JPH0135177B2 - - Google Patents
Info
- Publication number
- JPH0135177B2 JPH0135177B2 JP56092478A JP9247881A JPH0135177B2 JP H0135177 B2 JPH0135177 B2 JP H0135177B2 JP 56092478 A JP56092478 A JP 56092478A JP 9247881 A JP9247881 A JP 9247881A JP H0135177 B2 JPH0135177 B2 JP H0135177B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- ignition
- capacitor
- voltage
- circuit
- plasma
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired
Links
- 239000003990 capacitor Substances 0.000 claims description 23
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 10
- 238000002485 combustion reaction Methods 0.000 description 7
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 7
- 239000000446 fuel Substances 0.000 description 6
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 5
- 101100365087 Arabidopsis thaliana SCRA gene Proteins 0.000 description 4
- 101150105073 SCR1 gene Proteins 0.000 description 4
- 101100134054 Saccharomyces cerevisiae (strain ATCC 204508 / S288c) NTG1 gene Proteins 0.000 description 4
- 238000010891 electric arc Methods 0.000 description 4
- 230000015556 catabolic process Effects 0.000 description 3
- 238000007599 discharging Methods 0.000 description 2
- 230000007274 generation of a signal involved in cell-cell signaling Effects 0.000 description 2
- 230000010355 oscillation Effects 0.000 description 2
- 239000000919 ceramic Substances 0.000 description 1
- 230000001186 cumulative effect Effects 0.000 description 1
- 230000003247 decreasing effect Effects 0.000 description 1
- 239000011810 insulating material Substances 0.000 description 1
- 230000001788 irregular Effects 0.000 description 1
- 230000001052 transient effect Effects 0.000 description 1
- 238000004804 winding Methods 0.000 description 1
Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02P—IGNITION, OTHER THAN COMPRESSION IGNITION, FOR INTERNAL-COMBUSTION ENGINES; TESTING OF IGNITION TIMING IN COMPRESSION-IGNITION ENGINES
- F02P9/00—Electric spark ignition control, not otherwise provided for
- F02P9/002—Control of spark intensity, intensifying, lengthening, suppression
- F02P9/007—Control of spark intensity, intensifying, lengthening, suppression by supplementary electrical discharge in the pre-ionised electrode interspace of the sparking plug, e.g. plasma jet ignition
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02P—IGNITION, OTHER THAN COMPRESSION IGNITION, FOR INTERNAL-COMBUSTION ENGINES; TESTING OF IGNITION TIMING IN COMPRESSION-IGNITION ENGINES
- F02P3/00—Other installations
- F02P3/06—Other installations having capacitive energy storage
- F02P3/08—Layout of circuits
- F02P3/0876—Layout of circuits the storage capacitor being charged by means of an energy converter (DC-DC converter) or of an intermediate storage inductance
- F02P3/0884—Closing the discharge circuit of the storage capacitor with semiconductor devices
