特許 6796989 内燃機関用点火装置

(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】6796989

(24)【登録日】2020年11月19日

(45)【発行日】2020年12月9日

(54)【発明の名称】内燃機関用点火装置

(51)【国際特許分類】

   F02P 3/00 20060101AFI20201130BHJP

【ＦＩ】

   F02P3/00 C

【請求項の数】4

【全頁数】14

(21)【出願番号】特願2016-204661(P2016-204661)

(22)【出願日】2016年10月18日

(65)【公開番号】特開2018-66305(P2018-66305A)

(43)【公開日】2018年4月26日

【審査請求日】2019年8月6日

(73)【特許権者】

【識別番号】591104000

【氏名又は名称】株式会社エッチ・ケー・エス

(74)【代理人】

【識別番号】100081385

【弁理士】

【氏名又は名称】塩川 修治

(72)【発明者】

【氏名】井出 潤

(72)【発明者】

【氏名】渡辺 定男

【審査官】 篠原 将之

(56)【参考文献】

【文献】 特開２０１４−２１８９９５（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１４−１７５１７７（ＪＰ，Ａ）

【文献】 国際公開第２０１５／１２２００４（ＷＯ，Ａ１）

【文献】 国際公開第２０１４／１１５２６９（ＷＯ，Ａ１）

【文献】 特開２００１−０４１１３６（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１５−２００２７５（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平１１−２０１００９（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｆ０２Ｐ ３／００

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

電流遮断式点火装置を内蔵する点火コイルユニットを用い、
電流遮断式点火装置が点火コイルの１次電流を遮断して当該点火コイルの１次側に大きな送起電力である高電圧を発生させることにより、当該点火コイルの２次側に発生する更に大きな高電圧により、点火プラグの電極間に高電圧の火花放電を発生させてその電極間に火炎核を発生させるととともに、該火花放電に続く小電圧の保温放電を発生させて上記火炎核を成長させる内燃機関用点火装置であって、
火花放電用補助コンデンサを有し、該火花放電用補助コンデンサに蓄積した高圧のコンデンサ電圧を火花放電用補助電圧として、火花放電中の点火コイルユニットにおける点火コイルの１次側に付加する火花放電用補助回路と、
１個又は複数個の保温放電用補助コンデンサを有し、該保温放電用補助コンデンサに蓄積したコンデンサ電圧を保温放電用補助電圧として、保温放電中の点火コイルユニットにおける点火コイルの１次側に付加する保温放電用補助回路と、
火花放電用補助回路と保温放電用補助回路を制御する放電制御回路とを有して構成され 、
放電制御回路は、内燃機関の運転状況に応じて、火花放電用補助電圧の付加の有無、火花放電用補助電圧の電圧の設定、保温放電用補助電圧の付加の有無、保温放電用補助電圧の電圧の設定、保温放電用補助電圧の付加の回数を含む制御対象項目の少なくとも１つを制御可能にするものとされ、
更に、
前記点火コイルユニットの電流遮断式点火装置による高電圧の発生タイミングを放電タイミングとして検出するトリガ回路を有し、
放電制御回路は、トリガ回路により検出された放電タイミングに基づき、火花放電用補助回路による火花放電用補助電圧の出力素子と、保温放電用補助回路による保温放電用補助電圧の出力素子を出力動作させる内燃機関用点火装置。

【請求項2】

前記放電制御回路は、前記制御対象項目の目標値を外部から伝達され、当該制御対象項目を制御する請求項１に記載の内燃機関用点火装置。

【請求項3】

前記放電制御回路は、内燃機関の運転状況を伝達され、この運転状況に基づいて前記制御対象項目の目標値を演算し、当該制御対象項目を制御する請求項１に記載の内燃機関用点火装置。

【請求項4】

複数の気筒のそれぞれに点火コイルユニットを設け、各気筒の点火コイルユニットに共用される各単一の火花放電用補助回路と保温放電用補助回路とを有してなる請求項１乃至３のいずれかに記載の内燃機関用点火装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は内燃機関用点火装置に関する。

【背景技術】

【0002】

従来の内燃機関用点火装置として、特許文献１に記載の如く、内燃機関の各気筒毎に電流遮断式点火装置を内蔵する点火コイルユニットを設けたものがある。

【0003】

電流遮断式点火装置は、点火コイルの１次電流を遮断して当該点火コイルの１次側に大きな送起電力である高電圧を発生させることにより、当該点火コイルの２次側に発生する更に大きな高電圧により、点火プラグの電極間に高電圧の火花放電を発生させてその電極間に火炎核を発生させるととともに、該火花放電に続く小電圧の保温放電を発生させて上記火炎核を成長させる。電流遮断式点火装置の上述の火花放電によって点火プラグの電極間に発生し、或いは成長する火炎核が熱源になって、当該気筒の燃焼室内で当該点火プラグの周辺に存在する混合気に着火せしめるものである。

