JP2003161244A - Ignition device for two-plug four-valve engine - Google Patents

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an ignition device for a two-plug four-valve engine capable of providing secured ignition and stable combustion from the ignition to the end of the combustion. <P>SOLUTION: In a case where a first ignition plug 12 and a second ignition plug 13 are individually ignited before a top dead center in a compression stroke, the second ignition plug 13 is ignited first on the basis of an ignition command signal outputted from an ECU 16 through a capacity discharge-type ignition device 15 to surely ignite an air-fuel mixture, then the first ignition plug 12 is ignited on the basis of an ignition command signal outputted from the ECU 16 through an induction discharge-type ignition device 14, and after the passage of a predetermined time, the combustion of the air-fuel mixture can be stabilized. <P>COPYRIGHT: (C)2003,JPO

Description

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

【０００１】[0001]

【発明が属する技術分野】本発明は、エンジン燃焼室に
点火プラグを２つ配置し、これら点火プラグに高圧電流
をそれぞれ供給するための点火装置に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an ignition device for arranging two spark plugs in an engine combustion chamber and supplying high-voltage currents to these spark plugs.

【０００２】[0002]

【従来の技術】近年、エンジンの出力向上を図るため動
弁系の多バルブ化が進められ、また、燃費向上や排気エ
ミッションの低減を図るため燃料噴射エンジンでは空燃
比（Ａ／Ｆ）が２０〜２５程度のリーンバーン化が進め
られている。例えば、特開平５−１７１９３７号公報に
は、ペントルーフ型燃焼室を有するＤＯＨＣ４バルブエ
ンジンにおいて、その燃焼室の略中央に一つの点火プラ
グを配置し、吸気ポート側にもう一つの点火プラグを配
置した例が開示されている。2. Description of the Related Art In recent years, the number of valves in a valve train has been increased in order to improve the engine output, and the air-fuel ratio (A / F) of a fuel injection engine has been increased to 20 in order to improve fuel efficiency and reduce exhaust emissions. ~ 25 lean burn is being promoted. For example, in Japanese Patent Application Laid-Open No. 5-171937, in a DOHC four-valve engine having a pentroof type combustion chamber, one spark plug is arranged substantially in the center of the combustion chamber and another spark plug is arranged on the intake port side. Examples are disclosed.

【０００３】[0003]

【発明が解決しようとする課題】ところで、点火プラグ
に高圧電流を供給するための点火装置としては、フルト
ランジスタ点火装置などの誘導放電型点火装置及びＣＤ
Ｉ点火装置などの容量放電型点火装置が知られており、
このうち誘導放電型点火装置は、コイル対コイルの昇圧
機構であるため放電電圧が低いが比較的長時間の放電が
可能であるのに対し、容量放電型点火装置は、コンデン
サ対コイルの昇圧機構であるため放電電圧が高い割には
比較的短時間の放電しか行えない特性を有している。し
たがって、燃焼室に配置される点火プラグに対し、この
ような特性を考慮しつつ最適な点火装置を選定する必要
がある。上述のようなエンジン燃焼室に２つの点火プラ
グが配置されるような場合においては、混合気形成のメ
カニズム、例えば吸気ポート側の混合気は着火性が悪く
混合気の燃焼遅れが生じることがあることなどを考慮し
て、点火プラグに対する最適な点火装置を選定する必要
がある。By the way, as an ignition device for supplying a high voltage current to a spark plug, an induction discharge type ignition device such as a full transistor ignition device and a CD are used.
A capacity discharge type ignition device such as an I ignition device is known,
Among them, the induction discharge ignition device has a low discharge voltage because it is a coil-to-coil boosting mechanism, but can discharge for a relatively long period of time, whereas the capacitive discharge ignition device has a capacitor-to-coil boosting mechanism. Therefore, although the discharge voltage is high, it has a characteristic that discharge can be performed for a relatively short time. Therefore, it is necessary to select an optimum ignition device for the spark plug arranged in the combustion chamber, taking such characteristics into consideration. In the case where two spark plugs are arranged in the engine combustion chamber as described above, a mechanism for forming an air-fuel mixture, for example, the air-fuel mixture on the intake port side has poor ignitability and a combustion delay of the air-fuel mixture may occur. Therefore, it is necessary to select the optimum ignition device for the spark plug.

