JP2016196849A - 内燃機関用点火制御装置 - Google Patents

Abstract

【課題】点火プラグに付着するカーボンを除去できるとともに、点火プラグの消耗を抑制することができる内燃機関用点火制御装置を提供すること。
【解決手段】
本例の内燃機関用点火制御装置１は、一次コイル１１と二次コイル１２とを備える点火コイル１０と、二次コイル１２の高電圧端子１２ａに電気的に接続された点火プラグ２０とを有する。そして、内燃機関用点火制御装置１は、点火コイル１０により、点火プラグ２０の中心電極２１に高電圧を印加して、中心電極２１と点火プラグ２０の接地電極２２との間に主放電を発生させて、燃料ガスに着火する。そして、点火制御装置１には、点火プラグ２０に、点火プラグ２０の要求電圧未満の電圧を印加して、点火プラグ２０にコロナ放電を発生させるコロナ放電発生手段５０を有する。
【選択図】図１

Description

本発明は、内燃機関用点火制御装置に関する。

従来、内燃機関用点火制御装置として、内燃機関の燃焼室に露出した点火プラグの中心電極に高電圧を印加して、中心電極と接地電極との間に火花放電を発生させることにより、燃焼室内の燃料ガスに着火させるものがある。かかる内燃機関用点火制御装置では、燃料ガスの燃焼に伴って、内燃室に露出した中心電極、接地電極や絶縁碍子に、未燃焼の燃料ガスの一部がカーボンとして付着して堆積することがある。かかるカーボンの堆積により、いわゆるくすぶりが発生し、中心電極と接地電極との間の絶縁抵抗が低下する。その結果、火花放電の発生が阻害され、失火を招く恐れがある。

かかるカーボンを除去する方法として、例えば、特許文献１には、燃料ガスに着火した後に、さらに、繰り返し火花放電を発生させることにより、燃料ガスの燃焼に伴って点火プラグに付着するカーボンを焼き切る方法が開示されている。これにより、カーボンが除去されて、低下していた絶縁抵抗が回復され、上記失火の発生を防止している。

特開２０００−３４５９５１号公報

しかしながら、特許文献１に開示の構成では、上記カーボンの除去のために、火花放電を繰り返し発生させる。そのため、点火プラグの消耗を早めるという問題がある。したがって、カーボンの付着により低下していた点火プラグにおける絶縁抵抗の低下の回復と、点火プラグの消耗の抑制とを両立するには、改善の余地がある。

本発明は、かかる背景に鑑みてなされたもので、点火プラグに付着するカーボンを除去できるとともに、点火プラグの消耗を抑制することができる内燃機関用点火制御装置を提供しようとするものである。

本発明の一態様は、一次コイルと二次コイルとを備える点火コイルと、上記二次コイルの高電圧端子に電気的に接続された点火プラグとを有し、上記点火コイルにより、上記点火プラグの中心電極に高電圧を印加して、上記中心電極と上記点火プラグの接地電極との間に主放電を発生させて、燃料ガスに着火する内燃機関用点火制御装置であって、
上記点火プラグに、該点火プラグの火花放電が発生する電圧（以下、要求電圧と呼ぶ）未満の電圧を印加して、上記点火プラグにコロナ放電を発生させるコロナ放電発生手段を有することを特徴とする内燃機関用点火制御装置にある。

上記内燃機関用点火制御装置においては、コロナ放電発生手段が点火プラグに要求電圧未満の電圧を印加することにより、点火プラグにコロナ放電を発生させる。そして、当該コロナ放電によって、点火プラグに付着するカーボンを焼き切ることができる。その結果、上記カーボンによって低下した中心電極と接地電極との間の絶縁抵抗が回復されて、失火の発生を抑制できる。また、カーボンを焼き切るのに火花放電を繰り返し発生させる必要がないため、点火プラグの消耗を抑制することができる。

以上のごとく、本発明によれば、点火プラグに付着するカーボンを除去できるとともに、点火プラグの消耗を抑制することができる内燃機関用点火制御装置を提供することができる。