【0004】

しかるに、特許文献１に記載の内燃機関用点火装置では、点火コイルユニットの外部に、火花放電用補助回路としてのＣＤＩ点火装置を配置している。ＣＤＩ点火装置は、火花放電用補助コンデンサを有し、電流遮断式点火装置が点火コイルの１次電流を遮断して当該点火コイルの２次側に高電圧を発生させるタイミングに合わせて、上記火花放電用補助コンデンサに蓄積した高圧のコンデンサ電圧を火花放電用補助電圧として、火花放電中の点火コイルユニットにおける点火コイルの１次側に付加する。

【0005】

特許文献１に記載の内燃機関用点火装置では、電流遮断式点火装置の作動によって点火コイルの１次側に発生する高電圧に、ＣＤＩ点火装置の火花放電用補助コンデンサに蓄積した高圧のコンデンサ電圧を火花放電用補助電圧として重ね合わせるように付加し、点火コイルの２次側に一層大きな２次側高電圧を発生させる。従って、点火コイルの電極間には、電流遮断式点火装置による火花放電に加えて、ＣＤＩ点火装置の容量放電を重ね合わせた大きな点火エネルギを放出させるものになる。これにより、点火コイルの電極間に通常の火花放電に比して一層高電圧の放電を発生させ、その電極間における火炎核発生の初期の段階の成長を促し、当該点火プラグの周辺に存在する混合気に対する着火性を向上させようとするものである。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0006】

【特許文献1】特開2001-41136号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0007】

特許文献１に記載の内燃機関用点火装置は、電流遮断式点火装置による火花放電にＣＤＩ点火装置による容量放電を付加した複合誘電方式を採用したものである。

【0008】

しかしながら、特許文献１に記載の複合放電方式は、電流遮断式点火装置による火花放電に唯１回の容量放電を付加するものであり、点火プラグの電極間における点火エネルギの放出総量の増大化、熱供給の継続化に限界がある。

【0009】

また、内燃機関用点火装置にあっては、点火プラグの電極間における点火エネルギの放出総量を増大化し、熱供給の継続化を図る場合にも、点火プラグの電極の消耗を低減させることが望まれる。

【0010】

本発明の課題は、内燃機関用点火装置において、点火プラグによる混合気の着火性能を向上させることにある。

【0011】

本発明の他の課題は、内燃機関用点火装置において、点火プラグの電極の消耗を低減させることにある。

【課題を解決するための手段】

【0012】

請求項１に係る発明は、電流遮断式点火装置を内蔵する点火コイルユニットを用い、電流遮断式点火装置が点火コイルの１次電流を遮断して当該点火コイルの１次側に大きな送起電力である高電圧を発生させることにより、当該点火コイルの２次側に発生する更に大きな高電圧により、点火プラグの電極間に高電圧の火花放電を発生させてその電極間に火炎核を発生させるととともに、該火花放電に続く小電圧の保温放電を発生させて上記火炎核を成長させる内燃機関用点火装置であって、火花放電用補助コンデンサを有し、該火花放電用補助コンデンサに蓄積した高圧のコンデンサ電圧を火花放電用補助電圧として、火花放電中の点火コイルユニットにおける点火コイルの１次側に付加する火花放電用補助回路と、１個又は複数個の保温放電用補助コンデンサを有し、該保温放電用補助コンデンサに蓄積したコンデンサ電圧を保温放電用補助電圧として、保温放電中の点火コイルユニットにおける点火コイルの１次側に付加する保温放電用補助回路と、火花放電用補助回路と保温放電用補助回路を制御する放電制御回路とを有して構成され、放電制御回路は、内燃機関の運転状況に応じて、火花放電用補助電圧の付加の有無、火花放電用補助電圧の電圧の設定、保温放電用補助電圧の付加の有無、保温放電用補助電圧の電圧の設定、保温放電用補助電圧の付加の回数を含む制御対象項目の少なくとも１つを制御可能にするものとされ、更に、前記点火コイルユニットの電流遮断式点火装置による高電圧の発生タイミングを放電タイミングとして検出するトリガ回路を有し、放電制御回路は、トリガ回路により検出された放電タイミングに基づき、火花放電用補助回路による火花放電用補助電圧の出力素子と、保温放電用補助回路による保温放電用補助電圧の出力素子を出力動作させるようにしたものである。

【0013】

請求項２に係る発明は、請求項１に係る発明において更に、前記放電制御回路は、前記制御対象項目の目標値を外部から伝達され、当該制御対象項目を制御するようにしたものである。

【0014】

請求項３に係る発明は、請求項１に係る発明において更に、前記放電制御回路は、内燃機関の運転状況を伝達され、この運転状況に基づいて前記制御対象項目の目標値を演算し、当該制御対象項目を制御するようにしたものである。

