特表 2024-506890 オン期間のエネルギー伝達によるデュアルエネルギー点火システム及びその方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公表特許公報(A)

(11)【公表番号】

(43)【公表日】2024-02-15

(54)【発明の名称】オン期間のエネルギー伝達によるデュアルエネルギー点火システム及びその方法

(51)【国際特許分類】

   F02P 3/00 20060101AFI20240207BHJP

【ＦＩ】

F02P3/00 B

【審査請求】未請求

【予備審査請求】未請求

(21)【出願番号】P 2023547540

(86)(22)【出願日】2021-03-25

(85)【翻訳文提出日】2023-08-03

(86)【国際出願番号】 IB2021052470

(87)【国際公開番号】W WO2022167848

(87)【国際公開日】2022-08-11

(31)【優先権主張番号】202141004868

(32)【優先日】2021-02-04

(33)【優先権主張国・地域又は機関】IN

(81)【指定国・地域】

(71)【出願人】

【識別番号】523295785

【氏名又は名称】エム．ハリプラサド シェッティー

(71)【出願人】

【識別番号】523295796

【氏名又は名称】エム ケー グナセカラン

(74)【代理人】

【識別番号】100099759

【弁理士】

【氏名又は名称】青木 篤

(74)【代理人】

【識別番号】100123582

【弁理士】

【氏名又は名称】三橋 真二

(74)【代理人】

【識別番号】100092624

【弁理士】

【氏名又は名称】鶴田 準一

(74)【代理人】

【識別番号】100114018

【弁理士】

【氏名又は名称】南山 知広

(74)【代理人】

【識別番号】100153729

【弁理士】

【氏名又は名称】森本 有一

(72)【発明者】

【氏名】エム．ハリプラサド シェッティー

(72)【発明者】

【氏名】エム ケー グナセカラン

【テーマコード（参考）】

3G019

【Ｆターム（参考）】

3G019BA01

3G019BB02

(57)【要約】

自動車産業用の点火システムを開示する。システムは、火花を開始する高電圧源と、火花に追加のエネルギーを加える低電圧源と、を備え、火花の開始及び火花に追加エネルギーを加えることは、変成器の一次巻線が導通している間に行われる。高エネルギー点火システムは、二次高電圧巻線を有する変成器を使用して実施される。火花の発生及び火花に追加エネルギーを加えることは、変成器を使用した容量性と誘導性の両方の伝達システムを使用して行われる。高電圧を発生させる様々な方法も開示する。単一スイッチ方式、２スイッチ方式及び多重スイッチ方式を開示する。電流制御火花発生及び多重パルス方式も開示する。システムは、一次側がオンの間に小型の変成器を使用して迅速な電流上昇で更に効率的にエネルギーを配給する。

【特許請求の範囲】

【請求項1】

高電圧エネルギー源（１０３）と、
低電圧エネルギー源（１０４）と、
相当量の電流を生成するためにスイッチ素子を介して前記高電圧エネルギー源及び前記低電圧エネルギー源を統合するように構成された、一次巻線（１１０）を備える変成器（１５０）と、
前記高電圧エネルギー源（１０３）及び前記低電圧エネルギー源（１０４）が規則的な方法で点火プラグ（１１２）にエネルギーを供給できるように所定の位置に配置され、高電圧エネルギーが前記変成器（１５０）によって二次巻線（１０９）を介して供給される、エネルギー供給回路と、
を備え、
前記高電圧エネルギー源（１０３）が火花を開始し、前記低電圧エネルギー源（１０４）が前記火花に追加のエネルギーを加え、火花の開始及び前記火花に追加のエネルギーを加えることは、前記変成器（１５０）の前記一次巻線（１１０）が導通している間に行われ、
前記高電圧エネルギー源（１０３）の電流は、トランジスタ（１５３）及びその関連回路を使用することによって一つのモードに制限され、高電圧エネルギー源（１０３）は、更に別のモードで、エネルギー源（１８０）からエネルギーを受け取ることなくダイオード（１０５）から回収されたエネルギーを使用して前記変成器（１１０）にエネルギーを供給する、デュアルエネルギー点火システム（１０）。

【請求項2】

高電圧エネルギー源(２１２)及び低電圧エネルギー源(２１１)は、二つの一次巻線(２０５，２０６) を有する変成器(２００)及びスイッチング素子(２０１，２０２)を使用して統合され、前記二つの一次巻線は、第１の一次巻線(２０５)及び第２の一次巻線(２０６)を備え、前記第１の一次巻線(２０５)は、前記高電圧エネルギー源(２１２)からエネルギーを供給することによって火花を開始するように構成され、前記第２の一次巻線(２０６)は、前記低電圧エネルギー源(２１１)からエネルギーを供給することによって火花に付加のエネルギーを加えるように構成された、請求項１に記載のシステム(１０)。

【請求項3】

高電圧エネルギー源（３０４）及び低電圧源（３０５）は、前記変成器及び二つのスイッチング素子を使用して統合され、前記二つのスイッチング素子は、第１のスイッチング素子（３０６）及び第２のスイッチング素子（３０７）を備え、前記第１のスイッチング素子（３０６）は、火花を開始するために第１のコンデンサ（３０４）が一次側に放電するように構成され、前記第２のスイッチング素子（３０７）は、前記火花に付加のエネルギーを加えるために第２のコンデンサ（３０５）が一次側に放電するように構成された、請求項１に記載のシステム（１０）。

【請求項4】

高電圧エネルギー源（４０９）及び低電圧エネルギー源（４１０）は、変成器（４００）及び二つのスイッチング素子（４１１，４１２）を使用して統合され、第１のスイッチング素子（４１１）は、火花を開始するために第１のコンデンサ（４０９）が第１の一次巻線（４０３）に放電するように構成され、第２のスイッチング素子（４１２）は、火花に付加のエネルギーを加えるために第２のコンデンサ（４１０）が第２の一次巻線（４０６）に放電するように構成された、請求項１に記載のシステム（１０）。

【請求項5】

第１の一次巻線は、二つの等しい部分（５００，５０２）に分割され、Ｅ－Ｉコア変成器の二つの外側脚部に巻かれ、それによって、前記第１の一次巻線により磁束が前記Ｅ－Ｉコア変成器の中心巻線を通って流れるのを防止する、請求項１に記載のシステム（１０）。

【請求項6】

高電圧エネルギー源（６１２）及び低電圧エネルギー源（６１１）は、変成器（５０４）及び二つのスイッチング素子を使用して統合され、第１のスイッチング素子（６０４）によって、火花を開始するために非相互巻きの変成器の一次巻線に電流を流すことを可能にし、第２のスイッチング素子（６０３）によって、前記火花に付加のエネルギーを加えるために第２の一次巻線に付加的な電流を流すことを可能にする、請求項１に記載のシステム（１０）。

【請求項7】

高電圧エネルギー源（７０９）及び低電圧エネルギー源（７１０）は、変成器（５０４）及び二つのスイッチング素子を使用して統合され、第１のスイッチング素子（７０７）によって、火花を開始するために第１のコンデンサが非相互巻きの変成器一次巻線に放電するようにし、第２のスイッチング素子（７０８）によって、前記火花に追加のエネルギーを加えるためにコンデンサ（７０５）が放電するようにする、請求項１に記載のシステム（１０）。

【請求項8】

前記高電圧エネルギー源及び低電圧エネルギー源は、変成器（８００）及び四つのスイッチング素子を使用して統合され、先ず、火花を開始するとともに二次巻線（８１０）の持続的な正帰還作用によりソース（８０７）から一次側（８０３）に印加される電圧から前記火花に付加的なエネルギーを加えるために、 スイッチング素子（８１１，８１９）をオンにするとともにスイッチング素子（８０４）をオフにし、前記スイッチング素子（８０４）は、発振の停止を可能にし、前記スイッチング素子（８１１、８１９、８０４）は、オフにされ、パルス源（８２６）から既定の時間だけ印加されるパルスは、短時間の間前記ソース（８０７）から前記一次側８０３に高電圧を印加し、コンデンサ８０７の電圧が低下すると、前記火花に追加のエネルギーを加える、請求項１に記載のシステム（１０）。

【請求項9】

高電圧エネルギー源（９０９）及び低電圧エネルギー源（９０８）は、変成器（９００）を使用して統合され、先ず、コンデンサ（９０５）から高電圧を印加して前記変成器（９００）を介して火花を開始するためにスイッチ（９１１、９０３）をオンにし、前記火花に追加のエネルギーを加えるために、前記コンデンサ（９０５）の電圧が低下するに従って低電圧が巻線（９０４）に印加され、 前記システムは、前記スイッチ（９１１）がオフのときに、前記巻線（９０４）から回収されたエネルギーからコンデンサ（９１０）にエネルギーを配給し、前記スイッチ（９１１）がオンのときに、ソース（９０９）から前記コンデンサ（９１０）にエネルギーを配給する、請求項１に記載のシステム（１０）。

【請求項10】

前記高電圧エネルギー源及び前記低電圧エネルギー源は、変成器（１０００）を使用して統合され、プッシュプル構成の二つのスイッチを使用して必要な持続時間だけ正極性と負極性の一連の短いパルスを一次側に発生させるために、点火パルスは、交互にオンオフされるようにスイッチ（１００３，１００７）に印加され、ソース（１０１２）から高電圧を配給するために、スイッチ（１０１１）がオンされた状態でユニットを作動させる、請求項１に記載のシステム（１０）。

【請求項11】

前記高電圧エネルギー源及び前記低電圧エネルギー源は、変成器（１１００）を使用して統合され、点火パルスは、一方向に火花を発生させるために変成器一次側（１１０３）に正パルスを発生させるようにスイッチ（１１０７及び１１０５）を単独でオンにすることによって印加され、反対方向に火花を発生させるために、スイッチ（１１０６，１１０４）を単独でオンにし、ソース(１１１９)から最初に高電圧を配給するために、 スイッチング素子(１１１３)をオンにし、前記変成器(１１００)から回収されたエネルギーからコンデンサ(１１１４)に高電圧を発生させるために、スイッチ(１１１３)をオフにする、請求項１に記載のシステム（１０）。

