JPH06159217A - 点火プラグ装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 本発明は点火プラグを所定の運転状態下で過
熱して点火性を向上させる点火プラグ装置にに関し、良
好な応答性の下に電極を加熱することを目的とする。 【構成】 内燃機関に配設される点火プラグ１０の接地
電極１２及び中心電極１５に、点火プラグ１０の軸方向
の磁界を印加し得る部位に、高周波誘導コイル１８を設
ける。所定の運転状態下で、高周波誘導コイル１８のリ
ード１８ａ，１８ｂに、高周波電流を印加して、接地電
極１２及び中心電極１５に、うず電流損及びヒステリシ
ス損に起因する熱を発生させる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は点火プラグ装置に係り、
特に内燃機関に配設された点火プラグを所定の運転状態
下で過熱して、点火プラグの点火性を向上させる点火プ
ラグ装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来より、内燃機関の始動性を向上させ
るため、始動時に点火プラグを加熱して点火プラグの放
電性の向上を図る装置が知られている。例えば、実開昭
６２−１５４号公報は図１３に示すように、点火プラグ
１の端子２周辺に電熱線３からなるヒータ４を配設し、
内燃機関の始動時において点火プラグ１を加熱する装置
を開示している。

【０００３】図１３においてトランジスタ５は、コント
ロールユニット６から供給される駆動信号に基づいて、
電熱線３に流れる電流を制御する。また、コントロール
ユニット６は、内燃機関がクランキングを開始すると、
それを検知してトランジスタ５に駆動信号を供給する。
従って、上記公報記載の装置によればクランキングが開
始されると同時に点火プラグ１の加熱が開始されること
になる。

【０００４】ところで、内燃機関の始動性は、内燃機関
の温度が低いほど悪化することが知られている。これ
は、内燃機関が低温であるほど燃焼室に供給される燃料
が気化し難くなることに起因している。そして、冷間始
動時のように燃料の気化性が特に悪い場合には、燃焼室
内の混合気の着火性が悪化するばかりでなく、気化でき
ずに液体のまま存在する燃料が点火プラグ１の電極７に
付着して正常な火花の発生が妨げられる場合がある。

【０００５】ところが、上記公報記載の装置を備えた内
燃機関では、上記したようにクランキングが開始される
と同時に点火プラグ１が加熱され始める。このため、電
極７付近の温度がクランキング開始後徐々に上昇し、電
極７に付着している燃料を気化させることになる。これ
により冷間始動時においても正常な火花の確保が可能と
なり、内燃機関の始動性が向上する。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかし、上記従来の装
置においては、ヒータ４で発生した熱が点火プラグ１の
絶縁ガイシ等を伝導して電極７に達して始めて電極７が
加熱される構成であり、電極７を加熱するためには点火
プラグ１全体を加熱する必要がある。従って、ヒータ４
の電熱線３に通電を開始してから電極７が昇温するまで
の応答性が悪く、内燃機関の始動時において、点火プラ
グ１の昇温により発火不良が解消されるまでの間はクラ
ンキング状態を維持しなければならないという問題を有
していた。

【０００７】本発明は、上述の点に鑑みてなされたもの
であり、点火プラグに高周波磁界を印加して高周波誘導
により電極だけを加熱することにより、良好な応答性の
下に電極を加熱し得る点火プラグ装置を提供することを
目的とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】上記の課題は、所定の運
転状態の下で内燃機関に配設された点火プラグを過熱
し、該点火プラグの点火性を向上させる点火プラグ装置
であって、前記点火プラグの中心電極及び接地電極に前
記点火プラグの軸方向の磁界を印加し得るように配設さ
れた高周波誘導コイルと、前記内燃機関が所定の運転状
態となった場合に前記高周波誘導コイルに所定の高周波
電流を通電する高周波電流通電手段とを備える点火プラ
グ装置により解決される。

【０００９】

【作用】本発明に係る点火プラグ装置において、前記高
周波コイルは、前記高周波電流通電手段から高周波電流
が供給された場合、前記点火プラグの電極に高周波磁界
を印加する。

