JPH11159427A - Ignition device for internal combustion engine - Google Patents
Ignition device for internal combustion engineInfo
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- JPH11159427A JPH11159427A JP32621297A JP32621297A JPH11159427A JP H11159427 A JPH11159427 A JP H11159427A JP 32621297 A JP32621297 A JP 32621297A JP 32621297 A JP32621297 A JP 32621297A JP H11159427 A JPH11159427 A JP H11159427A
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Abstract
Description
【０００１】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、内燃機関の各気筒
毎に配設された点火プラグに対して１対１に点火コイル
を接続する所謂ディストリビュータレスで独立点火方式
の内燃機関用点火装置に関するものである。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a so-called distributorless, independent ignition type ignition device for an internal combustion engine in which an ignition coil is connected one-to-one to an ignition plug provided for each cylinder of the internal combustion engine. Things.
【０００２】[0002]
【従来の技術】従来、内燃機関の各気筒毎に配設された
点火プラグに対して点火コイルで発生させた高電圧をデ
ィストリビュータを介して配電することで、所望の点火
プラグに火花を発生させるディストリビュータ分配方式
の点火装置が知られている。また、ディストリビュータ
分配方式の点火装置に対して、ディストリビュータを用
いずにスイッチング素子等を用い電気的に配電を行うデ
ィストリビュータレスの点火装置も知られている。2. Description of the Related Art Conventionally, a spark is generated in a desired spark plug by distributing a high voltage generated by an ignition coil to a spark plug arranged for each cylinder of an internal combustion engine through a distributor. 2. Description of the Related Art An ignition device of a distributor distribution type is known. Also, a distributor-less ignition device that electrically distributes power using a switching element or the like without using a distributor is known for a distributor-distribution-type ignition device.
【０００３】このディストリビュータレスの点火装置の
うち、内燃機関の各気筒毎に配設された点火プラグと１
対１に点火コイルを接続する独立点火方式と呼ばれる点
火装置では、点火コイルが点火プラグの真上に配置され
プラグコードが不要であり点火エネルギのロスを低減で
きる利点がある。[0003] Among the distributor-less ignition devices, an ignition plug provided for each cylinder of an internal combustion engine and one ignition plug are connected to each other.
In an ignition device called an independent ignition system in which an ignition coil is connected in a one-to-one manner, the ignition coil is disposed directly above the ignition plug, and there is an advantage that a plug cord is unnecessary and loss of ignition energy can be reduced.
【０００４】[0004]
【発明が解決しようとする課題】ところで、前述のディ
ストリビュータレスで独立点火方式の内燃機関用点火装
置における点火コイルは、点火プラグを取付けるための
内燃機関のシリンダヘッド近傍を利用して点火プラグと
１対１に電気的に接続され組付けられている。このた
め、点火コイルは体格が所定以上大きくできないという
制約条件があり、点火プラグに供給される点火エネルギ
が点火コイルの２次コイル側に発生される２次電圧だけ
では燃料の点火後における安定した燃焼を維持できない
という不具合があった。By the way, the ignition coil of the above-described distributorless independent ignition type ignition device for an internal combustion engine uses the vicinity of the cylinder head of the internal combustion engine for mounting the ignition plug and the ignition plug in one. They are electrically connected to each other and assembled. For this reason, there is a restriction condition that the physique of the ignition coil cannot be increased beyond a predetermined value, and the ignition energy supplied to the ignition plug becomes stable after ignition of the fuel only by the secondary voltage generated on the secondary coil side of the ignition coil. There was a problem that combustion could not be maintained.
【０００５】そこで、この発明はかかる不具合を解決す
るためになされたもので、ディストリビュータレスで独
立点火方式の内燃機関用点火装置であって、体格の小さ
な点火コイルであっても点火プラグに供給する点火エネ
ルギを大きくでき燃料の安定した燃焼を可能とし、かつ
点火コイルによる点火プラグの所望の点火時期以外に火
花が発生することを防止可能な内燃機関用点火装置の提
供を課題としている。In view of the above, the present invention has been made in order to solve such a problem, and is an distributor-less, independent ignition type ignition device for an internal combustion engine, in which even a small-sized ignition coil is supplied to an ignition plug. It is an object of the present invention to provide an ignition device for an internal combustion engine capable of increasing ignition energy, enabling stable combustion of fuel, and preventing generation of sparks other than a desired ignition timing of an ignition plug by an ignition coil.
【０００６】[0006]
【課題を解決するための手段】請求項１の内燃機関用点
火装置によれば、ディストリビュータレスで独立点火方
式の内燃機関用点火装置であって、複数の点火コイルの
２次コイルの低圧側には１つの電圧補助手段が直列に接
続され共通使用され、点火プラグの所望の点火時期に合
わせて点火コイルの２次コイル側に発生される電圧に電
圧補助手段で発生される補助電圧が加算され、このとき
の補助電圧の大きさが、内燃機関の運転状態に応じて点
火プラグに火花を発生させるための要求電圧の下限値未
満とされる。このため、構成の簡素化によるコストダウ
ンが図られると共に、所望の点火時期にある点火プラグ
では点火エネルギが増大され燃料の燃焼状態が安定され
る。一方、所望の点火時期にない点火プラグでは電圧補
助手段からの補助電圧が印加されても火花が発生するこ
とがないため燃料の燃焼に至ることがない。これによ
り、内燃機関に異常振動が発生したりして正常な運転状
態が妨げられることがないという効果が得られる。According to the first aspect of the present invention, there is provided an ignition device for an internal combustion engine of an independent ignition system without a distributor, which is provided on a low pressure side of a secondary coil of a plurality of ignition coils. One voltage auxiliary means is connected in series and commonly used, and an auxiliary voltage generated by the voltage auxiliary means is added to a voltage generated on the secondary coil side of the ignition coil in accordance with a desired ignition timing of the ignition plug. The magnitude of the auxiliary voltage at this time is set to be less than the lower limit value of the required voltage for generating sparks in the spark plug according to the operating state of the internal combustion engine. For this reason, the cost is reduced by simplifying the configuration, and the ignition energy is increased in the ignition plug at the desired ignition timing, so that the combustion state of the fuel is stabilized. On the other hand, if the ignition plug is not at the desired ignition timing, even if the auxiliary voltage is applied from the voltage auxiliary means, no spark is generated, so that the fuel does not burn. As a result, there is obtained an effect that abnormal operation does not occur in the internal combustion engine and a normal operation state is not hindered.