【0016】

請求項４に係る発明は、請求項１乃至３のいずれかに係る発明において更に、複数の気筒のそれぞれに点火コイルユニットを設け、各気筒の点火コイルユニットに共用される各単一の火花放電用補助回路と保温放電用補助回路とを有してなるようにしたものである。

【発明の効果】

【0017】

（請求項１）
(a)内燃機関用点火装置は、電流遮断式点火装置による火花放電中に、火花放電用補助回路による容量放電を付加するだけでなく、電流遮断式点火装置による保温放電中にも、保温放電用補助回路による容量放電を付加するものになる。

【0018】

電流遮断式点火装置による火花放電中に、火花放電用補助回路による容量放電を付加することによって、点火プラグの電極間における火炎核発生の初期の段階の成長を促し、当該点火プラグによる着火性を向上するとともに、電流遮断式点火装置による保温放電中にも、保温放電用補助回路による容量放電を付加することによって、火花放電乃至保温放電において放電が継続している火炎核成長の段階においても点火プラグの電極間に高い温度を発生させて混合気を温め続け、当該点火プラグによる着火性を一層向上するものになる。

【0019】

即ち、点火プラグにおける火花放電乃至保温放電の過程で、当該点火プラグの電極間における点火エネルギの放出総量の増大化、熱供給の継続化を実現し、当該点火プラグによる混合気の着火性能を向上できるものになる。

【0020】

(b)放電制御回路は、上述(a)において、内燃機関の運転状況に応じて、火花放電用補助電圧の付加の有無、火花放電用補助電圧の電圧の設定、保温放電用補助電圧の付加の有無、保温放電用補助電圧の電圧の設定、保温放電用補助電圧の付加の回数を含む制御対象項目の少なくとも１つを制御する。

【0021】

即ち、内燃機関の低中速回転域でのトルク性能の向上、内燃機関のアクセル操作に対する回転数の応答性能の向上、ターボ車における高過給圧下での確実な点火、チューニングエンジンの始動性向上やアイドリング安定化等を図るときには、放電制御回路によって、上述(a)の、火花放電用補助回路による容量放電の付加や、保温放電用補助回路による容量放電の付加を、それらの内燃機関の運転状況に応じて積極的に強化し、点火プラグによる混合気の着火性能を確実に向上できる。

【0022】

他方、内燃機関において、点火プラグによる混合気の着火性能を格別に向上させる必要がない運転状況では、放電制御回路によって、上述(a)の、火花放電用補助回路による容量放電の付加や、保温放電用補助回路による容量放電の付加を、制限乃至は休止させる。これにより、火花放電用補助回路による容量放電の付加や、保温放電用補助回路による容量放電の付加に起因する、点火プラグの電極の消耗を低減できる。
(c)内燃機関用点火装置は、点火コイルユニットの電流遮断式点火装置による高電圧の発生タイミングを放電タイミングとして検出するトリガ回路を有する。そして、放電制御回路は、トリガ回路により検出された放電タイミングに基づき、火花放電用補助回路による火花放電用補助電圧の出力素子と、保温放電用補助回路による保温放電用補助電圧の出力素子を出力動作させることにより、上述(a)の、火花放電用補助回路による容量放電の付加、及び保温放電用補助回路による容量放電の付加を実行するものになる。

【0023】

（請求項２）
(d)放電制御回路は、上述(b)の制御動作において、前記制御対象項目の目標値を外部から伝達され、当該制御対象項目を制御できる。

【0024】

（請求項３）
(e)放電制御回路は、上述(b)の制御動作において、内燃機関の運転状況を伝達され、この運転状況に基づいて前記制御対象項目の目標値を演算し、当該制御対象項目を制御できる。

【0026】

（請求項４）
(f)内燃機関用点火装置は、複数の気筒のそれぞれに点火コイルユニットを設け、各気筒の点火コイルユニットに共用される各単一の火花放電用補助回路と保温放電用補助回路とを有する。従って、各単一の火花放電用補助回路及び保温放電用補助回路により全気筒の点火コイルユニットに対応するものとなり、部品点数を少なくでき、また複数の火花放電用補助回路や保温放電用補助回路を各気筒の点火コイルユニット毎に設ける場合に比して待機中の無駄電力消費をなくすことができる。

【図面の簡単な説明】

【0027】

【図1】図１は内燃機関用点火装置を示す模式図である。

【図2】図２は電流遮断式点火装置によって点火コイルの１次側に発生させた電圧波形を示す模式図である。

【図3】図３は火花放電用補助回路と保温放電用補助回路が点火コイルの１次側に付加した火花放電用補助電圧と保温放電用補助電圧の各電圧波形を示す模式図である。

【図4】図４は火花放電用補助回路と保温放電用補助回路とを具備した実施例１のマルチスパーク回路を示す模式図である。

【図5】図５は火花放電用補助回路と保温放電用補助回路とを具備した実施例２のマルチスパーク回路を示す模式図である。

【発明を実施するための形態】

【0028】

（実施例１）（図１乃至図４）
（点火コイルユニット１０）
本実施形態の内燃機関用点火装置１００は、図１に示す如く、電流遮断式点火装置１１と点火コイル１２を内蔵する点火コイルユニット１０を有する。点火コイルユニット１０は、電流遮断式点火装置１１と点火コイル１２の他に、バッテリ１３、点火プラグ１４を付帯して備える。