【０００４】本発明の目的は、確実に着火して良好な火
炎伝播を得ることができる２プラグ４バルブエンジンの
点火装置を提供することにある。また、本発明の目的
は、上記目的に加え、着火から燃焼終了まで安定した燃
焼状態が得られる２プラグ４バルブエンジンの点火装置
を提供することにある。An object of the present invention is to provide an ignition device for a two-plug, four-valve engine that can reliably ignite and obtain good flame propagation. Another object of the present invention is to provide an ignition device for a two-plug, four-valve engine that can obtain a stable combustion state from ignition to the end of combustion, in addition to the above objects.

【０００５】[0005]

【課題を解決するための手段】前記課題を解決するため
に、本発明の請求項１に係る２プラグ４バルブエンジン
の点火装置は、シリンダヘッドとピストンの頭部で形成
される燃焼室の中央に第１の点火プラグを配置する一
方、吸気ポート側に第２の点火プラグを配置し、このう
ち第１の点火プラグには誘導放電型点火装置を接続し、
第２の点火プラグには容量放電型点火装置を接続するこ
とにより、吸気ポート側の着火を確実にし、２点着火に
より良好な火炎伝播を得ることができ、失火を生じなく
することができる。このような２点着火方式によれば、
リーンバーンであっても安定した燃焼状態を得ることが
できる。In order to solve the above-mentioned problems, an ignition device for a two-plug four-valve engine according to claim 1 of the present invention comprises a center of a combustion chamber formed by a cylinder head and a head of a piston. While arranging the first spark plug at, while arranging the second spark plug at the intake port side, the induction discharge ignition device is connected to the first spark plug,
By connecting a capacity discharge type ignition device to the second spark plug, ignition on the intake port side can be ensured, good flame propagation can be obtained by two-point ignition, and misfire can be prevented. According to such a two-point ignition system,
Even with lean burn, a stable combustion state can be obtained.

【０００６】また、本発明の請求項２に係る２プラグ４
バルブエンジンの点火装置においては、エンジン運転時
には、始めに第２の点火プラグの点火を行い、所定時間
をおいて第１の点火プラグの点火を行うようにしたもの
で、容量放電型点火装置の特性を利用して吸気ポート側
の着火を確実にするとともに、誘導放電型点火装置の特
性を利用して燃焼室の安定した燃焼状態を得るようにし
たものである。上記所定時間は、エンジンの種類や燃焼
室の形状等の諸条件によって適宜決定される。The two plugs 4 according to claim 2 of the present invention
In the ignition system for a valve engine, when the engine is in operation, the second spark plug is ignited first, and the first spark plug is ignited after a predetermined time. The characteristics are used to ensure ignition on the intake port side, and the characteristics of the induction discharge ignition device are used to obtain a stable combustion state in the combustion chamber. The predetermined time is appropriately determined according to various conditions such as the type of engine and the shape of the combustion chamber.

【０００７】[0007]

【発明の実施の形態】本発明の２プラグ４バルブエンジ
ンの点火装置に係る実施の形態を図１〜３を参照して説
明する。本点火装置１が装着されるエンジンは、図１に
示すように、本実施の形態では単気筒ＤＯＨＣ４バルブ
の燃料噴射型エンジン２であり、シリンダヘッド３とこ
れに載置されるヘッドカバー４とで構成されるエンジン
本体内には、吸気バルブ５と排気バルブ６とが所定の挟
角をなし、それぞれ２バルブずつ４バルブ（図１では、
このうち吸気バルブ５及び排気バルブ６の一つずつが描
かれている）が配設される一方、吸気バルブ５を駆動す
る吸気用カムシャフト７、及び排気バルブ６を駆動する
排気用カムシャフト８が回転可能にそれぞれ支持されて
いる。また、シリンダヘッド３とクランクケース２０内
のピストン２１（図３参照）の頭部とで形成される、本
実施の形態ではペントルーフ型燃焼室９には、その上部
傾斜壁に、上記バルブ数に対応して２つの吸気ポート及
び２つの排気ポート（図１では、このうち吸気ポート１
０及び排気ポート１１の一つずつが描かれている）が設
けられており、上記吸気バルブ５及び排気バルブ６は、
上記吸気ポート１０及び排気ポート１１をそれぞれ開閉
する。そして、図１，２に示すように、この燃焼室９の
最上部で、これら吸気バルブ５及び排気バルブ６の４つ
のバルブの略中央位置に第１の点火プラグ１２がほぼ垂
直に設置され、両吸気バルブ５の間で、当該燃焼室９の
周縁寄りのところに第２の点火プラグ１３が傾斜して設
置されている。尚、図２中のＳ部は、ガス流動を良くし
てノッキングの発生を抑える等の目的で形成されるスキ
ッシュエリアである。BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION An embodiment of an ignition device for a two-plug four-valve engine of the present invention will be described with reference to FIGS. As shown in FIG. 1, the engine to which the present ignition device 1 is attached is a single-cylinder DOHC 4-valve fuel injection engine 2 in the present embodiment, and includes a cylinder head 3 and a head cover 4 mounted thereon. In the engine body configured, the intake valve 5 and the exhaust valve 6 form a predetermined angle, and each valve has two valves (four valves in FIG. 1).
Of these, one intake valve 5 and one exhaust valve 6 are provided), while the intake camshaft 7 that drives the intake valve 5 and the exhaust camshaft 8 that drives the exhaust valve 6 Are rotatably supported respectively. Further, in the present embodiment, which is formed by the cylinder head 3 and the head of the piston 21 (see FIG. 3) in the crankcase 20, the pentroof type combustion chamber 9 has the upper inclined wall and the above-mentioned number of valves. Correspondingly, two intake ports and two exhaust ports (of which, in FIG. 1, intake port 1
0 and one exhaust port 11 are provided), and the intake valve 5 and the exhaust valve 6 are
The intake port 10 and the exhaust port 11 are opened and closed. Then, as shown in FIGS. 1 and 2, the first spark plug 12 is installed substantially vertically at the uppermost part of the combustion chamber 9 at substantially the central positions of the four valves of the intake valve 5 and the exhaust valve 6, A second spark plug 13 is installed between the intake valves 5 and near the peripheral edge of the combustion chamber 9 so as to be inclined. The S portion in FIG. 2 is a squish area formed for the purpose of improving gas flow and suppressing knocking.

