JPS6098168A - プラズマ点火装置 - Google Patents

プラズマ点火装置

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JPS6098168A
JPS6098168A JP20773283A JP20773283A JPS6098168A JP S6098168 A JPS6098168 A JP S6098168A JP 20773283 A JP20773283 A JP 20773283A JP 20773283 A JP20773283 A JP 20773283A JP S6098168 A JPS6098168 A JP S6098168A
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JP
Japan
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discharge
plasma
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capacitor
main
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JP20773283A
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JPH0531667B2 (ja
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Masahiro Tano
田野 正博
Shoichi Washino
鷲野 翔一
Ryoji Nishiyama
亮治 西山
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Mitsubishi Electric Corp
Original Assignee
Mitsubishi Electric Corp
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    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02PIGNITION, OTHER THAN COMPRESSION IGNITION, FOR INTERNAL-COMBUSTION ENGINES; TESTING OF IGNITION TIMING IN COMPRESSION-IGNITION ENGINES
    • F02P9/00Electric spark ignition control, not otherwise provided for
    • F02P9/002Control of spark intensity, intensifying, lengthening, suppression
    • F02P9/007Control of spark intensity, intensifying, lengthening, suppression by supplementary electrical discharge in the pre-ionised electrode interspace of the sparking plug, e.g. plasma jet ignition

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  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Ignition Installations For Internal Combustion Engines (AREA)

