JPH03264772A - 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

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

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大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、ＩＪ−（Ｌｅｅ）等の米国特許第４．７３９，１
８５号、バーティグ（Ｈａｒｔｉｇ）１７）米国特許第
４，６７２，９２８号、イシカｒ７　（Ｉｓｈｉｋａｗ
ａ）等の米国特許第４，４４８，１８１号、エンド−（
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、コーラエル（Ｃｏｗｅｌｌ　）等の米国特許ＩＥ３
，８４２，８１８号、ウォ−ｐ　−スフ　（Ｗａｔｅｒ
ｓｏｎ　）等の米国特許第３．８４２，８１９号、５ｏ
ｃｉｅｔｙ　ｏｆ　ＡｕｔＯｍＯｔｉＶｅＥｎｇｉｎｅ
ｅｒｓ　Ａ　７６０７６４のフィッツジエラルド（Ｆｉ
　ｔｚｇｅｒａｌｄ　）　　Ｋよる“内燃エンジン用の
パルス式プラズマ点火器（Ｐｕｌｓｅｄ　Ｐｌａｓｍａ
　Ｉｇｎｉｔｏｒｆｏｒ　Ｉｎｔｅｒｎａｌ　Ｃｏｍｂ
ｕｓｔｉｏｎ　Ｅｎｇｉｎｅｓ）　”Ｃｏｍｂｕｓｔｉ
ｏｎ　ａｎｄ　Ｆｌａｍｅ　Ｖｏｌ、　２５　、Ｐ、　
ｉ　３９におけるフレメン）　（Ｃｌｅｍｅｎｔ）等の
１同軸スハ一ク点火器のその実際の使用に重点を置いた
柄究（Ａｎ　ＩｎＶｅＳｔｉｇａｔｉＯｎ　ｏｆ　ａ　
ｃｏａｘｉａｉ　ＳｐａｒｋＩｇｎｉ　ｔ、ｅｒ　Ｗｉ
　ｔｈ　　ＫＴＥｌｐ２Ｌ４＋Ｓ　ｏｎ　　ｉ　ｔｓ　
ＰｒａｃｔｉｃａｌＵｓｅ）　”−１及び５ｏｃｔｅｔ
ｙ　ｏｆ　ＡｕｔＯｍＯｔｉＶｅＥｎｇｉｎｅｅｒｓ　
Ａ　７７０３５５　Ｋおけるアシク（Ａｓｉｋ）等の１
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　ＰｌａｓｍａＪｅｔ
　Ｉｇｎｉｔｉｏｎ　Ｓｙｓｔｅｍ　ｆｏｒ　Ａｕｔｏ
ｍｏｔｉｖｅＡｐｐｌ　１ｃａｔｉｏｎ　）”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
圧アークを諸点大電極に供給する。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之、それら電極間の実電圧
は、略々２０．０口ＤＶから５００〜３１口ＤＤＶＫ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つの電流パルスが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。プラズマ流通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１ｏｏｏｖ〜
３０００Ｖもの高圧に耐える能力を有しなければたらた
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、変圧器ボルドー秒容量と呼ばれている）
６点火器ギャップの電極間にプラズマ電流を流すのに必
要なサスナイ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
ボルドー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−高電流ブレ・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な生成するデバイス
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の電極にブレ・プラズマ電流
パルス會供給する第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たけブレ・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
の論路手段に電力を供給する電力供給手段と、を含んで
Ｌ・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、通？：開始させそして持続させる
のに必要た気圧を低減すること、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ド
ー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（・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
でたく、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である。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（・直流電圧に、変換する
ＤＣ−ＤＣコンバータ１２を用（・て（・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ポルトの範囲にある。このプラズマ点火プ
ロセスの初期にお（・て、スイッチ５ＣＲｉ’Ｑロジツ
ク制御白路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５ｃＲ２？：オンにして、キャパシタ０１０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ＴＩＯ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ＬＩＯを介
して形成され、そして０１０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Ｌｌ［］は
、プラズマ点火器ギャップ内に３６（・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図に示す従来四路の点火システム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
のに高価な高電圧スイッチを使用して（・る点である。