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02P—IGNITION, OTHER THAN COMPRESSION IGNITION, FOR INTERNAL-COMBUSTION ENGINES; TESTING OF IGNITION TIMING IN COMPRESSION-IGNITION ENGINES
- F02P7/00—Arrangements of distributors, circuit-makers or -breakers, e.g. of distributor and circuit-breaker combinations or pick-up devices
- F02P7/02—Arrangements of distributors, circuit-makers or -breakers, e.g. of distributor and circuit-breaker combinations or pick-up devices of distributors
- F02P7/03—Arrangements of distributors, circuit-makers or -breakers, e.g. of distributor and circuit-breaker combinations or pick-up devices of distributors with electrical means
- F02P7/035—Arrangements of distributors, circuit-makers or -breakers, e.g. of distributor and circuit-breaker combinations or pick-up devices of distributors with electrical means without mechanical switching means
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Combustion & Propulsion (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Plasma & Fusion (AREA)
- Ignition Installations For Internal Combustion Engines (AREA)
Description
この発明はエンジンのプラズマ点火装置の改良
に関する。 プラズマ点火装置はエンジンの低負荷運転域や
稀薄混合気燃焼など燃焼が不安定となりがちな運
転条件において、確実な着火と燃焼の安定性を向
上させるもので、従来のプラズマ点火装置の点火
プラグとしては、例えば第１図に示すようなもの
がある。 この点火プラグは放電部の中心電極１と側方電
極２との間の点火間隙の周囲をセラミツクス等の
電気絶縁材３で包囲して小さな容積の放電空間４
を形成する構造となつている。この点火プラグ
は、後述する高圧パルスによつて中心電極１と側
方電極２間にスパークを発生し、次いでこの絶縁
破壊状態下でプラズマ点火用電源回路から比較的
低電圧を高エネルギを短時間に注入することによ
つてプラズマ放電を行い、放電空間４にプラズマ
状高温ガスを発生させる。そしてこのプラズマ状
高温ガスを噴孔から燃焼室内に噴出させて混合気
を確実に着火燃焼させる。 ここでプラズマ点火装置の動作について概略を
第２図により説明する。 バツテリＢの出力電圧（＋12V）をDC−DCコ
ンバータ（電圧変換器）Ｄに入力して1KVの直
流高電圧に変換し、ダイオードD1，D2を介して
各気筒に対応して設けたコンデンサC1（容量1μF）
に高電圧を充電する。 エンジン回転に同期して作動するブレーカポイ
ントの出力の点火信号ｆを、リツプル２進カウン
タおよび単安定マルチなどで構成される点火トリ
ガ信号発生回路Ａに導き、各気筒の所定の点火時
期にハイレベル“１”となるパルス幅0.5ｍｓの
トリガ信号ａ，ｂ，ｃ，ｄを順次発生する。各ト
リガ信号ａ，ｂ，ｃ，ｄがハイレベルになると、
それに対応する各気筒のサイリスタSCR１，２，
３，４が導通状態になり、各気筒の点火プラグ
P1，P2，P3，P4に第３図のような高電圧Vs1，
Vs2，Vs3，Vs4を印加し、各プラグで放電させて
各気筒でプラズマ点火が行なわれる。 ここで＃１気筒を例にとつて高電圧Vs1の発生
原理を説明すると次のようになる。 コンデンサC1に1KVの高電圧が充電されてい
る状態でトリガ信号ａが“０”→“１”レベルに
なると、サイリスタSCR１が導通してＱ点の電
圧は0V→−1KVに急変する。この変化が昇圧ト
ランスT1に加わり、まずその１次側回路（コイ
ルLp、コンデンサC2、（但しC1≫C2））に周波数
に関する。 プラズマ点火装置はエンジンの低負荷運転域や
稀薄混合気燃焼など燃焼が不安定となりがちな運
転条件において、確実な着火と燃焼の安定性を向
上させるもので、従来のプラズマ点火装置の点火
プラグとしては、例えば第１図に示すようなもの
がある。 この点火プラグは放電部の中心電極１と側方電
極２との間の点火間隙の周囲をセラミツクス等の
電気絶縁材３で包囲して小さな容積の放電空間４
を形成する構造となつている。この点火プラグ
は、後述する高圧パルスによつて中心電極１と側
方電極２間にスパークを発生し、次いでこの絶縁
破壊状態下でプラズマ点火用電源回路から比較的
低電圧を高エネルギを短時間に注入することによ
つてプラズマ放電を行い、放電空間４にプラズマ
状高温ガスを発生させる。そしてこのプラズマ状
高温ガスを噴孔から燃焼室内に噴出させて混合気
を確実に着火燃焼させる。 ここでプラズマ点火装置の動作について概略を
第２図により説明する。 バツテリＢの出力電圧（＋12V）をDC−DCコ
ンバータ（電圧変換器）Ｄに入力して1KVの直
流高電圧に変換し、ダイオードD1，D2を介して
各気筒に対応して設けたコンデンサC1（容量1μF）
に高電圧を充電する。 エンジン回転に同期して作動するブレーカポイ
ントの出力の点火信号ｆを、リツプル２進カウン
タおよび単安定マルチなどで構成される点火トリ
ガ信号発生回路Ａに導き、各気筒の所定の点火時
期にハイレベル“１”となるパルス幅0.5ｍｓの
トリガ信号ａ，ｂ，ｃ，ｄを順次発生する。各ト
リガ信号ａ，ｂ，ｃ，ｄがハイレベルになると、
