブーツはステム部分16をグリップするカラー20、および
以下に説明するようにスパークプラグヘッドグリップし
て電気的な接続を確保するようになされた胴体部分22を
有している。
次ボビン出力ターミナル（第12図には図示されていな
い）を含み、２次ボビン出力ターミナルはハウジングの
ターミナルステム部分16の面積範囲内で２次ボビンの下
端部に配置されている。ターミナルステム部分16の上に
可撓性のゴムブーツ18がスリップ嵌合されており、この
ブーツはステム部分16をグリップするカラー20、および
以下に説明するようにスパークプラグヘッドグリップし
て電気的な接続を確保するようになされた胴体部分22を
有している。
第13図は点火コイル組立体の小型の状態と、モジュー
ル組立体の形態として組立てられている様子を更に示し
ている。例えば、１次ボビン副組立体200は長手方向の
軸線のまわりに１次コイル208が巻きつけられた１次ボ
ビン206を含む。このボビン206はチャンネル形の上側ヘ
ッド部分210および下側環状部分212を含んでいる。ボビ
ンは長方形の開口228を含み、この開口は板から他端へ
長手方向の軸線に沿って延在していて、鋼材積層心材30
0をスライド嵌合状態で受入れる寸法とされている。
ル組立体の形態として組立てられている様子を更に示し
ている。例えば、１次ボビン副組立体200は長手方向の
軸線のまわりに１次コイル208が巻きつけられた１次ボ
ビン206を含む。このボビン206はチャンネル形の上側ヘ
ッド部分210および下側環状部分212を含んでいる。ボビ
ンは長方形の開口228を含み、この開口は板から他端へ
長手方向の軸線に沿って延在していて、鋼材積層心材30
0をスライド嵌合状態で受入れる寸法とされている。
ボビンの上側チャンネル部分は一対の間隔を隔てた側
壁214と、これらの側壁214の間を延在するストッパ壁21
6を一端部に含む。
壁214と、これらの側壁214の間を延在するストッパ壁21
6を一端部に含む。
１次ボビン組立体200の中にスライド可能に受入れら
れたＩ形心材300は一端部にテーパーの付された下面302
および他端部にテーパーの付された端面すなわち斜面30
4を有する。Ｉ形心材は並べて互いに固定されている鋼
材積層体である。
れたＩ形心材300は一端部にテーパーの付された下面302
および他端部にテーパーの付された端面すなわち斜面30
4を有する。Ｉ形心材は並べて互いに固定されている鋼
材積層体である。
１次コイルボビン組立体200は環状の２次コイルボビ
ン組立体400の内部に受入れられるようになされてい
る。２次コイルボビン組立体は一体化された２次ターミ
ナル部分402および404を含む。２次ターミナルの内側円
筒面のまわりに３つの長手方向に延在されたスロット40
6,408,410が配置されており、これらの各々はコイル巻
き線412に対して解放され、このコイル巻き線は２次コ
イルボビン部材400の外周面のまわりに巻きつけられる
とともに、それぞれの端部付近で入力および出力の２次
ターミナル部分402,404にそれぞれ接続されている。次
に、プラスチック絶縁クリップ部材102がＣ形心材100の
解放空間内にスライドされる。このクリップは、側壁が
図示され以下に説明されるように、Ｃ形心材の外壁面を
確実にグリップする寸法とされている。クリップ102の
底壁から突出した舌部103は、ボビンヘッド部分210の幅
を横断して各側壁214へ到り、また長手方向にストップ
壁216へ到るように延在する寸法である。したがって組
立てることにより、舌部103は第14図および第15図に最
も良く示されるように１次心材300のヘッド端部すなわ
ちクロスバー部分308に完全に重なるようになる。
ン組立体400の内部に受入れられるようになされてい
る。２次コイルボビン組立体は一体化された２次ターミ
ナル部分402および404を含む。２次ターミナルの内側円
筒面のまわりに３つの長手方向に延在されたスロット40
6,408,410が配置されており、これらの各々はコイル巻
き線412に対して解放され、このコイル巻き線は２次コ
イルボビン部材400の外周面のまわりに巻きつけられる
とともに、それぞれの端部付近で入力および出力の２次
ターミナル部分402,404にそれぞれ接続されている。次
に、プラスチック絶縁クリップ部材102がＣ形心材100の
解放空間内にスライドされる。このクリップは、側壁が
図示され以下に説明されるように、Ｃ形心材の外壁面を
確実にグリップする寸法とされている。クリップ102の
底壁から突出した舌部103は、ボビンヘッド部分210の幅
を横断して各側壁214へ到り、また長手方向にストップ
壁216へ到るように延在する寸法である。したがって組
立てることにより、舌部103は第14図および第15図に最
も良く示されるように１次心材300のヘッド端部すなわ
ちクロスバー部分308に完全に重なるようになる。
次に、クリップ102を有するＣ形心材100は、１次ボビ
ンのチャンネル形の上側ヘッド部分内に開口端部から挿
入され、Ｃ形心材のターミナル端部104が１次ボビンの
ストップ壁216に対して支持されるようになされる。同
