WO2004007952A1

WO2004007952A1 - エンジンのアースシステム

Info

Publication number: WO2004007952A1
Application number: PCT/JP2002/010564
Authority: WO
Inventors: Jun Suzuki; Akira Sato
Original assignee: Sun Automobile Corporation
Priority date: 2002-07-16
Filing date: 2002-10-10
Publication date: 2004-01-22
Also published as: AU2002344073A1; US20050166882A1; JP3950140B2; CN1628214A; JPWO2004007952A1; KR20050046658A; US7104234B2

Abstract

エンジンのポテンシャルをアップさせるエンジンのアースシステムを提供する。一端部をバッテリの負極端子に電気接続したアース線の中間部位を、エンジンのアースポイントに電気接続して経由した後、アース線の他端部を車体に接地してなるエンジンのアースシステムであって、エンジンのアースポイントを、エンジンのシリンダヘッド、インテークマニホールド用締結部材、シリンダヘッドカバー、スロットルボディ7b等にし、さらに、プラグキャップ用締結部材とインテークマニホールド用締結部材との間にもプラグキャップ用アース線を配線した。

Description

明細騫

エンジンのアースシステム技術分野

本発明は、エンジンのアースシステムに係り、例えばィグナイタ内蔵型のダイレクトイグニッシヨンコイルを搭載した自動車用エンジンのァースポイントを、アース線を介してバッテリの負極端子に直接にアースすることにより、電気抵抗を小さくして電流の流れを円滑にして、エンジンの各種性能を向上させるエンジンのアースシステムに関する。背景技術

自動車に搭載されたエンジンの出力性能を増大させる手段には、種々の工夫がなされているが、例えば、点火プラグを特殊な構造を有するワイヤハーネスで接続して、点火プラグに対する点火チューニングを行なうことにより、エンジン燃焼室内の混合気をより完全燃焼の状態に近づける点火チューニングに関するシステムが開発され、本出願人も、かかる点火チュ一二ングシステムを実用化するに至っている。かかる技術は、点火プラグがスパークする前の状態において、点火プラグの正極端子側に入力される電流値を最適にコントロールすることにより、エンジンの出力を向上させる技術であるが、他方、点火プラグがスパークした後、すなわち、点火プラグ放電後のマイナス電流をコントロールするアースシステムの開発も要請されている。

従来、自動車におけるアースシステムは、自動車に搭載された電子制御装置、点火プラグ、スタータモータ、インストルメントパネル等の計器装置、ランプ類の灯火装置、あるいは音響装置といった各種電装品に、バッテリの正極端子から電源電流が供給される。そして、電流は、電装品を流れた後、車体に接地されたアース線を流れて、再びバッテリの負極に帰還するように構成されている。これによつて、各種電装品とバッテリとの間を電気接続されるワイヤハーネスの配線が簡素になるようにしている。しかしながら、通常車体は、鋼板を使用して形成されているため、その電導率は、ワイヤハーネスに使用される銅に対して約 1 0分の 1と低く、車体をアースとして接地するには、電気的に大きな抵抗となり、その結果、エンジンの点火系システムに悪影響をもたらし、エンジンが発揮すべき本来のポテンシャルを著しく阻害する要因となり、エンジンの出力の向上には一定の限界を有するという問題があった。また、エンジン吸気系のスロットル装置内を吸気流が通過するときに、吸気の庫擦により静電気が生じるが、この静電気によりエンジンルーム内に配線された音響機器の信号線に静電気によるノイズ障害を与える問題もある。

そこで、本出願人は、上述したように、先に開発した点火プラグチューニングシステムで得られた知見に基づいて、エンジンの出力特性をよリアップさせるためのエンジンのアースシステムを研究開発した結果、ェンジンの有するポテンシャルを大幅に引き出せる新技術を創出するに至った。すなわち、本発明は、上記問題点に鑑みて案出されたものであって、バッテリの負極端子と車体との間に配線されるアース線の中間部位を、ェンジンのアースポイントであるシリンダへッドゃ、このシリンダへッドを経由してダイレク卜ィグニッシヨンコイルのプラグキャップ等に接続することで、点火プラグがスパークした後のマイナス電流を、アース線に円滑に流すことにより、エンジンのポテンシャルをアップさせるエンジンのァースシステムを提供することを目的とする。発明の開示

上記課題を解決するために、本発明者等は次の通り本発明を構成した。すなわち、請求項 1記載の発明においては、エンジンのアースシステムに係り、一端部をバッテリの負極端子に電気接続したアース線の中間部位を、エンジンのアースポイントに電気接続して経由した後、前記アース線の他端部を車体に接地してなるエンジンのアースシステムであって、前記ェンジンのアースポイントを、前記エンジンのシリンダへッドにした構成を採ることとした。

かかる構成を採用することにより、点火プラグのスパーク時における負極側のマイナス電流は、シリンダへッドに設けられたアースポイントからアース線を経由してバッテリの負極端子にスムースに流れ、その結果、 2 次側のィグニッシヨンコイルに誘起する起電力が増大し、点火性能が顕著に向上する。

また、請求項 2の発明に係るエンジンのアースシステムは、一端部をバッテリの負極端子に電気接続したアース線の中間部位を、エンジンのァースポイントに電気接続して経由した後、前記アース線の他端部を車体に接地してなるエンジンのアースシステムであって、前記エンジンのアースポイン卜を、前記エンジンのシリンダへッド、および同シリンダへッドにィンテークマ二ホールドを締結するインテークマ二ホールド用締結部材にしたことを特徴とする。

