JPH0531667B2 - - Google Patents
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- JPH0531667B2 JPH0531667B2 JP58207732A JP20773283A JPH0531667B2 JP H0531667 B2 JPH0531667 B2 JP H0531667B2 JP 58207732 A JP58207732 A JP 58207732A JP 20773283 A JP20773283 A JP 20773283A JP H0531667 B2 JPH0531667 B2 JP H0531667B2
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- JP
- Japan
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- discharge
- ignition
- plasma
- circuit
- capacitor
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- Expired - Lifetime
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- 239000003990 capacitor Substances 0.000 claims description 49
- 238000002485 combustion reaction Methods 0.000 claims description 5
- 230000000903 blocking effect Effects 0.000 description 11
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 7
- 239000000446 fuel Substances 0.000 description 7
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 6
- 238000007599 discharging Methods 0.000 description 4
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 3
- 230000015556 catabolic process Effects 0.000 description 2
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 1
- 238000000034 method Methods 0.000 description 1
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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
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Plasma & Fusion (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Combustion & Propulsion (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Ignition Installations For Internal Combustion Engines (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
〔発明の技術分野〕
この発明は燃料と空気との混合気を放電によつ
て着火させるプラズマ点火装置に関し、特にコン
デンサに蓄えられた高電圧の蓄積電荷を放電によ
り点火プラグに印加して、火花放電を発生させる
高エネルギーの点火装置に関するものである。
て着火させるプラズマ点火装置に関し、特にコン
デンサに蓄えられた高電圧の蓄積電荷を放電によ
り点火プラグに印加して、火花放電を発生させる
高エネルギーの点火装置に関するものである。
近年、燃費、排気対策の面から内燃機関の希薄
混合気に対する着火性が重要視されており、内燃
機関の点火には高エネルギーによる火花点火方式
が主に用いられている。
混合気に対する着火性が重要視されており、内燃
機関の点火には高エネルギーによる火花点火方式
が主に用いられている。
第1図は従来のプラズマ点火装置を示す回路図
である。同図において、1はバツテリ、2は火花
電圧発生回路、3は可動接点3a、固定接点3b
〜3eを備えたデイストリビユータ、4はアノー
ドがこのデイストリビユータ3の可動接点3aに
接続され、カソードが火花電圧発生回路2に接続
される高圧阻止用ダイオード、5はプラズマ電
源、6は一方の端子がプラズマ電源5の出力端子
に接続されたコンデンサ、7は一方の端子がこの
コンデンサ6の他方の端子に接続されたコイル、
8はアノードがこのコイル7の他方の端子に接続