【請求項12】

前記高電圧エネルギー源及び前記低電圧エネルギー源は、変成器（１２００）を使用して統合され、パルス源（１２１４）が、前記変成器（１２００）の一次側（１２０４）をオンオフして二次側（１２０１）を介して点火プラグ（１２０２）に正及び負に向かう電流制御火花を生成するためにスイッチ１２０８を流れる一連の電流制御パルスを生成するようにＰＷＭ ＩＣをオンにする、請求項１に記載のシステム（１０）。

【請求項13】

前記高電圧エネルギー源及び前記低電圧エネルギー源は、変成器（１３００）を使用して統合され、必要な火花電流を取得するために、印加電圧は、抵抗器（１３０３）を流れる電流又は抵抗器（１３２４）を流れる電流を使用する負帰還機構によってスイッチ（１３０５）の抵抗値を変化させることによって連続的に変化させる、請求項１に記載のシステム（１０）。

【請求項14】

前記高電圧エネルギー源及び前記低電圧エネルギー源は、変成器（１４０６）を使用して統合され、スイッチ（１４０９）がオンであるときに火花のために要求される電流波形を生成するために、点火電流と基準レベルとを比較することによって、印加されるソース電圧（１４０１）は、負帰還を使用することによって線形に変化する、請求項１に記載のシステム（１０）。

【請求項15】

高電圧エネルギー源及び低電圧エネルギー源を設けること（１６０１）と、
スイッチング素子を介して前記高電圧エネルギー源と前記低電圧エネルギー源を結合して相当量の電流を生成するために、一次巻線を備える変成器を設けること（１６０２）と、
放電回路により規則的な方法で前記変成器に放電するために前記高電圧エネルギー源及び前記低電圧エネルギー源を有効にすることであって、前記放電回路が所定の位置に配置され、前記高電圧エネルギー源が二次巻線を介して前記変成器から供給されること(１６０３)と、
を備える方法（１６００）。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

この国際出願は、２０２１年２月４日にインドで出願された表題が「オン期間のエネルギー伝達によるデュアルエネルギー点火システム及びその方法」である特許出願第２０２１４１００４８６８号の優先権を主張するものである。

【0002】

本開示の実施形態は、スパークプラグ内の二つのエネルギー源を使用して高エネルギー火花が生成される産業及び自動車産業に関し、更に詳しくは、更に良好な燃焼が得られるようにスパークプラグに追加のエネルギーを供給するために自動車で使用される点火システムに関する。

【背景技術】

【0003】

自動車では、燃料－空気混合物に点火するために電気点火システムが使用される。これにより、燃料－空気混合物に点火され、シリンダー内にパワーが発生する。良好な完全燃焼のためには、高品質の火花が不可欠である。火花には、火花の電流の大きさ及び電流の持続時間が重要である。大きい火花電流及び長い火花持続時間は良好な燃焼をもたらす。スパークギャップ間に火花を発生させるためには、スパークギャップに高電圧を供給する必要がある。従来のシステムでは、高電圧変成器を使用してバッテリー等のような低電圧直流電源から高電圧を取得する。高電圧を発生させるためには、スイッチを使用して変成器の低電圧一次側を誘導充電し、その後、二次側に高電圧を発生させるためにスイッチを開く。高い巻数比の変成器は、高電圧の火花を発生させるが、点火プラグには非常に低い電流しか流れない。火花の電流を増加させるために、デュアルソース点火システムが以前に提案された。この場合、二つの変成器を二つのスイッチングエネルギー源と共に使用する。この場合、第１の回路及び第１の変成器を使用して、高電圧低電流スパークを開始する。次に、第２の回路及び第２の変成器を使用して、既に開始された火花に低電圧高電流を送り込む。しかしながら、この方法は、二つの変成器と二つの電子回路を必要とする。二つの回路は、コスト及び余分な消費電力を増加させる。また、この方法は、スパークプラグで二つの電流を結合するために余分なダイオードを必要とする。

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

既存の点火システムのいくつかでは、高電圧発生回路及び低電圧大電流発生回路を、単一の変成器及び高電圧直流源を使用することによって統合する。しかしながら、この方法は、点火プラグに直列の制御素子を使用することによって、高電圧変成器と直列の低電圧源を二次側に追加する。同様に、他の既存の点火システムでは、火花の電力を増加させるために、高電圧源に直列の別の直流ブースター源を変成器の二次側に追加し、これによって、追加のコスト及び余分な電力消費をもたらす。

【0005】

したがって、前述の（一つ以上の）問題に対処するための改良された点火システムが必要とされている。

【課題を解決するための手段】

【0006】

本開示の一実施形態によれば、デュアルエネルギー源を有する点火システムを提供する。システムは、高電圧火花開始源及び低電圧追加電流付加源を費用効率の高い方法で統合した統合方法を使用することによって、内燃機関で使用される点火システムにオン時間中に大電流を生成するように構成される。

【0007】

本開示の別の態様では、高電圧エネルギー源及び低電圧エネルギー源は、単一の一次側を有する単一の変成器及び単一のスイッチング素子を使用して統合され、放電回路は、前記エネルギー源が規則的な方法で単一の変成器に放電するように配置される。高エネルギー源のエネルギーは、追加の巻線を介して前記変成器自体から供給される。エネルギーの伝達は、スイッチのオン期間とオフ期間の両方で発生する。

【0008】

本開示の更に別の態様では、高電圧エネルギー源及び低電圧エネルギー源は、二つの一次側を有する単一の変成器及び一つのスイッチング素子を使用して統合され、前記変成器は、一方のエネルギー源が他方のエネルギー源に干渉しないように巻回される。前記変成器の一方の巻線を、コンデンサを放電することによって又は電圧を印加することによって火花を開始するために使用することができ、変成器の他方の巻線を、コンデンサを放電することによって又は電圧を印加することによって火花に追加のエネルギーを加えるために使用することができる。

【0009】

本開示の更に別の態様では、火花を開始するために第１のスイッチの使用により第１のコンデンサが一次側に放電するとともに火花に追加のエネルギーを加えるために第２のスイッチの使用により第２のコンデンサが同一の一次側に放電するように、高電圧エネルギー源及び低電圧エネルギー源は、単一の変成器及び二つのスイッチング素子を使用して統合される。

【0010】

本開示の更に別の態様では、火花点火のために第１のスイッチにより第１のコンデンサが第１の一次側に放電するとともに火花に追加のエネルギーを加えるために第２のスイッチにより第２のコンデンサが第２の一次側に放電するように、高電圧エネルギー源及び低電圧エネルギー源は、単一の変成器及び二つのスイッチング素子を使用して統合される。

【0011】

本開示の更に別の態様では、一次側に印加される電圧が別の一次側に磁界を発生させなくするとともにその間の相互作用を回避するように、単一の変成器が巻回される。前記巻線は、二つの等しい部分に分割され、変成器のＥ－Ｉコアの二つの外側脚部に巻かれる。これによって、前記巻線による磁束がＥ－Ｉコア変成器の中央巻線に流れなくなる。

【0012】

本開示の更に別の態様では、第１のスイッチング素子によって、火花を開始するために非相互巻きの変成器の一次巻線に電流を流すことを可能にし、第２のスイッチング素子（によって、火花に付加のエネルギーを加えるために第２の一次巻線に付加的な電流を流すことを可能にするように、高電圧エネルギー源及び低電圧エネルギー源は、単一の変成器及び二つのスイッチング素子を使用して統合される。

【0013】

本開示の更に別の態様では、第１のスイッチング素子によって、火花を開始するために第１のコンデンサが非相互巻きの変成器一次巻線に放電するようにし、第２のスイッチング素子によって、火花に追加のエネルギーを加えるために第２のコンデンサが放電するようにするように、高電圧エネルギー源及び低電圧エネルギー源は、単一の変成器及び二つのスイッチング素子を使用して統合される。

【0014】

本開示の更に別の態様では、第１のスイッチがオンになるときに、第１の一次側に印加された電圧により火花点火し、第２のスイッチがオンになるときに、第２の一次側に印加された電圧により火花に追加のエネルギーを配給するように、電圧エネルギー源及び低電圧エネルギー源は、単一の変成器及び二つのスイッチング素子を使用して統合される。高電圧源は、同一の変成器に使用されているエネルギー回収巻線から供給される。エネルギー回収は、一次側に接続されたダイオードを介しても行われる。

【0015】

本開示の更に別の態様では、点火パルスが印加されるときに、火花を開始するために短時間だけ一次側に高電圧が印加され、その後、二つのスイッチング素子を使用して火花に追加のエネルギーを加えるために必要な時間だけ低電圧が印加されるように、電圧エネルギー源及び低電圧エネルギー源は、単一の変成器を使用して統合される。高電圧源にエネルギーを加えるためにエネルギー回収巻線も使用される。同様に、回収されたエネルギーを高電圧源に供給するためにエネルギー回収ダイオードが使用される。高電圧源からの電流を制限することもできる。高電圧源のエネルギーは、回収エネルギーから完全に取得することもできる。

【0016】

本開示の更に別の態様では、点火パルスが印加されるときに、ブリッジ構成の四つのスイッチを使用して一次側全体で正負交互の短パルスが必要な持続時間印加されるようにスイッチング素子を切り替えるために使用される一連のパルスを生成するように、電圧エネルギー源及び低電圧エネルギー源は、単一の変成器を使用して統合される。火花を開始するために、最初の短パルスごとに、５番目のスイッチを使用して非常に短い時間に変成器の一次側に高電圧を印加する。短い持続時間のパルスは、火花に追加のエネルギーを加える。エネルギー回収ダイオードも高電圧源にエネルギーを供給することができる。

【0017】

本開示の更に別の態様では、点火パルスが印加されるときに、スイッチング素子を切り替えるために使用される一連のパルスを生成し、プッシュプル構成の二つのスイッチを使用して一次側で正負交互の短パルスが必要な持続時間印加されるように、電圧エネルギー源及び低電圧エネルギー源は、単一の変成器を使用して統合される。火花を開始するために、最初の短パルスごとに、３番目のスイッチを使用して非常に短い時間に変成器の一次側に第１の高電圧を印加する。火花に追加のエネルギーを加える。エネルギー回収ダイオードも高電圧源にエネルギーを供給することができる。

