JPH07103121A - Ignition device for engine - Google Patents

Ignition device for engine

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JPH07103121A
JPH07103121A JP8949591A JP8949591A JPH07103121A JP H07103121 A JPH07103121 A JP H07103121A JP 8949591 A JP8949591 A JP 8949591A JP 8949591 A JP8949591 A JP 8949591A JP H07103121 A JPH07103121 A JP H07103121A
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voltage
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engine
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亮拿 佐藤
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Abstract

PURPOSE:To ignite and burn fuel securely and increase combustion efficiency by providing a power unit to convert AC power into three-phase AC, an ignition plug with three-electrode, and an ignition coil for three-phase, and also using multiple arc ignition. CONSTITUTION:Since an induced electromotive force is produced in reactance circuits 422a to 422c when one of switch circuits 421a to 421c is switched over by a switch control circuit 403 at a specified timing, a sawtooth current with drooping characteristics at a specified cycle is induced at output terminals 406a to 406c of a transforming part relative to a neutral terminal 407. When the electromotive force for all three-phase is produced by the switch control circuit 403 with a phase difference of 1/3 for each cycle, a three-phase AC current is outputted to the output terminals 406a to 406c relative to the neutral terminal 407. Then the AC output of each phase is applied to the primary side of an ignition coil for each phase, and the secondary output is connected to each electrode of an ignition plug to generate ignition arc and ignite fuel.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】この発明はエンジンの点火装置に
関し、特にマルチアーク点火を行って燃焼効率を大幅に
向上したものに関するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an engine ignition device, and more particularly to an ignition device for a multi-arc system, which greatly improves combustion efficiency.

【0002】[0002]

【従来の技術】近年自動車においては、エンジン内での
燃焼性向上の観点から点火時期や燃料噴射量の最適制
御、さらには空燃比,圧縮比の最適化等が行われてお
り、また上記と同様な観点から点火プラグや点火コイル
など点火装置の改良も行われている。
2. Description of the Related Art In recent years, in automobiles, optimal control of ignition timing and fuel injection amount, optimization of air-fuel ratio and compression ratio, etc. have been carried out from the viewpoint of improving the combustibility in the engine. From the same point of view, improvements have been made to ignition devices such as spark plugs and ignition coils.

【0003】図8は従来の一般的なガソリン自動車の点
火装置を示しており、図8(a) は点火装置の回路構成
図、図8(b) はイグニッションコイルの閉磁路タイプの
鉄芯を示す図、図8(c) はイグニッションコイルの開磁
路タイプの鉄芯を示す図、図8(d) は点火プラグの断面
構造を示す図である。図において、10はイグニッショ
ンコイルで、閉磁路型鉄芯71に1次コイル12,2次
コイル13をそれぞれ巻回して構成されている。上記1
次コイル12の一端は、その駆動トランジスタ14を介
して接地されており、該トランジスタ14のベースは制
御回路15に接続されている。この制御回路15は、イ
グニッションコイル10をエンジン回転と同期して点火
制御するよう構成されている。また、上記2次コイル1
3の一端は点火プラグ72の中央電極73に接続されて
いる。また上記1次コイル12,2次コイル13の他端
側は共通接続されており、該共通接続点は電流調整抵抗
16を介してイグニッションスイッチ30に接続されて
いる。さらにイグニッションスイッチ30の他端は、バ
ッテリ40に接続されている。
FIG. 8 shows an ignition device for a conventional general gasoline vehicle. FIG. 8 (a) is a circuit configuration diagram of the ignition device, and FIG. 8 (b) shows a closed magnetic circuit type iron core of an ignition coil. Fig. 8 (c) is a diagram showing an open magnetic circuit type iron core of an ignition coil, and Fig. 8 (d) is a diagram showing a cross-sectional structure of an ignition plug. In the figure, 10 is an ignition coil, which is formed by winding a primary coil 12 and a secondary coil 13 around a closed magnetic circuit type iron core 71. 1 above
One end of the next coil 12 is grounded via the drive transistor 14, and the base of the transistor 14 is connected to the control circuit 15. The control circuit 15 is configured to control ignition of the ignition coil 10 in synchronization with engine rotation. In addition, the secondary coil 1
One end of 3 is connected to the central electrode 73 of the spark plug 72. The other ends of the primary coil 12 and the secondary coil 13 are commonly connected, and the common connection point is connected to the ignition switch 30 via a current adjusting resistor 16. Further, the other end of the ignition switch 30 is connected to the battery 40.

【0004】ここで50はイグニッションスイッチ30
と接地との間に接続された、始動時エンジンを回転させ
るスターター、31は上記電流制限抵抗16と並列に接
続され、始動時上記制御回路15からの信号によって該
抵抗16の両端を短絡する短絡回路であり、この短絡に
よりイグニッションコイルの遮断電流を強くすることが
できる。また17はイグニッションコイル10の2次側
に存在している漂遊容量で、これは点火プラグでのアー
ク放電のトリガーとなるものである。
Here, 50 is an ignition switch 30.
A starter 31 for rotating the engine at the time of start-up, which is connected between the control circuit 15 and the ground, is connected in parallel with the current limiting resistor 16 and short-circuits both ends of the resistor 16 at the time of start-up by the signal from the control circuit 15. This is a circuit, and the short-circuit current of the ignition coil can be increased by this short circuit. Further, 17 is a stray capacitance existing on the secondary side of the ignition coil 10, which serves as a trigger for arc discharge in the spark plug.

【0005】なお、鉄芯には上記図8(b) に示す閉磁路
型鉄芯の他に、図8(c) に示すような開磁路型鉄芯76
もあり、この鉄芯は、コイルを巻回するための鉄芯部分
76aと、該鉄芯部分76aの外枠ケース76bとから
構成されており、ここでは該外枠ケース76bも磁路と
して利用している。
In addition to the closed magnetic circuit type iron core shown in FIG. 8B, an open magnetic circuit type iron core 76 shown in FIG. 8C is used as the iron core.
This iron core is composed of an iron core portion 76a for winding a coil and an outer frame case 76b of the iron core portion 76a. Here, the outer frame case 76b is also used as a magnetic path. are doing.

【0006】次に動作について説明する。イグニッショ
ンスイッチ30をオンにすると、上記点火装置はバッテ
リ40から電源を供給され、さらにイグニッションスイ
ッチ30によってスターター50を駆動しエンジンを回
転させると、イグニッションコイル10は制御回路15
によってエンジン回転に同期してオン,オフ制御され
る。このときイグニッションコイル10の2次コイルに
発生した高電圧によって上記漂遊容量17が充電され、
これら高電圧が点火プラグ72に供給され、シリンダ内
に連続的にアークが発生する。
Next, the operation will be described. When the ignition switch 30 is turned on, the ignition device is supplied with power from the battery 40, and when the ignition switch 30 drives the starter 50 to rotate the engine, the ignition coil 10 causes the control circuit 15 to operate.
ON / OFF control is performed in synchronization with the engine rotation. At this time, the stray capacitance 17 is charged by the high voltage generated in the secondary coil of the ignition coil 10,
These high voltages are supplied to the spark plug 72, and an arc is continuously generated in the cylinder.

【0007】この時、上記イグニッションコイル10の
2次側の高電圧波形は図1(e) ,(f) に一点鎖線S1で
示すように、初期の微小期間Yにおいて、漂遊容量17
の作用によりピークレベルV1 まで急峻に立上がり、直
ちに所定レベルV2 まで急激に降下し、その後減衰期間
Xでゆっくりと減衰していく(波形平坦部分)。なお、
p は立上がり時間である。
At this time, the high voltage waveform on the secondary side of the ignition coil 10 is a stray capacitance 17 in the initial minute period Y as shown by the alternate long and short dash line S1 in FIGS. 1 (e) and 1 (f).
Due to the action of, the peak level rises sharply to V 1 and then immediately drops to a predetermined level V 2 and then slowly decays in the decay period X (waveform flat portion). In addition,
a p is the rise time.

【0008】また図9(a) は従来の他のエンジンの点火
装置の回路構成を示しており、この構成では、イグニッ
ションコイル10に直列に2つの気筒の点火プラグ7
6,77及びダイオード101を接続し、1つのイグニ
ッションコイルによって、2つの点火プラグを作動させ
るようにしている。ここで上記2つの気筒は、4気筒の
エンジンでは180°ストロークがずれている第1,第
3気筒あるいは第2,第4気筒とする。その他の構成は
図8(a) に示すものと同一である。
FIG. 9 (a) shows a circuit configuration of another conventional ignition device for an engine. In this configuration, the ignition plugs 7 of two cylinders are connected in series to the ignition coil 10.
6, 77 and the diode 101 are connected, and two ignition plugs are operated by one ignition coil. Here, it is assumed that the two cylinders are the first, third, or second, and fourth cylinders whose strokes are offset by 180 ° in a four-cylinder engine. The other structure is the same as that shown in FIG.

【0009】このような回路構成では、排気工程にある
気筒と、圧縮工程にある気筒で同時に点火プラグがスパ
ークすることとなるが、排気工程にある気筒は空気圧が
小さいので難無く放電し、回路としての抵抗が無視で
き、また排気工程であるから爆発しない。一方の圧縮工
程にある気筒の点火プラグは、排気側の点火プラグにア
ークが出て放電回路を形成しているので、アークが瞬間
遅れて発生するが圧縮点火の工程にあるため爆発を起こ
しエンジンが自動運転する。
In such a circuit configuration, the spark plugs are simultaneously sparked in the cylinder in the exhaust process and the cylinder in the compression process. However, since the cylinder in the exhaust process has a small air pressure, it is easily discharged and the circuit is formed. Resistance can be ignored, and it does not explode because it is an exhaust process. In the spark plug of the cylinder in one compression process, an arc is generated in the spark plug on the exhaust side to form a discharge circuit.Therefore, the arc is generated with a momentary delay, but it is in the process of compression ignition and an explosion occurs, causing an engine Operates automatically.

【0010】ところが、上記のような点火装置では、漂
遊容量によるアーク放電は10-6秒オーダー単位の極め
て短時間であり、実際にガソリンの点火に有効な部分は
エネルギーの小さい上記波形平坦部分Xであり、つまり
この部分の電圧は300〜500Vでその期間は2/10
00秒前後であるため、ガソリンの点火が十分ではなかっ
た。このためガソリンの燃焼効率は現状では30%台と
低く、70%弱は不完全燃焼で排ガスとなり空気を汚染
しており、また燃焼効率が悪いため、ガソリンの消費量
の割りにパワーがでないという問題があった。
However, in the above-mentioned ignition device, the arc discharge due to the stray capacitance is in an extremely short time of the order of 10 -6 seconds, and the portion that is actually effective for igniting gasoline is the flat portion X of the waveform having a small energy. That is, the voltage of this part is 300-500V and the period is 2/10
Since it was around 00 seconds, the ignition of gasoline was not enough. For this reason, the combustion efficiency of gasoline is currently in the low 30% range, and less than 70% is incomplete combustion that pollutes the air as exhaust gas. Moreover, the combustion efficiency is poor, so there is not enough power for gasoline consumption. There was a problem.

