JP2948023B2 - 内燃機関の誘導放電型点火装置 - Google Patents
内燃機関の誘導放電型点火装置Info
- Publication number
- JP2948023B2 JP2948023B2 JP4153296A JP15329692A JP2948023B2 JP 2948023 B2 JP2948023 B2 JP 2948023B2 JP 4153296 A JP4153296 A JP 4153296A JP 15329692 A JP15329692 A JP 15329692A JP 2948023 B2 JP2948023 B2 JP 2948023B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- ignition
- voltage
- primary
- coil
- current
- 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.)
- Expired - Lifetime
Links
Classifications
-
- 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
- F02P3/02—Other installations having inductive energy storage, e.g. arrangements of induction coils
- F02P3/04—Layout of circuits
- F02P3/055—Layout of circuits with protective means to prevent damage to the circuit, e.g. semiconductor devices or the ignition coil
- F02P3/0552—Opening or closing the primary coil circuit with semiconductor devices
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Combustion & Propulsion (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Ignition Installations For Internal Combustion Engines (AREA)
Description
し、特に、点火コイルの1次コイルの電流を半導体スイ
ッチによって遮断して、点火コイルの2次コイルに高電
圧を誘起し、点火プラグに放電させる、いわゆる、誘導
放電型の点火装置に関する。さらに、本発明は、この型
の装置の点火方法に関する。
ば、特開昭50−112630号公報に記載されているように、
知られている。この公報に示されているように、誘導放
電型の点火コイルでは、点火プラグに発生する電圧の立
上りを急峻とし、且つ、放電時間を長くするためには、
点火装置は点火コイルの1次巻線と2次巻線の巻き数比
は小さくなくてはならず、さらに、1次コイルのインダ
クタンスは充分に大きくなくてはならない。
Z(半導体スイッチの破壊電圧)にコイルの巻数比aを乗
じたものに比例する。一般に、乾いた点火プラグではV
2′ は約28kVである。また、一般に巻数比aは85
から100である。V2′ は大きいことが望ましいが、
一方、巻数比aは小さいことが望ましく、両者の関係は
相反している。また、半導体スイッチの破壊電圧Vz は
なるべく大きくとれると都合がよいのは技術的に常識だ
が、しかし、これにはハードウェアの面から限界が生じ
ている。近来、ツェナダイオード等の半導体スイッチの
破壊電圧の上限は一般に400Vであることが知られて
いる。
絶縁部にカーボンが付着してこれにガソリンが吸収され
湿気を帯び、いわゆる点火プラグがくすぶり状態となっ
たときには別の問題が生じてくる。すなわち、点火プラ
グの外側の絶縁部分と、点火プラグの電極部分が、電気
的に接続されてしまう。
分と電極部分の間の抵抗値は理論的には無限大であり、
実際には約10MΩ以上と見做すことができる。しか
し、例えば−30度摂氏のような低温時に点火プラグが
くすぶってしまうと、漏洩抵抗(絶縁部と電極部の抵
抗)は約100kΩくらいまで低下する。このとき、正
常な状態で(乾いた状態)動作する28kよりかなり低
い電圧で、外側の電極と絶縁部の間で放電が生じること
となる。
に基づいて成立すると信じる。すなわち、点火プラグの
漏洩抵抗が100kΩから100MΩ(実質的に無限
大)の範囲で変化するという認識のもとに本発明は成り
立っている。
ている。外側電極と中央電極との間に火花がとんで混合
気への着火が起こるが、エンジンが高速で回転している
ときには、シリンダー内に供給される混合気により火花
の吹き消えが生じる。そのために、エンジンが高速で回
転しているときには、正常な着火が困難となる。
を解決することを目的としている。
