JPS61241465A - 点火システム - Google Patents
点火システムInfo
- Publication number
- JPS61241465A JPS61241465A JP61085192A JP8519286A JPS61241465A JP S61241465 A JPS61241465 A JP S61241465A JP 61085192 A JP61085192 A JP 61085192A JP 8519286 A JP8519286 A JP 8519286A JP S61241465 A JPS61241465 A JP S61241465A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- ignition
- voltage
- spark gap
- high voltage
- storage capacitor
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
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Classifications
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- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02P—IGNITION, OTHER THAN COMPRESSION IGNITION, FOR INTERNAL-COMBUSTION ENGINES; TESTING OF IGNITION TIMING IN COMPRESSION-IGNITION ENGINES
- F02P7/00—Arrangements of distributors, circuit-makers or -breakers, e.g. of distributor and circuit-breaker combinations or pick-up devices
- F02P7/02—Arrangements of distributors, circuit-makers or -breakers, e.g. of distributor and circuit-breaker combinations or pick-up devices of distributors
- F02P7/03—Arrangements of distributors, circuit-makers or -breakers, e.g. of distributor and circuit-breaker combinations or pick-up devices of distributors with electrical means
- F02P7/035—Arrangements of distributors, circuit-makers or -breakers, e.g. of distributor and circuit-breaker combinations or pick-up devices of distributors with electrical means without mechanical switching means
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02P—IGNITION, OTHER THAN COMPRESSION IGNITION, FOR INTERNAL-COMBUSTION ENGINES; TESTING OF IGNITION TIMING IN COMPRESSION-IGNITION ENGINES
- F02P3/00—Other installations
- F02P3/06—Other installations having capacitive energy storage
- F02P3/08—Layout of circuits
- F02P3/0876—Layout of circuits the storage capacitor being charged by means of an energy converter (DC-DC converter) or of an intermediate storage inductance
- F02P3/0884—Closing the discharge circuit of the storage capacitor with semiconductor devices
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02P—IGNITION, OTHER THAN COMPRESSION IGNITION, FOR INTERNAL-COMBUSTION ENGINES; TESTING OF IGNITION TIMING IN COMPRESSION-IGNITION ENGINES
- F02P9/00—Electric spark ignition control, not otherwise provided for
- F02P9/002—Control of spark intensity, intensifying, lengthening, suppression
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02P—IGNITION, OTHER THAN COMPRESSION IGNITION, FOR INTERNAL-COMBUSTION ENGINES; TESTING OF IGNITION TIMING IN COMPRESSION-IGNITION ENGINES
