JP6462322B2 - 内燃機関用の点火装置 - Google Patents
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Description
すなわち、整合部は、交流電源部と点火プラグとの間における高電圧部分に接続されており、整合部を構成するスイッチ手段やコンデンサ等の耐圧が問題となる。そして、スイッチ手段やコンデンサ等に高耐圧の素子を用いると、体格が大きくなり、コストも高くなるという問題がある。
上記点火回路は、
上記点火プラグへ供給する高周波電力を生成する高周波電源と、
上記高周波電源と上記点火プラグとの間に接続され、上記高周波電力の電圧を昇圧する昇圧回路部と、
上記高周波電源の出力端子から上記点火プラグまでの回路である負荷回路の共振周波数を変更させる共振推移インピーダンスと、
上記共振推移インピーダンスと上記負荷回路との間の接続をオンオフするスイッチ部と、
上記高周波電源からの高周波電力の出力状態に応じて、上記スイッチ部のオンオフ制御を行う共振制御部と、
を有し、
上記昇圧回路部は、互いに磁気的に結合された一次コイルと二次コイルとからなるトランスによって構成され、
上記昇圧回路部にて昇圧された高周波電圧によって上記点火プラグを点火させるよう構成され、
上記共振推移インピーダンスは、上記高周波電源と上記昇圧回路部との間の配線に、上記スイッチ部を介して接続されていることを特徴とする内燃機関用の点火装置にある。
上記内燃機関用の点火装置の実施形態につき、図1〜図4を用いて説明する。
本実施形態の内燃機関用の点火装置1は、図1に示すごとく、中心電極に高周波電圧を印加することによって中心電極と接地電極との間にプラズマ放電を生じるよう構成された複数の点火プラグ2と、複数の点火プラグ2のそれぞれに高周波電力を供給する複数の点火回路3とからなる。
高周波電源4は、点火プラグ2へ供給する高周波電力を生成する。
昇圧回路部5は、高周波電源4と点火プラグ2との間に接続され、高周波電力の電圧を昇圧する。
共振推移インピーダンス6は、高周波電源4と昇圧回路部5との間に接続され、高周波電源4の出力端子41から点火プラグ2までの回路である負荷回路11の共振周波数を変更させる。
スイッチ部7は、共振推移インピーダンス6と負荷回路11との間の接続をオンオフする。
共振制御部8は、高周波電源4からの高周波電力の出力状態に応じて、スイッチ部7のオンオフ制御を行う。
2つの抵抗43の間と、2つのコンデンサ44との間とは、共通電位12に接続されている。
このような構成によって、高周波電源4は、高周波電力を正負均等に発振させて、出力端子41から出力することができ、昇圧回路部5における昇圧を効率よく行うことができるようにしている。
なお、抵抗43、コンデンサ44、スイッチング素子45は、必ずしも2個ずつである必要はなく、高電位側と低電位側とに対称に配置されていれば、その個数は特に限定されるものではない。
具体的な制御について、複数の点火回路3のうちの一つの点火回路3aに着目して、以下に説明する。
すなわち、図4(a)に示すごとく、共振制御部8aは、高周波電源4aが高周波電力を出力している間は、スイッチ部7aをオフとし、高周波電源4aが高周波電力を出力していない間は、スイッチ部7aをオンとするよう構成されている。つまり、点火回路3aにおいて、点火信号IGtaが高周波電源4aに送られている間、高周波電源4aから供給された高周波電力が、昇圧回路部5aにおいて昇圧されて点火プラグ2aに高周波電圧(印加電圧Va)が印加される。この間、スイッチ部7aをオフとして、共振推移インピーダンス6aを負荷回路11に接続しないようにしておく。これにより、点火プラグ2aを作動させているときには、当該点火プラグ2aを含む負荷回路11aの共振周波数をfAとしておく。
上記内燃機関用の点火装置1においては、各点火回路3が共振推移インピーダンス6とスイッチ部7と共振制御部8とを有する。これにより、共振制御部8によるスイッチ部7のオンオフ制御によって、負荷回路11の共振周波数を変更することができる。それゆえ、複数の点火プラグ2を互いに異なるタイミングで点火させる際に、点火させようとする点火プラグ2を含む負荷回路11以外の負荷回路11の共振周波数を、点火させようとする点火プラグ2を含む負荷回路11の共振周波数からずらすことができる。これにより、点火させようとする点火プラグ2以外の点火プラグ2にノイズ電圧が印加されることを効果的に防ぐことができる。