【0018】

本開示の更に別の態様では、点火パルスが印加されるときに、ＰＷＭ ＩＣは、点火プラグに正と負のスパークを発生させるためにスイッチング素子を切り替えるのに使用される一連のパルスを生成するように、電圧エネルギー源及び低電圧エネルギー源は、単一の変成器を使用して統合される。ＰＷＭ ＩＣへの負帰還は、電流を必要なレベルに維持する。

【0019】

本開示の更に別の態様では、点火プラグに必要な電流波形を生成するために、一次電流を検知することによりフィードバック機構によって印加電圧が連続的に変化するように、電圧エネルギー源及び低電圧エネルギー源は、単一の変成器を使用して統合される。

【0020】

本開示の更に別の態様では、点火システムを組み立てる方法を提供する。方法は、高電圧エネルギー源及び低電圧エネルギー源を設けることを備える。本方法は、スイッチング要素を介して高電圧エネルギー源と低電圧エネルギー源とを統合して相当量の電流を生成するために、一次巻線を備える変成器を設けることも備える。方法は、放電回路により規則的な方法で変成器に放電するために高電圧エネルギー源及び低電圧エネルギー源を有効にすることであって、放電回路が所定の位置に配置され、高電圧エネルギー源が二次巻線を介して変成器から供給されることも備える。

【図面の簡単な説明】

【0021】

本開示を、添付図面を使用して更に具体的に詳しく説明する。

【0022】

【図1】図１は、本開示の一実施形態による単一の一次側及び二つのスイッチング素子を使用する高エネルギー誘導点火システムの概略図である。

【図2】図２は、本開示の一実施形態による二つの一次巻線及び二つのスイッチング素子を有する高エネルギー誘導点火システムの概略図である。

【図3】図３は、本開示の一実施形態による単一の一次側及び二つのスイッチング素子を有する高エネルギー容量点火システムの概略図である。

【図4】図４は、本開示の一実施形態による二つの一次巻線及び二つのスイッチング素子を有する高エネルギー容量点火システムの概略図である。

【図5】図５は、本開示の一実施形態による火花開始巻線が別の一次巻線と非相互に巻かれる二つの一次巻線を有する高エネルギー点火システムの変成器巻線の詳細の概略図である。

【図6】図６は、本開示の実施形態による二つのスイッチング素子及び非相互巻きの二重一次変成器を有する高エネルギー誘導点火システムの概略図である。

【図7】図７は、本開示の一実施形態による二つのスイッチング素子及び非相互巻きのデュアル一次変成器を有する高エネルギー容量点火システムの概略図である。

【図8】図８は、本開示の一実施形態による一つのスイッチング素子及び一つのソースを有する高エネルギー誘導点火システムの概略図である。

【図9】図９は、本開示の一実施形態による高電圧源から抵抗を介してエネルギーを受け取ることによって最初に高電圧を供給する一つのスイッチング素子及び一つのソースを有する高エネルギー誘導点火システムの概略図である。

【図10】図１０は、本開示の一実施形態によるプッシュプル変成器を介して火花に一連のパルスを供給する二つのスイッチング素子及び二つのエネルギー源を有する高エネルギー点火システムの概略図である。

【図11】図１１は、本開示の一実施形態によるブリッジ構成を介して火花に一連のパルスを供給する四つのスイッチング素子及び二つのエネルギー源を有する高エネルギー点火システムの概略図である。

【図12】図１２は、本開示の一実施形態による点火プラグに一連のパルスを生成する電流制御ＰＷＭ集積回路を有するデュアルソース高エネルギー点火システムの概略図である。

【図13】図１３は、本開示の実施形態による点火火花を介して定電流を生成するための電流制御フィードバックシステムを有するデュアルソース高エネルギー点火システムの概略図である。

【図14】図１４は、本開示の実施形態による印加電圧を変化させることによって火花を介して定電流を維持するための電流フィードバックシステムを有するデュアルソース高エネルギー点火システムの概略図である。

【図15】図１５は、図１の点火システムの一実施形態の概略図であり、本開示の実施形態に従ったモード－１における図１の実質的に取得した典型的な波形を示す。

【図16】図１６は、本開示の実施形態による点火システムを組み立てる方法に関与するステップを表すフローチャートである。

【0023】

さらに、当業者は、図中の要素が単純化のために図示されるとともに必ずしも縮尺通りに描かれていない場合があることを理解する。さらに、装置の構造に関して、装置の一つ以上の構成要素は、従来の記号によって図面に表されている場合があり、図面は、本明細書の説明の利益を有する当業者には容易に明らかである詳細であるようにするとともに図を不明瞭にしないように、本開示の実施形態を理解するのに適切な特定の詳細のみを示す場合がある。

【発明を実施するための形態】

【0024】

本開示の原理の理解を促進するために、図示した実施形態を参照し、それを、特定の言葉を使用して説明する。それにもかかわらず、本開示の範囲の限定は、それによって意図されるものではないことが理解される。図示したシステムにおけるそのような変更及び更なる変形並びに当業者に通常生じる本開示の原理の更なる応用は、本開示の範囲内であると解釈される。

【0025】

「備え」、「備える」又は他の変形は、非排他的な包含を意図しており、ステップのリストで構成されるプロセス又は方法は、それらのステップのみを包含するのではなく、明示的にリストされていない又はそのようなプロセス若しくは方法に固有の他のステップを包含する可能性がある。同様に、「．．．を備える」の前に一つ以上の装置又はサブシステム又は要素又は構造又は構成要素があっても、それ以上の制約がなければ、他の装置、サブシステム、要素、構造、構成要素、追加の装置、追加のサブシステム、追加の要素、追加の構造又は追加の構成要素の存在を排除するものではない。本明細書を通じて「一実施形態において」、「別の実施形態において」及び同様の表現が出現する場合、全てが同一の実施形態を指す可能性があるが、必ずしもそうではない。

【0026】

別段の定めがない限り、本明細書で使用されるすべての技術用語及び科学用語は、本開示が属する技術分野の当業者によって一般的に理解されるのと同一の意味を有する。本明細書で提供されるシステム、方法及び実施例は、例示に過ぎず、限定を意図するものではない。

【0027】

以下の明細書及び特許請求の範囲において、多くの用語が参照されるが、これらの用語は以下の意味を有するように定義されるものとする。 単数形の“ａ”、“ａｎ”及び“ｔｈｅ”は、文脈上明らかにそうでない場合を除き、複数形の言及を含む。

【0028】

本開示の実施形態は、点火システム及びその方法に関する。デュアルエネルギー源を有する点火システムは、高電圧エネルギー源及び低電圧エネルギー源を有する。システムは、スイッチング素子を介して高電圧エネルギー源及び低電圧エネルギー源を統合して相当量の電流を生成するために、一次巻線を備える変成器を有する。システムは、高電圧エネルギー源及び低電圧エネルギー源が規則的な方法で変成器に放電できるように所定の位置に配置された放電回路を有し、高電圧エネルギー源は、二次巻線を介して変成器から供給される。

【0029】

図１は、本開示の一実施形態による単一の一次側及び二つのスイッチング素子を使用する高エネルギー誘導点火システム（１０）の概略図である。直流電源（１８０）の正入力は、スイッチ（１６０）の一端に接続される。スイッチ（１６０）の他端は、ダイオード（１０８）のアノードに接続され、ダイオード（１０８）のカソードは、コンデンサ（１０３）の一端に接続される。コンデンサ（１０３）の他端は、接地される。ソース（１８０）のマイナスは、接地される。ダイオード（１０８）のカソードは、ダイオード（１０５）のカソードにも接続される。ダイオード（１０８）のカソードは、スイッチ（１０２）の一端にも接続される。スイッチ（１０２）の他端は、抵抗器（１５６）の一端に接続され、スイッチ（１７０）の他端は、ダイオード（１０６）のアノードに接続される。抵抗器（１５６）の他端は、ダイオード（１０６）のアノードにも接続される。スイッチ（１０２）のゲートには、トランジスタ（１５３）のコレクタが接続される。トランジスタ（１５３）のエミッタは、ツェナーダイオード（１５４）のカソードに接続される。ツェナーダイオード（１５４）のアノードは、ダイオード（１０６）のアノードに接続される。 トランジスタ（１５３）のベースは、抵抗器（１５５）の一端に接続される。抵抗器（１５５）の他端は、スイッチ（１０２）のソース端に接続される。抵抗器（１５２）の他端は、パルス源（１５９）の一端に接続される。トランジスタ(１５３)のコレクタには、抵抗器(１５２)の一端が接続される。パルス源(１５９)の他端は、ダイオード(１０６)のアノードに接続される。ダイオード（１０６）のカソードは、変成器（１５０）の一次巻線（１１０）の一端に接続される。前記一次巻線（１１０）の他端は、スイッチ（１０１）の一端に接続される。スイッチ（１０１）の他端は、接地される。スイッチ(１０１)の非接地端は、ダイオード(１０５)のアノードにも接続される。ダイオード(１０６)のカソードは、ダイオード(１０７)のカソードにも接続される。ダイオード（１０７）のアノードは、コンデンサ（１０４）の一端に接続される。コンデンサ（１０４）の他端は、接地される。ダイオード(１０７)のアノードは、ＤＣ入力ソース(１０９)のプラスにも接続される。ソース(１０９)のマイナスは、接地される。 変成器(１５０)の二次側(１０９)の一端は、点火プラグ(１１２)に接続される。点火プラグ（１１２）の他端は、接地される。二次側(１０９)の他端は、接地される。