この構成により、請求項 1の発明に加えて、さらにインテークマ二ホールド用締結部材からも点火プラグのマイナス電流が、アース線を経由してバッテリの負極端子に流れるので、さらに点火特性がァップする。

また、請求項 3の発明に係るエンジンのアースシステムは、一端部をバッテリの負極端子に電気接続したアース線の中間部位を、エンジンのァースポイントに電気接続して経由した後、前記アース線の他端部を車体に接地してなるエンジンのアースシステムであって、前記エンジンのアースポイントを、前記エンジンのシリンダへッド、同シリンダへッドにインテークマ二ホールドを締結するインテークマ二ホールド用締結部材、およびシリンダへッドカバーにしたことを特徴とする。

この請求項 3の発明によれば、請求項 2の発明に加えて、さらにシリンダへッドカバーからも点火プラグのマイナス電流が流れることにより、それだけアースチューニングを的確に行える。

また、請求項 4の発明に係るエンジンのアースシステムは、一端部をバッテリの負極端子に電気接続したアース線の中間部位を、エンジンのァースポィン卜に電気接続して経由した後、前記アース線の他端部を車体に接地してなるエンジンのアースシステムであって、前記エンジンのアースポイン卜を、前記エンジンのシリンダへッド、同シリンダへッドにインテークマ二ホールドを締結するィンテークマ二ホールド用締結部材、シリンダへッドカバー、およびスロットルボディにしたことを特徴とする。

この請求項 4の発明によれば、請求項 3の発明に加えて、スロッ卜ルポディをもエンジンのアースポイントにしたため、スロットルボディに発生する静電気を除去でき、その結果、点火プラグのマイナス電流をバッテリの負極端子へ流すのを円滑に行え、点火プラグの点火性能が一層アップするだけでなく、エンジン周辺に配線された音響機器等への静電気による誘導ノイズ障害を回避できる。

また、請求項 5の発明は、請求項 2乃至 4のいずれか一に記載のェンジンのアースシステムに係り、前記エンジンに設けられる点火手段は、ィグナイタ内蔵型のダイレクトイグニッシヨンコイルを有し、同ダイレクトイグニッシヨンコィルを収納するブラグキヤップに一端部を電気接続したブラグキヤップ用のアース線の他端部を、前記ィンテ一クマ二ホールド用締結部材に電気接続させたことを特徴とする。

この請求項 5の発明によれば、プラグキャップ用のアース線は、ダイレクトイグニッシヨンコイルを収納するプラグキャップと、イン亍ークマ二ホールド用締結部材とを接続するように設けられているので、点火プラグのマイナス電流は、直接的にプラグキャップからプラグキャップ用アース線に流れ、バッテリの負極端子へ流れる電気抵抗はそれだけ低くでき、点火プラグの点火性能は向上する。

また、請求項 6の発明は、請求項 5に記載のエンジンのアースシステムに係り、前記プラグキャップ用アース線の前記一端部は、前記プラグキヤップを前記シリンダへッドに締結するプラグキャップ用締結部材に接続されたことを特徴とする。

この請求項 6の発明によれば、プラグキャップ用アース線の一端部を、エンジンのシリンダへッドにねじ込まれるプラグキャップ用締結部材に接続されているので、より確実に点火プラグのマイナス電流が、プラグキャップ用アース線に流れることになる。

また、請求項 7の発明は、請求項 1乃至 6のいずれか一に記載のェンジンのアースシステムに係り、前記アース線の他端部が電気接続される前記バッテリの負極端子に、前記アース線とは異なる別のアース線を介して前記車体に接地されたことを特徴とする。

この請求項フの発明によれば、アース線の他に、別のアース線がバッテリの負極端子に電気接続されているので、アース線の配線の簡素化を図れる。

また、請求項 8の発明は、請求項 1乃至 7のいずれか一に記載のェンジンのアースシステムに係り、前記アース線および前記プラグキャップ用ァース線は、中心部から、銅の細線を撚つて形成された撚リ線を束ねた芯線、この芯線の外周に被覆された合成樹脂材でなる内部被覆部材、この被覆部材の外周を被覆するように設けられた導電材でなる網線、およびこの網線の外周に設けられた合成樹脂材でなる外部被覆部材を有する 4層構造であることを特徴とする。この請求項 8の発明によれば、 4層構造をなすアース線やプラグキヤップ用アース線の芯線が、鋼材で形成されているので、超低抵抗を実現する。そのため、点火プラグに発生するマイナス電流は、バッテリの負極端子へ円滑に流すことが可能となり、また網線により芯線を被覆しているので、エンジンルームから外部環境へ放散する電磁波の遮蔽を確実に行え、ェンジン用電子コントロール機器に対するノイズ、オーディオ機器に及ぼす雑音等の障害を未然に回避することが可能となる。図面の簡単な説明

第 1図は、本発明に係る実施の形態におけるエンジンルームの内部を示す外観斜視図である。

第 2図は、ワイヤハーネスの断面構造を示す外観斜視図である。

第 3図は、図 1に示したエンジンのアースシステムを構成する第 1のァース線、第 2のアース線、ブラグキヤップ用アース線の外観斜視図である。第 4図は、アース装着前におけるパワーとトルクと時間との関係を示す出力性能グラフである。