され、カソードがバツテリ1の電源端子に接続
されるダイオード、9はカソードがコイル7の他
方の端子に接続され、アノードがデイストリビユ
ータ3の固定接点3bに接続される高圧阻止用ダ
イオード、10は一方の電極が高圧阻止用ダイオ
ード9のアノードに接続され、他方の電極がバツ
テリ1のの電源端子に接続されるプラズマプラ
グ、11は点火時期制御回路、12はアノードが
プラズマ電源5の出力端子に接続され、カソード
がバツテリ1の電源端子に接続され、ゲートが
点火時期制御装置11の出力端子に接続されるス
イツチング用サイリスタである。なお、第1図は
一気筒分の回路についてのみ示す。
である。同図において、1はバツテリ、2は火花
電圧発生回路、3は可動接点3a、固定接点3b
〜3eを備えたデイストリビユータ、4はアノー
ドがこのデイストリビユータ3の可動接点3aに
接続され、カソードが火花電圧発生回路2に接続
される高圧阻止用ダイオード、5はプラズマ電
源、6は一方の端子がプラズマ電源5の出力端子
に接続されたコンデンサ、7は一方の端子がこの
コンデンサ6の他方の端子に接続されたコイル、
8はアノードがこのコイル7の他方の端子に接続
され、カソードがバツテリ1の電源端子に接続
されるダイオード、9はカソードがコイル7の他
方の端子に接続され、アノードがデイストリビユ
ータ3の固定接点3bに接続される高圧阻止用ダ
イオード、10は一方の電極が高圧阻止用ダイオ
ード9のアノードに接続され、他方の電極がバツ
テリ1のの電源端子に接続されるプラズマプラ
グ、11は点火時期制御回路、12はアノードが
プラズマ電源5の出力端子に接続され、カソード
がバツテリ1の電源端子に接続され、ゲートが
点火時期制御装置11の出力端子に接続されるス
イツチング用サイリスタである。なお、第1図は
一気筒分の回路についてのみ示す。
次に、上記構成によるプラズマ点火装置の動作
について説明する。まず、点火時期制御回路11
により、火花電圧発生回路2で発生された高電圧
は高圧阻止用ダイオード4、デイストリビユータ
3の可動接点3aおよび固定接点3bを介してプ
ラズマプラグ10の放電ギヤツプに印加される。
このとき、プラズマ電源側は高圧阻止用ダイオー
ド9で電流が流れないように、高電圧から保護さ
れている。点火プラグ10の放電ギヤツプに印加
された高電圧は放電ギヤツプを絶縁破壊して火花
を生じる。この放電は数10μsecで終了し、そのエ
ネルギーも数10mJと小さい。このとき、点火時
期制御回路11によりスイツチングされ、コンデ
ンサ6に蓄えられていたプラズマエネルギーが火
花放電で電流の流れやすくなつた放電ギヤツプを
通して放電する。この放電はコイル7を通して放
電するので、放電時間が数msec持続し、しかも
放電エネルギーが数Jと大きいため、そのエネル
ギーによつて、希薄な混合気にも着火させること
ができる。このときの放電電流IDの波形を第2図
に示すことができる。
について説明する。まず、点火時期制御回路11
により、火花電圧発生回路2で発生された高電圧
は高圧阻止用ダイオード4、デイストリビユータ
3の可動接点3aおよび固定接点3bを介してプ
ラズマプラグ10の放電ギヤツプに印加される。
このとき、プラズマ電源側は高圧阻止用ダイオー
ド9で電流が流れないように、高電圧から保護さ
れている。点火プラグ10の放電ギヤツプに印加
された高電圧は放電ギヤツプを絶縁破壊して火花
を生じる。この放電は数10μsecで終了し、そのエ
ネルギーも数10mJと小さい。このとき、点火時
期制御回路11によりスイツチングされ、コンデ
ンサ6に蓄えられていたプラズマエネルギーが火
花放電で電流の流れやすくなつた放電ギヤツプを
通して放電する。この放電はコイル7を通して放
電するので、放電時間が数msec持続し、しかも
放電エネルギーが数Jと大きいため、そのエネル
ギーによつて、希薄な混合気にも着火させること
ができる。このときの放電電流IDの波形を第2図
に示すことができる。
しかしながら、従来のプラズマ点火装置は火花
放電のエネルギーが小さいため、エンジンの運転
状態によつては後に続くプラズマ放電への移行が
不安定により、プラズマ点火の特徴であるプラズ
マジエツトの形成が安定しないため、混合気への
着火が悪いうえ、プラズマ放電への切換えが困難
であるなどの欠点があつた。
放電のエネルギーが小さいため、エンジンの運転
状態によつては後に続くプラズマ放電への移行が
不安定により、プラズマ点火の特徴であるプラズ
マジエツトの形成が安定しないため、混合気への
着火が悪いうえ、プラズマ放電への切換えが困難
であるなどの欠点があつた。
したがつて、この発明の目的は高圧電源から発
生される電気エネルギーをそれぞれ2つのコンデ
ンサに蓄え、この2つのコンデンサの放電時間と
エネルギーを変えることにより、プラズマ放電を
安定化し、着火性のよいプラズマ点火装置を提供
するものである。
生される電気エネルギーをそれぞれ2つのコンデ
ンサに蓄え、この2つのコンデンサの放電時間と
エネルギーを変えることにより、プラズマ放電を
安定化し、着火性のよいプラズマ点火装置を提供
するものである。
この発明は、放電用コイル7に直列に接続され
プラズマ点火エネルギーを蓄える主放電コンデン