- F02P9/00—Electric spark ignition control, not otherwise provided for
- F02P9/002—Control of spark intensity, intensifying, lengthening, suppression
- F02P9/007—Control of spark intensity, intensifying, lengthening, suppression by supplementary electrical discharge in the pre-ionised electrode interspace of the sparking plug, e.g. plasma jet ignition
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- Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Combustion & Propulsion (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Plasma & Fusion (AREA)
- Ignition Installations For Internal Combustion Engines (AREA)
- Magnetic Heads (AREA)
- Generation Of Surge Voltage And Current (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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
０＊
本発明は特許請求の範囲第１項の全文に記載の点火シス
テムに係るものである。
テムに係るものである。
点火システムの設計に際しては最高の点火性能を有する
スパークをつくることが要諦である。燃料節約の目的で
現在開発されている薄い燃料を燃焼し、そして排気触媒
を有するエンジンでは点火性が高いということは特に重
要である。そのようなエンジンは、点火が容易でなく、
反応が遅い燃料・空気混合気体（λ≧ １．４）・を使
用し、そして排気触媒に入る未燃焼の燃料は触媒の燃焼
に導くことができるので触媒がある程度点火失敗を許容
する。
スパークをつくることが要諦である。燃料節約の目的で
現在開発されている薄い燃料を燃焼し、そして排気触媒
を有するエンジンでは点火性が高いということは特に重
要である。そのようなエンジンは、点火が容易でなく、
反応が遅い燃料・空気混合気体（λ≧ １．４）・を使
用し、そして排気触媒に入る未燃焼の燃料は触媒の燃焼
に導くことができるので触媒がある程度点火失敗を許容
する。
高電圧蓄積コンデンサと補助スパークギャップとを実際
のスパークプラグのスパークギャップに関連して使用す
ると（ＤＥ−Ｏ８２８１０１５９）、エネルギーの豊富
な点火スパークを得ることができ、そのエネルギーの大
部分をいわゆるスパークヘッド内で有利に変換する、す
なわち突破フェーズにする。しかし、そのような構成の
場合、蓄積コンデンサの形の容量の大きいコンデンサを
本質的に点火電圧まで充電しなければならず、これは普
通のトランジスタ点火システムでは性能が悪いので不可
能であり、それ自体性能がよい高電圧コンデンサの点火
システムの場合でも一次エネルギー源（電池２発電機）
の許容負荷での電力が小さいためやはり不可能である。
のスパークプラグのスパークギャップに関連して使用す
ると（ＤＥ−Ｏ８２８１０１５９）、エネルギーの豊富
な点火スパークを得ることができ、そのエネルギーの大
部分をいわゆるスパークヘッド内で有利に変換する、す
なわち突破フェーズにする。しかし、そのような構成の
場合、蓄積コンデンサの形の容量の大きいコンデンサを
本質的に点火電圧まで充電しなければならず、これは普
通のトランジスタ点火システムでは性能が悪いので不可
能であり、それ自体性能がよい高電圧コンデンサの点火
システムの場合でも一次エネルギー源（電池２発電機）
の許容負荷での電力が小さいためやはり不可能である。
これは主として点火コイル中の、そして点火コイルの２
次側を特定の点火ストランドへ接続している高電圧点火
ディストリビュータ中の損失に原因している。
次側を特定の点火ストランドへ接続している高電圧点火
ディストリビュータ中の損失に原因している。
１１し１盟」Ｌ
本発明の目的は、−次エネルギー源を強化したり、余分
に負荷することなく所要の点火電圧を確実に供給し、そ
して同時にエネルギーの豊富な点火スパークを確実に供
給することのできる点火シ、ステムを提供することであ
る。
に負荷することなく所要の点火電圧を確実に供給し、そ
して同時にエネルギーの豊富な点火スパークを確実に供
給することのできる点火シ、ステムを提供することであ
る。
本発明に従ってこの目的は、特許請求の範囲第１項の後
文に記載の特徴を有する点火システムにより達成される
。数多くの点火ストランドに低インダクタンス高電圧の
変圧器を使用し、そして高電圧側の点火ディストリビュ
ータをそのような結果排除したことが、中電圧蓄積コン
デンサ（このコンデンサに一次エネルギー源は中電圧ト
ランスを介して作用している）から高電圧蓄積コンデン
サへ低損失で、しかも非常に急速にエネルギーを再充電
することに大きく寄与している。
文に記載の特徴を有する点火システムにより達成される
。数多くの点火ストランドに低インダクタンス高電圧の
変圧器を使用し、そして高電圧側の点火ディストリビュ
ータをそのような結果排除したことが、中電圧蓄積コン
デンサ（このコンデンサに一次エネルギー源は中電圧ト
