【自動車用語辞典：点火と電装部品「ダイレクト点火」】それぞれのプラグが点火コイルまで備えた点火システム

■デスビ～点火プラグ間の高電圧配線が不要に

点火システムは、接点式ディストリビューターから制御性の高いフルトラ式点火システムへ、さらに最近は点火プラグそれぞれに小型点火コイルを装備したディストリビューターのないダイレクト点火システムへと移行しました。

現在主流となっているダイレクト点火システムの仕組みとメリットについて、解説していきます。

ディストリビューターの役目は、２次コイル側に高電圧を発生させるために１次コイルの電流を遮断すること、発生した高電圧を各気筒の点火プラグに配電することです。

接点式ディストリビューターでは、1次電流の遮断はディストリビューター内のローター接点の開閉で行います。このタイミングで、高電圧が発生して点火プラグに火花が飛ぶ仕組みです。

この接点方式では、精度良く点火時期が制御できず、また接点のチャタリングや摩耗などの課題がありました。

フルトラ式では、接点機構をなくしてマグネット式回転センサーの信号をトリガーとして、トランジスターのスイッチング機能で１次電流の遮断を行います。ディストリビューター内にイグナイター(トランジスターを使った１次電流の制御回路)を内蔵したフルトラ式は、ダイレクト点火システムが登場するまでは主流でした。

ダイレクト点火システムは、各気筒の点火プラグの上に独立した小型の点火コイルとイグナイターを装着した電子制御点火システムです。パワトラなどパワーコントールユニットの急速な進化が、点火システムの小型高性能化に大いに貢献しました。

各気筒の点火プラグの上に独立した小型の点火コイルとイグナイターを装着して、従来のディストリビューターをなくした電子制御点火システムです。ダイレクト点火システムには、カム位置を検出するディストリビューターがないので、回転位置を検出するためにカム角センサーやクランク角センサーを装着します。

ベースとなる点火時期は、ECUにあらかじめ点火時期マップとしてプログラムされています。これに運転状況に応じて、エンジン水温や吸入空気温度、EGR量などを考慮した補正を加えて、点火時期が決定されます。演算された点火時期信号が、ECUから各気筒のイグナイターへ入力されて、点火時期が制御されます。

ダイレクト点火システムのメリットは、点火コイルと点火プラグの距離が短いことと、ディストリビューターとハイテンションコード(ディストリビューター～点火プラグ間の高電圧配線)が不要なことです。

結果として、配電損失や電波障害がなくなり、また高度な電子制御によって高回転でも安定した点火と電力供給ができます。

リーンバーンや大量EGRなど燃費向上手段の多くは、混合気の着火性が悪化する傾向にあります。着火性を良くするためには、点火エネルギーを強化する必要があり、低燃費技術と点火技術は古くからともに進化してきました。

今後、HCCI(予混合圧縮着火)などの新しい燃焼コンセプトに対応するためには、高エネルギー化だけでなく、長期放電や多段放電など新しい点火システムの実用化が必須です。

（Mr.ソラン）

某自動車メーカーで30年以上、自動車の研究開発に携わってきた経験を持ち、古い技術から最新の技術までをやさしく解説することをモットーに執筆中。もともとはエンジン屋で、失敗や挫折を繰り返しながら、さまざまなエンジンの開発にチャレンジしてきました。

EVや燃料電池の開発が加速する一方で、内燃機関の熱効率はどこまで上げられるのか、まだまだ頑張れるはず、と考えて日々精進しています。夢は、好きな車で、大好きなワンコと一緒に、日本中の世界遺産を見て回ることです。

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