JP2023182305A - 点火装置 - Google Patents

Abstract

【課題】ＯＮ時電圧による意図しない放電を抑制できる点火装置を提供する。【解決手段】この点火装置１は、気筒９１内の圧力が上昇中の時刻であるＯＮ時刻に、スイッチング素子３０をＯＦＦからＯＮに切り替えることにより、一次コイル２１への通電を開始する。制御部６０は、バッテリー１０の電源電圧が高いほど、ＯＮ時刻を遅めに設定する。そして、電源電圧と、ＯＮ時刻における気筒９１内の圧力とに基づいて、点火プラグ５０にＯＮ時電圧による放電が生じにくいと判断される電源電圧を選択する。これにより、ＯＮ時電圧による意図しない放電を抑制できる。【選択図】図１

Description

本発明は、内燃機関用の点火装置に関する。

従来、自動車の内燃機関に使用される点火装置が知られている。点火装置は、内燃機関の気筒内に配置された点火プラグを有する。内燃機関の駆動時には、気筒内においてピストンが燃料ガスを圧縮するとともに、点火装置が点火プラグに火花放電を発生させる。これにより、気筒内の燃料が燃焼する。

従来の点火装置については、例えば、特許文献１に記載されている。

特開２０１３－６８１２６号公報

点火装置は、電磁結合された一次コイルおよび二次コイルを備える。点火装置は、一次コイルに通電を行った後、一次コイルへの通電を遮断することにより、二次コイルに高電圧を誘起する。これにより、二次コイルに接続された点火プラグに、放電を発生させることができる。

この種の点火装置では、一次コイルへの通電時に、二次コイルに電圧（ＯＮ時電圧）が発生する。このＯＮ時電圧は、点火プラグにおいて、意図しない放電が発生する要因となり得る。特に、近年では、温室効果ガスの排出を減らすために、内燃機関において、水素を含む燃料が使用される場合がある。その場合、水素は、ガソリンと比べて着火しやすいため、ＯＮ時電圧による意図しない放電により、燃料に着火する可能性がある。

本発明は、このような事情に鑑みなされたものであり、ＯＮ時電圧による意図しない放電を抑制できる点火装置を提供することを目的とする。

上記課題を解決するため、本願の第１発明は、内燃機関の気筒内において火花放電を発生させる点火装置であって、バッテリーと、前記バッテリーに接続された一次コイルと、前記バッテリーから前記一次コイルへの通電のＯＮ／ＯＦＦを切り替えるスイッチング素子と、前記一次コイルと電磁結合された二次コイルと、前記二次コイルに接続された点火プラグと、前記バッテリーおよび前記スイッチング素子を制御する制御部と、を備え、前記バッテリーは、複数の電源電圧を選択可能であり、前記制御部は、前記気筒内の圧力が上昇中の時刻であるＯＮ時刻に、前記スイッチング素子をＯＦＦからＯＮに切り替えることにより、前記一次コイルへの通電を開始し、前記バッテリーの電源電圧が高いほど、前記ＯＮ時刻を遅めに設定し、前記電源電圧と、前記ＯＮ時刻における前記気筒内の圧力とに基づいて、前記点火プラグに放電が生じにくいと判断される電源電圧を選択する。

本願の第２発明は、第１発明の点火装置であって、前記制御部は、前記内燃機関の回転数と、前記電源電圧とに基づいて、前記一次コイルへの通電時間を設定するとともに、前記内燃機関の回転数と、前記気筒内の圧力とに基づいて、前記一次コイルへの通電を遮断するＯＦＦ時刻を設定し、前記通電時間と前記ＯＦＦ時刻とに基づいて、前記ＯＮ時刻を設定する。

本願の第３発明は、第１発明または第２発明の点火装置であって、前記制御部は、前記電源電圧と、前記ＯＮ時刻における前記気筒内の圧力との関係が、予め設定された許容範囲となる電源電圧を選択する。

本願の第４発明は、第１発明から第３発明までのいずれか１発明の点火装置であって、前記制御部は、前記内燃機関の負荷が予め設定された閾値よりも低い場合、前記電源電圧を決定した後に、前記ＯＮ時刻を遅延させる。