実施例１における、内燃機関用点火制御装置の回路概略図。 実施例１における、点火コイルケースの断面図。 実施例１における、タイムチャートを表す図。 実施例１の変形例における、点火コイルケースの断面図。 変形例における、内燃機関用点火制御装置の回路概略図。 実施例１及び比較例における、くすぶり汚損試験の結果を示す図。 実施例１における、カーボンが除去された状態の点火プラグを示す図。 実施例２における、内燃機関用点火制御装置の回路概略図。 実施例２における、タイムチャートを表す図。 実施例２、変形例及び比較例における、くすぶり汚損試験の結果を示す図。

本発明の内燃機関用点火制御装置は、自動車などに備えられるエンジンに使用することができる。

本明細書では、コロナ放電とは、中心電極の周りに不均一な電界が生じることにより起こる持続的な放電の総称であって、火花放電のような放電維持電流（二次電流）を伴わない放電をいう。そして、点火の際に生じる火花放電の電流値はピークが数１０ｍＡ程度であるのに対し、コロナ放電の電流値は数μＡ程度であって火花放電の電流値よりも十分小さい値を示すものである。

（実施例１）
実施例に係る内燃機関用点火制御装置につき、図１〜図７を用いて説明する。
本例の内燃機関用点火制御装置１（以下、「点火制御装置１」ともいう）は、図１に示すように、一次コイル１１と二次コイル１２とを備える点火コイル１０と、二次コイル１２の高電圧端子１２ａに電気的に接続された点火プラグ２０とを有する。そして、内燃機関用点火制御装置１は、点火コイル１０により、点火プラグ２０の中心電極２１に高電圧を印加して、中心電極２１と点火プラグ２０の接地電極２２との間に主放電を発生させて、燃料ガスに着火する。
そして、点火制御装置１には、点火プラグ２０に、点火プラグ２０の要求電圧Ｖｏ未満の電圧を印加して、点火プラグ２０にコロナ放電を発生させるコロナ放電発生手段５０を有する。

以下、本例の点火制御装置１について、詳述する。
図１に示すように、点火コイル１０は、一次コイル１１と二次コイル１２とを備えている。図２に示すように、一次コイル１１と二次コイル１２とは、コア１３を介して磁気結合されている。そして、点火コイル１０は、点火コイルケース１０ａに収納されている。

図１に示すように、二次コイル１２の両端のうち一端である低電圧端子１２ｂは接続経路Ｌ１を介してバッテリ１４の正極側に接続され、他端である高電圧端子１２ａは、接続経路Ｌ２を介して点火プラグ２０の中心電極２１に接続されている。そして、バッテリ１４の負極側は接地されている。なお、本例では、バッテリ１４として、１２Ｖの端子電圧を有する鉛蓄電池を用いている。また、本例では、接地電位を「０Ｖ」とする。

点火プラグ２０は、中心電極２１、接地電極２２及び絶縁碍子２３を備える。絶縁碍子２３は、図１に示すように、絶縁碍子２３の碍子容量としてのコンデンサ２３ａと絶縁碍子２３の絶縁抵抗２３ｂとにより等価回路で表すことができる。

一次コイル１１の両端のうち一端側の端子１１ｂは、バッテリ１４の正極側に接続され、他端側の端子１１ａは、電子制御式の開閉手段であるスイッチング素子１６の入出力端子１６ａを介して接地されている。本実施形態では、スイッチング素子１６として、ＩＧＢＴ（絶縁ゲート型バイポーラパワートランジスタ）を用いている。

接続経路Ｌ２において、二次コイル１２の高電圧端子１２ａと中心電極２１との間にダイオード３０が直列接続されている。ダイオード３０のカソード側３０ｃが高電圧端子１２ａに電気的に接続されており、アノード側３０ａが中心電極２１に電気的に接続されている。これにより、降伏電圧Ｖｔ未満の電流が二次コイル１２側から中心電極２１側へダイオード３０を通過することが阻害される。すなわち、ダイオード３０は、電子が中心電極２１側から二次コイル１２側へ移動することを規制している。