【0030】

さらに、単一の変成器及び二つのスイッチを使用することによって、高いエネルギーが点火プラグ（１１２）に伝達される。この場合、スイッチ(１６０)がオンになるとき、コンデンサ(１０３)は、ソース(１８０)からエネルギーを受け取り、スイッチ(１６０)がオフになるときに、コンデンサ(１０３)は、ソース(１１０)からエネルギーを受け取らない。回路は、スイッチ(１６０)がオンの状態とスイッチ(１６０)がオフの状態のいずれであっても動作可能である。モード－１とモード－２の両方は、スイッチ(１６０)がオンとオフのいずれであっても動作可能である。一次コイル(１１０)は、巻数が少なく、二次コイル(１０９)は、巻数が多い。先ず、スイッチ(１０１,１７０,１０２)を一緒にオンにする。これによって、高電圧源(１０３)からスイッチ(１０２、１０１)を介して一次側(１１０)に電流が流れる。一次側(１１０)を流れる電流は、二次側(１０９)に高電圧を誘起し、点火プラグ(１１２)の火花を開始させる。非常に短い時間の後、スイッチ(１０２)は、オフになる。そして、低電圧源（１０４）は、ダイオード（１０７）を介してスイッチ（１０１）を通じて一次側（１１０）に電圧を配給する。この電圧は、二次側(１０９)に低電圧を誘導し、点火プラグ(１１２)に追加の電流を流す。既定の時間が経過した後、スイッチ(１０１)は、オフになる。そして、一次側(１１０)に蓄積されたエネルギーは、ダイオード(１０５)を介してコンデンサ(１０３)に戻される。コンデンサ(１０３)は、ソース(１１０)からダイオード(１０８)を介して充電される。コンデンサ(１０４)は、低電圧源(１０９)から充電される。この場合、スイッチ(１０２)及びスイッチ(１０１)がオンになるとともにスイッチ(１７０)がオフなるとき、回路は、モード－２として、（モード－１と称する）上述ものよりも電流制御された状態で動作する。この場合、スイッチ(１０２)を通る電流は、抵抗(１５６)を流れ、スイッチ(１０１)を流れる。この電流は、抵抗器(１５６)に電圧を発生させる。このような抵抗器（１５６）の電圧が、ツェナーダイオード（１５４）の降伏電圧にトランジスタ（１５３）のベースエミッタ電圧を加えた電圧を超える場合、トランジスタ（１５３）が導通し、これによって、トランジスタ（１５３）のコレクタに流れる電流によりスイッチ（１０２）のゲート電圧が低下する。このようなスイッチ(１０２)のゲート電圧の低下によって、変成器の一次側(１１０)に印加される電圧が低下する。これによって、変成器の二次側（１０９）の電圧が低下し、点火プラグ（１１２）を流れる電流が減少する。このようにして、スイッチ(１０２)を介した火花開始電流に起因する点火プラグ(１１２)を通る最大電流が制限される。スイッチ(１７０)を閉じている場合、点火プラグ(１１２)を流れる電流は、点火プラグ(１１２)等に存在する抵抗に加えて変成器の二次側(１０９)の抵抗及び漏れインダクタンスによってのみ制限される。

【0031】

図２は、本開示の一実施形態による二つの一次巻線及び二つのスイッチング素子を有する高エネルギー誘導点火システムの概略図である。ソース（２１６）のプラス端子は、ダイオード（２１３）のアノードに接続される。ソース（２１６）のマイナス端子は、接地される。ダイオード（２１３）のカソードは、コンデンサ（２１２）の一端に接続される。コンデンサ（２１２）の他端は、接地される。ダイオード（２１３）のカソードは、ダイオード（２１０）のアノードにも接続される。ダイオード（２１０）のカソードは、変成器（２００）の巻線（２０５）の一端に接続される。巻線（２０５）の他端は、スイッチ（２０１）の一端に接続される。スイッチ（２０１）の他端は、接地される。ソース(２１５)のプラス端子は、コンデンサ(２１１)の一端に接続される。コンデンサ（２１１）の他端は、接地される。ソース（２１５）のプラス端子は、ダイオード（２０９）のアノードにも接続される。ダイオード（２０９）のカソードは、変成器（２００）の巻線（２０６）の一端に接続される。巻線（２０６）の他端は、スイッチ（２０２）の一端に接続される。スイッチ（２０２）の他端は、接地される。巻線（２０７）の一端は、接地され、巻線（２０７）の他端は、ダイオード（２０８）のアノードに接続される。ダイオード（２０８）のカソードは、ダイオード２１３のカソードに接続される。変成器（２００）の巻線（２０３）の一端は、接地され、巻線（２０３）の他端は、点火プラグ（２０４）の一端に接続される。点火プラグ（２０４）の他端は、接地される。

【0032】

さらに、スイッチング素子(２０１,２０２)は、一緒にオンになる。これにより、コンデンサ(２１２)からダイオード(２１０)を介して巻線(２０５)に電流が流れる。このコンデンサ（２１２）は、電圧源（２１６）によって充電される。巻線(２０５)を流れる電流は、二次巻線(２０３)に高電圧を誘導し、点火プラグ(２０４)の火花を開始させる。この間、ダイオード(２０９)の逆バイアス作用により、巻線(２０６)を電流が流れない。この理由は、(２０６)と(２０７)の合計巻数が適宜調整されるからである。非常に短い時間の後、スイッチ(２０１)は、オフになる。その直後、ダイオード(２０９)の逆バイアス電圧は、消滅する。そして、電流がダイオード(２０９)を介して巻線(２０６)を流れる。ソース(２１５)は、コンデンサ(２１１)を充電する。巻線（２０６）を流れる電流は、巻線（２０３）を介して点火プラグ（２０４）の火花に追加の電流を加える。既定の時間の後、スイッチ(２０２)もオフになる。そして、一次側（２０６）に蓄積されたエネルギーは、巻線（２０７）及びダイオード（２０８）を介してソース（２１２）に戻される。

【0033】

図３は、本開示の一実施形態による単一の一次側及び二つのスイッチング素子を有する高エネルギー容量点火システムの概略図である。ソース（３０９）のプラス端子は、ダイオード（３０８）のアノードに接続される。ソース（３０９）のマイナス端子は接地される。ダイオード（３０８）のカソードは、スイッチ（３０７）の一端に接続される。スイッチ（３０７）の他端は、接地される。ダイオード（３０８）のカソードは、コンデンサ（３０５）の一端にも接続される。コンデンサ（３０５）の他端は、変成器（３００）の巻線（３０３）の一端に接続される。巻線（３０３）の他端は、接地される。ソース（３１０）のプラス端子は、ダイオード（３１１）のアノードに接続される。ソース（３１０）のマイナス端子は、接地される。ダイオード（３１１）のカソードは、コンデンサ（３０４）の一端に接続される。コンデンサ（３０４）の他端は、変成器（３００）の巻線（３０３）の非接地端に接続される。ダイオード（３１１）のカソードもスイッチ（３０６）の一端に接続され、スイッチ（３０６）の他端は、接地される。変成器（３００）の巻線（３０１）の一端は、アースに接続される。巻線（３０１）の他端は、点火プラグ（３０２）の一端に接続される。点火プラグ（３０２）の他端は、接地される。

【0034】

一次コイル(３０３)は、巻数が少なく、二次コイル(３０１)は、巻数が多い。先ず、コンデンサ(３０４)及び(３０５)はそれぞれ、電圧源(３１０)及び(３０９)を使用してダイオード(３１１)及び(３０８)を介して充電される。電圧源(３０９)及び(３１０)は、短絡保護され、短絡時に無視できる電流を配給する。次に、スイッチ(３０６)及び(３０７)が一緒にオンにされる。コンデンサ(３０４)の電圧は、コンデンサ(３０５)の電圧よりも高い。したがって、スイッチ(３０６)は、導通し、スイッチ(３０７)は、逆バイアスになる。そのために、巻線(３０３)に大きな電圧がかかり、変成器(３００)の二次側(３０１)に高電圧が誘導される。これによって、点火プラグ(３０２)に火花が発生する。しかしながら、コンデンサ(３０４)の電圧がコンデンサ(３０５)の電圧レベルより下に低下すると、スイッチ(３０７)が導通し、変成器(３００)の一次側(３０３)間に電圧が印加される。これによって、二次巻線(３０１)に電圧が誘導され、点火プラグ(３０２)の火花に追加のエネルギーが加わる。

【0035】

図４は、本開示の一実施形態による二つの一次巻線及び二つのスイッチング素子を有する高エネルギー容量点火システムの概略図である。ソース（４１５）のプラス端子は、ダイオード（４１４）のアノードに接続される。ダイオード（４１４）のカソードは、スイッチ（４１２）の一端に接続される。スイッチ（４１２）の他端は、接地される。ダイオード（４１４）のカソードは、コンデンサ（４１０）の一端に接続される。コンデンサ（４１０）の他端は、ダイオード（４０８）のアノード及びダイオード（４０７）のカソードに接続される。ダイオード（４０８）の他端は、接地される。ダイオード（４０７）のアノードは、変成器（４００）の巻線（４０６）の一端に接続される。巻線（４０６）の他端は、接地される。直流電源（４１６）のプラス端子は、ダイオード（４１３）のアノードに接続され、ダイオード（４１３）のカソードは、スイッチ（４１１）の一端に接続される。スイッチ（４１１）の他端は、接地される。ダイオード(４１３)のカソードは、コンデンサ(４０９)の一端にも接続され、コンデンサ(４０９)の他端は、ダイオード(４０５)のアノード及びダイオード(４０４)のカソードに接続される。ダイオード（４０５）のカソードは、接地される。ダイオード(４０４)のアノードは、巻線(４０３)の一端に接続される。変成器（４００）の巻線（４０３）の他端は、接地される。変成器（４００）の巻線（４０１）の一端は、接地される。巻線（４０１）の他端は、点火プラグ（４０２）の一端に接続される。点火プラグ（４０２）の他端は、接地される。

【0036】

さらに、単一の変成器（４００）及び二つのスイッチを使用することによって、高エネルギーが点火プラグ（４０２）に伝達される。一次コイル(４０３)は、巻き数が少なく、二次コイル(４０１)は、巻き数が多い。先ず、コンデンサ(４０９,４１０)は、ソース(４１６)を使用してダイオード(４１３)及び(４０５)を介して充電される。同様に、コンデンサ(４１０)は、ソース(４１５)を使用してダイオード(４０８)及び(４１４)を介して充電される。二つのスイッチ(４１１)及び(４１２)は一緒にオンにされる。第１の一次側(４０３)は、変成器(４００)の第２の一次側(４０６)に比べて巻数が少ない。したがって、先ず、スイッチ(４１１)だけが導通し、一次側(４０３)に電圧を印加する。この理由は、ダイオード(４０７)が逆バイアスであるとともにダイオード(４０４)が順バイアスであるである。これによって、変成器（４００）の二次側（４０１）に高電圧が誘導され、点火プラグ（４０２）に火花が発生する。しばらくしてからコンデンサ(４０９)の電圧が低下すると、ダイオード(４０７)が順方向にバイアスされ、スイッチ(４１２)が導通する。これによって、変成器(４００)の巻線(４０６)に電圧が印加される。このような(４０６)の電圧は、二次側(４０１)に低電圧を誘導し、点火プラグ(４０２)の火花に電流を加える。