ランスを介して作用している）から高電圧蓄積コンデン
サへ低損失で、しかも非常に急速にエネルギーを再充電
することに大きく寄与している。
充電信頼性を損うことなく、高電圧コンデンサの容量を
大きくしてあり、補助ギャップのブレークダウンに続い
てさえも、すなわち蓄積容量とスパークプラグの容量と
が並列となったときも、スパークプラグの電圧はスパー
クプラグのスパークギャップのすべての動作状態に対し
て十分であるように十分に高くなっている。約２０１）
Ｆのスパークプラグの自己容量に対して約３００ｐ Ｆ
の値が高電圧蓄積コンデンサとして典型的な値である。
大きくしてあり、補助ギャップのブレークダウンに続い
てさえも、すなわち蓄積容量とスパークプラグの容量と
が並列となったときも、スパークプラグの電圧はスパー
クプラグのスパークギャップのすべての動作状態に対し
て十分であるように十分に高くなっている。約２０１）
Ｆのスパークプラグの自己容量に対して約３００ｐ Ｆ
の値が高電圧蓄積コンデンサとして典型的な値である。
補助スパークギャップはス′イツチを構成しており、こ
のスイッチはブレークダウン電圧になると突然低インピ
ーダンスとなり、完全なイグニッションストランドの低
インダクタンスと低インピーダンス（約１００ｋＶ ／
μＳのイグニッションスパークギャップで電圧が上昇す
ることを保証している高電圧をつくる電圧変圧器のイン
ピーダンスを含む）を得ることができる。こうしてスパ
ークプラグのスパークギャップで変換されたエネルギー
の大部分はプラズマの確立に使用され、従って点火しよ
うとする混合気体中で使用される。
のスイッチはブレークダウン電圧になると突然低インピ
ーダンスとなり、完全なイグニッションストランドの低
インダクタンスと低インピーダンス（約１００ｋＶ ／
μＳのイグニッションスパークギャップで電圧が上昇す
ることを保証している高電圧をつくる電圧変圧器のイン
ピーダンスを含む）を得ることができる。こうしてスパ
ークプラグのスパークギャップで変換されたエネルギー
の大部分はプラズマの確立に使用され、従って点火しよ
うとする混合気体中で使用される。
個々のイグニッションストランドに必要とされる低イン
ピーダンスと低インダクタンスとは中電圧蓄積コンデン
サを個々のイグニッションストランドへ接続するスイッ
チング要素を含んでいる。
ピーダンスと低インダクタンスとは中電圧蓄積コンデン
サを個々のイグニッションストランドへ接続するスイッ
チング要素を含んでいる。
サイリスタを使用するのが好ましい。サイリスタは時間
的に精確に制御でき、そして自動的に再び急速にオフと
される。−数似直流電圧源が作用する中電圧変圧器にブ
ロッキング発振器を設けるのが好ましい。それは短絡回
路が生じないように保証されており、比較的損失を生じ
ないように構成することが可能であり、電力については
最適な仕方で適合させることができ、そして十分に急速
に電圧を高めることができる。電圧変圧器が作用する中
電圧蓄積コンデンサは約７００ボルトへ充電されるのが
好ましく、そしてそれの容量は約１．５μＦである。約
３００ｐＦの容量では高電圧側の蓄積コンデンサは約３
０ ｋＶに充電されることができる。
的に精確に制御でき、そして自動的に再び急速にオフと
される。−数似直流電圧源が作用する中電圧変圧器にブ
ロッキング発振器を設けるのが好ましい。それは短絡回
路が生じないように保証されており、比較的損失を生じ
ないように構成することが可能であり、電力については
最適な仕方で適合させることができ、そして十分に急速
に電圧を高めることができる。電圧変圧器が作用する中
電圧蓄積コンデンサは約７００ボルトへ充電されるのが
好ましく、そしてそれの容量は約１．５μＦである。約
３００ｐＦの容量では高電圧側の蓄積コンデンサは約３
０ ｋＶに充電されることができる。
この無損失伝送は従来の高インダクタンスのイグニッシ
ョンコイルでは、そして高電圧側でのイグニッションデ
ィストリビューションでは不可能であることが判明して
いる。
ョンコイルでは、そして高電圧側でのイグニッションデ
ィストリビューションでは不可能であることが判明して
いる。
Ｉましい 例の詳細な説明
第１図を参照する。スイッチの形の分離部材を使用して
いる発電機１２又は電池１１のｆｆ１ｌｊにより、例え
ば１２Ｖまたはそれ以下の電圧をブロッキング発振器の
形の電圧変圧器２へ加える。このブロッキング発振！！
！２は、例えば１．５μＦの箔コンデンサの形の中間電
圧エネルギー蓄積手段１を約７００Ｖにまで充電する。
いる発電機１２又は電池１１のｆｆ１ｌｊにより、例え
ば１２Ｖまたはそれ以下の電圧をブロッキング発振器の
形の電圧変圧器２へ加える。このブロッキング発振！！
！２は、例えば１．５μＦの箔コンデンサの形の中間電
圧エネルギー蓄積手段１を約７００Ｖにまで充電する。
この中間電圧エネルギー蓄積手段１の下流に、点火しよ
うとする多数のユニット、すなわちスパークプラグ又は
シリンダに対応する並列枝路がある。中間電圧エネルギ
ー蓄積手段１の出力に、イグニッションストランドと同
数の、そして並列になっている制御可能素子、好ましく
は高速サイリスタ３ａ 、３ｂ 、３ｃ 、３ｄ等が設
けられている。イグニッションストランドは、非常に低
いインダクタンスの、そして低いオーム損、誘電損及び
磁気損の変圧器４Ｘ （Ｘ−ａ 、 ｂ 。
うとする多数のユニット、すなわちスパークプラグ又は
シリンダに対応する並列枝路がある。中間電圧エネルギ
ー蓄積手段１の出力に、イグニッションストランドと同
数の、そして並列になっている制御可能素子、好ましく
は高速サイリスタ３ａ 、３ｂ 、３ｃ 、３ｄ等が設
けられている。イグニッションストランドは、非常に低
いインダクタンスの、そして低いオーム損、誘電損及び
磁気損の変圧器４Ｘ （Ｘ−ａ 、 ｂ 。
Ｃ６・・・）と、約２００ないし４００９ ｌ”のセラ