ダイオード３０は、いわゆる高耐圧ダイオードである。ダイオード３０における降伏電圧Ｖｔは、点火プラグ２０の要求電圧Ｖｏに応じて適宜設定でき、例えば、２０ｋＶ以上とすることができる。本例では、降伏電圧Ｖｔは、二次側のオープン故障を考慮して、３５ｋＶとしている。なお、ダイオード３０として、定電圧素子としてのツェナーダイオードを採用することもできる。ダイオード３０は、図２に示すように、接続経路Ｌ２に接続されて、点火コイルケース１０ａに収納されている。

図２に示すように、スイッチング素子１６は点火コイルケース１０ａに収納されており、図１に示すように、スイッチング素子１６に設けられた信号端子３２を介して電子制御装置（以下、ＥＣＵ１５）に接続されている。そして、ＥＣＵ１５からスイッチング素子１６に点火信号ＩＧｔが出力されて、スイッチング素子１６の開閉が制御される。

次に、ＥＣＵ１５による点火制御について説明する。なお、図３において、ＥＣＵ１５（図１参照）からスイッチング素子１６に出力される点火信号をＩＧｔ、二次コイルに発生する二次発生電圧をＶ２ａ、点火プラグ２０の中心電極２１に印加されるプラグ印加電圧をＶ２ｂ、二次コイル１２に流れる電流をＩ２とする。

図３に示すように、本例の点火制御装置１では、主放電エネルギ蓄積期間Ｐ１、主放電開始タイミングＳ１、コロナ放電開始タイミングＳ２、コロナ放電終了タイミングＳ３の順に到来する。

まず、主放電エネルギ蓄積期間Ｐ１では、時刻ｔ１において、スイッチング素子１６のゲートに入力される点火信号ＩＧｔがオンになると、スイッチング素子１６がオン状態になる。これにより、バッテリ１４から一次コイル１１へと電流が流れ、点火コイル１０への磁気エネルギの蓄積が開始される。主放電エネルギ蓄積期間Ｐ１は、時刻ｔ２まで継続される。

時刻ｔ２は、主放電開始タイミングＳ１である。主放電開始タイミングＳ１では、点火信号ＩＧｔがオフになると、スイッチング素子１６がオフ状態になる。これにより、二次コイル１２に負の高電圧の二次発生電圧Ｖ２ａが誘起される。そして、ダイオード３０を介して、点火プラグ２０の中心電極２１に負の高電圧であるプラグ印加電圧Ｖ２ｂが印加される。そして、点火プラグ２０のギャップＧに火花放電が生じると、接地電極２２から中心電極２１へと放電電流（二次電流）Ｉ２が流れることとなる。すなわち、二次電流Ｉ２が０から負の値となる。

そして、時刻ｔ３になると、火花放電が終了し、二次電流Ｉ２が０に戻る。これにより、図３において符号Ｆ１で示すように、二次コイルに発生していた二次発生電圧Ｖ２ａも０に戻る。一方、ダイオード３０は、火花放電終了後の電流が中心電極２１から二次コイル１２側に還流する経路を遮断する。これにより、図１に示す絶縁碍子２３の碍子容量としてのコンデンサ２３ａにプラグ印加電圧Ｖ２ｂが蓄積され、図３において符号Ｆ２で示すように、火花放電終了後もプラグ印加電圧Ｖ２ｂは、所定の負の高電圧が維持されている。ただし、プラグ印加電圧Ｖ２ｂは、リークなどにより、時間経過とともに徐々に低下する。