【０００７】請求項２の内燃機関用点火装置では、所望
の点火時期にある点火プラグに対する点火エネルギ倍率
を、電圧補助手段による補助電圧が０．５〔ｋＶ〕より
大きくされることで補助前の２倍以上に増大でき燃料の
燃焼状態が安定されると共に、電圧補助手段による補助
電圧が１．１８〔ｋＶ〕未満とされることで所望の点火
時期にない点火プラグに火花が発生されることがないた
め内燃機関の正常な運転状態が妨げられることがない。In the ignition device for an internal combustion engine according to the present invention, the ignition energy magnification for the ignition plug at a desired ignition timing is increased by increasing the auxiliary voltage by the voltage auxiliary means to 0.5 [kV]. Since the combustion state of the fuel can be stabilized more than twice and the auxiliary voltage by the voltage auxiliary means is less than 1.18 [kV], a spark is generated in a spark plug not at a desired ignition timing. The normal operating condition of the internal combustion engine is not hindered because of the absence.
【０００８】請求項３の内燃機関用点火装置では、電圧
補助手段によって点火プラグの所望の点火時期から点火
コイルの２次コイルに発生する電圧が補助され、点火プ
ラグに印加される２次電圧が所定の点火エネルギ以上と
なるように安定されるため、点火プラグによる燃料の燃
焼状態が安定され内燃機関の正常な運転状態を得ること
ができる。According to the third aspect of the present invention, the voltage generated from the desired ignition timing of the ignition plug to the secondary coil of the ignition coil is assisted by the voltage auxiliary means, and the secondary voltage applied to the ignition plug is reduced. Since the ignition energy is stabilized to be equal to or higher than the predetermined ignition energy, the combustion state of the fuel by the ignition plug is stabilized, and the normal operation state of the internal combustion engine can be obtained.
【０００９】請求項４の内燃機関用点火装置では、点火
コイルがプラグホール内を利用して組付けられ点火プラ
グと直接電気的に接続されるため、ディストリビュータ
レスで独立点火方式の点火装置に適合し、内燃機関のシ
リンダヘッド部分の構成が簡素化されると共に、組付け
信頼性を向上することができる。In the ignition device for an internal combustion engine according to the fourth aspect, since the ignition coil is assembled using the inside of the plug hole and is directly electrically connected to the ignition plug, it is suitable for an ignition device of a distributorless and independent ignition type. However, the configuration of the cylinder head portion of the internal combustion engine can be simplified, and the reliability of assembly can be improved.
【００１０】請求項５の内燃機関用点火装置では、内燃
機関が直接噴射式ガソリン機関であると、短い燃料噴射
可能期間内に多量の燃料が噴射されるため、その燃料を
安定して燃焼するための点火エネルギも増大傾向となる
が、点火コイルによる２次電圧に電圧補助手段からの補
助電圧が加算され印加されることで着火良好で安定した
燃焼状態を得ることができる。In the ignition device for an internal combustion engine according to the present invention, if the internal combustion engine is a direct injection gasoline engine, a large amount of fuel is injected within a short fuel injection possible period, so that the fuel is stably burned. Energy tends to increase, but the auxiliary voltage from the voltage auxiliary means is added to and applied to the secondary voltage by the ignition coil, so that good ignition and a stable combustion state can be obtained.
【００１１】[0011]
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を実施
例に基づいて説明する。DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Embodiments of the present invention will be described below based on examples.
【００１２】図１は本発明の実施の形態の一実施例にか
かる内燃機関用点火装置が適用された４気筒内燃機関に
おける１気筒の要部構成を示す断面図である。FIG. 1 is a cross-sectional view showing a main configuration of one cylinder in a four-cylinder internal combustion engine to which an ignition device for an internal combustion engine according to an embodiment of the present invention is applied.
【００１３】図１において、内燃機関１は各気筒内に燃
料を直接噴射する直接噴射式ガソリン機関である。内燃
機関１には吸気管２と排気管３とが接続されている。吸
気管２の上流側のスロットル弁（図示略）を介して吸入
された空気は、吸気弁４の開弁時期にシリンダヘッド１
ａとピストン５とで形成される燃焼室６内に供給され
る。また、内燃機関１のシリンダヘッド１ａの頭頂部に
は燃焼室６内に向けて点火プラグ７が配設されている。
そして、内燃機関１のシリンダヘッド１ａの横側には燃
料噴射弁８が配設され、その噴射孔８ａは燃焼室６内に
突出されている。In FIG. 1, an internal combustion engine 1 is a direct injection gasoline engine that directly injects fuel into each cylinder. An intake pipe 2 and an exhaust pipe 3 are connected to the internal combustion engine 1. The air sucked in via a throttle valve (not shown) on the upstream side of the intake pipe 2 is supplied to the cylinder head 1 at the time of opening the intake valve 4.
a and the piston 5 is supplied into a combustion chamber 6. An ignition plug 7 is disposed at the top of the cylinder head 1 a of the internal combustion engine 1 so as to extend into the combustion chamber 6.
