JPH04209968A - 内燃機関の点火装置 - Google Patents
内燃機関の点火装置Info
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- JPH04209968A JPH04209968A JP40061690A JP40061690A JPH04209968A JP H04209968 A JPH04209968 A JP H04209968A JP 40061690 A JP40061690 A JP 40061690A JP 40061690 A JP40061690 A JP 40061690A JP H04209968 A JPH04209968 A JP H04209968A
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Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
［’０００１］
【産業上の利用分野】この発明は、着火性の向上、要求
電圧低減およびスパークプラグの耐久性の向上を図った
内燃機関の点火装置に関する。 ［０００２］
電圧低減およびスパークプラグの耐久性の向上を図った
内燃機関の点火装置に関する。 ［０００２］
【従来の技術】従来の点火装置は、スパークプラグの太
い中心電極径用（直径２．５ＩｎｌＩＩ〜３．０１ｎＩ
ｌ）に設計されており、中心電極により、火炎核の成長
に必要な熱エネルギーが吸収されてしまう消炎作用対策
として、点火エネルギーを強くすることを主体に一発が
なされていた。 ［０００３］スパークプラグの要求電圧の低下を実現す
ると同時に着火性能を向上させるには、中心電極の発火
部の径を細くすれば良いことは周知であり、このため白
金などの貴金属製で小径（直径０． ８ｍｍ以上）の中
心電極を備えたスパークプラグが開発されている。 ［０００４］また、スパークプラグの火花放電の内、容
量放電による１万ボルト以上の放電火花（極めて短時間
で着火にあまり寄与しない）に続く、５００〜６００ボ
ルトの誘導放電（通常２〜３ ｍ５ｅｃで着火に寄与す
る）の電圧をレベルアップするため、たとえば２．００
０ｒｐｍ以下のエンジンの低速回転時にのみ点火コイル
の二次側回路に１．０００〜２，０００ボルトの電圧を
印加した点火装置も提案されている。 ［０００５］
い中心電極径用（直径２．５ＩｎｌＩＩ〜３．０１ｎＩ
ｌ）に設計されており、中心電極により、火炎核の成長
に必要な熱エネルギーが吸収されてしまう消炎作用対策
として、点火エネルギーを強くすることを主体に一発が
なされていた。 ［０００３］スパークプラグの要求電圧の低下を実現す
ると同時に着火性能を向上させるには、中心電極の発火
部の径を細くすれば良いことは周知であり、このため白
金などの貴金属製で小径（直径０． ８ｍｍ以上）の中
心電極を備えたスパークプラグが開発されている。 ［０００４］また、スパークプラグの火花放電の内、容
量放電による１万ボルト以上の放電火花（極めて短時間
で着火にあまり寄与しない）に続く、５００〜６００ボ
ルトの誘導放電（通常２〜３ ｍ５ｅｃで着火に寄与す
る）の電圧をレベルアップするため、たとえば２．００
０ｒｐｍ以下のエンジンの低速回転時にのみ点火コイル
の二次側回路に１．０００〜２，０００ボルトの電圧を
印加した点火装置も提案されている。 ［０００５］
【発明が解決しようとする課題】しかるに、さらに着火
性の向上と要求電圧の低下を図るため、中心電極を０゜
６Ｂ以下とすると、従来の強点火エネルギーの電源をそ
のまま用いた場合、内金など耐熱性に優れた材料を用い
ても、細い電極の消耗を促進させる作用が大きすぎて、
たとえば１０万ｋｍ以上のメンテナンスフリーを保証す
ることは側底困難である。 ［０００６］この発明の目的は、従来、直径０，８Ｍ程
度までが限度であった細い中心電極よりさらに細い直径
を０． ６ｍｍ以下の中心電極を使用し、要求電圧の低
下とともに着火性の向上を図った点火装置において、着
火性の低下を招くことなく耐久性の向上が達成できるよ
うにした内燃機関の点火装置の提供にある。 ［０００７］
性の向上と要求電圧の低下を図るため、中心電極を０゜
６Ｂ以下とすると、従来の強点火エネルギーの電源をそ
のまま用いた場合、内金など耐熱性に優れた材料を用い
ても、細い電極の消耗を促進させる作用が大きすぎて、
たとえば１０万ｋｍ以上のメンテナンスフリーを保証す