2次巻線とを有するコイルと、前記1次巻線に電圧を印
加する印加手段と、前記2次巻線からの電気信号を入力
して燃料に点火する点火手段と、を備えた内燃機関の誘
導放電型点火装置において、前記電圧は350V以上で
あって、前記1次巻線に対する前記2次巻線の巻数比は
60以上70以下であって、前記1次巻線に流れる電流
は6A以上であることによって達成される。 また、上記
目的は、内燃機関の気筒毎に設けられ、1次巻線と2次
巻線とを有するコイルと、前記1次巻線に印加する電圧
をオンオフするスイッチ手段と、前記2次巻線の出力を
点火プラグに供給する供給手段と、を備えた内燃機関の
誘導放電型点火装置において、前記スイッチ手段は1チ
ップの半導体スイッチであって、前記電圧は350V以
上であって、前記1次巻線に対する前記2次巻線の巻数
比は60以上70以下であって、前記1次巻線に流れる
電流は6A以上であることによって達成される。
汚れたりくすぶって濡れた状態になっても最低限の点火
プラグの電極間の電圧V2′ が得られるので、適正な点
火動作が実現できる。このような構成では、また、最大
1次電流に対する2次電流のピーク値を大きくすること
ができ、エンジンが高速で回転している時でも、混合気
による点火火花の吹き消えを押えることができる。
始めに、本発明を構成する発明者の基本的な認識につい
て説明する。
増加に対する点火プラグの着火成功率を示したものであ
る。図1から、着火を90%以上の確率でおこなうため
には点火プラグの電極間の電圧V2′ を10kV以上と
することが必要なのが分かる。また、60%以上の着火
のためには点火プラグの電極間の電圧V2′ が6kV以
上となることが必要である。
いる。この図は、乾いた点火プラグでは、エンジンに要
求される最大2次電圧(これは点火プラグのギャップ,
点火の遅角及びリーン時の空燃比及びプラグ電極の温度
によって決定される)を得るためには1次電流が6A必
要なことが分かる。したがって、エンジンの最小限の2
次電圧(28kV)を得るためには少なくとも6Aの1
次電流が要求される。点火プラグが乾いた状態にあると
きに、点火コイルの巻数比を決定するために、図3に示
される関係を用いる。図3には点火コイルの巻数比に対
する2次電圧が示されている。この図では、負荷係数α
に対するツェナ電圧VZ の異なりを示している。なお、
コイルの効率から考えると負荷係数はなるべく1に近づ
くことが望まれる。1に近づけば、1次コイルから2次
コイルに電圧が変換されるとき(V1からV2に変換)効
率が良くなる。図3において、2次電圧を約28kVと
すれば、VZ は350Vから400V(少なくとも35
0V以上)の範囲になければならない。これによれば、
可能な最小負荷係数は1.1 であり、このときに、巻数
比は70となる。
コイルの電極間電圧V2′ の特性が示されている。この
図は100kΩ,25pF負荷時に、1次電流を変化さ
れたものを示している。図1から、濡れ状態では、点火
コイルの電極間の電圧V2′は少なくとも6kVが必要
であり、また、図2から1次電流は少なくとも6Aが望
ましいことが分かる。したがって、1次電流を6Aとす
るには巻数比が70であることが必要である。この巻数
比は図3に示されるような正常状態でも望ましい。
々の値を引き出すことが可能である。
なしに直接各気筒に点火コイルから点火エネルギを供給
する、いわゆるダイレクトイグニションシステム(通称
DIS)に適用したものを説明する(6気筒エンジ
ン)。
イル21〜26と2次コイル31〜36(高電圧を点火
プラグP1〜P6に供給)を有し、1次コイル21〜2
6は、一方をバッテリBTに、他端をイグニションコイ
ル駆動用のダーリントントランジスタ(対)41〜46
に接続されている。ダーリントントランジスタ(対)4
1〜46はそれぞれダーリントン接続された2つのトラ
ンジスタT1,T2と抵抗R1,R2から成りトランジスタ
T1 のベースにはドライブ回路DCから接続点a3〜f3
及び抵抗R3 を介して点火信号が入力される。更にダー
リントントランジスタ41〜46はトランジスタT1 の
コレクタ−ベース間にツェナダイオードZD ,トランジ
スタT2 のコレクタ−エミッタ間にダイオードDが逆バ
イアスに接続されている。また、トランジスタT2 のエ
ミッタとトランジスタT1 のコレクタとの間にはダーリ
ントントランジスタ41〜46のコレクタ−エミッタ回
路を流れる電流がダーリントントランジスタ41〜46
を熱的に破壊しない範囲で所定値(本実施例巻数比65
で8A)を確保できるようにする電流制限回路IL1〜I
L6 が接続されている。そして破線で囲んだこれら素子
は一つの半導体層に形成され、1チップのパワースイッ
チPSW1〜PSW6を構成している。これらパワースイッチ
PSW1〜PSW6は一つの基板PL上にまとめて接合配置さ
れ、パワーモジュールPSWを構成している。
ッチPSW1〜PSW6のダーリントントランジスタ41〜4
6のコレクタと点火コイル11〜16の1次コイル21