時に、１次ボビン組立体内でＩ形心材の傾斜部分すなわ
ち傾斜端部ないし端面304は、他のターミナル端部108に
おけるＣ形心材の対応する傾斜端部106に沿って線接触
で係合する。この組立てはＩ形心材がＣ形心材のストッ
プショルダ110に当接するまで続けられる。傾斜端部に
おけるリフト作用がＩ形心材300およびクリップ舌部103
を押圧して、Ｃ形心材100の他のターミナル端部と完全
に接触させ、これにより組立体を所定位置に確実に保持
して、クロス部材100を横断してクリップ舌部103により
空隙を形成するようになす。
ンのチャンネル形の上側ヘッド部分内に開口端部から挿
入され、Ｃ形心材のターミナル端部104が１次ボビンの
ストップ壁216に対して支持されるようになされる。同
時に、１次ボビン組立体内でＩ形心材の傾斜部分すなわ
ち傾斜端部ないし端面304は、他のターミナル端部108に
おけるＣ形心材の対応する傾斜端部106に沿って線接触
で係合する。この組立てはＩ形心材がＣ形心材のストッ
プショルダ110に当接するまで続けられる。傾斜端部に
おけるリフト作用がＩ形心材300およびクリップ舌部103
を押圧して、Ｃ形心材100の他のターミナル端部と完全
に接触させ、これにより組立体を所定位置に確実に保持
して、クロス部材100を横断してクリップ舌部103により
空隙を形成するようになす。
次に、心材と１次および２次ボビンとの副組立体がハ
ウジング10内をスライドされる。その後、保持ばね24を
含むブーツ組立体がハウジングの一端部にスリップ嵌合
され、１次コネクター組立体12がハウジングの反対端部
に対してクリップ止めされる。これによりコイルの組立
てが第12図および第13図に示されるように完了する。
ウジング10内をスライドされる。その後、保持ばね24を
含むブーツ組立体がハウジングの一端部にスリップ嵌合
され、１次コネクター組立体12がハウジングの反対端部
に対してクリップ止めされる。これによりコイルの組立
てが第12図および第13図に示されるように完了する。
─────────────────────────────────────────────────────
フロントページの続き
(72)発明者 スウィート，ベンジャミン，デビッド
アメリカ合衆国48076 ミシガン州サウ
スフィールド，サン カルロス 28755
(56)参考文献 特開 昭60−56169（ＪＰ，Ａ)
特開 昭61−34358（ＪＰ，Ａ)
(58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名)
F02P 15/10
F02P 13/00
Claims (12)
- 【請求項１】内燃エンジンの各シリンダーのそれぞれの
燃焼室に対して備えられたスパーク点火発生装置と、前
記燃焼室の各々において予め定めた点火エネルギーの燃
焼を生じさせるに十分な電圧をスパーク点火発生装置へ
繰り返し供給するように、それぞれのスパーク点火発生
装置と電気的に接続された点火コイル部材（４）と、 前記それぞれのシリンダー内での各燃焼時に前記点火コ
イル部材（４）を繰り返して充電および放電させる制御
手段（23）とを含み、 前記点火コイル部材（４）は１回の燃焼時に該点火コイ
ル部材（４）が繰り返し放電できるようにするに十分な
長さの２次電圧の充電時間を有している内燃エンジン用
の点火装置において、 前記点火コイル部材（４）の繰り返しの充電および放電
は、空燃混合気の質量燃焼率が０％〜２％の間である各
燃焼初期段階において行われ、 前記点火コイル部材（４）の２次電圧充電時間は、該各
燃焼初期段階の間に前記点火コイル部材（４）が繰り返
し放電できるようにするに十分な長さであり、また 前記点火コイル部材（４）は、アイドル速度を超える状
態で且つ軽負荷状態である運転状態で実質的に完全燃焼
を生じさせるに十分であるが、アイドル速度では実質的
に完全燃焼を生じさせるには不十分な単一点弧放電エネ
ルギー出力を有していることを特徴とする内燃エンジン
用の点火装置。 - 【請求項２】各燃焼の初期段階時に前記点火コイル部材
（４）が供給できる最大および最小のエネルギーレベル
が約8:1の比率であり、前記最大エネルギーレベルは２
〜８回の放電時間にわたり確立される請求項１に記載の
装置。 - 【請求項３】単一の当該点火コイル部材（４）が電圧を
単一の燃焼室に供給するように配置されており、前記点
火コイル部材（４）は少なくとも約11ミリジュールの最
小単一点弧エネルギーを有している請求項２に記載の装
置。 - 【請求項４】前記点火コイル部材（４）は約0.280ミリ
秒〜約0.725ミリ秒の再点弧速度を有している請求項３
に記載の装置。 - 【請求項５】エンジンの少なくとも２つの運転状態を検
出する手段（1a〜1d）と、燃焼に対する前記点火装置の
予め定められたおよび事前確定されたスパーク進角を検
出し、このスパーク進角に基づいて放電サイクルを開始
させる手段（2,3）と、 前記放電サイクル時に、検出された前記運転状態に基づ
く検出されたスパーク進角での、前記点火発生装置の要
求する放電回数を決定する手段（2,3）とが更に備えら