ることは側底困難である。 ［０００６］この発明の目的は、従来、直径０，８Ｍ程
度までが限度であった細い中心電極よりさらに細い直径
を０． ６ｍｍ以下の中心電極を使用し、要求電圧の低
下とともに着火性の向上を図った点火装置において、着
火性の低下を招くことなく耐久性の向上が達成できるよ
うにした内燃機関の点火装置の提供にある。 ［０００７］
【課題を解決するための手段】上記目的達成のため、こ
の発明の点火装置は、中心電極の先端部の直径が０．６
ｍｍ以下、０． ３ｍｍ以上のスパークプラグと、エン
ジン回転速度が１，０００ｒｐｍ以下のとき火花放電の
誘導成分の持続時間が１． ０ｍｓｅｃ以下、０ 、
１ ｍ５ｅｃ以上、火花エネルギーが２０ミリジュール
以下、５．０ミリジュール以上であって、エンジン回転
速度の増加に伴い、前記持続時間を短縮するとともに前
記火花エネルギーを低減させ、かつ点火コイルによる発
生電圧は維持する点火コイルの二次電圧制御回路とを備
える構成を作用した。 ［０００８］
の発明の点火装置は、中心電極の先端部の直径が０．６
ｍｍ以下、０． ３ｍｍ以上のスパークプラグと、エン
ジン回転速度が１，０００ｒｐｍ以下のとき火花放電の
誘導成分の持続時間が１． ０ｍｓｅｃ以下、０ 、
１ ｍ５ｅｃ以上、火花エネルギーが２０ミリジュール
以下、５．０ミリジュール以上であって、エンジン回転
速度の増加に伴い、前記持続時間を短縮するとともに前
記火花エネルギーを低減させ、かつ点火コイルによる発
生電圧は維持する点火コイルの二次電圧制御回路とを備
える構成を作用した。 ［０００８］
【作用および発明の効果】直径０．６市以下の細い電極
を採用することで、確実な着火に必要な要求電圧を低下
させるとともに、中心電極の面積が小さくなることで、
火炎核の消炎作用が低減し着火性が向上する。 ［０００９］これにより、エンジンの全回転域でスパー
クプラグの要求電圧と着火に必要なエネルギーとを低下
させることができる。これとともに、点火コイルの二次
回路に、主に火花放電の誘導成分をレベルアップさせる
高電圧を印加して、エンジンの１，０００ｒｐｍ以下の
低回転速度時の着火性を増大させ、かつ火花による中心
電極の消耗防止対策として、確実な着火のためには過剰
で、主に電極の火花による消耗にしか寄与しない余分な
エネルギー（誘導放電の過剰な持続）を、主にエンジン
の１，０００ｒｐｍ＋以上の高速回転域で制御する。 ［００１０１すなわち、０． ６ｍｍ以下の細い径の貴
金属製中心電極を備えたスパークプラグを用いて、その
細い径に見合った必要最小限の点火エネルギーをスパー
クプラグに供給する。これと同時に、点火コイルの二次
側回路に、二次電圧を最大１，０００ボルト程度昇圧さ
せて誘導放電成分の火花エネルギーを増大させ、かつエ
ンジン回転速度に応じて二次回路の電圧のレベルアップ
分を少なくし、前記火花エネルギーの増大分を少なくす
る回路を組み込む。これにより着火性能の増大ができる
とともに、中心電極の消耗が少なくなり、スパークプラ
グの寿命が大幅に長くできる。 ［００１１１ 【実施例］この発明を図に示す実施例とともに説明する
。 ［００１２１図１は、内燃機関の点火装置を示し、１は
スパークプラグ、２は該スパークプラグに高電圧を供給
する点火回路である。 ［００１３］スパークプラグ１は、図２に示すごとく、
中心電極１１はその先端である発火部が、白金合金また
は、イリジウムまたはイリジウム合金製であり、直径が
０．３〜０． ６ｍｍとなっている。また１２はニッケ
ル合金から成る接地電極でその先端１３が約１． ０ｍ
ｍの先細に形成されている。１４は前記中心電極が配設
された絶縁体、１５は前記絶縁体を保持するとともに環
状端面１６に前記接地電極が接合されてなる。 ［００１４１点火回路２は、点火コイル３、点火コイル
の二次側コイル３１とスパークプラグ１との間に介装さ
れたディストリビュータ４、−次側コイル３２のスイッ
チング回路（イグナイタ）５、および点火コイルの二次
電圧制御回路６からなる。 ［００１５］イグナイタ５は、エンジンのクランク角セ
ンサ２１の出力を入力するドライブ回路５１と、前記点
火コイルの一次側回路に挿入され、該ドライブ回路の出
力を入力信号とするパワースイッチング素子５２とから
なり、エンジン回転速度に応じた点火進角となるよう、
−次電流を断続する。 ［００１６］二次電圧制御回路６は、点火コイルの二次
側回路に挿入されたコンデンサＣおよび該コンデンサと