サ13を有する主放電回路と、この主放電回路に
並列に接続され主放電コンデンサより小容量の副
放電コンデンサ14を有する副放電回路と、主放
電回路と副放電回路とを電気的に分離するダイオ
ード16と、点火信号の入力によつて通電状態に
なり、主放電コンデンサのプラズマ点火エネルギ
ーを点火プラグ10の放電ギヤツプに供給する第
1のスイツチング回路12と、この第1のスイツ
チング回路に所定の時期に点火信号を送出する点
火時期制御装置11と、点火信号の入力によつて
通電状態になり、副放電コンデンサのプラズマ点
火エネルギーを点火プラグの放電ギヤツプに供給
する第2のスイツチング回路17と、第2のスイ
ツチング回路に所定の時期に点火信号を送出する
制御装置18とから構成したものである。
プラズマ点火エネルギーを蓄える主放電コンデン
サ13を有する主放電回路と、この主放電回路に
並列に接続され主放電コンデンサより小容量の副
放電コンデンサ14を有する副放電回路と、主放
電回路と副放電回路とを電気的に分離するダイオ
ード16と、点火信号の入力によつて通電状態に
なり、主放電コンデンサのプラズマ点火エネルギ
ーを点火プラグ10の放電ギヤツプに供給する第
1のスイツチング回路12と、この第1のスイツ
チング回路に所定の時期に点火信号を送出する点
火時期制御装置11と、点火信号の入力によつて
通電状態になり、副放電コンデンサのプラズマ点
火エネルギーを点火プラグの放電ギヤツプに供給
する第2のスイツチング回路17と、第2のスイ
ツチング回路に所定の時期に点火信号を送出する
制御装置18とから構成したものである。
また、点火時期制御装置および制御装置は、内
燃機関の負荷に応じて点火信号を同時または選択
して出力するようにしたものである。
燃機関の負荷に応じて点火信号を同時または選択
して出力するようにしたものである。
また、副コンデンサによる放電電流の最大値が
主放電コンデンサによる放電電流の最大値より高
くなるように回路定数を設定したものである。
主放電コンデンサによる放電電流の最大値より高
くなるように回路定数を設定したものである。
以下、実施例を用いて詳細に説明する。
具体的な実施例を説明する前に、第3図の回路
図により動作原理を説明する。同図において、1
3は一方の端子がスイツチング用サイリスタ12
のアノードに接続され、他方の端子がコイル7の
一方の端子に接続される主放電コンデンサ、14
は一方の端子がプラズマ電源5の出力端子に接続
され他方の端子がダイオード8のアノードに接続
され、この主放電コンデンサ13の容量の1/5〜
1/10の容量をもつ副放電コンデンサ、15はアノ
ードがプラズマ電源5の出力端子に接続され、カ
ソードが主放電コンデンサ13の一方の端子に接
続され、主放電コンデンサ13と電気的に分離す
る阻止ダイオードである。
図により動作原理を説明する。同図において、1
3は一方の端子がスイツチング用サイリスタ12
のアノードに接続され、他方の端子がコイル7の
一方の端子に接続される主放電コンデンサ、14
は一方の端子がプラズマ電源5の出力端子に接続
され他方の端子がダイオード8のアノードに接続
され、この主放電コンデンサ13の容量の1/5〜
1/10の容量をもつ副放電コンデンサ、15はアノ
ードがプラズマ電源5の出力端子に接続され、カ
ソードが主放電コンデンサ13の一方の端子に接
続され、主放電コンデンサ13と電気的に分離す
る阻止ダイオードである。
次に、上記構成によるプラズマ点火装置の動作
について説明する。まず、点火時期制御回路11
により、火花電圧発生回路2で発生された高電圧
は高圧阻止用ダイオード4、デイストリビユータ
3の可変接点3aおよびその固定接点3bを介し
てプラズマプラグ10の放電ギヤツプに印加され
る。このとき、プラズマ電源側は高圧阻止用ダイ
オード9に電流が流れないように高電圧から保護
されている。点火プラグ10の放電ギヤツプに印
加された高電圧は放電ギヤツプを絶縁破壊して火
花が生じる。このとき、点火時期制御回路11に
より、スイツチング用サイリスタ12がオン状態
になる。このスイツチング用サイリスタ12のオ
ン状態により、主放電コンデンサ13および副放
電コンデンサ14の充電電圧がプラズマプラグ1
0の放電ギヤツプに印加される。この主放電コン
デンサ13による放電回路にはコイル7が直列に
接続されるため、この主放電コンデンサ13によ
る放電電流の立上りは副放電コンデンサ14によ
る放電電流の立上りよりも遅れる。この副放電コ
ンデンサ14の充電電荷による放電電流は浮遊イ
ンダクタンスの影響で火花放電より少し遅れる
が、ほとんど同時であり、このときの放電電流の
波形は第4図に示すように、火花放電初期に、主
放電電流の最大値より大きな電流が流れる。その
結果、プラズマプラグ10内のプラズマ温度、密
度が高くなり、続く主放電コンデンサ13の放電
電流の立上りが安定化され、副コンデンサ14の
放電で発生したプラズマに主放電コンデンサ13
の電気エネルギーが効率よく注入することができ
る。このように、初期の副コンデンサ14の放電
によつて、主放電が安定化されるため、高エネル
ギーのプラズマガスによつて混合気の点火を確実
に行なうことができる。