２つ目の欠点は、補助ギャップ２４問およびパルス変圧
器ＴＩＯ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ジユールのパルスを生じさせるため
には、キャパシタ０１０は約０．５ジユールを蓄えなげ
ればならず、この結果、実効エネルギ効率が３０％とな
る。

こめ効率の不足は、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次側の比な１対１００にするのに必要たその高（
・巻線比の結果、変圧器Ｔ１口の２次巻線にかなり高（
・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０１０は、ＤＣ−ＤＣコンバータ１２
で１．０００から３，００ロボルトに充電しなければな
らなし一つそれゆえ、充電／点部スイッチ５ＣＲ１およ
び５ｃＲ２は、少なくとも３、０００ボルトの定格にし
なげればならな（・。キャパシタ０１０もまた、少なく
とも６．０００ポル）（３，５００ボルトまたはそれ以
上の信頼性定格が望ましく・）Ｋ耐える定格でｋげれば
ならな（・。

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ｂ・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馨蓄積する）は、高圧
変圧器の２次側に生じる電圧よりも犬きり・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（・。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の近情でなくエン
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
たはターボチャージャーのブースト、あるし・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／
のあらゆる動作条件におち・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（・。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Ｌ・。この補助ギャップに帰因する更にる欠点
は、大きな放射電界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、シールドされねばたらｋ（・
。

自動車用のエンジンは、極めて広（・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（ｆｉｌｌｉｊ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（
・るウ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（・シリンダ内圧力（８０〜１５０ｐｓｉ　）
　オヨ’Ｃｆ空気モーシ＊　ｙ　（３００〜９ＱＱｒｐ
ｍ　）馨特徴として（・る、これらの状態では、そのブ
レークダウン放電は、例えは第１Ａ図に示すカーブＡＫ
類似の正弦波形状なとる。

全負荷加速：これらの状態は、はるかに高し・シリンダ
内圧力（６５０〜５５０ｐＳｉ）および空気モータｗ７
（６０００−６０００ｒｐｍ）Ｙ：特徴とｊる。

これらの状態下では、そのブレークダウン族ｔは、１！
ＩＡ図に示すカーブＡと比較して第１Ｂ１７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ＫＩＥＩ　ＣＩＮを参照すると、これＫは、本発明に
よる装置の典型的なプラズマＩＩＬ流の放電シーケンス
を示しであるうこのシーケンスは、時８ｔ。

の初期ギャップ・ブレークダウン放電Ｂと、これに続く
時％ｔｌにおける論時式プレ・プラズマ族ｔＣと、時ｊ
ＱｉｔｚＫおけるメイン・プラズマ数本りとを含んでい
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ンと異なりて、）゛し・プ
ラズマ基％Ｃの始めは、ブレークダウン放電の動始に関
連関し時間ｉｐ１！糺されても・るっこれらの２つの事
象間の時間インターバルｔｌ　−ｔｏは、ｉ！＃：適な
エンジン性能または汚染物貿の最小の水出を実現するた
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（・導電率を有し従ってブ
レ・プラズマ放電のための理想的なタイくングとして時
刻ｔｌ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（丁なわち、ｔｌはｔｌ′と等しく、ｆ（Ｌ・）とな
る。同様に、部分負荷経済走行状態にお（・では、シリ
ンダ内圧力および充填モーシラン値は、先の２つのケー
スの間のどこかにあり、従ってｔの値はｔｌとｔｌ′　
の間になる。

ｔｌからｔｏの時間インターバルと、燃焼室圧及び充電
モーシ田ンとの間の間係の定性表現は、第１Ｄ図に示し
てん・る。その圧力パラメータが増加するかまたはその
充電モーシ璽ン・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
させるのに必要々電圧振幅は増加し、従って放電期間は
短くなる。

これらの状態に応答して、ｔｌの値は減少する。

より低（・圧力およびより遅（・充電モーションの状態
にお（・では、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ｔｌ’は長くなる。