そして、時刻ｔ４は、コロナ放電開始タイミングＳ２である。時刻ｔ４では、ＥＣＵ１５からスイッチング素子１６のゲートに入力される点火信号ＩＧｔが予め設定されたタイミングでオン信号とオフ信号を繰り返し出力することにより、スイッチング素子１６が当該タイミングでオンとオフを繰り返す。これにより、当該タイミングで、二次コイル１２に二次発生電圧Ｖ２ａが誘起される。そして、ダイオード３０を介して、中心電極２１に負の高電圧であるプラグ印加電圧Ｖ２ｂが当該タイミングで印加される。これにより、コロナ放電開始タイミングＳ２以降、プラグ印加電圧Ｖ２ｂは、スイッチング素子１６のスイッチングによる印加と、リークに低下を繰り返して、所定電圧範囲Ｈに維持されている。

本例では、時刻ｔ４は、主放電開始タイミングである時刻ｔ２から２ｍｓ後に行われることとしている。これにより、燃料ガスに確実に着火した後、コロナ放電開始タイミングＳ２が到来することとなる。

点火信号ＩＧｔのオンオフの周波数は５００Ｈｚ以上とすることができ、例えば、５００Ｈｚ〜２０ｋＨｚとすることができ、好ましくは、５００Ｈｚ〜５ｋＨｚであり、本例では、１ｋＨｚ（１周期１ｍｓ）としている、そして、点火信号ＩＧｔのオン継続時間は、０．１〜０．５ｍｓとすることができ、好ましくは０．１〜０．３５ｍｓであり、本例では０．２５ｍｓとしている。これにより、本例では、コロナ放電発生手段５０により、プラグ印加電圧Ｖ２ｂとして、−３．８〜−５．５Ｖの電圧を印加している。

図３に示すように、コロナ放電開始タイミングＳ２において、当該所定電圧範囲Ｈは、点火プラグ２０の要求電圧Ｖｏよりも小さい値の範囲であるため、かかる所定電圧範囲Ｈでは火花放電は発生しない。しかし、所定電圧範囲Ｈの電圧が中心電極２１に印加されることにより、中心電極２１及び絶縁碍子２３にはコロナ放電が発生することとなる。なお、コロナ放電の電流値は、数μｍ程度であって、火花放電により生じる電流値に比べて、十分小さい。そのため、図３においては、コロナ放電の電流値を二次電流Ｉ２として、グラフから読み取ることは困難となっている。

上述のように、ＥＣＵ１５によるスイッチング素子１６の開閉制御により、点火プラグ２０にコロナ放電が生じるように制御されるため、ＥＣＵ１５及びスイッチング素子１６が、コロナ放電発生手段５０として機能することとなる。

本例の内燃機関用点火制御装置１における作用効果について、詳述する。
上記内燃機関用点火制御装置１によれば、コロナ放電発生手段５０が点火プラグ２０に要求電圧Ｖｏ未満の電圧（Ｈ）を印加することにより、点火プラグ２０にコロナ放電を発生させる。そして、当該コロナ放電によって、点火プラグ２０に付着するカーボンを焼き切ることができる。その結果、上記カーボンによって低下した中心電極２１と接地電極２２との間の絶縁抵抗が回復されて、失火の発生を抑制できる。また、カーボンを焼き切るのに火花放電を繰り返し発生させる必要がないため、点火プラグ２０の消耗を抑制することができる。

また、本例では、コロナ放電発生手段５０は、主放電後にコロナ放電を発生させる。主放電の発生により燃料ガスに着火すると、筒内温度が上昇するため、点火プラグ２０に付着したカーボンの温度も上昇することとなる。そのため、上述の如く、主放電後にコロナ放電を発生させることにより、当該コロナ放電によってカーボンを焼き切りやすくなり、点火プラグにおける絶縁抵抗の回復が促進される。

また、本例では、点火コイル１０によって中心電極２１に負の高電圧を印加して主放電を発生させるように構成され、かつ、高電圧端子１２ａと中心電極２１との間に直列に設けられるとともに、カソード側３０ｃが高電圧端子１２ａに電気的に接続され、アノード側３０ａが中心電極２１に電気的に接続されるダイオード３０が備えられている。そして、ダイオード３０の降伏電圧Ｖｔは、点火プラグ２０の要求電圧Ｖｏ未満となっている。これにより、ダイオード３０が主放電発生後の二次電流の還流経路を遮断するため、主放電後のプラグ印加電圧Ｖ２ｂの低下が緩やかとなる。そのため、点火プラグにコロナ放電が発生しやすい状態とすることができることから、コロナ放電発生手段５０により確実にコロナ放電を発生させて、カーボンを一層効果的に焼き切ることができる。

