JP6868443B2 - 内燃機関用の点火装置 - Google Patents
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Description
上記高周波電圧を出力する電源部(10)と、
該電源部から出力された上記高周波電圧が印加される点火プラグ(20)と、
上記シリンダにおける筒内圧力を取得する筒内圧力取得部(30)と、
上記内燃機関の各点火サイクルにおいて、上記筒内圧力取得部が取得した筒内圧力に基づいて上記点火プラグに低温プラズマ放電を点火時期前の所定期間継続して発生させるとともに、該所定期間の後に上記点火プラグにアーク放電を発生させるように上記電源部の出力を制御する出力制御部(40)と、
を備え、
上記点火プラグは、中心電極(21)と、該中心電極を内側に保持する筒状の外部導体(23)と、上記中心電極と上記外部導体との間に位置する筒状の誘電体(22)とを備えており、上記中心電極は上記誘電体の内側に位置するとともに上記中心電極と上記誘電体との間に上記低温プラズマ放電及び上記アーク放電を生じさせる空間部が設けられている、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いて、図1〜図6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に示すように、高周波電圧により内燃機関100のシリンダ101内の混合気に点火する内燃機関用の点火装置1である。そして、内燃機関用の点火装置1は、電源部10、点火プラグ20、筒内圧力取得部30及び出力制御部40を備える。
電源部10は、高周波電圧を出力する。
点火プラグ20は、電源部10から出力された高周波電圧が印加される。
筒内圧力取得部30は、シリンダ101における筒内圧力を取得する。
出力制御部40は、内燃機関100の各点火サイクルにおいて、筒内圧力取得部30が取得した筒内圧力に基づいて点火プラグ20に低温プラズマ放電を点火時期前の所定期間継続して発生させるように電源部10の出力を制御する。これとともに、出力制御部40は、当該所定期間の後に点火プラグ20にアーク放電を発生させるように電源部10の出力を制御する。
図1に示すように、点火装置1に備えられる点火プラグ20は、内燃機関100のシリンダヘッド105に取り付けられて、点火プラグ20の先端がシリンダ101内の燃焼室102に露出している。図2に示すように、点火プラグ20は、棒状の中心電極21と中心電極21を内側に保持する筒状の外部導体23と、中心電極21と外部導体23との間に位置する筒状の誘電体22を備える。中心電極21、誘電体22及び外部導体23はいずれも同軸状に配置されている。図1に示すように、中心電極21の基端212は電源部10に接続されている。図2に示すように、外部導体23は、最外周を形成するとともにシリンダヘッド105に螺合するためのネジ溝が形成された第1外部導体231と第1外部導体231の内側に位置する筒状の第2外部導体232からなる。誘電体22の先端221は、中心電極21の先端211及び外部導体23の先端233よりも先端側Y1に突出している。後述するように電源部10から高周波電圧が中心電極21に印加されて、中心電極21の先端211と誘電体22との間に低温プラズマ放電及びアーク放電を生じさせるように構成されている。
本実施形態の内燃機関用の点火装置1によれば、出力制御部40は筒内圧力取得部30が取得した筒内圧力に基づいて点火プラグ20に低温プラズマ放電を点火時期前の所定期間継続して発生させるように電源部10の出力を制御する。これにより、当該所定期間において低温プラズマ放電が継続して発生し、十分な活性種付与が行われる。そして、出力制御部40は当該所定期間の後に点火プラグにアーク放電を発生させるように電源部10の出力を制御する。これにより、十分な活性種付与がなされた状態でアーク放電を発生されるため、混合気への着火の安定性が向上されることとなる。
10 電源部
20 点火プラグ
30 筒内圧力取得部
40 出力制御部
44 電圧値比較部
45 電圧制御部
46 周波数制御部
50 電圧値取得部
100 内燃機関
101 シリンダ
Claims (8)
- 高周波電圧により内燃機関(100)のシリンダ(101)内の混合気に点火する内燃機関用の点火装置(1)であって、
上記高周波電圧を出力する電源部(10)と、
該電源部から出力された上記高周波電圧が印加される点火プラグ(20)と、
上記シリンダにおける筒内圧力を取得する筒内圧力取得部(30)と、
上記内燃機関の各点火サイクルにおいて、上記筒内圧力取得部が取得した筒内圧力に基づいて上記点火プラグに低温プラズマ放電を点火時期前の所定期間継続して発生させるとともに、該所定期間の後に上記点火プラグにアーク放電を発生させるように上記電源部の出力を制御する出力制御部(40)と、
を備え、
上記点火プラグは、中心電極(21)と、該中心電極を内側に保持する筒状の外部導体(23)と、上記中心電極と上記外部導体との間に位置する筒状の誘電体(22)とを備えており、上記中心電極は上記誘電体の内側に位置するとともに上記中心電極と上記誘電体との間に上記低温プラズマ放電及び上記アーク放電を生じさせる空間部が設けられている、内燃機関用の点火装置。 - 上記出力制御部は、上記高周波電圧の電圧値を変更すること、上記高周波電圧の周波数を変更すること、及び上記電源部の出力を中断する印加中断期間を設けることのうちの少なくとも一つにより、上記低温プラズマ放電の発生を上記所定期間継続するように上記電源部の出力を制御する、請求項1に記載の内燃機関用の点火装置。
- 上記出力制御部は、上記高周波電圧の電圧値を上昇させること、上記高周波電圧の周波数を上記内燃機関用の点火装置における共振周波数に近づけること、及び上記出力の中断を解除して該出力を継続することのうちの少なくとも一つにより、上記アーク放電を発生させるように上記電源部の出力を制御する、請求項2に記載の内燃機関用の点火装置。
- 上記出力制御部は、上記低温プラズマ放電を上記所定期間継続して発生させた後、該所定期間に連続してアーク放電を発生させるための上記高周波電圧の印加を行うように上記電源部の出力を制御する、請求項1〜3のいずれか一項に記載の内燃機関用の点火装置。
- 上記出力制御部は、点火時期まで上記点火プラグに上記低温プラズマ放電を継続して発生させた後、該点火時期に上記アーク放電を発生させるように上記電源部の出力を制御する、請求項1〜3のいずれか一項に記載の内燃機関用の点火装置。
- 上記出力制御部は、上記高周波電圧の電圧値と、上記筒内圧力に応じて予め設定された電圧基準値とを比較する電圧値比較部(44)を備え、該電圧値比較部の比較結果に基づいて、上記電源部の出力を制御する、請求項1〜5のいずれか一項に記載の内燃機関用の点火装置。
- 上記出力制御部は、上記電圧値比較部の比較結果が上記高周波電圧の電圧値が上記電圧基準値よりも低いことを示すとき、上記高周波電圧の電圧値が上記電圧基準値に近づくように上記電源部の出力を制御する、請求項6に記載の内燃機関用の点火装置。
- 上記電圧基準値は、上記筒内圧力に応じて設定された上記低温プラズマ放電から上記アーク放電への移行電圧である、請求項6又は7に記載の内燃機関用の点火装置。
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