JPH11513097A

JPH11513097A - 内燃エンジンにおける多重点火用容量放電型点火システム

Info

Publication number: JPH11513097A
Application number: JP10503142A
Authority: JP
Inventors: フレンチ、マイケル・ジェイ; スクルツィプチャク、マーク・ジェイ
Original assignee: アウトボード・マリーン・コーポレーション
Priority date: 1996-06-21
Filing date: 1997-06-19
Publication date: 1999-11-09
Also published as: AU3485397A; US6167875B1; WO1997048902A2; WO1997048902A3

Abstract

(57)【要約】内燃エンジン（１０）が層状の燃料噴射方式の場合に、均一な燃料噴射方式の場合よりも多くの点火火花を１回の点火時に、すなわち１つのシリンダーで１サイクルに発生させる内燃エンジン（１０）の点火システム（６２）。

Description

【発明の詳細な説明】内燃エンジンにおける多重点火用容量放電型点火システム発明の背景本発明は、内燃エンジン（内燃機関）の点火システムに係わり、特に、このエンジンにおける多重点火用の容量放電型点火システムに関する。内燃エンジンでは、シリンダー内部に噴射される燃料あるいは空気混合燃料の物理的性質がエンジンの運転状態によって変化することが知られている。すなわち、エンジンの速度が遅い場合では、燃料は、層状の燃料粒子雲の形でシリンダー内に噴射される。層状と呼ばれるのは、粒子雲中の燃料粒子の密度が一定でない、すなわち充填中に亘って均一でないためである。エンジンの速度が速い場合では、充填燃料はいわゆる“均一”な燃料粒子雲の状態でシリンダー内に噴射される。「均一」と呼ばれるのは、燃料中の燃料粒子の密度は充填中比較的一定であるためである。均一な充填燃料中であれば、単一のあるいは少数の点火火花を任意の場所に生じさせることで、燃料を完全に燃焼させる。層状の燃料充填の場合には、こうはならない。燃料が層状噴射される場合において、充填燃料を確実に或いは完全に点火することを保証するには、（前記均一な状態下で生じさせるよりも）多くの点火火花を生じさせることが好ましいことがすでに知られている。U.S.Patent N os．5,170,760 and 4,653,459では、シリンダー内の層状のあるいは不均一の充填燃料を点火するため多数の火花を生じさせる点火システムが説明されている。発明の概要本発明は、１あるいはそれ以上のシリンダーを有する内燃エンジンの点火システムを提供する。この点火システムは、層状の燃料噴射モードで運転されている時は、エンジンが均一な燃料噴射モードの場合よりも多くの点火火花を１回の点火時に発生させる。一般に、この点火システムは、各シリンダーの点火信号を発生させるための電子制御機構（ＥＣＵ）と、ＥＣＵ制御信号を多重送信（multip l ex）するインプット／ロジック多重器と、点火キャパシタを充電するための直流電流−直流電流変換器（ＤＣ−ＤＣコンバータ）と、点火キャパシタを放電するシリコン制御整流器（ＳＣＲ）と、ＳＣＲ及び点火キャパシタから所定の点火コイルに放電されるエネルギーを分配する点火分配回路網をパルスにより起動するための点火トリガ回路を有する。ＤＣ−ＤＣコンバータは、ＥＣＵからの入力に応じて少なくとも１０００Ｈｚの高周波出力を発生させるパルス幅変調器を有する。しかしながら望ましくは、パルス幅変調器の出力の周波数は３．０ｋＨｚである。パルス幅変調器は一連の並列接続された高電力の絶縁ゲートバイポーラトランジスタ（ＩＧＢＴ）を駆動するもので、ＩＧＢＴはトランスから電源までの間に接続される。