【００１０】前記点火プラグの電極に高周波磁界が印加
されると、前記電極の表面に高周波磁界に対応した渦電
流が発生すると共に、前記電極の磁性に起因するヒステ
リシス損が生じる。このように、前記高周波コイルから
発せられた高周波磁界のエネルギは、一部が電極におけ
る渦電流損及びヒステリシス損に変換される。

【００１１】一方、前記点火プラグの絶縁ガイシは、非
磁性体であるため高周波磁界が印加されてもなんらその
影響を受けず、高周波磁界により加熱されることはな
い。従って、前記高周波コイルから発せられる高周波磁
界は、前記点火プラグのうち電極だけを加熱する。

【００１２】

【実施例】図１は、本発明に係る点火プラグ装置の一実
施例の要部を構成する点火プラグ１０の構成を表す正面
断面図を示す。以下、図１を参照して本実施例の点火プ
ラグの構成について説明する。

【００１３】図１中、符号１１は点火プラグ１０のケー
スを示し、上部にはナット部１１ａを備え、下部にはネ
ジ部１１ｂ及び接地電極１２を備えている。ケース１１
及び接地電極１２は共に磁性体で構成され、溶接により
又は一体成形により一体不可分に構成されている。

【００１４】また、符号１３はガスケットを示す。この
ガスケット１３は点火プラグ１０を内燃機関のシリンダ
ヘッド（図示せず）に配設した際にケース１１とシリン
ダヘッドとの間に介在してシリンダの気密を保持する。
ケース１１内部には絶縁ガイシ１４を介して、ニッケル
合金製の中心電極１５，カーボン抵抗１６及びターミナ
ル１７が固定保持されている。

【００１５】尚、これら中心電極１５，カーボン抵抗１
６及びターミナル１７は互いに電気的に接続されてお
り、ターミナル１７に所定の電圧が印加されると、シリ
ンダヘッドを介して接地されている接地電極１２と中心
電極１５との間に、点火用火花に相当する放電が生じ
る。

【００１６】符号１８は本実施例の要部である高周波誘
導コイルを示す。この高周波誘導コイル１８は絶縁リン
グ１９を介してケース１１の外周上に配設される。従っ
て、高周波コイル１８のリード１８ａ，１８ｂに高周波
電流を通電すると、高周波誘導コイル１８の内側に位置
するケース１１，接地電極１２及び中心電極１５等に
は、高周波で軸方向の向きを反転させる磁界が印加され
ることになる。

【００１７】このような磁界が印加されると、中心電極
１５の先端部及び接地電極１２には電磁誘導作用により
うず電流が生じ、うず電流損に起因した熱が発生する。
更に、上記したように中心電極１５は強磁性体であるニ
ッケル合金製であり、高周波磁界が印加されるとヒステ
リシス損に起因した熱をも発生する。

【００１８】ここで、うず電流損やヒステリシス損は、
磁性体に印加される磁界の変化に伴って即座に発生する
ものである。従って、高周波誘導コイル１８により高周
波磁界が印加された場合、接地電極１２及び中心電極１
５は即座に発熱を開始し、良好な応答性の下に昇温し始
めることになる。

【００１９】一方、ケース１１や中心電極１８と同様に
高周波誘導コイル１８の内側に位置する絶縁ガイシ１４
についても、同様に高周波磁界が印加される。しかし、
絶縁ガイシ１４は優れた絶縁性を備えた非磁性体である
ため、表面にうず電流が生じることも、また磁化される
こともない。従って、絶縁ガイシ１８がうず電流損やヒ
ステリシス損により発熱することはなく、高周波磁界が
印加されることにより昇温することはない。

【００２０】このように、本実施例の点火プラグ１０に
よれば、高周波誘導コイル１８に高周波電流を通電した
際に出力される高周波磁界のエネルギは、熱容量の小さ
な中心電極１５及び接地電極１２等の誘導加熱（ＩＨ：
インダクションヒーティング）にだけ使用され、熱容量
の大きな絶縁ガイシ１４に消費されることはない。

【００２１】更に、絶縁ガイシ１４は高周波磁界のエネ
ルギを消費しないばかりか断熱材として中心電極１５を
保温する作用を発揮する。このため、本実施例の点火プ
ラグ１０の接地電極１２及び中心電極１５は、高周波電
流の通電開始に対して良好な加熱応答性を示す。