〜26とを接続する為の接続端子a2〜f2が、また点火
信号を供給するドライブ回路DCとダーリントントラン
ジスタ41〜46の初段トランジスタT1 のベースとを
接続する為の接続端子a3〜f3と、更に、パワースイッ
チPSW1〜PSW6を接地する為のアース端子GRが、それ
ぞれ形成されている。尚、a1〜f1は、電源線と点火コ
イル11〜16との接続点を示す符号である。
イクロコンピュータにより作動)はエンジンの運転パラ
メータを受けとり、これを解析する。エンジンコントロ
ールユニットECUはドライブ回路DCに接続されてお
り、これを駆動する。また、バッテリBTは、フューズ
F及びスイッチKSWを直列に介して、イグニションコイ
ル11〜16に接続される。
転に同期して回転するクランクシャフトの回転角θは図
示しないクランク角センサによって検出され、エンジン
コントロールユニットECUを構成するマイクロコンピ
ュータにシーケンシャルに読み込まれる。
がよく知られた例えば熱線式空気流量センサによって検
出され、マイクロコンピュータに読み込まれる。
れ、図示しない水温センサによって検出され、同様にし
てマイクロコンピュータに読み込まれる。
ロットル弁に設けたアイドルスイッチISW(図示せず)
によって検出され、同様にECU(マイクロコンピュー
タ)に読み込まれる。
ため、機関のノッキング状態が図示しないノックセンサ
KNOで検出され同様にECU(マイクロコンピュー
タ)に読み込まれる。
の混合割り合いは排気ガス中の酸素濃度で代替えされ、
排気マニホールド中(図示せず)に取付けた図示しない
酸素濃度センサによって検出され、同様にECU(マイ
クロコンピュータ)に読み込まれる。
マイクロコンピュータは、これらの入力情報を基にし
て、機関の運転に最適な、燃料供給量及び点火時期、1
次コイルへの通電時間を演算し、図示しない燃料噴射弁
や図5に示される点火装置を制御する。点火時期及び1
次コイルへの通電時間信号は各気筒毎に演算される。
される。この回転数はクランク角信号θの単位時間当り
のカウント数から求められる。クランク角センサは更に
基準気筒信号と気筒判別信号を出力し、これによって各
気筒毎に進角基準点が設定される。
アイドルスイッチの状態を示す信号ISW,機関のノック
状態を示す信号KNO、更には酸素濃度O2 等の少なく
とも一つの信号によって補正される。この補正は各信号
毎に設けられた点火時期補正マップから各信号毎に読み
出された補正値を基本点火時期に加算することによって
実行される。
び補正され、点火時期信号と共にドライブ回路DCを介
して点火装置へ供給される。
グP1 は点火コイル11によって点火エネルギが供給さ
れる。
介してバッテリBTから点火装置に電力が供給される。
置の通電時間が決定されると接続端子a3 に接続された
ドライブ回路DCの出力端子が点火時期信号の到来に先
立ってHighレベルになる。これによって抵抗R3 を介し
てダーリントントランジスタ41の初段トランジスタT
1 のベースに電流が流れる。この電流はトランジスタT
1 の増幅率hfe倍に増幅され、トランジスタT1 のコレ
クタ−エミッタを通じてトランジスタT2 のベースに供
給される。トランジスタT2 のコレクタ−エミッタには
更にトランジスタT2 の増幅率hfe倍された電流が流れ
る。
を介し、点火コイル11の1次コイル21を通じて流れ
るので1次電流と呼ぶ。この1次電流は、後述する立上
り特性で所定値(例えば8アンペア)まで増加する。
限らない。点火コイルの1次コイルは周囲温度に依存す
る抵抗値を持っている。この為、点火装置の設計に際し
ては、あらかじめエンジンへ実際に取付けられた時の温
度状況でコイルの抵抗値がどの位高くなるかを調べてお
き、その時の抵抗値を基準にして、ダーリントントラン
ジスタ41〜46のベースに供給する電流の大きさ、あ
るいは、どの位の増幅率のダーリントントランジスタを
用いるかを決定する。
を基準にして1次電流を決定すると、エンジンが運転状
態になって点火コイルの温度が上昇した時、点火コイル
の抵抗値が高くなって所望の電流が1次コイルに流れな
くなってしまうからである。1次電流が欠乏すると点火
エネルギが不充分となって点火不能になる訳である。
時のことを考慮してこの時に8アンペアの1次電流が流
れる様に設計しているので、エンジンの温度がまだ十分
に高くなっておらず、点火コイルが冷たい間は点火コイ
ルの抵抗が小さいが故に逆に1次電流が8アンペアを越
えて流れることがある。この時にはダーリントントラン
ジスタが流れすぎた電流によって異常発熱し、破壊する
恐れがある。
てある。電流制限回路は1次電流を検出して、この1次
電流が8アンペアを越えて流れようとすると作動して、
ダーリントントランジスタの入力電流を減らし、それ以
上1次電流が上昇しないように働くのである。
と1次コイルに点火の為のエネルギが蓄積される。
火時期信号が出力される。点火時期信号はドライブ回路
を介して接続端子a3 の電位をLow レベルにする信号と
して与えられる。
ジスタ41の入力電流がとだえると1次電流は急激に遮