第 5図は、アース装着後におけるパワーとトルクと時間との関係を示す出力性能グラフである。

第 6図は、アース装着前におけるオシロスコープによる点火波形を示すグラフである。

第 7図は、アース装着後におけるオシロスコープによる点火波形を示すグラフである。

第 8図は、光度測定結果を示すデータで、（a ) はそのデータ表、（b ) はデータ表をグラフ化して示したグラフである。

第 9図は、 A車の出力と速度との関係を示す出力測定結果のグラフである。第 1 0図は、図 9と同様に、 B車の出力測定結果を示すグラフである。第 1 1図は、定地燃費の試験結果を燃費と時速との関係で示した定地燃費グラフである。

第 1 2図は、発進加速試験を行った結果を示した発進加速グラフである。第 1 3図は、 A車における追越加速試験の結果を示したグラフである。第 1 4図は、同様に、 B車における追越加速試験の結果を示すグラフであ。

第 1 5図は、 C車における出力測定結果に係り、トルクとエンジン回転数との関係を示すグラフである。

第 1 6図は、 C車における出力測定結果に係り、出力とエンジン回転数との関係を示すグラフである。

第 1 7図は、 C車においてアースシステムを装着しないで行った動力性能試験の結果に係り、横軸をエンジン回転数で、縦軸をトルクで示したェンジン回転数とトルクとの関係を示すグラフである。

第 1 8図は、 C車においてアースシステムを装着しないで行った動力性能の結果に係り、横軸をエンジン回転数で、縦軸を出力で画いたエンジン回転数と出力との関係を示すグラフである。

第 1 9図は、 C車においてアースシステムを装着しているが、スロットルボディにアース接続しない態様における動力性能試験の結果に係り、横軸をエンジン回転数で、縦軸をトルクで示したエンジン回転数とトルクとの関係を示すグラフである。

第 2 0図は、 C車においてアースシステムを装着しているが、スロットルポディにアース接続しない態様における動力性能の結果に係り、横軸をエンジン回転数で、縦軸を出力で画いたェンジン回転数と出力との関係を示すグラフである。

第 2 1図は、 C車においてスロットルボディにもアース接続をしたァ一スシステムの態様にける動力性能試験の結果に係り、横軸をエンジン回転数で、縦軸をトルクで示したエンジン回転数とトルクとの関係を示すグラフである。

第 2 2図は、 C車においてスロットルボディにもアース接続をしたァースシステムの態様における動力性能の結果に係り、横軸をエンジン回転数で、縦軸を出力で画いたエンジン回転数と出力との関係を示すグラフである。

第 2 3図は、上記図 1 7〜図 2 2の各最大トルク値と各最大出力値とを、まとめて示した表である。発明を実施するための最良の形態

実施例

本発明の実施の形態を図 1乃至図 3に基づいて詳述する。図 1は、本実施の形態に係る乗用自動車のエンジンルーム 1をフロン卜バンパーに立つた位置から俯瞰したエンジンルーム 1の外観斜視図である。図 1に示されるように、エンジンルーム 1内に横配置されたエンジン 2は、例えば 4気筒の点火機関であり、そのシリンダへッド 2 aには各気筒ごとに点火ブラグを収容する空洞が形成されていて、点火プラグをシリンダへッド 2 aにねじ込むことにより収容固定される。また、シリンダヘッドカバー 2 bに固定される点火プラグ栓から外部に臨む各点火プラグ頭部の正極端子には、ィグナイタ内蔵型のいわゆるダイレクトイグニッシヨンコイルを収納したプラグキャップ 3が、それぞれ着脱自在に設けられる。このダイレクトイグニッシヨンコイルは、プラグコードを使用しない点火システムであつて、プラグコードを使用することによる電流損失やノイズを抑制し、ィグナイタの一次電流により、点火プラグに直接二次電流を供給するもので、点火タイミングは、例えばエンジンのクランクセンサー等で感知し、燃料噴射装置の情報と相まってコンピュータが演算処理して電子制御することで得られる。

また、シリンダヘッド 2 a側面には、インテークマ二ホールド用締結部材であるポル卜 4 aによりイン亍ークマ二ホールド 4が締結して固定されている。各気筒（図示されない）には、エアクリーナ 5に取り入れられた外気が、吸気ダクト 6、スロットル装置 7を経由した後、インテークマ二ホールド 4から供給されるように形成されている。

パッ亍リ 8の負極端子 8 aには、エンジンルーム 1を形成する左側のストラッ卜タワー 1 a (車体であって、フェンダーパネル■ィンナでもよい）と、右側のストラットタワー 1 b (車体であって、フェンダーパネル-ィンナでもよい）とにそれぞれ電気接続される第 1のアース線 1 0と、第 2 のァニス線 1 1 (別のアース線）とが電気接続される。こうして、第 1のアース線 1 0と第 2のアース線 1 1とは共に、バッテリ 8の負極端子 8 a と、左右の各ストラッ卜タワー 1 a , 1 bとにアース接続するように配線されている。

