JPS6115271B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、エンジンの点火装置、とくに同一気
筒において火花点火及びプラズマガスの噴出によ
るプラズマ点火を行なうようにしたエンジンの点
火装置の改良に関するものである。

従来より、プラズマ放電により発生させたプラ
ズマガスを燃焼室内に噴出させて点火を行なうプ
ラズマ点火装置が提案されている。このプラズマ
点火装置は、通常の火花点火において、点火エネ
ルギーが大きく、エンジンの燃焼性を向上させる
ことができる利点があるが、反面、高いエネルギ
ーがプラグに供給されること及びプラグの構造上
冷却性が悪いこともあつてプラグ温度が高温とな
るため、プラグの耐久性という面で実用上の難点
があつた。

このため、従来より、例えばエンジンの燃焼性
が悪化する特定運転域（低負荷域）においてのみ
プラズマ点火を行ない、他の運転域（高負荷域）
では火花点火を行なつてプラグ温度の過度の上昇
を防止するようにしたものが知られている。（特
開昭55−96587号公報）。

しかしながら、特定運転域を一律に設定するこ
とは、エンジンの運転状態に十分に対応したもの
ではなく、エンジンの燃焼性を向上させるという
プラズマ点火装置本来の利点を有効に利用したも
のとはいい難い問題があつた。

本発明は、かかる問題に着目してなされたもの
であつて、プラズマ点火を特定運転域で行なわせ
るに際し、エンジンの暖機状態、即ち、暖機完了
前と、完了後を識別して、暖機完了前においては
プラズマ点火によるプラズマ運転域を暖機完了後
の領域より拡大するようにして、プラグ温度を過
度に上昇させることなく、プラズマ点火装置本来
の利点を生かしてエンジンの暖機状態に即応した
プラズマ点火を行なうことができるエンジンの点
火装置を提供することを目的としている。

以下、図示の実施例に基づいて本発明をより具
体的に説明する。

図面において、１はピストン２をシリンダ３内
で往復運動させて回転出力を得るようにしたレシ
プロエンジンの気筒、４は燃焼室５の上部を画成
するシリンダヘツド６に螺合固定し、先端を燃焼
室５に臨ませた通常の火花点火プラグ、７は同じ
く先端を燃焼室５に臨ませてシリンダヘツド６に
螺合固定したプラズマ点火プラグで、このプラズ
マ点火プラグ７は、よく知られているように、中
心電極８と外周にねじを切つた側方電極９とをセ
ラミツク等の絶縁材１０で仕切つて内部に放電空
間１１を形成し、両電極８，９間に最初高電圧を
印加して放電空間１１の絶縁破壊を行なつたの
ち、両電極８，９間に低電圧を印加してプラズマ
放電を行なわせ、この放電により発生したプラズ
マガスを噴孔１２から燃焼室５内に噴出させるよ
うにした構造を有する。

上記火花点火プラグ４に対しては、通常の火花
点火回路１３を設け、キースイツチ１４を介して
バツテリ１５の正極に接続した１次コイル１６ａ
をエンジンの回転に同期するカム１７の回転でポ
イント１８を開閉することにより断続し、ポイン
ト１８の開のタイミングで２次コイル１６ｂに
20KV程度の高電圧を発生させ、逆流防止用のダ
イオード１９および第１配電部２０を介して火花
点火プラグ４に発生した高電圧を印加して火花放
電（スパーク放電）を行なわせる。

一方、プラズマ点火プラグ７に対しては、プラ
ズマ点火プラグ７の放電空間１１の絶縁破壊を行
なうべく50KV程度の高電圧を発生させる高電圧
発生回路２１を設けるとともに、絶縁破壊した放
電空間１１内においてプラズマ放電を行なうべく
3KV程度の低電圧を印加する低電圧発生回路２２
を設けている。

上記の高電圧発生回路２１は、通常の火花点火
回路と同様の回路構成を有し、キースイツチ２３
を介してバツテリ２４の正極に接続した１次コイ
ル２５ａをエンジンの回転に同期するカム２６で
ポイント２７を開閉することにより断続し、ポイ
ント２７の開のタイミングで、２次コイル２５ｂ
に高電圧を発生させ、この高電圧を逆流防止用の
ダイオード２８および第２配電部２９を介してプ
ラズマ点火プラグ７に印加する。

一方、低電圧発生回路２２は、エンジンの運転
状態に応じて開閉が制御されるスイツチ３０及び
抵抗３１を介してバツテリ３２の負極にコンデン
サ３３を接続するとともに、第２配電部２９の各
配線に接続した逆流防止用の各ダイオード３４と
コンデンサ３３との間に、抵抗３５及びコイル３
６を直列に接続した基本構成を有し、スイツチ３
０がオンされている際に、高電圧発生回路２１に
よる高電圧の印加に続けて、コンデンサ３３、抵
抗３５及びコイル３６で決まる所定の時間、コン
デンサ３３を放電させて、プラズマ点火プラグ７
に所定の低電圧を印加しプラズマ放電を行なわせ
る。