並列に挿入された抵抗Ｒと、このコンデンサＣへの充電
電圧（Ａ点の電圧）を調整する周波数制御回路６１およ
びＤＣ−ＤＣコンバータ６２からなり、Ａ点の電圧を図
３に示す直線りまたは階段状の折れ線Ｎのように、エン
ジン回転速度の増大に伴って低下させる。 ［００１７］これにより、点火コイル３の発生電圧（二
次電圧）を低下させることなく、スパークプラグ１に印
加される二次電圧およびコンデンサＣの充電電荷を低下
させる。よってスパークプラグで発生する火花エネルギ
ーもエンジン回転速度の増大にともなって低下する。 ［００１８］上記において、スパークプラグの中心電極
を０． ６ｍｍ以下、０． ３ｍｍ以上、エンジン回転
速度が１、 ０００ｒｐｎ＋以下のとき火花放電の誘導
成分の持続時間が１゜０ｍｓｅｃ以上、火花エネルギー
が２０ミリジュール以下、５．０ミリジュール以上とし
たのはつぎの理由による。 ［００１９１図４のグラフに、空燃比１６．０における
中心電極径、火花放電間隙の寸法、および点火に必要な
最小火花エネルギーを示す。また図５のグラフに火花エ
ネルギーと中心電極の火花による消耗性との関係を示す
。さらに図６にエンジン回転速度と確実な着火に必要な
最小の誘導放電による火花持続時間の関係を示す。 ［００２０１これらの特性グラフから、つぎのことか判
明する。 ［００２１１ア）火花放電間隙を実用的な１．０Ｍ以上
としたとき、中心電極の直径が０． ６ｍｍ以下である
と、誘導放電による火花エネルギーが２０ミリジュール
以下でも確実な着火が可能である。また直径が０．３ｍ
ｍなら１０ミリジュール以下でもよいが、５ミリジュー
ル以上は必要である。 （００２２］イ）火花エネルギーが２０ミリジュール以
下で運転すると、電極が０． １ｍｍ消耗するまでに、
中心電極が直径０． ６ｍｍでほぼ９０億回のスパーク
、直径が０．３ｍｍでほぼ１０億回のスパークが可能で
ある。通常のスパークプラグでも１０億回のスパークは
必要とされるため、中心電極の直径の下限を０． ３ｍ
ｍとした。また９０億回のスパークが可能であれば、自
動車の１０万ｋｍ走行程度のメンテナンスフリー可能と
なる。 ［００２３］つ）確実な着火に必要な誘導放電による火
花持続時間は、エンジンが１，０００ｒｐｍ以下で１．
０ｍｓｅｃであり、回転速度の増大につれて漸次短縮し
て行く。ただし５，０００ｒｐｍ以上でも０． ２ｍｓ
ｅｃ程度は必要である。よって誘導放電による火花持続
時間は、できるだけ図６に示す特性曲線に近づくよう制
御することが、スパークプラグの耐久性の観点から望ま
しい。
を採用することで、確実な着火に必要な要求電圧を低下
させるとともに、中心電極の面積が小さくなることで、
火炎核の消炎作用が低減し着火性が向上する。 ［０００９］これにより、エンジンの全回転域でスパー
クプラグの要求電圧と着火に必要なエネルギーとを低下
させることができる。これとともに、点火コイルの二次
回路に、主に火花放電の誘導成分をレベルアップさせる
高電圧を印加して、エンジンの１，０００ｒｐｍ以下の
低回転速度時の着火性を増大させ、かつ火花による中心
電極の消耗防止対策として、確実な着火のためには過剰
で、主に電極の火花による消耗にしか寄与しない余分な
エネルギー（誘導放電の過剰な持続）を、主にエンジン
の１，０００ｒｐｍ＋以上の高速回転域で制御する。 ［００１０１すなわち、０． ６ｍｍ以下の細い径の貴
金属製中心電極を備えたスパークプラグを用いて、その
細い径に見合った必要最小限の点火エネルギーをスパー
クプラグに供給する。これと同時に、点火コイルの二次
側回路に、二次電圧を最大１，０００ボルト程度昇圧さ
せて誘導放電成分の火花エネルギーを増大させ、かつエ
ンジン回転速度に応じて二次回路の電圧のレベルアップ
分を少なくし、前記火花エネルギーの増大分を少なくす
る回路を組み込む。これにより着火性能の増大ができる
とともに、中心電極の消耗が少なくなり、スパークプラ
グの寿命が大幅に長くできる。 ［００１１１ 【実施例］この発明を図に示す実施例とともに説明する
。 ［００１２１図１は、内燃機関の点火装置を示し、１は
スパークプラグ、２は該スパークプラグに高電圧を供給
する点火回路である。 ［００１３］スパークプラグ１は、図２に示すごとく、
中心電極１１はその先端である発火部が、白金合金また
は、イリジウムまたはイリジウム合金製であり、直径が
０．３〜０． ６ｍｍとなっている。また１２はニッケ
ル合金から成る接地電極でその先端１３が約１． ０ｍ