次に、図 2において、上記第 1のアース線 1 0、第 2のアース線 1 1および後述するプラグキャップ用アース線 1 0 0に用いられるワイヤハーネス 1 2の構造を説明する。本実施の形態におけるエンジンのアースシステムに使用されるワイヤハーネス 1 2は、 4層構造をなしておリ、中心部の芯線 1 2 aは、 7本の撚リ線 1 2 0 aで形成される。各撚リ線 1 2 0 a は、例えば 0 , 1 2 0の高純度（9 9 , 9 %) の銅線を 2 1 1本束ねて撚つたもので、これにより大幅な電導率を確保しているものである。この銅線の表面は、酸化防止処理が施されていて、腐食対策を講じている。芯線 1 2 aの外側には、例えばポリ塩化ビニル、あるいはポリオレフイン等の合成樹脂材でなる内部被覆部材 1 2 bが被覆され、ノイズ低減と強度確保を図っている。内部被覆部材 1 2 bの外周には、例えば真鍮製等の導電材でなる網線 1 2 cが被覆され、電磁波が外部に漏れないようにシールドするようにしている。この網線 1 2 cの外周に、耐熱性と屈曲性に富む合成樹脂材でなる外部被覆部材 1 2 dが被覆されている。こうして、ワイヤハ一ネス 1 2は、全体として 4層構造に形成され、電気抵抗を大幅に低減した電線 1 2 (ワイヤハーネス）が構成されることとなる。

次に、図 1および図 3において、エンジンのアースシステムに使用される第 1のアース線 1 0および第 2のアース線 1 1の構造を説明する。すなわち、第 1のアース線 1 0と第 2のアース線 1 1とは、上記したワイヤハ —ネス 1 2を使用され、バッテリ 8の負極端子 8 aに接続されるバッテリ金属端子 1 0 aによ.リー体に加締められて、連続したアース線が形成される。そして、第 1のアース線 1 0には、上記したバッテリ金属端子 1 O a の他に、スロットル装置 7のスロットルボディ 7 bに接続されるスロットル金属端子 1 0 b、シリンダへッド 2 aに接続されるシリンダへッド金属端子 1 O c、インテ一クマ二ホールド用締結部材 4 aに接続されるイン亍一クマ二ホールド金属端子 1 0 d (本実施の形態では 2力所）、シリンダへッドカバー 2 bに接続されるシリンダへッドカバー金属端子 1 0 e、および左側ス卜ラッ卜タワー 1 aに接続されるストラッ卜金属端子 1 0 f が加締められ、各ワイヤハーネス 1 2がこれら各端子 1 O b〜 1 O eにおいて一体に連続するように連結されている。また、バッテリ金属端子 1 0 aに一体に加締められて結合された第 2のアース線 1 1は、その自由端に、右側のストラットタワー 1 bに接続されるストラッ卜金属端子 1 1 aを加締めにより結合している。

また、第 1のアース線 1 0の途中には、 4本のプラグキャップ用アース線 1 0 0が設けられる。各プラグキャップ用アース線 1 0 0は、その一端部に各プラグキャップ 3に電気接続されるプラグキャップ金属端子 1 0 0 aを、その他端部にインテークマ二ホールド用締結部材であるボルト 4 aに電気接続されるマ二ホールド金属端子 1 0 0 bを加締めによリ取リ付けられる。すなわち、隣り合う各 2本のプラグキャップ用アース線 1 0 0をペアとして、マ二ホールド金属端子 1 0 0 bにより加締められ際に、一体に加締められて接続され、マ二ホールド金属端子 1 0 0 bから二股状に分岐するように形成される。そして、そのマ二ホールド金属端子 1 0 0 bは、ィンテークマ二ホールド金属端子 1 0 dにポルト 4 aを介して共締めされることにより、各プラグキャップ用アース線 1 0 0が、第 1のァ一ス線 1 0に電気接続されることとなる。

なお、図中、符号 8 bは、ノッテリ 8の正極端子を、 1 3は車両マイナス配線としてのアース線を示す。正極端子 8 bは、電気負荷としての各電装品に接続され、車両マイナス配線としてのアース線 1 3は、図示されない端子増設具を用いてバッテリ端子 1 0 aと共に負極端子 8 aに電気接続されるものである。また、 1 cおよび 1 dは、左右の両ストラットタヮ - 1 a , 1 bに穿たれたボルト用孔を、 7 aはスロットル装置 7のボディ 7 bに穿たれたポルト用孔をそれぞれ示す。

次に、第 1のアース線 1 0および第 2のアース線 1 1を取り付けを説明する。第 1のアース線 1 0は、バッテリ金属端子 1 0 aがバッテリ 8の負極端子 8 aに図示されない端子増設具を用いて車両アース線 1 3と共に電気接続され、左側ス卜ラット金属端子 1 0 f は、図示されない既存のヘッドライト用のアース線と共に既存のボルトをボルト用孔 1 cにねじ込むことで車体に接地される。同様に、第 2のアース線 1 1の右側ス卜ラット金属端子 1 1 aも、既存のヘッドライト用のアース線（図示されない）と共に既存ボルト（図示されない）をポルト用孔 1 dに螺合することによリ、車体に接地される。