【００２２】図２は、本実施例の点火プラグ装置を備え
た内燃機関の一例及びその周辺装置の構成図を示す。以
下同図を参照して本実施例の点火プラグ装置を組み込ん
だシステム例の構成について説明する。

【００２３】図２中、符号２０は本実施例の点火プラグ
装置を備える内燃機関を、符号２１は内燃機関のシリン
ダヘッドを示している。シリンダヘッド２１には上記し
た点火プラグ１０が配設され、シリンダ２２には内燃機
関冷却水の水温を検出する水温センサ２３が設けられて
いる。この水温センサ２３は内燃機関冷却水に応じたア
ナログ信号を出力し、その信号を後述の電子制御回路４
０に供給している。

【００２４】符号２４は内燃機関の排気孔に連通して設
けられ、排気系に相当する排気マニホールドを示す。こ
の排気マニホールド２４には、排気ガス中の酸素濃度か
ら内燃機関に供給された混合気の空燃比を検出する空燃
比センサ２５が設けられている。

【００２５】符号２６は内燃機関の吸気孔に連通する吸
気ダクトを示す。この吸気ダクト２６には、吸入空気量
に応じた電圧信号を出力するエアフロメータ２７、アク
セルペダル（図示せず）と連動して吸入空気量を調整す
るスロットルバルブ２８、スロットルバルブ２８に連動
し、その開度を検出するスロットルセンサ２９、及び吸
入空気の脈動を吸収するサージタンク３０が設けられて
いる。ここで、エアフロメータ２７及びスロットルセン
サ２９はスロットルバルブ２８の開度に応じた信号をそ
れぞれ電子制御回路４０に出力している。

【００２６】符号３１は燃料を吸気ダクト２６中に供給
するインジェクタを示す。このインジェクタ３１には周
知の燃料系統（図示せず）から所定の圧力で燃料が供給
されている。そして、電子制御回路４０から供給される
電気信号に応じて燃料噴射孔を開閉する。この際、イン
ジェクタ３１の燃料噴射孔からは、開孔時間に応じた燃
料が間欠的に噴射され、燃料噴射孔の開閉デューティ比
を変えることにより所定時間毎に噴射される燃料の量を
変更することができる。

【００２７】図２中符号３２は、内燃機関の点火に必要
な高電圧を出力するイグナイタを示す。このイグナイタ
３２は、電子制御回路４０から点火信号が供給される
と、そのタイミングでディストリビュータ３３に高電圧
を供給する。ディストリビュータ３３は図示されないク
ランクシャフトに連動して、イグナイタ３２から供給さ
れた高電圧を各気筒の点火プラグ１０に分配する。

【００２８】尚、ディストリビュータ３３には、クラン
クシャフトが２回転（内燃機関１サイクル）する間に所
定回数（例えば２４回）のパルス信号を出力し、電子制
御回路４０に対してクランクシャフトの回転角データを
供給するクランク角センサ３４と、クランクシャフトが
２回転する間に１回のパルス信号を出力し、点火すべき
気筒データを供給するクランク角センサ３５とが設けら
れている。

【００２９】そして、電子制御回路４０はこれらクラン
ク角センサ３４，３５から供給される信号に基づいて点
火時期を算出して、算出された時期に合わせてイグナイ
タ３２に上記した点火信号を供給している。

【００３０】符号３６は、内燃機関のイグニッションス
イッチ（ＩＧスイッチ）を示し、内燃機関が運転中であ
れば、電子制御回路４０に対して常にオン信号を供給す
る。従って、ＩＧスイッチ３６の出力信号がオフからオ
ンに切り替わった場合、その後内燃機関始動のためのク
ランキングが開始されることが予想される。

【００３１】また、高周波電流発生回路３７は、電子制
御回路４０から通電指令信号が供給された場合、所定の
高周波電流を点火プラグ１０の高周波誘導コイル１８に
通電する回路で、本実施例においては例えば５００Ｈｚ
程度の周波数の電流を出力する。電子制御回路４０は、
上記した各種センサ等から供給される信号に基づいて内
燃機関の運転状態を検出し、点火プラグ１０の発火性を
向上させる必要があると判断したときに、高周波電流発
生回路に対して通電指令信号を送信する。