電源電圧はオルタネータにより生じさせる。およそ３．０ｋＨｚの周波数でのパルス幅変調器によるトランジスタの電圧印加により、トランスの１次コイルにフライバック電圧を生じさせる。フライバック電圧は、相互インダクタンスを通して、トランスの２次コイルに達し、２００〜３００Ｖ程度に“増大”される。この電圧は点火キャパシタを２００〜３００Ｖ程度に充電する。点火キャパシタは、充填燃料を点火する火花を発生する点火コイルに電気的エネルギーを供給するため、ＳＣＲのトリガにより選択的に放電される。ＩＧＢＴを流れる電流は、ＩＧＢＴに直列接続された電流検知抵抗を用いて測定される。電流検知抵抗を流れる電流は、パルス幅変調器に“フィードバック” される。パルス幅変調器は、電源電圧の変動を補償するため、パルス幅変調器により発生させた出力パルス幅を変化させる。従って、オルタネータにより供給される電圧が増加するにつれ、パルス幅変調器の出力パルス幅は減少する。これにより、点火システムで、クランクを回す際に生じる、エンジン８Ｖ程度の低電圧から、高速のエンジン回転で生じる３０Ｖ程度の高電圧まで有効に運転させる。供給電流の変動を間接的に測定することによる電流測定を用いることにより、点火システムの温度変動を補償する必要が無くなる。本発明の容量放電型点火システムを用いる利点は、総合的には、エンジンが均一なエンジン運転状態下での層状の燃料噴射状態下でのエンジンの運転においては、エンジンが均一なエンジン運転状態下でのエンジンの運転に比較して、１あるいは２以上のエンジン火花プラグをより高いエネルギーレベルにし、あるいはより長い時間エネルギーを与える事である。また、充填燃料が層状である場合に、充填燃料が均一である場合に比例して１回の点火時における点火数が増加する点火システムを提供することが本発明の他の利点である。また、少なくとも１０００Ｈｚ以上に点火火花の周波数を増加させることが本発明の他の利点である。また、オルタネータからの電圧を電圧源として利用する内燃エンジンの点火システムを提供することが本発明の他の利点である。また、より大きな電圧域に適応できるトランスを利用する内燃エンジンの点火システムを提供することが本発明の他の利点である。また、フライバック電圧を用いた点火キャパシタを充電する内燃エンジンの点火システムを提供することが本発明の他の利点である。また、他の利点は、トランスを流れる電流を測定することにより点火システムの温度補償の必要が無くなり、効率が改善された点火システムを提供することが本発明の他の利点である。本発明の他の特色及び利点は、後述の詳細な説明及び請求の範囲に記載されている。図面の簡単な説明Ｆｉｇ．１：具体化した内燃エンジンの部分的な横断面図。Ｆｉｇ．２：内燃エンジンの点火システムのブロック図。Ｆｉｇ．３：点火システムのインプット／ロジック多重器の詳細な概略図。Ｆｉｇ．４：点火システムのＤＣ−ＤＣコンバータの詳細な概略図。Ｆｉｇ．５：点火システムの点火トリガ回路の詳細な概略図。Ｆｉｇ．６：点火システムの点火分配回路の詳細な概略図。Ｆｉｇ．７：エンジンの速度とスロットルポジションの関数として表した点火コイルがＯＮになっている時間（IGNITION COIL ON TIME）をプロットした図。Ｆｉｇ．８：所定のエンジンの速度における最大の点火コイルがＯＮになっている時間（IGNITION COIL ON TIME）をプロットした図。本発明の具体的構成が詳細に述べられる前に、本発明は後述する詳細な説明あるいは図面に記載された構成及び構成部分の配置への適用のみに限定されるものでないことは明らかである。本発明は、他の具体的な構成でも実現可能であり、様々な方法で実施し、あるいは実行することができる。また、文中に用いられている専門用語や述語は、説明の目的で使用されるものであって、限定するものとみなされるべきではないことは明らかである。