このようにして、負極端子 8 aにバッテリ金属端子 1 0 a力また、左側ストラッ卜タワー 1 aにストラッ卜金属端子 1 0 f 力それぞれ締結された第 1のアース線 1 0の中間部位は、エンジン 2に設けられたアースポイン卜に電気接続されていくことで、エンジンのアースシステムが形成される。すなわち、エンジンに設けられるアースポイントは、シリンダへッド 2 a、イン亍ークマ二ホールド用締結部材としてのポルト 4 a、シリンダヘッドカバー 2 b、スロットル装置 7のボディ 7 bが設定される。こうして、スロットル金属端子 1 0 bは、スロットルボディ 7 bのボルト用孔 7 aに螺合されるポルトによリスロットル装置 7に接続される。シリンダへッド金属端子 1 0 cは、エンジンの既存アース線（図示されない）と共に既存ポルト（図示されない）によリシリンダヘッド 2 aに接続される。

インテークマ二ホールド金属端子 1 O dは、プラグキャップ用アース線 1 0 0のマ二ホールド金属端子 1 0 0 bと共にポルト 4 aを用いて共締めされることでインテークマ二ホールド 4に接続される。

シリンダへッドカバー金属端子 1 0 eは、シリンダへッドカバー 2 bをシリンダヘッド 2 aに取り付けるボルト 2 0 b (シリンダヘッドカバー 2 bの周縁の適数力所に設けられている）によリシリンダへッドカバー 2 b に接続される。

さらに、プラグキャップ用アース線 1 0 0のプラグキャップ金属端子 1 0 0 aは、プラグキャップ 3をシリンダへッド 2 bに位置決め固定するためのプラグキャップ用ポル卜（図示しない）に取り付けられて接続される。したがって、上記のように構成された本実施の形態にあっては、第 1のアース線 1 0、プラグキャップ用アース線 1 0 0、さらには第 2のアース線 1 1力電導率の優れた低抵抗値を有するワイヤハーネス 1 2を用いると共に、係るワイヤハーネス 1 2で形成された第 1のアース線 1 0の中間部位を、エンジンの各アースポイントに接続し、各アースポイントが第 1 のアース線 1 0を介してバッテリ 8の負極端子 8 aに電気接続されている。このため、エンジン稼働時、点火プラグの負極側に生じるマイナス電流は、第 1のアース線 1 0を経由して直ちにバッテリの負極端子 8 aに円滑に流れることとなり、その結果、エンジン性能が向上する。すなわち、エンジンの低速、中速域でのトルクの向上、燃費向上、エンジンの始動性能のアップ、完全燃焼による排ガス浄化、ヘッドランプの照度アップ、各種オーディオ装置のノイズ低減等の種々の効果がある。

以下において、本出願人が行った各種性能試験の結果について詳細に説明する。

まず、図 4、図 5に基づいて、点火プラグの性能評価試験を説明する。第 1のアース線 1 0が、その中間部位においてエンジンのアースポイントとしてシリンダへッド 2 aをアースポイントとして設定して接続した場合、すなわち、シリンダへッド金属端子 1 0 cをシリンダへッド 2 aに電気接続した場合（以下「アース装着後」と称する）と、このような第 1のアース線 1 0を有しない場合（以下「アース装着前 J と称する）とにおける点火プラグの性能評価試験を実施した。この点火プラグの性能評価試験は、アース装着前と、アース装着後とにおける点火プラグの点火 1次電流、パワー（P S )、およびトルク（k g—m) を同時測定して比較した。測定は、車両走行時の状況を再現するために、負荷をかけて行った。測定条件は、負荷状況を再現するスピードモードで、ダイナモを用い、ダイナモ設定をエンジン回転数を 4 0 0 0 r p mで固定するように設定すると共に、アクセルを全開にし、 4 0 0 0 r p mに固定されたときに計測を行つこの結果、図 4のように、アース装着前のパワーとトルクと時間との関係を示す性能グラフ、および図 5のように、アース装着後のパワーとトルクと時間との関係を示す性能グラフを得た。各グラフ中、「測定ポイント」とあるのは、エンジン回転数が 4 0 0 0 r p mに到達してから、回転数変動が安定してから所定時間経過した時点を測定ポイントとしたものである。図 4, 図 5において、アース装着前と比較すると、アース装着後は、パワーにおいて、 1 04— 99 = 5 (P S)、トルクにおいて、 1 8, 4 一 1 7, 7 = 0, 7 (k g-m) の向上が見られた。

また、そのときにおける点火プラグの点火 1次電流の波形として、図 6, 図 7のオシロスコープによる点火波形を示すグラフが得られた。これによれば、点火 1次電流は、 8, 64-8, 56 = 0, 08 (A) だけ増加し、 F a l l t i me (立ち下がり時間、すなわち出力電流がゼロになるまでの時間）は、 1 7 , 7 - 1 1 , 8 = 5, 9 (/ s) だけ短縮されていることがわかった。この電流値と時間は 1次側であるので、相互誘導作用により 2次側に誘起する起電力 Eは、 E = M ( i Z t ) で表せる。ここで、 Mは相互インダクタンスを、 tは時間を、 ίは電流を表す。相互インダクタンス Μは変化しないため、かかる式より、アース装着前の場合における起電力 E nは、 E n二 M (8, 56 A/ 1 7, 7 μ s ) =4836 1 5, 8 Mとなり、アース装着後の場合における起電力 E hは、 E h =M (8, 64 A/ 1 1 , 8 s) = 7 3223, 4Mとなる。このことから、 E h = 1 , 5 E nとなる。したがって、アース装着後におけるエンジンのァースシステムによれば、アース装着前の普通の状態における場合の約 1 , 5 倍の起電力が発生していることが判明した。図 4と図 5とのデータを比較して得られたように、パワーが 5 P S、トルクが 0, 7 k g— mも向上した要因は、この 1 , 5倍もの起電力の発生にあると考えられる。