【0011】また、上記イグニッションコイルの鉄芯7
1は、その中央脚71aの幅WC と両側の側脚71b,
71cの幅WS が同程度または非常にロスの大きい開磁
路型となっており、つまりそれらの断面積や磁路に大き
なロスがあり、このため中央脚71aでは磁束が過密に
なり、発熱等によりロスが生じ、またこの場合コイルの
巻数も多くしなければならないという問題があり、これ
が立ち上がり時間を長くするという不合理があった。ま
た中央脚71aの一部にギャップを形成して磁束漏洩型
アーク発生装置となっている。
The iron core 7 of the ignition coil is also
1 is the width W C of the central leg 71a and the side legs 71b on both sides,
The width W S of the 71c is of the same type or has a large loss, which is an open magnetic circuit type, that is, there is a large loss in the cross-sectional area and the magnetic path thereof. Therefore, there is a problem that a loss occurs due to the above reasons, and in this case, the number of turns of the coil must be increased, which causes an unreasonable increase in rising time. Further, a gap is formed in a part of the central leg 71a to form a magnetic flux leakage type arc generator.

【0012】さらに上記従来の点火プラグ72では、接
地電極75の先端部75aが中央電極73の先端部73
a上に覆い被さるように位置しているため、図9(b) に
示すように接地電極先端部75aがスパークしたアーク
Fの広がりを遮ることとなり、その影になった部分での
燃料の着火が遅れたり不十分となったりするという問題
があった。ここでEはエンジンの周壁である。
Further, in the above-mentioned conventional spark plug 72, the tip portion 75a of the ground electrode 75 is located at the tip portion 73 of the central electrode 73.
Since it is located so as to cover over a, the ground electrode tip 75a blocks the spread of the sparked arc F as shown in Fig. 9 (b), and the ignition of the fuel in the shadowed part. There was a problem that was delayed or insufficient. Here, E is the peripheral wall of the engine.

【0013】またさらに2つの点火プラグを1つのイグ
ニッションコイルで点火する構成では、排気工程での点
火プラグのスパークは、圧縮工程の点火爆発には差し支
えないが、排気工程の気筒で無用のアーク発生があるの
で、点火プラグの寿命が短くなるという欠点がある。
Further, in the structure in which two ignition plugs are ignited by one ignition coil, sparks of the ignition plugs in the exhaust process may cause ignition explosion in the compression process, but useless arc generation in the cylinder in the exhaust process. Therefore, there is a drawback that the life of the spark plug is shortened.

【0014】そこでこれらの問題を解決するため、本願
発明者はエンジンの燃料効率を従来の約30%から飛躍
的に向上することができ、燃費を向上し、かつ排気ガス
の低減をも行うことのできるエンジンの点火装置につい
て発明し、すでに出願している(特願平2−23811
8号)。
In order to solve these problems, the inventor of the present application can dramatically improve the fuel efficiency of the engine from the conventional value of about 30%, improve the fuel efficiency and reduce the exhaust gas. Invented an engine ignition device that can be used, and has already filed an application (Japanese Patent Application No. 2-23811).
No. 8).

【0015】これはイグニッシッンコイルの2次側と点
火プラグとの間に波形処理回路を設け、上記2次側高電
圧波形を、その立上りピークを抑え、該抑えた分のエネ
ルギーを上記立上りピークに続く滑らかに減衰する波形
平坦部分に移行させてこの波形平坦部分を長くした波形
とするようにしたもので、これにより点火プラグのアー
クが燃料の着火に寄与する時間が増大するとともに、ア
ークのエネルギーが増大することとなり、その結果エン
ジンでの燃焼が充分かつ確実に行われることとなり、ひ
いてはエンジンでの燃料効率が飛躍的に向上し、エンジ
ン出力の増大を図るとともに燃費や排ガス対策の問題を
解決することができるものである。
This is provided with a waveform processing circuit between the secondary side of the ignition coil and the spark plug, the rising peak of the secondary side high voltage waveform is suppressed, and the energy corresponding to the suppressed amount is described above. It is made to move to a smoothly decaying flat waveform portion following the rising peak so that this flat waveform portion has a long waveform, which increases the time during which the arc of the spark plug contributes to ignition of the fuel, and The energy of the arc will increase, and as a result, combustion in the engine will be sufficiently and reliably performed, which will dramatically improve the fuel efficiency in the engine, increase the engine output and reduce fuel consumption and exhaust gas. It can solve problems.

【0016】また、イグニッションコイルに、中央脚の
断面積をその両側側脚の断面積のほぼ2倍に設定した完
全閉磁路型鉄芯を用いたもので、これにより中央脚部で
磁束が過密状態になることはなく、効率よく高電圧を発
生し、鉄芯での発熱も防止できる。また上記完全閉磁路
型鉄芯はギャップのない構造であるので、1次,2次と
もに大幅に巻数を減らすことができ、いたずらに磁束の
漏れが生ずることはない。この結果上記鉄芯内で発生し
た磁束が有効に電磁変換に寄与することとなり、鉄芯内
でのエネルギーロスを低減することができる。しかも巻
数が少ないので、インピーダンスも少なくでき、立ち上
がり時間が少なく高速化の対応に有利である。また漂遊
容量による10-6〜10-9秒という短時間のむだな放電
のエネルギーを抑えることができるものである。
Further, the ignition coil uses a completely closed magnetic circuit type iron core in which the cross-sectional area of the central leg is set to be approximately twice the cross-sectional area of both side legs, whereby the magnetic flux is overcrowded in the central leg. It does not enter into a state, efficiently generates a high voltage, and can prevent heat generation in the iron core. Further, since the completely closed magnetic circuit type iron core has a structure with no gap, the number of turns of the primary and secondary windings can be greatly reduced, and magnetic flux leakage does not occur unnecessarily. As a result, the magnetic flux generated in the iron core effectively contributes to electromagnetic conversion, and energy loss in the iron core can be reduced. Moreover, since the number of turns is small, the impedance can be reduced, and the rise time is short, which is advantageous for speeding up. Further, it is possible to suppress the energy of wasteful discharge in a short time of 10 −6 to 10 −9 seconds due to the stray capacitance.

【0017】また点火プラグの中央電極及び接地電極
を、該両電極の先端が点火プラグの取付位置でのシリン
ダ内壁面の法線と垂直な平面内に含まれるよう構成した
もので、これにより従来のように発火核の広がりを邪魔
することなくスパークしたアークがシリンダ内に均一に
広がり、燃料の着火を素早くかつ充分に行うことがで
き、これにより燃焼効率を向上することができるもので
ある。
Further, the center electrode and the ground electrode of the spark plug are constructed such that the tips of both electrodes are included in a plane perpendicular to the normal to the inner wall surface of the cylinder at the mounting position of the spark plug. As described above, the sparked arc is evenly spread in the cylinder without disturbing the spread of the ignition core, and the fuel can be ignited quickly and sufficiently, thereby improving the combustion efficiency.

【0018】また高電圧をその極性を所定のタイミング
で反転させてイグニッションコイルの2次側に発生し、
2つの点火プラグをそれぞれ所定極性の高電圧によりス
パークするようにしたもので、これにより2つの点火プ
ラグが同時にスパークすることはなくなり、つまり爆発
工程の気筒でのスパークにともなう排気工程の気筒での
スパークはなくなり、各気筒の爆発工程でのみスパーク
することとなり、これにより点火プラグの消耗を抑制す
ることができるものである。
Further, a high voltage is generated at the secondary side of the ignition coil by inverting its polarity at a predetermined timing.
The two spark plugs are each sparked by a high voltage of a predetermined polarity, so that the two spark plugs do not spark at the same time, that is, in the cylinder in the exhaust process accompanying spark in the cylinder in the explosive process. The spark disappears, and sparks are generated only in the explosion process of each cylinder, which can suppress the consumption of the spark plug.

【0019】[0019]

【発明が解決しようとする課題】この発明は上記先願に
かかる発明をさらに発展させてなされたもので、エンジ
ン内での燃料の着火を素早くかつ確実,十分に行うこと
ができ、エンジンの燃焼効率を飛躍的に向上させること
のできるエンジンの点火装置を得ることを目的としてい
る。
The present invention is made by further developing the invention according to the above-mentioned prior application, and it is possible to ignite fuel in the engine quickly, reliably, and sufficiently, and to combust the engine. It is an object of the present invention to obtain an engine ignition device capable of dramatically improving the efficiency.

【0020】[0020]

【課題を解決するための手段】この発明に係るエンジン
の点火装置は、直流を3相に変換する本発明者が開発し
た直流−3相変換電源装置(特願平2−288878
号)と、3電極又は6電極の点火プラグをその先端を近
接させて相互に120°間隔又は60°間隔で配置した
点火プラグ装置と、3相分のイグニッションコイルを含
む点火回路とを備え、上記3電極又は6電極に3相電圧
を印加してマルチアーク点火を行うようにしたものであ
る。
An engine ignition device according to the present invention is a DC-3 phase conversion power supply device (Japanese Patent Application No. 2-288878) developed by the present inventor for converting DC into three phases.
No.), a spark plug device in which spark plugs of 3 electrodes or 6 electrodes are arranged at 120 ° intervals or 60 ° intervals with their tips close to each other, and an ignition circuit including ignition coils for 3 phases, Multi-arc ignition is performed by applying a three-phase voltage to the three electrodes or the six electrodes.

【0021】またこの発明にかかるエンジンの点火装置
は、上記イグニッションコイルの2次側高電圧波形をそ
の立上りピークを抑え、該抑えた分のエネルギーを上記
立上りピークに続く滑らかに減衰する波形平坦部分に移
行させて、この波形平坦部分を長くした波形としたもの
である。
In the engine ignition device according to the present invention, the secondary high voltage waveform of the ignition coil is suppressed in its rising peak, and the suppressed energy is smoothly attenuated following the rising peak. The waveform is made to have a longer flat portion by shifting the waveform to.