【0029】

点火コイルユニット１０は、内燃機関が有する気筒（単気筒機関であれば１個の気筒、複数気筒機関であれば各気筒）に対応配置され、エンジンコントロールユニット（ＥＣＵ）１により例えばトランジスタからなる電流遮断式点火装置１１をオン（導通状態）／オフ（非導通状態）制御する。

【0030】

即ち、電流遮断式点火装置１１は通常オフ状態にある。そして、内燃機関のある気筒に対応する点火コイルユニット１０における火花放電のタイミングが近づくと、エンジンコントロールユニット１は電流遮断式点火装置１１をオフ状態からオン状態に切換え、この電流遮断式点火装置１１を閉角度（ドエル角度）Ｃの間、オン状態に保持する。次に、エンジンコントロールユニット１が電流遮断式点火装置１１をオフすると、電流遮断式点火装置１１は点火コイル１２の１次電流を遮断して当該点火コイル１２の１次側に大きな逆起電力である１次高電圧を発生させ、当該点火コイル１２の２次側には更に大きな２次高電圧を発生させる。

【0031】

ここで、点火コイルユニット１０の電流遮断式点火装置１１が点火コイル１２の１次側に発生させる電圧波形を模式的に示せば、図２（横軸に時間、縦軸に電圧）の通りになる。図２においてＶＡは電流遮断式点火装置１１のオフの瞬間に点火コイル１２の１次側に発生する大電圧ＶＡを示し、この大電圧ＶＡによって点火コイル１２に蓄積される高密度のエネルギは点火プラグ１４に伝わって当該点火プラグ１４の電極間に火花放電Ａに相当する大電圧を発生させ、その電極間に火炎核を発生させる。ＶＢは電流遮断式点火装置１１のオフによる大電圧ＶＡの発生に引き続いて点火コイル１２の１次側に生ずる小電圧ＶＢを示し、この小電圧ＶＢによって点火コイル１２に蓄積されるエネルギは点火プラグ１４に伝わって当該点火プラグ１４の電極間に上述の火花放電Ａに相当する大電圧に続き、かつ該火花放電Ａに相当する大電圧に比して保温放電Ｂに相当する小電圧（グロー放電ともいう）を発生させ、上記火炎核を成長させる。

【0032】

尚、図２において、Ｃは、点火コイル１２に通電している時間であって、前述の閉角度（ドエル角度）と呼ばれる。この閉角度Ｃにおける通電によって、点火コイル１２にエネルギが蓄積され、この通電がオフされるタイミングで点火コイル１２の１次側に逆起電力である１次高電圧（大電圧ＶＡ）が発生する。

【0033】

（マルチスパーク回路２０）
内燃機関用点火装置１００は、点火コイルユニット１０の外部にマルチスパーク回路２０を配置している。マルチスパーク回路２０は、点火コイルユニット１０における点火コイル１２の１次側に接続され、電流遮断式点火装置１１が点火コイル１２の１次電流を遮断し、該点火コイル１２に高電圧が発生するタイミングを放電タイミングとして検出し、この放電タイミングに合わせて、図３に示す如く、点火コイル１２の１次側に火花放電用補助電圧ＥＡと保温放電用補助電圧ＥＢ（本実施形態ではＥＢ１乃至ＥＢ３）を付加する。

【0034】

マルチスパーク回路２０は、図４に示す如く、トリガ回路３０と、放電制御回路４０と、火花放電用補助電圧ＥＡを出力する火花放電用補助回路５０と、保温放電用補助電圧ＥＢを出力する保温放電用補助回路６０とを有する。

【0035】

本実施例では、内燃機関が複数の気筒を有するものとする。これに伴い、本実施例の内燃機関用点火装置１００では、複数の気筒のそれぞれに点火コイルユニット１０を配置し、それらの点火コイルユニット１０に共通となる単一のマルチスパーク回路２０を有するものとしている。マルチスパーク回路２０は、各気筒の点火コイルユニット１０に対応するトリガ回路３０を有し、各気筒の点火コイルユニット１０に共通となる放電制御回路４０を有する。また、マルチスパーク回路２０は、各気筒の点火コイルユニット１０に共用される各単一の火花放電用補助回路５０と保温放電用補助回路６０とを有して構成される。

