特開 2024-160546 内燃機関用点火装置および内燃機関用点火装置の制御方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2024160546

(43)【公開日】2024-11-14

(54)【発明の名称】内燃機関用点火装置および内燃機関用点火装置の制御方法

(51)【国際特許分類】

   F02P 9/00 20060101AFI20241107BHJP

   F02P 3/05 20060101ALI20241107BHJP

【ＦＩ】

F02P9/00 302A

F02P3/05 E

【審査請求】未請求

【請求項の数】5

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2023075667

(22)【出願日】2023-05-01

(71)【出願人】

【識別番号】000217491

【氏名又は名称】ダイヤゼブラ電機株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100135013

【弁理士】

【氏名又は名称】西田 隆美

(72)【発明者】

【氏名】泉 光宏

【テーマコード（参考）】

3G019

【Ｆターム（参考）】

3G019BA01

3G019CA03

3G019EA11

3G019EB06

(57)【要約】

【課題】ＯＮ時電圧を大きくすることなく、放電エネルギーを大きくできる技術を提供する
【解決手段】この内燃機関用点火装置１は、トランス２０と、１次コイルＬ１への通電を制御する通電制御部３０と、２次コイルＬ２と接続されて燃焼室で着火動作を行う点火プラグ９０とを有する。通電制御部３０は、一定の電力を供給するバッテリ３１と、電圧を可変に制御して１次コイルＬ１へ出力するコンバータ３２と、１次コイルＬ１と直列に接続されるイグナイタ３４と、コンバータ３２の出力電圧値およびイグナイタ３４のＯＮ／ＯＦＦを制御するＥＣＵ３３とを有する。ＥＣＵ３３は、イグナイタ３４のＯＮ期間において、コンバータ３２からの出力電圧を次第に大きくする。これにより、ＯＮ時電圧による異常放電を抑制しつつ、放電のための電気エネルギーを確保することができる。
【選択図】図１

【特許請求の範囲】

【請求項1】

内燃機関用点火装置であって、
電磁結合された１次コイルおよび２次コイルを有するトランスと、
前記１次コイルへの通電を制御する通電制御部と、
前記２次コイルとグラウンドとの間に電気的に接続され、内燃機関の燃焼室で着火動作を行う点火プラグと、
を有し、
前記通電制御部は、
一定の電力を供給するバッテリと、
前記バッテリから出力する電圧を可変に制御し、前記１次コイルの一端へ出力するコンバータと、
前記１次コイルの他端と直列に接続されるイグナイタと、
前記コンバータの出力電圧値および前記イグナイタのＯＮ／ＯＦＦを制御するＥＣＵと、
を有し、
前記ＥＣＵは、
前記イグナイタのＯＮ期間において、前記コンバータからの出力電圧を次第に大きくする、内燃機関用点火装置。

【請求項2】

請求項１に記載の内燃機関用点火装置であって、
前記ＥＣＵは、
前記ＯＮ期間の終了後、前記点火プラグの放電中、前記コンバータからの出力電圧を、前記ＯＮ期間の最終電圧値に維持する、内燃機関用点火装置。

【請求項3】

内燃機関用点火装置の制御方法であって、
前記内燃機関用点火装置は、
電磁結合された１次コイルおよび２次コイルを有するトランスと、
前記１次コイルへの通電を制御する通電制御部と、
前記２次コイルとグラウンドとの間に電気的に接続され、内燃機関の燃焼室で着火動作を行う点火プラグと、
を有し、
ａ）前記１次コイルに電力を供給する通電工程と、
ｂ）前記１次コイルへの電力供給を遮断し、前記点火プラグを放電させる放電工程と、
ｃ）前記点火プラグの放電後、次の前記通電工程まで待機する待機工程と、
を行い、
前記工程ａ）において、前記通電制御部は、前記１次コイルへの供給電圧を次第に大きくする、制御方法。

【請求項4】

請求項３に記載の制御方法であって、
前記通電制御部は、
一定の電力を供給するバッテリと、
前記バッテリから出力する電圧を可変に制御し、前記１次コイルの一端へ出力するコンバータと、
前記１次コイルの他端と直列に接続されるイグナイタと、
前記コンバータの出力電圧値および前記イグナイタのＯＮ／ＯＦＦを制御するＥＣＵと、
を有し、
前記工程ａ）において、前記イグナイタをＯＮ状態としつつ、前記コンバータからの出力電圧を次第に大きくし、
前記工程ｂ）において、前記イグナイタをＯＦＦ状態としつつ、前記コンバータからの出力電圧を前記工程ａ）の最終電圧値に維持する、制御方法。

【請求項5】

請求項４に記載の制御方法であって、
前記工程ｃ）において、前記イグナイタをＯＦＦ状態に維持しつつ、前記コンバータからの出力電圧を前記工程ａ）の初期電圧値に下げる、制御方法。

【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および内燃機関用点火装置の制御方法に関する。

【背景技術】

【0002】

内燃機関用点火コイルにおいては、コイルアセンブリの１次コイルに電流を流して磁界を発生させた後に電流を遮断することにより、自己誘導作用により２次コイルに高電圧を発生させる。このとき２次コイルに発生した高電圧によって、点火プラグにおいて放電が行われる。

【0003】

従来の内燃機関用点火コイルについては、例えば、特許文献１に記載されている。従来の内燃機関用点火コイルでは、イグナイタをＯＮとして１次コイルに電圧を一定時間供給した後に、イグナイタをＯＦＦにする。すると、自己誘導作用によって、２次コイルの両端に高電圧が発生する（以下、この電圧を「放電時電圧」と称する）。これにより、点火プラグにおいて放電が生じる。