上記スイツチ３０の開閉は、プラズマ運転域設
定器３７によつて制御する。このプラズマ運転域
設定器３７はエンジン温度、例えばエンジンの冷
却水温を検出する水温センサ３８の出力信号を入
力信号とする制御器３９の出力信号及び気化器ス
ロツトル弁の開度を検出するスロツトル開度セン
サ４０並びにエンジン回転数を検出する回転数セ
ンサ４１の出力信号を入力信号として、プラズマ
点火を行なう運転域（プラズマ運転域）を設定
し、エンジンの運転状態が、プラズマ運転域にあ
るときには、上記スイツチ３０を閉成して、低電
圧発生回路２２を機能させる。

このプラズマ運転域の設定は、エンジンの暖機
状態を検出する水温センサ３８の出力信号に基づ
いて、制御器３９の制御信号により行ない、エン
ジンの暖機完了の前後で運転域を変更する。即
ち、第２図に示すように、エンジンの暖機完了後
にあるときは、スロツトル開度30゜以下の低負荷
運転域でプラズマ運転域とする一方、エンジンの
冷間始動時等、エンジンの暖機が完了していない
ときには、プラズマ運転域をスロツトル開度40゜
の線まで拡大し、この拡大したプラズマ運転域に
おいてプラズマ運転を行なう。

したがつて、プラズマ点火プラグ７は、エンジ
ンの暖機が完了する以前にあつては、スロツトル
開度が40゜に達するまでの低負荷運転域で、高電
圧発生回路２１により発生された高電圧による火
花放電（スパーク放電）を行ない、次いで、低電
圧発生回路２２によるプラズマ放電を行なつて、
暖機前の燃焼性を補償する。この場合、エンジン
温度が低いので、プラズマ運転域を拡大しても、
プラズマ点火プラグのプラグ温度が過度に上昇す
ることはない。

なお、プラズマ運転域以外では、低電圧発生回
路２２のスイツチ３０はプラズマ運転域設定器３
７によつて開成されるため、コンデンサ３３の充
電が行なわれず、低電圧発生回路２２が不能化さ
れる結果、プラズマ点火プラグ７は、通常の火花
点火プラグ４と同様、高電圧発生回路２１による
火花放電のみを行なう。

以上の実施例では、火花点火プラグ４をプラズ
マ点火プラグ７に並設したが、プラズマ点火プラ
グ７は、上記のことから明らかなように、火花点
火機能をも併有するので、プラズマ点火プラグの
みの１プラグシステムとすることも可能である。

また、上記の実施例では、プラズマ運転域をス
ロツトル開度30゜以下、40゜以下に夫々設定した
が、かかる数値は、これに限定されるものでない
ことはいうまでもない。さらにプラズマ運転域の
範囲をスロツトル開度状態で変えたものを例示し
たが、この範囲はこの他エンジン回転数、吸気管
負圧等の運転状態を表わす各パラメータ状態で変
えるようにしても良い。

以上の説明から明らかなように、本発明は、プ
ラズマガスの噴出によるプラズマ点火を行なう特
定運転域を、エンジンの暖機が完了する以前にあ
つては、暖機完了後のそれに比して拡大する制御
系を設け、拡大したプラズマ運転域においてプラ
ズマ点火を行なうことによりエンジンの燃焼性を
補償するようにしたエンジンの点火装置を提供す
るものである。

したがつて、本発明によれば、エンジンの運転
状態に適合したプラズマ点火の制御が行なえ、プ
ラズマ点火プラグの利点をより有効に発揮させる
ことができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例にかかるエンジンの
点火装置の全体説明図、第２図はプラズマ運転域
の変更の一例を示すグラフである。 １……気筒、４……火花点火プラグ、７……プ
ラズマ点火プラグ、２１……高電圧発生回路、２
２……低電圧発生回路、３０……スイツチ、３７
……プラズマ運転域設定器、３８……水温セン
サ、３９……制御器、４０……スロツトル開度セ
ンサ。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 同一気筒において火花点火及びプラズマガス
   の噴出によるプラズマ点火を行なうようにしたエ
   ンジンの点火装置において、 エンジンの運転状態を検出する検出手段と、該
   検出手段の信号を入力してプラズマ点火を特定運
   転域で行なわしめるためのプラズマ運転域設定手
   段と、エンジンの暖機状態を検出する暖機検出手
   段と、該暖機検出手段の信号を入力して、暖機完
   了前のプラズマ運転域を暖機完了後のプラズマ運
   転域より拡大する制御手段を設けたことを特徴と
   するエンジンの点火装置。