より低（・圧力とまり遅（・光電モーシ曹ンの状態では
、最適なエンジン動作の為に必要なブレークダウン放電
とブレ・プラズマ放電との間の時間遅延が増加すること
か、第１八図に示されて（・る。

異なるエンジン動作状態に関連させてブレ・プラズマ２
ｉ！１［、時間インターバルを変更するためには、フレ
・プラズマ放ｔ＃間インターバルな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
よち・、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
ク回鮎で達成することかできる。このスペクトルの反対
端では、エンジン制御ユニツ）（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、取出の減少、又を工これら２つ目的の組合
せ）Ｋ従ってブレ・プラズマ・タイミングを変更する。

同碌の妖術は、スパーク・タイミング、掛出ガス再循環
ＥＧＲの程度又は量、及び在来の点火システムを用（・
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に統合しである。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（・。

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ＥＣＵＫ含んでし・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
ドパ／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
御ハラメータ（スパーク・タイミング、ＥＣ，Ｒ。

燃料等）と、の間の全ての機能的な関係をロードしであ
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−核（ｄ
ｉｓｃｈａｒｇｅ　ｋｅｒｎｅｌ）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１
）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であるＳ）。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（　Ｃ０ｎ５１ｓ
ｔｅｎｃｙ　）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Ｆｙ、
する回路３００回路図を示しである。

ＤＣ−ＤＣコンバータ３２の入力には電圧Ｖ工ｌ”−供
給されるようになって（・る。通常、電圧ｖｎｉは、自
動車にお（・ては１２〜１６ボルトである。ＤＣ−ＤＣ
コンバータ３２の出力（はぼ６００　Ｖｄｃ）は、信号
経路３５へ供給されるうこのＩＩＬＩＩＥは、電流が信
号経路３５からＤＣ−ＤＣコンバータ３２へ逆流しな（
・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マイクロフアラツドの容
量のキャパシタＣ１へまた高圧変圧ｉＴ１の１次側へ、
またダイオードＤ５を介して０．４７マイクロフアラツ
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Ｄ４Ｖ介して点火器ギャップ４６
に結合して（・る。同様に、プレ・プラズマ変圧器Ｔ２
の２次側１マ、ダイオードＤ６を介してその点火器ギャ
ップ４６へ結合して覧・る。

ＤＣ−ＤＣコ／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、工／ジ／・シリンダ４６
（破線で図式的に描（・である）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〜・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（・
う）は、スイッチ８２に接続するが、スイッチＳ２は、
変圧１ｉＴ２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次側馨接地へ短絡するものである。信
号経路４２（以後、信号４２と（・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ニーＤＣコンバータの出力電圧信号３
５をオフにするためのものである。

動作におち・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５Ｔ１
０２次巻ｍＫ％圧上昇を生じさせたときに、起こる。変
圧ｆｉ！６Ｔ１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１ｅｉｆ＋
Ｔ１から快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
ク口Ｗ６４４により閉じ、コンデンサ０３に蓄積しても
・たエネルギーに対して、インダクタＬ２、ｌ−圧器Ｔ
２の１仄側、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ｍ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）Ｋ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Ｄ６ＫｔＸ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１ｌＴ２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
火器ギャップ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ＩＢＴ２は動作的には変流器とたり、点
火器ギャップ４８に電流を供給する。点火器ギャップ４
ＳＫ＝起されたそのプレ・プラズマ電流の流れは、約４
０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腟くのには十分長ｔ・時間である
。変圧器Ｔ２かも供給するその電流は、「プレ・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！！々電圧を低くするか
らである。