望ましい態様の説明Ｆｉｇ．１に部分的に示したのは、本発明を具体化した内燃エンジン１０である。内燃エンジンはどのようなものでもよいが、望ましい態様の内燃エンジンは、２ストローク、直接噴射で、６個のシリンダー（概略的にＦｉｇ．６に１〜６の符号を付す）を有する内燃エンジンである。Ｆｉｇ．１に内燃エンジンのシリンダー１を詳細に示す。内燃エンジン１０はクランクケース１４を有し、クランクケース１４はクランクケースチャンバ１８を定義し、またその中に回転可能なクランクシャフト２２を有している。エンジンブロック２６はシリンダー１を定義する。エンジンブロック２６は、シリンダー１とクランクケースチャンバ１８とを送通路３４を経由して接続する吸気口３０も定義する。エンジンブロック２６は排気口３８も定義する。ピストン４２はシリンダー１内を往復移動可能であり、クランクピン４６により、クランクシャフトに駆動可能に接続されている。シリンダーヘッド５０は燃焼チャンバ５４を定義すべく上部のシリンダー１の端部をふさぐ。火花プラグ５８はシリンダーヘッド５０に取り付けられ、燃焼チャンバ５４内部まで達している。Ｆｉｇ．２に概略的に示したように、内燃エンジン１０は、シリンダー１〜６内部で燃料を点火するための点火火花を火花プラグ５８に供給する点火システム６２も含む。Ｆｉｇ．２に示された点火システム６２はいくつのシリンダーを有する内燃エンジンに用いられるものであってもよい。発明の望ましい形態の記載では、点火システム６２はシリンダー内に噴射された充填燃料が層状の時に多数の点火火花（１シリンダーの１サイクルで）を発生させ、シリンダー内に噴射された充填燃料が均一な時には、前者より少ない火花（１シリンダーの１サイクルで）を発生させる。一般的には、点火システム６２は電子制御機構６６（ＥＣＵ）と、インプット／ロジック多重器７０（Ｆｉｇ．３に示される）と、直流電流から直流電流へ変換するＤＣ−ＤＣコンバータ７４（Ｆｉｇ．３に示される）と、点火トリガ回路７８（Ｆｉｇ．４に示される）と、シリコン制御整流器８２（ＳＣＲ）と、点火分配回路８６（Ｆｉｇ．６に示される）を有する。いかなる内燃エンジンのＥＣＵも、点火システム６２の運転に用いることができる。ＥＣＵ６６は内燃エンジンの各シリンダーに対応する点火制御信号を生成する。図示した内燃エンジンの態様では、内燃エンジンは６個のシリンダーエンジンと、それに応じて、ＥＣＵ６６は６個の点火制御信号を発生させる。すなわち、６個のシリンダそれぞれにエンジンの１サイクルに１つの点火制御信号を発生させる。Ｆｉｇ．３は点火システム６２のインプット／ロジック多重器７０を示す。Ｆｉｇ．３に示すように、ＥＣＵ６６（シリンダー１〜６についての）からの点火制御信号は、インプット線９０，９４，９８，１０２，１０６及び１１０上のインプット／ロジック多重器７０に入力される。インプット線９０，９４，９８，１０２，１０６及び１１０はインバータ１１４，１１８，１２２，１２６，１３０及び１３４にそれぞれ接続される。インバータ１１４，１１８，１２２，１２６，１３０及び１３４はそれぞれ出力１３８，１４２，１４６，１５０，１５４及び１５８をそれぞれ有する。出力１３８，１４２及び１４６はＯＲゲート１６２に接続され、出力１５０，１５４及び１５８はそれぞれＯＲゲート１６６に接続される。ＯＲゲート１６２及び１６６の出力１７０及び１７４は、それぞれＯＲゲート１７８及び１８２に接続される。また、インプット／ロジック多重器７０はＯＲゲート１７８の出力１９４に接続された遅延回路１９０も有する。遅延回路１９０は抵抗Ｒ２４，ダイオードＤ１０，キャパシタＣ１及び抵抗Ｒ１を有する。遅延回路の出力は、ＥＣＵ６６からの点火制御信号を完全に結合或いは多重化すべく、ＯＲゲート１８２の入力に接続される。ＯＲゲート１８２の出力は、ＮＡＮＤゲート１８２を介して抵抗Ｒ９に接続される。