【0022】また、この発明にかかるエンジンの点火装
置は、イグニッションコイルの2次側の高電圧波形を、
矩形形状低電圧と、ピーク電圧の非常に高い立上りの急
峻なパルス波電圧との重畳電圧波形としたものである。
Further, in the engine ignition device according to the present invention, the high voltage waveform on the secondary side of the ignition coil is
This is a superimposed voltage waveform of a rectangular low voltage and a steep pulse wave voltage having a very high peak voltage.

【0023】またこの発明にかかるエンジンの点火装置
は、イグニッションコイルの2次側高電圧波形を、立上
りが少しスロープな低電圧矩形出力波形と、該波形より
少し進相した立上りの急峻な,ピーク電圧の非常に高い
パルス波電圧との重畳波としたものである。
In the engine ignition device according to the present invention, the secondary-side high voltage waveform of the ignition coil has a low-voltage rectangular output waveform with a slight rising edge and a steep, peak-like rising edge slightly advanced from the waveform. It is a superposed wave with a pulse wave voltage having a very high voltage.

【0024】[0024]

【作用】この発明においては、点火プラグを3電極又は
6電極構成とし、該3電極又は6電極に3相電圧を印加
してこれらの電極間にマルチアークを発生させ、点火を
行わせるようにしたから、3電極又は6電極間にアーク
がとびエンジン内において強力なマルチアーク炎が発生
し、極めて効率のよい燃焼が行われる。この場合従来の
点火方式に比し、アークを合理的に発生させることがで
きる,アーク時間を長短いずれも調整できる,また,回
転磁界があるのでアークのパワーも燃焼効率も高くなる
等の特徴がある。
According to the present invention, the spark plug has a three-electrode or six-electrode configuration, and a three-phase voltage is applied to the three-electrode or the six-electrode to generate a multi-arc between these electrodes so that ignition is performed. Therefore, an arc is blown between the three electrodes or the six electrodes, and a powerful multi-arc flame is generated in the engine, so that extremely efficient combustion is performed. In this case, as compared with the conventional ignition method, it is possible to rationally generate an arc, the arc time can be adjusted for both long and short, and because there is a rotating magnetic field, the power of the arc and the combustion efficiency are increased. is there.

【0025】また、この発明においてはイグニッション
コイルの2次側の高電圧波形を、その立上りピークを抑
え、該抑えた分のエネルギーを上記立上りピークに続く
滑らかに減衰する波形平坦部分に移行させて、この波形
平坦部分を長くした波形としたから、点火プラグのアー
クが燃料の着火に寄与する時間が増大するとともにアー
クのエネルギーが増大することとなり、燃焼効率を飛躍
的に増大できる。
Further, in the present invention, the high voltage waveform on the secondary side of the ignition coil is suppressed in its rising peak, and the suppressed energy is transferred to a flat portion of the waveform which smoothly attenuates following the rising peak. Since the flat portion of the waveform has a long waveform, the arc plug energy contributes to the ignition of the fuel, and the arc energy increases, so that the combustion efficiency can be dramatically increased.

【0026】また、この発明においては、イグニッショ
ンコイルの2次側の高電圧波形を、矩形形状低電圧と、
ピーク電圧の非常に高い立上りの急峻なパルス波電圧と
の重畳電圧波形としたから、点火に適した上記で述べた
と同様な波形を簡単な構成で得ることができ、同じく燃
焼効率を飛躍的に増大できる。
In the present invention, the high voltage waveform on the secondary side of the ignition coil is a rectangular low voltage,
Since the superimposed voltage waveform with the steep pulse wave voltage with a very high peak voltage is used, a waveform similar to the one described above suitable for ignition can be obtained with a simple configuration, and combustion efficiency is also dramatically improved. Can increase.

【0027】またこの発明においては、イグニッション
コイルの2次側高電圧波形を、立上りの少しスロープな
低電圧矩形出力波形と、該波形より少し進相した立上り
の急峻な,ピーク電圧の非常に高いパルス波電圧との重
畳波としたから、燃料の着火,燃焼がより効率よく行わ
れ、燃焼効率をより飛躍的に増大できる。
Further, in the present invention, the secondary high voltage waveform of the ignition coil is a low voltage rectangular output waveform having a slight slope of rising and a steep rising peak voltage slightly advanced from the waveform and having a very high peak voltage. Since the wave is superimposed on the pulse wave voltage, the fuel can be ignited and burned more efficiently, and the combustion efficiency can be dramatically increased.

【0028】[0028]

【実施例】以下この発明の一実施例を図について説明す
る。この発明の実施例によるエンジンの点火装置の構成
は、大きく分けて、エンジンの点火回路系の構成と、直
流電源より3相電源を形成する電源装置の構成と、3電
極よりなる点火プラグに3相電源を印加してマルチアー
クを発生させるマルチアーク系の構成とからなるもので
ある。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS An embodiment of the present invention will be described below with reference to the drawings. The configuration of the engine ignition device according to the embodiment of the present invention is roughly divided into the configuration of the engine ignition circuit system, the configuration of the power supply device that forms a three-phase power source from the DC power source, and the configuration of the ignition plug including three electrodes. And a multi-arc system configured to generate a multi-arc by applying a phase power supply.

【0029】(I)まず、エンジンの点火回路系の構成
について説明する。図1はこの発明の一実施例によるガ
ソリン自動車のエンジンの点火装置の1相分の構成を示
し、図1(a) は1相分の点火回路系の構成図、図1(b)
はイグニッションコイルの鉄芯を示す図、図1(c) ,
(d) は点火プラグの断面構造及び平面配置を示す図、図
1(e) ,(f) はその動作を説明するための波形図であ
る。
(I) First, the structure of the ignition circuit system of the engine will be described. FIG. 1 shows the configuration of one phase of an ignition device for an engine of a gasoline automobile according to one embodiment of the present invention, and FIG. 1 (a) is a configuration diagram of an ignition circuit system for one phase, FIG. 1 (b).
Shows the iron core of the ignition coil, Fig. 1 (c),
(d) is a diagram showing a sectional structure and a planar arrangement of the spark plug, and FIGS. 1 (e) and 1 (f) are waveform diagrams for explaining the operation.

【0030】図1(a) において、図8(a) と同一符号は
同一又は相当部分を示し、60はイグニッショコイル1
0の2次側高電圧の立上りピークを抑え、該抑えた分の
エネルギーを波形の滑らかに減衰する波形平坦部分に加
算するとともに、この波形平坦部分を延長する波形処理
回路で、上記イグニッションコイル10の2次側コイル
13の一端はこの波形処理回路60を介して点火プラグ
20の電極21に接続されている。61は該回路60を
構成する第1の直列接続体で、第1の抵抗61aと第1
のコイル61bが直列に接続されてなる。また62は第
2の直列接続体で、第1のコンデンサ62aと第2の抵
抗62bと第2のコイル62cを直列に接続してなり、
上記第1の直列接続体61と並列に接続されている。ま
た63は上記第1の直列接続体61と並列に接続され
た、上記第1のコンデンサ62aに比べてかなり容量が
小さい第2のコンデンサである。
In FIG. 1 (a), the same reference numerals as those in FIG. 8 (a) indicate the same or corresponding portions, and 60 is the ignition coil 1
The ignition coil 10 is provided with a waveform processing circuit that suppresses the rising peak of the secondary high voltage of 0, adds the suppressed energy to the waveform flat portion where the waveform is smoothly attenuated, and extends the waveform flat portion. One end of the secondary coil 13 is connected to the electrode 21 of the spark plug 20 via the waveform processing circuit 60. Reference numeral 61 is a first series-connected body that constitutes the circuit 60, and includes a first resistor 61a and a first resistor 61a.
The coil 61b is connected in series. Reference numeral 62 is a second series connection body, which is formed by connecting the first capacitor 62a, the second resistor 62b, and the second coil 62c in series.
It is connected in parallel with the first series connection body 61. Reference numeral 63 is a second capacitor connected in parallel with the first series connection body 61 and having a considerably smaller capacity than the first capacitor 62a.

【0031】図1(b) は上記イグニッションコイル10
の鉄芯11を示し、ここでこの鉄芯11は閉磁路型のも
のであり、その中央脚11aの幅WCOは左右の側脚11
b,11cの幅WS に比べてほぼ2倍となっており、つ
まり中央脚11aは側脚11b,11cの約2倍の断面
積を有している。
FIG. 1B shows the ignition coil 10 described above.
The core 11 is of a closed magnetic circuit type, and the width W CO of the central leg 11a thereof is the left and right side legs 11.
b, than the width W S of 11c has a nearly 2-fold, or central leg 11a has approximately twice the cross-sectional area of the side legs 11b, 11c.

【0032】また図1(c) は上記点火プラグの断面構造
を示し、21a,21b,21cは電極となる金属製芯
材で、その各々はセラミックなどの絶縁性部材22で被
覆されているとともに相互に絶縁されている。これら3
つの電極棒21a,21b,21cはその先端がその相
互間にアークを発生可能なように相互に近接して配置さ
れるとともに、図1(d) に示すように平面から見ると相
互に120°間隔で円錐形状の側面上に位置するように
配置されている。23は絶縁性部材22に装着された、
シリンダにとりつけるためのネジ部24を有する金属製
部材である。
FIG. 1 (c) shows a cross-sectional structure of the above-mentioned spark plug. Reference numerals 21a, 21b, and 21c are metal core materials serving as electrodes, each of which is covered with an insulating member 22 such as ceramic. Insulated from each other. These 3
The two electrode rods 21a, 21b, 21c are arranged so that their tips are close to each other so that an arc can be generated between them, and when viewed from a plane as shown in FIG. It is arranged so as to be located on the conical side surface at intervals. 23 is attached to the insulating member 22,
It is a metal member having a screw portion 24 for attaching to a cylinder.

【0033】次にまず1相分の点火回路の動作について
説明する。イグニッションスイッチ30をオンした後、
エンジンが自動運転状態となるまでの動作は、従来と同
一であるので省略し、ここでは、イグニッションコイル
10の2次側の高圧波形を処理する波形処理回路60の
動作を説明する。
First, the operation of the ignition circuit for one phase will be described. After turning on the ignition switch 30,
Since the operation until the engine is in the automatic operation state is the same as the conventional one, it is omitted. Here, the operation of the waveform processing circuit 60 for processing the high voltage waveform on the secondary side of the ignition coil 10 will be described.