ミックコンデンサの形の高電圧エネルギーの蓄積手段５
ｘと、圧縮ガス充填スパークギャップの形の分離部材６
Ｘと、エネルギー蓄積手段７ｘと、スパークプラグの自
己容量の形の、又はスパークプラグのスパークギャップ
の形のエネルギーコンバータ８Ｘとを備えている。
ミックコンデンサの形の高電圧エネルギーの蓄積手段５
ｘと、圧縮ガス充填スパークギャップの形の分離部材６
Ｘと、エネルギー蓄積手段７ｘと、スパークプラグの自
己容量の形の、又はスパークプラグのスパークギャップ
の形のエネルギーコンバータ８Ｘとを備えている。
イグニッションストランド４ｘないし８ｘの好ましい構
造を第３図に示す。高電圧蓄積コンデンサ５Ｘは変圧器
４Ｘの高電圧出力へ接続されている。コンデンサ５Ｘに
並列に接続されているのは補助スパークギャップ６Ｘと
、点火スパークギャップ８Ｘを有するスパークプラグコ
ンデンサ７ｘとの直列接続である。スパークプラグコン
デンサ７ｘの典型的な容量は２０ ｐＦである。補助ス
パークギャップ６ｘのブレークダウンより前に、変圧器
４ｘが生じる電圧が補助スパークギャップ６ｘで降下す
ることを保証するためには補助スパークギャップ６Ｘの
容量はスパークプラグコンデンサ７ｘと比較して小さく
なければならず、そして約２ ｐＦであるのが好まし
い。蓄積コンデンサ５Ｘの容量は十分に大きく、そのた
め補助スパークギャップ６Ｘが通電してから、すなわち
蓄積コンデンサ５Ｘの容量とスパークプラグの容量とが
並列になるとき、その総容量は蓄積コンデンサ５ｘの容
量により本質的に決定される。これは１００ｐＦのオー
ダーの、すなわち２００ないし４００１） Ｆの蓄積コ
ンデンサの容量値になる。このことが、スパークギャッ
プ６Ｘの通電に続くスパークプラグのスパークギャップ
８ｘの電圧が蓄積コンデンサ５Ｘの充’ＲＮ圧以下には
っきりと分るほどには低下しないことを保証している。
造を第３図に示す。高電圧蓄積コンデンサ５Ｘは変圧器
４Ｘの高電圧出力へ接続されている。コンデンサ５Ｘに
並列に接続されているのは補助スパークギャップ６Ｘと
、点火スパークギャップ８Ｘを有するスパークプラグコ
ンデンサ７ｘとの直列接続である。スパークプラグコン
デンサ７ｘの典型的な容量は２０ ｐＦである。補助ス
パークギャップ６ｘのブレークダウンより前に、変圧器
４ｘが生じる電圧が補助スパークギャップ６ｘで降下す
ることを保証するためには補助スパークギャップ６Ｘの
容量はスパークプラグコンデンサ７ｘと比較して小さく
なければならず、そして約２ ｐＦであるのが好まし
い。蓄積コンデンサ５Ｘの容量は十分に大きく、そのた
め補助スパークギャップ６Ｘが通電してから、すなわち
蓄積コンデンサ５Ｘの容量とスパークプラグの容量とが
並列になるとき、その総容量は蓄積コンデンサ５ｘの容
量により本質的に決定される。これは１００ｐＦのオー
ダーの、すなわち２００ないし４００１） Ｆの蓄積コ
ンデンサの容量値になる。このことが、スパークギャッ
プ６Ｘの通電に続くスパークプラグのスパークギャップ
８ｘの電圧が蓄積コンデンサ５Ｘの充’ＲＮ圧以下には
っきりと分るほどには低下しないことを保証している。
その求められている電圧は約３０ ｋＶである。
一次エネルギー源、すなわち電池又は発電機を使用しな
いで数１００ｐｌ”の容量に約３０ ｋＶの電圧を生じ
させたのは、低損失、低インダクタンス、高電圧の変圧
器４ｘをそれの高電圧側で点火のディストリビューショ
ンなしで使用したことによってであり、そして変圧器４
Ｘの低電圧側で点火のディストリビューションの代りに
分離部材３ｘを使用したことによってである。
いで数１００ｐｌ”の容量に約３０ ｋＶの電圧を生じ
させたのは、低損失、低インダクタンス、高電圧の変圧
器４ｘをそれの高電圧側で点火のディストリビューショ
ンなしで使用したことによってであり、そして変圧器４
Ｘの低電圧側で点火のディストリビューションの代りに
分離部材３ｘを使用したことによってである。
＾電圧変圧器に特に適している値としては、約１５０１
１１Ｈの１次側のインダクタンス、３５０ｍΩの１次側
の抵抗、３５０ｎ＋Ｈの２次側のインダクタンスそして
１８０Ωの２次側の抵抗である。フェライトコアは低損
失コアである。
１１Ｈの１次側のインダクタンス、３５０ｍΩの１次側
の抵抗、３５０ｎ＋Ｈの２次側のインダクタンスそして
１８０Ωの２次側の抵抗である。フェライトコアは低損
失コアである。
高電圧変圧器４Ｘの低インダクタンスは中間電圧蓄積コ
ンデンサからちょうどロックオンされた高電圧蓄積コン
デンサ５Ｘに非常に急速に再充電するプロセスに至り、
これは補助スパークギャップ６ｘの急速なブレークダウ
ンと関連してスパークプラグのスパークギャップへ約１
００ｋＶ／μＳの電圧上昇を与える。これが点火スパー
クギャップ８Ｘ中でのエネルギー変換が点火スパークの
ヘッドでナノ秒の範囲で生じるのを助け、そしてその利
用できる時間内で無視できる程度の少量のエネルギーが
、例えばスパークプラグの碍子のすすを通して生じてい
ることのある分路を介して流出することがある。
ンデンサからちょうどロックオンされた高電圧蓄積コン
デンサ５Ｘに非常に急速に再充電するプロセスに至り、
これは補助スパークギャップ６ｘの急速なブレークダウ
ンと関連してスパークプラグのスパークギャップへ約１
００ｋＶ／μＳの電圧上昇を与える。これが点火スパー
クギャップ８Ｘ中でのエネルギー変換が点火スパークの
ヘッドでナノ秒の範囲で生じるのを助け、そしてその利
用できる時間内で無視できる程度の少量のエネルギーが
、例えばスパークプラグの碍子のすすを通して生じてい
ることのある分路を介して流出することがある。
高電圧変圧器４Ｘのインダクタンスが低いので、この変
圧器と＾電圧蓄積コンデンサ５ｘまたは中間電圧蓄積コ
ンデンサ１との組み合せが非常に急速に振動する発振回
路となり、ナノ秒の範囲で変換されないエネルギーは中