プレープラズマ変圧器Ｔ２がスイッチ５２１Ｃ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（・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ち・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０１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〜・る。ダイオードＤ４は、定格が５０
にボルトであり、点火器コイル又は変圧器Ｔ１がエネル
ギを蓄積して（・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、典型的り機械的ディストリビュータ式スパーク・シ
ステムに本来備わりて〜・る補助ギャップが、変圧器Ｔ
１を点火器ギャップ４６から分離してＬ・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Ｌ・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〜・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専を性チャンネルを発生する回路３
１の代替回路例を示して（・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Ｌ・てし・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ピユ
ータ／ロータ栴成の補助ギャップと置換して、変圧ｉＴ
１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Ｌ・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。１Ｉ２Ａ図のプラズマ形成回路のある適用例に
お〜・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１
Ｅ図のブロック４４．２８．２９及び４６に対応して（
・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（同じ符号を付しである）、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、−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）ｆ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
ギャップ間のサスナイン電圧が、約２００〜４００ポル
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０１に
ある６００ボルトのメイン・プラズマ電圧よりも低（・
ので、メイン・プラズマ電流は、第２図のキャパシタＣ
１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ｋ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・プラズマ電流信号馨電
圧スパークが生じる後まで、即ち第３図の時刻ライン５
３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のボルドー秒容量を軽減させることができ
るうその理由は、スパーク電圧が発生され安定化されて
（・る間、変圧器Ｔ２の１次１ＵｔｌＫは電圧が印加さ
れｋ（・からである。従って、変圧器Ｔ２につし・て、
コストに関する利点を得得られ、またサイズを小さくす
ることができる。変圧器Ｔ２のこのボルドー秒容量はこ
の変圧器の磁束蓄積容量に直接Ｋｍ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
ドー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、１０口乃至５００ミリアンペアの電流が変圧器Ｔ
２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園及び第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
ズマ点火信号ヲ分配するようにする。３０００ＲＰＭで
動作する典型的な４シリンダー４ストロークのエンジン
は、５ＱＨｚ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ネ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（・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−Ｉ）Ｃ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たければばらぽいと（
・う問題な透口して構成してＬ・る。

その代わりに、この回路は２つ異たる変圧器を用Ｌ・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はブレ
・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ｂ・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
トの信号を接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〜・ることである。これ
は、変圧器のボルドー秒容量をその変圧器の容積と曲連
付けることによって、十分に説明されてＬ・る事である
５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６Ｔ２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のボルドー秒の要求を
減少させてＬ・る。これは、＄１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Ｓ２０シツク３７、によって行ってＬ・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、従って総ボルドー秒が減少す
ることになる。

また、当該分野にお（・て認められそしてよく知られて
も・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（・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ＷＴ１
の出力端のキャパシタによって極めて高くたるため、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
るための四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Ｌ・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
に供給する類比信号は、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（・る期間中、コンバー
タ３２の出力を禁止するヨウ、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、フンバータロ２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（・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
（・ようコンバータ３２の出力ドライバ・デバイスを保
Ｓすることである。もしコンバータ３２の出力を禁止し
たかったならば、信号経路３５における出力をあらゆる
時点にお（・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
ン電圧が間長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耽り
、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（・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１０口（第１６囚）の他の実施例につ（
・て、第３〜１６図に示す。第４図に示すように、第３
〜８図は、メイン・プラズマ流を生成するための四路１
１０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３〜８図に示した回路はメイン・プラズマ回路
１１０を＃！威しており、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３〜８図の回路の４１！戚要素に用ｔ・て（・る記
号は、第９〜１２０回路に用（・て（・る記号とは関係
させて（・な（・。従って、ある抵抗器用の記号°Ｒ１
″は、第３〜１２図にお（・て２回以上使って（・るが
、この“Ｒ１”を異なる図で用（・て（・る場合は、そ
れぞれ新しく・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３〜１２図の回路
図にお〜・ては、対応する回路要素に近接して示しであ
る。

第３〜８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３図の接続点Ｊ１−５、Ｊｌ−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１６図に示す点火器ギャップに供給する。接続点Ｊ
１−７は、第７図の接続点Ｊｌ−１１におち・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３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Ｋｌ続した関連の受動素子回路によって調
整する。この調整Ｉ）Ｃ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のビン１５に供給する。変圧器ＴＩ、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Ｌ１６及びキャパシタＣ１６の接合部に６００ポル）
ＤＣの電圧を発生するＤＣ−ＤＣコンバータ回路を構成
してＬ・る。