ｍの先細に形成されている。１４は前記中心電極が配設
された絶縁体、１５は前記絶縁体を保持するとともに環
状端面１６に前記接地電極が接合されてなる。 ［００１４１点火回路２は、点火コイル３、点火コイル
の二次側コイル３１とスパークプラグ１との間に介装さ
れたディストリビュータ４、−次側コイル３２のスイッ
チング回路（イグナイタ）５、および点火コイルの二次
電圧制御回路６からなる。 ［００１５］イグナイタ５は、エンジンのクランク角セ
ンサ２１の出力を入力するドライブ回路５１と、前記点
火コイルの一次側回路に挿入され、該ドライブ回路の出
力を入力信号とするパワースイッチング素子５２とから
なり、エンジン回転速度に応じた点火進角となるよう、
−次電流を断続する。 ［００１６］二次電圧制御回路６は、点火コイルの二次
側回路に挿入されたコンデンサＣおよび該コンデンサと
並列に挿入された抵抗Ｒと、このコンデンサＣへの充電
電圧（Ａ点の電圧）を調整する周波数制御回路６１およ
びＤＣ−ＤＣコンバータ６２からなり、Ａ点の電圧を図
３に示す直線りまたは階段状の折れ線Ｎのように、エン
ジン回転速度の増大に伴って低下させる。 ［００１７］これにより、点火コイル３の発生電圧（二
次電圧）を低下させることなく、スパークプラグ１に印
加される二次電圧およびコンデンサＣの充電電荷を低下
させる。よってスパークプラグで発生する火花エネルギ
ーもエンジン回転速度の増大にともなって低下する。 ［００１８］上記において、スパークプラグの中心電極
を０． ６ｍｍ以下、０． ３ｍｍ以上、エンジン回転
速度が１、 ０００ｒｐｎ＋以下のとき火花放電の誘導
成分の持続時間が１゜０ｍｓｅｃ以上、火花エネルギー
が２０ミリジュール以下、５．０ミリジュール以上とし
たのはつぎの理由による。 ［００１９１図４のグラフに、空燃比１６．０における
中心電極径、火花放電間隙の寸法、および点火に必要な
最小火花エネルギーを示す。また図５のグラフに火花エ
ネルギーと中心電極の火花による消耗性との関係を示す
。さらに図６にエンジン回転速度と確実な着火に必要な
最小の誘導放電による火花持続時間の関係を示す。 ［００２０１これらの特性グラフから、つぎのことか判
明する。 ［００２１１ア）火花放電間隙を実用的な１．０Ｍ以上
としたとき、中心電極の直径が０． ６ｍｍ以下である
と、誘導放電による火花エネルギーが２０ミリジュール
以下でも確実な着火が可能である。また直径が０．３ｍ
ｍなら１０ミリジュール以下でもよいが、５ミリジュー
ル以上は必要である。 （００２２］イ）火花エネルギーが２０ミリジュール以
下で運転すると、電極が０． １ｍｍ消耗するまでに、
中心電極が直径０． ６ｍｍでほぼ９０億回のスパーク
、直径が０．３ｍｍでほぼ１０億回のスパークが可能で
ある。通常のスパークプラグでも１０億回のスパークは
必要とされるため、中心電極の直径の下限を０． ３ｍ
ｍとした。また９０億回のスパークが可能であれば、自
動車の１０万ｋｍ走行程度のメンテナンスフリー可能と
なる。 ［００２３］つ）確実な着火に必要な誘導放電による火
花持続時間は、エンジンが１，０００ｒｐｍ以下で１．
０ｍｓｅｃであり、回転速度の増大につれて漸次短縮し
て行く。ただし５，０００ｒｐｍ以上でも０． ２ｍｓ
ｅｃ程度は必要である。よって誘導放電による火花持続
時間は、できるだけ図６に示す特性曲線に近づくよう制
御することが、スパークプラグの耐久性の観点から望ま
しい。
【図１】本発明の内燃・−関の点火装置の概略回路図で
ある。
ある。
【図２】スパークプラグの側面図である。
【図３】点火コイルの二次回路に印加する電圧の特性を
示すグラフである。
示すグラフである。
【図４】中心電極径、火花放電間隙の寸法、および点火
に必要な最小火花エネルギーの特性曲線を示すグラフで
ある。
に必要な最小火花エネルギーの特性曲線を示すグラフで
ある。
【図５】火花エネルギーと、中心電極の火花による消耗
性との関係を示すグラフである。
性との関係を示すグラフである。
【図６】エンジン回転速度と最小の誘導放電による火花
持続時間の関係を示すグラフである。
持続時間の関係を示すグラフである。
１ スパークプラグ
２ 点火回路
３ 点火コイル
４ ディストリビュ−タ
５ イグナイタ
６ 二次電圧制御回路
【図１】
Claims (1)
- 【請求項１】中心電極の先端部の直径が０．６ｍｍ以下
、０．３ｍｍ以上のスパークプラグと、エンジン回転速