このように、本実施の形態に係るエンジンのアースシステムを適用することにより、点火プラグのマイナス電流を、第 1のアース線 1 0を介してバッテリ 8の負極端子 8 aにスムースに流すことができ、これにより点火プラグの点火性能が著しく向上し、ひいてはエンジンの性能を向上できる _c さらに、上記の点火性能以外にも各種の性能評価試験を行ったので、その結果を以下に説明する。なお、以下に示される試験は、車種の異なる、すなわち異なるエンジンを搭載し、異なる車両重量を有する A車と B車とについてそれぞれ試験を行ったものである。

図 8に基づき光度測定結果を説明する。図 8は、へッドライ卜テスターを用いて行ったベンチテストによる光度測定結果で、（a ) は光度測定データを示す表、（b ) はその表に記載されたデータを示したグラフである。これらデータから、 A車、 B車共に、アース装着前よりも装着後の方が、いずれもへッドライ卜の光度が上昇していることが判明した。このことから、へッドライト用のアース線は、ストラットタワー 1 a . 1 bにおいて電導率に優れた芯線 1 2 aを中心に有する 4層構造のワイヤハーネス 1 2で形成された第 1のアース線 1 0と第 2のアース線 1 1 とに接続されているため、光度が増大する効果がある。

図 9 . 図 1 0により出力測定結果を説明する。シャシダイナモテスターによりエンジンの出力を測定した結果、図 9および図 1 0を得た。図 9は、 A車についての出力測定結果を示したグラフ、図 1 0は B車に関する出力測定結果を示したグラフである。 A車の場合、最大出力発生時である時速 1 8 0 k m時点を測定ポイントとし、 B車の場合は、最大出力発生時を時速 1 1 O k m時点を測定ポイントとした。その結果、 A車ではアース装着前よリもアース装着後の場合に、出力が 2 , 5 %上昇し、 B車の場合には、出力が 2 , 0 <½も上昇することとなり、アースシステムを採用することにより、エンジン出力が顕著に増大する効果があることがわかった。

図 1 1において、実車走行テストによる定地燃費の測定結果について説明する。ここで、定地燃費とは、水平直線路を一定速度で走行するテストで、時速 4 0 k mから 2 0 k mごとに 1 0 0 k mまでについて一定速度で走行し、そのときに要した燃費（k mZリツトル）を測定した。この結果、図 1 1のように、定地燃費測定データに基づく定地燃費グラフを得た。 A 車、 B車いずれの場合も、アースシステムを採用することにより、平均で 1 7, 1 6%、 1 1 , 52%もの大幅な燃費向上率を得た。これにより、アースシステムには、燃費を向上できる効果がある。

図 1 2において、発進加速性能の測定結果を説明する。測定条件は、水平路線にて走行させ、非接触式 5輪測定器を使用し、いわゆるゼロヨン加速を測定したものである。これにより、図 1 2に示される発進加速グラフが得られた。すなわち、 4 O Omに到達するまでに要した時間を測定すると、アースシステムを採用しない場合よりも同アースシステムを採用した場合の方が、 A車では 0, 1 5秒、 B車では 0, 64秒だけ短縮することができた。このことから、アースシステムを採用することにより、発進時の加速感を向上できる効果がある。

図 1 3, 図 14に基づいて追越加速性能の測定結果を説明する。これら各図 1 3, 図 1 4は、非接触 5輪測定器で計測したもので、時速 4 O km から時速 60 kmに、時速 60 kmから時速 80 kmにというように基準となる時速から時速 20 kmまで増速するに要する時間を計測して得られたものである。図 1 3は A車に関する追越加速グラフを、図 1 4は B車の追越加速グラフを示す。 A車、 B車いずれの場合も、アース装着前よりもアース装着後の方が、短い時間で所定時速に到達することとなり、この結果、追越加速性能に優れるという効果がある。

次に、図 1 5,図 1 6において、上記 A車や B車とは異なる第 3の車（以下「C車」という）について測定した動力性能の結果を説明する。図 1 5 はエンジン回転数とトルクとの関係を示した回転数一トルク線図、図 1 6 はエンジン回転数と出力（PS)との関係を示す回転数一出力線図である。測定条件は、図 1に示すアースシステムであって、かつ、プラグキャップ用アース線 1 00を取り付けない態様のアースシステムを採用した場合 (これを「アース装着後」という）と、このようなアースシステムを全く採用しないノーマルな態様の場合（これを「アース装着前」という）とについて比較テス卜を行った。その結果、図 1 5から明らかなように、ェンジンの全回転域において、アースシステムを採用した場合（アース装着後）の方が、アースシステムを採用しない場合（アース装着前）よりも格段にトルクが大きい。また、図 1 6からは、アース装着後の方が、アース装着前よりも終始出力が上回っていることがわかる。これらのことから、 C車においても、アースシステムを採用することで、動力性能が向上する効果があることがわかった。