間電圧蓄積コンデンサへ戻される。このことを可能とす
るためこのとき既にオフとなっているサイリスタ３Ｘの
スイッチング路と逆並列にダイオードを入れる。
圧器と＾電圧蓄積コンデンサ５ｘまたは中間電圧蓄積コ
ンデンサ１との組み合せが非常に急速に振動する発振回
路となり、ナノ秒の範囲で変換されないエネルギーは中
間電圧蓄積コンデンサへ戻される。このことを可能とす
るためこのとき既にオフとなっているサイリスタ３Ｘの
スイッチング路と逆並列にダイオードを入れる。
中間電圧蓄積コンデンサ１と高電圧変圧器４Ｘとの間の
分離部材３ｘの要件は、それが時間的にきっちりして制
御可能であり、非常に急速に切換わり、そして通電状態
では非常に低いインピーダンスを呈し、損失も回避して
いるということである。これらの要件は現在入手し得る
型式の速いサイリスタでは満足されている。
分離部材３ｘの要件は、それが時間的にきっちりして制
御可能であり、非常に急速に切換わり、そして通電状態
では非常に低いインピーダンスを呈し、損失も回避して
いるということである。これらの要件は現在入手し得る
型式の速いサイリスタでは満足されている。
分離部材３Ｘはランダムな適当な仕方で制御できる。分
離部材３Ｘを制御しているシグナルコンバータ９は例え
ばバー７オマンス チャートコンピュータでよく、これ
はシグナル ジェネレータ１０（センサー）により制御
され、点火時間はエンジンの要件、負荷の状態等に応じ
て調整できる。
離部材３Ｘを制御しているシグナルコンバータ９は例え
ばバー７オマンス チャートコンピュータでよく、これ
はシグナル ジェネレータ１０（センサー）により制御
され、点火時間はエンジンの要件、負荷の状態等に応じ
て調整できる。
シグナルコンバータ９は高電圧機能を有しないコンパ−
テッド メカニカル ハイボルテージ イグニッション
ディストリビュータでよく、これはヴ？キュームアド
バンスとリタードのセンサ、遠心タイミング制御、シリ
ンダー検出等を含んでいる。
テッド メカニカル ハイボルテージ イグニッション
ディストリビュータでよく、これはヴ？キュームアド
バンスとリタードのセンサ、遠心タイミング制御、シリ
ンダー検出等を含んでいる。
中間電圧変圧器２はブロッキング発振器であるのが好ま
しい。それは比較的低損失につくれるし、最適電力とす
ることができ、短絡を生じることはなく、そしてミリ秒
の範囲で急速に昇圧できるからである。更に、それは非
常に小型である。３Ｖの一次電圧からエンジンを始動す
るのに十分な約１０ヘルツの一連のパルスで中間電圧エ
ネルギー蓄積手段１を十分に充電することも、ブロッキ
ング発振原理を利用してできる（極寒始動）。
しい。それは比較的低損失につくれるし、最適電力とす
ることができ、短絡を生じることはなく、そしてミリ秒
の範囲で急速に昇圧できるからである。更に、それは非
常に小型である。３Ｖの一次電圧からエンジンを始動す
るのに十分な約１０ヘルツの一連のパルスで中間電圧エ
ネルギー蓄積手段１を十分に充電することも、ブロッキ
ング発振原理を利用してできる（極寒始動）。
上に説明したように原理を更に発展させて、各場合に幾
つかの中間電圧エネルギー蓄積手段１が各イグニッショ
ンストランドに作用するようにもできるし、その場合対
応しての付加的な分離部材３Ｘを設ける。こうして、点
火プロセス毎、スパークプラグ毎に、幾つかのエネルギ
ーの豊富なスパークが順次つくられる。イグニッション
システムがスパークシーケンスに従って電池又は発電機
からエネルギーを取出すとき、最大スパークシーケンス
の半分迄ダブルスパークは可能であり、そして最大イグ
ニッションシーケンスの３分１で三重スパークは、最大
スパークシーケンスにおけるよりも電池もしくは発電機
に大きな負荷をかけることなく可能である。
つかの中間電圧エネルギー蓄積手段１が各イグニッショ
ンストランドに作用するようにもできるし、その場合対
応しての付加的な分離部材３Ｘを設ける。こうして、点
火プロセス毎、スパークプラグ毎に、幾つかのエネルギ
ーの豊富なスパークが順次つくられる。イグニッション
システムがスパークシーケンスに従って電池又は発電機
からエネルギーを取出すとき、最大スパークシーケンス
の半分迄ダブルスパークは可能であり、そして最大イグ
ニッションシーケンスの３分１で三重スパークは、最大
スパークシーケンスにおけるよりも電池もしくは発電機
に大きな負荷をかけることなく可能である。
中間電圧エネルギー蓄積手段１の利用できるエネルギー
を弛張振動として、各場合高電圧エネルギー蓄積手段５
Ｘに含まれるエネルギーをもって、時間的に続いている
多数スパークを得ることもできる。
を弛張振動として、各場合高電圧エネルギー蓄積手段５
Ｘに含まれるエネルギーをもって、時間的に続いている
多数スパークを得ることもできる。
点火システムの低インピーダンスという性質を保証する
ためシステムをコンパクトにそして線路を短かくして構
成するのがよい。第１図は全系統の幾つかのセクション
に分けて各セクションの構成を示している。
ためシステムをコンパクトにそして線路を短かくして構
成するのがよい。第１図は全系統の幾つかのセクション
に分けて各セクションの構成を示している。
第２図は第１図の回路の部分の詳細図である。
シグナルコンバータ９、例えばパーフォマンスチャート
カルキュレータはそれの出力制御信号を光学カプラーの
発光ダイオード２０ａ、 ２０ｂ、 ２０ｃ、２０ｄ等
へ供給し、これらの光学カプラーにより、１つのイグニ
ッションストランドから別のイグニッションストランド
への漏話を抑圧するため電力部分は制御要素から電気的
に分離されている。光学カプラーのホトトランジスタ２
１ａ、 ２１ｂ、 ２１ｃ、２１６等は３つの信号をサ
イリスタ３ａ、 ３ｂ、３ｃ、３ｄ等の制御電極へ供
給し、これらのサイリスタは高電圧変圧器４ａ、４ｂ、