キャパシタＣ２６は接地され、かつＮＡＮＤゲート１８６の入力に接続される。抵抗Ｒ９とキャパシタＣ２６により時間遅延回路をなす。Ｒ９とＣ２６により生成された時間遅延は、パルス幅変調器２０６からの次のエネルギーパルスを受ける前に、キャパシタＣ１０を完全に放電させる。時間遅延が生じなかった場合、パルス幅変調器２０６からの次のエネルギーパルスはキャパシタＣ１０からのエネルギーの放電の間にＳＣＲ８２に到達する。この結果、ＳＣＲ８２がパルス幅変調器２０６からの信号により“ホールドオープン”になる。Ｆｉｇ．４は点火システム６２のＤＣ−ＤＣコンバータ７４の構成を示す。ＤＣ−ＤＣコンバータ７４はパルス幅変調器２０６を有する。パルス幅変調器２０６は多数の製品が提供され市場入手が可能な通常の部品である。この望ましい形態では、パルス幅変調器２０６はNational Semiconductorにより製造されており、部品番号LM2578で販売されているものである。Ｆｉｇ．４に示すように、ＮＡＮＤゲート１８６の出力１９８はノードＢを経由し、抵抗Ｒ２，Ｒ１４，Ｒ１５、キャパシタＣ６，Ｃ７及びダイオードＤ１１を包含するＲＣ回路を介してパルス幅変調器２０６の振動入力２０２（LM2578チップパッケージのピン３）に接続される。また、パルス幅変調器２０６は反転入力２０８（LM2578チップパッケージのピン１）も有する。望ましい形態では、LM 2578チップパッケージのピン５及び７は接地される。パルス幅変調器２０６は、ＮＡＮＤゲート２１４、抵抗Ｒ１３，Ｒ５３，Ｒ１７及びダイオードＤ１８を包含する抵抗回路網を介して、絶縁ゲートバイポーラトランジスタ（ＩＧＢＴ）Ｑ１，Ｑ２及びＱ３の並列接続バンク（bank）に接続された出力２１０（LM2578チップパッケージのピン６）も有する。図示したように、ＩＧＢＴＱ１，Ｑ２及びＱ３はゲート２１８，２２２及び２２６、ドレイン２３０，２３４及び２３８、ソース２４２，２４６及び２５０をそれぞれ有する。ゲート２１８，２２２及び２２６はＮＡＮＤゲート２１４の出力に（抵抗回路網を介して）接続され、ドレイン２３０，２３４及び２３８は抵抗Ｒ２０，Ｒ２１及びＲ２２を介して、それぞれトランス２６２の１次巻き線２５８の一方の端部２５４に接続される。ソース２４２，２４６及び２５０は直列接続された抵抗Ｒ１１及びＲ１０を介して接地され、またさらにパルス幅変調器２０６の反転入力２０８に接続される。１次巻き線２５８の反対側の端部２６４は電圧源＋Ｖに接続される。本発明の望ましい形態では、電圧源＋Ｖが内燃エンジンのオルタネータ（図示せず）の出力である。またトランス２６２は２次巻き線２６６を有し、この２時巻き線２６６は一方の端部２７０で接地され、もう一方の端部２７４でダイオードＤ９及びダイオードＤ８を介して点火キャパシタＣ１０に接続される。点火キャパシタＣ１０はＳＣＲ８２のアノード２７８に接続される。望ましい形態では、トランスは１：２の増幅（step up）トランスである。Ｆｉｇ．５は点火システム６２の点火トリガ回路７８の構成を示す。点火トリガ回路７８はＯＲゲート２８２を有し、このＯＲゲート２８２はノードＡを経由してＯＲゲート１７８の出力に接続された入力２８６及び２９０を有する。ＯＲゲート２８２の出力２９４は、キャパシタＣ２８及び抵抗Ｒ１６を含むＲＣ回路を介してＯＲゲート３０２の第１入力２９８に接続される。ＯＲゲート３０２の第２入力３０６は、ＯＲゲート３１０、キャパシタＣ２９及び抵抗Ｒ４８を包含するＲＣ回路と、ＮＡＮＤゲート３１４と、抵抗Ｒ４９、キャパシタＣ３０及び抵抗Ｒ５０からなるＲＣ回路を介してパルス幅変調器２０６の出力２１０に接続される。ＯＲゲート３０２の出力３１８は、ＮＡＮＤゲート３２６の一方の入力３２２に接続される。