A fuel injection valve 8 is disposed on the side of the cylinder head 1 a of the internal combustion engine 1, and the injection hole 8 a projects into the combustion chamber 6.
【００１４】そして、高圧燃料ポンプ（図示略）にて加
圧され燃料噴射弁８に供給される高圧燃料は、燃料噴射
弁８の開弁時期に燃焼室６内に直接噴射される。この燃
焼室６内に直接噴射された高圧燃料が吸気弁４側から吸
入された空気と混合され、点火プラグ７からの火花によ
り燃焼される。そして、この燃焼室６で燃焼された排気
ガスは排気弁９の開弁時期に排気管３側に排出される。
ここで、点火プラグ７の上部にはイグナイタ一体型の点
火コイル１０が圧入され電気的に接続されている。The high-pressure fuel pressurized by a high-pressure fuel pump (not shown) and supplied to the fuel injection valve 8 is directly injected into the combustion chamber 6 when the fuel injection valve 8 is opened. The high-pressure fuel directly injected into the combustion chamber 6 is mixed with the air sucked from the intake valve 4 side, and is burned by the spark from the ignition plug 7. The exhaust gas burned in the combustion chamber 6 is discharged to the exhaust pipe 3 when the exhaust valve 9 is opened.
Here, an igniter-integrated ignition coil 10 is press-fitted and electrically connected to the upper part of the ignition plug 7.
【００１５】次に、点火コイル１０の構成について図２
の詳細断面図を参照して説明する。図２において、点火
コイル１０のコイルケース１１は、コネクタハウジング
１２を有する頭部１３と、１次コイル１４及び２次コイ
ル１５を内蔵する円筒状の筒部１６と、点火プラグ７に
嵌着する高圧タワー部１７とから構成され、これら頭部
１３、筒部１６及び高圧タワー部１７は、例えば、ポリ
ブチレンテレフタレート（ＰＢＴ）、ポリフェニレンサ
ルファイド（ＰＰＳ）、ポリエチレンテレフタレート
（ＰＥＴ）等の絶縁性樹脂を用いて別体に成形されてい
る。このコイルケース１１は、全長が１３０〔ｍｍ：ミ
リメートル〕以上に形成されている。Next, the configuration of the ignition coil 10 is shown in FIG.
This will be described with reference to the detailed cross-sectional view of FIG. In FIG. 2, a coil case 11 of the ignition coil 10 is fitted to a head 13 having a connector housing 12, a cylindrical tubular portion 16 containing a primary coil 14 and a secondary coil 15, and an ignition plug 7. The head 13, the cylindrical portion 16, and the high-pressure tower 17 are made of an insulating resin such as polybutylene terephthalate (PBT), polyphenylene sulfide (PPS), or polyethylene terephthalate (PET). It is molded separately using. The coil case 11 is formed to have a total length of 130 [mm: millimeter] or more.
【００１６】頭部１３には、コネクタピン１８をインサ
ート成形したコネクタハウジング１２が一体成形され、
この頭部１３の内部にはイグナイタ１９が搭載され、図
示しない内燃機関制御用ＥＣＵ（Electronic Control U
nit:電子制御ユニット）から出力された点火信号ＩＧt
がコネクタピン１８を介してイグナイタ１９に入力され
る。この頭部１３の内部に搭載されたイグナイタ１９の
周囲には、絶縁性封止樹脂としてエポキシ系熱硬化性樹
脂等の熱硬化性樹脂２０が真空充填されている。A connector housing 12 in which a connector pin 18 is insert-molded is integrally formed with the head 13.
An igniter 19 is mounted inside the head 13, and an ECU (Electronic Control U) for controlling an internal combustion engine (not shown) is provided.
nit: the ignition signal IGt output from the electronic control unit)
Is input to the igniter 19 via the connector pin 18. The periphery of the igniter 19 mounted inside the head 13 is vacuum-filled with a thermosetting resin 20 such as an epoxy thermosetting resin as an insulating sealing resin.
【００１７】一方、筒部１６は、肉厚が１．０〔ｍｍ〕
以下に形成され、その内部の中心部には円柱状の中心コ
ア２１とその外周側には円筒状の外周コア２２とが同心
状に収納されている。そして、円筒状の外周コア２２の
内周側には絶縁樹脂製のボビン２３に巻回された１次コ
イル１４が装着され、その内周側には絶縁樹脂製のボビ
ン２４に巻回された２次コイル１５が装着されている。
更に、中心コア２１の両端には、１次コイル１４及び２
次コイル１５により励磁されて発生する磁束とは逆方向
の極性の磁石２５，２６が配設されている。また、筒部
１６の下端面には、２次コイル１５の一端に接続された
ターミナルプレート２７が固定されている。この筒部１
６内の空隙部にも、絶縁性封止樹脂としてエポキシ系熱
硬化性樹脂等の熱硬化性樹脂２０が真空充填されてい
る。On the other hand, the cylindrical portion 16 has a thickness of 1.0 [mm].
A cylindrical central core 21 is housed concentrically inside a central core 21 and a cylindrical outer core 22 is arranged on the outer peripheral side thereof. A primary coil 14 wound around an insulating resin bobbin 23 is mounted on the inner peripheral side of the cylindrical outer core 22, and the primary coil 14 is wound around an insulating resin bobbin 24 on the inner peripheral side. The secondary coil 15 is mounted.