本願の第５発明は、第１発明から第４発明までのいずれか１発明の点火装置であって、前記内燃機関は水素を含む燃料を使用する。

本願の第１発明～第５発明によれば、制御部は、電源電圧と、ＯＮ時刻における気筒９１内の圧力とに基づいて、点火プラグに放電が生じにくいと判断される電源電圧を選択する。これにより、ＯＮ時電圧による意図しない放電を抑制できる。

特に、本願の第４発明によれば、ＯＮ時刻における気筒内の圧力がより高くなるため、ＯＮ時電圧による放電をより抑制できる。

特に、本願の第５発明によれば、水素を含む燃料を使用するため、温室効果ガスの排出量を低減できる。ただし、水素は着火しやすいという問題があるが、本発明によれば、ＯＮ時電圧による水素の着火を抑制できる。

点火装置の構成を示した図である。 点火装置および内燃機関の動作の流れを示したフローチャートである。 気筒内の圧力の変化を示したグラフである。 スイッチング素子のＯＮ／ＯＦＦの状態、二次電流、および二次電圧の経時変化を示したグラフである。 電源電圧を選択する処理の流れを示すフローチャートである。 通電時間マップの例である。 点火時刻マップの例である。 バッテリーの電源電圧および気筒内の圧力と、異常放電の発生しやすさとの関係を示したグラフである。 変形例に係る処理の流れを示すフローチャートである。

以下、本発明の実施形態について、図面を参照しつつ説明する。

＜１．点火装置の構成＞
図１は、本発明の一実施形態に係る点火装置１の構成を示した図である。この点火装置１は、自動車に搭載され、内燃機関９の気筒９１に供給される燃料に点火を行う装置である。なお、本実施形態では、内燃機関９において、水素を含む燃料を使用するものとする。

内燃機関９は、燃焼室である気筒９１と、気筒９１内において燃料を圧縮するピストン９２と、を有する。気筒９１には、吸気管９３および排気管９５が接続されている。吸気管９３と気筒９１との接続部には、吸気バルブ９４が設けられている。吸気バルブ９４が開放された状態で、ピストン９２が下降すると、吸気管９３から気筒９１内へ、燃料を含む混合気が供給される。排気管９５と気筒９１との接続部には、排気バルブ９６が設けられている。排気バルブ９６が開放された状態で、ピストン９２が上昇すると、気筒９１内の気体が、排気管９５へ排出される。また、吸気バルブ９４および排気バルブ９６が閉鎖された状態で、ピストン９２が上昇すると、気筒９１内の混合気が圧縮される。

図１に示すように、点火装置１は、バッテリー１０、点火コイル２０、スイッチング素子３０、ダイオード４０、点火プラグ５０、および制御部６０を備えている。

バッテリー１０は、直流電力を供給可能な電源装置である。バッテリー１０は、複数の電源電圧を選択可能となっている。バッテリー１０は、複数の電源電圧のうち、制御部６０により選択される１つの電源電圧を出力する。電源電圧の切り替え方法としては、例えば、オルタネータのレギュレータにより電圧を変更する方法や、電圧が異なる蓄電池を切り替えて使用する方法などが考えられる。

点火コイル２０は、点火プラグ５０へ高電圧を誘起するためのユニットである。図１に示すように、点火コイル２０は、一次コイル２１、二次コイル２２、および鉄芯２３を有する。一次コイル２１と二次コイル２２とは、鉄芯２３を介して電磁結合されている。二次コイル２２の巻き数は、一次コイル２１の巻き数よりも多い。

一次コイル２１の一端は、電源線７１を介して、バッテリー１０と電気的に接続されている。一次コイル２１の他端は、接地線７２を介して、グラウンドに接地されている。接地線７２には、スイッチング素子３０が介挿されている。

二次コイル２２の一端は、電源線７１の経路上に位置する結線部７３と、第１接続線７４を介して、電気的に接続されている。第１接続線７４には、ダイオード４０が介挿されている。二次コイル２２の他端は、第２接続線７５を介して、点火プラグ５０の後述する中心電極５１と、電気的に接続されている。