【０００８】本実施の形態に係る点火装置１は、図３に
示すように、上記第１の点火プラグ１２、及びこれに接
続される誘導放電型点火装置１４と、上記第２の点火プ
ラグ１３、及びこれに接続する容量放電型点火装置１５
とで構成される。このうち誘導放電型点火装置１４は、
フルトランジスタ用イグナイタ１４a及びフルトランジ
スタ用点火コイル１４ｂで構成されるもので、ＥＣＵ１
６からの点火指令信号により、イグナイタ１４aのトラ
ンジスタ回路（図示せず）に流れていた電流が遮断さ
れ、点火コイル１４ｂの一次側を通る電流が遮断される
と、点火コイル１４ｂの二次側に高電圧が発生して、か
かる高圧電流が点火プラグ１２に供給されるようになっ
ている。一方、容量放電型点火装置１５は、ＣＤＩ用イ
グナイタ１５ａ及びＣＤＩ用点火コイル１５ｂで構成さ
れるもので、ＥＣＵ１６からの点火指令信号により、イ
グナイタ１５ａにおいて、そのコンデンサ（図示せず）
に蓄えられていた電荷がそのゲートトリガ回路（図示せ
ず）の動作で点火コイル１５ｂの一次側に流れ、当該点
火コイル１５ｂの二次側に高電圧が発生して、かかる高
圧電流が点火プラグ１３に供給されるようになってい
る。このとき、誘導放電型点火装置１４に接続する点火
プラグ１２においては、放電電圧が低いが比較的長時間
の放電が可能であるのに対し、容量放電型点火装置１５
に接続する点火プラグ１３においては、放電電圧が高い
割には比較的短時間の放電しか行えない特性を有してい
ることは、上述の通りである。As shown in FIG. 3, the ignition device 1 according to the present embodiment includes the first ignition plug 12, the induction discharge ignition device 14 connected to the first ignition plug 12, and the second ignition plug 13. , And a capacitive discharge ignition device 15 connected to the same
Composed of and. Among them, the induction discharge type ignition device 14 is
The ECU 1 includes a full-transistor igniter 14a and a full-transistor ignition coil 14b.
When the ignition command signal from 6 cuts off the current flowing in the transistor circuit (not shown) of the igniter 14a and cuts off the current passing through the primary side of the ignition coil 14b, the secondary side of the ignition coil 14b is cut off. A high voltage is generated and the high voltage current is supplied to the spark plug 12. On the other hand, the capacitive discharge ignition device 15 is composed of a CDI igniter 15a and a CDI ignition coil 15b, and a capacitor (not shown) of the capacitor (not shown) in the igniter 15a is generated by an ignition command signal from the ECU 16.
The electric charge stored in the ignition coil 15b flows to the primary side of the ignition coil 15b by the operation of the gate trigger circuit (not shown), a high voltage is generated on the secondary side of the ignition coil 15b, and the high voltage current is applied to the ignition plug. 13 is supplied. At this time, in the spark plug 12 connected to the induction discharge ignition device 14, the discharge voltage is low, but discharge can be performed for a relatively long time, whereas the capacity discharge ignition device 15 is used.
As described above, the spark plug 13 connected to the battery has the characteristic that it can discharge only for a comparatively short period of time even if the discharge voltage is high.