Furthermore, the primary coils 14 and 2
Magnets 25 and 26 having polarities opposite to the magnetic flux generated by excitation by the next coil 15 are provided. A terminal plate 27 connected to one end of the secondary coil 15 is fixed to a lower end surface of the cylindrical portion 16. This tubular part 1
The space inside 6 is also vacuum-filled with a thermosetting resin 20 such as an epoxy-based thermosetting resin as an insulating sealing resin.
【００１８】高圧タワー部１７の上部中心には、高圧タ
ーミナル２８を上向きに固着したターミナルカップ２９
がインサート成形され、このターミナルカップ２９の下
向きの凹部内に導電性のスプリング（高圧端子部）３０
の上端が固定されている。この高圧ターミナル２８は、
ターミナルプレート２７に圧接して電気的に導通した状
態に保持される。高圧タワー部１７の下部側は筒状に形
成され、そこにゴム製のプラグキャップ３１が嵌着され
ている。この高圧タワー部１７のプラグキャップ３１が
点火プラグ７の上部に圧入されることで、このプラグキ
ャップ３１の弾性圧着力により両者の連結状態が保持さ
れると共に、スプリング３０の下端が点火プラグ７の端
子に圧接された状態となり、それによって、２次コイル
１５の一端がターミナルプレート２７、高圧ターミナル
２８、ターミナルカップ２９及びスプリング３０を介し
て点火プラグ７の端子に電気的に接続される。この高圧
タワー部１７の内部にも、絶縁性封止樹脂としてエポキ
シ系熱硬化性樹脂等の熱硬化性樹脂２０が真空充填され
ている。At the center of the upper portion of the high-pressure tower section 17, a terminal cup 29 having a high-pressure terminal 28 fixed upward is fixed.
Are formed by insert molding, and a conductive spring (high-voltage terminal portion) 30 is provided in the downward recess of the terminal cup 29.
The upper end is fixed. This high pressure terminal 28
It is pressed against the terminal plate 27 and kept in an electrically conductive state. The lower side of the high-pressure tower section 17 is formed in a cylindrical shape, and a rubber plug cap 31 is fitted therein. When the plug cap 31 of the high-pressure tower section 17 is press-fitted into the upper portion of the spark plug 7, the connection between the two is maintained by the elastic compression force of the plug cap 31, and the lower end of the spring 30 is The terminal is brought into pressure contact with the terminal, whereby one end of the secondary coil 15 is electrically connected to the terminal of the ignition plug 7 via the terminal plate 27, the high voltage terminal 28, the terminal cup 29 and the spring 30. The inside of the high-pressure tower section 17 is also vacuum-filled with a thermosetting resin 20 such as an epoxy thermosetting resin as an insulating sealing resin.
【００１９】頭部１３と筒部１６と高圧タワー部１７と
の接続部３２，３３は、圧入嵌合する構造となってお
り、各接続部３２，３３は、それぞれ接着剤にて接着さ
れシールされている。このような構造の点火コイル１０
では、コイルケース１１の成形材料として、その内部に
充填するエポキシ系の熱硬化性樹脂２０との密着性が良
いポリブチレンテレフタレート（ＰＢＴ）樹脂が主に用
いられている。The connecting portions 32, 33 of the head 13, the cylindrical portion 16, and the high-pressure tower portion 17 are press-fitted to each other, and the connecting portions 32, 33 are respectively bonded with an adhesive and sealed. Have been. Ignition coil 10 having such a structure
Here, as a molding material of the coil case 11, a polybutylene terephthalate (PBT) resin having good adhesion to an epoxy-based thermosetting resin 20 filled therein is mainly used.
【００２０】次に、本発明の実施の形態の一実施例にか
かる内燃機関用点火装置の電気的構成を示す図３及びそ
の動作におけるタイムチャートを示す図４を参照して説
明する。なお、図３に示すように、内燃機関１の各気筒
には同じ点火コイル１０が配設されており、同様の構成
または相当部分からなるものについては同一符号及び同
一記号を付して示す。また、図４には、１気筒分の信号
の遷移状態を示す。Next, a description will be given with reference to FIG. 3 showing an electrical configuration of an ignition device for an internal combustion engine according to an embodiment of the present invention, and FIG. 4 showing a time chart of the operation thereof. As shown in FIG. 3, the same ignition coil 10 is provided in each cylinder of the internal combustion engine 1, and the same reference numerals and symbols are given to components having the same configuration or corresponding parts. FIG. 4 shows a transition state of a signal for one cylinder.
【００２１】上述のように構成された点火コイル１０
は、図１に示すように、内燃機関１の各気筒のシリンダ
ヘッド１ａの頭頂部に設けられた点火プラグ７を取付け
るためのプラグホール内に収容され点火プラグ７と１対
１に直接電気的に接続され組付けられている。点火コイ
ル１０の１次コイル１４の一端は車載された共通のバッ
テリ電源電圧＋Ｂと接続され、他端はイグナイタ１９内
のスイッチング素子Ｓ1〜Ｓ4 とそれぞれ接続されてい
る。また、点火コイル１０の２次コイル１５の一端は点
火プラグ７とそれぞれ接続され、点火コイル１０から外
部に引出された２次コイル１５の他端は共通のＤＣ／Ｄ
Ｃコンバータ４０と直列に接続されている。The ignition coil 10 constructed as described above
As shown in FIG. 1, the spark plug 7 is housed in a plug hole for mounting a spark plug 7 provided at the top of the cylinder head 1a of each cylinder of the internal combustion engine 1, and is directly electrically connected to the spark plug 7 on a one-to-one basis. Is connected and assembled. One end of a primary coil 14 of the ignition coil 10 is connected to a common battery power supply voltage + B mounted on a vehicle, and the other end is connected to switching elements S1 to S4 in an igniter 19, respectively. One end of a secondary coil 15 of the ignition coil 10 is connected to the ignition plug 7, and the other end of the secondary coil 15 drawn out from the ignition coil 10 is connected to a common DC / D
It is connected in series with the C converter 40.