【００３２】次に、電子制御回路４０の構成を図３に示
す構成図に基づいて説明する。

【００３３】図３において、符号４１は固定データ及び
各種プログラムが格納されるリードオンリメモリ（ＲＯ
Ｍ）、４２は各種データの読みだし及び書き込みを行う
ランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）、そして４３はＲＯ
Ｍ４１に格納されているプログラムに基づいて各種の演
算処理を行う中央処理装置（ＣＰＵ）を示す。

【００３４】また符号４４，４５は入出力ポート、４６
〜４８は出力ポート、４９はマルチプレクサ５０により
取り込まれたアナログ信号をディジタル化するＡ／Ｄ変
換器を、また５１はクランク角センサ３４，３５からの
パルス状の信号を整形する整形回路、５２〜５４は出力
ポート４６〜４８から出力される信号を所定のレベルま
で増幅する駆動回路を示す。

【００３５】符号５５〜５８はそれぞれ、水温センサ２
３，エアフロメータ２７，スロットルセンサ２９，空燃
比センサ２５の検出信号を増幅するバッファアンプを示
す。また５９はバッファアンプ５８の出力を波形整形す
るコンパレータを示す。

【００３６】上記の入出力ポート４４，４５及び出力ポ
ート４６〜４８は、共通バス６０を介してＲＯＭ４１，
ＲＡＭ４２，ＣＰＵ４３と接続されており、この共通バ
ス６０を介してデータ及び命令の転送が行われる。

【００３７】水温センサ２３，エアフロメータ２７，ス
ロットルセンサ２９から電子制御回路４０に供給される
アナログ信号は、バファアンプ５５〜５７で増幅された
後マルチプレクサ５０を介してそれぞれＡ／Ｄ変換器４
９に送り込まれる。そして、これらのデータはＡ／Ｄ変
換器４９においてディジタル信号化された後、ＣＰＵ４
３の指令に応じてＲＡＭ４２に格納される。

【００３８】空燃比センサ２５からは、排気ガス中の酸
素濃度に応じて高レベルまたは低レベルの電圧信号が出
力される。コンパレータ５９はこの電圧信号を基準電圧
と比較することにより２値化し、ディジタル信号として
入出力ポート４５に供給する。尚、この信号は内燃機関
に供給されている混合気の空燃比が燃料リッチである
か、燃料リーンであるかを表している。

【００３９】クランク角センサ３４，３５からの信号は
整形回路５１で矩形波に整形される。従って、クランク
角センサ３４，３５から発せられる信号は、図示されな
いクランクシャフトの回転速度に応じた周期の矩形信号
として入出力ポート４５に送り込まれる。また、入出力
ポート４５には更にＩＧスイッチ３６のオンオフ信号が
供給されている。

【００４０】出力ポート４６は、上記した各種センサ等
の出力信号に基づいて検出された内燃機関の運転状態
が、所定の運転状態である場合にＣＰＵ４３から出力さ
れる通電信号を駆動回路５２を介して高周波電流発生回
路３７に供給する。

【００４１】また、出力ポート４７はインジェクタ制御
回路を内蔵しており、ＣＰＵ４３から送り込まれる噴射
パルスのデューティ比に関する２値化データからそのデ
ューティ比を実現するパルス信号を形成して駆動回路５
３に出力する。駆動回路５３は出力ポート４７から供給
されたパルス信号を増幅して各気筒に配設されているイ
ンジェクタ３１に送り込みこれらを駆動する。これによ
り各インジェクタから各吸気ダクト２６内に燃料噴射信
号のパルス幅に応じた燃料が供給され、所望の空燃比が
実現される。

【００４２】更に、出力ポート４８は、クランク角セン
サ３４，３５の出力信号に基づいて内燃機関を構成する
何れかの気筒が点火時期であると判断された場合に、Ｃ
ＰＵ４３から供給される点火信号を、駆動回路５４を介
してイグナイタ３２に向けて出力する。