スイッチング素子３０は、バッテリー１０から一次コイル２１への通電のＯＮ／ＯＦＦを切り替えるスイッチである。スイッチング素子３０には、例えばＩＧＢＴ（Insulated Gate Bipolar Transistor）が使用される。スイッチング素子３０のコレクタは、一次コイル２１の上述した他端と、電気的に接続される。スイッチング素子３０のエミッタは、グラウンドと電気的に接続される。

ダイオード４０は、二次コイル２２の一端と結線部７３とを接続する第１接続線７４に、設けられている。ダイオード４０は、二次コイル２２から結線部７３へ向かう方向が順方向となる向きで、二次コイル２２に対して直列に接続される。

点火プラグ５０は、内燃機関９の気筒内に配置される。点火プラグ５０は、中心電極５１と接地電極５２とを有する。中心電極５１は、二次コイル２２の上述した他端と、第２接続線７５を介して、電気的に接続されている。接地電極５２は、気筒９１を介してエンジンブロックからグラウンドに接地されている。

制御部６０は、点火コイル２０による点火プラグ５０の放電動作を制御するためのユニットである。制御部６０は、ＣＰＵやメモリを有するマイクロコントローラまたはコンピュータにより構成される。制御部６０は、例えば、自動車に搭載されたＥＣＵ（Engine Control Unit）である。制御部６０は、バッテリー１０およびスイッチング素子３０と、電気的に接続されている。制御部６０は、バッテリー１０に対して制御信号を出力することにより、バッテリー１０の電源電圧を切り替える。また、制御部６０は、スイッチング素子３０に対して制御信号を出力することにより、スイッチング素子３０のＯＮ／ＯＦＦを制御する。

＜２．点火装置の動作＞
続いて、上述した点火装置１の動作について説明する。図２は、点火装置１および内燃機関９の動作の流れを示したフローチャートである。図３は、図２の動作を行うときの気筒９１内の圧力の変化を示したグラフである。図３の横軸は、時刻を示している。図３の縦軸は、気筒９１内の圧力を示している。

また、図４は、図２のステップＳ２～Ｓ５の動作を行うときの、スイッチング素子３０のＯＮ／ＯＦＦの状態、二次電流、および二次電圧の経時変化を示したグラフである。二次電流は、二次コイル２２に流れる電流である。二次電圧は、二次コイル２２の上述した他端側（点火プラグ５０側）の電圧である。

点火装置１は、内燃機関９の動作に合わせて、図２のステップＳ１～Ｓ６の動作を繰り返し実行する。内燃機関９が４サイクルエンジンの場合、図２のステップＳ１～Ｓ６の動作の間に、気筒９１内においてピストン９２が２往復する。具体的には、図２のステップＳ２～Ｓ５においてピストン９２が１往復し、ステップＳ６～Ｓ１においてピストン９２が１往復する。

内燃機関９は、まず、吸気バルブ９４を開放し、ピストン９２を上死点から下死点へ移動させる。これにより、吸気管９３から気筒９１内へ、燃料を含む混合気が供給される（ステップＳ１）。次に、時刻ｔ０において、ピストン９２は、下死点から上死点へ向けて移動を開始する。また、内燃機関９は、吸気バルブ９４を閉鎖する。これにより、混合気の圧縮が開始される（ステップＳ２）。

点火装置１は、気筒９１内の圧力が上昇中の時刻ｔ１（以下、「ＯＮ時刻」と称する）において、一次コイル２１への通電を開始する。具体的には、制御部６０が、スイッチング素子３０を、ＯＦＦ（開放状態）からＯＮ（閉鎖状態）に切り替える（ステップＳ３）。そうすると、バッテリー１０から、電源線７１、一次コイル２１、および接地線７２を介して、グラウンドへ一次電流が流れる。これにより、点火コイル２０に、一次エネルギーが蓄積される。