断され、その際電磁誘導によって点火コイル11の2次
コイル31に急峻な立上りの高電圧が発生する。
次電圧,2次コイルに誘導される電圧を2次電圧と呼
び、両者の間には後述する関係がある。
て等価回路を用いて、本発明の原理を説明する。図6に
その等価回路が示されており、それぞれ符号は以下のも
のを示す。
は、鉄損銅損を無視すると、概略(数1)〜(数5)に
示される式で表わされる。
ミッタ間電圧 ここで点火コイル無負荷時の2次出力V2 に対するくす
ぶり相当時(負荷時)の2次出力(点火プラグ電極間電
圧)V2′ は、図6の等価回路より概略(数6)式のよう
に示される。
は、1/ωCl は約500kΩであり、くすぶり時の負
荷抵抗Rl が100kΩ位になることから、1/ωCl
を無視すると負荷時の2次電圧(点火プラグ電極間電
圧)V2′ は、
z×15H≒900kΩであり、くすぶり時の負荷抵抗
Rl ≒100kΩとなると、2次電圧V2′(点火プラ
グ電極間電圧)が著しく低下する。
抵抗を変化させているが、点火プラグ電極の電圧V2′
はくすぶり時(100kΩ〜1MΩ)に大きく降下して
いる。また、図7では、実線は従来技術(I1 =6A,
巻数比a=85)を、点線は本実施例(I1 =8A,巻
数比a=65)を示している。このように、図7からわ
かると思うが、充分な装置の動作を引き出すためには、
100kΩでV2′ が6kV以上となることが必要であ
る。
F)に100kΩの抵抗を並列に接続して、種々の条件
下に点火の実験をおこなった。そして、点火プラグ電極
の電圧V2′が6.0kV以下に落ちたときに、点火性能
が急激に落ちて、点火動作が困難になることがわかった
(この様子は図1に示されている)。この様子は、同様
に、図8にも示されている。この図では、巻数比aを変
えて、1次電流に対して2次電圧を描いている。本実施
例では、巻数比が65であり、一方、従来技術では巻数
比が85である。巻数比が70以下であったときには、
点火プラグ電極の電圧V2′ が約6kVに保たれれば適
切な点火動作(着火)が可能になる。
ラグ電極電圧V2′が6.0kVとなるように、2次イン
ダクタンスL2 及び2次抵抗R2 を選ばねばならない。
式に示す如く、ツェナ電圧Vz によって1次電圧が規制
されるので、2次電圧を大きくする為には点火コイルの
巻数比aを大きくする必要がある。
数比を上げるには限度がある。それは1次コイルの巻数
を低減すると1次インダクタンスが小さくなって、その
結果(数3)式に示す如く2次電流が小さくなり、また
(数4)式に示す如く2次エネルギが小さくなって、結
局、アーク放電の持続時間が短くなり、低温始動性悪化
や吹き消し現象を招き易くなるからである。
6)式から2次電圧V2 が必要十分な2次電圧V2′(点
火プラグ電極電圧)を確保しつつ、2次電流が最大とな
る2次インダクタンスL2 を求め、これに基づいて1次
コイルと2次コイルの巻数比を決定した。
5)式によって決まる。本実施例では1次インダクタン
スを2.1mHとし、1次電流が8Aまで2.2msec 以
内に立上るように、1次抵抗R1 を0.5Ω とした。
41は信頼性,コスト,現状の半導体の製造技術から電
流増幅率300以上、ツェナダイオードの耐圧350V
以上、コレクタ電流容量8A以上のものを選定した。
最低限満足できるイグニションコイルの巻数比aは70
である。(数3)式より I2≒(1/70)×8(A)=110mA 2次電流として110mA確保できたことがわかる。ま
た、従来の2次電圧重視形の場合は一般的に巻数比aは
85であり、(数3)式より(kを省略) I2≒(1/85)×6(A)=70mA ここで、巻数比aは85で1次電圧I1 は6Aであり、
本実施例では、2次電流の57%が改善されたことにな
る。
等により400V以上確保すると (数2)式より巻数比a=64となり a=V2/(α・VZ) =28(kV)/(1.1×400(V))=64 2次電流I2 は(数3)式より I2≒(1/64)×8(A)=125mA となり従来型に比べてかなり改善されることがわかる。
以上の結果より、ツェナダイオードの耐圧を350V以
上でかつ巻数比を60〜70とし、かつ、1次電流を6
A以上とすることにより、従来品に対し性能が大幅に改
善された。
ランジスタのかわりに、パワーMOS FETやIGB
T(insulated gate bipolar transisfers)を用いた場
合も効果は同じである。これらを用いた場合は、駆動電
流を著しく低減できるため、ドライバーを低消費電力化
できるメリットがある。さらに、高耐圧用のパワードラ
イバーを使用することも可能である。
次電流を大きくして入力するエネルギを同じくして、1
次インダクタンスを低減すれば、2次インダクタンスも
低減でき、2次電流の立上り速度をアップできる効果が
ある。
次電流を示している。2000r.p.m で混合比が13で
あると、点火があると2次電圧が急激に落ち、その後比
較的に一定値を保つ。しかしエンジン速度が3000r.
