特許 6462322 内燃機関用の点火装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6462322

(24)【登録日】2019年1月11日

(45)【発行日】2019年1月30日

(54)【発明の名称】内燃機関用の点火装置

(51)【国際特許分類】

   F02P 3/01 20060101AFI20190121BHJP

   F02P 15/00 20060101ALI20190121BHJP

【ＦＩ】

   F02P3/01 A

   F02P15/00 301A

【請求項の数】4

【全頁数】14

(21)【出願番号】特願2014-228213(P2014-228213)

(22)【出願日】2014年11月10日

(65)【公開番号】特開2016-89787(P2016-89787A)

(43)【公開日】2016年5月23日

【審査請求日】2017年11月6日

(73)【特許権者】

【識別番号】000004695

【氏名又は名称】株式会社ＳＯＫＥＮ

(73)【特許権者】

【識別番号】000004260

【氏名又は名称】株式会社デンソー

(74)【代理人】

【識別番号】110000648

【氏名又は名称】特許業務法人あいち国際特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】木下 翔太

(72)【発明者】

【氏名】深津 一樹

(72)【発明者】

【氏名】岡部 伸一

(72)【発明者】

【氏名】杉浦 明光

【審査官】 齊藤 彬

(56)【参考文献】

【文献】 特開２０１４−１０１７９６（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１３−０６０９４１（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特表２００９−５３７７３０（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特表２００２−５２４６８７（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｆ０２Ｐ ３／０１

Ｆ０２Ｐ １５／００

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

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）。

【請求項2】

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）。

【請求項3】

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）。

【請求項4】

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）。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、内燃機関用の点火装置に関する。

【背景技術】

【0002】

例えば自動車のガソリンエンジン等の内燃機関には、複数の気筒が配されており、各気筒には、気筒内（燃焼室）において燃料に着火するための点火プラグが配されている。かかる点火プラグとして、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点火プラグがある。そして、交流電源部を各点火プラグに接続して、高周波電力を各点火プラグに振り分けるように構成されたものがある。

【0003】

ところが、複数の点火プラグを配置した点火装置においては、点火したい点火プラグに交流電力を供給したとき、点火したくない点火プラグにも交流電力が供給されて、点火したくない点火プラグにも放電が生じるおそれがある。そこで、特許文献１に開示された点火装置においては、交流電源部の出力インピーダンスと、点火プラグを含む負荷側の入力インピーダンスとの整合を行うための整合部が設けてある。そして、整合部において、インピーダンス整合の程度を変化させることによって、所望の点火プラグに点火に必要な交流電力を供給することができるよう構成されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【特許文献1】特開２０１４−１０１７９６号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

しかしながら、上記特許文献１に開示された点火装置においては、以下の問題がある。
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。

【0006】

本発明は、かかる背景に鑑みてなされたものであり、小型化、コスト低減を図りつつ、点火プラグにノイズ電圧が印加されることを防ぐことができる、内燃機関用の点火装置を提供しようとするものである。

【課題を解決するための手段】

【0007】

本発明の一態様は、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と、該複数の点火プラグのそれぞれに高周波電力を供給する複数の点火回路とからなる内燃機関用の点火装置であって、
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。

【発明の効果】

【0008】

上記内燃機関用の点火装置においては、各点火回路が上記共振推移インピーダンスと上記スイッチ部と上記共振制御部とを有する。これにより、共振制御部によるスイッチ部のオンオフ制御によって、上記負荷回路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を含む負荷回路以外の負荷回路の共振周波数を、点火させようとする点火プラグを含む負荷回路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以外の点火プラグ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。

【0009】

また、共振推移インピーダンス及びスイッチ部は、高周波電源と昇圧回路部との間に接続されている。すなわち、共振推移インピーダンス及びスイッチ部は、昇圧回路部の１次側（低圧側）に接続されているため、共振推移インピーダンス及びスイッチ部に高電圧が印加されることを防ぐことができる。それゆえ、共振推移インピーダンス及びスイッチ部を、高耐圧の電子部品によって構成する必要がない。そのため、共振推移インピーダンス及びスイッチ部の小型化、低コスト化を容易にすることができる。その結果、点火装置全体としても、小型化、低コスト化を実現することができる。