【0037】

図５は、本開示の実施形態による図６及び図７に詳述するような新たな構成において使用される変成器巻線の詳細を概略的に示す図である。この場合、コイル（５０１）は、変成器コア（５０４）の中心脚に巻かれる。巻線（５００）は、コアの一方の外側脚部に巻かれる。もう一方の外側脚部には、巻線(５０２)が巻かれる。同一の脚部には、高電圧巻線（５０３）も巻かれる。巻線(５００及び５０２)は、等しく、これらによって発生した磁束が変成器の中心脚(５０４)を流れないように直列接続される。

【0038】

図６において、直流電源（６１１）のプラス端子は、ダイオード（６１０）のアノードに接続される。ソース（６１１）のマイナス端子は、接地される。ダイオード（６１０）のカソードは、コンデンサ（６０５）の一端に接続される。コンデンサ（６０５）の他端は、接地される。ダイオード（６１０）のカソードは、変成器（５０４）の巻線（５０１）の一端にも接続される。巻線（５０１）の他端は、スイッチ（６０３）の一端に接続される。スイッチ（６０３）の他端は、接地される。直流電源（６１２）のプラス端子は、ダイオード（６０８）のアノードに接続される。直流電源（６１２）のマイナス端子は、接地される。ダイオード（６０８）のカソードは、コンデンサ（６０７）の一端に接続される。コンデンサ（６０７）の他端は、接地される。ダイオード（６０８）のカソードは、巻線（５００）の一端に接続される。巻線（５００）の他端は巻線（５０２）の一端に接続されている。巻線（５０２）の他端は、スイッチ（６０４）の一端に接続される。スイッチ（６０４）の他端は、接地される。変成器（５０４）の巻線（５０３）の一端は、接地される。前記巻線（５０３）の他端は、点火プラグ（６０２）の一端に接続される。点火プラグ（６０２）の他端は、接地される。

【0039】

図６は、高エネルギー点火システムの更に別の構成を示す。ここでは、変成器（５０４）は、図６の回路に動作可能に接続される。スイッチ（６０４）が、オンにされる。これによって、コンデンサ（６０７）からの電流が変成器（５０４）の直列接続巻線（５００及び５０２）を流れる。このコンデンサ（６０７）は、ソース（６１２）からダイオード（６０８）を介して充電される。巻線（５００及び５０２）を流れる電流は、二次巻線（５０３）に高電圧を誘起する。しかしながら、巻線(５０１)には電圧が発生しない。この高電圧は、点火プラグ(６０２)に火花を発生させる。短期間の後、スイッチ(６０３)は、オンになり、スイッチ(６０４)は、オフになる。これによって、巻線(５０１)に電流が流れ、巻線(５００及び５０２)の電流が遮断される。巻線(５０１)の電流は、コンデンサ(６０５)から供給される。コンデンサ（６０５）は、ソース（６１１）からダイオード（６１０）を介して充電される。巻線(５０１)を流れる電流は、二次側(５０３)に電圧を誘導し、点火プラグ(６０２)の火花に電流を加える。ソース(６１１及び６１２)は短絡保護され、短絡時に無視できる電流を与える。

【0040】

図７は、本開示の一実施形態による二つのスイッチング素子及び非相互巻二重一次変成器を有する高エネルギー容量点火システムの概略図である。直流源（７１０）のプラス端子は、ダイオード（７１１）のアノードに接続される。前記ソース（７１０）のマイナス端子は、接地される。ダイオード（７１１）のカソードは、スイッチ（７０８）の一端に接続される。スイッチ（７０８）の他端は、接地される。ダイオード（７１１）のカソードは、コンデンサ（７０５）の一端にも接続される。コンデンサ（７０５）の他端は、ダイオード（７１３）のアノードに接続される。ダイオード（７１３）のカソードは、接地される。ダイオード（７１３）のアノードは、変成器（５０４）の巻線（５０１）の一端にも接続される。巻線（５０１）の他端は、接地される。電源（７０９）のプラス端子は、ダイオード（７１２）のアノードに接続される。前記直流電源のマイナス端子は、接地される。ダイオード（７１２）のカソードは、スイッチ（７０７）の一端に接続される。スイッチ（７０７）の他端は、接地される。ダイオード（７１２）のカソードは、コンデンサ（７０６）の一端にも接続される。コンデンサ（７０６）の他端は、ダイオード（７１４）のアノードに接続される。ダイオード(７１４)のカソードは、接地される。ダイオード（７１４）のアノードは、変成器（５０４）の巻線（５００）の一端に接続される。前記巻線（５００）の他端は、巻線（５０２）の一端に接続され、巻線（５０２）の他端は、接地される。変成器（５０４）の巻線（５０３）の一端は、接地される。巻線(５０３)の他端は、点火プラグ(７０２)の一端に接続される。点火プラグ（７０２）の他端は、接地される。

【0041】

図７は、高エネルギー点火システムの更に別の構成を示す。ここでは、変成器（５０４）は、図７の回路に動作可能に接続される。コンデンサ（７０６）は、ソース（７０９）を使用してダイオード（７１２）及び（７１４）を介して充電される。同時に、コンデンサ（７０５）は、ソース（７１０）を使用してダイオード（７１３及び７１１）を介して充電される。この場合、スイッチ（７０７）は、オンになる。これによって、コンデンサ(７０６)は、直列接続された巻線(５００と５０２)を介して放電を行う。これによって、巻線(５０１)には電圧が発生しない。しかしながら、これによって、二次巻線(５０３)に高電圧が誘導される。このような巻線(５０３)の電圧は、点火プラグ(７０２)の火花を開始させる。既定の時間の後、スイッチ(７０８)は、オンになる。これによって、コンデンサ(７０５)は、巻線(５０１)を介して放電を行う。このような巻線(５０１)を流れる電流は、二次側(５０３)に電圧を誘導する。このインターンは、点火プラグ(７０２)に既に存在する火花に電流を加える。コンデンサ(７０６及び７０５)が放電を完全に行うと、スイッチ(７０７及び７０８)をオフにすることができる。

【0042】

図８は、本開示の一実施形態による一つのスイッチング素子及び一つのソースを有する高エネルギー誘導点火システムの概略図である。ＤＣソース（８０９）のプラス端子は、ダイオード（８０８）のアノードに接続される。ソース（８０９）のマイナス端子は、接地される。ダイオード（８０８）のカソードは、コンデンサ（８０７）の一端に接続される。コンデンサ（８０７）の他端は、接地される。 ダイオード（８０８）のカソードは、変成器（８００）の巻線（８０３）の一端にも接続される。巻線（８０３）の他端は、制御素子（８１６）の一端に接続される。制御素子（８１６）の他端は、接地される。ダイオード（８０８）のカソードは、ダイオード（８０６）のカソードにも接続される。ダイオード（８０６）のアノードは、変成器（８００）の巻線（８０５）の一端に接続される。前記巻線（８０５）の他端は、接地される。変成器（８００）の巻線（８０１）の一端は、接地される。巻線（８０１）の他端は、点火プラグ（８０２）の一端に接続される。点火プラグ（８０２）の他端は、接地される。変成器（８００）の巻線（８１０）の一端は、スイッチ（８１１）の一端に接続され、巻線（８１０）の他端は、接地される。スイッチ（８１１）の他端は、コンデンサ（８１２）の一端に接続される。コンデンサ（８１２）の他端は、抵抗器（８１４）の一端に接続され、パルス源（８２６）の一端にも接続される。パルス源（８２６）の他端は、接地される。抵抗器（８１４）の他端は、制御素子（８１６）の制御端子に接続される。抵抗器（８１３）の一端は、スイッチ（８１９）の一端に接続され、スイッチ（８１９）の他端は、バイアス電圧＋Ｖに接続される。抵抗器（８１３）の他端は、制御素子（８１６）の制御端子に接続される。抵抗器（８１５）の一端は、制御素子（８１６）の制御端子に接続される。抵抗器（８１５）の他端は、接地される。スイッチ（８０４）の一端は、制御素子（８１６）の制御端子に接続される。スイッチ（８０４）の他端は、接地される。

【0043】

図８は、高エネルギー点火システムの更に別の構成を示す。これは、二つのモードで動作可能である。モード－１では、スイッチ（８１１、８１９、８０４）は、開く。ここで、パルス源（８２６）からパルスを印加することによって、制御素子（８１６）をオンにする。これによって、コンデンサ（８０７）からの電流が変成器（８００）の巻線（８０３）を流れる。コンデンサ(８０７)は、前のサイクルで(８１６)がオフにされたときに、巻線(８０５)によりダイオード(８０６)を介して高電圧に充電される。巻線(８０３)を流れる電流は、変成器(８００)の二次側(８０１)に高電圧を誘導する。この高電圧によって、点火プラグ(８０２)の火花を開始させる。コンデンサ(８０７)の初期電圧は、供給電圧(８０９)より高い。そのために、ダイオード(８０８)は逆バイアスとなり、ダイオード(８０８)を介して電流が流れない。制御素子(８１６)がオンになると、コンデンサ(８０７)の電圧は低速に低下する。そして、ダイオード(８０８)は、導通し、巻線(８０３)にエネルギーを供給する。しかしながら、この電圧が低いので、巻線(８０１)には低い誘導電圧しか発生しない。しかしながら、これは、点火プラグ(８０２)に既に存在する火花に追加の電流を加える。既定の時間の後、制御素子(８１６)は、オフにされる。一次側に蓄積されたエネルギーは、巻線(８０５)によってダイオード(８０６)を介してコンデンサ(８０７)に配給される。