【0034】まず、イグニッションコイル10の2次コ
イル13から高電圧が上記波形処理回路60に供給され
ると、第2のコンデンサ63は比較的短時間で高電圧に
充電され、その電圧を点火プラグ21に供給する。この
とき第2のコンデンサ63に比べて大きな容量を持つ第
1のコンデンサ62aでは第2の抵抗62bと第2のコ
イル62cの作用により徐々に充電が行われる。さらに
第1の直列接続体61では特に第1のコイル61bによ
りイグニッションコイルの2次コイル13で発生した高
電圧の急激な立上りピークを抑えて点火プラグ20に2
次電圧を供給する。
First, when a high voltage is supplied from the secondary coil 13 of the ignition coil 10 to the waveform processing circuit 60, the second capacitor 63 is charged to the high voltage in a relatively short time and the voltage is ignited. 21. At this time, the first capacitor 62a having a larger capacity than the second capacitor 63 is gradually charged by the action of the second resistor 62b and the second coil 62c. Further, in the first series-connected body 61, the first coil 61b suppresses the sharp rising peak of the high voltage generated in the secondary coil 13 of the ignition coil to prevent the ignition plug 20 from being damaged.
Supply the next voltage.

【0035】このような波形処理回路60の動作によっ
て2次電圧の立上り部分での形状は図1(e) ,(f) の実
線S0で示すように、ピークレベルが従来のV1 (2万
数千ボルト)からV0 (1万数千ボルト)にまで抑えら
れ、またイグニッションコイルの鉄芯は巻数が少なく、
しかも効率のよい完全閉磁路形であるから、より急峻に
大きなエネルギーが立ち上がることとなり、波形は垂下
特性を持つので、ガソリン発火核の形成エネルギーがよ
り大となる。ここでa1 は立ち上がり時間であり、従来
のaP に比べ短くなっている。
Due to the operation of the waveform processing circuit 60, the shape of the rising portion of the secondary voltage has a peak level of V 1 (20,000) as shown by the solid line S0 in FIGS. 1 (e) and 1 (f). From several thousand volts) to V 0 (10,000 thousand volts), and the iron core of the ignition coil has a small number of turns,
Moreover, since it is a highly efficient completely closed magnetic circuit type, a large amount of energy rises more steeply, and since the waveform has a drooping characteristic, the energy for forming a gasoline ignition nucleus becomes larger. Here, a 1 is the rise time, which is shorter than the conventional a P.

【0036】そしてこのように波形が立ち上がった後波
形が減衰していく過程では、まず、大容量の第1のコン
デンサ62aに蓄えられた電荷が放電され、さらにその
後第1,第2のコイル61b,62cの作用により一定
レベルでの電流供給が引き延ばされることとなる。この
ため波形の滑らかに減衰する波形平坦部分X0 ,つまり
燃焼に寄与する部分は図(f)に示すように、従来のも
のXに比べそのエネルギーが大きく持続時間が長いもの
となる。この結果としてシリンダー内ではこのような波
形のアークが発生することとなる。
In the process in which the waveform rises and then decays, the electric charge stored in the large-capacity first capacitor 62a is first discharged, and then the first and second coils 61b are discharged. , 62c, the current supply at a constant level is extended. Therefore, the waveform flat portion X 0 where the waveform is smoothly attenuated, that is, the portion that contributes to combustion has a large energy and a long duration as compared with the conventional X, as shown in FIG. As a result, an arc having such a waveform is generated in the cylinder.

【0037】このように本回路では、イグニッションコ
イル10の2次コイル13と点火プラグ20との間に波
形処理回路60を設け、イグニッションコイル10の2
次側高電圧波形を、そのピークを抑え、その分のエネル
ギーを上記立上りピークに続く滑らかに減衰する波形平
坦部分に上乗せして、波形の持続時間及び該波形平坦部
分でのエネルギーを増大したので、シリンダー内でのア
ークの持続時間が増大するとともに、スパークが強力な
ものとなる。また上記波形処理回路60の第1,第2の
直列接続体61,62にはコイルを含んでいるため、ア
ークに垂下特性を持たせることができ、より着火時間と
発火核形成エネルギーを大きくでき、エンジンの高速回
転での着火を確実なものとできる。この結果エンジンの
低速あるいは高速回転状態にかかわらず、燃料の着火が
確実かつ十分に行われることとなり、これにより燃焼効
率が増大するとともに、不完全燃焼のガスが減少するこ
ととなる。なお、波形処理回路は最も分かり易いLC回
路で説明したが、この他の半導体を含む回路でアーク発
生が垂下特性を含む合理的な方法で行うことができ、発
火核形成エネルギーを大とするようにすればよい。
As described above, in this circuit, the waveform processing circuit 60 is provided between the secondary coil 13 of the ignition coil 10 and the ignition plug 20, and the waveform processing circuit 60 is provided.
Since the peak of the next-side high-voltage waveform is suppressed and the energy corresponding to that peak is added to the smoothly flattened waveform flat portion following the rising peak, the duration of the waveform and the energy at the flat waveform portion are increased. As the duration of the arc in the cylinder increases, the spark becomes stronger. Further, since the first and second series connection bodies 61 and 62 of the waveform processing circuit 60 include the coils, the arc can have a drooping characteristic, and the ignition time and the ignition nucleus forming energy can be increased. It is possible to ensure ignition at high engine speeds. As a result, the fuel is ignited reliably and sufficiently regardless of the low speed or high speed rotation state of the engine, which increases the combustion efficiency and reduces the gas of incomplete combustion. Although the waveform processing circuit has been described as the most easy-to-understand LC circuit, arc generation can be performed in a rational method that includes drooping characteristics in circuits that include other semiconductors, so that the ignition nucleus formation energy is increased. You can do this.

【0038】また、本回路ではイグニッションコイル1
0の鉄芯11を、その中央脚11aが側脚11b,11
cの約2倍の断面積を有しかつギャップのない構造とし
たので、イグニッションコイルを効率のよいトランスと
することができる。すなわち、トランスとしての磁気抵
抗が著しく低減し、発生磁力線数が増大する。さらに飽
和電流が大きくなり、1次コイルの巻数を従来の3分の
1以下に、また2次コイルの巻数も従来の30%近く少
なくでき、軽量,コンパクト化を図り、効率よい大容量
のアークの発生が可能となる。またこのように巻数を少
なくしたことにより時定数L/Rが小さくなって立ち上
がりがより急峻になるとともに、時間的な電流変化が大
きくなり、高速状態での燃料の着火の確実性を増大でき
る。
Also, in this circuit, the ignition coil 1
No. 0 iron core 11 with its central leg 11a having side legs 11b, 11
Since the structure has a cross-sectional area about twice that of c and no gap, the ignition coil can be an efficient transformer. That is, the magnetic resistance as a transformer is significantly reduced, and the number of lines of magnetic force generated is increased. Furthermore, the saturation current is increased, the number of turns of the primary coil is less than one-third that of the conventional type, and the number of turns of the secondary coil can be reduced by nearly 30% of the conventional type. Can be generated. Further, by reducing the number of turns in this way, the time constant L / R becomes smaller, the rise becomes steeper, and the change in current over time becomes larger, so that the certainty of fuel ignition in a high speed state can be increased.

【0039】また、点火プラグ20を3つの電極21
a,21b,21cの先端を相互に近接して配置したの
で、従来のようにアーク発生時接地電極がアークの広が
りを遮ぎることがなく、シリンダ内にスパークの影の部
分を生ずることがない。従ってこれによっても着火の確
実性を向上することができる。なお、マルチアークによ
って強力なアークが発生され、確実な着火,燃焼が行わ
れる点については後に詳細に説明する。
The spark plug 20 is connected to the three electrodes 21.
Since the tips of a, 21b, and 21c are arranged close to each other, the ground electrode does not block the spread of the arc when an arc occurs as in the conventional case, and the shadow portion of the spark does not occur in the cylinder. . Therefore, the certainty of ignition can be improved also by this. The fact that a strong arc is generated by the multi-arc and reliable ignition and combustion are performed will be described later in detail.

【0040】なお、上記実施例では、イグニッションコ
イルの1次側にはバッテリ電圧の12ボルトをそのまま
供給するようにしているが、これは図2(b) に示すよう
に、イグニッションスイッチ30とバッテリ40との間
にダイオード・ロータ式の昇圧回路70を設け、12ボ
ルトの電圧を400ボルト程度に昇圧し、このような高
電圧を1次コイルに供給するようにしてもよい。この場
合イグニッションコイルの負担が軽くなり、このためコ
イルの巻数を低減することが可能となり、軽量,コンパ
クトでしかも高性能なイグニッションコイルを提供する
ことができる。
In the above embodiment, the battery voltage of 12 V is supplied to the primary side of the ignition coil as it is, but this is as shown in FIG. It is also possible to provide a diode rotor type booster circuit 70 between the booster circuit 40 and 40 to boost a voltage of 12 volts to about 400 volts and supply such a high voltage to the primary coil. In this case, the load on the ignition coil is lightened, so that the number of turns of the coil can be reduced, and a lightweight, compact and high-performance ignition coil can be provided.

【0041】また波形処理回路は図1(a) に示す構成の
ものに限るものではなく、原理的には図2(a) に示すよ
うに、2次側高電圧波形を遅延する容量成分60aと、
その立ち上がりピークを抑えて垂下特性を持たせる誘導
成分60bと、上記電流を減衰する抵抗成分60cとが
相互に並列に接続された回路構成であればよい。
The waveform processing circuit is not limited to the one shown in FIG. 1 (a), but in principle, as shown in FIG. 2 (a), a capacitive component 60a for delaying the secondary side high voltage waveform is provided. When,
Any circuit configuration may be used in which an inductive component 60b that suppresses the rising peak and has a drooping characteristic and a resistance component 60c that attenuates the current are connected in parallel with each other.

【0042】ただし、図2(c) に示すような、誘導成分
を有しない回路65も場合によっては用いることもでき
る。この回路では、第2の直列接続体62を容量の大き
な第1のコンデンサ62a及び第2の抵抗62bから構
成し、この直列連続体62に第1の抵抗61と容量の小
さい第2のコンデンサ63とをともに並列に接続してい
る。
However, a circuit 65 having no inductive component as shown in FIG. 2 (c) can also be used in some cases. In this circuit, the second series connection body 62 is composed of a first capacitor 62a having a large capacitance and a second resistor 62b, and the series resistor 62 has a first resistor 61 and a second capacitor 63 having a small capacitance. And are both connected in parallel.

【0043】この場合アークに垂下特性を持たせること
はあまり期待できないが、イグニッションコイルの2次
側で発生される高電圧の立ち上がりピークを抑えて、波
形平坦部分でのエネルギーの増大や該波形平坦部分の延
長ができる効果が得られる。
In this case, it is not expected that the arc will have drooping characteristics, but the rising peak of the high voltage generated on the secondary side of the ignition coil can be suppressed to increase the energy in the waveform flattening portion and the waveform flattening portion. The effect that the part can be extended is obtained.