について説明する。まず、点火時期制御回路11
により、火花電圧発生回路2で発生された高電圧
は高圧阻止用ダイオード4、デイストリビユータ
3の可変接点3aおよびその固定接点3bを介し
てプラズマプラグ10の放電ギヤツプに印加され
る。このとき、プラズマ電源側は高圧阻止用ダイ
オード9に電流が流れないように高電圧から保護
されている。点火プラグ10の放電ギヤツプに印
加された高電圧は放電ギヤツプを絶縁破壊して火
花が生じる。このとき、点火時期制御回路11に
より、スイツチング用サイリスタ12がオン状態
になる。このスイツチング用サイリスタ12のオ
ン状態により、主放電コンデンサ13および副放
電コンデンサ14の充電電圧がプラズマプラグ1
0の放電ギヤツプに印加される。この主放電コン
デンサ13による放電回路にはコイル7が直列に
接続されるため、この主放電コンデンサ13によ
る放電電流の立上りは副放電コンデンサ14によ
る放電電流の立上りよりも遅れる。この副放電コ
ンデンサ14の充電電荷による放電電流は浮遊イ
ンダクタンスの影響で火花放電より少し遅れる
が、ほとんど同時であり、このときの放電電流の
波形は第4図に示すように、火花放電初期に、主
放電電流の最大値より大きな電流が流れる。その
結果、プラズマプラグ10内のプラズマ温度、密
度が高くなり、続く主放電コンデンサ13の放電
電流の立上りが安定化され、副コンデンサ14の
放電で発生したプラズマに主放電コンデンサ13
の電気エネルギーが効率よく注入することができ
る。このように、初期の副コンデンサ14の放電
によつて、主放電が安定化されるため、高エネル
ギーのプラズマガスによつて混合気の点火を確実
に行なうことができる。
第5図はこの発明の一実施例を示す回路図であ
り、第3図と同等部品には同じ符号を付してあ
る。同図において、16はアノードが阻止用ダイ
オード15のアノードに接続され、カソードが副
放電コンデンサ14の一方の端子に接続され、副
放電コンデンサ14と主放電コンデンサ13とを
電気的に分離するダイオード、17は上記副放電
コンデンサ14に充電された電荷を放電するため
のスイツチング用サイリスタ、18はこのスイツ
チング用サイリスタ17をトリガするための制御
回路である。
り、第3図と同等部品には同じ符号を付してあ
る。同図において、16はアノードが阻止用ダイ
オード15のアノードに接続され、カソードが副
放電コンデンサ14の一方の端子に接続され、副
放電コンデンサ14と主放電コンデンサ13とを
電気的に分離するダイオード、17は上記副放電
コンデンサ14に充電された電荷を放電するため
のスイツチング用サイリスタ、18はこのスイツ
チング用サイリスタ17をトリガするための制御
回路である。
次に、上記構成によるプラズマ点火装置の動作
については第3図の動作と同様であることはもち
ろんであるが、この実施例ではスイツチング用サ
イリスタ12および17が同時にオンされ、プラ
ズマ点火が行なわれる。特に、エンジン負荷の状
態によつて、スイツチング用サイリスタ12のみ
オン状態にし、あるいはスイツチング用サイリス
タ17のみオン状態にして、プラズマ放電エネル
ギーを切換え、エンジンの状態に応じたプラズマ
点火を行なつてもよいことはもちろんである。
については第3図の動作と同様であることはもち
ろんであるが、この実施例ではスイツチング用サ
イリスタ12および17が同時にオンされ、プラ
ズマ点火が行なわれる。特に、エンジン負荷の状
態によつて、スイツチング用サイリスタ12のみ
オン状態にし、あるいはスイツチング用サイリス
タ17のみオン状態にして、プラズマ放電エネル
ギーを切換え、エンジンの状態に応じたプラズマ
点火を行なつてもよいことはもちろんである。
なお、上述の実施例では主放電コンデンサ13
および副放電コンデンサ14の放電開始を同期さ
せたが、スイツチング用サイリスタ12および1
7をオン状態にする時期は必ずしも一致させる必
要はなく、最初に副放電コンデンサ14が放電さ
せたのち、主放電コンデンサ13が放電されるよ
うにしてもよいことはもちろんである。
および副放電コンデンサ14の放電開始を同期さ
せたが、スイツチング用サイリスタ12および1
7をオン状態にする時期は必ずしも一致させる必
要はなく、最初に副放電コンデンサ14が放電さ
せたのち、主放電コンデンサ13が放電されるよ
うにしてもよいことはもちろんである。
以上詳細に説明したように、この発明に係るプ
ラズマ点火装置によればプラズマ点火を安定化す
ることができるうえ、2つのスイツチング回路を
点火時期制御装置と制御回路によりそれぞれ制御
することにより、点火エネルギーをエンジンの状
態に合わせて制御することができるので、着火性
がよく、エネルギー効率を高めることができる効
果がある。
ラズマ点火装置によればプラズマ点火を安定化す
ることができるうえ、2つのスイツチング回路を
点火時期制御装置と制御回路によりそれぞれ制御
することにより、点火エネルギーをエンジンの状
態に合わせて制御することができるので、着火性
がよく、エネルギー効率を高めることができる効
果がある。
第1図は従来のプラズマ点火装置を示す回路
図、第2図は第1図の主放電コンデンサによる放