p.m で混合比が13(比較的リーン)になると、点火か
ら500μsec 後に2次電圧はかなり乱れている。40
00r.p.m で混合比が12になると、点火から400μ
sec 後に点火は吹き消されている。エンジン速度が60
00r.p.m で混合比が10.8 になると、点火直後に吹
き消えが発生し、プラグギャップでの継続した火種が形
成しずらくない混合気の爆発が困難になる。
示されている。これから直ちに、6000r.p.m でも、
吹き消えは点火から300μsec も経過してから発生し
ているので、この間で(吹き消しに先き立って)、安定
した火種の形成ができ、機関の回転が安定する。
低温始動性の改善および吹き消しに強いシステムとな
る。また、排気特性も向上する。
る。
の少ないDIS(Dilect Ignition System)では、2m
H〜5mH程度のものが使用でき、大いに効果を発揮で
きる。
を解析する。
電圧V2 の立ち上り時間(以下「立ち上り時間」と称す
る)は、点火コイル1次巻線の励起回路のしゃ断により
2次巻線に誘起される点火火花電圧V2 の周波数fによ
って決定され、周波数が高いほど立ち上り時間は早くな
る。
本質的に正弦波状に増大し、従って、その周波数は次式
で表わすように、2πと、2次インダクタンスL2 と2
次キャパシタンスC2 の積の平方根との積の逆数に等し
い。
次巻線のインダクタンスと、無視しうる点火プラグリー
ドのきわめて小さいインダクタンスとから成る。従っ
て、2次巻線のインダクタンス値は2次インダクタンス
L2 と考えられる。2次キャパシタンスC2 は点火コイ
ル2次巻線巻き合せ中間層キャパシタンスと、点火プラ
グリードのキャパシタンスと、点火プラグキャパシタン
スと、その他浮遊キャパシタンスとから成る。点火コイ
ル2次巻線に誘起される点火火花電圧V2 の周波数を高
めるには、点火コイル2次巻線インダクタンスL2 を減
少させねばならない。以下「アーク期間」と称する点火
アークの期間は、点火コイル1次コイルに蓄積されるエ
ネルギWP によって決定される。蓄積されたエネルギが
大きいほど、アーク期間は長くなる。
を流しかつしゃ断する能力によって決定される。従っ
て、1次巻線インダクタンスL1 は、最大1次巻線励起
電流I1 の一定アーク期間を生ずるのに必要な蓄積エネ
ルギWP を得る如く選択されるべきである。点火コイル
2次コイルのインダクタンスL2 は、(数7)式で表わ
すように、点火コイル1次コイルのインダクタンスL1
と巻数比の自乗との積に等しい。
次巻線インダクタンスL2 の値は小さくなり、(数8)
式から、点火コイル2次巻線に誘起される点火火花電圧
V2 の周波数は高くなることは明らかである。すなわ
ち、この発明による点火装置の一部分としての使用に適
する点火コイルは、必要な1次の電流を流しかつしゃ断
する能力によって設定される最大通電電流の流れによ
り、所望のアーク期間が得られるだけのエネルギWP を
蓄積する十分なインダクタンス値の1次コイルと、所望
の立ち上り時間が得られるだけの小さい巻数比とを持た
ねばならない。
メータは、点火コイル1次電流を流しかつしゃ断する能
力により決定される最大点火コイル1次電流と、スイッ
チがオフとなり1次電流がしゃ断されたときの最大電圧
による決定される最大1次電圧V1 とであり、点火コイ
ル1次電流断続用ダーリントンパワートランジスタは損
傷または破壊されずに耐えることができる。この発明に
よる点火装置の一部分としての使用に適する点火コイル
を構成する工程を説明するため、ダーリントンパワート
ランジスタ41〜46の最大電流を流しかつしゃ断する
能力は8Aとし、コレクタ−エミッタ電極に印加される
最大電圧、1次電流しゃ断時の最大1次電圧V1 は35
0Vと設定する。さらに、2次コイルに誘起される点火
火花電圧V2 の所望と立ち上り時間は零から28kVま
で40マイクロ秒とし、アーク期間は700マイクロ秒
とする。
時、2次コイルに誘起される点火火花電圧V2 は(数
2)式で表わされるように、1次電圧と巻数比との積に
比例する。
は、(数2)式のV2 に28kVを、V2 に400Vを
代入して巻数比aを解くと、点火コイル25の巻数比は
約64:1となる。
し、これにより、最大点火コイル1次電流が8アンペア
で、十分な蓄積エネルギWP を持ち、点火アークが生ず
る点火プラグのアーク間隙をイオン化するのに必要なイ
オン化エネルギWi と、このアークを700マイクロ秒
間維持するのに必要なアーク持続エネルギWa と、装置
のエネルギ損失を補償するのに必要な装置損失エネルギ
W1 とが得られる。イオン化エネルギWi とアーク持続
エネルギWa とは次のそれぞれの式で決定される。
を生ずるに必要な電圧 C2 =2次キャパシタンス Ea =点火アークを維持するのに必要な電圧 I2 =アンペアで表わす2次電流 この発明による内燃機関用点火装置の実際例において、
2次キャパシタンスは25ピコファラッド(25×10
-12ファラッド)で、アークを維持するのに必要な電圧E
a は1.2kV で、装置エネルギ損失Wi ,損失は約
0.4 ,2次コイルエネルギE2 に等しかった。
に、1次電流I1 を巻数比で割り、これに約0.9 の結
合係数を掛けて得られる。
を、aに値64を代入して2次電流I2 を解けば、2次
電流I2 は約110ミリアンペアとなる。
は、(数10)式のEi に値28kVを代入し、C2 に
値25ピコファラッドを代入する。イオン化エネルギW
i を解くと、各々の点火プラグのアーク間隙をイオン化
し点火アークを生ずるに必要なイオン化エネルギWi は
9.8 ミリジュールとなる。
には、(数11)式のI2 に値110ミリアンペアを代入