【0044】また上記第1の実施例において、点火プラ
グと並列に、コンデンサとコイルを並列接続してなるL
C回路を接続してもよく、この場合、磁歪共振や共振現
象を利用してアークの持続時間をさらに増大することが
できる。
Further, in the first embodiment, the capacitor L and the coil are connected in parallel in parallel with the spark plug.
A C circuit may be connected, in which case the magnetostriction resonance or resonance phenomenon can be used to further increase the duration of the arc.

【0045】図2(d) は本発明の第2の実施例によるエ
ンジンの点火装置を説明するための図であり、ここでは
第1の実施例の回路構成において波形処理回路60と点
火プラグ20との間にさらに付加抵抗6を直列に接続し
た構成とし、上記付加抵抗6を点火プラグ20の電極2
1の一部に組み込んでいる。その他の構成は第1の実施
例と同一である。
FIG. 2D is a diagram for explaining the engine ignition device according to the second embodiment of the present invention. Here, the waveform processing circuit 60 and the spark plug 20 in the circuit configuration of the first embodiment are used. And an additional resistor 6 connected in series between the electrode 2 and the electrode 2 of the spark plug 20.
It is incorporated in a part of 1. The other structure is the same as that of the first embodiment.

【0046】この場合上記付加抵抗6によって電磁雑音
の低減とともに、アーク持続時間の増大を図ることがで
きる効果がある。
In this case, the additional resistor 6 has the effect of reducing electromagnetic noise and increasing the arc duration.

【0047】(II)次に電源装置の構成について説明す
る。自動車に搭載した12V等のバッテリより3相交流
を得るためには本願発明者が開発し、既に出願している
特願平2−288878号記載の電源装置を用いる。
(II) Next, the configuration of the power supply device will be described. In order to obtain a three-phase alternating current from a battery such as a 12V mounted on an automobile, the power supply device described in Japanese Patent Application No. 2-288878 developed by the present inventor and already applied is used.

【0048】図4(a) はこの直流−三相交流変換電源装
置の構成を、図4(b) はその出力波形を示し、図におい
て、401は直流電源、402は直流電力を交流電力に
変換する変換部で、直流電源401の正及び負電圧に接
続された正側及び負側接点424a〜424cを有し、
該正側及び負側接点のオン,オフあるいは正側,負側接
点間での切換が可能なスイッチ回路421a〜421c
と、該スイッチ回路421に接続されたリアクタンス回
路422a〜422cとからなる。また406a〜40
6cは上記変換部402の出力端子である。
FIG. 4 (a) shows the configuration of this DC-to-three-phase AC conversion power supply device, and FIG. 4 (b) shows its output waveform. In the figure, 401 is a DC power supply, and 402 is DC power to AC power. A conversion unit for converting, having positive and negative contacts 424a to 424c connected to the positive and negative voltages of the DC power supply 401,
Switch circuits 421a to 421c capable of turning on and off the positive and negative contacts or switching between the positive and negative contacts.
And reactance circuits 422a to 422c connected to the switch circuit 421. Also 406a-40
6c is an output terminal of the conversion unit 402.

【0049】また403は上記スイッチ回路421の切
換周期T0 の1/3の位相差(1/3T0 )でもって各
スイッチ回路を切換制御する制御回路である。
Reference numeral 403 is a control circuit for switching and controlling each switch circuit with a phase difference (1 / 3T 0 ) of 1/3 of the switching cycle T 0 of the switch circuit 421.

【0050】次に動作について説明する。まず1相のみ
について考える。制御回路403により1つのスイッチ
回路421の切換動作を所定のタイミングで行うと、リ
アクタンス回路422には誘導起電力が発生し、これに
よって出力端子406にはニュートラル端子407に対
し、図4(c) に示すように所定周期の垂下特性を持った
鋸歯状の電流が誘導されることとなる。そしてこれを制
御回路403により3相分のすべてにつき、一周期T0
の1/3の位相差(1/3T0 )でもって行うと、各出
力端子406a〜406cにはニュートラル電極407
に対し、図4(b) に示すような3相交流が出力されるこ
ととなる。ここで、3相出力の垂下特性の形,即ち立下
りの遅速の程度はリアクタンス回路422a〜422c
のインダクタンスの値を変えることにより変えることが
でき、ほとんど矩形波に近い出力をも得ることができる
ものである。
Next, the operation will be described. First consider only one phase. When the switching operation of one switch circuit 421 is performed by the control circuit 403 at a predetermined timing, an induced electromotive force is generated in the reactance circuit 422, which causes the output terminal 406 with respect to the neutral terminal 407 as shown in FIG. As shown in, a sawtooth current having a drooping characteristic of a predetermined period is induced. Then, this is controlled by the control circuit 403 for one cycle T 0 for all three phases.
With a phase difference of 1/3 (1 / 3T 0 ) of each of the output terminals 406a to 406c, the neutral electrode 407 is provided.
On the other hand, a three-phase alternating current as shown in Fig. 4 (b) is output. Here, the shape of the drooping characteristic of the three-phase output, that is, the degree of the slowing speed of the falling edge is determined by the reactance circuits 422a to 422c.
It can be changed by changing the value of the inductance of, and an output close to a rectangular wave can be obtained.

【0051】(III )次にマルチアーク系の構成につい
て説明する。マルチアークというのは、3本,6本等3
N(Nは整数)本の電極をその先端を相互に近接させて
相互に120°間隔,60°間隔等,等間隔に円錐の側
面上に配置し、これらに3相,6相等の電源の各相電圧
を印加することにより上記電極先端間に複数のアーク放
電を発生させ、全体として非常に強力なマルチアーク炎
を発生させることができるものであり、溶接等の分野に
利用されて非常に強大な効果を発揮するものである。本
マルチアークは本発明者の発明になるもので、特公昭5
3−32353,特公昭53−39377,特公昭54
−41551,特公昭55−49950,特公昭55−
51670,特公昭56−18312,特公昭56−3
0113,特公昭56−31184,特公昭56−31
186,特公昭56−31188,特公昭56−496
65,特公昭57−5626,特公昭57−5627,
特公昭57−52149,特公昭60−13438,実
開昭52−65119,特開昭63−130269,特
開昭64−2293号,特開昭64−73066等に開
示されている。
(III) Next, the structure of the multi-arc system will be described. Multi-arc is 3 or 6 etc.
N (N is an integer) electrodes are arranged on the side surface of the cone at equal intervals such as 120 ° intervals, 60 ° intervals, etc., with their tips close to each other. It is possible to generate multiple arc discharges between the electrode tips by applying each phase voltage, and to generate a very powerful multi-arc flame as a whole, which is very useful in the field of welding, etc. It has a powerful effect. This multi-arc is an invention of the present inventor.
3-32353, Japanese Patent Publication No. 53-39377, Japanese Patent Publication No. 54
-41551, Japanese Patent Publication No. 55-49950, Japanese Patent Publication No. 55-
51670, Japanese Patent Publication No. 56-18312, Japanese Patent Publication No. 56-3
0113, JP-B-56-31184, JP-B-56-31
186, Japanese Patent Publication No. 56-31188, Japanese Patent Publication No. 56-496
65, Japanese Patent Publication 57-5626, Japanese Patent Publication 57-5627,
It is disclosed in JP-B-57-52149, JP-B-60-13438, JP-B-52-65119, JP-A-63-130269, JP-A-64-2293, JP-A-64-73066 and the like.

【0052】本願発明はこのマルチアークを点火プラグ
の点火に用いたもので、そのマルチアーク系の構成は図
3に示される。図3(a) に示すように、3相交流電源3
00の出力300a,300b,300cを先端を近接
して相互に120°間隔で配置した3つの電極301,
302,303の各々に印加すると、各隣接する電極3
01,302,303間に3本のアークが発生し、全体
で非常に強力なマルチアーク炎が得られるものである。
また図3(b) に示すように6本の電極301〜306を
その先端を相互に近接させて相互に60°間隔で配置
し、そのうちの相対向する一対の電極に3相の各相a,
b,cの出力を印加すると、各電極間に計6本のアーク
が発生し、強力なマルチアーク炎が得られる。また図3
(c) に示すように、3相電源300をY結線の構成と
し、上記6電極に加えてニュートラル電極307を設
け、これをY結線のニュートラルに接続する構成として
もよく、この場合各電極間に6本,各電極とニュートラ
ル電極間に6本、計12本のアークが得られ、より一層
強力なアーク炎が得られることとなる。
The present invention uses this multi-arc to ignite a spark plug, and the configuration of the multi-arc system is shown in FIG. As shown in Fig. 3 (a), three-phase AC power supply 3
Outputs 300a, 300b, 300c of 00 are three electrodes 301 whose tips are arranged close to each other at 120 ° intervals,
When applied to each of 302 and 303, each adjacent electrode 3
Three arcs are generated between 01, 302 and 303, and a very powerful multi-arc flame is obtained as a whole.
As shown in FIG. 3 (b), six electrodes 301 to 306 are arranged at 60 ° intervals with their tips close to each other, and a pair of electrodes facing each other have three phases of each phase a. ,
When the outputs b and c are applied, a total of 6 arcs are generated between the electrodes, and a powerful multi-arc flame is obtained. See also FIG.
As shown in (c), the three-phase power source 300 may have a Y-connection structure, a neutral electrode 307 may be provided in addition to the above-mentioned six electrodes, and this may be connected to the Y-connection neutral. 6 arcs, and 6 arcs between each electrode and the neutral electrode, a total of 12 arcs can be obtained, and a more powerful arc flame can be obtained.

【0053】また、3相電源と同様の原理で6相電源を
構成し、6電極の各々に各相電圧を印加するようにして
もよく、この場合も各電極間に6本,ニュートラル電極
を設ければ計12本のアークが得られ、非常に強力なア
ーク炎が得られることとなる。
A six-phase power source may be constructed on the same principle as that of the three-phase power source, and each phase voltage may be applied to each of the six electrodes. In this case as well, six neutral electrodes are provided between each electrode. If provided, a total of 12 arcs can be obtained, and a very strong arc flame can be obtained.

【0054】以上いずれの例の場合も、電極の先端を相
互に近接させて配置しているので,上記3本,6本,あ
るいは12本のアークは融合して一体のアーク雰囲気を
形成するものである。このマルチアークのさらなる主要
な特徴は以下のとおりである。
In any of the above examples, the tips of the electrodes are arranged close to each other, so that the three, six, or twelve arcs are fused to form an integral arc atmosphere. Is. Further main features of this multi-arc are as follows.