【0036】

マルチスパーク回路２０は、各気筒の点火コイルユニット１０における点火コイル１２の１次側（点火出力１…点火出力Ｎ）にそれぞれ接続される通電線１５と、それらの通電線１５の点火コイル１２に接続される側に対する反対側端を互いに接続する単一の通電線１６と、火花放電用補助回路５０における火花放電用補助コンデンサ５２の出力端を通電線１６に接続する通電線１７と、保温放電用補助回路６０における保温放電用補助コンデンサ６２の出力端を通電線１６に接続する通電線１８とを備える。

【0037】

（トリガ回路３０）
トリガ回路３０は、各気筒の点火コイルユニット１０毎に対応するように設けられ、各点火コイルユニット１０における点火コイル１２の１次側に通電線１５を介して直に接続され、電流遮断式点火装置１１が点火コイル１２の１次電流を遮断し、該点火コイル１２に高電圧が発生するタイミングを放電タイミングとして検出し、この検出結果を各信号線３１によって放電制御回路４０に伝達する。

【0038】

（放電制御回路４０）
放電制御回路４０（ＣＰＵ）は、各通電線１５に介装されている各主出力素子４１と信号線４１Ｌによって接続される。放電制御回路４０は、各トリガ回路３０が対応する点火コイルユニット１０の放電タイミングを検出したと同時に、それらの各主出力素子４１を一定時間継続してＯＮ（導通状態）させる。

【0039】

放電制御回路４０は、通電線１７に介装されている火花放電用補助電圧ＥＡの出力素子４２と信号線４２Ｌによって接続される。放電制御回路４０は、各トリガ回路３０が各点火コイルユニット１０の放電タイミングを検出したことに応じて主出力素子４１をＯＮさせたと同時、又は出力素子４１のオン後の一定時間経過後に、ＣＰＵ内部の演算回路及びデータにて設定されるタイミングで出力素子４２をオン（導通状態）させる。

【0040】

これにより、放電制御回路４０は、火花放電用補助回路５０の火花放電用補助コンデンサ５２が蓄積していたコンデンサ電圧を火花放電用補助電圧ＥＡとして、火花放電中の点火コイルユニット１０における点火コイル１２の１次側に付加させる。

【0041】

放電制御回路４０は、通電線１８に介装されている保温放電用補助電圧ＥＢの出力素子４３と信号線４３Ｌによって接続される。放電制御回路４０は、各トリガ回路３０が各点火コイルユニット１０の放電タイミングを検出したことに応じて主出力素子４１、出力素子４２をオンさせた後、該出力素子４２のオン後の一定期間経過後に、ＣＰＵ内部の演算回路及びデータにて設定されるタイミングで出力素子４３をオン（導通状態）させる。

【0042】

尚、本実施形態において、放電制御回路４０は、保温放電用補助回路６０が有する複数個の保温放電用補助コンデンサ６２−１、６２−２…の出力端を通電線１６に接続する複数本の通電線１８−１、１８−２…のそれぞれに、複数個の出力素子４３−１、４３−２…のそれぞれを備え、それらの各出力素子４３−１、４３−２…を順にオン（導通状態）させる。

【0043】

これにより、放電制御回路４０は、保温放電用補助回路６０の各保温放電用補助コンデンサ６２（６２−１、６２−２…）が蓄積していたコンデンサ電圧を保温放電用補助電圧ＥＢ（ＥＢ−１、ＥＢ−２…）として、保温放電中の点火コイルユニット１０における点火コイル１２の１次側に順に複数回付加させる。

【0044】

（火花放電用補助回路５０）
火花放電用補助回路５０は、ＤＣ／ＤＣコンバータ回路５１と火花放電用補助コンデンサ５２を有し、ＤＣ／ＤＣコンバータ回路５１によって火花放電用補助コンデンサ５２に蓄積した高電圧のコンデンサ電圧を火花放電用補助電圧ＥＡとして、点火コイルユニット１０における電流遮断式点火装置１１の作動によって火花放電中の当該点火コイルユニット１０における点火コイル１２の１次側に発生している１次高電圧の大電圧ＶＡに、重ね合わせるように付加する。

【0045】

ＤＣ／ＤＣコンバータ回路５１は、ＤＣ／ＤＣ制御用ＩＣ５１Ａ（スイッチング周波数は例えば100KHz、火花放電領域の出力電圧は例えば400Vとして、放電制御回路４０にて電圧の変更を可能とする）、スイッチング用ＦＥＴ５１Ｂ、電流制御のための電流検出回路５１Ｃ、電圧制御のための電圧検出回路５１Ｄを有して構成される。ＤＣ／ＤＣコンバータ回路５１は、点火用電源１０１にて供給される例えば12V電圧を、例えばＤＣ400Vに昇圧する。

【0046】

火花放電用補助コンデンサ５２は、１つのコンデンサからなり、整流ダイオード５２Ａを伴なう。点火放電用補助コンデンサ５２は、例えば0.5乃至1.0μFの容量を有し、ＤＣ／ＤＣコンバータ回路５１の出力電圧をチャージする。