４ｃ、４ｄ等の一次巻線と直列になっている。サイリス
タ３ｘと高電圧変圧器４Ｘの一次巻線の直列接続（これ
は減結合ダイオード２２Ｘを含んでいる）へ中間電圧コ
ンデンサ１の電圧を加える。このコンデンサ１は発電機
又は電池からブロッキング発振器２により二。
カルキュレータはそれの出力制御信号を光学カプラーの
発光ダイオード２０ａ、 ２０ｂ、 ２０ｃ、２０ｄ等
へ供給し、これらの光学カプラーにより、１つのイグニ
ッションストランドから別のイグニッションストランド
への漏話を抑圧するため電力部分は制御要素から電気的
に分離されている。光学カプラーのホトトランジスタ２
１ａ、 ２１ｂ、 ２１ｃ、２１６等は３つの信号をサ
イリスタ３ａ、 ３ｂ、３ｃ、３ｄ等の制御電極へ供
給し、これらのサイリスタは高電圧変圧器４ａ、４ｂ、
４ｃ、４ｄ等の一次巻線と直列になっている。サイリス
タ３ｘと高電圧変圧器４Ｘの一次巻線の直列接続（これ
は減結合ダイオード２２Ｘを含んでいる）へ中間電圧コ
ンデンサ１の電圧を加える。このコンデンサ１は発電機
又は電池からブロッキング発振器２により二。
三面ボルトへ充電される。シグナルコンバータ９により
ＩＩＩｍされるサイリスタが通電すると直ちに、立上り
の速い、そしてピーク電流の大きい電流が流れる。高電
圧変圧器４ｘのインダクタンスとインピーダンスが低く
、そしてサイリスタ３Ｘの動作が速いからである。高電
圧変圧器４Ｘは二次側電圧を高電圧とし、そして高電圧
蓄積コンデンサ５Ｘ（第２図には示していない）を高効
率でナノ秒の範囲で約３０ ｋＶの所望電圧まで充電す
る。
ＩＩＩｍされるサイリスタが通電すると直ちに、立上り
の速い、そしてピーク電流の大きい電流が流れる。高電
圧変圧器４ｘのインダクタンスとインピーダンスが低く
、そしてサイリスタ３Ｘの動作が速いからである。高電
圧変圧器４Ｘは二次側電圧を高電圧とし、そして高電圧
蓄積コンデンサ５Ｘ（第２図には示していない）を高効
率でナノ秒の範囲で約３０ ｋＶの所望電圧まで充電す
る。
ナノ秒の範囲で変換されなかったエネルギーを中間電圧
蓄積コンデンサへ戻すことが望まれるのであれば、減結
合ダイオード２２Ｘを省略し、そしてサイリスタへ逆並
列にダイオードを接続する。
蓄積コンデンサへ戻すことが望まれるのであれば、減結
合ダイオード２２Ｘを省略し、そしてサイリスタへ逆並
列にダイオードを接続する。
本発明のイグニッションシステムの有効性を立証するた
め次の試験を行なった。機械的な高電圧ディストリビュ
ータを有する普通のトランジスタ点火システムに１００
ｐＦの補助スパークコネクタと２０ ｋＶの補助スパー
クギャップとを補充して６気筒エンジンを作動し次の結
果を得た。
め次の試験を行なった。機械的な高電圧ディストリビュ
ータを有する普通のトランジスタ点火システムに１００
ｐＦの補助スパークコネクタと２０ ｋＶの補助スパー
クギャップとを補充して６気筒エンジンを作動し次の結
果を得た。
ａ）エンジン内の混合気体を少し簿くすることができた
だけであり、そして混合気体へ供給した２０ ｍＪのエ
ネルギーではすべての作動状態に対し十分ではない。−
次側の電力消費は９６Ｗであった。
だけであり、そして混合気体へ供給した２０ ｍＪのエ
ネルギーではすべての作動状態に対し十分ではない。−
次側の電力消費は９６Ｗであった。
ｂ）寒冷始動の場合に２３ ｋＶまでの電圧がスパーク
プラグに現われ、２０ ｋＶまでは補助スパークもギャ
ップはブレークダウンしなかった。スパークプラグの電
圧は２０ ｋＶ以上になると約４００Ｖ ／μＳの正常
速度で上昇した。導電性の沈着層があるとスパークプラ
グの碍子ベースを介して過大なエネルギーが流出し、そ
のため点火失敗が生じる。
プラグに現われ、２０ ｋＶまでは補助スパークもギャ
ップはブレークダウンしなかった。スパークプラグの電
圧は２０ ｋＶ以上になると約４００Ｖ ／μＳの正常
速度で上昇した。導電性の沈着層があるとスパークプラ
グの碍子ベースを介して過大なエネルギーが流出し、そ
のため点火失敗が生じる。
Ｃ）冷えて、内部で露のついた機械的ディストリビュー
タの場合には１７ ｋＶという低い電圧で高電圧スパー
クオーバーがあり、従って点火失敗が生じる。スパーク
ギャップの応答電圧はその場合２７ ｋＶまで増大し、
そして蓄積コンデンサの容量は３３０１）Ｆとなる。
タの場合には１７ ｋＶという低い電圧で高電圧スパー
クオーバーがあり、従って点火失敗が生じる。スパーク
ギャップの応答電圧はその場合２７ ｋＶまで増大し、
そして蓄積コンデンサの容量は３３０１）Ｆとなる。
市場で入手し得る点火システムをこの組合せに鞍替えす
ることはできない。構造原理を保持すると、電池又は発
Ｎ機で３６０Ｗの電力消費となり、これは電池又は発電
機を強化しなければ不可能なことであった。中間エネル
ギー蓄積手段としての点火コイルを、ブロッキング発振
器を介して７００■へ充電する容量１．５μＦのコンデ
ンサに置き替えた。このコンデンサをサイリスタを介し
て再充電した。低損失、低インダクタンスの変圧器が３
３０ｐ Ｆの高電圧蓄積コンデンサの中へスパークプラ
グの数に低電圧側に存在している。
ることはできない。構造原理を保持すると、電池又は発
Ｎ機で３６０Ｗの電力消費となり、これは電池又は発電
機を強化しなければ不可能なことであった。中間エネル
ギー蓄積手段としての点火コイルを、ブロッキング発振
器を介して７００■へ充電する容量１．５μＦのコンデ
ンサに置き替えた。このコンデンサをサイリスタを介し
て再充電した。低損失、低インダクタンスの変圧器が３
３０ｐ Ｆの高電圧蓄積コンデンサの中へスパークプラ
グの数に低電圧側に存在している。
その場合３３０ｐ Ｆの蓄積コンデンサと２７ ｋＶの
補助ギャップとの組合せに鞍会えすることができ、そし
て１００ｋＶ／μＳの立上り時間の針状パルスとして少
なくとも２３に■を各エンジンの動作点で与えることが