Abstract

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

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の技術分野〕 この発明は燃料と空気との混合スケ放電によって着火さ
せるプラズマ点火−装置に関し、特にコンデンサに蓄え
られた高電圧の蓄積電荷全放電により点火プラグに印加
して、火花放電全発生させる高エネルギーの点火装置に
関するものである。
〔従来技術〕
近年、燃費、排気対策の面から内燃機関の希薄混合気に
対する着火性が重要視されており、内燃機関の点火には
高エネルギーによる火花点火方式が主に用いられている
第1図は従来のプラズマ点火装置を示す回路図でるる。
同図において、1はノくツテリ、2は火花電圧発生回路
、3は可動接点3a、固定接点3b〜3e’(r備えた
ディストリビュータ、4はアノードがこのディストリビ
ュータ3の可動接点3aに接続され、カソードが火花電
圧発生回路2に接続される高圧阻止用ダイオード、5は
プラズマ電源、6は一方の端子がプラズマ電源5の出力
端子に接続されたコンデンサ、7は一方の端子がこのコ
ンデンサ6の他方の端子に接続されたコイル、8はアノ
ードがこのコイル7の他方の端子に接続サレ、カソード
がバッテリ1のQ電源端子に接続されるダイオード、9
はカソードかコイル7の他方の端子に接続され、アノー
ドがディストリビュータ3の固定接点3b に接続され
る高圧阻止用ダイオード、10は一方の電極が高圧阻止
用ダイオード9のアノードに接続され、他方の電極がバ
ッテリ1のQ電源端子に接続されるプラズマプラグ、1
1電源5の出力端子に接続され、カソードがバッチ17
1のe電源端子に接続され、ゲートが点火時期制御装置
11の出力端子に接続されるスイッチング用サイリスタ
でろる。なお、兜1図社−気筒分の回路についてのみ示
す。
次に、上記構成によるプラズマ点火装置の動作について
説明する。まず、点火時期制御回路11により、火花電
圧発生回路2で発生された高電圧は高圧阻止用ダイオー
ド4Iデイストリビユータ3の可動接点3aおよび固定
接点3bを介してプラズマプラグ10の放電ギャップに
印加される。
このとき、プラズマ電源側は高圧阻止用ダイオード9で
電流が流れないように、高電圧から保護されている。点
火プラグ10の放電ギャップに印加された高電圧は放電
ギャップ全絶縁破壊して火花を生じる。この放電は数l
OμSeeで終了し、そのエネルギーも数10m1 と
小さい。このとき、点火時期制御回路11によりスイッ
チングされ、コンデンサ6に蓄えられていたプラズマエ
ネルギーが火花放電で電流の流れやすくなった放電ギャ
ップを通して放電する。この放電はコイル7全通して放
電するので、放電時間が数m sec持続し、しかも放
電エネルギーが数Jと太きいため、そのエネルギーによ
って、希薄な混合気にも着火させることができる。この
ときの放電電流Inの波形を第2図に示すことができる
しかしながら、従来のプラズマ点火装置は火花放電のエ
ネルギーが小さいため、エンジンの運転状態によっては
後に続くグラズマ放電への移行か不安定になり、プラズ
マ点火の特徴でめるプラズマジェットの形成か安定しな
いため、混合気への着火が悪いうえ、プラズマエネルギ
ーの切換えか困難であるなどの欠点がめった。
〔発明の概要〕
したがって、この発明の目的は高圧電源から発生される
電気エネルギーをそれぞれ2つのコンデンサに蓄え、こ
の2つのコンデンサの放電時間トエネルギーを変えるこ
とにより、プラズマ放電全安定化し、着火性のよいプラ
ズマ点火装置を提供するものでわる。
このような目的を達成するため、この発明は放電用コイ
ルに直列に接続され、プラズマ点火エネルギーを蓄える
主放電コンデンサを有する主放電回路と、この主放電回
路に並列に接続され、前記主放電コンデンサより小容量
の副放電コンデンサ金有する副放電回路と、点火プラグ
の点火時期にのみ導通状態になるスイッチング回路と金
備え、前記火花放電により点火プラグの電極間全導通状
態にすると共に、前記スイッチング回路を導通させ、主
放電コンデンサおよび副放電コンデンサから点火プラグ
の電極間に高エネルギー電荷全注入してプラズマ点火全
行なわせるものでろり、以下実施例を用いて詳細に説明
する。
〔発明の実施例〕
第3図はこの発明に係るプラズマ点火装置の一実施例を
示す回路図である。同図において、13け一方の端子が
スイッチング用サイリスタ12のアノードに接続され、
他方の端子がコイル7の一方の端子に接続される主放電
コンデンサ、14は一方の端子がプラズマ電源5の出力
端子に接続され、他方の端子がダイオード8のアノード
に接続され、この主放電コンデンサ13の容量の115
〜1/JOの容量をもつ副放電コンデンサ、15はアノ
ードがプラズマ電源5の出力端子に接続さtl、カソー
ドが主放電コンデンサ13の一方の端子に接続され、主
放電コンデンサ13と電気的に分離する阻止ダづオード
でめる。
次に、上記構成によるプラズマ点火装置の動作について
説明する。まず、点火時期制御回路11により、火花箪
It発生回路2で発生された高電圧t」:高圧阻止用ダ
1オード4.ディス) IJピユータ3の可変接点3a
およびその固定接点3b全介してプラズマプラグ10の
放電ギャップに印加される。このとき、プラズマ電源側
は高圧阻止用ダイ゛オード9により電流が流れないよう
に高電圧から保護されている。点火プラグ10の放電ギ
ャップに印加された高電圧は放電ギャップを絶縁破壊し
て火花が生じる。このとき、点火時期制御回路11によ
り、スイッチング用サイリスタ12がオン状態になる。
このスイッチング用サイリスタ12のオン状態により、
主放電コンデンサ13および副放電コンデンサ14の充
電電圧がプラズマプラグ10の放電ギャップに印加され
る。この主放電コンデンサ13による放電回路にはコイ
ル1が直列に接続されるため、この主放電コンデンサ1
3による放電電流の立上りは副放電コンテンツ−14V
Cよる放電電流の立上りよりも遅れる。この副放電コン
デンサ14の充電電荷による放電電流は浮遊インダクタ
ンスの影響で火花放電より少し遅れるが、はとんど同時
でめり、このときの放電電流の波形は第4図に示すよう
に、火花放電初期に、主放電電流の最大値より大きな電
流が流れる。その結果、プラズマプラグ10内のプラズ
マ温度、密度が高くなシ、続く主放電コンデンサ13の
放電電流の立上りが安定化され、副コンデンサ14の放
電で発生したグラズマに主放電コンデンサ13の電気エ
ネルギーか効率よく注入することができる。このように
、初期の副コンデンサ14の放電によって、主放電が安
定化されるため、高エネルギーのプラズマガスによって
混合気の点火を確笑に行なうことができる。
第5図はこの発明に係るプラズマ点火装置の他の実施例
を示す回路図でるる。同図において、16はアノードが
阻止用ダイオード15のアノードに接続され、カソード
が副放電コンデンサ14の一方の端子に接続され、副放
電コンデンサ14と主放電コンデンサ13と全電気的に
分離するダイオード、17は上記副放電コンデンサ14
に充電さJしグヒ電荷を放電するためのスイッチング用
サイリスタ、18はこのスイッチング用サイリスタ17
をトリガするための制御回路である。
次に、上記4昔成によるプラズマ点火装置の動作につい
てい、第3図の動作と同様でるることはもちろんで勘る
が、この実施例ではスイッチング用サイリスタ12およ
び17が同時にオンされ、プラズマ点火が行なわれる。
特に、エンジン負荷の状態によって、スイッチング用サ
イリスタ12のみオン状態にし、あるいはスイッチング
用サイリスタ17のみオン状態にして、プラズマ放電エ
ネルギーを切換え、エンジンの状態に応じたプラズマ点
火を行なってもよいことはもちろんである。
々お、上述の実施例では主放電コンデンサ13および副
放電コンデンサ14の放電開始を同期させたが、スイッ
チング用サイリスタ12および11をオン状態にする時
期は必ずしも一致させる必要はなく、最初に副放電コン
デ/す14が放電させたのち、主放電コンデンサ13か
放電されるようにしてもよいことはもちろんである。
〔発明の効果j 以上詳細に説明したように、この発明に係るプラズマ点
火装置によればプラズマ点火を安定化することができる
うえ、点火エネルギーをエンジンの状態に合わせて制御
することができるので、着火性がよく、エネルギー効率
を高めること示できる効果がある。
【図面の簡単な説明】
第1図は従来のプラズマ点火装置を示す回路図、第2図
は第1図の主放電コンデンサによる放電電流波形を示す
図、第3図はこの発明に係るブラズマ点火装置の一実施
例を示す回路図、第4図は第3図の主放電コンデンサお
よび副放電コンデンサによる放電電流波形を示す図、第
5図はこの発明に係るプラズマ点火装置の他の実施例金
示す回路図である。 1・・・・バッテリ、2・・・・火花電圧発生回路、3
・・・・ディストリビュータ、3a・・・・ 可動接点
、3b〜3e ・・・・固定接点、4・・・・高、圧阻
止用ダイオード、50愉・・プラズマN6f、、6 拳
・−・コンデンサ、T−・・・コイル、8・・・・ダイ
オード、9・骨・・高圧阻止用ダイオード、10・・・
・プラズマプラグ、11・・・・点火時期制御回路、1
2・・・・スイッチング用サイリスタ、13・・・・主
放電コンデンサ i 4 @ @ @ II副放電コン
デンサ、15・φ・・阻止ダイオード、16・・・・ダ
イオード、17・・・・スイッチング用サイリスタ、1
8・・・・制御回路。 なお、図中、同一符号は同−寸たは相当部分を示す。 代理人 大岩増雄 躬1図 姐21?1 ν′!帛図 1 7Vt 4図 手続補正書(自発) 昭和 ゛″!111年451」 特許庁長官殿 1、事件の表示 ↑4.願昭5B−207732号2 
発明の名称 プラズマ点火装置 3、補正をする者 代表とへ由仁へ部 4、代理人 明細書の発明の詳細な説明の欄 6、補正の内容