それに対応する各気筒のサイリスタSCR１，２，
３，４が導通状態になり、各気筒の点火プラグ
P1，P2，P3，P4に第３図のような高電圧Vs1，
Vs2，Vs3，Vs4を印加し、各プラグで放電させて
各気筒でプラズマ点火が行なわれる。 ここで＃１気筒を例にとつて高電圧Vs1の発生
原理を説明すると次のようになる。 コンデンサC1に1KVの高電圧が充電されてい
る状態でトリガ信号ａが“０”→“１”レベルに
なると、サイリスタSCR１が導通してＱ点の電
圧は0V→−1KVに急変する。この変化が昇圧ト
ランスT1に加わり、まずその１次側回路（コイ
ルLp、コンデンサC2、（但しC1≫C2））に周波数
【式】の減衰振動を伴う過渡現象が
発生する。これによつてコイルLpの端子間に±
1KVの最大振幅を有する周波数f1の減衰振動交流
電圧を発生する。これにより昇圧トランスT1の
２次側コイルLpにはコイル巻線比１：Ｎによつ
てＮ倍に昇圧された電圧が発生し、これがプラズ
マ点火用の点火プラグP1に印加され、その中心
電極１と側方電極２の間で火花放電して絶縁破壊
を生じ、このプラグP1を導通状態にする。プラ
グP1が導通状態になると、コンデンサC1に蓄え
られた約0.5ジユールの高圧高エネルギが、２次
側回路のコイルLsを流れて点火プラグP1に短時
間（0.1ｍｓ程度）に注入され、これによりプラ
ズマ放電を持続させるのである。 ところでこのような従来のプラズマ点火装置
は、DC−DCコンバータＤの出力を各気筒別にコ
ンデンサC1に蓄え、各コンデンサC1に蓄えた高
エネルギを各点火毎にすべて放出して点火プラグ
P1〜P4に供給するようになつていたため、第４
図のようにバツテリ消費電流Ｉが常にエンジンの
回転数Ｎの上昇に比例して増大していた。一般に
混合気が稀薄で点火に高エネルギを必要とするの
は低回転領域（Ｎ1500〜2000r.p.m）であつて、
燃焼そのものが良くなる高回転領域（Ｎ1500〜
2000r.p.m）では、点火に高エネルギを必要とし
ない。したがつて従来のプラズマ点火装置では高
回転領域で不必要にバツテリ消費電流が増大する
という問題があつた。 この発明はこのような従来の問題点に着目し
て、エンジン回転数、燃料流量などにもとづきエ
ンジンの運転状態を判断して、コンデンサに蓄え
た高エネルギの放出をエンジンの運転条件に対応
して変化させ、運転条件に対応して必要最小限の
点火エネルギを点火プラグに供給することによ
り、主に高回転領域での電流消費を低減すること
を目的としている。 上記目的を達成するためにこの発明では、バツ
テリ電圧を高電圧に昇圧する電圧変換器と、電圧
変換器の出力を蓄える第１のコンデンサと、第１
のコンデンサに接続された昇圧トランスと、昇圧
トランスの１次側コイルに接続された第２のコン
デンサとを備え、前記昇圧トランスの２次側コイ
ルにプラズマ点火用の点火プラグを接続した点火
装置において、所定の点火時期に導通して第１の
コンデンサの放電時間を制御するスイツチ回路を
形成すると共に、すくなくともエンジン低回転域
に比べて高回転域でスイツチ回路の導通時間を減
少させる運転状態判断回路を設けた。 以下、この発明を図面にもとづいて説明する。 第５図はこの発明の実施例の要部、つまり昇圧
トランスを含む高圧点火回路を１気筒分だけ示
す。 マイクロコンピユータなどで構成される運転状
態判断回路Ｅは、点火信号ｆとエンジン回転数信
号Ｎ、燃料流量センサの出力Ｆにもとづいて、エ
ンジンの運転状態を判断し、概ね高回転になるに
従つてそのパルス巾Twが狭くなりかつ点火信号
ｆの立上りとそのパルスの立上りが時間的に一致
する、エネルギ制御信号ｅを出力する。前記トリ
ガ信号発生回路Ａからのトリガ信号ａとエネルギ
制御信号ｅとをAND回路H1に加えてスイツチ制
御信号a′を得る。したがつてスイツチ制御信号
a′は制御信号ｅのパルス巾Twの間だけトリガ信
号ａを出力したものとなる。このスイツチ制御信
号a′を従来のサイリスタSCR１〜４に代えてのス
イツチ回路S1に入力してそのON、OFFを制御す
る。 つまり、スイツチ制御信号a′がハイレベル
“１”の時間のみスイツチ回路S1がON、その他
はOFFにする。スイツチ回路S1は次のように構
成される。 第１０図は高耐圧トランジスタを用いたスイツ
チ回路S1を示す。 トランジスタQ1は抵抗R1を介して入力される
スイツチ制御信号a′がハイレベル“１”になると
ONとなり、コレクタ・エミツタ間に駆動電流ｉ
を流して高耐圧トランジスタQ2を導通させ、ス
イツチONになりＫ点をアースする。逆に信号
a′がロウレベル“０”になると、トランジスタQ1
がOFFになり、高耐圧トランジスタQ2も非導通
となつてスイツチOFFになる。 第１１図は高耐圧FETを用いた場合であつて、
制御信号a′がハイレベル“１”になるとインバー
タICの出力a″がロウレベル“０”に反転する。
この出力a″はコンデンサC5を介してＲ点に印加
され、出力a″が“０”レベルになると、パルス巾
Twの負極性のパルスがＲ点に生じてトランジス
タQ3をONにする。 高耐圧FET Q4のゲートＧには通常はVg＜Vp
（−50Vでピンチオフ電圧）の負電圧が印加さ
れており、FET Q4は遮断状態（OFF）になつて
いる。信号a′が“１”レベルとなりトランジスタ
Q3がONになるとゲートＧの電圧は0Vになり、
FET Q4は導通状態（ON）になる。逆に信号
a′が“０”レベルに戻るとFET Q4もOFFに戻
る。 その他の構成について第２図と同一部分には同
一符号を付し、次に動作を含めてさらに詳しく説
明する。 まず従来の点火装置では、サイリスタSCRが
0.3ms以上継続してONになるため、プラズマ用
点火プラグP1の端子間電圧Vs1とプラグに流れる
電流Is1は第６図のようになる。 つまり、時点TAにおいてサイリスタSCR１が
ONになると、Vs1は下降を始め、時点TBに放電
開始電圧Vp（10〜20KV）に達して容量放電
（スパーク）を生ずる。時点TB〜TCまでは１次側
回路の減衰振動に伴う交流電圧によるグロー放電
を生じ、時点TC〜TDにはコンデンサC1に残つて
いた（最初に蓄えたエネルギの80％以上）高エネ
ルギ（約0.4J（ジユール））がプラグP1に注入され
てアーク放電を生じる。 このため電流Is1は最初の容量放電時とアーク
放電時に大電流が流れる。 これに対して本発明では、いま運転状態判断回
路Ｅで発生するエネルギ制御信号ｅのパルス巾
Twを第７図のイのようにエンジン回転の1500r.