できた。
補助ギャップとの組合せに鞍会えすることができ、そし
て１００ｋＶ／μＳの立上り時間の針状パルスとして少
なくとも２３に■を各エンジンの動作点で与えることが
できた。
上に述べた点火システムの使用は単気筒又は多気筒の往
復ピストン型エンジンだけに限られるものではなく、ロ
ータリーピストンエンジン、ガスタービン等にも使用で
き、燃料も例えばジーゼル。
復ピストン型エンジンだけに限られるものではなく、ロ
ータリーピストンエンジン、ガスタービン等にも使用で
き、燃料も例えばジーゼル。
ガソリン、アルコール、エタノール、水素、水素−ガソ
リン、バイオガス、天然ガス、プロパン等広範にわたり
、又薄（も濃くも、混合比が高くても低くても使用でき
る。
リン、バイオガス、天然ガス、プロパン等広範にわたり
、又薄（も濃くも、混合比が高くても低くても使用でき
る。
ここに述べた点火システムにおける有利なエネルギー利
用により、少ない点火エネルギーで、車の付加的加熱シ
ステムにもそれを利用することができる。点火システム
の効率が高いので、−次エネルギー源は太Ｉｌ！電池又
は手動発電機でもよく、そして例えば２Ａのサージ電流
を供給できる強力電池を短時間使用できる。
用により、少ない点火エネルギーで、車の付加的加熱シ
ステムにもそれを利用することができる。点火システム
の効率が高いので、−次エネルギー源は太Ｉｌ！電池又
は手動発電機でもよく、そして例えば２Ａのサージ電流
を供給できる強力電池を短時間使用できる。
第１図は、多気筒内燃機関の点火システムのブロック回
路図である。 第２図は第１図の重要部分の詳細な回路図である。 第３図は高電圧変圧器の２次側の回路図である。 図中： 。 １：中間電圧エネルギー蓄積手段（箔コンデンサ） ２ニブロッキング発振器 ３Ｘ：ｉ速すイリスタ ４ｘ：高電圧変速機 ５ｘ：高電圧エネルギー蓄積手段 ６Ｘ二分離部材（圧縮ガス充填スパークギャップ） ７ｘ＝工ネルギー蓄積手段（スパークプラグコンデンサ
） ８Ｘ＝スパークプラグのスパークギャップ９：パーフオ
マンス チャート コンピュータ１０：センサー １１：電池 １２：発ｉ！機 第３図
路図である。 第２図は第１図の重要部分の詳細な回路図である。 第３図は高電圧変圧器の２次側の回路図である。 図中： 。 １：中間電圧エネルギー蓄積手段（箔コンデンサ） ２ニブロッキング発振器 ３Ｘ：ｉ速すイリスタ ４ｘ：高電圧変速機 ５ｘ：高電圧エネルギー蓄積手段 ６Ｘ二分離部材（圧縮ガス充填スパークギャップ） ７ｘ＝工ネルギー蓄積手段（スパークプラグコンデンサ
） ８Ｘ＝スパークプラグのスパークギャップ９：パーフオ
マンス チャート コンピュータ１０：センサー １１：電池 １２：発ｉ！機 第３図
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １、点火スパークギャップ、補助スパークギャップ、そ
して補助スパークギャップが通電したとき点火スパーク
ギャップを介して放電するように接続された高電圧蓄積
コンデンサ及び点火電圧と同程度の電圧を高電圧蓄積コ
ンデンサに生ぜしめる高電圧変圧器を含む１つ又はそれ
以上の並列イグニッションストランド； 点火電圧をつくるための開始点としての低電圧源；及び イグニッションストランドの適時制御手段 を備える点火システムにおいて、 前記の高電圧変圧器はイグニッションストランド内にあ
って、最小のインダクタンスと最小のインピーダンスと
を有し； 前記の低電圧源と前記の高電圧変圧器との間に、低電圧
と点火電圧との間の中間電圧を生じる中間電圧変圧器と
、中間電圧へ充電される中間電圧蓄積コンデンサとを設
け；そして この中間電圧蓄積コンデンサと前記の高電圧変圧器との
間に並列の、制御可能のスイッチング素子を各イグニッ
ションストランドに対して設け、これらのスイッチング
素子を前記の適時制御手段により制御する ようにしたことを特徴とする点火システム。 ２、前記の中間電圧変圧器としてブロッキング発振器を
使用した特許請求の範囲第１項に記載の点火システム。 ３、前記の制御可能なスイッチング素子としてサイリス
タを使用した特許請求の範囲第１項又は第２項に記載の
点火システム。 ４、点火スパークギャップでナノ秒の範囲で変換されな
かったエネルギーを前記の中間電圧蓄積コンデンサへ戻
すため各サイリスタへ逆並列にダイオードを接続した特
許請求の範囲第３項に記載の点火システム。 ５、信号伝達のため光学カプラーを使用することにより
前記の制御可能なスイッチング素子から前記の適時制御
手段を電気的に分離した特許請求の範囲第３項に記載の
点火システム。 ６、各イグニッションストランドに複数の中間電圧変圧
器と複数の制御可能なスイッチング素子とを設け、１つ
のストランドのスイッチング素子は時間をずらして制御
することができる特許請求の範囲第１ないし５項のいず
れかに記載の点火システム。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE3513422.4 | 1985-04-15 | ||
| DE3513422A DE3513422C2 (de) | 1985-04-15 | 1985-04-15 | Zündanlage für Brennkraftmaschinen |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS61241465A true JPS61241465A (ja) | 1986-10-27 |
Family
ID=6268042
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP61085192A Pending JPS61241465A (ja) | 1985-04-15 | 1986-04-15 | 点火システム |