その後、ピストン９２が上死点に到達する時刻よりも手前の時刻ｔ２（以下、「ＯＦＦ時刻」と称する）において、制御部６０は、スイッチング素子３０を、ＯＮ（閉鎖状態）からＯＦＦ（開放状態）に切り替える（ステップＳ４）。これにより、一次コイル２１への通電が遮断される。そうすると、鉄芯２３を介して二次コイル２２に、誘導起電力が誘起され、二次コイル２２に、上記の一次エネルギーに応じた高電圧が発生する。誘導起電力の正負は、二次コイル２２の巻き方向に依存するが、本実施形態では、二次コイル２２に、一端側（ダイオード４０側）が正、他端側（点火プラグ５０側）が負となる高電圧が発生するものとする。

二次コイル２２に高電圧が発生すると、点火プラグ５０の中心電極５１と接地電極５２との間にも、高電圧が発生する。具体的には、中心電極５１の電圧値が、接地電極５２の電圧値（接地電圧）に対して、マイナス数千Ｖ～マイナス数万Ｖとなる。そして、当該高電圧によって、点火プラグ５０の中心電極５１と接地電極５２との間に絶縁破壊が生じ、両電極間に火花放電が生じる。この火花によって、内燃機関９の気筒９１内に供給された燃料が燃焼する（ステップＳ５）。

図４のグラフでは、時刻ｔ２～時刻ｔ３の間、点火プラグ５０において放電が発生している。このとき、中心電極５１と接地電極５２との間の絶縁破壊により、グラウンドから、接地電極５２、中心電極５１、第２接続線７５、および二次コイル２２を介して、第１接続線７４へ二次電流が流れる。この二次電流は、ダイオード４０を順方向に流れる。

気筒９１内の燃料が燃焼すると、気筒９１内の圧力が上昇し、ピストン９２が、上死点から下死点へ移動する。その後、内燃機関９は、排気バルブ９６を開放する。また、ピストン９２が、下死点から上死点へ移動する。これにより、気筒９１内の燃焼後の気体が、排気管９５へ排出される（ステップＳ６）。

＜３．ＯＮ時電圧について＞
上記のＯＮ時刻ｔ１において、一次コイル２１への通電を開始したとき、一次コイル２１と二次コイル２２は電磁結合されているため、図４に示すように、二次コイル２２に電圧（以下、「ＯＮ時電圧Ｖｏ」と称する）が発生する。本実施形態では、二次コイル２２に、一端側（ダイオード４０側）が負、他端側（点火プラグ５０側）が正となるＯＮ時電圧Ｖｏが発生する。

このＯＮ時電圧Ｖｏは、点火プラグ５０において、意図しない放電（以下「異常放電」と称する）が発生する要因となり得る。特に、内燃機関９が水素を含む燃料を使用する場合、ガソリンを使用する場合よりも、燃料が着火しやすい。このため、ＯＮ時電圧Ｖｏによる異常放電を、極力防止することが望ましい。

そこで、この点火装置１では、二次コイル２２と結線部７３との間の第１接続線７４に、ダイオード４０が介挿されている。ダイオード４０は、二次コイル２２から結線部７３へ向かう方向が順方向となる向きで、接続されている。このようにすれば、一次コイル２１への通電中に、バッテリー１０から二次コイル２２へ電流が流れることが、抑制される。これにより、点火プラグ５０において、ＯＮ時電圧Ｖｏによる異常放電が発生することを、抑制できる。ただし、ダイオード４０を介挿しても、幾分かのＯＮ時電圧は発生してしまう。

また、上述の通り、本実施形態のバッテリー１０は、複数の電源電圧を選択可能となっている。この点火装置１は、制御部６０が、バッテリー１０の電源電圧を適切に選択することによって、ＯＮ時電圧Ｖｏによる異常放電をより抑制する機能を有する。以下では、当該機能について説明する。

図５は、制御部６０が電源電圧を選択する処理の流れを示すフローチャートである。図５に示すように、制御部６０は、まず、内燃機関９の動作状態を把握する（ステップＳ１１）。具体的には、内燃機関９に設けられた各種センサの計測値に基づいて、内燃機関９の回転数や、気筒９１内の圧力を、検知または算出する。