【0055】(1) 電極の先端に回転磁界が発生するた
め、燃料に対する電気的撹拌作用が期待できる。 (2) 3の倍数で相数,電極数を増やすことが可能であ
る。 (3) 3相、6相等の多相交流を用いており、各相の合計
電流は常に0となり、アース線は不要である。ただし上
述のように複数の電極の中心部にニュートラル電極を設
けることにより、より強力なアークを発生させることが
できる。
(1) Since a rotating magnetic field is generated at the tip of the electrode, an electric stirring action on fuel can be expected. (2) It is possible to increase the number of phases and electrodes by a multiple of 3. (3) Multi-phase AC such as 3-phase and 6-phase is used, the total current of each phase is always 0, and the ground wire is not required. However, a stronger arc can be generated by providing the neutral electrode in the central portion of the plurality of electrodes as described above.

【0056】本願発明はこのマルチアークをエンジンに
おける点火プラグの点火に用いたもので,その構成は自
動車に搭載した図4(a) のバッテリ401から電源装置
400により3相交流出力406a〜406c(図4
(b) に示す波形)を得、一方図1(a) の点火回路の構成
を電源40と点火プラグ20を除いて3相分設け、上記
各相の交流出力406a〜406cを各相分のイグニッ
ションコイル10の一次側に印加し、その2次側出力を
図1(c) ,(d) に示す点火プラグ20の各電極21a,
21b,21cに接続することにより、点火プラグの各
電極と他の電極あるいはニュートラル電極間に点火アー
クを発生させて燃料の着火を行わせるものであり、これ
は従来の単相, 直流による点火方式に比し、以下の効果
が得られる。
The present invention uses this multi-arc to ignite a spark plug in an engine, and its constitution is from a battery 401 mounted in an automobile to a three-phase AC output 406a to 406c (from a battery 401 shown in FIG. Figure 4
(a waveform shown in (b)), while the configuration of the ignition circuit of FIG. 1 (a) is provided for three phases except for the power source 40 and the ignition plug 20, and the AC outputs 406a to 406c of the above phases are provided for each phase. It is applied to the primary side of the ignition coil 10, and the secondary side output is applied to each electrode 21a of the spark plug 20 shown in FIGS. 1 (c) and 1 (d).
By connecting to 21b and 21c, an ignition arc is generated between each electrode of the spark plug and another electrode or a neutral electrode to ignite the fuel. This is a conventional single phase, direct current ignition method. In comparison with the above, the following effects can be obtained.

【0057】(1) 3相交流を用いているので、アークの
発生時間を3倍に長くとれ、燃料の着火,燃焼を充分に
行うことができる。 (2) 用いている電源装置が、直流電源からインバータ方
式を利用して3相交流を得るものであるため、電源装置
の出力の波形(出力時間)を調整することにより、アー
ク時間の長短を調整することができる。 (3) 120°間隔,60°間隔で配置した3本又は6本
の電極に3相交流を印加しているので,電極棒の先端近
傍には回転磁界が発生し、周辺の燃料を撹拌し、活性を
与えるので、燃料の着火,燃焼をより十分にできる効果
がある。
(1) Since the three-phase alternating current is used, the arc generation time can be tripled and the fuel can be ignited and burned sufficiently. (2) Since the power supply device used is one that obtains three-phase alternating current from the DC power supply using the inverter method, the arc time can be shortened or shortened by adjusting the output waveform (output time) of the power supply device. Can be adjusted. (3) Since a three-phase alternating current is applied to three or six electrodes arranged at 120 ° intervals and 60 ° intervals, a rotating magnetic field is generated near the tip of the electrode rod, stirring the surrounding fuel. Since it activates the fuel, there is an effect that the fuel can be ignited and burned more sufficiently.

【0058】従って本発明実施例のエンジンの点火装置
では、直流電力を3相交流に変換する電源装置と、3電
極又は6電極を有する点火プラグと、3相分のイグニッ
ションコイルとを備え、エンジンの点火にマルチアーク
点火を用いることにより、点火時間を単相の場合に比し
約3倍と長くすることができ、着火及び燃焼をより確実
に行うことができ、燃焼効率を飛躍的に向上できるとと
もに燃費を大きく向上でき、しかも排気ガスの有害成分
をも大きく減少できるものである。
Therefore, the engine ignition device of the embodiment of the present invention is equipped with a power supply device for converting DC power into three-phase AC, an ignition plug having three electrodes or six electrodes, and three-phase ignition coils. By using multi-arc ignition for ignition, the ignition time can be extended to about 3 times longer than in the case of single phase, ignition and combustion can be performed more reliably, and combustion efficiency is dramatically improved. In addition to being able to greatly improve fuel efficiency, it is also possible to greatly reduce harmful components of exhaust gas.

【0059】また、イグニッションコイルの2次側高電
圧波形を立ち上がりの急峻なパルス波部分と低電圧で持
続時間の長い平坦部分とを重畳した波形としたので、着
火に続く燃焼の維持時間を十分にとることができ、やは
り燃焼効率を大幅に向上できる効果がある。
Further, since the secondary side high voltage waveform of the ignition coil has a waveform in which a pulse wave portion having a steep rising edge and a flat portion having a low voltage and a long duration are superposed, the sustaining time of combustion following ignition is sufficient. Therefore, there is an effect that the combustion efficiency can be greatly improved.

【0060】(I−2)次にイグニッションコイルの2
次側に、上記実施例と同様の趣旨で、立上りの急峻な、
ピーク電圧の非常に高いパルス電圧と、放電維持のため
の低電圧矩形出力との重畳波を発生するようにした、本
発明の他の実施例について説明する。
(I-2) Next, the ignition coil 2
On the next side, for the same purpose as the above-mentioned embodiment, a steep rise,
Another embodiment of the present invention will be described in which a superposed wave of a pulse voltage having a very high peak voltage and a low voltage rectangular output for sustaining discharge is generated.

【0061】図5はこの発明の他の実施例におけるイグ
ニッションコイルの2次側に得られる波形,及びこれを
得るための構成を示し、図5(a) において、500A,
500Bはトランス、512A,512BはAトラン
ス、Bトランスのイグニッションコイルの1次側コイル
でともに100ターンであり、印加電圧は4Vである。
513A,513Bはイグニッションコイルの2次コイ
ルで、それぞれ2000ターン、600ターンであり、
出力される電圧はイグニッション回路をオフしたときに
でる絶縁破壊電圧1万V,および定電流が流れている状
態ででる維持電圧60Vである。ここで、コイルの巻き
数は電極間のギャップ等のプラグの構造によって変化す
るものである。501はAトランス側の1次側に設けら
れた進相用コンデンサー、502はBトランス側の1次
側に設けられた遅相用インダクタンスである。503は
Aトランスの2次側に設けられた絶縁破壊電圧の立下り
に垂下特性を持たせるための遅相用インダクタンスであ
る。504はBトランス側の2次側に設けられた維持電
圧の立下りに垂下特性を持たせるための遅相用インダク
タンスである。505はAトランス側の1次側に設けら
れ、基準時t0 より 1. 5 /1000秒後にオフとなるタイ
マースイッチ、506はBトランス側の1次側に設けら
れ、基準時t0 より6 /1000秒後にオフとなるタイマー
スイッチである。514は点火プラグのスパークギャッ
プであり、両コイル513A,513Bはこれに対し並
列に接続されている。
FIG. 5 shows a waveform obtained on the secondary side of the ignition coil in another embodiment of the present invention, and a configuration for obtaining the waveform. In FIG. 5 (a), 500A,
500B is a transformer, 512A and 512B are primary coils of ignition coils of A transformer and B transformer, both of which have 100 turns, and an applied voltage is 4V.
513A and 513B are secondary coils of the ignition coil, which have 2000 turns and 600 turns, respectively.
The output voltage is a breakdown voltage of 10,000 V produced when the ignition circuit is turned off, and a sustain voltage of 60 V produced when a constant current is flowing. Here, the number of turns of the coil changes depending on the structure of the plug such as the gap between the electrodes. Reference numeral 501 is a phase advancing capacitor provided on the primary side of the A transformer side, and 502 is a delaying phase inductance provided on the primary side of the B transformer side. Reference numeral 503 is a delay phase inductance provided on the secondary side of the A transformer for imparting a drooping characteristic to the fall of the dielectric breakdown voltage. Reference numeral 504 is a delay phase inductance provided on the secondary side of the B transformer for providing a falling characteristic of the sustain voltage. 505 is a timer switch which is provided on the primary side of the A transformer side and turns off 1.5 / 1000 seconds after the reference time t 0 , and 506 is provided on the primary side of the B transformer side, which is 6 from the reference time t 0. A timer switch that turns off after 1000 seconds. 514 is a spark gap of the spark plug, and both coils 513A and 513B are connected in parallel to this.

【0062】また図5(c) において、520はAトラン
スにより発生する波高値1万Vの空気絶縁を破るための
パルス波で、その立ち上がり時間は進相用コンデンサー
501により基準時t0 より 1/1000秒前とされ、その
立ち下がりの傾斜はインダクタンス503により若干ス
ロープを持ち、t0 後のパルス時間はタイマースイッチ
505により 1.5 /1000秒で、全体のパルス時間は約
2.5 /1000秒である。521はBトランスにより発生
する電圧値60Vのアーク維持電圧で、時間t0 で発生
し、インダクタンス502,504により立上りに若干
スロープを持つようにされ、タイマースイッチ506に
より全体で約 6/1000秒のパルス時間を持つようにされ
ている。
In FIG. 5 (c), reference numeral 520 is a pulse wave generated by the A transformer for breaking the air insulation having a peak value of 10,000 V, and its rising time is 1% from the reference time t 0 by the phase advancing capacitor 501. / 1000 seconds before, the slope of the fall has a slight slope due to the inductance 503, and the pulse time after t 0 is 1.5 / 1000 seconds by the timer switch 505, and the total pulse time is about
It is 2.5 / 1000 seconds. 521 is an arc maintaining voltage of a voltage value of 60 V generated by the B transformer, which is generated at time t 0 , has a slight slope at the rising edge by the inductances 502 and 504, and has a total of about 6/1000 seconds by the timer switch 506. It is supposed to have a pulse time.

【0063】図5(d) は3相分全体での点火パルス波形
を示し、図5(d) において、3相交流の周波数は200
サイクルであり、上記図5(c) の波形が 1.67/1000秒
おきに3つ発生されている。
FIG. 5 (d) shows the ignition pulse waveforms for the entire three phases. In FIG. 5 (d), the frequency of the three-phase AC is 200
This is a cycle, and three waveforms shown in Fig. 5 (c) are generated every 1.67 / 1000 seconds.