【0047】

（保温放電用補助回路６０）
保温放電用補助回路６０は、ＤＣ／ＤＣコンバータ回路６１と複数個の保温放電用補助コンデンサ６２（６２−１、６２−２…）を有する（但し、保温放電用補助回路６０は、唯１個の保温放電用補助コンデンサ６２のみを有するものでも良い）。保温放電用補助回路６０は、ＤＣ／ＤＣコンバータ回路６１によって保温放電用補助コンデンサ６２（１個又は複数個のコンデンサ６２−１、６２−２…）に蓄積したコンデンサ電圧を保温放電用補助電圧ＥＢ（ＥＢ−１、ＥＢ−２…）として、点火コイルユニット１０における電流遮断式点火装置１１の作動によって保温放電中の当該点火コイルユニット１０における点火コイル１２の１次側に発生している１次高電圧の小電圧ＶＢに、重ね合わせるように順に付加する。

【0048】

ＤＣ／ＤＣコンバータ回路６１は、ＤＣ／ＤＣ制御用ＩＣ６１Ａ（スイッチング周波数は例えば100KHz、保温放電領域の出力電圧は例えば100乃至200Vとして、放電制御回路４０にて電圧の変更を可能とする）、スイッチング用ＦＥＴ６１Ｂ、電流制御のための電流検出回路６１Ｃ、電圧制御のための電圧検出回路６１Ｄを有して構成される。ＤＣ／ＤＣコンバータ回路６１は、点火用電源１０１にて供給される例えば12V電圧を、例えばＤＣ100乃至200V に昇圧する。

【0049】

放電制御回路４０は、制御電圧可変回路４４を介して、ＤＣ／ＤＣコンバータ回路６１の出力電圧を変更可能にする。

【0050】

保温放電用補助コンデンサ６２は、前述の通り、複数個のコンデンサ６２−１、６２−２…からなり、整流ダイオード６２Ａを伴なう。各保温放電用補助コンデンサ６２（６２−１、６２−２…）は、例えば0.1乃至0.5μFの容量を有し、ＤＣ／ＤＣコンバータ回路６１の出力電圧をチャージする。

【0051】

従って、内燃機関用点火装置１００による点火動作は以下の如くになされる。
(1)各気筒の点火コイルユニット１０毎に対応するトリガ回路３０が、当該点火コイルユニット１０の電流遮断式点火装置１１が点火コイル１２の１次電流を遮断し、該点火コイル１２に高電圧が発生するタイミングを放電タイミングとして検出する。各トリガ回路３０のこの検出結果が放電制御回路４０に伝達される。

【0052】

このとき、各気筒の点火コイルユニット１０にあっては、電流遮断式点火装置１１が点火コイル１２の１次電流を遮断して当該点火コイル１２の１次側に大きな逆起電力である高電圧を発生させることにより、当該点火コイル１２の２次側に更に大きな高電圧を発生させ、点火プラグ１４の電極間に火花放電Ａに相当する大電圧を発生させてその電極間に火炎核を発生させるとともに、該火花放電Ａに相当する大電圧に続き、かつ該火花放電Ａに相当する大電圧に比して保温放電Ｂに相当する小電圧を発生させて上記火炎核を成長させるものとしている。

【0053】

(2)放電制御回路４０は、各トリガ回路３０が対応する点火コイルユニット１０の放電タイミングを検出したと同時に、当該点火コイルユニット１０における点火コイル１２の１次側に接続されている通電線１５に介装されている主出力素子４１を一定時間継続してオン（導通状態）させる。

【0054】

主出力素子４１は、当該点火コイルユニット１０における点火コイル１２が点火プラグ１４の電極間に上述(1)の火花放電Ａに相当する大電圧、更には保温放電Ｂに相当する小電圧を発生させる一定時間だけ、継続してオン（導通状態）される。

【0055】

(3)放電制御回路４０は、上述(2)による主出力素子４１のオンと同時、又は該主出力素子４１のオン後の一定時間経過後に、通電線１７に介装されている出力素子４２をオン（導通状態）させる

【0056】

出力素子４２がオン（導通状態）されることにより、火花放電用補助回路５０の火花放電用補助コンデンサ５２が蓄積していたコンデンサ電圧が火花放電用補助電圧ＥＡとして、上述(1)で火花放電中の点火コイルユニット１０における点火コイル１２の１次側に生じている１次高電圧（大電圧ＶＡ）に重ね合わせる如くに付加される（図３）。

【0057】

(4)放電制御回路４０は、上述(2)による出力素子４２のオン後の一定時間経過後に、複数本の各通電線１８（１８−１、１８−２…）のそれぞれに介装されている各出力素子４３（４３−１、４３−２…）を順にオン（導通状態）させる。各出力素子（４３−１、４３−２…）が順にオン（導通状態）されたとき、保温放電用補助回路６０の複数個の各保温放電用補助コンデンサ６２−１、６２−２…のそれぞれが蓄積していたコンデンサ電圧が保温放電用補助電圧ＥＢ−１、ＥＢ−２…として、上述(1)で保温放電中の点火コイルユニット１０における点火コイル１２の1次側に生じている前述の１次高電圧（小電圧ＶＢ）に重ね合わされる如くに付加される（図３）。