【００２２】ＥＣＵ（図示略）からスイッチング素子Ｓ
1 〜Ｓ4 に出力される点火信号ＩＧt1〜ＩＧt4がオン状
態からオフ状態とされる所望の点火時期（図４に示す矢
印参照）に点火コイル１０の２次コイル１５側に誘導電
圧である２次電圧が発生される。これと同時に、ＥＣＵ
（図示略）からＤＣ／ＤＣコンバータ４０に出力される
動作指令信号ＩＧｗによって、ＤＣ／ＤＣコンバータ４
０で高電圧が発生され、点火コイル１０の２次コイル１
５で発生された２次電圧に加算される。これにより、点
火プラグ７には図４に示す２次電圧Ｖ2 が印加され、所
望の点火時期に点火プラグ７に火花が発生され燃焼室６
内の燃料が燃焼される。The switching element S is provided by an ECU (not shown).
At the desired ignition timing (see the arrow shown in FIG. 4) at which the ignition signals IGt1 to IGt4 output to 1 to S4 are changed from the on state to the off state, the secondary voltage which is an induced voltage is applied to the secondary coil 15 side of the ignition coil 10. Voltage is generated. At the same time, the ECU
(Not shown) to the DC / DC converter 40, the DC / DC converter 4
0, a high voltage is generated and the secondary coil 1 of the ignition coil 10
5 is added to the secondary voltage generated. As a result, the secondary voltage V2 shown in FIG. 4 is applied to the ignition plug 7, and a spark is generated in the ignition plug 7 at a desired ignition timing.
The fuel inside is burned.
【００２３】ところで、図３に示すように、回路を簡素
化し安価なものとするため１つのＤＣ／ＤＣコンバータ
４０が複数の点火コイル１０とそれぞれ直列接続され共
通利用されていることから、ＤＣ／ＤＣコンバータ４０
の動作時に発生される高電圧が全気筒の点火プラグ７に
同時に印加されることとなる。このとき、所望の点火時
期でない点火プラグ７に火花が発生することがないよう
に、ＤＣ／ＤＣコンバータ４０によるＤＣ／ＤＣコンバ
ータ発生電圧は点火プラグ７の要求電圧を越えないよう
に１．１８〔ｋＶ〕未満とされる。また、ＤＣ／ＤＣコ
ンバータ４０によるＤＣ／ＤＣコンバータ発生電圧は、
図５に示すように、点火プラグ７に対するエネルギ増大
効果が得られ、点火後の燃料の燃焼を安定させるための
点火エネルギ倍率が約２倍となる０．５〔ｋＶ〕以上と
される。By the way, as shown in FIG. 3, one DC / DC converter 40 is connected in series with a plurality of ignition coils 10 and is commonly used for simplifying the circuit and reducing the cost. DC converter 40
Is applied simultaneously to the ignition plugs 7 of all cylinders. At this time, the voltage generated by the DC / DC converter 40 by the DC / DC converter 40 does not exceed the required voltage of the spark plug 7. kV]. The DC / DC converter generated voltage by the DC / DC converter 40 is
As shown in FIG. 5, the effect of increasing the energy on the spark plug 7 is obtained, and the ignition energy magnification for stabilizing the combustion of the fuel after ignition is set to 0.5 [kV] or more, which is about twice.
【００２４】ここで、ＤＣ／ＤＣコンバータ４０による
ＤＣ／ＤＣコンバータ発生電圧の上限値を規定する際の
上述の点火プラグ７の要求電圧について説明する。Here, the above-described required voltage of the ignition plug 7 when defining the upper limit of the DC / DC converter generated voltage by the DC / DC converter 40 will be described.
【００２５】パッシェンの法則によれば、点火プラグ７
に印加される電圧が次式（１）で算出される要求電圧Ｖ
r 〔ｋＶ〕以上になると点火プラグ７で火花が発生す
る。According to Paschen's law, the spark plug 7
Is the required voltage V calculated by the following equation (1).
When the temperature exceeds r [kV], a spark is generated at the spark plug 7.
【００２６】[0026]
【数１】 Ｖr ＝ａ×ＰCYL ×Ｌ＋Ｃ ・・・（１） 但し、ａ，Ｃは定数でａ≒１／９８．１〔ｋＶ／ｋＰａ
（キロパスカル）・ｍｍ〕、Ｃ≒１〔ｋＶ〕であり、Ｐ
CYL は燃焼室の圧力〔ｋＰａ〕、Ｌは点火プラグ７の放
電ギャップ〔ｍｍ〕である。つまり、燃焼室の圧力ＰCY
L が低く、点火プラグ７の放電ギャップＬが小さいほど
低い電圧で点火プラグ７に火花が発生する。一般的な内
燃機関では、高回転域の下死点付近で約２５〔ｋＰａ〕
まで燃焼室の圧力ＰCYL が低下する可能性があり、放電
ギャップＬの最小値は０．７〔ｍｍ〕程度である。Vr = a × PCYL × L + C (1) where a and C are constants and a ≒ 1 / 98.1 [kV / kPa
(Kilopascal) · mm], C ≒ 1 [kV], and P
CYL is the pressure of the combustion chamber [kPa], and L is the discharge gap [mm] of the spark plug 7. That is, the combustion chamber pressure PCY
As L is lower and the discharge gap L of the spark plug 7 is smaller, a spark is generated in the spark plug 7 at a lower voltage. In a general internal combustion engine, approximately 25 kPa
There is a possibility that the pressure PCYL of the combustion chamber may be lowered, and the minimum value of the discharge gap L is about 0.7 [mm].