【００４３】そして、ＲＯＭ４１内には、メインルーチ
ンのプログラム、燃料噴射量算出用サブルーチンとして
公知のプログラム、始動直後における触媒暖機制御用サ
ブルーチンとして公知の遅角制御プログラム及び燃料噴
射量補正プログラム、そして点火プラグ１０の誘導加熱
を行う際の条件である所定の運転状態を検出するサブル
ーチンのプログラム、及びこれらの演算に必要な種々の
データやマップが格納されている。

【００４４】以下、図４〜図９を参照して上記図２及び
図３に示すシステムの動作について説明する。

【００４５】本実施例においては内燃機関の始動時に点
火プラグの誘導加熱が実行されるように設定されてい
る。すなわち、電子制御回路４０においてＩＧスイッチ
３６がオフからオンに切り替わったと判別された場合
に、点火コイル１０の誘導加熱が行われる。

【００４６】図４は、上記システムを構成する内燃機関
の始動直後において、点火プラグ１０の誘導加熱に併せ
て公知の触媒暖機制御が実行された場合の動作を説明す
るためのタイムチャートを示す。

【００４７】ところで、通常の場合内燃機関の始動時に
おいては、排気通路中に設けられた三元触媒は低温であ
る。この三元触媒は排気ガス中に存在するＨＣ，ＣＯ等
の未燃成分、またはＮＯ_X 等の酸化物を浄化して良好な
排気エミッションを確保するために設けられている。

【００４８】しかし、三元触媒が良好な浄化作用を発揮
するのは、触媒温度が一定の活性温度領域に達している
ことが前提となり、内燃機関の始動直後のように三元触
媒がその温度に達していない場合には、良好な浄化作用
が望めず未燃成分等が大気中に放出されてしまう。この
ようにして放出される未燃成分等を低減するためには内
燃機関の始動後、速やかに三元触媒の温度を活性温度領
域にまで昇温させる必要がある。

【００４９】そこで、内燃機関の始動直後においては、
いわゆる触媒暖機制御が広く行われている。この触媒暖
機制御は、爆発工程における点火時期が遅くなるに従っ
て排気ガスの温度が高くなることに着目したもので、点
火時期を遅角制御することにより内燃機関が始動直後に
おいてできるだけ高温の排気ガスは排出させようとする
ものである。

【００５０】このため、図４中に実線で示すように、ス
タータスイッチがオンとなっている間（時刻ｔ₁ 〜
ｔ₂ ）すなわちクランキング期間は、着火し易い上死点
前（ＢＴＤＣ）に点火時期を設定し、始動が確認された
らその後徐々に上死点後（ＡＴＤＣ）の所定の時期に向
けて点火時期の遅角制御が行われる。そして、所定の時
間遅角状態で保持することにより、三元触媒をいち早く
活性化温度領域に到達させ、その後遅角制御を終了す
る。

【００５１】しかし、このような触媒暖機制御を行って
も、クランキング中においては混合気がそのまま排気さ
れることになる。このため、クランキング中における混
合気の燃費はできるだけ燃料リーンに設定することが望
ましい。しかし、図５中に実線で示すように、混合気の
空燃比を燃料リーンとするとこれと共にクランキング期
間も長期化し、結局のところ多量の未燃成分等が大気中
に放出されることになる。

【００５２】ところが、本実施例においては図４中に破
線で示すように、時刻ｔ₀ においてＩＧスイッチがオン
となると、それと共に高周波誘導コイルの通電が開始さ
れ、点火プラグ１０の誘導加熱が開始される。これによ
り、上記したように点火プラグ１０の接地電極１２及び
中心電極１５は即座に昇温し、クランキング中であるに
もかかわらず接地電極１２と中心電極１５とのギャップ
には十分なエネルギを有する火花が発生する。

【００５３】このため図５中に破線で示すように、誘導
加熱がなされない場合に比べて燃料の希薄化、クランキ
ング期間の短縮化が可能となる。従って、従来の装置に
比べてクランキング中に大気中に排出される未燃成分等
の量を大幅に削減することが可能となる。

【００５４】また、上記の触媒暖機制御においては点火
時期を遅角するほど排気ガスが高温となり、三元触媒を
早期に活性温度領域に到達させることができる。一方、
排気ガスの温度は混合気の空燃比によっても変化し、空
燃比が燃料リーンとなるに従って高温となることが知ら
れている。