【0010】

以上のごとく、本発明によれば、小型化、コスト低減を図りつつ、点火プラグにノイズ電圧が印加されることを防ぐことができる、内燃機関用の点火装置を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【0011】

【図1】実施形態１における、内燃機関用の点火装置の回路図。

【図2】実施形態１における、点火回路及び点火プラグの回路図。

【図3】実施形態１における、点火回路を構成する回路ユニットの断面説明図。

【図4】実施形態１における、点火装置の制御方法の説明図。

【図5】実験例における、等価回路の説明図。

【図6】実験例における、共振応答関数を表す線図。

【図7】実験例における、解析結果を示す線図。

【図8】実施形態２における、内燃機関用の点火装置の回路図。

【図9】実施形態２における、点火装置の制御方法の説明図。

【発明を実施するための形態】

【0012】

（実施形態１）
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。

【0013】

点火回路３は、図２に示すごとく、高周波電源４と、昇圧回路部５と、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。
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。

【0014】

点火プラグ２は、例えば、中心電極と、中心電極の外周側に設けた絶縁碍子と、該絶縁碍子の外周側に設けた接地電極とを有する。そして、中心電極に高周波高電圧を印加することにより、絶縁碍子の表面を這うストリーマ放電を発生、進展させ、このストリーマ放電を放電経路として、中心電極と接地電極との間に交流グロー放電又はアーク放電を生ぜしめるよう構成されている。

【0015】

点火装置１は、例えば、自動車の多気筒エンジンに搭載され、各気筒に、点火プラグ２が配設される。そして、複数の点火プラグ２は、互いに異なるタイミングにおいて点火するよう構成されている。

【0016】

高周波電源４は、図２に示すごとく、駆動電源４２より供給される直流電力をスイッチング素子４５のスイッチングによって交流の高周波電力に変換して、出力するよう構成されている。高周波電源４の出力部においては、駆動電源４２が接続された高電位配線４０１と、接地された低電位配線４０２との間に、互いに直列接続された２つの抵抗４３と、互いに直列接続された２つのコンデンサ４４と、互いに直列接続された２つのスイッチング素子４５とが、接続されている。
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。

【0017】

また、２つのスイッチング素子４５は、例えばＭＯＳＦＥＴ（ＭＯＳ型電界効果トランジスタ）、ＩＧＢＴ（絶縁ゲートバイポーラトランジスタ）等の半導体素子からなる。そして、２つのスイッチング素子４５の間に、高周波電源４の出力端子４１が設けられている。また、高周波電源４は、スイッチング素子４５をオンオフ制御するスイッチング駆動部４６を有する。
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。

【0018】

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ている。点火プラグ２には、例えば、ピーク間電圧３０ｋＶｐｐ以上の非常に高い電圧を印加するため、昇圧回路部５の昇圧倍率は、数十倍としている。また、昇圧回路部５の一次コイル５１は、一端が高周波電源４の出力端子４１に接続され、他端が共通電位１２に接続されている。また、二次コイル５２の一端が点火プラグ２の中心電極に接続され、他端が接地されている。

【0019】

そして、高周波電源４の出力端子４１と昇圧回路部５の一次コイル５１との間の配線と、共通電位１２との間に、互いに直列接続されたスイッチ部７及び共振推移インピーダンス６が接続されている。これにより、スイッチ部７のオンオフによって、負荷回路１１の共振周波数を変化させることができる。

【0020】

複数の点火回路３（３ａ、３ｂ、３ｃ）における負荷回路１１（１１ａ、１１ｂ、１１ｃ）は、共振推移インピーダンス６（６ａ、６ｂ、６ｃ）が接続されていないとき、すなわちスイッチ部７（７ａ、７ｂ、７ｃ）がオフのとき、互いに同等の共振周波数ｆ_Aを有する。そして、スイッチ部７をオンとして、負荷回路１１に共振推移インピーダンス６を接続したとき、負荷回路１１の共振周波数は、上記共振周波数ｆ_Aとは異なる値ｆ_Bとなる。具体的には、共振周波数ｆ_Bは、共振周波数ｆ_Aよりも小さい値となる。