接続点Ｊｌ−１１でのメイン・プラズマ出力信号は、第
８図にお（・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）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、Ｕ４Ｇの入力に接続する。ＯＲゲー
トＵ４Ａ、Ｕ４Ｂ、Ｕ４Ｃ：の並列出力接続は、第３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（０ＭＯ８）を、デバイスＵ１の入力ビン１０に
対し提供する。

デバイスＵ５ＡＫ接続した抵抗１Ｒ１６及びキャパシタ
Ｃ９は、第８図にお（・て、デバイスＵ５Ａの出力ビン
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Ｕ５Ａで生成する正パルスは、はぼ４７０マ
イクロ秒とたる。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４７
０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Ｊｌ−１１から第１６図の点火器ギャップ１
２６への電流流通の最大持続時間に対応して（・る。

動作につし・て、−度高導電性イオン化チャンネルが第
１６図の点火器ギャップ１２６に形成されると、第３図
乃至第８図のメイン・プラズマ回路は、第１６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Ｊｌ−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の下降エツジトリガ形入力ピン５はトリガされ
て、第３図のＵｌでＤＣ；−ＤＯコ／バータを、第８図
のキャパシタＣ９及び抵抗ａＲ１６によって決定するよ
うに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３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Ｃ１ろを再充電させる。

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（・る。ＤＣ電力は、Ｊ
ｌ−５を正電圧に、接続点Ｊ１−６を信号接地又はＤＣ
人カリターンにした状態で、第９図の接続点Ｊ１−５及
びＪｌ−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（・ＤＣ入力電圧から高（・Ｄ
Ｃ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、Ｕｉ　、Ｕ２Ａ、第１１図のＱ２、第１０図のＵ
３Ａ、０３Ｂ、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コンバーターコントローラＩＣの入力
ビン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の一次巻線の高周波スイッチン
グは、ダイオードＣＲ５及びＯＲ６に接続した変圧器Ｔ
１の出力に非常に高（・電圧信号を誘起させる。この６
００ボルトの出力は、ダイオードＣＲ６，０Ｒ７，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、ｃＲｌｌ及びｃＲ１２を
介してキャパシタ１６（電荷蓄積デバイス）に供給する
。

動作につ（・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すせる。ある１つの入力トリ
ガ信号は、第１０図の非すトリガラプル率安定マルチバ
イブレータ・デバイスＵ５Ａからパルス出力Ｖ開始させ
る。装置Ｕ５Ａの出力にビン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、０４Ｂ、０４Ｇ、Ｕ４
Ｄ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、１ラズマ光通シーケンスの進行中ＫＤＣ−ＤＣ
コンバータ自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の非すトリガラ
プル単安定マルチバイブレータ０５Ｂはトリガされ、立
下がりパルスが第１０図のデバイス０５Ｂのビン９で生
成し、それにより第１２図のデバイスＵ２Ｂ及び再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１６図に変圧器Ｔ５で示した第
１１図の接続点Ｊ　１−９に接続した高電圧変圧器Ｃ−
次巻線を通る電流を開始させる。第１０図のＵ５Ｂのビ
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１６図の変圧器Ｔ５の１次側を閉成す
ると、キャパシタ０１１及びＣ１６が変圧６Ｔ５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１６
図の変圧器Ｔ５の１次側は、第１０図のキャパシタＣ１
４及び抵抗器Ｒ３３によって決定された期間、即ち約１
２３〜４２３マイクロ秒の間、プレ・プラズマ回路１２
０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Ｕ６Ａの正エツジ・トリガ形入力ピ
ン４に入力信号を与える。デバイスＵｎＡは、プレ・プ
ラズマ・マルチパイプレーク・タイマ・デバイス０５Ｂ
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の出力ビン６がローに低下すると、デ
バイスＵ５Ｂ　（非すトリガラブル単安定マルチパイブ
レータロ路）の立下りエツジ・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ＣＭＯ８）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Ｕ７Ａ−Ｕ７ＦＫ＠りて代わって、連続的
に可変の遅延信号を与え、検知し或Ｌ・は監視して（・
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Ｌ・
で、高電圧が変圧ｒ３Ｔ２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１６図の点火ギャッ
プ１２６にあるサスティン電圧を越えると、電流は、接
続−ｇＴＰ−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図に示した先の笑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１
６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・サスティン電圧を安定化
するように作用する。