p.mを境にしてステツプ的に変化させた場合、エ
ンジン回転数Ｎが高い領域すなわち、Ｎ≧1500
（r.p.m）ではTw＝50μsとなり、この間スイツチ
回路S1がオンとなる。したがつて第６図（Isi
〔Ａ〕）のように点火プラグP1は容量放電とグロ
ー放電の一部を生ずるが、その後はコンデンサ
C1は放電を停止する。したがつて点火プラグP1
はスパークにより混合気を着火させるのみで、プ
ラズマガスの放出は行われない。 これに対して回転数Ｎ＜1500r.p.mの領域では、
従来と同様ほぼ250μsのパルス巾Twの信号ｅで
スイツチ回路S1がオンとなるため、十分なアーク
放電時間（TC→TD）が得られ、コンデンサC1の
エネルギが完全に放出されてプラズマ点火を行う
のである。 この場合各点火毎の点火エネルギEsは実験に
よると第８図のイのように回転数Ｎ≧1500（r.p.
m）では、コンデンサC1のエネルギが完全に放出
される低回転域（Ｎ＜1500r.p.m）の場合（約
0.5J）の約10％に減小し、その消費電流Ｉは第９
図イのようにＮ＝1500（r.p.m）付近で急落し、そ
の後回転数Ｎの増大に対応してゆるやかに増大す
る。 次に運転状態判断回路Ｅからの制御信号ｅのパ
ルス巾Twを第７図ロのように回転数Ｎ≧1500r.
p.mの領域で直線的に減少させた場合はパルス巾
Twの減少と共に時点TC→TDのアーク放電時間
が順次減少し、点火プラグP1の点火エネルギEs
はプラグを流れた電流I′sIの累積量に対応し第８
図のロのように回転数Ｎの増加に対してゆるやか
に低減する。この場合の消費電流Ｉは、第９図ロ
で示すように回転数Ｎ2000r.p.mでピークに達
し、その後ゆるやかに減少する。 なお、本発明による点火回路によれば、吸気行
程において筒内圧力の低下に伴つて絶縁破壊電圧
が低下したとしても、スイツチ回路が導通しない
かぎりプラズマ放電は起こらないので、所定の点
火時期から外れた不整放電を起こすような心配は
無い。また、本発明では昇圧コイルの２次側を介
してプラズマ放電用のエネルギを供給する構成で
あることからコイルにおいて若干のエネルギ損失
は生じるものの、前述のとおりスイツチ回路によ
りプラズマ放電の開始及び終了時期を確実に制御
できるので、総合的には簡潔な回路構成でありな
がらエネルギ効率の良い点火装置とすることがで
きる。 以上のようにこの発明によれば、コンデンサに
流れる電流の断続を制御するスイツチ回路の導通
時間をエンジンの運転条件に対応して変化させ、
燃焼が不安定となりやすい低回転域でのみプラズ
マ点火するようにしたため、混合気の着火、燃焼
の確実性、燃費向上に最小限必要な点火エネルギ
をエンジン運転条件に対応して各点火プラグに供
給し、点火装置の消費電流を主としてエンジン高
回転領域で大巾に低減できるという効果が得られ
る。 また点火プラグに供給される点火エネルギがエ
ンジンの運転条件に対応して必要最小限に制御さ
れるため、点火プラグの耐久性が従来装置に比べ
て大巾に向上する。
1KVの最大振幅を有する周波数f1の減衰振動交流
電圧を発生する。これにより昇圧トランスT1の
２次側コイルLpにはコイル巻線比１：Ｎによつ
てＮ倍に昇圧された電圧が発生し、これがプラズ
マ点火用の点火プラグP1に印加され、その中心
電極１と側方電極２の間で火花放電して絶縁破壊
を生じ、このプラグP1を導通状態にする。プラ
グP1が導通状態になると、コンデンサC1に蓄え
られた約0.5ジユールの高圧高エネルギが、２次
側回路のコイルLsを流れて点火プラグP1に短時
間（0.1ｍｓ程度）に注入され、これによりプラ
ズマ放電を持続させるのである。 ところでこのような従来のプラズマ点火装置
は、DC−DCコンバータＤの出力を各気筒別にコ
ンデンサC1に蓄え、各コンデンサC1に蓄えた高
エネルギを各点火毎にすべて放出して点火プラグ
P1〜P4に供給するようになつていたため、第４
図のようにバツテリ消費電流Ｉが常にエンジンの
回転数Ｎの上昇に比例して増大していた。一般に
混合気が稀薄で点火に高エネルギを必要とするの
は低回転領域（Ｎ1500〜2000r.p.m）であつて、
燃焼そのものが良くなる高回転領域（Ｎ1500〜
2000r.p.m）では、点火に高エネルギを必要とし
ない。したがつて従来のプラズマ点火装置では高
回転領域で不必要にバツテリ消費電流が増大する
という問題があつた。 この発明はこのような従来の問題点に着目し
て、エンジン回転数、燃料流量などにもとづきエ
ンジンの運転状態を判断して、コンデンサに蓄え
た高エネルギの放出をエンジンの運転条件に対応
して変化させ、運転条件に対応して必要最小限の
点火エネルギを点火プラグに供給することによ
り、主に高回転領域での電流消費を低減すること
を目的としている。 上記目的を達成するためにこの発明では、バツ