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)内燃機関の口伝に同期して発生するノ(ルスをデ
    ィストリビュータによシ各気筒の点火プラグに配電して
    火花放電による点火を行ない、プラズマ点火用電源から
    ダイオードを介して点火プラグにプラズマ点火エネルギ
    ー全注入するプラズマ点火装置においで、放電用コイル
    に直列に接続され、プラズマ点火エネルギーkWえる主
    放電コンデンサを有する主放電回路と、この主放電回路
    に並列に接続され、前記主放電コンデンサより小容量の
    副放電コンデンサを有する副放電回路と、点火プラグの
    点火時期にのみ導通状態になるスイッチング回路とを備
    え、前記火花放電により点火プラグの電極間を導通状態
    にすると共に、前記スイッチング回路を導通させ、主放
    電コンデンサおよび副放電コンデンサから点火プラグの
    電極間に高エネルギー電荷を注入してプラズマ点火全行
    なうことを特徴とするプラズマ点火装置。
  2. (2)主放電回路および副放電回路の放電を、内燃機関
    の負荷に応じて同時に、または選択して行なうことを特
    徴とする特許請求の範囲第1項記載のプラズマ点火装置
  3. (3)副放電コンデンサによる放電電流の最大値が主放
    電コンデンサによる放電電流の最大値より高くなるよう
    に回路定数を設定したことを特徴とする特許請求の範囲
    第1項または第2項記載のプラズマ点火装置。
JP20773283A 1983-11-04 1983-11-04 プラズマ点火装置 Granted JPS6098168A (ja)

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JPH0531667B2 JPH0531667B2 (ja) 1993-05-13

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