【００５５】しかしながら、図６に示すように暖機運転
を持続することのできる領域は、点火時期及び混合気の
空燃比により制約され、点火時期を遅く、かつ空燃比を
燃料リーンに設定することができない。また、触媒暖機
制御中における未燃成分等の排出量を所定レベルに抑制
するためには、空燃比を無制限にリッチ化することもで
きない。このため、遅角可能範囲がおのずと限定され、
より早期に触媒を暖機したいとする要求に応えることが
できなかった。

【００５６】ところが、本実施例においては図４に示す
ように触媒暖機制御実行中においても高周波コイルの誘
導加熱が実行されている。このため図６に破線で示すよ
うに暖機運転持続領域が拡大され、誘導加熱機構を備え
ていない従来のシステムに比べて遅角幅を大きく確保す
ることができる。従って、三元触媒が活性化温度領域に
達するまでに要する時間が短縮され、より早期に良好な
排気エミッションを確保することが可能となる。

【００５７】また、始動直後の内燃機関においては、点
火プラグ１０の温度が十分に上がっていないばかりでな
く、吸気ポート付近等の温度も十分に上昇していない。
このため、燃料の気化量にバラツキが生じ易く運転状態
が不安定となり、点火時期が急激に変化したような場合
には失火が発生する場合がある。

【００５８】このような失火を防止するため、通常触媒
暖機制御においては図７中に実線で示すように、点火時
期の変化量及び混合気の空燃比から暖機運転持続領域を
定め、点火時期を過渡的に変化させる場合にはこの領域
から外れないような変化量で点火時期を変化させてい
る。

【００５９】一方、本実施例においては、上記したよう
に点火コイル１０を誘導加熱することにより暖機運転中
においても高エネルギが火花が確保されているため、点
火時期の変化量に対する暖機運転持続領域も拡大してい
る。このため、従来の装置に比べて過渡的に点火時期を
変化させる際の変化量を大きくとることができ、結果的
に触媒暖機制御を短期化することが可能となる。

【００６０】このように、内燃機関の始動時において点
火コイルを誘導加熱すると、瞬時に接地電極１２及び中
心電極１５が加熱され、燃料による濡れ等が即座に解消
されるため、内燃機関の始動直後にもかかわらず十分は
エネルギを有する火花を確保することが可能となり、始
動性が向上するのみならず、触媒暖機制御の効果がより
高まり排気エミッションもが向上する。

【００６１】図８は本実施例において点火プラグ１０が
誘導加熱される第２のモードである加速時における効果
を説明するための図を示す。

【００６２】一般に内燃機関においては、図８に示すよ
うに空燃比を燃料リッチとするほど加速立ち上がり時間
が早くなる。このため、良好な加速性を得ようとする場
合、加速の際に混合気を燃料リッチとする構成が採られ
ている。ところが、このように加速時において混合気を
燃料リッチとする構成では、燃費が悪化すると共に加速
時において良好な排気エミッションを確保することが困
難である。

【００６３】一方、本実施例の点火プラグ装置において
は、従来の点火プラグ装置と異なり高周波誘導コイルに
通電を開始してから中心電極１５等が加熱されるまでに
ほとんど時間を要せず、内燃機関の運転状況の変化に対
しても十分に対応することのできる応答性を有してい
る。

【００６４】また、図８に破線で示すように誘導加熱に
より点火コイル１０を加熱すると、加熱しない場合（図
８中、実線）に比べてより燃料リーンな空燃比で同等な
加速立ち上がり時間を確保することが可能となる。中心
電極１５等が加熱されることにより、火花を発生させる
のに必要な要求電圧が低下し、結果的に高いエネルギを
有する火花が発生するからである。

【００６５】そこで、本実施例においては、内燃機関の
始動時のみならず、スロットルセンサ２９から出力され
る信号から加速状態であることを検出した場合にも点火
プラグ１０を誘導加熱することとしている。この結果、
本実施例の点火プラグ装置を備える内燃機関において
は、加速時においても良好な排気エミッションを確保す
ること可能となる。