【0044】

一実施形態では、図８の回路を別のモードで動作させてもよい。このモード－２では、スイッチ（８１１、８１９）はオンに切り替えられ、スイッチ（８０４）は開いたままである。パルス端子(８２６)からパルスは印加されず、スイッチ（８０４）は開いたままである。これによって、Ｖ＋電源から抵抗(８１３)を介して供給されるバイアス電流により巻線(８０３)に電流が流れる。これによって、端子の非接地端で巻線（８１０）に正電圧が誘導される。この間、ダイオード(８０６)は、逆バイアスされる。これによって、電流がコンデンサ（８１２）、抵抗器（８１４）及び制御素子（８１６）の制御端子に流れる。この電流は、巻線（８０３）を流れる電流を増加させる。これによって、巻線（８１０）に誘導される電圧が増大し、制御素子（８１６）の制御端子への電流が更に増加する。この正帰還は、巻線(８０３)を流れる電流を連続的に増加させる。この間、電圧は、巻線(８０１)に誘導され、これによって、点火プラグ(８０２)に火花が生じる。しかしながら、しばらくすると、変成器(８００)のコアは、飽和状態になり、これによって、巻線(８１０)の電圧が減少する。これによって、制御素子(８１６)の制御端子を流れる電流が減少する。これによって、巻線(８０３)の電流が更に減少する。この段階の間、巻線(８０１)にも電圧が誘導され、これにより電流が点火プラグ(８０２)を流れるようになる。この間、ダイオード(８０６)も順方向にバイアスされ、巻線(８０５)の高い誘導電圧は、ダイオード(８０６)を介してコンデンサ(８０７)に電力を配給する。

【0045】

巻線(８１０)の電圧が低下すると、巻線(８０３)の電流が更に減少し、最終的に制御素子(８１６)がオフになる。変成器に蓄積されたエネルギーは、巻線(８０１)を介して点火プラグ(８０２)に配給される。変成器(８００)の蓄積エネルギーの一部は、ダイオード(８０６)を介してコンデンサ(８０７)にも配給される。これによって、コンデンサ(８０７)の電圧は、ソース電圧(８０９)よりも著しく高くなる。制御素子がオフになると、電流はソースｖ＋から制御素子の制御端子（８１６）に再び流れ始める。これによって、上述の正帰還により制御素子（８１６）のスイッチが再びオンになる。これによって、点火プラグ（８０２）に再び火花が誘導される。再び変成器（８００）が飽和すると、上記のように、制御素子（８１６）は、オフになる。このとき、点火プラグ（８０２）に再び火花が発生する。この場合も、変成器（８００）に蓄積されたエネルギーの一部は、巻線（８０５）を介してコンデンサ（８０７）に配給される。このようにして、自動的に制御素子（８１６）がオンオフされ、制御素子（８１６）のオン期間及びオフ期間に点火プラグ（８０２）にエネルギーが配給される。コンデンサ(８０７)の値は、火花を開始するために非常に短い時間だけ巻線(８０３)に高電圧を供給するように調整され、その後、ソース(８０９)は、ダイオード(８０８)を介して巻線(８０３)にエネルギーを配給する。点火プラグ(８０２)に配給される電力を、スイッチ(８０４)をオンにすることによっていつでも停止させることができる。

【0046】

図９は、本開示の一実施形態による高電圧源から抵抗を介してエネルギーを受け取ることによって最初に高電圧を供給する一つのスイッチング要素及び一つのソースを有する高エネルギー誘導点火システムの概略図である。ＤＣ源（９０８）のプラス端子は、ダイオード（９０６）のアノードに接続される。ソース（９０８）のマイナス端子は、接地される。ダイオード（９０６）のカソードは、コンデンサ（９０５）の一端に接続される。コンデンサ（９０５）の他端は、接地される。ソース（９０９）のプラス端子は、スイッチ（９１１）の一端に接続される。スイッチ（９１１）の他端は、コンデンサ（９１０）の一端に接続される。コンデンサ（９１０）の他端は、接地される。ソース（９０９）のマイナス端子は、接地される。抵抗器（９０７）の一端は、コンデンサ（９１０）の非接地端に接続される。抵抗器（９０７）の他端は、ダイオード（９０６）のカソードに接続される。ダイオード（９０６）のカソードは、変成器（９００）の巻線（９０４）の一端にも接続される。巻線（９０４）の他端は、スイッチ（９０３）の一端に接続される。スイッチ（９０３）の他端は、接地される。変成器(９００)の巻線(９０１)の一端は、接地される。巻線(９０１)の他端は、点火プラグ(９０２)の一端に接続される。点火プラグ（９０２）の他端は、接地される。スイッチ（９０３）の非接地端には、ダイオード（９１２）のアノードが接続される。ダイオード（９１２）のカソードは、コンデンサ（９１０）の非接地端に接続される。

【0047】

図９は、高エネルギー点火システムの更に別の構成を示し、二つのモードで作動する。第１のモードでは、スイッチ（９１１）がオンにされ、必要なエネルギーがソース（９０９）からコンデンサ（９１０）に流れる。第２のモードでは、スイッチ（９１１）は開いたままであり、エネルギーはソース（９０９）からコンデンサ（９１０）に流れない。他の動作は、両モードで共通である。動作については、先ず、スイッチ(９０３)をオンにする。これによって、コンデンサ(９０５)からの電流が変成器(９００)の巻線(９０４)を流れる。コンデンサ(９０５)は、スイッチ(９０３)がオフのときにコンデンサ(９１０)から抵抗(９０７)を介して高電圧に充電されている。したがって、スイッチ(９０３)がオンになると、変成器(９００)の巻線(９０４)に高電圧が印加される。これによって、変成器（９００）の巻線（９０１）に高電圧が誘導される。この高電圧は、点火プラグ（９０２）の火花を開始させる。しかしながら、コンデンサ(９０５)の電圧は、時間が経過するに従って減少する。その理由は、抵抗器を介した充電が低速であるとともにダイオード(９０６)が逆バイアスであるからである。コンデンサ(９０５)の電圧がソース(９０８)の電圧レベルを下回るとき、ダイオード(９０６)は、導通し、ソース(９０８)から巻線(９０４)に電流を供給する。そして、変成器(９００)の二次側(９０１)に低電圧が誘導される。これによって、点火プラグ(９０２)で既に開始されている火花に追加の電流が加えられる。既定の時間の後、スイッチ（９０３）は、オフにされる。ダイオード(９１２)は、変成器(９００)の一次巻線(９０４)からコンデンサ(９１０)に蓄積エネルギーを配給する。

【0048】

図１０は、本開示の一実施形態によるプッシュプル変成器を介して火花に一連のパルスを供給する二つのスイッチング素子及び二つのエネルギー源を有する高エネルギー点火システムの概略図である。ＤＣ源（１０１４）のプラス端子は、ダイオード（１０１６）のアノードに接続される。ダイオード（１０１６）のカソードは、コンデンサ（１０１２）の一端及びスイッチ（１０１１）の一端に接続される。スイッチ（１０１１）の他端は、ダイオード（１１１０）のアノードに接続される。ソース（１０１４）のマイナス端子は、接地される。コンデンサ（１０１２）の他端は、接地される。ダイオード（１０１５）のカソードもダイオード（１０１６）のカソードに接続される。ダイオード（１０１０）のカソードは、変成器（１０００）の巻線（１００５及び１００６）のセンタータップに接続される。ＤＣ源（１０１３）のプラス端子は、ダイオード（１００９）のアノードに接続される。ダイオード（１００９）のカソードは、ダイオード（１０１０）のカソードに接続される。ダイオード（１０１５）のアノードは、ダイオード（１００９）のカソードに接続される。変成器の巻線（１００５）の外側端子は、スイッチ（１００３）の一端に接続される。スイッチ（１００３）の他端は、接地される。ダイオード（１００４）のアノードは、接地されている。ダイオード（１００４）のカソードは、スイッチ（１００３）の非接地端に接続される。巻線(１００６)の外端は、スイッチ(１００７)の一端に接続される。スイッチ（１００７）の他端は、接地される。ダイオード（１００８）のアノードは、接地される。ダイオードのカソードは、スイッチ（１００７）の非接地端に接続される。変成器（１０００）の巻線（１００１）の一端は、接地される。巻線(１００１)の他端は、点火プラグ(１００２)の一端に接続される。点火プラグ(１００２)の他端は、接地される。

【0049】

図１０は、高エネルギー点火システムの更に別の構成を示す。ここでは、スイッチ(１００７)は、スイッチ(１０１１)と共にオンにされる。これによって、コンデンサ（１０１２）からダイオード（１０１０）を介して巻線（１００６）に高電圧が配給される。このコンデンサは、先ず、ソース(１０１４)からダイオード(１０１６)を介して充電される。巻線(１００６)を流れる電流は、変成器(１０００)の二次巻線(１００１)に電圧を誘導する。この高電圧によって、点火プラグ(１００２)に火花が発生する。短時間の後、スイッチ(１０１１)は、オフになる。そして、電流が、ソース(１０１３)によってダイオード(１００９)を介して巻線(１００６)に配給される。これによって、二次巻線(１００１)を介して点火プラグ(１００２)に追加のエネルギーが配給される。既定の時間の後、スイッチ(１００７)は、オフになる。そして、巻線（１００６）に蓄積されたエネルギーは、ダイオード（１００４及び１０１５）を介して高電圧コンデンサ（１０１２）に配給される。スイッチ(１００７)が非常に短い時間でオフになると、スイッチ(１００３及び１０１１)がオンになる。そして、電流は、巻線(１００５)を流れ、巻線(１００１)を介して点火プラグ(１００２)に火花を発生させる。短い時間の後、スイッチ(１０１１)のみがオフになる。そして、巻線(１００５)へのエネルギーは、ダイオード(１００９)を介してソース(１０１３)から供給される。これによって、追加のエネルギーが、二次巻線(１００１)を介して点火プラグ(１００２)での火花に加えられる。しばらくすると、スイッチ(１００３)は、オフになる。そして、巻線(１００５)に蓄積されたエネルギーは、ダイオード(１００８及び１０１５)を介して高電圧コンデンサ(１０１２)に戻される。このスイッチングサイクルは、スイッチ（１００７及び１００３）の間で必要な回数だけ繰り返される。