なお、本例では、火花放電の発生させるために、二次コイル１２から中心電極２１に負の高電圧を印加して、点火プラグ１０に主放電を発生させる構成について説明したが、これに替えて、次の変形例のようにしてもよい。すなわち、当該変形例では、図５に示すように、点火コイル１０によって中心電極２１に正の高電圧を印加して主放電を発生させるように構成され、かつ、高電圧端子１２ａと中心電極２１との間に直列に設けられるとともに、カソード側３００ｃが中心電極２１に電気的に接続され、アノード側３００ａが高電圧端子１２ａに電気的に接続されるダイオード３００が備えられている。そして。ダイオード３００の降伏電圧Ｖｔは、点火プラグ２０の要求電圧Ｖｏ未満となっている。この場合は、本例に対して、ダイオード３０におけるカソード３０ｃとアノード３０ａとの接続を入れ替えた構成となっている。この場合においても、本例と同等の作用効果を奏する。

また、本例ではダイオード３０として、高耐圧ダイオードを採用したが、これに替えて、定電圧ダイオードを備えることとしてもよい。そして、定電圧ダイオードは、該ダイオードの端子間電圧がダイオードの降伏電圧Ｖｔとなる場合に、ツェナー降伏又はアバランシュ降伏が生じるダイオードとすることができる。この場合も、本例と同等の作用効果を奏する。

また、コロナ放電発生手段５０は、一次コイル１１に接続されて、一次コイル１１に一次電流Ｉ１が通電するのを許容するオン状態と、一次コイル１１に一次電流が通電するのを遮断するオフ状態とに切り替えるスイッチング素子１６（５０）を含み、該スイッチング素子１６をオン状態とオフ状態を５００Ｈｚ以上（本例では１ｋＨｚ）の周波数で切り替えている。これにより、プラグ印加電圧Ｖ２ｂとして、コロナ放電が発生しやすく、火花放電が発生しにくい範囲の電圧を点火プラグ２１に印加することができる。

また、本例では、スイッチング素子１６のオン状態の継続時間は０．１〜０．２５ｍｓとしている。これにより、プラグ印加電圧Ｖ２ｂとして、一層コロナ放電が発生しやすく、火花放電が発生しにくい範囲の電圧を点火プラグ２１に印加することができる。

なお、本例では、コロナ放電発生手段５０は、スイッチング素子１６をオン状態とオフ状態を１ｋＨｚの周波数で切り替えて、当該周波数で点火プラグ２０にプラグ印加電圧Ｖ２ｂを印加することとしたが、これに替えて、次のようにしてもよい。まず、コロナ放電発生手段５０が、プラグ印加電圧Ｖ２ｂを検出するプラグ印加電圧検出部と、予め定めたプラグ印加電圧Ｖ２ｂの規定値が記憶された規定値記憶部と、プラグ印加電圧検出部が検出した検出値と上記規定値記憶部に記憶された規定値とを比較する比較部と、該比較部の比較結果に基づいて、検出されたプラグ印加電圧Ｖ２ｂが規定値よりも小さいときにスイッチング素子１６をオン状態とするように判断する判断部とを備える。

そして、コロナ放電発生手段５０により、上記判断部の判断結果に基づいて、所定期間（例えば、主放電の終了後から排気行程の終了までの期間）、点火プラグ２０にコロナ放電を発生されるように制御してもよい。かかるコロナ放電発生手段５０を備える内燃機関用点火制御装置１によれば、コロナ放電を発生させるためにプラグ印加電圧Ｖ２ｂを所定の値に維持できるため、一層効果的にコロナ放電を発生させて、点火プラグ２０に付着したカーボンを焼き切り、点火プラグ２０の絶縁抵抗を回復させることができる。