テリ電圧を高電圧に昇圧する電圧変換器と、電圧
変換器の出力を蓄える第１のコンデンサと、第１
のコンデンサに接続された昇圧トランスと、昇圧
トランスの１次側コイルに接続された第２のコン
デンサとを備え、前記昇圧トランスの２次側コイ
ルにプラズマ点火用の点火プラグを接続した点火
装置において、所定の点火時期に導通して第１の
コンデンサの放電時間を制御するスイツチ回路を
形成すると共に、すくなくともエンジン低回転域
に比べて高回転域でスイツチ回路の導通時間を減
少させる運転状態判断回路を設けた。 以下、この発明を図面にもとづいて説明する。 第５図はこの発明の実施例の要部、つまり昇圧
トランスを含む高圧点火回路を１気筒分だけ示
す。 マイクロコンピユータなどで構成される運転状
態判断回路Ｅは、点火信号ｆとエンジン回転数信
号Ｎ、燃料流量センサの出力Ｆにもとづいて、エ
ンジンの運転状態を判断し、概ね高回転になるに
従つてそのパルス巾Twが狭くなりかつ点火信号
ｆの立上りとそのパルスの立上りが時間的に一致
する、エネルギ制御信号ｅを出力する。前記トリ
ガ信号発生回路Ａからのトリガ信号ａとエネルギ
制御信号ｅとをAND回路H1に加えてスイツチ制
御信号a′を得る。したがつてスイツチ制御信号
a′は制御信号ｅのパルス巾Twの間だけトリガ信
号ａを出力したものとなる。このスイツチ制御信
号a′を従来のサイリスタSCR１〜４に代えてのス
イツチ回路S1に入力してそのON、OFFを制御す
る。 つまり、スイツチ制御信号a′がハイレベル
“１”の時間のみスイツチ回路S1がON、その他
はOFFにする。スイツチ回路S1は次のように構
成される。 第１０図は高耐圧トランジスタを用いたスイツ
チ回路S1を示す。 トランジスタQ1は抵抗R1を介して入力される
スイツチ制御信号a′がハイレベル“１”になると
ONとなり、コレクタ・エミツタ間に駆動電流ｉ
を流して高耐圧トランジスタQ2を導通させ、ス
イツチONになりＫ点をアースする。逆に信号
a′がロウレベル“０”になると、トランジスタQ1
がOFFになり、高耐圧トランジスタQ2も非導通
となつてスイツチOFFになる。 第１１図は高耐圧FETを用いた場合であつて、
制御信号a′がハイレベル“１”になるとインバー
タICの出力a″がロウレベル“０”に反転する。
この出力a″はコンデンサC5を介してＲ点に印加
され、出力a″が“０”レベルになると、パルス巾
Twの負極性のパルスがＲ点に生じてトランジス
タQ3をONにする。 高耐圧FET Q4のゲートＧには通常はVg＜Vp
（−50Vでピンチオフ電圧）の負電圧が印加さ
れており、FET Q4は遮断状態（OFF）になつて
いる。信号a′が“１”レベルとなりトランジスタ
Q3がONになるとゲートＧの電圧は0Vになり、
FET Q4は導通状態（ON）になる。逆に信号
a′が“０”レベルに戻るとFET Q4もOFFに戻
る。 その他の構成について第２図と同一部分には同
一符号を付し、次に動作を含めてさらに詳しく説
明する。 まず従来の点火装置では、サイリスタSCRが
0.3ms以上継続してONになるため、プラズマ用
点火プラグP1の端子間電圧Vs1とプラグに流れる
電流Is1は第６図のようになる。 つまり、時点TAにおいてサイリスタSCR１が
ONになると、Vs1は下降を始め、時点TBに放電
開始電圧Vp（10〜20KV）に達して容量放電
（スパーク）を生ずる。時点TB〜TCまでは１次側
回路の減衰振動に伴う交流電圧によるグロー放電
を生じ、時点TC〜TDにはコンデンサC1に残つて
いた（最初に蓄えたエネルギの80％以上）高エネ
ルギ（約0.4J（ジユール））がプラグP1に注入され
てアーク放電を生じる。 このため電流Is1は最初の容量放電時とアーク
放電時に大電流が流れる。 これに対して本発明では、いま運転状態判断回
路Ｅで発生するエネルギ制御信号ｅのパルス巾
Twを第７図のイのようにエンジン回転の1500r.
p.mを境にしてステツプ的に変化させた場合、エ
ンジン回転数Ｎが高い領域すなわち、Ｎ≧1500
（r.p.m）ではTw＝50μsとなり、この間スイツチ
回路S1がオンとなる。したがつて第６図（Isi
〔Ａ〕）のように点火プラグP1は容量放電とグロ
ー放電の一部を生ずるが、その後はコンデンサ
C1は放電を停止する。したがつて点火プラグP1
はスパークにより混合気を着火させるのみで、プ
ラズマガスの放出は行われない。 これに対して回転数Ｎ＜1500r.p.mの領域では、
従来と同様ほぼ250μsのパルス巾Twの信号ｅで
スイツチ回路S1がオンとなるため、十分なアーク
放電時間（TC→TD）が得られ、コンデンサC1の
エネルギが完全に放出されてプラズマ点火を行う
のである。 この場合各点火毎の点火エネルギEsは実験に
よると第８図のイのように回転数Ｎ≧1500（r.p.