【0058】

従って、内燃機関用点火装置１００によれば、マルチスパーク回路２０の存在によって、下記(a)の作用効果を奏する。
(a)内燃機関用点火装置１００は、電流遮断式点火装置１１による火花放電中に、火花放電用補助回路５０による容量放電を付加するだけでなく、電流遮断式点火装置１１による保温放電中にも、保温放電用補助回路６０による複数回の容量放電を付加するものになる。

【0059】

電流遮断式点火装置１１による火花放電中に、火花放電用補助回路５０による容量放電を付加することによって、点火プラグ１４の電極間における火炎核発生の初期の段階の成長を促し、当該点火プラグ１４による着火性を向上するとともに、電流遮断式点火装置１１による保温放電中にも、保温放電用補助回路６０による複数回の容量放電を付加することによって、火花放電乃至保温放電において放電が継続している火炎核成長の段階においても点火プラグ１４の電極間に高い温度を発生させて混合気を温め続け、当該点火プラグ１４による着火性を一層向上するものになる。

【0060】

即ち、点火プラグ１４における火花放電乃至保温放電の過程で、当該点火プラグ１４の電極間における点火エネルギの放出総量の増大化、熱供給の継続化を実現し、当該点火プラグ１４による混合気の着火性能を向上できるものになる。

【0061】

尚、保温放電用補助回路６０は唯１個の保温放電用補助コンデンサ６２のみを有するものでも良く、その場合には、内燃機関用点火装置１００の点火動作について説明した上述(4)で、保温放電用補助回路６０の１個の保温放電用補助コンデンサ６２（コンデンサ６２−１）が蓄積していたコンデンサ電圧が保温放電用補助電圧ＥＢ（ＥＢ−１）として、上述(1)で保温放電中の点火コイルユニット１０における点火コイル１２の１次側に生じている前述の１次高電圧（小電圧ＶＢ）に重ね合わされる如くに付加される。

【0062】

しかるに、内燃機関用点火装置１００は、点火プラグ１４における火花放電乃至保温放電の過程で、マルチスパーク回路２０の存在により、当該点火プラグ１４の電極間における点火エネルギの放出総量を増大化し、かつ熱供給を継続化するものであるため、結果として、点火プラグ１４の電極が通常より大きな放電エネルギによって激しく攻撃され、通常より消耗するおそれがある。そこで、内燃機関用点火装置１００にあっては、点火プラグ１４の電極の消耗を低減するため、以下の構成を具備する。

【0063】

即ち、放電制御回路４０は、火花放電用補助回路５０と保温放電用補助回路６０を制御するに際し、内燃機関の運転状況に応じて、火花放電用補助電圧ＥＡの付加の有無、火花放電用補助電圧ＥＡの電圧の設定、保温放電用補助電圧ＥＢの付加の有無、保温放電用補助電圧ＥＢの電圧の設定、保温放電用補助電圧ＥＢの付加の回数を含む制御対象項目の少なくとも１つを制御する。

【0064】

放電補助回路４０は、上記制御対象項目の目標値を外部コントローラ１１０から伝達され、当該制御対象項目を制御する。即ち、外部コントローラ１１０は、例えば、
i．内燃機関を搭載した車両の例えばレース走行時に、前述(a)の、火花放電用補助回路５０による容量放電の付加や、保温放電用補助回路６０による容量放電の付加を積極的に強化するように、それらの火花放電用補助回路５０、及び保温放電用補助回路６０を制御する。
ii．内燃機関を搭載した車両の例えば一般走行時には、前述(a)の、火花放電用補助回路５０による容量放電の付加や、保温放電用補助回路６０による容量放電の付加を、制限乃至は休止させるように、それらの火花放電用補助回路５０、及び保温放電用補助回路６０を制御する。

【0065】

従って、内燃機関用点火装置１００によれば、前述(a)の作用効果に加え、下記(b)乃至(e)の作用効果を奏する。

【0066】

(b)放電制御回路４０は、前述(a)において、外部コントローラ１１０が伝達してくる内燃機関の運転状況に応じて、火花放電用補助電圧ＥＡの付加の有無、火花放電用補助電圧ＥＡの電圧の設定、保温放電用補助電圧ＥＢの付加の有無、保温放電用補助電圧ＥＢの電圧の設定、保温放電用補助電圧ＥＢの付加の回数を含む制御対象項目の少なくとも１つを制御する。