【０００９】ところで、クランクケース２０内で回転す
るクランクシャフト２２のクランクプーリ２３に設けら
れたパルス歯２３ａに対応して、クランク角センサ２４
が設置されており、このセンサ２４からのエンジン回転
数信号Ｎｅが上記ＥＣＵ１６に入力されるとともに、吸
気ポート１０に連通する吸気管２５に設置されたブース
トセンサ２６からの吸気管圧力信号ＰｂがＥＣＵ１６に
入力されるようになっている。一方、ＥＣＵ１６から
は、上記点火指令信号に加えて、本実施の形態では吸気
ポート１０に燃料噴射する燃料噴射弁２７に対し、その
適宜な噴射時期に適量の燃料噴射をさせるべく燃料噴射
信号が出力されるようになっている。尚、２８は、排気
ポート１１に連通する排気管である。By the way, the crank angle sensor 24 corresponds to the pulse teeth 23a provided on the crank pulley 23 of the crankshaft 22 which rotates in the crankcase 20.
The engine speed signal Ne from the sensor 24 is input to the ECU 16 and the intake pipe pressure signal Pb from the boost sensor 26 installed in the intake pipe 25 communicating with the intake port 10 is sent to the ECU 16. It is designed to be input to. On the other hand, in addition to the ignition command signal, the ECU 16 sends a fuel injection signal to the fuel injection valve 27 that injects fuel to the intake port 10 in the present embodiment so as to inject an appropriate amount of fuel at an appropriate injection timing. It is supposed to be output. Reference numeral 28 is an exhaust pipe communicating with the exhaust port 11.

【００１０】次に、本点火装置１の動作を図３を参照し
て説明する。エンジン２において、センサ２４からのエ
ンジン回転数信号Ｎｅ及びセンサ２６からの吸気管圧力
信号Ｐｂが入力されたＥＣＵ１６では、これに基づき当
該エンジン２の吸気行程中の適宜な時期に燃料噴射弁２
７に対し燃料噴射信号を出力し、この結果、燃料噴射弁
２７により適量な燃料が噴射されて燃焼室９内に混合気
が形成される。そして、吸気行程から圧縮行程に移行
し、当該圧縮行程における上死点前で第２の点火プラグ
１３、第１の点火プラグ１２の順でこれらがそれぞれ点
火する。即ち、最初に第２の点火プラグ１３が、ＥＣＵ
１６から容量放電型点火装置１５を介して出力される点
火指令信号によって点火し、混合気を確実に着火させ、
所定時間経過後に、第１の点火プラグ１２が、ＥＣＵ１
６から誘導放電型点火装置１４を介して出力される点火
指令信号によって点火し、混合気の安定した燃焼状態を
得るようにしている。このように、容量放電型点火装置
１５に接続される第２の点火プラグ１３は、放電時間は
短いものの高い放電電圧で点火されるので、着火性の悪
い吸気ポート側であっても確実に着火させることができ
る。また、誘導放電型点火装置１４に接続される第１の
点火プラグ１２は、低い放電電圧であるものの長く持続
する放電電圧で点火されるので、安定した燃焼状態を得
ることができる。安定した燃焼状態が得られるので、ノ
ッキングをも回避できる。Next, the operation of the ignition device 1 will be described with reference to FIG. In the engine 2, the ECU 16 to which the engine speed signal Ne from the sensor 24 and the intake pipe pressure signal Pb from the sensor 26 are input, the ECU 16 based on this, at an appropriate time during the intake stroke of the engine 2.
A fuel injection signal is output to 7, and as a result, an appropriate amount of fuel is injected by the fuel injection valve 27 and an air-fuel mixture is formed in the combustion chamber 9. Then, the intake stroke is shifted to the compression stroke, and the second spark plug 13 and the first spark plug 12 are respectively ignited in this order before the top dead center in the compression stroke. That is, first, the second spark plug 13 is connected to the ECU.
16 is ignited by an ignition command signal output from the capacity discharge type ignition device 15 to surely ignite the air-fuel mixture,
After the elapse of a predetermined time, the first spark plug 12 becomes
6 is ignited by an ignition command signal output from the induction discharge ignition device 14 to obtain a stable combustion state of the air-fuel mixture. In this way, the second spark plug 13 connected to the capacity discharge type ignition device 15 is ignited with a high discharge voltage although the discharge time is short, so that even the intake port side with poor ignitability can reliably ignite. Can be made. Further, since the first spark plug 12 connected to the induction discharge ignition device 14 is ignited with a discharge voltage which is low but is long lasting, a stable combustion state can be obtained. Since a stable combustion state can be obtained, knocking can be avoided.