ＮＡＮＤゲート３２６の他の入力３３０は、ノードＡを介して、インプット／ロジック多重器７０からのＯＲゲート１７８の出力に接続される。ＮＡＮＤゲート３２６の出力３３４は抵抗Ｒ５２，Ｒ５１及びキャパシタＣ３１を包含するＲＣ回路を介して、絶縁トランス３４２（Ｆｉｇ．４及びＦｉｇ．５に示す）の１次巻き線３３８（Ｆｉｇ．５のみに示す）に接続される。絶縁トランス３４２の２次巻き線３４６（Ｆｉｇ．４のみに示す）は、ダイオードＤ３１及びＳＣＲ８２のトリガゲート３５０に並列に接続される。ＳＣＲ８２のカソード３５４はノードＤを経由して、点火システム６２の点火分配回路８６に接続される。Ｆｉｇ．６に示すように、点火分配回路８６は、内燃エンジンのシリンダー１，２，３，４，５及び６に対応してそれぞれ、点火トリガモジュール３５８，３６２，３６６，３７０，３７４及び３７８を有する。モジュールはそれぞれ同一であり、従ってモジュール３５８のみを詳細に説明する。ＳＣＲ８２のカソード３５４はＳＣＲ３８６のアノード３８２に接続される。モジュール３５８への入力３９０は、シリンダー１に対応するＥＣＵ点火制御信号を受けるべくＥＣＵ６６に接続される。入力３９０は、抵抗Ｒ４５及びキャパシタＣ１２を包含するＲＣ回路を介してトランジスタＱ４のベース３９４に接続される。トランジスタＱ４は、電圧供給源４０２に接続されたエミッタ３９８と、抵抗Ｒ４６を介して接地されたコレクタ４０６を包含する。またコレクタ４０６は、抵抗Ｒ４７、ダイオードＤ６、キャパシタＣ２２及び抵抗Ｒ１２を包含するＲＣ回路を介して、ＳＣＲ３８６のゲート４１０にも接続される。ＳＣＲ３６２はカソード４１４を有し、カソード４１４はキャパシタＣ２２及び抵抗Ｒ１２に接続され、またシリンダー１に対応する点火コイル５８及びダイオード４１８に接続される。他の構成及び構成要素の配列が可能であるが、この望ましい形態で用いられる抵抗とキャパシタは以下の値を示す。Ｒ１：５１０ｋΩ、１／８ワットＲ２〜Ｒ８，Ｒ１４，Ｒ１８，Ｒ２４：１ｋΩ、１／８ワットＲ１０，Ｒ１１，Ｒ２０〜Ｒ２２：０．０１Ω、２ワットＲ１２，Ｒ２８，Ｒ３２，Ｒ３６，Ｒ４０，Ｒ４４：１００Ω、１／８ワットＲ１３，Ｒ５３：４７Ω、１／４ワットＲ１５，Ｒ１７：２４Ω、１／８ワットＲ１６：８２ｋΩ、１／８ワットＲ１９，Ｒ２６，Ｒ３０，Ｒ３４，Ｒ３８，Ｒ４２，Ｒ４６：１０ｋΩ、１／８ワットＲ２５，Ｒ２９，Ｒ３３，Ｒ３７，Ｒ４１，Ｒ４５：３．３ｋΩ、１／８ワットＲ２７，Ｒ３１，Ｒ３５，Ｒ３９，Ｒ４３，Ｒ４７：５６Ω、１／８ワットＲ４８：２４９ｋΩ、１／８ワットＲ４９：５．１ｋΩ、１／８ワットＲ５０：７５０ｋΩ Ｒ５１，Ｒ５２：１５０Ω、１／８ワットＣ１，Ｃ２８〜Ｃ３０：０．００１μＦＣ２，Ｃ４，Ｃ５：１００ｐＦＣ３：３３０μＦＣ６：４７００ｐＦＣ７，Ｃ８，Ｃ９，Ｃ１１〜Ｃ１３，Ｃ１５：０．０２２μＦＣ１０：０．６８μＦＣ１４，Ｃ１７〜Ｃ２４，Ｃ３１〜Ｃ３６：０．１μＦＣ１６，Ｃ２５：１００μＦ個々のゲート、ダイオード、ＳＣＲ、トランジスタ及びその他の構成要素（点火システム６２に用いられる）の選択は、当該技術分野における通常の理解力の範囲内にある。運転中、入力９０，９４，９８，１０２，１０６及び１１０は通常高電圧である（典型的には５Ｖであり、“高”や“ロジカル１”のように様々に表される）。個々の入力９０，９０，９４，９８，１０２，１０６及び１１０において点火制御信号を発生すべく、ＥＣＵ６６は低電圧値に入力を“落とす”（典型的には０Ｖであり、“低”や“ロジカル０”のように様々に表される）。入力９０，９０，９４，９８，１０２，１０６及び１１０は、それぞれインバータにより反転し、インバータの出力は、ＯＲゲート１６２，１６６，１７８及び１８２により “結合”あるいは多重化され、ＤＣ−ＤＣコンバータ７４に入力するためにＮＡＮＤゲート１８６によりバッファされる。