さらに、図 1 7〜図 2 3に示す動力性能テス卜の結果について説明する。すなわち、上記 C車の場合には、測定条件において、プラグキャップ用ァ —ス線 1 0 0を取り付けない態様のアースシステムについてテストを行つたが、図 1 7〜図 2 3に示すテストにおける測定条件では、図 1に示されるようにプラグキャップ用アース線 1 0 0を取り付けたアースシステムは採用するが、スロットル装置 7にスロットル金属端子 1 0 bを接続しない態様のアースシステムと、当該スロットル金属端子 1 O bを接続した態様のアースシステムとの 2つの測定条件に分けて性能比較試験を行つた。こうして、図 1 7、図 1 9、図 2 1のように、横軸にエンジン回転数 ( r p m) を、縦軸にトルク（k g—m) をプロットしたエンジン回転数一トルクの関係を示すグラフを、また、図 1 8、図 2 0、図 2 2に示されるように、横軸にエンジン回転数を、縦軸に出力をプロッ卜して画かれた動力性能のグラフを得ることができた。なお、図 2 3は、これら図 1 7〜図 2 2に示される各最大値をまとめた表である。

すなわち、図 1 7において、アースシステムを何ら装着しない場合の、トルクの最大値は、 T 1 = 2 6 , 9 7 ( k g—m) , 出力の最大値は、図 1 8に示されるように、 P 1 = 2 2 9 , 3 ( P S ) であった。次に、ァースシステムを装着してはいるが、スロットルボディ 7 bへのアースを接続していないアースシステムの態様における場合の、最大トルク値は、図 1

9から T 2 = 27, 01 (k g— m)、最大出力値は、図 20から Ρ 2 = 233, 7 (PS) という結果を得た。さらに、図 1に示されるようなァースシステム、すなわち、スロットルボディ 7 bに対してもアース接続を行ったアースシステムの態様にした場合には、図 21からわかるように、最大トルク値として T 3 = 27, 82 (k g— m)、図 22からは、最大出力値として P 3 = 236, 6 (PS) という測定結果を得ることができた。

上記した最大トルク、および最大出力の値をまとめた図 23に示す表からわかるように、アースシステムを装着しない態様でエンジンを駆動する場合の最大トルク値 T 1. 最大出力値 P 1よりも、アースシステムを装着した態様でエンジンを駆動する場合の最大トルク値（T 2, T3)、最大出力値（Ρ2, Ρ3) の方が、大きいことから、アースシステムを装着したエンジンの方が、動力性能を向上できることが判明した。また、アースシステムを装着している場合でも、スロットルボディにアース接続しない場合の最大トルク値 Τ2, 最大出力値 Ρ 2よりも、アース接続した場合の最大トルク値 Τ3. 最大出力値 Ρ3の方が、大きいことから、スロットルボディ 7 bにアース接続したアースシステムのエンジンの場合が、動力性能において優れていることが判明した。

上記実施の形態では、エンジン側のアースポイントとして、シリンダへッド 2 a、インテークマ二ホールド用締結部材（ポルト 4 a)、シリンダヘッドカバー 2 b、スロットル装置 7のボディ 7 b等に設定したが、これらの他に、例えばトランスミツションゃ吸気系に設けられたサージタンク等をアースボイントとしてもよく、アースボイン卜が増えるほど点火ブラグの点火性能に有利となる。

また、上記実施の形態では、ダイレクトイグニッシヨンコイルを使用した場合について説明したが、デイストリビュータ等を用いたいわゆる機械的な点火システムにも適用できるのは言うまでもない。

また、上記実施の形態では、自動車用のエンジンについて説明したが、船外機、二輪車、カート、スノーモービル等に用いられる各種エンジンについても応用することができる。発明の効果

以上のとおり本発明を構成したので、本発明は下記の効果を奏する。即ち、請求項 1の発明によれば、一端部をバッテリの負極端子に電気接続したアース線の中間部位を、エンジンのアースポイントに電気接続して経由した後、前記アース線の他端部を車体に接地してなるエンジンのアースシステムであって、前記エンジンのアースポイントを、前記エンジンのシリンダヘッドにした構成を有するため、エンジンの低速、中速域でのトルクの向上、燃費の向上だけでなく、点火性能、エンジンの始動性能、ェンジンの発進加速性能、および追越加速性能の各性能の向上、完全燃焼による排ガス浄化、ヘッドランプの照度アップ、各種オーディオ装置のノイズ低減等の種々の効果がある。

また、請求項 2の発明によれば、ィンテークマ二ホールド用締結部材をアースボイン卜として追加した構成であるので、ィンテークマ二ホールド用締結部材からも点火プラグのマイナス電流が、アース線を経由してバッテリの負極端子に流れることとなり、さらに点火特性等において効果がァップする。

また、請求項 3の発明によれば、エンジンのアースポイントに、シリンダへッドカバーを加えたので、さらにシリンダへッドカバーからも点火プラグのマイナス電流が流れることにより、それだけアースチューニングを的確に行える。また、請求項 4の発明は、アースポイントに、スロットルボディを追加した構成にしたので、スロットルポディで発生する静電気を除去でき、そのため、点火プラグのマイナス電流をバッテリの負極端子流すことを円滑に行え、点火プラグの点火性能等が一層アップするだけでなく、静電気による音響機器等へ誘導ノイズ障害を回避でき、音響機器の性能を良好な状態に維持できる効果を奏する。