Country Status (9)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US4727891A (ja) |
| EP (1) | EP0200010B1 (ja) |
| JP (1) | JPS61241465A (ja) |
| AT (1) | ATE70598T1 (ja) |
| BR (1) | BR8601692A (ja) |
| DD (1) | DD245702A5 (ja) |
| DE (1) | DE3513422C2 (ja) |
| ES (1) | ES8706903A1 (ja) |
| IN (1) | IN166150B (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2011502238A (ja) * | 2007-10-24 | 2011-01-20 | パウエル，ジュード | 冷房装置 |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| IT1204274B (it) * | 1986-04-24 | 1989-03-01 | Claudio Filippone | Dispositivo di accensione a controllo elettronico di plasma,per motori a combustione interna |
| DE3731393A1 (de) * | 1987-09-18 | 1989-04-06 | Bosch Gmbh Robert | Hochspannungsschalter |
| JPH04349386A (ja) * | 1991-05-27 | 1992-12-03 | West Electric Co Ltd | 内燃機関点火装置用の定電圧放電管 |
| DE4117808C2 (de) * | 1991-05-31 | 1994-09-22 | Bosch Gmbh Robert | Zündanlagen für Brennkraftmaschinen mit Hochspannungsschalter |
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| DE102015002104B4 (de) | 2015-02-23 | 2024-08-01 | Spectro Analytical Instruments Gmbh | Energieeffizienter und immanent sicherer Anregungsgenerator |
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| SE437286B (sv) * | 1982-07-09 | 1985-02-18 | Saab Scania Ab | Tendsystem for flercylindrig fyrtaktmotor |
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-
1985
- 1985-04-15 DE DE3513422A patent/DE3513422C2/de not_active Expired - Fee Related
-
1986
- 1986-04-01 AT AT86104406T patent/ATE70598T1/de not_active IP Right Cessation
- 1986-04-01 EP EP86104406A patent/EP0200010B1/de not_active Expired - Lifetime
- 1986-04-02 IN IN304/DEL/86A patent/IN166150B/en unknown
- 1986-04-11 DD DD86289028A patent/DD245702A5/de unknown
- 1986-04-15 ES ES553995A patent/ES8706903A1/es not_active Expired
- 1986-04-15 US US06/852,285 patent/US4727891A/en not_active Expired - Fee Related
- 1986-04-15 JP JP61085192A patent/JPS61241465A/ja active Pending
- 1986-04-15 BR BR8601692A patent/BR8601692A/pt not_active IP Right Cessation
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|---|---|
| US4727891A (en) | 1988-03-01 |
| DE3513422C2 (de) | 1993-10-28 |
| ATE70598T1 (de) | 1992-01-15 |
| ES553995A0 (es) | 1987-07-01 |
| BR8601692A (pt) | 1986-12-16 |
| ES8706903A1 (es) | 1987-07-01 |
| IN166150B (ja) | 1990-03-17 |
| DD245702A5 (de) | 1987-05-13 |
| EP0200010B1 (de) | 1991-12-18 |
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| DE3513422A1 (de) | 1986-12-18 |
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