【００６６】図９は、本実施例の点火プラグ装置を、低
負荷運転時における内燃機関の安定化のために適用した
際の高周波電流の通電方法の例を示す図を示す。

【００６７】一般に内燃機関が高負荷状態で運転してい
る場合は、燃料噴射量も多く、また内燃機関が十分に高
温に保持されることからその運転状態は安定する。しか
し、内燃機関が低負荷状態で運転している場合は、燃料
噴射量が少なく、また点火プラグ１０が十分に加熱され
るほど内燃機関が高温とならないためその運転状態が不
安定化する。

【００６８】そこで、本実施例においてはエアフロメー
タ２７及びクランク角センサ３４または３５から出力さ
れる信号を監視し、それらの信号から内燃機関の負荷状
態を検出すると共に、内燃機関の負荷状態に応じて点火
プラグ１０を適切な温度に保つため、デューティ制御に
よる誘導加熱を行っている。

【００６９】図９は、このデューティ制御による誘導加
熱を行う際のマップを示しており、内燃機関の負荷状態
及び回転数が低いほど、すなわち、点火プラグ１０の温
度が低下する領域ほど高周波電流の通電時間が長くなる
ことを表している。従って、本実施例においては内燃機
関が低負荷で運転している場合であっても十分なエネル
ギをもった火花が確保でき、良好な操安性の確保が可能
となる。

【００７０】従って、内燃機関が低負荷状態で運転して
いる場合、すなわち、高出力が要求されていない場合に
おいては、従来に比べて混合気の空燃比をリーン化する
ことも可能となる。従って、上記のデューティ制御によ
る点火プラグ１０の誘導加熱を行うと共に低負荷時にお
ける空燃比のリーン化を図ることにより燃費向上が可能
となる。

【００７１】尚、この際、空燃比のリーン化により発生
するＮＯ_X 等の酸化物は、公知の排気還流装置により排
気ガスを吸気ダクト２６内に還流させることにより排出
を抑制することができる。

【００７２】図１０は、本発明に係る点火プラグ装置に
使用する点火プラグの他の実施例の構成を示す正面断面
図を示す。尚、図１０において図１と同一の構成部分に
ついては同一の符号を付している。

【００７３】上記の点火プラグ１０においては、高周波
誘導コイル１８は、ケース１１の外部に配設している
が、これに限るものではなく、中心電極１５及び接地電
極１２に点火プラグ１０の軸方向の磁界が印加される構
成であればよい。例えば図１０に示すように、高周波誘
導コイル７８を中心電極１５の周囲であってケース７１
の内部に収納する構成としてもよい。尚、この場合には
ケース７１に切り欠き７２，７３を設けて、リード１８
ａ，１８ｂをこれらの切り欠き７２，７３から引き出す
ことを要する。

【００７４】図１１は、上記図１０に示す点火プラグ７
０をシリンダヘッド２１に組み付けて実際に使用する際
の配線例を表す正面断面図である。尚、図１１において
図１０と同一の構成部分については同一の符号を付して
その説明を省略する。

【００７５】図１１（Ａ）において８１はプラグキャッ
プを示し、ディストリビュータ３３から通じるレジステ
ィブコード８２及びその被服８３を固定保持している。
レジスティブコード８１に先端には、点火プラグ７０の
ターミナル１７と係合し、ターミナルとレジスティブコ
ード８２とを電気的に接続するクランプ８４が設けられ
ている。従って、プラグキャップ８１を点火プラグ７０
に差し込むことにより、レジスティブコード８１とター
ミナル１７とは導通することになる。

【００７６】また、図１１（Ａ）の拡大図である図１１
（Ｂ）に示すように、高周波誘導コイル７８の一方のリ
ード１８ｂはスプリングワッシャ８５を介してケース７
１に接続されている。ケース７１は電源アースと等圧の
シリンダヘッド２１に組付けられるため、リード１８ｂ
は電源アースと電気的に接続されることになる。

【００７７】また、高周波誘導コイル７８の他方のリー
ド１８ａは、絶縁外資１４の周囲に巻き付けられたリン
グ８６に接続する。このリング８６は、リード１８ａと
接続する一方で、プラグキャップ８１が組付けられた状
態ではスリップリード８７と接触する。また、このスリ
ップリード８７は高周波電流発生回路３７から通じるリ
ード線８８と接続された状態でプラグキャップ８１に固
定保持されている。