ＯＲゲート１７８の出力は、点火トリガ回路７８の入力であり、また遅延回路１９０を介してＯＲゲート１８２への入力でもある。遅延回路１９０は時間遅延をもたらし、この遅延がパルス幅変調器２０６が前のサイクルによる点火制御信号が高いコンディションに戻った後であっても動作を続行させる。これは、点火キャパシタＣ１０が電流サイクルの最初、すなわちＥＣＵ６６からの次の点火制御信号が“低”になるとき、充電された状態を維持していることが明確に示される。インプット／ロジック多重器７０からの（ＮＡＮＤゲート１８６からの）出力に応じて、パルス幅変調器２０６は１００Ｈｚ〜４５００Ｈｚ程度の周波数を持つ振動信号を出力２１０に発生させるが、その周波数は望ましくは３０００Ｈｚ程度である。振動信号により、トランス２６２の１次巻き線２５８に流すために、オルタネータからの電流によって生じる３０００Ｈｚの周波数でトランジスタＱ１，Ｑ２及びＱ３を駆動する。トランス２６２を流れる電流の高速なスイッチングは、トランス２６２の２次巻き線２６６へトランス２６２の相互インダクタンスを介してマルチプライされて送られたフライバック電圧を発生させる。２次巻き線２６６に生じる電圧は２００〜３００Ｖ程度である。この電圧は、点火キャパシタＣ１０がＳＣＲ８２のトリガにより放電するまで、点火キャパシタＣ１０に一時的に保存される。トランス２６２の１次巻き線２５８を流れる電流は、電流経路に配置された電流測定抵抗Ｒ１０及びＲ１１により測定され、抵抗Ｒ１０及びＲ１０を介してパルス幅変調器２０６の反転入力２０８に電圧を印加する。パルス幅変調器の出力２１０のパルス幅はこの電圧により変化し、あるいは変調されるため、点火システム６２はオルタネータの広い範囲の電圧域において有効である。すなわち、この望ましい形態では、オルタネータの電圧域（点火システム６２が有効である範囲における）は、８Ｖ〜３０Ｖ程度である。実際に、低いオルタネータの電圧の場合、点火のための十分な充電電圧を確実に与えるために、パルス幅変調器２０６の出力２１０のパルス幅は増加する。オルタネータの電圧が上がるにつれ、パルス幅変調器２０６の出力２１０のパルス幅は減少する。ＳＣＲ８２をトリガするための（トリガ回路７８を介する）パルス幅変調器２０６からの出力２１０がないため、サイクルの最初では、最初のＳＣＲ８２のためのトリガは点火トリガ回路７８により生成される。最初のトリガの後では、点火トリガ回路７８を介してＳＣＲ８２に接続されたパルス幅変調出力２１０は、点火キャパシタＣ１０の放電をトリガするために用いられる。ＥＣＵ６６からの点火制御信号は点火分配回路８６の所定の点火分配モジュールへの入力である。個々の点火制御信号をＥＣＲ６６により発生させたとき、点火制御信号は各点火分配モジュールのＳＣＲをトリガし、そのＳＣＲは点火制御信号がＥＣＵ６６により消えるまで「開」に “保持”される。点火分配モジュールのＳＣＲが「開」に保持されている限り、点火キャパシタＣ１０から放電したエネルギーは点火コイル及びその点火分配モジュールに接続された火花プラグに直接伝えられる。点火システムは、エンジンの速度、エンジンの負荷やスロットルボジション等の様々なエンジンの運転状態に応じて、全火花持続時間を増加あるいは減少させるために、火花プラグにおける様々な数の点火火花を発生させることができる。エンジン運転状態の関数として求められる望ましい全火花持続時間には環境に応じて様々な組み合わせが考えられるが、望ましい形態における望ましい全火花持続時間は、Ｆｉｇ．７に示した通り、エンジンのスピードとスロットルポジション両者の関数として決定される。さらに、層状のエンジン運転状態下におけるより高い数の火花を発生させることに関してすでに本発明で説明された一方で、層状のエンジンの運転状態下では、より長い火花持続時間、より高い火花電圧又はより長い火花持続時間の組み合わせ、及びより高い火花電圧及びより多くの火花という形で、より高いエネルギーレベルが供給されうる。