【００１１】ところで、本点火装置１を、本実施の形態
では、単気筒ＤＯＨＣ４バルブエンジン２に適用した場
合について説明したが、これに限ることなくＳＯＨＣ４
バルブエンジンであってもよく、また、多気筒エンジン
であってもよい。多気筒エンジンの場合には、各気筒ご
とに誘導放電型点火装置１４及び容量放電型点火装置１
５を独立に設ける、独立点火方式を採用すればよい。In the present embodiment, the case where the present ignition device 1 is applied to the single cylinder DOHC4 valve engine 2 has been described, but the present invention is not limited to this.
It may be a valve engine or a multi-cylinder engine. In the case of a multi-cylinder engine, the induction discharge ignition device 14 and the capacity discharge ignition device 1 are provided for each cylinder.
An independent ignition system, in which 5 are independently provided, may be adopted.

【００１２】[0012]

【発明の効果】本発明の４バルブエンジンの点火装置に
よれば、確実に着火して良好な火炎伝播を得ることがで
きる。また、本発明の４バルブエンジンの点火装置によ
れば、容量放電型点火装置の特性を利用して着火を確実
にするとともに、その後の、誘導放電型点火装置の特性
を利用して安定した燃焼状態を得ることができる。According to the ignition device for a four-valve engine of the present invention, it is possible to reliably ignite and obtain good flame propagation. According to the ignition device for a four-valve engine of the present invention, the characteristics of the capacity discharge type ignition device are used to ensure ignition, and thereafter the characteristics of the induction discharge type ignition device are used to achieve stable combustion. You can get the status.

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

【図１】 本発明の実施の形態に係る点火装置で動作す
るエンジンの断面構成図である。FIG. 1 is a cross-sectional configuration diagram of an engine that operates with an ignition device according to an embodiment of the present invention.

【図２】 図１の矢視Ａ方向から見た燃焼室の図であ
る。FIG. 2 is a view of the combustion chamber viewed from the direction of arrow A in FIG.

【図３】 本点火装置の動作説明図である。FIG. 3 is an operation explanatory view of the present ignition device.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

１ 点火装置 ２ エンジン ９ 燃焼室 １０ 吸気ポート １２ 第１の点火プラグ １３ 第２の点火プラグ １４ 誘導放電型点火装置 １４ａ フルトランジスタ用イグナイ
タ １４ｂ フルトランジスタ用点火コイ
ル １５ 容量放電型点火装置 １５ａ ＣＤＩ用イグナイタ １５ｂ ＣＤＩ用点火コイル1 Ignition device 2 Engine 9 Combustion chamber 10 Intake port 12 First spark plug 13 Second spark plug 14 Induction discharge type ignition device 14a Full transistor igniter 14b Full transistor ignition coil 15 Capacity discharge type ignition device 15a CDI igniter 15b CDI ignition coil

Claims (2)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項１】 シリンダヘッドとピストンの頭部で形成
される燃焼室の中央に第１の点火プラグを配置し、吸気
ポート側に第２の点火プラグを配置したエンジンの点火
装置において、前記第１の点火プラグには誘導放電型点
火装置を接続し、前記第２の点火プラグには容量放電型
点火装置を接続したことを特徴とする２プラグ４バルブ
エンジンの点火装置。1. An ignition system for an engine, wherein a first spark plug is arranged in a center of a combustion chamber formed by a cylinder head and a head of a piston, and a second spark plug is arranged on an intake port side. An ignition device for a two-plug four-valve engine, wherein an induction discharge ignition device is connected to the first ignition plug, and a capacity discharge ignition device is connected to the second ignition plug. 【請求項２】 エンジン運転時には、前記第２の点火プ
ラグ、前記第１の点火プラグの順に点火を行うことを特
徴とする２プラグ４バルブエンジンの点火装置。2. An ignition device for a two-plug four-valve engine, wherein ignition is performed in the order of the second spark plug and the first spark plug when the engine is operating.