【0064】図5(e) は6相6電極の場合の点火パルス
波形を示し、図において、6相交流の周波数は200サ
イクルであり、上記図5(c) の波形が 0.83/1000秒お
きに6つ発生されている。
FIG. 5 (e) shows an ignition pulse waveform in the case of a 6-phase 6-electrode. In the figure, the frequency of the 6-phase AC is 200 cycles, and the waveform of FIG. 5 (c) is 0.83 / 1000. Six are generated every second.

【0065】なお、その他の本第2の実施例の点火回路
の構成は、図1(a) の波形処理回路60が不要である点
を除いて図1(a) の回路と同様である。また本実施例で
は点火プラグおよび電源装置の構成は上記第1の実施例
のそれと同じである。
The other construction of the ignition circuit of the second embodiment is similar to that of the circuit of FIG. 1A except that the waveform processing circuit 60 of FIG. 1A is unnecessary. Further, in the present embodiment, the configurations of the spark plug and the power supply device are the same as those in the first embodiment.

【0066】このような本実施例においては、Aトラン
スのイグニッションコイルの2次側に、コンデンサ50
1により 1/1000秒進相され、イグニッションコイルの
1次コイルのオフ時に瞬時に波高値1万Vまで立ち上が
り、その立下りがインダクタンス503により若干スロ
ープとされ、 1. 5 /1000秒後にタイマースイッチ50
5により完全に断とされる空気絶縁を破るためのアーク
520と、t0 に立ち上がり、インダクタンス502,
504により若干スロープを持ち、イグニッションコイ
ルの巻数比40ターン:600ターンにより波高値60
Vを持ち、タイマースイッチ506により 6/1000秒後
にオフとされるアーク維持電圧とが重畳された図5(c)
に示す波形が得られる。しかもこれがマルチアーク点火
の構成になっているため点火プラグにおける点火パルス
の波形は図5(d) のように3つの連続した波形が得られ
ることとなる。また6相6電極構成とした場合は6相電
源波形(図示省略)に対応し、図5(e) のように1周期
内に6つの波形が連続したものが得られる。従って上記
のような重畳波形によって第1の実施例の波形処理回路
60によるのと同様に、アーク発生のあとの維持電圧が
十分とれることによって着火のあとの燃焼を確実かつ十
分に得られるとともに、マルチアーク点火の構成によっ
てさらに有効なアークパワーが増大され、燃焼効率を飛
躍的に向上できるという効果が得られる。
In this embodiment, the capacitor 50 is provided on the secondary side of the ignition coil of the A transformer.
1, the phase is advanced by 1/1000 second, and when the primary coil of the ignition coil is turned off, it instantly rises to a peak value of 10,000 V, and its falling edge is slightly sloped by the inductance 503. After 1.5 / 1000 seconds, the timer switch Fifty
5, an arc 520 for breaking the air insulation which is completely disconnected by 5, and an inductance 502, which rises at t 0 ,
504 has a slight slope, and the ignition coil turns ratio is 40 turns: 600 turns, and the peak value is 60.
Fig. 5 (c), which has V and is superposed with the arc maintaining voltage that is turned off after 6/1000 seconds by the timer switch 506.
The waveform shown in is obtained. Moreover, since this has a multi-arc ignition configuration, the waveform of the ignition pulse in the ignition plug is three continuous waveforms as shown in FIG. 5 (d). Further, in the case of the 6-phase 6-electrode configuration, it corresponds to a 6-phase power supply waveform (not shown), and as shown in FIG. Therefore, as in the case of the waveform processing circuit 60 of the first embodiment, the above-mentioned superposed waveform allows the combustion voltage after ignition to be reliably and sufficiently obtained by ensuring a sufficient sustaining voltage after arc generation. With the multi-arc ignition configuration, the effective arc power is further increased, and the effect of dramatically improving combustion efficiency can be obtained.

【0067】なお、図5(b) は図5(a) の1次側を共通
とした回路構成である。図中同一符号は相当部分を示
し、507は図1(a) の制御回路15に相当し、エンジ
ン回転に同期してイグニッションコイルを点火制御する
点火制御スイッチである。なお図5(a) においては、5
01と502,503と504のどちらか一方のみを設
ければよいものである。
FIG. 5B shows a circuit configuration in which the primary side of FIG. 5A is common. In the figure, the same reference numerals indicate corresponding parts, and 507 corresponds to the control circuit 15 of FIG. 1A, and is an ignition control switch for controlling ignition of the ignition coil in synchronization with engine rotation. In addition, in FIG.
It suffices to provide only one of 01 and 502 and 503 and 504.

【0068】図6はこの発明の他の実施例による6電極
構成の点火プラグを示し、(a) は断面図、(b) は平面図
である。図において、601〜606は電極、608は
セラミックなどの絶縁性部材、609は該絶縁性部材6
08に装着された、シリンダにとりつけるためのネジ部
610を有する金属製部材である。
6A and 6B show a spark plug having a 6-electrode structure according to another embodiment of the present invention. FIG. 6A is a sectional view and FIG. 6B is a plan view. In the figure, 601 to 606 are electrodes, 608 is an insulating member such as ceramic, and 609 is the insulating member 6.
No. 08 is a metallic member having a threaded portion 610 for attaching to the cylinder, which is attached to No. 08.

【0069】図7はこの発明のさらに他の実施例による
6電極にニュートラル電極を加えた7電極構成の点火プ
ラグを示し、(a) は断面図、(b) は平面図である。図に
おいて、607はニュートラル電極であり、他の符号は
図6と全く同じである。
FIG. 7 shows a spark plug having a 7-electrode structure in which a neutral electrode is added to the 6-electrode according to still another embodiment of the present invention, (a) is a sectional view and (b) is a plan view. In the figure, reference numeral 607 is a neutral electrode, and other reference numerals are exactly the same as those in FIG.

【0070】なお、上記第1の実施例では点火回路の構
成において波形処理回路を持つものとしたが、マルチア
ーク点火の構成を用いたものにおいてはこれはなくとも
よいものである。
In the first embodiment, the waveform processing circuit is provided in the ignition circuit configuration, but this is not necessary in the configuration using the multi-arc ignition.

【0071】また上記第2の実施例におけると同様に、
2次側高電圧波形を立ち上がりピーク部と平坦波形部分
とを有する波形としたもの、あるいは該第2の実施例に
おけるように、A,Bトランスを用いて少しその立ち上
がり時間をずらせた構成のものは、これ自身の構成によ
っても十分な着火燃焼の改善が得られるもので、マルチ
アーク点火の構成は必ずしも同時に用いなくてもよいも
のである。
Further, as in the second embodiment,
The secondary high voltage waveform is a waveform having a rising peak portion and a flat waveform portion, or as in the second embodiment, the rising time is slightly shifted by using A and B transformers. In addition, the structure of itself can sufficiently improve the ignition and combustion, and the structure of multi-arc ignition does not necessarily have to be used at the same time.

【0072】[0072]

【発明の効果】以上のようにこの発明によれば、直流電
力を3相交流に変換する電源装置と、3電極又は6電極
を有する点火プラグと、3相分のイグニッションコイル
とを備え、エンジンの点火にマーチアーク点火を用いる
ようにしたので、点火用アークパワーを単相の場合に比
し約12倍以上に強くすることができ、着火及び燃焼を
より確実に行うことができ、燃焼効率を飛躍的に向上で
きるとともに燃費を大きく向上でき、しかも排気ガスの
有害成分をも大きく減少させることができる。
As described above, according to the present invention, the engine is provided with the power supply device for converting the DC power into the three-phase AC, the ignition plug having three electrodes or six electrodes, and the ignition coils for three phases. Since the multi-arc ignition is used for the ignition of the engine, the arc power for ignition can be increased about 12 times or more as compared with the case of the single phase, and the ignition and the combustion can be performed more reliably, and the combustion efficiency can be improved. The fuel efficiency can be dramatically improved and the fuel efficiency can be greatly improved, and the harmful components of the exhaust gas can be greatly reduced.

【0073】またこの発明によれば、イグニッションコ
イルの2次側高電圧波形を立ち上がりの急峻なパルス波
部分と、低電圧で持続時間の長い平坦部分とを重畳した
波形としたので、着火に続く燃焼の維持時間を十分にと
ることができ、やはり燃焼効率を大幅に向上できる効果
がある。
Further, according to the present invention, the secondary high voltage waveform of the ignition coil is formed by superimposing a pulse wave portion having a steep rising edge and a flat portion having a low voltage and a long duration, so that the ignition is continued. The combustion can be maintained for a sufficient time, and the combustion efficiency can be greatly improved.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】(a) はこの発明の一実施例によるガソリン自動
車のエンジンの点火装置の1相分の回路構成を示す図、
(b) はそのイグニッションコイルの鉄芯を示す図、(c)
は点火プラグの断面構造を示す図、(d) はその平面図、
(e) ,(f) は上記実施例および従来の点火装置の動作を
説明するための波形図である。
FIG. 1 (a) is a diagram showing a circuit configuration for one phase of an ignition device for an engine of a gasoline automobile according to one embodiment of the present invention,
(b) is a diagram showing the iron core of the ignition coil, (c)
Is a view showing the cross-sectional structure of the spark plug, (d) is a plan view thereof,
(e) and (f) are waveform diagrams for explaining the operation of the above-described embodiment and the conventional ignition device.

【図2】(a) は波形処理回路の他の例を含む本発明の他
の実施例の点火装置を示す回路構成図、(b) ,(c) ,
(d) はさらに他の実施例の回路の構成図である。
FIG. 2 (a) is a circuit configuration diagram showing an ignition device of another embodiment of the present invention including another example of the waveform processing circuit, (b), (c),
(d) is a block diagram of the circuit of another Example.

【図3】(a) はこの発明の一実施例によるエンジンの点
火装置の点火プラグの電極とその電源間のマルチアーク
系の構成を示す図、(b) は他の実施例のこれに対応する
構成を示す図、(c) はさらに他の実施例のこれに相当す
る図である。
FIG. 3 (a) is a diagram showing a configuration of a multi-arc system between an electrode of an ignition plug of an engine ignition device according to an embodiment of the present invention and its power source, and FIG. 3 (b) corresponds to that of another embodiment. FIG. 6 (c) is a view showing a configuration of the above-mentioned structure, and FIG.