【0021】

共振推移インピーダンス６は、例えば、コンデンサによって構成することができる。また、コンデンサの代わりに、インダクタを用いることもできる。あるいは、コンデンサと抵抗とインダクタとを適宜組み合わせて、共振推移インピーダンス６を構成することもできる。例えば、共振推移インピーダンス６は、コンデンサと抵抗とを直列接続して構成したり、コンデンサとインダクタとを並列接続して構成したり、或は、コンデンサとインダクタとを並列接続したうえで、これに抵抗を直列に接続して構成することもできる。ただし、抵抗のみでは、共振周波数を変動させることができないため、抵抗を用いる場合には、コンデンサ及びインダクタの少なくとも一方との組み合わせによって、共振推移インピーダンス６を構成することとなる。

【0022】

点火回路３を構成する回路ユニット３０を、図３に示す。同図に示す回路ユニット３０においては、共振推移インピーダンス６をチップ型のコンデンサによって構成している。共振推移インピーダンス６（コンデンサ）は、基板上に表面実装されており、必要に応じて、絶縁樹脂によって封止される。なお、共振推移インピーダンス６として、チップ型のコンデンサに代えて、リード部品のコンデンサを用いてもよい。

【0023】

回路ユニット３０は、高周波電源４と昇圧回路部５と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（図示略）とを、筐体３０１内に備えている。そして、昇圧回路部５の二次コイル５２に接続された高圧ケーブル３０２が、回路ユニット３０から引き出されている。高圧ケーブル３０２の他端は、点火プラグ２に接続される。

【0024】

共振推移インピーダンス６は、昇圧回路部５の二次コイル５２及び二次コイル５２に接続された二次側回路に寄生する二次浮遊容量に、昇圧回路部５における一次コイル５１に対する二次コイル５２の巻き数比ｎの２乗を乗じた値以上の容量を有するものとすることができる。

【0025】

図１に示すごとく、本実施形態の内燃機関用の点火装置１は、複数の点火回路３及び点火プラグ２を、互いに同様の構成としている。そして、これらの点火回路３における高周波電源４のスイッチング駆動部４６は、ＥＣＵ（エンジンコントロールユニット）からの点火信号ＩＧｔに基づき、２つのスイッチング素子４５をオンオフ制御する。これにより、所定のタイミングで、各点火回路３における高周波電源４は、各点火プラグ２に高周波電力を供給するよう構成されている。そして、この点火のタイミングは、複数の点火プラグ２の間で異なる。

【0026】

また、上述の点火信号ＩＧｔに基づいて、共振制御部８がスイッチ部７のオンオフを制御する。
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ＩＧｔ_a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ｆ_Aとしておく。

【0027】

そして、高周波電源４から点火プラグ２に高周波電力が供給されていない間は、スイッチ部７ａをオンとして、共振推移インピーダンス６ａを負荷回路１１ａに接続する。これにより、点火プラグ２ａを作動させないときには、当該点火プラグ２ａを含む負荷回路１１ａの共振周波数をｆ_Bとしておく。

【0028】

図４（ａ）、（ｂ）、（ｃ）に示すごとく、複数の点火プラグ２には、異なるタイミングで順次高周波電力が供給される（高周波電圧（Ｖａ、Ｖｂ、Ｖｃ）が印加される）よう構成されている。それゆえ、点火プラグ２ａを作動させないときに、他の気筒の点火プラグ２ｂ、２ｃを作動させることとなる。そして、点火プラグ２ｂ又は２ｃを作動させるときの点火回路３ｂ又は３ｃにおけるスイッチ部７ｂ又は７ｃはオフとして、その負荷回路１１ｂ、１１ｃの共振周波数はｆ_Aとしている。それゆえ、点火プラグ２ｂを含む負荷回路１１ｂ、又は点火プラグ２ｃを含む負荷回路１１ｃからノイズ電圧が発生したとしても、負荷回路１１ａの共振周波数ｆ_Bがｆ_Aとずれているために、当該負荷回路１１ａにおいて、ノイズ電圧が増幅されることが防止される。

【0029】

そして、図４（ｂ）に示すごとく、点火プラグ２ｂに高周波電力が供給されて電圧Ｖｂが印加される間（高周波電源４ｂに点火信号ＩＧｔ_bが送られている間）は、点火回路３ｂにおけるスイッチ部７ｂをオフとし、それ以外の期間はスイッチ部７ｂをオンとする。また、図４（ｃ）に示すごとく、点火プラグ２ｃに高周波電力が供給されて電圧Ｖｃが印加される間（高周波電源４ｃに点火信号ＩＧｔ_cが送られている間）は、点火回路３ｃにおけるスイッチ部７ｃをオフとし、それ以外の期間はスイッチ部７ｃをオンとする。このようにすることで、複数の点火プラグ２に異なるタイミングで順次高周波電力が供給されるよう構成された点火装置１において、点火しない点火プラグ２を含む負荷回路１１の共振周波数ｆ_Bを、点火する点火プラグ２を含む負荷回路１１の共振周波数ｆ_Aに対してずらしている。