し、アーク期間に700マイクロ秒を代入する。アーク
持続エネルギWa を解くと、アーク700マイクロ秒維
持するのに必要なアーク持続エネルギWa は46.2 ミ
リジュールとなる。所定の全2次エネルギWa は、次式
で表わすように、イオン化エネルギWi と、アーク持続
エネルギWa と、損失エネルギWl との和である。
46ミリジュールをWl に0.4E2 を代入すると損失
エネルギは約0.4E2に設定されるので、全2次側E2
を解くと、所定の全2次エネルギE2 は93.2 ミリジ
ュールとなる。
例において、1次コイルから2次コイルへのエネルギの
転換は約70パーセントであった。従って、1次コイル
に蓄積される所定の1次エネルギWP は次式により決定
される。
3ミリジュールを代入して1次コイルエネルギWP を解
くと、所定の1次コイルエネルギWP は133ミリジュ
ールとなる。
電流I1 の自乗により1次巻線エネルギWP を割り、こ
れを2倍して得られる。
133ミリジュールを、1次電流I1 に8アンペアを代
入して、1次コイルインダクタンスL1 を解くと、アー
ク期間700ミリ秒を得るため最大励起電流8アンペア
で1次コイルに蓄積される十分なエネルギWP を生ずる
のに必要な1次インダクタンスL1 約4ミリヘンリとな
る。
表わされるように、1次インダクタンスL1 と巻数比の
自乗との積に等しい。
に計算した4ミリヘンリを、巻数比に65を代入して、
2次インダクタンスを解くと、2次インダクタンスLS
は16.9 ヘンリとなる。
コイルに誘起される点火火花電圧V2 の周波数を計算す
るため、(数7)式のL2 に値16.9 ヘンリを代入
し、C2 に値25ピコファラッド(25×10-12ファラ
ッド)を代入して、この式を解けば、2次コイルに誘起
される電圧の周波数は約7700サイクル毎秒となり、
従って、各サイクルの周期(1/f)は129マイクロ
秒となる。点火コイル2次コイルに誘起された電圧が各
サイクルの90゜において最高に達するから、2次コイ
ルに誘起される電圧は(129/4)マイクロ秒に相当
する32マイクロ秒においてピーク値に達する。
a は次式で表わされる。
が100kΩのときにも、良好な点火が得られる。
圧V2′ に対する着火の割合を示す図である。
である。
を示す図である。
流を示す図である。
ある。
1〜36…2次コイル、41〜46…ダーリントントラ
ンジスタ、PSW1〜PSW6…パワースイッチ、IL1〜I
L6…電流制限回路、P1〜P6…点火プラグ。
Claims (3)
- 【請求項1】1次巻線と2次巻線とを有するコイルと、 前記1次巻線に電圧を印加する印加手段と、 前記2次巻線からの電気信号を入力して燃料に点火する
点火手段と、 を備えた内燃機関の誘導放電型点火装置において、 前記電圧は350V以上であって、 前記1次巻線に対する前記2次巻線の巻数比は60以上
70以下であって、 前記1次巻線に流れる電流は6A以上であることを特徴
とする内燃機関の誘導放電型点火装置。 - 【請求項2】内燃機関の気筒毎に設けられ、1次巻線と
2次巻線とを有するコイルと、 前記1次巻線に印加する電圧をオンオフするスイッチ手
段と、 前記2次巻線の出力を点火プラグに供給する供給手段
と、 を備えた内燃機関の誘導放電型点火装置において、 前記スイッチ手段は1チップの半導体スイッチであっ
て、 前記電圧は350V以上であって、 前記1次巻線に対する前記2次巻線の巻数比は60以上
70以下であって、 前記1次巻線に流れる電流は6A以上であることを特徴
とする内燃機関の誘導放電型点火装置。 - 【請求項3】内燃機関と、 請求項1または2記載の誘導放電型点火装置と、 前記内燃機関のクランク角を検出するクランク角検出手
段と、 前記クランク角検出手段からの入力に基づいて、前記点
火装置を制御する制御手段と、 を備えた内燃機関点火システム。
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE91306098:4 | 1991-07-04 | ||
EP91306098A EP0521207B1 (en) | 1991-07-04 | 1991-07-04 | Induction discharge type ignition device for an internal combustion engine |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH05180134A JPH05180134A (ja) | 1993-07-20 |
JP2948023B2 true JP2948023B2 (ja) | 1999-09-13 |
Family
ID=8208338
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP4153296A Expired - Lifetime JP2948023B2 (ja) | 1991-07-04 | 1992-06-12 | 内燃機関の誘導放電型点火装置 |
Country Status (4)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US5193514A (ja) |
EP (1) | EP0521207B1 (ja) |
JP (1) | JP2948023B2 (ja) |
DE (1) | DE69128079T2 (ja) |
Families Citing this family (13)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP0663526B1 (en) * | 1994-01-12 | 2010-03-31 | Denso Corporation | Internal combustion engine ignition system |