【0050】

図１１は、本開示の実施形態によるブリッジ構成を介して火花に一連のパルスを供給する四つのスイッチング素子及び二つのエネルギー源を有する高エネルギー点火システムの概略図である。直流源（１１１８）のプラス端子は、ダイオード（１１１６）のアノードに接続される。前記ソース（１１１８）のマイナス端子は、接地される。ダイオード（１１１６）のアノードは、コンデンサ（１１１７）の一端にも接続される。コンデンサ（１１１７）の他端は、接地される。ソース（１１１９）のプラス端子は、ダイオード（１１１５）のアノードに接続される。ソース（１１１９）のマイナス端子は、接地される。ダイオード（１１１５）のカソードは、スイッチ（１１１３）の一端に接続される。スイッチ（１１１３）の他端は、コンデンサ（１１１４）の一端に接続される。コンデンサ（１１１４）のマイナス端子は、接地される。コンデンサ（１１１４）の非接地端は、ダイオード（１１１２）のアノードに接続される。ダイオード（１１１０及び１１１１）のカソードは、ダイオード（１１１２）のアノードに接続される。スイッチ（１１１３）の他端は、ダイオード（１１１２）のアノードに接続される。ダイオード（１１１２）のカソードは、ダイオード（１１１６）のカソードに接続される。ダイオード（１１１６）のカソードは、ダイオード（１１０８及び１１０９）のカソードにも接続される。ダイオード（１１１６）のカソードは、スイッチ（１１０７）の一端及びスイッチ（１１０６）の一端にも接続される。スイッチ（１１０７）の他端は、ダイオード（１１０８）のアノードに接続される。ダイオード（１１０８）のアノードは、ダイオード（１１１０）のアノード及びダイオード（１１２１）のカソードにも接続される。ダイオード（１１０８）のアノードは、変成器（１１００）の巻線（１１０３）の一端にも接続される。ダイオード（１１２１）のカソードは、スイッチ（１１０４）の一端に接続される。スイッチ（１１０４）の他端は、接地される。ダイオード（１１２１）のアノードは、接地される。変成器（１１００）の巻線（１１０３）の他端は、ダイオード（１１０９）のアノード及びダイオード（１１１１）のアノード及びダイオード（１１２０）のカソードに接続される。ダイオード（１１２０）のカソードは、スイッチ（１１０５）の一端にも接続される。スイッチ（１１０５）の他端は、接地される。スイッチ（１１０５）の他端は、接地される。ダイオード(１１２０)のアノードは、接地される。変成器(１１００)の巻線(１１０２)の一端は、接地される。巻線（１１０２）の他端は、点火プラグ（１１０１）の一端に接続される。点火プラグ（１１０１）の他端は、接地される。 ダイオード（１１２１）のアノードは、接地される。

【0051】

図１１は、高エネルギー点火システムの更に別の構成を示す。この実施形態では、スイッチ（１１０７、１１１３、１１０５）が一緒にオンにされる。これによって、コンデンサ（１１１４）は、ダイオード（１１１２）を介して変成器（１１００）の巻線（１１０３）に電流を放電する。コンデンサ(１１１４)は、ソース(１１１９)から連続的に充電される。巻線(１１０３)の電流は、変成器(１１００)の二次巻線(１１０２)を介して点火プラグ(１１０１)の火花を開始させる。しばらくすると、スイッチ(１１１３)のみがオフになる。そして、エネルギーは、ダイオード（１１１６）を介して巻線（１１０３）に流れ、このインターンは、巻線（１１０２）を介して点火プラグ（１１０１）の火花に追加のエネルギーを加える。しばらくすると、スイッチ（１１０７及び１１０５）は、オフになる。このときに、巻線（１１０３）に蓄積されたエネルギーは、ダイオード（１１１１及び１１２１）を介してコンデンサ（１１１４）に戻される。次に、スイッチ（１１１３、１１０６、１１０４）は、一緒にオンになる。これによって、巻線（１１０３）に逆電流が配給される。これによって、巻線(１１０２)を介して点火プラグ(１１０１)に火花が発生する。まもなく、スイッチ(１１１３)は、オフになる。そして、エネルギーは、ダイオード(１１１６)を介して巻線(１１０３)に流れる。この電流は、巻線(１１０２)を介して点火プラグ(１１０１)での火花に追加のエネルギーを加える。しばらくすると、スイッチ（１１０６及び１１０４）は、オフになる。そして、巻線（１１０３）に蓄積されたエネルギーは、ダイオード（１１１０及び１１２０）を介してソース（１１１４）に戻される。このスイッチングサイクルは、点火プラグ（１１０１）での火花持続時間を長くするために必要な回数だけ繰り返される。

【0052】

図１２は、本開示の実施形態による点火プラグに一連のパルスを生成する電流制御ＰＷＭ集積回路を有するデュアルソース高エネルギー点火システムの概略図である。ソース（１２１３）のプラス端子は、ダイオード（１２１２）のアノードに接続される。ソース（１２１３）のマイナス端子は、接地される。ダイオード（１２１２）のアノードは、コンデンサ（１２２２）の一端に接続される。コンデンサ（１２２４）の他端は、接地される。ソース（１２１６）のプラス端子は、抵抗（１２１５）の一端に接続される。抵抗器（１２１５）の他端は、コンデンサ（１２２４）の一端及びダイオード（１２１２）のカソードに接続される。コンデンサ（１２２４）の他端は、接地される。ダイオード（１２１２）のカソードは、変成器（１２００）の巻線（１２０４）の一端に接続される。前記巻線（１２０４）の他端は、スイッチング素子（１２０８）のドレインに接続される。前記デバイス（１２０８）のソースは、抵抗器（１２０６）の一端に接続される。抵抗器（１２０６）の他端は、接地される。ダイオード（１２３１）のアノードは、デバイス（１２０８）のドレインに接続される。ダイオード（１２３１）のカソードは、抵抗器（１２３５）の一端に接続される。抵抗器（１２３５）の他端は、ダイオード（１２１２）のカソードに接続される。変成器（１２００）の巻線（１２０１）の一端は、接地される。巻線（１２０１）の他端は、点火プラグ（１２０２）の一端に接続される。点火プラグ(１２０２)の他端は、抵抗器(１２０３)の一端に接続される。抵抗器（１２０３）の他端は、接地される。抵抗器（１２０６）の非接地端は、セレクタ（１２０７）の端子Ｂに接続される。抵抗器(１２０３)の非接地端は、セレクタスイッチ(１２０７)の端子Ｃにも接続される。 セレクタスイッチ（１２０７）のポールＡは、抵抗器（１２１７）の一端に接続される。抵抗（１２１７）の他端は、コンデンサ（１２１８）の一端及びＰＷＭ ＩＣ（１２０９）の端子（１２３０）に接続される。ＰＷＭ ＩＣ（１２０９）のパルス出力端子（１２１９）は、スイッチング素子（１２０８）のゲートに接続される。ＰＷＭ ＩＣのプラス電源入力は、ＤＣ源（１２１１）のプラス端子及びコンデンサ（１２１０）の一端に接続される。コンデンサ（１２１０）の他端は、接地される。前記ＰＷＭ ＩＣ（１２０９）の接地端子は、接地される。前記ＰＷＭ ＩＣのシャットダウン端子（１２２０）は、パルス源（１２１４）のパルス入力端子に接続される。パルス源（１２１４）の他端は、接地される。ソース（１２１１）のマイナス端子は、接地される。

【0053】

図１２は、高エネルギー点火システムの更に別の構成を示す。本実施形態では、ＰＷＭ ＩＣ（１２０９）は、その出力（１２１９）において、スイッチ（１２０８）をオンオフするための短い高周波パルスを生成する。これらのパルスは、入力信号（１２１４）が（１２２０）に存在する限り生成される。(１２０９)の周波数は、(１２１４)の点火パルスより著しく高い。スイッチ(１２０８)がオンになるとき、コンデンサ(１２２４)に存在する高電圧が変成器(１２００)の巻線(１２０４)に印加される。これによって、巻線（１２０１）に高電圧が誘導され、点火プラグ（１２０２）に火花が生じる。これによって、抵抗器（１２０６）に電流が流れる。セレクタスイッチ(１２０７)は、必要性に応じて一度だけＢ又はＣのいずれかの信号を選択するために使用される。選択された電圧は、端子Ａに現れる。このような端子Ａの電圧は、存在する高周波ノイズに対するフィルタ処理が抵抗器（１２１７）及びコンデンサ（１２１８）を介して行われ、ＰＷＭ ＩＣの端子（１２３０）に供給される。この(１２１７)の電圧が設定値より高い場合、高周波パルスを早期に終了させる。

【0054】

パルスが(１２１９)で終了すると、スイッチ(１２０８)は、オフになる。これによって、巻線(１２０１)に蓄積されたエネルギーにより再び逆方向の火花が点火プラグ(１２０２)に発生する。このコンデンサ(１２２４)は、ソース(１２１６)から抵抗器(１２１５)を介して充電される。ダイオード(１２３１)及び抵抗器(１２３５)は、スイッチ(１２０８)のスイッチオフ期間に巻線(１２０４)に残った電荷を放電する。(１２１９)のＰＷＭ ＩＣパルスが一旦終了すると、(１２２０)に電圧が存在する限り、既定の時間後に次のパルスを出力する。このようにして、(１２１９)の出力によってスイッチ(１２０８)のオンオフを繰り返す。先ず、コンデンサ(１２２４)は、放電するが、その電圧がダイオード(１２１２)を介したコンデンサ(１２２２)の電圧より低くなるとすぐに、電圧は、巻線(１２０４)に供給される。コンデンサ（１２２２）は、ソース（１２１３）によって充電される。任意の時間において、点火プラグ（１２０２）における火花電流を表す端子（１２３０）の電圧が、（１２１９）におけるパルスの既定の値を超える場合、（１２１９）を終了し、この繰り返される動作は、点火プラグにおいて一連の正及び負に向かうパルスを生成する。点火プラグ（１２０２）における立ち上がりパルスの振幅は、ＰＷＭ ＩＣ端子（１２３０）における電流フィードバックの作用によって一定に保持される。(１２１４)の点火電圧が終了するとき、(１２１９)のパルス出力も終了する。このとき、スイッチ(１２０８)がオフになっているので、コンデンサ(１２２４)は、抵抗(１２１５)を介して充電される。(１２２４)でのこの高電圧のために、(１２１４)での入力パルスごとに、まず、巻線(１２０４)全体に高電圧が現れる。これによって、二次側（１２０１）に高電圧が誘導され、点火プラグ（１２０２）でスパークが開始される。