【0030】

次に、本実施形態の作用効果につき説明する。
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。

【0031】

この作用効果につき、さらに説明する。
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。

【0032】

そして、複数の点火回路３及び点火プラグ２における負荷回路１１の共振周波数が近いと、ノイズ電圧を受信した負荷回路１１においては、ノイズ電圧を共振作用によって増幅してしまうおそれがある。そして、意図せぬタイミングで、当該負荷回路１１を構成する点火プラグ２において放電が生じたり、増幅されたノイズ電圧が逆流して高周波電源４に悪影響を与えたりするおそれが懸念される。

【0033】

そこで、本実施形態の内燃機関用の点火装置１においては、上述のように、作動している点火回路３及び点火プラグ２における負荷回路１１の共振周波数ｆ_Bを、作動していない点火回路３及び点火プラグ２における負荷回路１１の共振周波数ｆ_Aと異ならせることができる。これにより、共振作用を抑制して、作動を意図していない点火回路３及び点火プラグ２にノイズ電圧が印加されることを防ぐことができる。

【0034】

また、共振推移インピーダンス６及びスイッチ部７は、高周波電源４と昇圧回路部５との間に接続されている。すなわち、共振推移インピーダンス６及びスイッチ部７は、昇圧回路部５の１次側（低圧側）に接続されているため、共振推移インピーダンス６及びスイッチ部７に高電圧が印加されることを防ぐことができる。それゆえ、共振推移インピーダンス６及びスイッチ部７を、高耐圧の電子部品によって構成する必要がない。そのため、共振推移インピーダンス６及びスイッチ部７の小型化、低コスト化を容易にすることができる。その結果、点火装置１全体としても、小型化、低コスト化を実現することができる。

【0035】

また、共振推移インピーダンス６は、昇圧回路部５の二次コイル５２及び二次コイル５２に接続された二次側回路に寄生する二次浮遊容量に、昇圧回路部５における一次コイル５１に対する二次コイル５２の巻き数比ｎの２乗を乗じた値以上の容量を有するものとすることができる。この場合には、スイッチ部７のオンオフによって、負荷回路１１の共振周波数を大きく変動させることができる。それゆえ、複数の負荷回路１１の間の共振周波数の差（ｆ_Aとｆ_Bとの差）を大きくすることができ、負荷回路１１におけるノイズ電圧の影響を効果的に抑制することができる。

【0036】

また、共振制御部８は、高周波電源４が高周波電力を出力している間は、スイッチ部７をオフとし、高周波電源４が高周波電力を出力していない間は、スイッチ部７をオンとするよう構成されている。この場合には、点火信号と同期させて、共振制御部８がスイッチ部７のオンオフ制御を行うことができるため、制御システムの簡素化を図ることができる。

【0037】

また、共振推移インピーダンス６は、高周波電源４が負荷回路１１に高周波電力を供給していないときに、負荷回路１１に接続されるため、高周波電源４からの大電流が共振推移インピーダンス６に流れることはない。そのため、共振推移インピーダンス６及びスイッチ部７における消費電力を低減することができる。また、特に耐力の高い共振推移インピーダンス６及びスイッチ部７を用いる必要がなくなるという利点もある。

【0038】

また、共振推移インピーダンス６は、共通電位１２に接続されており、グランドに接続されていないため、共振推移インピーダンス６を負荷回路１１に接続したときにグランド電位に与える影響を抑制することができる。

【0039】

以上のごとく、本実施形態によれば、小型化、コスト低減を図りつつ、点火プラグにノイズ電圧が印加されることを防ぐことができる、内燃機関用の点火装置を提供することができる。