−旦、そのサスティン電圧が安定し、そしてこのサステ
ィン電圧が６００ボルト以下に降下すると、第７図及び
第１６図の接続点Ｊｌ−１１におけるメイン・プラズマ
回路からの出力は、第１６図のダイオード１２４が今や
順方向にバイアスされて（・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１６図のメインｅプ
ラズマ回路１１０で発生し、そして電圧変化のそのｄｖ
／ａｔ比は、十分に高（・時には、第８図のデバイスＵ
５Ａの入力をトリガして、第３：；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０１６はインダクタＬ６と第１６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１６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１６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３〜８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〜・る
。プレ・プラズマ回路１２０とメイン・プラズマ回路１
１００両方は、これら回路１２０と１１０の入力接続点
Ｊ１−５及びＪｌ−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Ｊ
ｌ−１１とＪｌ−９とに接続して（・る、高圧変圧器Ｔ
５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Ｊ　１−７における信号接
地とに接続して（・る。回路１２０の接続点ＴＰ−ＩＫ
供給するプレ・プラズマ出力信号は、加算ダイオード１
２２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３〜１２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１
６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
た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ち・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３〜１２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（・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（・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軛囲
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（
・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（・間の、点火器ギャップ電圧と時間との関
係を示す図っ 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１
ｔｉＩｌ、・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
う 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５図は、スパーク・ブレークダウン電圧、すスティン
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３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３図乃至＠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１６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３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馨示す。 第 Ｃ 図 第 Ｄ 図 ｅＩｔｉｉの浄書（内容に変更なし） 第１図 Ｅ ミ好 〉へ 第１６図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 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）所定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、前記電極間のメイン・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、前記所定の時間遅延を、検知するエンジン動作状態
   の変化に従って変化させる、請求項１に記載の方法。 ３、前記検知するエンジン動作状態は前記エンジンのＲ
   ＰＭである、請求項２に記載の方法。 ４、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２に記載の方法。 ５、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２に記載の方法。 ６、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２に記載の方法。 ７、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
   給して前記電極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及び第２電極へプラズマ流サステイン
   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、前記電極間
   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、 からなるプラズマ流点火装置。 ８、前記タイミング制御手段は、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７に記載のプラズマ流点火装置。 ９、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７に記載のプラズマ流点火装置。 １０、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７に記載のプラズマ流点火装置。 １１、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７に記載のプラズマ
   流点火装置。 １２、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１１に記載のプラズマ流点火装置。 １６、前記電源手段はＤＣ−ＤＣコンバータである、請
   求項１２に記載のプラズマ流点火装置を１４、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・デバイス電極間に形成された後、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電極間にメイン・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マ流点火装置。 １５、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１４
   に記載のプラズマ流点火装置。 １６、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、また前記スイツチング手段は前記信号接地に接続し
   ている、請求項１４に記載のプラズマ流点火装置。 １７、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１４に記載のプラズマ流点火装置。 １８、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１７に記載の
   プラズマ流点火装置。 １９、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１４に記載のプラズマ流点火装置。 ２０、前記整流器手段は高圧ダイオードである、請求項
   １９に記載のプラズマ流点火装置。 ２１、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１
   ４に記載のプラズマ流点火装置。 ２２、前記タイミング制御手段は、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１４に
   記載のプラズマ流点火装置。 ２３、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１
   ４に記載のプラズマ流点火装置。 ２４、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１４に記載のプ
   ラズマ流点火装置。