電電流波形を示す図、第3図はこの発明に係るプ
ラズマ点火装置の動作原理を説明するための回路
図、第4図は第3図の主放電コンデンサおよび副
放電コンデンサによる放電電流波形を示す図、第
5図はこの発明に係るプラズマ点火装置の一実施
例を示す回路図である。 1……バツテリ、2……火花電圧発生回路、3
……デイストリビユータ、3a……可動接点、3
b〜3e……固定接点、4……高圧阻止用ダイオ
ード、5……プラズマ電源、6……コンデンサ、
7……コイル、8……ダイオード、9……高圧阻
止ダイオード、10……プラズマプラグ、11…
…点火時期制御回路、12……スイツチング用サ
イリスタ、13……主放電コンデンサ、14……
副放電コンデンサ、15……阻止ダイオード、1
6……ダイオード、17……スイツチング用サイ
リスタ、18……制御回路。なお、図中、同一符
号は同一または相当部分を示す。
図、第2図は第1図の主放電コンデンサによる放
電電流波形を示す図、第3図はこの発明に係るプ
ラズマ点火装置の動作原理を説明するための回路
図、第4図は第3図の主放電コンデンサおよび副
放電コンデンサによる放電電流波形を示す図、第
5図はこの発明に係るプラズマ点火装置の一実施
例を示す回路図である。 1……バツテリ、2……火花電圧発生回路、3
……デイストリビユータ、3a……可動接点、3
b〜3e……固定接点、4……高圧阻止用ダイオ
ード、5……プラズマ電源、6……コンデンサ、
7……コイル、8……ダイオード、9……高圧阻
止ダイオード、10……プラズマプラグ、11…
…点火時期制御回路、12……スイツチング用サ
イリスタ、13……主放電コンデンサ、14……
副放電コンデンサ、15……阻止ダイオード、1
6……ダイオード、17……スイツチング用サイ
リスタ、18……制御回路。なお、図中、同一符
号は同一または相当部分を示す。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 1 内燃機関の回転に同期して発生するパルスを
デイストリビユータにより各気筒の点火プラグに
配置して火花放電により点火を行ない、プラズマ
点火用電源からダイオードを介して点火プラグに
プラズマ点火エネルギーを注入するプラズマ点火
装置において、 放電用コイルに直列に接続され、プラズマ点火
エネルギーを蓄える主放電コンデンサを有する主
放電回路と、 この主放電回路に並列に接続され、前記主放電
コンデンサより小容量の副放電コンデンサを有す
る副放電回路と、 前記主放電回路と副放電回路とを電気的に分離
するダイオードと、 点火信号の入力によつて通電状態になり、前記
主放電コンデンサのプラズマ点火エネルギーを点
火プラグの放電ギヤツプに供給する第1のスイツ
チング回路と、 前記第1のスイツチング回路に所定の時期に点
火信号を送出する点火時期制御装置と、 点火信号の入力によつて通電状態になり、前記
副放電コンデンサのプラズマ点火エネルギーを点
火プラグの放電ギヤツプに供給する第2のスイツ
チング回路と、 前記第2のスイツチング回路に所定の時期に点
火信号を送出する制御装置と を備えたことを特徴とするプラズマ点火装置。 2 前記点火時期制御装置および制御装置は、内
燃機関の負荷に応じて点火信号を同時または選択
して出力することを特徴とする特許請求の範囲第
1項記載のプラズマ点火装置。 3 前記副コンデンサによる放電電流の最大値が
主放電コンデンサによる放電電流の最大値より高
くなるように回路定数を設定したことを特徴とす
る特許請求の範囲第1項または第2項記載のプラ
ズマ点火装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP20773283A JPS6098168A (ja) | 1983-11-04 | 1983-11-04 | プラズマ点火装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP20773283A JPS6098168A (ja) | 1983-11-04 | 1983-11-04 | プラズマ点火装置 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS6098168A JPS6098168A (ja) | 1985-06-01 |
JPH0531667B2 true JPH0531667B2 (ja) | 1993-05-13 |
Family
ID=16544618
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP20773283A Granted JPS6098168A (ja) | 1983-11-04 | 1983-11-04 | プラズマ点火装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPS6098168A (ja) |
Families Citing this family (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
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