【００２７】そこで、上式（１）にＰCYL ＝２５〔ｋＰ
ａ〕、Ｌ＝０．７〔ｍｍ〕を代入すると、要求電圧Ｖr
＝（１／９８．１）×２５×０．７＋１≒１．１８〔ｋ
Ｖ〕となる。即ち、点火プラグ７に印加される電圧が
１．１８〔ｋＶ〕以上になると点火プラグ７に火花が発
生する可能性がある。これは、点火プラグ７に印加され
る電圧が１．１８〔ｋＶ〕未満であれば点火プラグ７に
火花が発生しないことを意味している。Therefore, PCYL = 25 [kP
a] and L = 0.7 [mm], the required voltage Vr
= (1 / 98.1) × 25 × 0.7 + 1 ≒ 1.18 [k
V]. That is, when the voltage applied to the spark plug 7 becomes 1.18 [kV] or more, sparks may be generated in the spark plug 7. This means that if the voltage applied to the spark plug 7 is less than 1.18 [kV], no spark is generated in the spark plug 7.
【００２８】このように、本実施例の内燃機関用点火装
置は、内燃機関１の各気筒毎に配設された点火プラグ７
と１対１に接続され、２次コイル１５側に発生する電圧
を点火プラグ７に印加する複数の点火コイル１０と、複
数の点火コイル１０における２次コイル１５の低圧側と
電気的に直列に接続され、点火プラグ７の点火時期に２
次コイル１５に発生する電圧を補助する補助電圧を発生
するＤＣ／ＤＣコンバータ４０からなる１つの電圧補助
手段とを具備し、ＤＣ／ＤＣコンバータ４０にて発生さ
れる補助電圧の大きさは、点火プラグ７が内燃機関１の
運転状態に応じて火花を発生するための要求電圧の下限
値未満とするものである。As described above, the ignition device for an internal combustion engine according to the present embodiment is provided with an ignition plug 7 provided for each cylinder of the internal combustion engine 1.
And a plurality of ignition coils 10 for applying a voltage generated on the secondary coil 15 side to the ignition plug 7, and electrically connected in series with the low voltage side of the secondary coil 15 in the plurality of ignition coils 10. Connected to the ignition timing of the spark plug 7
One voltage auxiliary means including a DC / DC converter 40 for generating an auxiliary voltage for assisting the voltage generated in the next coil 15, and the magnitude of the auxiliary voltage generated by the DC / DC converter 40 The required voltage for the spark to be generated by the plug 7 in accordance with the operation state of the internal combustion engine 1 is less than the lower limit value.
【００２９】つまり、本実施例の内燃機関用点火装置
は、ディストリビュータレスで独立点火方式のものであ
って、複数の点火コイル１０の２次コイル１５の低圧側
には１つのＤＣ／ＤＣコンバータ４０が直列に接続され
共通使用される。そして、点火プラグ７の所望の点火時
期に合わせて点火コイル１０の２次コイル１５側に発生
される電圧に加えてＤＣ／ＤＣコンバータ４０で発生さ
れる補助電圧が印加される。このときの補助電圧の大き
さが、内燃機関１の運転状態に応じて点火プラグ７に火
花を発生させるための要求電圧の下限値未満とされる。
このため、構成の簡素化によるコストダウンが図られる
と共に、所望の点火時期にある点火プラグ７では点火エ
ネルギが増大され燃料の燃焼状態が安定される。一方、
所望の点火時期にない点火プラグ７ではＤＣ／ＤＣコン
バータ４０からの補助電圧が印加されても火花が発生す
ることがないため燃料の燃焼に至ることがない。これに
より、内燃機関に異常振動が発生したりして正常な運転
状態が妨げられることがない。That is, the ignition device for an internal combustion engine of this embodiment is of a distributorless and independent ignition type, and one DC / DC converter 40 is provided on the low voltage side of the secondary coil 15 of the plurality of ignition coils 10. Are connected in series and commonly used. Then, an auxiliary voltage generated by the DC / DC converter 40 is applied in addition to the voltage generated on the secondary coil 15 side of the ignition coil 10 in accordance with a desired ignition timing of the ignition plug 7. The magnitude of the auxiliary voltage at this time is set to be less than the lower limit of the required voltage for generating sparks in the spark plug 7 according to the operating state of the internal combustion engine 1.
Therefore, the cost is reduced by simplifying the configuration, and the ignition energy is increased in the ignition plug 7 at the desired ignition timing, so that the combustion state of the fuel is stabilized. on the other hand,
In the spark plug 7 that is not at the desired ignition timing, even if the auxiliary voltage from the DC / DC converter 40 is applied, no spark is generated, so that the fuel does not burn. As a result, a normal operating state is not hindered due to abnormal vibration occurring in the internal combustion engine.