【0040】

（実験例）
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。

【0041】

本例においては、ノイズ電圧を受信する側の負荷回路１１において、後述する換算二次浮遊容量に対する共振推移インピーダンスの容量の割合（以下において、適宜「容量比ｍ」という）を変化させたとき、ノイズ電圧を発信する側の負荷回路１１から、受信側の負荷回路１１が受けるノイズ電圧の伝達率（ノイズ伝達率）がどのように変化するかを、以下の条件の下、解析した。

【0042】

まず、実施形態１における一つの点火回路３について、スイッチ部７をオンとして、共振推移インピーダンス６を負荷回路１１に接続した状態を、図５に示すごとく、容量成分、抵抗成分、及びインダクタンス成分からなる簡易な等価回路３００として考える。

【0043】

図５の等価回路３００において、Ｃ₀が、共振推移インピーダンス６の容量成分、ｒが昇圧回路部５の巻き線抵抗、Ｌが昇圧回路部５の漏れインダクタンス、Ｒが昇圧回路部５の鉄損、Ｃ₂ｎ²が換算二次浮遊容量成分を、それぞれ表す。換算二次浮遊容量成分は、昇圧回路部５の二次側の二次浮遊容量Ｃ₂に、昇圧回路部５の巻き数比ｎ（一次コイル５１の巻き数に対する二次コイル５２の巻き数の割合）の２乗を乗じた値である。なお二次浮遊容量Ｃ₂は二次コイル５２に寄生する容量と、二次コイル５２に接続された二次側回路に寄生する容量とから構成される。

【0044】

この等価回路３００を前提として、ノイズ発信側の共振周波数ｆ_A（共振角周波数ω_A）の負荷回路から、ノイズ受信側の共振周波数ｆ_B（共振角周波数ω_B）の負荷回路へのノイズ伝達率が、上記容量比ｍによってどのように変わるのかを解析した。なお共振周波数ｆ_A（共振角周波数ω_A）は、負荷回路においてスイッチ部をオフとして共振推移インピーダンスを接続していない状態におけるものであり、等価回路３００におけるＣ₀が０である場合に相当する。

【0045】

まず、上記等価回路３００の共振角周波数ω₀、尖鋭度Ｑは、以下の式（１）、式（２）によってそれぞれ表される。

【0046】

【数1】

【0047】

また、一般に、共振角周波数ω₀の回路の共振量Ｆの応答は、ガウス関数形となる。解析にあたり、下記式（３）の正規分布関数を共振応答関数とする。また、この共振応答関数をグラフ化すると、共振周波数ｆ_A（共振角周波数ω_A）のものが、図６の曲線Ａ、共振周波数ｆ_B（共振角周波数ω_B）のものが、図６の曲線Ｂのようになる。また、式（３）において標準偏差に相当するパラメータσは、下記式（４）によって、得ることができる。

【0048】

【数2】

【0049】

そして、共振角周波数ω_Bの回路が共振角周波数ω_Aの回路から受けるノイズの伝達率は、曲線Ｂがω＝ω_Aの直線と交わる点における共振量Ｆ₁に相当する。このことから、共振周波数ｆ_Aの負荷回路から共振周波数ｆ_Bの負荷回路へのノイズ伝達率ρは、下記式（５）によって表すことができる。なお、ｋは比例定数である。

【0050】

【数3】

【0051】

上記式（５）において、ω_A、ω_Bは、式（１）から導くことができる。つまり、ω_Aは式（１）において、Ｃ₀＝０としたときのωであり、ω_Bは式（１）において、Ｃ₀＝Ｃ₀としたときのωである。そして、容量比ｍは、ｍ＝｛Ｃ₀／（ｎ²Ｃ₂）｝にて表される。これらと式（５）とから、容量比ｍと、ノイズ伝達率ρとの関係を導くことができる。

【0052】

上記式（５）から導かれる解析結果を、図７に示す。図７（ａ）と図７（ｂ）とは、Ｃ₂、ｆ_Aの値を互いに異ならせて解析した結果であり、後者は、二次側回路に寄生する容量成分が充分に小さい場合を想定したものである。具体的には、図７（ａ）のグラフは、Ｌ＝５００μＨ、Ｃ₂＝０．２ｎＦ、Ｒ＝２００Ω、ｒ＝１００Ω、ｆ_A＝５００ｋＨｚとした場合の解析結果である。また、図７（ｂ）のグラフは、Ｌ＝５００μＨ、Ｃ₂＝５０ｐＦ、Ｒ＝２００Ω、ｒ＝１００Ω、ｆ_A＝１０００ｋＨｚとした場合の解析結果である。