【図4】(a) は上記実施例の点火装置に用いる3相交流
を形成する電源装置の構成を示す図、(b) はその出力波
形を示す図、(c) はその1相の出力波形を示す図であ
る。
4A is a diagram showing a configuration of a power supply device for forming a three-phase alternating current used in the ignition device of the above embodiment, FIG. 4B is a diagram showing an output waveform thereof, and FIG. 4C is an output of one phase thereof. It is a figure which shows a waveform.

【図5】(a) はこの発明の他の実施例によるエンジンの
点火装置のイグニッションコイルの2次側波形を出力す
るための構成を示す図、(b) はこの構成の変形例の回路
構成を示す図、(c) はその1相分の点火パルス波形図、
(d) は3相分の点火パルス波形図、(e) は6相6電極構
成の場合の点火パルス波形図である。
5A is a diagram showing a configuration for outputting a secondary side waveform of an ignition coil of an engine ignition device according to another embodiment of the present invention, and FIG. 5B is a circuit configuration of a modified example of this configuration. , (C) is an ignition pulse waveform diagram for one phase,
(d) is an ignition pulse waveform diagram for three phases, and (e) is an ignition pulse waveform diagram for a 6-phase 6-electrode configuration.

【図6】(a) はこの発明の他の実施例による6電極構成
の点火プラグの断面図、(b) はその平面図である。
6A is a sectional view of a spark plug having a 6-electrode structure according to another embodiment of the present invention, and FIG. 6B is a plan view thereof.

【図7】(a) はこの発明による7電極構成の点火プラグ
の断面図、(b) はその平面図である。
7A is a sectional view of a spark plug having a seven-electrode structure according to the present invention, and FIG. 7B is a plan view thereof.

【図8】従来のエンジンの点火装置を説明するための図
である。
FIG. 8 is a diagram for explaining a conventional engine ignition device.

【図9】(a) は従来の他のエンジンの点火装置を説明す
るための図、(b) は従来の点火装置におけるスパークプ
ラグの問題点を説明するための図である。
FIG. 9A is a diagram for explaining another conventional ignition device for an engine, and FIG. 9B is a diagram for explaining a problem of a spark plug in the conventional ignition device.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

10 イグニッションコイル 12 1次側コイル 13 2次側コイル 20 点火プラグ 21 中央電極 60 波形処理回路 61 第1の直列接続体 62 第2の直列接続体 63 第2のコンデンサ 11 イグニッションコイルの鉄芯 21a,21b,21c 金属製芯材(電極) 401 直流電源 402 直流電力を交流電力に変換する変換部 424a〜424c 正側接点 425a〜425c 負側接点 421a〜421c スイッチ回路 422a〜422c リアクタンス回路 406a〜406c 変換部の出力端子 403 制御回路 300 3相交流電源 301,302,303 3つの電極 500A,500B トランス 512A,512B イグニッションコイルの1次コ
イル 513A,513B イグニッションコイルの2次コ
イル 520 点火プラグのスパークギャップ 601〜606 6つの電極 607 ニュートラル電極307
10 Ignition coil 12 Primary coil 13 Secondary coil 20 Spark plug 21 Central electrode 60 Waveform processing circuit 61 First series connection body 62 Second series connection body 63 Second capacitor 11 Ignition coil iron core 21a, 21b, 21c Metal core material (electrode) 401 DC power source 402 Conversion unit 424a to 424c for converting DC power into AC power Positive contact 425a to 425c Negative contact 421a to 421c Switch circuit 422a to 422c Reactance circuit 406a to 406c Conversion Output terminal 403 Control circuit 300 Three-phase AC power supply 301, 302, 303 Three electrodes 500A, 500B Transformer 512A, 512B Primary coil of ignition coil 513A, 513B Secondary coil of ignition coil 520 Ignition pump Spark gap of lug 601 to 606 6 electrodes 607 Neutral electrode 307

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─────────────────────────────────────────────────── ───

【手続補正書】[Procedure amendment]

【提出日】平成6年9月9日[Submission date] September 9, 1994

【手続補正1】[Procedure Amendment 1]

【補正対象書類名】図面[Document name to be corrected] Drawing

【補正対象項目名】全図[Correction target item name] All drawings

【補正方法】変更[Correction method] Change

【補正内容】[Correction content]

【図6】 [Figure 6]

【図7】 [Figure 7]

【図1】 [Figure 1]

【図2】 [Fig. 2]

【図3】 [Figure 3]

【図9】 [Figure 9]

【図4】 [Figure 4]

【図5】 [Figure 5]

【図8】 [Figure 8]

Claims (6)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】直流電源の正及び負電圧に接続された正側
及び負側接点を有し、正側及び負側接点のオン・オフ、
あるいは正側,負側接点間での切換が可能なスイッチ回
路と、リアクタンス成分を有し該スイッチ回路に接続さ
れたリアクタンス回路とからなり、直流を交流に変換す
る変換部と,上記直流電源の正及び負電圧の中間電位に
接続されたニュートラル端子と,上記スイッチ回路のオ
ン・オフあるいは切換動作を制御する制御回路とを備
え,上記変換部の出力端子とニュートラル端子との間に
単相交流を出力する直流−3相変換電源装置と、 3電極又は6電極をその先端を近接させて相互に120
°間隔又は60°間隔で配設した点火プラグと、 上記電源装置の各相出力が1次側に印加され、2次側に
高電圧を発生し、これを上記3電極の各々又は上記6電
極の相対向する電極対の各々に印加するイグニッション
コイルと,上記イグニッションコイルをエンジン回転と
同期して駆動制御する制御回路とからなる3相分の点火
回路とを備え、 上記3電極又は6電極の点火プラグに3相電圧を印加し
てマルチアーク点火を行うようにしたエンジンの点火装
置。
1. A positive side and a negative side contact connected to the positive and negative voltages of a DC power source, and turning on / off the positive side and the negative side contact.
Alternatively, it includes a switch circuit capable of switching between the positive side contact and the negative side contact, and a reactance circuit having a reactance component and connected to the switch circuit. A neutral terminal connected to an intermediate potential between positive and negative voltages and a control circuit for controlling ON / OFF or switching operation of the switch circuit are provided, and a single-phase AC is provided between the output terminal of the conversion unit and the neutral terminal. And a DC-to-3 phase conversion power supply device for outputting 3 electrodes or 6 electrodes with their tips close to each other.
The spark plugs arranged at intervals of 60 ° or 60 ° and the outputs of the respective phases of the power supply device are applied to the primary side to generate a high voltage on the secondary side, which is applied to each of the three electrodes or the six electrodes. An ignition circuit for applying to each of the electrode pairs facing each other, and an ignition circuit for three phases including a control circuit for driving and controlling the ignition coil in synchronization with engine rotation. An ignition system for an engine that applies a three-phase voltage to a spark plug to perform multi-arc ignition.
【請求項2】上記イグニッションコイルの2次側の高電
圧波形を、矩形形状低電圧と、ピーク電圧の非常に高
い,立上りの急峻なパルス波電圧との重畳電圧波形とし
たことを特徴とする請求項1記載のエンジンの点火装
置。
2. A high voltage waveform on the secondary side of the ignition coil is a superimposed voltage waveform of a rectangular low voltage and a steep rising pulse wave voltage having a very high peak voltage. The engine ignition device according to claim 1.
【請求項3】上記イグニッションコイルの2次側高電圧
波形を、立上りの少しスロープな低電圧矩形出力波形
と、上記低電圧矩形波電圧より少し進相した立上りの急
峻な,ピーク電圧の非常に高いパルス波電圧との重畳波
とした請求項1記載のエンジンの点火装置。
3. The secondary side high voltage waveform of the ignition coil is a low voltage rectangular output waveform having a slight rising edge and a very sharp rising peak voltage slightly advanced from the low voltage rectangular wave voltage. The engine ignition device according to claim 1, wherein a superposed wave with a high pulse wave voltage is used.
【請求項4】上記2次側高電圧波形を、その立上りピー
クを抑え、該抑えた分のエネルギーを上記立上りピーク
に続く滑らかに減衰する波形平坦部分に移行させて、こ
の波形平坦部分を長くした波形とする波形処理回路を備
えた請求項1記載のエンジンの点火装置。
4. The secondary-side high-voltage waveform has its rising peak suppressed, and the suppressed energy is transferred to a waveform flat portion that smoothly attenuates following the rising peak, and this waveform flat portion is lengthened. The ignition device for an engine according to claim 1, further comprising a waveform processing circuit that generates the generated waveform.
【請求項5】シリンダー内にてアークを発生する点火プ
ラグと、2次側に高電圧を発生しこれを上記点火プラグ
に印加するイグニッションコイルと、該イグニッション
コイルをエンジン回転と同期して駆動制御する制御回路
とを備えたエンジンの点火装置において、 イグニッションコイルの2次側の高電圧波形を、矩形形
状低電圧と、ピーク電圧の非常に高い立上りの急峻なパ
ルス波電圧との重畳電圧波形としたことを特徴とするエ
ンジンの点火装置。
5. A spark plug for generating an arc in a cylinder, an ignition coil for generating a high voltage on a secondary side and applying the high voltage to the spark plug, and drive control of the ignition coil in synchronization with engine rotation. In the engine ignition device equipped with the control circuit for controlling the high voltage waveform on the secondary side of the ignition coil, a superimposed voltage waveform of a rectangular low voltage and a steep pulse wave voltage with a very high peak voltage is generated. An engine ignition device characterized by the above.
【請求項6】シリンダー内にてアークを発生する点火プ
ラグと、2次側に高電圧を発生しこれを上記点火プラグ
に印加するイグニッションコイルと、該イグニッション
コイルをエンジン回転と同期して駆動制御する制御回路
とを備えたエンジンの点火装置において、 立上りの少しスロープな低電圧矩形出力波形と、上記低
電圧矩形波電圧より少し進相した立上りの急峻な,ピー
ク電圧の非常に高いパルス波電圧との重畳電圧波形とし
たものとしたエンジンの点火装置。
6. A spark plug for generating an arc in a cylinder, an ignition coil for generating a high voltage on a secondary side and applying the high voltage to the spark plug, and drive control of the ignition coil in synchronization with engine rotation. In the ignition system of an engine equipped with a control circuit for controlling a low-voltage rectangular output waveform with a slight rising edge and a pulse wave voltage with a sharp rising edge that is slightly advanced from the low-voltage rectangular wave voltage described above, An engine ignition device that has a superimposed voltage waveform of
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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JP2009064949A (en) * 2007-09-06 2009-03-26 Hanshin Electric Co Ltd Ignition coil for internal combustion engine
WO2023273680A1 (en) * 2021-06-30 2023-01-05 国网江苏省电力有限公司电力科学研究院 Single-power supply multi-electrode electric arc ignition apparatus and method

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