【００３０】また、本実施例の内燃機関用点火装置は、
ＤＣ／ＤＣコンバータ４０からなる電圧補助手段にて発
生される補助電圧の大きさを０．５〔ｋＶ：キロボル
ト〕より大きく１．１８〔ｋＶ〕未満とするものであ
る。したがって、所望の点火時期にある点火プラグ７に
対する点火エネルギ倍率を点火コイル１０の２次コイル
１５にＤＣ／ＤＣコンバータ４０を接続する前の２倍以
上に増大でき燃料の燃焼状態が安定されると共に、所望
の点火時期にない点火プラグ７に火花が発生することが
ないため内燃機関１の正常な運転状態が妨げられること
がない。The ignition device for an internal combustion engine according to the present embodiment
The magnitude of the auxiliary voltage generated by the voltage auxiliary means including the DC / DC converter 40 is set to be larger than 0.5 [kV: kilovolt] and smaller than 1.18 [kV]. Therefore, the ignition energy magnification for the ignition plug 7 at the desired ignition timing can be increased to twice or more that before connecting the DC / DC converter 40 to the secondary coil 15 of the ignition coil 10, and the combustion state of the fuel is stabilized, and Since no spark is generated in the ignition plug 7 that is not at the desired ignition timing, the normal operation state of the internal combustion engine 1 is not hindered.
【００３１】そして、本実施例の内燃機関用点火装置
は、ＤＣ／ＤＣコンバータ４０からなる電圧補助手段
は、点火プラグ７に対する点火直後から所定期間だけ２
次コイル１５に発生する電圧を補助するものである。つ
まり、図４に示すように、点火プラグ７の所望の点火時
期から点火コイル１０の２次コイル１５に発生する電圧
が補助され点火プラグ７に印加される２次電圧Ｖ2 が所
定の点火エネルギ以上となるように安定される。これに
より、点火プラグ７による燃料の燃焼状態が安定され内
燃機関１の正常な運転状態を得ることができる。In the ignition device for an internal combustion engine according to the present embodiment, the voltage auxiliary means including the DC / DC converter 40 is connected to the ignition plug 7 for a predetermined period immediately after ignition.
It assists the voltage generated in the next coil 15. That is, as shown in FIG. 4, the voltage generated in the secondary coil 15 of the ignition coil 10 from the desired ignition timing of the ignition plug 7 is assisted, and the secondary voltage V2 applied to the ignition plug 7 is equal to or more than a predetermined ignition energy. It is stabilized so that Thereby, the combustion state of the fuel by the ignition plug 7 is stabilized, and the normal operation state of the internal combustion engine 1 can be obtained.
【００３２】更に、本実施例の内燃機関用点火装置は、
点火コイル１０が内燃機関１に設けられた点火プラグ７
を取付けるためのプラグホール１ｂ内に組付けられてい
るものである。即ち、点火コイル１０はプラグホール１
ｂ内を利用して組付けられ点火プラグ７と直接電気的に
接続されている。このような点火コイル１０は、ディス
トリビュータレスで独立点火方式の点火装置に適合し、
内燃機関１のシリンダヘッド１ａ部分の構成が簡素化さ
れると共に、組付け信頼性を向上することができる。Further, the ignition device for an internal combustion engine of this embodiment
Ignition plug 10 provided in internal combustion engine 1
Are mounted in a plug hole 1b for mounting the same. That is, the ignition coil 10 is connected to the plug hole 1
b and is directly electrically connected to the spark plug 7. Such an ignition coil 10 is suitable for a distributorless and independent ignition type ignition device,
The configuration of the cylinder head 1a of the internal combustion engine 1 is simplified, and the assembly reliability can be improved.
【００３３】更にまた、本実施例の内燃機関用点火装置
は、内燃機関１が各気筒に燃料を直接噴射する直接噴射
式ガソリン機関（気筒内噴射式内燃機関）とするもので
ある。このように、内燃機関が直接噴射式ガソリン機関
であると、短い燃料噴射可能期間内に多量の燃料が噴射
されるため、その燃料を安定して燃焼するための点火エ
ネルギも増大傾向となるが、点火コイル１０による２次
電圧にＤＣ／ＤＣコンバータ４０からの補助電圧が加算
され印加されることで着火良好で安定した燃焼状態を得
ることができる。Further, the ignition device for an internal combustion engine according to the present embodiment is a direct injection gasoline engine (in-cylinder injection internal combustion engine) in which the internal combustion engine 1 directly injects fuel into each cylinder. As described above, when the internal combustion engine is a direct injection gasoline engine, a large amount of fuel is injected within a short fuel injection period, and the ignition energy for stably burning the fuel also tends to increase. By adding the auxiliary voltage from the DC / DC converter 40 to the secondary voltage by the ignition coil 10 and applying the same, a stable combustion state with good ignition can be obtained.
【００３４】ところで、上記実施例では、電圧補助手段
としてＤＣ／ＤＣコンバータ４０を用いたが、本発明を
実施する場合には、これに限定されるものではなく、要
はバッテリ電源電圧を所望の点火時期に所定の補助電圧
まで昇圧し、点火コイル１０の２次コイル１５側に加算
できればよい。In the above embodiment, the DC / DC converter 40 is used as the voltage auxiliary means. However, the present invention is not limited to this. It suffices if the voltage can be raised to a predetermined auxiliary voltage at the ignition timing and added to the secondary coil 15 side of the ignition coil 10.
【図１】 図１は本発明の実施の形態の一実施例にかか
る内燃機関用点火装置が適用された４気筒内燃機関にお
ける１気筒の要部構成を示す断面図である。FIG. 1 is a cross-sectional view showing a main configuration of one cylinder in a four-cylinder internal combustion engine to which an ignition device for an internal combustion engine according to an embodiment of the present invention is applied.
【図２】 図２は図１の点火コイルの構成を示す詳細断
面図である。FIG. 2 is a detailed sectional view showing the configuration of the ignition coil of FIG.