なお、本例では、ダイオード３０を点火コイルケース１０ａ内に収納したが、これに限らず、図４に示すように、点火コイルケース１０ａに突出形成されたジョイント１０ｂ内に設けることとしてもよい。この場合には、ジョイント１０ｂ内に、ダイオード３０の設置スペースを確保するために、点火プラグ２０が接続される接続端子３１をジョイント１０ｂの突出方向側に設置している。

ダイオード３０をこのように配置することにより、点火コイルケース１０ｂと一体的に構成しつつも、点火コイル１０から離隔させることができるため、点火コイル１０からの熱の影響を低減してダイオード３０の破損を防止することができる。

以上のごとく、本例によれば、点火プラグ２０に付着するカーボンを除去できるとともに、点火プラグ２０の消耗を抑制することができる内燃機関用点火制御装置１を提供することができる。

（くすぶり汚損試験）
次に、日本工業規格ＪＩＳ Ｄ １６０６−１９８７に基づく、くすぶり汚損試験により、実施例１のカーボン除去の効果を評価した。比較例として、コロナ放電発生手段５０を備えず、通常点火を行う内燃機関用点火制御装置を用いた。

くすぶり汚損試験の運転パターンは、上記ＪＩＳ規格に例示される通り、以下のように設定した。
（１）始動前に、加速ポンプを３回使用する。
（２）スロットルの全開と全閉を繰り返すレーシングを３回、エンジン回転数２５００〜３０００ｒｐｍで行う。
（３）１速で２０ｋｍ／ｈ、２速で３０ｋｍ／、３速で３５ｋｍ／ｈとなるよう加速し、３速３５ｋｍ／ｈで４０秒間維持する。
（４）アイドリングを９０秒間維持する。
（５）上記（３）を再度行う。
（６）点火プラグ２０の絶縁抵抗を測定し、完全冷却する。
（７）レーシングを３回、エンジン回転数２５００〜３０００ｒｐｍで行う。
（８）１速で１５ｋｍ／ｈを１５秒間維持する。
（９）エンジンを停止して３０秒間維持する。
（１０）上記（８）及び（９）を２回繰り返す。
（１１）点火プラグ２０の絶縁抵抗を測定し、完全冷却する。
（１２）以上の（２）〜（１１）を１試験サイクルとする。

試験対象として、中心電極２１、接地電極２２及び絶縁碍子２３の外側表面の略全域にカーボンが付着した状態である実施例１の内燃機関用点火制御装置１及び比較例の内燃機関用点火制御装置を用意した。そして、試験開始前における点火プラグ２０の絶縁抵抗を予め測定しておき、試験サイクル毎に、試験開始前の絶縁抵抗との比、すなわち、試験開始後の値／試験開始前の値×１００（％）を絶縁抵抗比として算出した。

図６に示すように、比較例では、試験サイクルを重ねるほど、概ね、絶縁抵抗比が低下し、絶縁抵抗が回復しないことが確認できた。一方、実施例１では、試験サイクルを重ねるほど、絶縁抵抗比が上昇し、絶縁抵抗が回復していくことが確認できた。そして、当該試験後における実施例１の内燃機関用点火制御装置１を観察すると、図７に示すように、点火プラグハウジング２４に保持された中心電極２１及び絶縁碍子２３において、点火プラグハウジング２４との当接部に近い、絶縁碍子２３の外表面２３２の付け根部２３２ａのカーボンが焼き切られていることが確認できた。さらに、点火プラグハウジング２４から燃焼室内に露出している絶縁碍子２３の外表面２３２における先端部２３２ｂと、中心電極２１の先端側面２１１とにおいて、カーボンが焼き切られていることが確認できた。これにより、絶縁碍子２３及び中心電極２１からカーボンが除去されて、両者の外表面が露出したことにより、上記絶縁抵抗が回復したことが確認できた。