れた、請求項１から請求項４までの何れか１項に記載の
装置。 - 【請求項６】前記エンジン運転状態検出手段がエンジン
速度センサー（1a）およびエンジン負荷センサー（1b）
を含み、また 前記放電決定手段（2,3）が、与えられたスパーク進角
で予め定められた検出エンジン負荷およびエンジン速度
を基にして不履行化の状態を信号化する手段を含み、こ
の不履行化の状態を超えると前記スパーク点火発生装置
が１回だけの点弧を行い、これ未満であると前記スパー
ク点火発生装置は検出されたエンジン速度および負荷の
予め定められた特定の組合せに応じて多数回の点弧を行
う請求項５に記載の装置。 - 【請求項７】前記スパーク点火発生装置が単一の点火コ
イルおよび単一のスパークプラグを含む請求項１から請
求項６までの何れか１項に記載の装置。 - 【請求項８】内燃エンジンのそれぞれのシリンダーの燃
焼室の各々に対するスパーク点火発生装置と、前記燃焼
室のそれぞれにおいて予め定めた点火エネルギーの燃焼
を生じさせるに十分な電圧を前記スパーク点火発生装置
へ繰り返し供給するように、それぞれのスパーク点火発
生装置と電気的に接続された点火コイル部材（４）とを
備えた内燃エンジンの点火方法であって、 （ａ）前記点火コイル部材（４）が１回の燃焼時に前記
点火コイル部材（４）が繰り返して放電できるようにす
るに十分な２次電圧充電時間を有するようにして、前記
それぞれのシリンダー内での各燃焼時に前記点火コイル
部材（４）を繰り返し充電および放電する段階を含む前
記点火方法において、 （ｂ）エンジンの運転状態に基づいて１回の燃焼時に前
記スパーク点火発生装置の必要とする放電回数を決定す
る段階と、 （ｃ）前記点火コイル部材（４）の繰り返しの充電およ
び放電を、空燃混合気の質量燃焼率が０％〜２％の間で
ある各燃焼初期段階において行う段階とを含み、 前記点火コイル部材（４）の２次電圧充電時間は、該各
燃焼初期段階の間に前記点火コイル部材（４）が繰り返
し放電できるようにするに十分な長さであり、 前記点火コイル部材（４）は、アイドル速度を超える状
態で且つ軽負荷状態である運転状態で実質的に完全燃焼
を生じさせるに十分であるが、アイドル速度では実質的
に完全燃焼を生じさせるには不十分な単一点弧放電エネ
ルギー出力を有していることを特徴とする方法。 - 【請求項９】前記スパーク点火発生装置の必要とする放
電回数が１〜約５回から選択される請求項８に記載の方
法。 - 【請求項１０】前記点火コイル部材（４）の繰り返しの
充電および放電が、空燃混合気の質量燃焼率が0.5％に
なるまでに行われる請求項８または請求項９に記載の方
法。 - 【請求項１１】燃焼に供給される点火エネルギーは、前
記点火コイル部材（４）が最大回数の放電を行うとき
に、約80〜100ミリジュールである請求項８、請求項９
または請求項10に記載の方法。 - 【請求項１２】前記スパーク点火発生装置の要求される
放電回数の決定段階が、エンジン速度、エンジン負荷お
よび排気ガス還流率を検出する段階を含む請求項８、請
求項９、請求項10または請求項11に記載の方法。
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|---|---|---|---|
| US08/004,008 US5333593A (en) | 1993-01-15 | 1993-01-15 | Energy-on-demand ignition coil |
| US08/004,008 | 1993-01-15 | ||
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|---|---|
| JPH08505449A JPH08505449A (ja) | 1996-06-11 |
| JP3433941B2 true JP3433941B2 (ja) | 2003-08-04 |
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|---|---|---|---|
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Country Status (9)
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|---|---|
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| EP (1) | EP0679223B1 (ja) |
| JP (1) | JP3433941B2 (ja) |
| CN (1) | CN1042052C (ja) |
| BR (1) | BR9307835A (ja) |
| DE (1) | DE69319253T2 (ja) |
| ES (1) | ES2117244T3 (ja) |
| HU (1) | HU220408B (ja) |
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