【図３】 図３は本発明の実施の形態の一実施例にかか
る内燃機関用点火装置の電気的構成を示す回路図であ
る。FIG. 3 is a circuit diagram showing an electrical configuration of an ignition device for an internal combustion engine according to one example of an embodiment of the present invention.
【図４】 図４は図３の回路における動作を示すタイム
チャートである。FIG. 4 is a time chart showing an operation of the circuit of FIG. 3;
【図５】 図５は本発明の実施の形態の一実施例にかか
る内燃機関用点火装置で用いられるＤＣ／ＤＣコンバー
タの発生電圧と点火エネルギ倍率との関係を示す特性図
である。FIG. 5 is a characteristic diagram showing a relationship between a voltage generated by a DC / DC converter used in an ignition device for an internal combustion engine and an ignition energy magnification according to one example of an embodiment of the present invention.
１ 内燃機関（直接噴射式ガソリン機関） １ｂ プラグホール ７ 点火プラグ １０ 点火コイル １４ １次コイル １５ ２次コイル ４０ ＤＣ／ＤＣコンバータ（電圧補助手段） Reference Signs List 1 internal combustion engine (direct injection gasoline engine) 1b plug hole 7 spark plug 10 ignition coil 14 primary coil 15 secondary coil 40 DC / DC converter (voltage auxiliary means)
Claims (5)
ラグと１対１に接続され、２次コイル側に発生する電圧
を前記点火プラグに印加する複数の点火コイルと、 前記複数の点火コイルにおける前記２次コイルの低圧側
と電気的に直列に接続され、前記点火プラグの点火時期
に前記２次コイルに発生する電圧を補助する補助電圧を
発生する１つの電圧補助手段とを具備し、 前記電圧補助手段にて発生される補助電圧の大きさは、
前記点火プラグが前記内燃機関の運転状態に応じて火花
を発生するための要求電圧の下限値未満とすることを特
徴とする内燃機関用点火装置。1. A plurality of ignition coils connected one-to-one with an ignition plug provided for each cylinder of an internal combustion engine, and applying a voltage generated on a secondary coil side to the ignition plug; One voltage auxiliary means electrically connected in series with the low voltage side of the secondary coil in the ignition coil and generating an auxiliary voltage for assisting a voltage generated in the secondary coil at the ignition timing of the ignition plug; The magnitude of the auxiliary voltage generated by the voltage auxiliary means is
An ignition device for an internal combustion engine, wherein the ignition plug has a voltage lower than a lower limit value of a required voltage for generating a spark according to an operation state of the internal combustion engine.
圧の大きさは、０．５〔ｋＶ：キロボルト〕より大きく
１．１８〔ｋＶ〕未満とすることを特徴とする請求項１
に記載の内燃機関用点火装置。2. The method according to claim 1, wherein the magnitude of the auxiliary voltage generated by the voltage auxiliary means is more than 0.5 [kV: kilovolt] and less than 1.18 [kV].
3. The ignition device for an internal combustion engine according to claim 1.
対する点火直後から所定期間だけ前記２次コイルに発生
する電圧を補助することを特徴とする請求項１または請
求項２に記載の内燃機関用点火装置。3. The internal combustion engine according to claim 1, wherein the voltage auxiliary means assists a voltage generated in the secondary coil for a predetermined period immediately after ignition of the spark plug. Ignition device.
られた前記点火プラグを取付けるためのプラグホール内
に組付けられていることを特徴とする請求項１乃至請求
項３の何れか１つに記載の内燃機関用点火装置。4. The ignition coil according to claim 1, wherein the ignition coil is mounted in a plug hole for mounting the ignition plug provided in the internal combustion engine. 3. The ignition device for an internal combustion engine according to claim 1.
射する直接噴射式ガソリン機関であることを特徴とする
請求項１乃至請求項４の何れか１つに記載の内燃機関用
点火装置。5. The ignition device for an internal combustion engine according to claim 1, wherein the internal combustion engine is a direct injection gasoline engine that directly injects fuel into each cylinder. .
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP32621297A JPH11159427A (en) | 1997-11-27 | 1997-11-27 | Ignition device for internal combustion engine |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP32621297A JPH11159427A (en) | 1997-11-27 | 1997-11-27 | Ignition device for internal combustion engine |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH11159427A true JPH11159427A (en) | 1999-06-15 |
Family
ID=18185256
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP32621297A Pending JPH11159427A (en) | 1997-11-27 | 1997-11-27 | Ignition device for internal combustion engine |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH11159427A (en) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2014189064A1 (en) | 2013-05-24 | 2014-11-27 | 株式会社デンソー | Ignition control device for internal combustion engine |
| CN106286071A (en) * | 2016-10-10 | 2017-01-04 | 联合汽车电子有限公司 | Ignition system and application process thereof |
-
1997
- 1997-11-27 JP JP32621297A patent/JPH11159427A/en active Pending
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2014189064A1 (en) | 2013-05-24 | 2014-11-27 | 株式会社デンソー | Ignition control device for internal combustion engine |
| EP3199799A1 (en) | 2013-05-24 | 2017-08-02 | Denso Corporation | Ignition control apparatus |
| EP3199797A1 (en) | 2013-05-24 | 2017-08-02 | Denso Corporation | Ignition control apparatus |
| US10161376B2 (en) | 2013-05-24 | 2018-12-25 | Denso Corporation | Ignition control apparatus |
| CN106286071A (en) * | 2016-10-10 | 2017-01-04 | 联合汽车电子有限公司 | Ignition system and application process thereof |
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