また、請求項 5の発は、エンジンに設けられる点火手段は、ィグナイタ内蔵型のダイレクトイグニッシヨンコイルを有し、同ダイレクトイグニッシヨンコイルを収納するプラグキャップに一端部を電気接続したブラグキャップ用のアース線の他端部を、前記イン亍一クマ二ホールド用締結部材に電気接続させた構成を採ったので、プラグキャップ用のアース線は、ダイレク卜ィグニッシヨンコイルを収納するプラグキャップと、インテークマ二ホールド用締結部材とを接続するように設けられることとなり、点火ブラグのマイナス電流は、直接的にブラグキヤップからプラグキャップ用アース線に流れ、バッテリの負極端子へ流れる電気抵抗はそれだけ低くでき、点火プラグの点火性能等を向上できる。

また、請求項 6の発明は、プラグキャップ用アース線の一端部は、ブラグキヤップ用締結部材に接続した構成にしたため、ブラグキヤップ用ァ一ス線の一端部を、エンジンのシリンダへッドにねじ込まれるプラグキヤップ用締結部材に接続するだけで、より確実に点火プラグのマイナス電流が、プラグキヤップ用アース線に流れることになる効果がある。

また、請求項 7の発明は、バッテリの負極端子に接続した別のアース線を、車体に接地したので、へッドライ卜等の灯火類の光度を上昇させる効果を有する。

また、請求項 8の発明は、アース線およびプラグキャップ用アース線は、中心部から、銅の細線を撚つて形成された撚リ線を束ねた芯線、この芯線の外周に被覆された合成樹脂材でなる内部被覆部材、この被覆部材の外周を被覆するように設けられた導電材でなる網線、およびこの網線の外周に設けられた合成樹脂材でなる外部被覆部材を有する 4層構造にした構成を採ったので、 4層構造をなすアース線やプラグキャップ用アース線の芯線が、超低抵抗を実現する。そのため、点火プラグに発生するマイナス電流は、バッテリの負極端子へ円滑に流すことが可能となり、また網線によリ芯線を被覆しているので、エンジンルームから外部環境へ放散する電磁波の遮蔽を確実に行え、エンジン用電子コントロール機器に対するノイズ、オーディォ機器に及ぼす雑音等の障害を未然に回避することが可能となる効果を奏する。

Claims

請求の範囲

1 . —端部をバッテリの負極端子に電気接続したアース線の中間部位を、エンジンのアースポイントに電気接続して経由した後、前記アース線の他端部を車体に接地してなるエンジンのアースシステムであって、前記ェンジンのアースポイントを、前記エンジンのシリンダへッドにしたことを特徴とするエンジンのアースシステム。

2 · 一端部をバッテリの負極端子に電気接続したアース線の中間部位を、エンジンのアースポイントに電気接続して経由した後、前記アース線の他端部を車体に接地してなるエンジンのアースシステムであって、前記ェンジンのアースポイントを、前記エンジンのシリンダへッド、および同シリンダへッドにイン亍ークマ二ホールドを締結するインテークマ二ホールド用締結部材にしたことを特徴とするエンジンのアースシステム。

3 . 一端部をバッテリの負極端子に電気接続したアース線の中間部位を、エンジンのアースポイントに電気接続して経由した後、前記アース線の他端部を車体に接地してなるエンジンのアースシステムであって、前記ェンジンのアースポイントを、前記エンジンのシリンダへッド、同シリンダへッドにィンテークマ二ホールドを締結するィンテークマ二ホールド用締結部材、およびシリンダへッドカバーにしたことを特徴とするエンジンのアースシステム。

4 . 一端部をバッテリの負極端子に電気接続したアース線の中間部位を、エンジンのアースポイントに電気接続して経由した後、前記アース線の他端部を車体に接地してなるエンジンのアースシステムであって、前記ェンジンのアースポイントを、前記エンジンのシリンダへッド、同シリンダへッドにィンテークマ二ホールドを締結するィンテークマ二ホールド用締結部材、シリンダヘッドカバー、およびスロットルボディにしたことを特徴とするエンジンのアースシステム。

5. 前記エンジンに設けられる点火手段は、ィグナイタ内蔵型のダイレクトイダニッシヨンコイルを有し、同ダイレクトイグニッシヨンコイルを収納するプラグキヤップに一端部を電気接続したプラグキヤップ用のァース線の他端部を、前記ィンテークマ二ホールド用締結部材に電気接続させたことを特徴とする請求項 2乃至 4のいずれか一に記載のエンジンのアースシステム。

6. 前記プラグキャップ用アース線の前記一端部は、前記プラグキヤップを前記シリンダへッドに締結するプラグキャップ用締結部材に接続されたことを特徴とする請求項 5記載のエンジンのアースシステム。

7 . 前記アース線の他端部が電気接続される前記バッテリの負極端子に、前記アース線とは異なる別のアース線を介して前記車体に接地されたことを特徴とする請求項 1乃至 6のいずれか一に記載のエンジンのアースシステム。

8. 前記アース線および前記プラグキャップ用アース線は、中心部から、銅の細線を撚つて形成された撚リ線を束ねた芯線、この芯線の外周に被覆された合成樹脂材でなる内部被覆部材、この被覆部材の外周を被覆するように設けられた導電材でなる網線、およびこの網線の外周に設けられた合成樹脂材でなる外部被覆部材を有する 4層構造であることを特徴とする請求項 1乃至 7のいずれか一に記載のエンジンのアースシステム。