【００７８】このため、プラグキャップ８１が、点火プ
ラグ７０に差し込まれた状態ではリード線８８を介し
て、高周波電流発生回路と高周波誘導コイル７８のリー
ド１８ａとが電気的に接続した状態となる。従って、高
周波電流発生回路が高周波電流を発生した場合、その電
流は高周波誘導コイル７８を通って電源アースへと流れ
ることになる。

【００７９】ここで、図１１においては、高周波誘導コ
イル７８の一方のリード１８ｂとケース７１との接続
を、スプリングワッシャ８５を介して行う構成とした
が、これに限るものではなく、例えば図１２に示すよう
に、リード１８ｂとケース７１とを溶接で接合する構成
としてもよい。この場合、スプリングワッシャ８５によ
る構成と比べて組み付け性は劣るが、温度変化や振動等
により接続部が劣化することがなく高い信頼性を確保す
ることが可能となる。

【００８０】尚、上記の実施例においては、高周波誘導
コイルを点火プラグと一体に設ける構成に限定している
が、これに限るものではなく、例えばシリンダヘッドを
アルミで構成したような場合には、シリンダヘッド側に
高周波誘導コイルを配設する構成としてもよい。

【００８１】

【発明の効果】上述の如く、本発明によれば、点火プラ
グの中心電極及び接地電極だけを直接加熱するため、点
火性を向上させるのに必要な昇温に要する熱量が少なく
て足りる。従って、電極の昇温についての応答性が、従
来の点火プラグ全体を加熱する構成に比べて極めて優れ
ている。このため、内燃機関の始動時において速やかに
点火時要求電圧が低下され、良好な始動性が確保され
る。また、応答性が優れていることから、従来は適用す
ることができなかった加速時等にも適用が可能となり、
良好な操安性確保に寄与する。

【００８２】また、従来の構成のように点火プラグ全体
を加熱することがないため、点火プラグの構成部品間に
おける膨張係数の違いによるサーマルストレスが生じな
いことに加え、電熱線のような自己発熱線を必要としな
いため、従来の構成に比べて画期的に耐久性が向上す
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る点火プラグ装置の一実施例の要部
を構成する点火プラグの構成を表す正面断面図である。

【図２】本発明に係る点火プラグ装置の一実施例の構成
を表す全体図である。

【図３】本実施例における電子制御回路の構成を表すブ
ロック図である。

【図４】本実施例における触媒暖機制御の動作を説明す
るための図である。

【図５】本実施例における誘導加熱の効果を説明するた
めの図（その１）である。

【図６】本実施例における誘導加熱の効果を説明するた
めの図（その２）である。

【図７】本実施例における誘導加熱の効果を説明するた
めの図（その３）である。

【図８】本実施例における誘導加熱の効果を説明するた
めの図（その４）である。

【図９】本実施例において高周波電流を通電する際の１
例を表すマップである。

【図１０】本発明の要部である点火プラグの他の実施例
の構成を表す正面断面図である。

【図１１】本実施例に使用する点火プラグの組み付け例
を示す正面断面図である。

【図１２】本実施例に使用する点火プラグの他の組み付
け例を示す正面断面図である。

【図１３】従来の点火プラグ加熱装置の構成図である。

【符号の説明】

１０，７０ 点火プラグ １１，７１ ケース １２ 接地電極 １４ 絶縁ガイシ １５ 中心電極 １８，７８ 高周波誘導コイル ３７ 高周波電流発生回路

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 所定の運転状態の下で内燃機関に配設さ
   れた点火プラグを過熱し、該点火プラグの点火性を向上
   させる点火プラグ装置であって、 前記点火プラグの中心電極及び接地電極に前記点火プラ
   グの軸方向の磁界を印加し得るように配設された高周波
   誘導コイルと、 前記内燃機関が所定の運転状態となった場合に前記高周
   波誘導コイルに所定の高周波電流を通電する高周波電流
   通電手段とを備えることを特徴とする点火プラグ装置。