m）では、コンデンサC1のエネルギが完全に放出
される低回転域（Ｎ＜1500r.p.m）の場合（約
0.5J）の約10％に減小し、その消費電流Ｉは第９
図イのようにＮ＝1500（r.p.m）付近で急落し、そ
の後回転数Ｎの増大に対応してゆるやかに増大す
る。 次に運転状態判断回路Ｅからの制御信号ｅのパ
ルス巾Twを第７図ロのように回転数Ｎ≧1500r.
p.mの領域で直線的に減少させた場合はパルス巾
Twの減少と共に時点TC→TDのアーク放電時間
が順次減少し、点火プラグP1の点火エネルギEs
はプラグを流れた電流I′sIの累積量に対応し第８
図のロのように回転数Ｎの増加に対してゆるやか
に低減する。この場合の消費電流Ｉは、第９図ロ
で示すように回転数Ｎ2000r.p.mでピークに達
し、その後ゆるやかに減少する。 なお、本発明による点火回路によれば、吸気行
程において筒内圧力の低下に伴つて絶縁破壊電圧
が低下したとしても、スイツチ回路が導通しない
かぎりプラズマ放電は起こらないので、所定の点
火時期から外れた不整放電を起こすような心配は
無い。また、本発明では昇圧コイルの２次側を介
してプラズマ放電用のエネルギを供給する構成で
あることからコイルにおいて若干のエネルギ損失
は生じるものの、前述のとおりスイツチ回路によ
りプラズマ放電の開始及び終了時期を確実に制御
できるので、総合的には簡潔な回路構成でありな
がらエネルギ効率の良い点火装置とすることがで
きる。 以上のようにこの発明によれば、コンデンサに
流れる電流の断続を制御するスイツチ回路の導通
時間をエンジンの運転条件に対応して変化させ、
燃焼が不安定となりやすい低回転域でのみプラズ
マ点火するようにしたため、混合気の着火、燃焼
の確実性、燃費向上に最小限必要な点火エネルギ
をエンジン運転条件に対応して各点火プラグに供
給し、点火装置の消費電流を主としてエンジン高
回転領域で大巾に低減できるという効果が得られ
る。 また点火プラグに供給される点火エネルギがエ
ンジンの運転条件に対応して必要最小限に制御さ
れるため、点火プラグの耐久性が従来装置に比べ
て大巾に向上する。
第１図は従来のプラズマ点火プラグの断面図、
第２図は同じくプラズマ点火装置の回路図、第３
図は第１図各部の信号波形図、第４図は従来装置
の消費電流特性図である。第５図は本発明の回路
図、第６図は第５図各部の信号波形図、第７図は
エネルギ制御信号の特性図、第８図は点火エネル
ギの特性図、第９図は本発明の消費電流の特性
図、第１０図は高耐圧トランジスタを用いたスイ
ツチ回路の回路図、第１１図は高耐圧FETを用
いたスイツチ回路の回路図である。 P1〜P4……プラズマ点火プラグ、Ａ……点火
トリガ信号発生回路、Ｄ……DC／DCコンバー
タ、Ｅ……運転状態判断回路、S1〜S4……スイツ
チ回路、C1〜C1……コンデンサ、T1〜T4……昇
圧トランス。
第２図は同じくプラズマ点火装置の回路図、第３
図は第１図各部の信号波形図、第４図は従来装置
の消費電流特性図である。第５図は本発明の回路
図、第６図は第５図各部の信号波形図、第７図は
エネルギ制御信号の特性図、第８図は点火エネル
ギの特性図、第９図は本発明の消費電流の特性
図、第１０図は高耐圧トランジスタを用いたスイ
ツチ回路の回路図、第１１図は高耐圧FETを用
いたスイツチ回路の回路図である。 P1〜P4……プラズマ点火プラグ、Ａ……点火
トリガ信号発生回路、Ｄ……DC／DCコンバー
タ、Ｅ……運転状態判断回路、S1〜S4……スイツ
チ回路、C1〜C1……コンデンサ、T1〜T4……昇
圧トランス。
Claims (1)
- １ バツテリ電圧を高電圧に昇圧する電圧変換器
と、電圧変換器の出力を蓄える第１のコンデンサ
と、第１のコンデンサに接続された昇圧トランス
と、昇圧トランスの１次側コイルに接続された第
２のコンデンサとを備え、前記昇圧トランスの２
次側コイルにプラズマ点火用の点火プラグを接続
した点火装置において、所定の点火時期に導通し
て第１のコンデンサの放電時間を制御するスイツ
チ回路を形成すると共に、すくなくともエンジン
低回転域に比べて高回転域でスイツチ回路の導通
時間を減少させる運転状態判断回路を備えたこと
を特徴とするプラズマ点火装置。
Priority Applications (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP56092478A JPS57206776A (en) | 1981-06-16 | 1981-06-16 | Plasma ignition device |
| GB08212274A GB2101208B (en) | 1981-06-16 | 1982-04-28 | Ignition systems for internal combustion engines |
| US06/388,703 US4455989A (en) | 1981-06-16 | 1982-06-15 | Plasma ignition system for internal combustion engine |
| DE19823222496 DE3222496A1 (de) | 1981-06-16 | 1982-06-15 | Plasma-zuendsystem fuer eine brennkraftmaschine |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP56092478A JPS57206776A (en) | 1981-06-16 | 1981-06-16 | Plasma ignition device |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS57206776A JPS57206776A (en) | 1982-12-18 |
| JPH0135177B2 true JPH0135177B2 (ja) | 1989-07-24 |
Family
ID=14055411
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP56092478A Granted JPS57206776A (en) | 1981-06-16 | 1981-06-16 | Plasma ignition device |
Country Status (4)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US4455989A (ja) |
| JP (1) | JPS57206776A (ja) |
| DE (1) | DE3222496A1 (ja) |
| GB (1) | GB2101208B (ja) |
Families Citing this family (33)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6060270A (ja) * | 1983-09-09 | 1985-04-06 | Hitachi Ltd | 高エネルギ点火装置 |
| US4589398A (en) * | 1984-02-27 | 1986-05-20 | Pate Ronald C | Combustion initiation system employing hard discharge ignition |
| DE3527041A1 (de) * | 1985-07-27 | 1987-02-05 | Bernd Holz | Verfahren zur einbringung thermischer energie in einen mit einem medium gefuellten raum und einrichtung hierzu |