Ｆｉｇ．７に示すように、図のｙ軸上の０から１０００までの数値は相対的なスロットルポジションを示し、０はスロットルのアイドル位置を表し、１０００はスロットルの全開状態を表す。ｘ軸にふられた数値は毎分のクランクシャフト内の回転数より測定されたエンジンの速度を表す。図中の大きな数値はミリ秒で測定された点火火花がＯＮになっている時間（ignition spark on time）を表す。通常、図はエンジンの速度の増加及びスロットルボジションの増加とともに全火花持続時間（点火コイルがＯＮになっている時間:IGNITION COIL ON TIME）が減少する傾向を示す。図中に示された点火コイルがＯＮになっている時間（igni tion coil on time）によると、３０００Ｈｚ程度で運転したパルス幅変調器２０６を用い、達した火花の最高値は、１５程度（例えばスロットルポジションがアイドルで２００ｒｐｍにおける、点火コイルがＯＮになっている時間が５．０ｍｓにおいて）で、達した最低値は１（例えば５００スロットルポジションで１１００ｒｐｍにおける、点火コイルがＯＮになっている時間が０．１ｍｓにおいて）である。全開スロットル及び７０００ｒｐｍの時には、２つの点火火花が発生した（点火コイルがＯＮになっている時間が０．５ｍｓにおいて）。上述したように、速度の増加及びスロットルポジションの増加にともない点火コイルがＯＮになっている時間が減少するという一般的傾向があるが、点火コイルがＯＮになっている時間は、速度及びスロットルポジションの増加にともない連続的に減少することはない。むしろ、一般的な傾向としてはエンジンの速度とスロットルポジションの増加にともなう点火コイルがＯＮになっている時間の減少についてのいくらかの不連続点がある。これらの不連続点の存在は、図に示された正確な点火コイルがＯＮになる時間によりエンジンの性能が改良された経験的根拠とした結果になる。Ｆｉｇ．８は点火コイルがＯＮになる可能な最大の時間を示す。これら点火コイルのＯＮになる最大時間の増加により、シリンダー間における点火の重複が生ずる。本発明の様々な特徴及び利点は、以下の請求の範囲に記載される。

【手続補正書】特許法第１８４条の８第１項【提出日】１９９８年１月２１日【補正内容】請求の範囲１．内燃エンジンの点火回路であって：電圧源に接続された１次巻き線と２次巻き線とを有する変圧器と；前記変圧器の前記１次巻き線にフライバック電圧を繰り返し発生させる手段と；前記変圧器の２次巻き線に取り付けられ、点火火花を前記シリンダー内に発生させて前記シリンダー内の充填燃料を点火させるものであって、かつただ一つの点火キャパシタを有する容量放電型点火回路；とを有することを特徴とする内燃エンジンの点火回路。２．内燃エンジンであって：前記内燃エンジンの運転に応じた電圧を発生させるオルタネータと；前記オルタネータに接続された点火回路とを有し、この点火回路は（ａ）点火制御信号を発生させる電子制御機構と；（ｂ）前記電子制御機構に接続されたパルス幅変調器と（ｃ）前記点火制御信号に応じて振動出力を発生させる前記パルス幅変調器と（ｄ）点火キャパシタと；を有するものであって、さらにこのエンジンは、１次巻き線と２次巻き線を有し、前記１次巻き線は前記２次巻き線と対の前記１次巻き線にフライバック電圧を発生させるべく前記パルス幅変調器に接続されてなる変圧器と；前記点火キャパシタと前記２次巻き線を接続し、前記点火キャパシタに充電するして前記内燃エンジンに点火火花を発生させる手段と；を有することを特徴とする内燃エンジン。３．