度が１，０００ｒｐｍ以下のとき火花放電の誘導成分の
持続時間が１．０ｍｓｅｃ以下、０．２ｍｓｅｃ以上、
火花エネルギーが２０ミリジュール以下、５．０ミリジ
ュール以上であって、エンジン回転速度の増加に伴い、
前記持続時間を短縮するとともに前記火花エネルギーを
低減させ、かつ点火コイルによる発生電圧は維持する点
火コイルの二次電圧制御回路とを備えた内燃機関の点火
装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP40061690A JPH04209968A (ja) | 1990-12-06 | 1990-12-06 | 内燃機関の点火装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP40061690A JPH04209968A (ja) | 1990-12-06 | 1990-12-06 | 内燃機関の点火装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04209968A true JPH04209968A (ja) | 1992-07-31 |
Family
ID=18510508
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP40061690A Pending JPH04209968A (ja) | 1990-12-06 | 1990-12-06 | 内燃機関の点火装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH04209968A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0803950A1 (en) * | 1996-04-25 | 1997-10-29 | NGK Spark Plug Co. Ltd. | A spark plug for an internal combustion engine |
| EP1231687A2 (en) | 2001-02-13 | 2002-08-14 | Denso Corporation | Spark plug and ignition apparatus using same |
| US7267116B2 (en) | 2001-02-13 | 2007-09-11 | Denso Corporation | Spark plug and ignition apparatus using same |
| WO2014016971A1 (ja) * | 2012-07-27 | 2014-01-30 | 日立オートモティブシステムズ阪神株式会社 | 内燃機関用点火装置 |
-
1990
- 1990-12-06 JP JP40061690A patent/JPH04209968A/ja active Pending
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0803950A1 (en) * | 1996-04-25 | 1997-10-29 | NGK Spark Plug Co. Ltd. | A spark plug for an internal combustion engine |
| US5877584A (en) * | 1996-04-25 | 1999-03-02 | Ngk Spark Plug Co., Ltd. | Spark plug for an internal combustion engine |
| EP1231687A2 (en) | 2001-02-13 | 2002-08-14 | Denso Corporation | Spark plug and ignition apparatus using same |
| US7267116B2 (en) | 2001-02-13 | 2007-09-11 | Denso Corporation | Spark plug and ignition apparatus using same |
| WO2014016971A1 (ja) * | 2012-07-27 | 2014-01-30 | 日立オートモティブシステムズ阪神株式会社 | 内燃機関用点火装置 |
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