| EP0228840B1 (en) * | 1986-01-07 | 1991-07-17 | LUCAS INDUSTRIES public limited company | Pulse generating circuit for an ignition system |
| US4710681A (en) * | 1986-02-18 | 1987-12-01 | Aleksandar Zivkovich | Process for burning a carbonaceous fuel using a high-energy alternating current wave |
| US4820957A (en) * | 1986-02-18 | 1989-04-11 | Aleksandar Zivkovich | Process for burning a carbonaceous fuel using a high energy alternating current wave |
| US4738239A (en) * | 1987-07-31 | 1988-04-19 | Delco Electronics Corporation | Ignition system |
| DE3735631A1 (de) * | 1987-10-21 | 1989-05-03 | Bosch Gmbh Robert | Zuendeinrichtung fuer eine brennkraftmaschine |
| JPH01116281A (ja) * | 1987-10-29 | 1989-05-09 | Aisin Seiki Co Ltd | 点火装置 |
| IT1223932B (it) * | 1988-11-23 | 1990-09-29 | Marelli Autronica | Sistema di accensione per un motore a combustione interna utilizzante tiristori |
| DE3900498A1 (de) * | 1989-01-10 | 1990-07-19 | Hermann Mueller | Elektronische zuendanlage ohne zuendverteiler fuer kfz |
| DE3936174A1 (de) * | 1989-10-31 | 1991-05-02 | Bayerische Motoren Werke Ag | Kontaktlose zuendanlage fuer brennkraftmaschinen |
| US4996967A (en) * | 1989-11-21 | 1991-03-05 | Cummins Engine Company, Inc. | Apparatus and method for generating a highly conductive channel for the flow of plasma current |
| JP2936119B2 (ja) * | 1990-03-29 | 1999-08-23 | アイシン精機株式会社 | 内燃機関の点火装置 |
| US5397914A (en) * | 1992-04-30 | 1995-03-14 | Hitachi Ltd. | Power transistor device including power transistors in darlington connection and zener diode which is coupled between collector and base of power transistors and which is formed in polysilicon film |
| US5704321A (en) * | 1996-05-29 | 1998-01-06 | The Trustees Of Princeton University | Traveling spark ignition system |
| EP1124059A1 (en) * | 1998-11-12 | 2001-08-16 | Intellikraft Limited | Method for igniting the air-fuel mixture in an internal combustion engine |
| WO2000077391A1 (en) | 1999-06-16 | 2000-12-21 | Knite, Inc. | Add on unit to conventional ignition systems to provide a follow-on current through a spark plug |
| MXPA02002939A (es) | 1999-09-15 | 2003-07-14 | Knite Inc | Ignitor de chispa movil de larga duracion y sistema de circuitos de encendido asociado. |
| WO2001020161A1 (en) | 1999-09-15 | 2001-03-22 | Knite, Inc. | Electronic circuits for plasma-generating devices |
| US6468956B1 (en) * | 2000-05-24 | 2002-10-22 | Huish Detergents, Inc. | Composition containing α-sulfofatty acid ester and hydrotrope and methods of making and using the same |
| US7066161B2 (en) * | 2003-07-23 | 2006-06-27 | Advanced Engine Management, Inc. | Capacitive discharge ignition system |
| KR100741617B1 (ko) * | 2004-04-30 | 2007-07-23 | 한국델파이주식회사 | 단일 고압용 다이오드로 구성되는 가솔린 엔진용 독립점화 장치 |
| KR101250046B1 (ko) | 2005-04-19 | 2013-04-03 | 나이트, 인크. | 이동 불꽃 점화기를 고압에서 동작시키기 위한 방법 및장치 |
| MX2013009317A (es) * | 2011-02-11 | 2015-08-20 | Sphenic Technologies Inc | Sistema, circuito y metodo para controlar la combustion. |
| EP2737201A1 (en) | 2011-07-26 | 2014-06-04 | Knite, Inc. | Traveling spark igniter |
| US9611826B2 (en) | 2013-04-08 | 2017-04-04 | Svmtech, Llc | Plasma header gasket and system |
| US9236714B2 (en) | 2013-10-16 | 2016-01-12 | Serge V. Monros | Plasma ignition plug for an internal combustion engine |