（実施例２）
本例の内燃機関用点火制御装置１は、図８に示すように、実施例１の場合に比べて、ダイオード３０（図１参照）が備えられていない。そのため、図９に示すように、主放電後にプラグ印加電圧Ｖ２ｂの低下が、実施例１の場合（図３参照）に比べて、早くなっている。なお、実施例１と同等の構成については、同一の符号を付してその説明を省略する。

本例の内燃機関用点火制御装置１は、図９に示すように、コロナ放電開始タイミングＳ２から、ＥＣＵ１５からスイッチング素子１６のゲートに入力される点火信号ＩＧｔが、５ｋＨｚの周波数でオン信号とオフ信号を繰り返し出力する。これにより、スイッチング素子１６が５ｋＨｚでオンとオフを繰り返すこととなる。

そして、当該スイッチング周波数５ｋＨｚは、二次コイル１２の共振周波数と近似の値となっている。そのため、スイッチング素子１６が５ｋＨｚでスイッチングすることにより、二次コイル１２が共振して電圧が生じ、中心電極２１に印加されて、プラグ印加電圧Ｖ２ｂとして、中心電極２１に交流電圧が生じることとなる。

本例では、点火信号ＩＧｔのオン継続時間は０．１ｍｓとなっている。これにより、プラグ印加電圧Ｖ２ｂとして、±１．０〜２．０ｋＶの範囲Ｈの電圧が印加されている。そして、かかるプラグ印加電圧Ｖ２ｂにより、点火プラグ２０にコロナ放電が生じることとなる。当該範囲Ｈの電圧は、点火プラグの要求電圧Ｖｏに比べて小さいため、当該範囲Ｈの電圧の印加により、火花放電は発生していない。すなわち、ＥＣＵ１５によるスイッチング素子１６の開閉制御により、点火プラグ２０にコロナ放電が生じるように制御されるため、ＥＣＵ１５及びスイッチング素子１６が、コロナ放電発生手段５０として機能することとなる。

本例の内燃機関用点火制御装置１によれば、実施例１におけるダイオード３０を備えることによる作用効果を除いて、実施例１の場合と同等の作用効果を奏する。

また、本例では、上記コロナ放電発生手段５０は、スイッチング素子１６を、二次コイル１２の共振周波数の整数倍（本例では、１倍）の周波数で切り替えている。これにより、二次コイル１２に共振を発生させて、プラグ印加電圧Ｖ２ｂを上記範囲Ｈ内の値に維持して、点火プラグ２０にコロナ放電を発生させている。なお、本例のように、スイッチング素子１６を二次コイル１２の共振周波数の１倍の周波数で切り替えることに替えて、２倍、３倍などの周波数で切り替えることとしてもよい。

（くすぶり汚損試験）
実施例１の場合と同様に、日本工業規格ＪＩＳ Ｄ １６０６−１９８７に基づく、くすぶり汚損試験により、実施例２のカーボン除去の効果を評価した。実施例２の変形例として、スイッチング素子１６のスイッチング周波数を１５ｋＨｚ（すなわち、二次コイル１２の共振周波数の３倍）とした内燃機関用点火制御装置１を用いた。また、比較例として、コロナ放電発生手段５０を備えず、通常点火を行う内燃機関用点火制御装置を用いた。そして、実施例１における試験と同一の試験パターン及び同一の算出方法で、絶縁抵抗比を算出した。

図１０に示すように、比較例では、試験サイクルを重ねるほど、概ね、絶縁抵抗比が低下し、絶縁抵抗が回復していなかったが、実施例２及び変形例では、試験サイクルを重ねるほど、絶縁抵抗比が上昇し、絶縁抵抗が回復していくことが確認できた。

以上のごとく、本例によっても、点火プラグ２０に付着するカーボンを除去できるとともに、点火プラグ２０の消耗を抑制することができる内燃機関用点火制御装置１を提供することができる。