次に、制御部６０は、一次コイル２１への通電時間Δｔ（ＯＮ時刻ｔ１からＯＦＦ時刻ｔ２までの時間）を設定する（ステップＳ１２）。制御部６０のメモリには、予め、通電時間マップＭ１が記憶されている。図６は、通電時間マップＭ１の例である。図６に示すように、通電時間マップＭ１は、内燃機関９の回転数とバッテリー１０の電源電圧との組み合わせに対して、設定すべき通電時間Δｔを規定したテーブルデータである。ステップＳ１２では、制御部６０は、通電時間マップＭ１に基づいて、内燃機関９の回転数と、バッテリー１０の現在の電源電圧とに対応する通電時間Δｔを決定する。

また、制御部６０は、一次コイル２１への通電を遮断するＯＦＦ時刻ｔ２を設定する（ステップＳ１３）。制御部６０のメモリには、予め、点火時刻マップＭ２が記憶されている。図７は、点火時刻マップＭ２の例である。図７に示すように、点火時刻マップＭ２は、内燃機関９の回転数と気筒９１内の圧力との組み合わせに対して、設定すべきＯＦＦ時刻ｔ２（上死点に対する進角量）を規定したテーブルデータである。ステップＳ１３では、制御部６０は、点火時刻マップＭ２に基づいて、内燃機関９の回転数と、気筒９１内の圧力とに対応するＯＦＦ時刻ｔ２を決定する。

続いて、制御部６０は、ステップＳ１２で設定された通電時間Δｔと、ステップＳ１３で設定されたＯＦＦ時刻ｔ２とに基づいて、ＯＮ時刻ｔ１を設定する（ステップＳ１４）。具体的には、ＯＦＦ時刻ｔ２から通電時間Δｔだけ前の時刻を、ＯＮ時刻ｔ１として算出する。

その後、制御部６０は、バッテリー１０の電源電圧と、ＯＮ時刻ｔ１における気筒９１内の圧力とに基づいて、点火プラグ５０にＯＮ時電圧Ｖｏによる異常放電が発生する可能性を評価する（ステップＳ１５）。

ＯＮ時電圧Ｖｏは、バッテリー１０の電源電圧に対して比例的に発生する。このため、バッテリー１０の電源電圧を低くする方が、ＯＮ時電圧Ｖｏを抑えることができる。したがって、気筒９１内の圧力が同じであれば、バッテリー１０の電源電圧を低くする方が、ＯＮ時電圧Ｖｏによる異常放電は生じにくい。

ただし、バッテリー１０の電源電圧を低くすると、必要な一次エネルギーを蓄積するために、上記のステップＳ１２において、一次コイル２１への通電時間Δｔが長めに設定される。その場合、上記のステップＳ１４において、ＯＮ時刻ｔ１が早めに設定される。そして、図３のグラフから分かるように、ＯＮ時刻ｔ１が早めに設定されると、ＯＮ時刻ｔ１における気筒９１内の圧力が低くなる。そうすると、気筒９１内において、ＯＮ時電圧Ｖｏによる異常放電が発生しやすい状況となる。

図８は、バッテリー１０の電源電圧および気筒９１内の圧力と、異常放電の発生しやすさとの関係を示したグラフである。図８の横軸は、バッテリー１０の電源電圧を示している。図８の縦軸は、ＯＮ時刻ｔ１における気筒９１内の圧力を示している。上述の通り、バッテリー１０の電源電圧が高いほど、ＯＮ時電圧Ｖｏによる異常放電が発生しやすく、バッテリー１０の電源電圧が低いほど、ＯＮ時電圧Ｖｏによる異常放電が発生しにくい。また、上述の通り、ＯＮ時刻ｔ１における気筒９１内の圧力が低いほど、ＯＮ時電圧Ｖｏによる異常放電が発生しやすく、ＯＮ時刻ｔ１における気筒９１内の圧力が高いほど、ＯＮ時電圧Ｖｏによる異常放電が発生しにくい。

制御部６０は、このような事情を考慮して、ＯＮ時電圧Ｖｏによる異常放電が発生しやすい状況であるか否かを判断する。例えば、図８に示すように、気筒９１内の圧力とバッテリー１０の電源電圧との比（圧力／電源電圧）が、予め設定された閾値ＴＨよりも小さい場合、異常放電が発生しやすい状況と判断し、当該比が、予め設定された閾値ＴＨよりも大きい場合、異常放電が発生しにくい状況と判断する。ただし、制御部６０は、バッテリー１０の電源電圧と、ＯＮ時刻ｔ１における気筒９１内の圧力とに基づいて、他の基準により、異常放電が発生しやすい状況であるか否かを判断してもよい。