上述のように、点火プラグ2の作動には高周波高電圧を利用するため、強い電磁誘導作用や容量結合により、作動している点火回路3及び点火プラグ2から高いノイズ電圧が生じる。そうすると、複数の点火回路3及び点火プラグ2を備える点火装置1においては、作動している点火回路3及び点火プラグ2から生じたノイズ電圧が、作動していない点火回路3及び点火プラグ2に影響してしまうことが懸念される。
本例は、図5〜図7に示すごとく、共振推移インピーダンス6の容量と、複数の負荷回路11間におけるノイズ電圧の影響の抑制効果との関係を調べた例である。なお、本例において用いる符号のうち実施形態1において用いたものと同じ符号は、同様の構成等を表すものとする。
本実施形態は、図8に示すごとく、複数の点火回路3が、一つの共振制御部8を共有している点火装置1の形態である。
共振制御部8は、複数の点火回路3におけるスイッチ部7のオンオフ制御を行うよう構成されている。共振制御部8は、図8に示すごとく、複数の点火回路3のうちの一つの点火回路3に接続された点火プラグ2に高周波電力が供給される間、当該点火回路3に含まれるスイッチ部7をオフとし、当該点火回路3以外の点火回路3に含まれるスイッチ部7をオンとするよう構成されている。
その他は、実施形態1と同様である。なお、本実施形態又は本実施形態に関する図面において用いた符号のうち、実施形態1において用いた符号と同一のものは、特に示さない限り、実施形態1と同様の構成要素等を表す。
その他、実施形態1と同様の作用効果を有する。
11 負荷回路
2 点火プラグ
3 点火回路
4 高周波電源
41 出力端子
5 昇圧回路部
6 共振推移インピーダンス
7 スイッチ部
8 共振制御部
Claims (4)
- 中心電極に高周波電圧を印加することによって該中心電極と接地電極との間にプラズマ放電を生じるよう構成された複数の点火プラグ(2)と、該複数の点火プラグ(2)のそれぞれに高周波電力を供給する複数の点火回路(3)とからなる内燃機関用の点火装置(1)であって、
上記点火回路(3)は、
上記点火プラグ(2)へ供給する高周波電力を生成する高周波電源(4)と、
上記高周波電源(4)と上記点火プラグ(2)との間に接続され、上記高周波電力の電圧を昇圧する昇圧回路部(5)と、
上記高周波電源(4)の出力端子(41)から上記点火プラグ(2)までの回路である負荷回路(11)の共振周波数を変更させる共振推移インピーダンス(6)と、
上記共振推移インピーダンス(6)と上記負荷回路(11)との間の接続をオンオフするスイッチ部(7)と、
上記高周波電源(4)からの高周波電力の出力状態に応じて、上記スイッチ部(7)のオンオフ制御を行う共振制御部(8)と、
を有し、
上記昇圧回路部(5)は、互いに磁気的に結合された一次コイル(51)と二次コイル(52)とからなるトランスによって構成され、
上記昇圧回路部(5)にて昇圧された高周波電圧(Va、Vb、Vc)によって上記点火プラグ(2)を点火させるよう構成され、
上記共振推移インピーダンス(6)は、上記高周波電源(4)と上記昇圧回路部(5)との間の配線に、上記スイッチ部(7)を介して接続されていることを特徴とする内燃機関用の点火装置(1)。 - 上記共振推移インピーダンス(6)は、上記昇圧回路部(5)の二次コイル(52)及び該二次コイル(52)に接続された二次側回路に寄生する二次浮遊容量(C2)に、上記昇圧回路部(5)における一次コイル(51)に対する上記二次コイル(52)の巻き数比(n)の2乗を乗じた値以上の容量を有することを特徴とする請求項1に記載の内燃機関用の点火装置(1)。
- 上記共振制御部(8)は、上記高周波電源(4)が高周波電力を出力している間は、上記スイッチ部(7)をオフとし、上記高周波電源(4)が高周波電力を出力していない間は、上記スイッチ部(7)をオンとするよう構成されてい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の点火装置(1)。
- 上記複数の点火回路(3)は、一つの上記共振制御部(8)を共有しており、該共振制御部(8)は、上記複数の点火回路(3)における上記スイッチ部(7)のオンオフ制御を行うよう構成されており、上記共振制御部(8)は、上記複数の点火回路(3)のうちの一つの点火回路(3)に接続された上記点火プラグ(2)に高周波電力が供給される間、当該点火回路(3)に含まれる上記スイッチ部(7)をオフとし、当該点火回路(3)以外の点火回路(3)に含まれる上記スイッチ部(7)をオンとするよう構成されてい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の点火装置(1)。
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