１ 内燃機関用点火制御装置
１０ 点火コイル
１１ 一次コイル
１２ 二次コイル
１４ バッテリ
１５ ＥＣＵ
１６ スイッチング素子
２０ 点火プラグ
２１ 中心電極
２２ 接地電極
３０ ダイオード
５０ コロナ放電発生手段

Claims (9)

1. 一次コイル（１１）と二次コイル（１２）とを備える点火コイル（１０）と、上記二次コイル（１２）の高電圧端子（１２ａ）に電気的に接続された点火プラグ（２０）とを有し、上記点火コイル（１０）により、上記点火プラグ（２０）の中心電極（２１）に高電圧を印加して、上記中心電極（２１）と上記点火プラグ（２０）の接地電極（２２）との間に主放電を発生させて、燃料ガスに着火する内燃機関用点火制御装置（１）であって、
   上記点火プラグ（２０）に、該点火プラグ（２０）の要求電圧（Ｖｏ）未満の電圧を印加して、上記点火プラグ（２０）にコロナ放電を発生させるコロナ放電発生手段（５０）を有することを特徴とする内燃機関用点火制御装置（１）。
2. 上記コロナ放電発生手段（５０）は、上記主放電後に上記コロナ放電を発生させることを特徴とする請求項１に記載の内燃機関用点火制御装置（１）。
3. 上記点火コイル（１０）によって上記中心電極（２１）に負の高電圧を印加して上記主放電を発生させるように構成され、かつ、上記高電圧端子（１２ａ）と上記中心電極（２１）との間に直列に設けられるとともに、カソード側（３０ｃ）が上記高電圧端子（１２ａ）に電気的に接続され、アノード側（３０ａ）が上記中心電極（２１）に電気的に接続されるダイオード（３０）を備え、
   または、上記点火コイル（１０）によって上記中心電極（２１）に正の高電圧を印加して上記主放電を発生させるように構成され、かつ、上記高電圧端子（１２ａ）と上記中心電極（２１）との間に直列に設けられるとともに、カソード側（３００ｃ）が上記中心電極（２１）に電気的に接続され、アノード側（３００ａ）が上記高電圧端子（１２ａ）に電気的に接続されるダイオード（３００）を備え、
   上記ダイオード（３０、３００）の降伏電圧は、上記点火プラグ（２０）の要求電圧未満であることを特徴とする請求項１又は２に記載の内燃機関用点火制御装置（１）。
4. 上記ダイオード（３０、３００）として、定電圧ダイオードを備えることを特徴とする請求項３に記載の内燃機関用点火制御装置（１）。
5. 上記定電圧ダイオードは、該定電圧ダイオードの端子間電圧が上記降伏電圧となる場合に、ツェナー降伏又はアバランシェ降伏が生じるダイオードであることを特徴とする請求項３に記載の内燃機関用点火制御装置（１）。
6. 上記ダイオード（３０、３００）は、高耐圧ダイオードであって、上記降伏電圧が２０ｋＶ以下であることを特徴とする請求項３〜５のいずれか一項に記載の内燃機関用点火制御装置（１）。
7. 上記コロナ放電発生手段（５０）は、上記一次コイル（１１）に接続されて、上記一次コイル（１１）に一次電流が通電するのを許容するオン状態と、上記一次コイル（１１）に一次電流が通電するのを遮断するオフ状態とに切り替えるスイッチング素子（１６）を含み、該スイッチング素子（１６）を５００Ｈｚ以上の周波数で上記オン状態と上記オフ状態とに切り替えることを特徴とする請求項１又は２に記載の内燃機関用点火制御装置（１）。
8. 上記コロナ放電発生手段（５０）は、上記スイッチング素子（１６）を、上記二次コイル（２２）の共振周波数の整数倍の周波数で切り替えることを特徴とする請求項１又は２に記載の内燃機関用点火制御装置（１）。
9. 上記オン状態の継続時間は０．１〜０．２５ｍｓであることを特徴とする請求項７又は８に記載の内燃機関用点火制御装置（１）。