ステップＳ１５の評価の結果、異常放電が発生しにくい状況と判断された場合（ステップＳ１６：Ｎｏ）、制御部６０は、バッテリー１０の現在の電源電圧を維持する（ステップＳ１７）。

一方、ステップＳ１５の評価の結果、異常放電が発生しやすい状況と判断された場合（ステップＳ１６：Ｙｅｓ）、制御部６０は、電源電圧の値を上げた場合と下げた場合のそれぞれについて、上述したステップＳ１２～Ｓ１５の処理を再度実行する。これにより、電源電圧の値を上げた場合と下げた場合のそれぞれについて、異常放電が発生する可能性を再評価する（ステップＳ１８）。そして、制御部６０は、電源電圧の値を上げた場合と下げた場合のうち、異常放電が発生しにくい方の電圧値に、バッテリー１０の電源電圧を変更する（ステップＳ１９）。

以上のように、この点火装置１では、バッテリー１０が、複数の電源電圧を選択可能である。制御部６０は、バッテリー１０の電源電圧が高いほど、ＯＮ時刻ｔ１を遅めに設定する。そして、電源電圧と、ＯＮ時刻ｔ１における気筒９１内の圧力とに基づいて、点火プラグ５０に異常放電が生じにくいと判断される電源電圧を選択する。

電源電圧が低い場合、ＯＮ時電圧Ｖｏは低くなるが、ＯＮ時刻ｔ１が早めに設定されるため、ＯＮ時刻ｔ１における気筒９１内の圧力が低くなる。一方、電源電圧が高い場合、ＯＮ時電圧Ｖｏは高くなるが、ＯＮ時刻ｔ１が遅めに設定されるため、ＯＮ時刻ｔ１における気筒９１内の圧力が高くなる。制御部６０は、低電圧で気筒９１内の圧力が低い場合と、高電圧で気筒９１内の圧力が高い場合のうち、ＯＮ時電圧Ｖｏによる放電が生じにくいと判断される方を選択する。これにより、ＯＮ時電圧Ｖｏによる意図しない放電を抑制できる。

特に、本実施形態の点火装置１は、バッテリー１０の電源電圧と、ＯＮ時刻ｔ１における気筒９１内の圧力との関係が、予め設定された許容範囲となるように（例えば、気筒９１内の圧力とバッテリー１０の電源電圧との比が、予め設定された閾値ＴＨよりも小さくなるように）、電源電圧を選択している。これにより、ＯＮ時電圧Ｖｏによる意図しない放電を適切に抑制できる。

＜４．変形例＞
以上、本発明の一実施形態について説明したが、本発明は、上記の実施形態に限定されるものではない。

＜４－１．第１変形例＞
例えば、図５の処理の後に、図９の処理を追加してもよい。図９の例では、図５のステップＳ１７またはステップＳ１９において電源電圧が決定された後、制御部６０は、内燃機関９の負荷が、予め設定された閾値よりも低いか否かを判断する（ステップＳ２０）。

内燃機関９の負荷が、閾値以上である場合（ステップＳ２０：Ｎｏ）、制御部６０は、図５のステップＳ１４で設定されたＯＮ時刻ｔ１を維持する（ステップＳ２１）。一方、内燃機関９の負荷が閾値よりも小さい場合（ステップＳ２０：Ｙｅｓ）、制御部６０は、上記実施形態の通電時間マップＭ１とは別の、低負荷用の通電時間マップを使用して、上記のステップＳ１２～Ｓ１４の処理を再度実行する。これにより、ＯＮ時刻ｔ１を再設定する（ステップＳ２２）。