| DE102013015063B3 (de) * | 2013-09-09 | 2015-03-05 | Michael Reimann | Verfahren und Vorrichtung zum Zünden eines Gas-Kraftstoff-Gemischs |
| US9825433B2 (en) | 2013-10-16 | 2017-11-21 | Serge V. Monros | Programmable plasma ignition plug |
| ITUB20151983A1 (it) * | 2015-07-08 | 2017-01-08 | Eldor Corp Spa | Sistema di accensione elettronica per un motore endotermico e metodo di pilotaggio dello stesso |
| EP3497318A4 (en) * | 2016-08-15 | 2019-12-18 | Svmtech, Llc | PLASMA END SEAL AND SYSTEM |
| CN111852696B (zh) * | 2020-07-24 | 2023-08-11 | 秦皇岛零叁邀柒科技开发有限公司 | 汽车燃油发动机用负离子智能节油减排系统及其运行方法 |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5596587A (en) * | 1979-01-17 | 1980-07-22 | Nissan Motor | Ignition device for internal combustion engine |
Family Cites Families (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4223656A (en) * | 1978-10-27 | 1980-09-23 | Motorola, Inc. | High energy spark ignition system |
| JPS5667374U (ja) * | 1979-10-29 | 1981-06-04 | ||
| US4369756A (en) * | 1980-01-11 | 1983-01-25 | Nissan Motor Co., Ltd. | Plasma jet ignition system for internal combustion engine |
| JPS5756667A (en) * | 1980-09-18 | 1982-04-05 | Nissan Motor Co Ltd | Plasma igniter |
| JPS5756668A (en) * | 1980-09-18 | 1982-04-05 | Nissan Motor Co Ltd | Plasma igniter |
| JPS6055711B2 (ja) * | 1981-01-08 | 1985-12-06 | 日産自動車株式会社 | プラズマ点火装置 |
| JPS57203867A (en) * | 1981-06-09 | 1982-12-14 | Nissan Motor Co Ltd | Plasma ignition apparatus |
-
1981
- 1981-06-16 JP JP56092478A patent/JPS57206776A/ja active Granted
-
1982
- 1982-04-28 GB GB08212274A patent/GB2101208B/en not_active Expired
- 1982-06-15 US US06/388,703 patent/US4455989A/en not_active Expired - Lifetime
- 1982-06-15 DE DE19823222496 patent/DE3222496A1/de active Granted
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5596587A (en) * | 1979-01-17 | 1980-07-22 | Nissan Motor | Ignition device for internal combustion engine |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| GB2101208A (en) | 1983-01-12 |
| US4455989A (en) | 1984-06-26 |
| JPS57206776A (en) | 1982-12-18 |
| DE3222496A1 (de) | 1982-12-30 |
| GB2101208B (en) | 1985-07-10 |
| DE3222496C2 (ja) | 1987-04-23 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JPH0135177B2 (ja) | ||
| US4487177A (en) | Apparatus and method for starting a diesel engine using plasma ignition plugs | |
| US4433669A (en) | Plasma ignition system for an internal combustion engine | |
| JPS5859376A (ja) | プラズマ点火装置 | |
| US5715801A (en) | Ignition system for internal combustion engine | |
| US4487192A (en) | Plasma jet ignition system | |
| JPS5823281A (ja) | 内燃機関の点火装置 | |
| JPH0666236A (ja) | プラズマジェット点火装置 | |
| JPH0942127A (ja) | 内燃機関用のハイブリッド点火回路 | |
| JPS6149504B2 (ja) | ||
| JPH109112A (ja) | エンジンのハイパワー点火補助システム | |
| JPS5825581A (ja) | プラズマ点火装置 | |
| JPS60178967A (ja) | 内燃機関用点火装置 | |
| JPH0531667B2 (ja) | ||
| RU2276282C2 (ru) | Система зажигания двигателя внутреннего сгорания | |
| JPH0531668B2 (ja) | ||
| JP2010101212A (ja) | 内燃機関用点火装置 | |
| JPH0322551Y2 (ja) | ||
| JPS6410660B2 (ja) | ||
| JP6531841B2 (ja) | 点火装置 | |
| US5297519A (en) | Method and apparatus for direct fuel injection in an internal combustion engine | |
| JP2010019203A (ja) | プラズマ式点火装置 | |
| JPH0514565U (ja) | 筒内噴射式内燃機関の点火制御装置 | |
| JPS59203874A (ja) | 重ね放電式点火装置 | |
| JPS58106175A (ja) | デイ−ゼル機関の点火装置 |