GB9515272D0 (en) * | 1994-12-23 | 1995-09-20 | Philips Electronics Uk Ltd | An ignition control circuit, and engine system |
WO1997021920A1 (en) * | 1995-12-13 | 1997-06-19 | Ward Michael A V | Low inductance high energy inductive ignition system |
JP4969512B2 (ja) * | 1996-03-21 | 2012-07-04 | 日立オートモティブシステムズ株式会社 | 内燃機関用点火装置 |
WO1998049444A1 (fr) * | 1997-04-25 | 1998-11-05 | Hitachi, Ltd. | Systeme d'allumage |
US6186130B1 (en) * | 1999-07-22 | 2001-02-13 | Delphi Technologies, Inc. | Multicharge implementation to maximize rate of energy delivery to a spark plug gap |
JP3482161B2 (ja) | 1999-08-03 | 2003-12-22 | 株式会社日立製作所 | 内燃機関の点火システム |
US6820602B1 (en) | 2003-11-26 | 2004-11-23 | Autotronic Controls Corporation | High energy ignition method and system |
US7165542B2 (en) * | 2003-11-26 | 2007-01-23 | Autotronic Controls Corporation | High energy ignition method and system using pre-dwell control |
JP4416602B2 (ja) * | 2004-08-20 | 2010-02-17 | ダイハツ工業株式会社 | 内燃機関のくすぶり判定方法 |
EP2018473B1 (en) * | 2006-05-18 | 2015-01-07 | North-West University | Ignition system |
JP2013160216A (ja) | 2012-02-09 | 2013-08-19 | Mitsubishi Electric Corp | 点火装置 |
JP6269271B2 (ja) * | 2014-04-10 | 2018-01-31 | 株式会社デンソー | 内燃機関用点火装置 |
Family Cites Families (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US3824977A (en) * | 1973-11-23 | 1974-07-23 | Gen Motors Corp | Internal combustion engine ignition system |
JPS5392049A (en) * | 1977-01-25 | 1978-08-12 | Ngk Spark Plug Co Ltd | Ignition circuit for spark plug of internal combustion engine |
US4677960A (en) * | 1984-12-31 | 1987-07-07 | Combustion Electromagnetics, Inc. | High efficiency voltage doubling ignition coil for CD system producing pulsed plasma type ignition |
US4774914A (en) * | 1985-09-24 | 1988-10-04 | Combustion Electromagnetics, Inc. | Electromagnetic ignition--an ignition system producing a large size and intense capacitive and inductive spark with an intense electromagnetic field feeding the spark |
US4662343A (en) * | 1986-04-28 | 1987-05-05 | Smith Kenneth H | Method and apparatus for generating high voltage pulses |
US4903674A (en) * | 1989-03-13 | 1990-02-27 | General Motors Corporation | Spark developing apparatus for internal combustion engines |
-
1991
- 1991-07-04 DE DE69128079T patent/DE69128079T2/de not_active Expired - Fee Related
- 1991-07-04 EP EP91306098A patent/EP0521207B1/en not_active Expired - Lifetime