【0053】

また、図７において、横軸が容量比ｍを表し、縦軸が共振周波数比（ｆ_B／ｆ_A）及びノイズ伝達率ρを表す。また、同図中の破線の曲線が共振周波数比（ｆ_B／ｆ_A）を表し、実線の曲線がノイズ伝達率ρを表す。ノイズ伝達率ρは、共振周波数を変えない場合、つまりｆ_B＝ｆ_Aとした場合を１とし、これに対する比率で表したものである。同図から分かるように、いずれの条件においても、容量比を１以上とすることにより、共振周波数比が、充分に低減される。そして、これに伴い、ノイズ伝達率が０．８以下に低減される。さらに、容量比を大きくすることにより、ノイズ伝達率ρが大きく低減される。

【0054】

この結果から、共振推移インピーダンス６及びスイッチ部７を設けて、スイッチ部７のオンオフを制御することにより、ノイズ電圧の発信側の負荷回路１１と受信側の負荷回路１１との間の共振周波数を異ならせることができ、これにより、ノイズ伝達率を低減することができることが分かる。さらに、容量比ｍを１以上とする、すなわち、共振推移インピーダンス６を、換算二次浮遊容量以上の容量に設定することにより、共振状態の決定に際し共振推移インピーダンスの影響の方が大きくなるため、充分にノイズ伝達率を低減することができることが分かる。

【0055】

（実施形態２）
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。

【0056】

すなわち、図９に示すごとく、例えば、点火回路３ａに接続された点火プラグ２ａに高周波電力が供給されたとき（点火信号ＩＧｔ_aがオンとされたとき）、点火回路３ａにおけるスイッチ部７ａをオフとしつつ、点火回路３ｂ、３ｃにおけるスイッチ部７ｂ、7ｃをオンとする。これにより、点火回路３ａの負荷回路１１ａの共振周波数をｆ_Aとしつつ、他の点火回路３ｂ、３ｃの負荷回路１１ｂ、１１ｃの共振周波数をｆ_Aとは異なるｆ_Bとする。

【0057】

複数の点火プラグ２には、異なるタイミングで順次高周波電力が供給されるよう構成されている。そして、点火プラグ２ｂに高周波電力が供給される間（点火信号ＩＧｔ_bがオンの間）は、点火回路３ｂにおけるスイッチ部７ｂをオフとしつつ、他の点火回路３ａ、３ｃにおけるスイッチ部７ａ、７ｃをオンとする。また、点火プラグ２ｃに高周波電力が供給される間（点火信号ＩＧｔ_cがオンの間）は、点火回路３ｃにおけるスイッチ部７をオフとしつつ、他の点火回路３ａ、３ｂにおけるスイッチ部７ａ、７ｂをオンとする。

【0058】

また、本実施形態においては、他の点火回路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のみ、当該点火回路３におけるスイッチ部７をオンとしておき、それ以外の時間帯は、当該スイッチ部７をオフとしておく。つまり、図９に示すごとく、例えば、点火回路３ａにおけるスイッチ部７ａは、点火回路３ｂにおける高周波電源４ｂに点火信号ＩＧｔ_bが送られている間と、点火回路３ｃにおける高周波電源４ｃに点火信号ＩＧｔ_cが送られている間のみ、オンとしておく（点火回路が３ａ、３ｂ、３ｃの３つの場合）。
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。

【0059】

本実施形態の場合には、他の点火回路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のみ、当該点火回路３におけるスイッチ部７をオンとしておき、それ以外の時間帯は、当該スイッチ部７をオフとしておく。つまり、他の点火回路３に接続された点火プラグ２に高周波電力が供給されている間だけ、共振推移インピーダンス６を負荷回路１１に接続する。それゆえ、スイッチ部７を駆動する時間を短くすることができ、消費電力の低減を図ることができる。
その他、実施形態１と同様の作用効果を有する。

【0060】

本発明は、上記実施形態に限られるものではなく、種々の形態を採りうる。また、上記実施形態においては、点火装置１が点火回路３及び点火プラグ２を３組備えた構成を示したが、この個数は特に限定されるものではない。

【符号の説明】

【0061】

１ 点火装置
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

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】