【0055】

図１３は、本開示の実施形態による点火火花を介して定電流を生成するための電流制御フィードバックシステムを有するデュアルソース高エネルギー点火システムの概略図である。ＤＣ源（１３２０）のプラス端子は、コンデンサ（１３１９）の一端に接続される。コンデンサ（１３１９）の他端は、接地される。ソース（１３２０）のプラス端子は、ダイオード（１３１８）のアノードにも接続される。ダイオード（１３１８）のカソードは、変成器（１３００）の巻線（１３０６）の一端に接続される。(１３０６)の他端は、動作上、デバイス(１３０５)の一端に接続される。デバイス（１３０５）の他端は、抵抗器（１３２４）の一端に接続され、抵抗器（１３２４）の他端は、接地される。抵抗器（１３２４）の非接地端は、セレクタスイッチの端子Ｂに接続される。デバイス（１３０５）の制御端子Ｇは、抵抗器（１３１６）の一端に接続される。抵抗器（１３１６）の他端は、入力パルス源（１３１７）に接続される。パルス源（１３１７）の他端は、接地される。ソース（１３２３）のプラス端子は、抵抗器（１３２２）の一端に接続され、抵抗器（１３２２）の他端は、コンデンサ（１３２１）の一端及びダイオード（１３１８）のカソードに接続される。コンデンサ（１３２１）の他端は、接地される。変成器(１３００)の巻線(１３０１)の一端は、接地される。巻線（１３０１）の他端は、点火プラグ（１３０２）の一端に接続される。点火プラグの他端は、抵抗器（１３０３）の一端及びセレクタスイッチ（１３２５）の端子Ｃの一端に接続される。抵抗器（１３０３）の他端は、接地される。抵抗器（１３０９）の一端は、セレクタスイッチ（１３２５）の共通端子Ａに接続される。抵抗器（１３０９）の他端は、コンデンサ（１３１０）の一端及びオペアンプ（１３１２）の非反転端子に接続される。コンデンサ（１３１０）の他端は、接地される。基準電圧（１３１１）のプラス端子は、オペアンプ（１３１２）の反転端子に接続される。ソース（１３１１）のマイナス端子は、接地される。オペアンプ（１３１２）の出力部は、抵抗（１３１３）の一端に接続され、抵抗（１３１３）の他端は、トランジスタ（１３１５）のベースに接続される。トランジスタ（１３１５）のエミッタ端子は、抵抗器（１３１４）の一端に接続される。抵抗器（１３１４）の他端は、接地される。トランジスタ（１３１５）のコレクタは、半導体装置（１３０５）の制御端子Ｇに接続される。セレクタスイッチ（１３２５）の端子Ａは、端子Ｂ又は端子Ｃに接続することができる。

【0056】

図１３は、高エネルギー点火システムの別の構成を示す。この場合、点火パルス（１３１７）は、抵抗器（１３１６）を介して半導体装置（１３０５）の端子Ｇに印加される。これによって、電流は、コンデンサ（１３２１）から巻線（１３０６）を流れ、デバイス（１３０５）を通過する。これによって、変成器（１３００）の二次側（１３０１）に正電圧が誘導される。これによって、点火プラグ(１３０２)の火花点火を行い、火花電流が抵抗器(１３０３)を流れる。セレクタスイッチ(１３２５)の端子Ａに発生した正電圧は、抵抗器(１３０９)及びコンデンサ(１３１０)を使用してフィルタ処理される。このようにフィルタ処理された電圧は、(１３１１)の電圧と比較される。オペアンプ(１３１２)の出力は、トランジスタ(１３１５)の導通を制御し、装置(１３０５)の制御端子Ｇに印加される電圧も制御する。オペアンプ(１３１２)の非反転端子の電圧が(１３１１)の電圧を超える場合、デバイス(１３０５)のＧの電圧は低下し、逆もまた同様である。この負帰還は、装置（１３０５）の電圧を調整することによって火花を通る電流を一定レベルに維持する。先ず、コンデンサ（１３２１）は、装置（１３０５）がオンになるときに巻線（１３０６）に高電圧を配給する。これによって、巻線（１３０１）に高電圧が誘導され、点火プラグ（１３０２）の火花を開始する。しかしながら、抵抗器（１３２２）がソース（１３２３）からコンデンサ（１３２１）を低速で充電するので、コンデンサ（１３２１）の電圧は高速で減少する。コンデンサ（１３２１）の電圧がコンデンサ（１３１９）の電圧のレベルになると、ダイオード（１３１８）は、導通し、変成器（１３００）の巻線（１３０６）に電流を配給する。コンデンサ（１３１９）は、ソース（１３２０）によって充電される。スイッチ（１３２５）の端子Ａの電圧は、デバイス（１３０５）の電圧を効果的に変化させることによって前記フィードバック機構によって一定に維持される。(１３１７)でのパルスが終了するとき、デバイス(１３０５)もオフになる。

【0057】

図１４は、本開示の一実施形態による印加電圧を変化させることによって火花を介して定電流を維持するための電流フィードバックシステムを有するデュアルソース高エネルギー点火システムの概略図である。可変直流電圧源（１４０１）のマイナスの一端は、接地される。前記ソース（１４０１）の他端は、変成器（１４０６）の一次側（１４０５）の一端に接続される。一次側（１４０５）の他端は、スイッチ（１４０９）の一端に接続される。スイッチ（１４０９）の他端は、抵抗器（１４１０）の一端に接続される。抵抗器（１４１０）の他端は、接地される。スイッチ（１４０９）の制御端子は、入力パルス源（１４１２）の一端に接続される。パルス源（１４１２）の他端は、接地される。抵抗器（１４１０）の非接地端は、フィードバック制御装置（１４１１）の端子（１４１３）にも接続される。フィードバック制御装置（１４１１）の他の入力端子（１４１４）は、入力基準電圧端子（１４１６）の一端に接続される。前記端子の他端は、接地される。フィードバック制御装置（１４１１）の出力端子は、ソース（１４０１）の制御端子に接続される。変成器（１４０６）の二次巻線（１４０７）の一端は、接地される。二次巻線（１４０７）の他端は、点火プラグ（１４０８）の一端に接続される。点火プラグ（１４０８）の他端は、接地される。

【0058】

入力パルス源（１４１２）は、スイッチ（１４０９）の制御端子に必要なパルスを供給し、スイッチ（１４０９）をオンにする。これによって、電流は、ソース（１４０１）からスイッチ（１４０９）を流れ、抵抗器（１４１０）を介して変成器（１４０６）の一次側（１４０５）に流れる。これによって、二次側（１４０７）に電圧が誘導され、点火プラグ（１４０８）の火花を開始する。同時に、フィードバック制御装置（１４１１）に対して、直流基準電圧が端子（１４１４）に印加される。フィードバック制御装置（１４１１）は、抵抗器（１４１０）に発生した電圧をその端子（１４１３）で受信する。フィードバック制御装置は、端子（１４１３）の電圧と（１４１４）の基準電圧（１４１６）とを比較し、端子（１４１５）の電圧を変化させ、この電圧を電源（１４０１）の制御端子に印加する。電源（１４０１）の出力電圧は、フィードバック制御装置（１４１１）の端子（１４１４及び１４１３）の電圧が常に等しくなるように変化させる。このようにして、点火プラグ１４０８を流れる電流は、入力端子（１４１６）の電圧によって間接的に制御される。

【0059】

図１５は、図１の点火システムの一実施形態の概略図であり、本開示の一実施形態によるスイッチ（１６０）がオンであるモード－１における図１について実質的に得られる典型的な波形を描く。１ｍｍギャップの点火プラグを通過する電流を波形として描く。ここで，図１の回路は，実質的にモード－１で使用される。直流低電圧を５０Ｖに設定し、直流高電圧を３００Ｖに設定する。１：８０の比を有する高電圧昇圧変成器を使用し、二次側点火プラグ回路の全抵抗を１０ｋΩにする。プラス側の波形は、一次電流がオンである間にあり、マイナス側の波形は、一次電流がオフであるときに変成器に蓄積されたエネルギーによるものである。

【0060】

図１６は、本開示の実施形態による点火システムを組み立てるための方法（１６００）に関与するステップを表すフローチャートである。方法（１６００）は、ステップ１６０１において、高電圧エネルギー源及び低電圧エネルギー源を設けることを有する。方法（１６００）は、ステップ１６０２において、スイッチング素子を介して高電圧エネルギー源と低電圧エネルギー源を結合して相当量の電流を生成するために、一次巻線を備える変成器を設けることを更に有する。方法（１６００）は、ステップ１６０３において、放電回路により規則的な方法で変成器に放電するために高電圧エネルギー源及び低電圧エネルギー源を有効にすることであって、放電回路が所定の位置に配置され、高電圧エネルギー源が二次巻線を介して変成器から供給されることを更に有する。

【0061】

上述したデュアルエネルギー源を有する点火システムの様々な実施形態は、火花に追加エネルギーを配給するための火花開始変成器の使用を可能にする。システムは、高電圧火花開始源及び低電圧付加電流源を費用効率の高い方法で統合した統合方法を使用して、内燃機関で使用される点火システムに大電流を生成することを可能にする。システムは、火花ギャップを即座にブレークダウンする非常に高い電圧の素早い立ち上がり時間を可能にし、電圧が回路内でゆっくりと消散するのを防止する。これによって、汚れたプラグ又は大きなギャップの点火が可能になる。

【0062】

前述の一般的な説明及び以下の詳細な説明が本開示の例示及び説明であるとともに限定を意図するものではないことが当業者には理解される。本開示を説明するために具体的な文言が使用されているが、そのために生じる限定を意図しない。

【0063】

図面及び前述の説明は、実施形態の例を示すものである。当業者であれば、説明した要素の一つ以上を組み合わせて一つの機能要素とすることも十分に可能であることを理解できる。代替的には、特定の要素を複数の機能要素に分割してもよい。一実施形態の要素を別の実施形態に追加してもよい。例えば、本明細書に記載される処理の順序を変更してもよく、本明細書に記載される態様に限定されない。さらに、流れ図の動作を、示した順序で実施する必要はなく、また、必ずしも全ての動作を実施する必要はない。また、他の動作に依存しない動作を、他の動作と並行して実行してもよい。実施形態の範囲は、これらの具体例によって限定されるものではない。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】

【図14】

【図15】

【図16】

【国際調査報告】