- 1991-07-08 US US07/726,824 patent/US5193514A/en not_active Expired - Lifetime
-
1992
- 1992-06-12 JP JP4153296A patent/JP2948023B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
EP0521207B1 (en) | 1997-10-29 |
DE69128079T2 (de) | 1998-05-20 |
US5193514A (en) | 1993-03-16 |
JPH05180134A (ja) | 1993-07-20 |
EP0521207A1 (en) | 1993-01-07 |
DE69128079D1 (de) | 1997-12-04 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP2948023B2 (ja) | 内燃機関の誘導放電型点火装置 | |
US6814066B2 (en) | Internal combustion engine ignition device and igniter for same | |
JP2597126B2 (ja) | 内燃機関の点火火花を発生する方法および装置 | |
US6539930B2 (en) | Ignition apparatus for internal combustion engine | |
JPH0135177B2 (ja) | ||
EP0555281A1 (en) | Electrical circuit | |
US4328771A (en) | Starting assist system for diesel engines | |
JPS6128832B2 (ja) | ||
US3935844A (en) | Ignition timing control system | |
JPH0680313B2 (ja) | 内燃機関の点火装置 | |
JP3322862B2 (ja) | 内燃機関用点火装置 | |
JPH0315659A (ja) | 多重放電型点火装置 | |
JP4141014B2 (ja) | 内燃機関用点火装置 | |
JP2003222066A (ja) | 失火検出装置 | |
JP3528296B2 (ja) | 内燃機関用点火装置 | |
KR950003340B1 (ko) | 내연기관의 유도방전식 점화장치 | |
JP2001140739A (ja) | 内燃機関用点火装置 | |
JP3184466B2 (ja) | イオン電流検出装置を備えた内燃機関の点火装置 | |
JP2000009010A (ja) | 内燃機関用点火装置 | |
WO2022123861A1 (ja) | 内燃機関制御装置 | |
JP4169266B2 (ja) | 内燃機関用点火装置 | |
JP2790628B2 (ja) | 内燃機関の点火装置 | |
JPH06159217A (ja) | 点火プラグ装置 | |
KR0123071Y1 (ko) | 가솔린 엔진의 점화플러그 및 점화장치 | |
JP2002206472A (ja) | 火花点火機関の点火装置 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20080702 Year of fee payment: 9 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20090702 Year of fee payment: 10 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20100702 Year of fee payment: 11 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20100702 Year of fee payment: 11 |
|
S111 | Request for change of ownership or part of ownership |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313111 |
|
S531 | Written request for registration of change of domicile |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313531 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20100702 Year of fee payment: 11 |
|
R350 | Written notification of registration of transfer |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20110702 Year of fee payment: 12 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20110702 Year of fee payment: 12 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20120702 Year of fee payment: 13 |
|
EXPY | Cancellation because of completion of term |