内燃エンジンであって：充填燃料を内部に収容する少なくとも一つのシリンダーの輪郭を示すエンジンブロックと；前記エンジンブロックに取り付けられ、前記シリンダーに接続された火花プラグと；前記シリンダー内の充填燃料を点火して、１サイクルに少なくとも１０００Ｈｚ以上４５００Ｈｚ以下の周波数で多数回前記火花プラグを発火させる点火制御信号を発生させる電子制御機構と；前記電子制御機構に接続され、前記点火制御信号に応じて振動出力を発生させるパルス幅変調器と；点火キャパシタと；前記点火キャパシタ及び前記パルス幅変調器に接続され、前記点火キャパシタを充電するためのフライバック電圧を発生させる手段と；を有することを特徴とする内燃エンジン。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (81)指定国ＥＰ(ＡＴ，ＢＥ，ＣＨ，ＤＥ，ＤＫ，ＥＳ，ＦＩ，ＦＲ，ＧＢ，ＧＲ，ＩＥ，ＩＴ，ＬＵ，ＭＣ，ＮＬ，ＰＴ，ＳＥ)，ＯＡ(ＢＦ，ＢＪ，ＣＦ，ＣＧ，ＣＩ，ＣＭ，ＧＡ，ＧＮ，ＭＬ，ＭＲ，ＮＥ，ＳＮ，ＴＤ，ＴＧ)，ＡＰ(ＧＨ，ＫＥ，ＬＳ，ＭＷ，ＳＤ，ＳＺ，ＵＧ，ＺＷ)，ＵＡ(ＡＭ，ＡＺ，ＢＹ，ＫＧ，ＫＺ，ＭＤ，ＲＵ，ＴＪ，ＴＭ)，ＡＬ，ＡＭ，ＡＵ，ＢＡ，ＢＢ，ＢＧ，ＢＲ，ＣＡ，ＣＮ，ＣＵ，ＣＺ，ＥＥ，ＧＥ，ＧＨ，ＨＵ，ＩＬ，ＩＳ，ＪＰ，ＫＰ，ＫＲ，ＬＣ，ＬＫ，ＬＲ，ＬＴ，ＬＶ，ＭＧ，ＭＫ，ＭＮ，ＭＸ，ＮＯ，ＮＺ，ＰＬ，ＲＯ，ＲＵ，ＳＧ，ＳＩ，ＳＫ，ＳＬ，ＴＲ，ＴＴ，ＵＡ，ＵＳ，ＵＺ，ＶＮ，ＹＵ，ＺＷ (72)発明者スクルツィプチャク、マーク・ジェイアメリカ合衆国、ウィスコンシン州 53142、ケノシャ、ワンハンドレッドセブンス・ストリート 3606

Claims

【特許請求の範囲】１．内燃エンジンであって：充填燃料を内部に収容する多数のシリンダーを定義するエンジンブロックと；前記シリンダーに比較して少ない点火キャパシタを有し、前記シリンダー内に充填燃料を点火して点火火花を発生させる容量放電型点火回路と；を有することを特徴とする内燃エンジン。２．内燃エンジンであって：充填燃料を内部に収容する多数のシリンダーを定義するエンジンブロックと；ただ一つの点火キャパシタを有し、前記シリンダー内に充填燃料を点火して点火火花を発生させる容量放電型発生回路と；を有することを特徴とする内燃エンジン。３．内燃エンジンの点火回路であって：一つの電圧源に接続された１次巻き線と、２次巻き線を有するトランスと；前記トランジスタの前記１次巻き線の電圧を繰り返し発生させる手段と；を有することを特徴とする内燃エンジンの点火回路。４．内燃エンジンであって：前記内燃エンジンの運転に応じた電圧を発生させるオルタネータと；前記オルタネータに接続され、点火制御信号を発生させる電子制御機構と、この電子制御機構に接続され、前記点火制御信号に応じて振動出力を発生させるパルス幅変調器と、点火キャパシタと、この点火キャパシタと前記パルス幅変調器に接続され、前記点火キャパシタにフライバック電圧を発生させる手段を有する点火回路と；を有することを特徴とする内燃エンジン。５．内燃エンジンであって：充填燃料を内部に収容する少なくとも一つのシリンダーを定義するエンジンブロックと；前記エンジンブロックに取り付けられ、前記シリンダーに接続された火花プラグと；前記シリンダー内の充填燃料を点火するための、１サイクルに少なくとも１０００Ｈｚ以上４５００Ｈｚ以下の周波数で多数回前記火花プラグを発火させるための手段と；を有することを特徴とする内燃エンジン。６．充填燃料を内部に収容する少なくとも一つのシリンダーを定義するエンジンブロックと、このエンジンブロックに取り付けられ、前記シリンダーに接続された点火プラグとを有する内燃エンジンの燃料点火方法であって：点火制御信号を発生させる工程と；シリンダー内の充填燃料を点火するために、前記点火制御信号に応じて少なくとも１サイクルに１０００Ｈｚ以上４５００Ｈｚ以下の周波数で多数回前記火花プラグを発火させる工程と；を含むことを特徴とする内燃エンジンの燃料点火方法。