【0067】

即ち、外部コントローラ１１０が伝達してくる車両の例えばレース走行時には、内燃機関の低中速回転域でのトルク性能の向上、内燃機関のアクセル操作に対する回転数の応答性能の向上、ターボ車における高過給圧下での確実な点火、チューニングエンジンの始動性向上やアイドリング安定化等を図るように、放電制御回路４０によって、前述(a)の、火花放電用補助回路５０による容量放電の付加や、保温放電用補助回路６０による容量放電の付加を、それらの内燃機関の運転状況に応じて積極的に強化し、点火プラグ１４による混合気の着火性能を確実に向上できる。

【0068】

他方、外部コントローラ１１０が伝達してくる車両の例えば一般走行時におけるように、内燃機関において、点火プラグ１４による混合気の着火性能を格別に向上させる必要がない運転状況では、放電制御回路４０によって、前述(a)の、火花放電用補助回路５０による容量放電の付加や、保温放電用補助回路６０による容量放電の付加を、制限乃至は休止させる。これにより、火花放電用補助回路５０による容量放電の付加や、保温放電用補助回路６０による容量放電の付加に起因する、点火プラグ１４の電極の消耗を低減できる。

【0069】

(c)放電制御回路４０は、上述(b)の制御動作において、前記制御対象項目の目標値を外部から伝達され、当該制御対象項目を制御できる。

【0070】

(d)内燃機関用点火装置１００は、点火コイルユニット１０の電流遮断式点火装置１１による高電圧の発生タイミングを放電タイミングとして検出するトリガ回路３０を有する。そして、放電制御回路４０は、トリガ回路３０により検出された放電タイミングに基づき、火花放電用補助回路５０による火花放電用補助電圧ＥＡの出力素子４２と、保温放電用補助回路６０による保温放電用補助電圧ＥＢの出力素子４３を出力動作させることにより、前述(a)の、火花放電用補助回路５０による容量放電の付加、及び保温放電用補助回路６０による容量放電の付加を実行するものになる。

【0071】

(e)内燃機関用点火装置１００は、複数の気筒のそれぞれに点火コイルユニット１０を設け、各気筒の点火コイルユニット１０に共用される各単一の火花放電用補助回路５０と保温放電用補助回路６０とを有する。従って、各単一の火花放電用補助回路５０及び保温放電用補助回路６０により全気筒の点火コイルユニット１０に対応するものとなり、部品点数を少なくでき、また複数の火花放電用補助回路５０や保温放電用補助回路６０を各気筒の点火コイルユニット１０毎に設ける場合に比して待機中の無駄電力消費をなくすことができる。

【0072】

（実施例２）（図５）
実施例２の内燃機関用点火装置１００が実施例１の内燃機関用点火装置１００（図４）と異なる点は、放電制御回路４０が、内燃機関の運転状況を伝達され、この運転状況に基づいて前記制御対象項目の目標値を演算し、当該制御対象項目を制御するものとしたことにある。

【0073】

即ち、放電制御回路４０は、例えば各気筒の点火コイルユニット１０から伝達される放電タイミングに基づいて演算した内燃機関のエンジン回転数に基づき、又は内燃機関に設けた吸気負圧センサ、内燃機関が搭載された車両のアクセルセンサや車速センサ等の運転状況検出手段１２０の検出信号を得て、ＣＰＵ内部に内蔵する演算回路及びデータ（それらのエンジン回転数及び／又は各種センサの検出値に対し、火花放電用補助電圧ＥＡの付加の有無、火花放電用補助電圧ＥＡの電圧の設定、保温放電用補助電圧ＥＢの付加の有無、保温放電用補助電圧ＥＢの電圧の設定、保温放電用補助電圧ＥＢの付加の回数を予め定めてなるマップデータ等）に基づいて、上述(b)の制御動作を行なう。

【0074】

従って、実施例２に係る内燃機関用点火装置１００においても、実施例１の内燃機関用点火装置１００における前述(a)乃至(e)と同様の作用効果を奏する。

【0075】

以上、本発明の実施例を図面により詳述したが、本発明の具体的な構成はこの実施例に限られるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲の設計の変更等があっても本発明に含まれる。例えば、本発明は単気筒内燃機関用点火装置においても適用できる。

【産業上の利用可能性】

【0076】

本発明によれば、内燃機関用点火装置において、点火プラグによる混合気の着火性能を向上させることができる。

【0077】

また、本発明によれば、内燃機関用点火装置において、点火プラグの電極の消耗を低減させることができる。

【符号の説明】

【0078】

１０ 点火コイルユニット
１１ 電流遮断式点火装置
１２ 点火コイル
１４ 点火プラグ
３０ トリガ回路
４０ 放電制御回路
４１ 主出力素子
４２ 出力素子
４３ 出力素子
５０ 火花放電用補助回路
６０ 保温放電用補助回路
１００ 内燃機関用点火装置
１１０ 外部コントローラ
１２０ 運転状況検出手段
ＥＡ 火花放電用補助電圧
ＥＢ（ＥＢ−１、ＥＢ−２…） 保温放電用補助電圧

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】