低負荷用の通電時間マップは、上記実施形態の通電時間マップＭ１よりも、通電時間Δｔが短めに設定されている。このため、ステップＳ２２では、通電時間Δｔが、図５の処理時よりも短めに設定される。したがって、ＯＮ時刻ｔ１が、図５の処理時よりも遅めに設定される。このように、電源電圧を決定した後に、ＯＮ時刻ｔ１を遅延させれば、ＯＮ時刻ｔ１における気筒９１内の圧力が、より高くなる。このため、ＯＮ時電圧Ｖｏによる異常放電を、さらに抑制できる。

＜４－２．他の変形例＞
上記の実施形態では、内燃機関９が４サイクルエンジンである場合について、説明した。しかしながら、本発明の点火装置が適用される内燃機関は、必ずしも４サイクルエンジンに限定されるものではなく、２サイクルエンジン等であってもよい。

また、上記の実施形態では、自動車に搭載される点火装置１について説明した。しかしながら、本発明の「点火装置」は、自動車以外の輸送機器に搭載されるものであってもよい。また、本発明の「点火装置」は、輸送機器以外の産業機械や発電機などに搭載されるものであってもよい。

また、点火装置の細部の構成については、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で、適宜に変更を加えてもよい。また、上記の実施形態や変形例に登場した各要素を、矛盾が生じない範囲で、適宜に組み合わせてもよい。

１ 点火装置
９ 内燃機関
１０ バッテリー
２０ 点火コイル
２１ 一次コイル
２２ 二次コイル
２３ 鉄芯
３０ スイッチング素子
４０ ダイオード
５０ 点火プラグ
５１ 中心電極
５２ 接地電極
６０ 制御部
７１ 電源線
７２ 接地線
７３ 結線部
７４ 第１接続線
７５ 第２接続線
９１ 気筒
９２ ピストン
９３ 吸気管
９４ 吸気バルブ
９５ 排気管
９６ 排気バルブ
Ｍ１ 通電時間マップ
Ｍ２ 点火時刻マップ
ＴＨ 閾値
Ｖｏ ＯＮ時電圧
ｔ１ ＯＮ時刻
ｔ２ ＯＦＦ時刻
Δｔ 通電時間

Claims (5)

1. 内燃機関の気筒内において火花放電を発生させる点火装置であって、
   バッテリーと、
   前記バッテリーに接続された一次コイルと、
   前記バッテリーから前記一次コイルへの通電のＯＮ／ＯＦＦを切り替えるスイッチング素子と、
   前記一次コイルと電磁結合された二次コイルと、
   前記二次コイルに接続された点火プラグと、
   前記バッテリーおよび前記スイッチング素子を制御する制御部と、
   を備え、
   前記バッテリーは、複数の電源電圧を選択可能であり、
   前記制御部は、
   前記気筒内の圧力が上昇中の時刻であるＯＮ時刻に、前記スイッチング素子をＯＦＦからＯＮに切り替えることにより、前記一次コイルへの通電を開始し、
   前記バッテリーの電源電圧が高いほど、前記ＯＮ時刻を遅めに設定し、
   前記電源電圧と、前記ＯＮ時刻における前記気筒内の圧力とに基づいて、前記点火プラグに放電が生じにくいと判断される電源電圧を選択する、点火装置。
2. 請求項１に記載の点火装置であって、
   前記制御部は、
   前記内燃機関の回転数と、前記電源電圧とに基づいて、前記一次コイルへの通電時間を設定するとともに、
   前記内燃機関の回転数と、前記気筒内の圧力とに基づいて、前記一次コイルへの通電を遮断するＯＦＦ時刻を設定し、
   前記通電時間と前記ＯＦＦ時刻とに基づいて、前記ＯＮ時刻を設定する、点火装置。
3. 請求項１または請求項２に記載の点火装置であって、
   前記制御部は、
   前記電源電圧と、前記ＯＮ時刻における前記気筒内の圧力との関係が、予め設定された許容範囲となる電源電圧を選択する、点火装置。
4. 請求項１または請求項２に記載の点火装置であって、
   前記制御部は、前記内燃機関の負荷が予め設定された閾値よりも低い場合、前記電源電圧を決定した後に、前記ＯＮ時刻を遅延させる、点火装置。
5. 請求項１または請求項２に記載の点火装置であって、
   前記内燃機関は水素を含む燃料を使用する、点火装置。

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