【0004】

このとき、イグナイタをＯＮとした直後には、２次コイルには、１次コイルに供給された電圧よりも大きな電圧が生じる（以下、この電圧を「ＯＮ時電圧」と称する）。１次コイルに供給する電圧が大きいほど、自己誘導作用によって２次コイルに生じる放電時電圧が大きくなり、放電しやすくなる。一方で、１次コイルに供給する電圧が大きいほど、２次コイルに発生するＯＮ時電圧が大きくなり、ＯＮ時電圧によって意図しない放電が生じる可能性が高くなる。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0005】

【特許文献1】特開２０１６－８２１９３号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0006】

ガソリンのリーンバーンエンジンや、ガソリンよりも着火し難い難燃性燃料を用いた内燃機関では、点火プラグにおける放電エネルギーを大きくすることが求められる。しかし、単に１次コイルに供給する電圧を大きくすると、ＯＮ時電圧も比例して大きくなるという問題が生じる。

【0007】

本発明の目的は、ＯＮ時電圧を大きくすることなく、放電エネルギーを大きくできる技術を提供することである。

【課題を解決するための手段】

【0008】

上記課題を解決するため、本願の第１発明は、内燃機関用点火装置であって、電磁結合された１次コイルおよび２次コイルを有するトランスと、前記１次コイルへの通電を制御する通電制御部と、前記２次コイルとグラウンドとの間に電気的に接続され、内燃機関の燃焼室で着火動作を行う点火プラグと、を有し、前記通電制御部は、一定の電力を供給するバッテリと、前記バッテリから出力する電圧を可変に制御し、前記１次コイルの一端へ出力するコンバータと、前記１次コイルの他端と直列に接続されるイグナイタと、前記コンバータの出力電圧値および前記イグナイタのＯＮ／ＯＦＦを制御するＥＣＵと、を有し、前記ＥＣＵは、前記イグナイタのＯＮ期間において、前記コンバータからの出力電圧を次第に大きくする。

【0009】

本願の第２発明は、第１発明の内燃機関用点火装置であって、前記ＥＣＵは、前記ＯＮ期間の終了後、前記点火プラグの放電中、前記コンバータからの出力電圧を、前記ＯＮ期間の最終電圧値に維持する。

【0010】

本願の第３発明は、内燃機関用点火装置の制御方法であって、前記内燃機関用点火装置は、電磁結合された１次コイルおよび２次コイルを有するトランスと、前記１次コイルへの通電を制御する通電制御部と、前記２次コイルとグラウンドとの間に電気的に接続され、内燃機関の燃焼室で着火動作を行う点火プラグと、を有し、ａ）前記１次コイルに電力を供給する通電工程と、ｂ）前記１次コイルへの電力供給を遮断し、前記点火プラグを放電させる放電工程と、ｃ）前記点火プラグの放電後、次の前記通電工程まで待機する待機工程と、
を行い、前記工程ａ）において、前記通電制御部は、前記１次コイルへの供給電圧を次第に大きくする。

【0011】

本願の第４発明は、第３発明の制御方法であって、前記通電制御部は、一定の電力を供給するバッテリと、前記バッテリから出力する電圧を可変に制御し、前記１次コイルの一端へ出力するコンバータと、前記１次コイルの他端と直列に接続されるイグナイタと、前記コンバータの出力電圧値および前記イグナイタのＯＮ／ＯＦＦを制御するＥＣＵと、を有し、前記工程ａ）において、前記イグナイタをＯＮ状態としつつ、前記コンバータからの出力電圧を次第に大きくし、前記工程ｂ）において、前記イグナイタをＯＦＦ状態としつつ、前記コンバータからの出力電圧を前記工程ａ）の最終電圧値に維持する。

【0012】

本願の第５発明は、第４発明の制御方法であって、前記工程ｃ）において、前記イグナイタをＯＦＦ状態に維持しつつ、前記コンバータからの出力電圧を前記工程ａ）の初期電圧値に下げる。

【発明の効果】

【0013】

本願の第１発明～第５発明によれば、１次コイルへの電力供給開始時に２次コイルに生じるＯＮ時電圧を抑制しつつ、１次コイルへの電力遮断時における１次電流を大きくできる。これにより、ＯＮ時電圧による異常放電を抑制しつつ、放電のための電気エネルギーを確保することができる。

【0014】

特に、本願の第２発明および第４発明によれば、点火プラグの放電中に１次側の電気的な条件を変更せず、維持できる。

【図面の簡単な説明】

【0015】

【図1】第１実施形態に係る内燃機関用点火装置の回路図である。

【図2】第１実施形態に係る内燃機関用点火装置において、出力電圧を定電圧とした場合の点火信号、出力電圧、１次電圧および２次電圧の例を示した図である。

【図3】第１実施形態に係る内燃機関用点火装置の制御の流れを示したフローチャートである。

【図4】第１実施形態に係る内燃機関用点火装置における点火信号、出力電圧、１次電圧および２次電圧の例を示した図である。

【図5】第２実施形態に係る内燃機関用点火装置における点火信号、出力電圧、１次電圧および２次電圧の例を示した図である。

【発明を実施するための形態】

【0016】

以下、本発明の例示的な実施形態について、図面を参照しながら説明する。

【0017】

＜１．第１実施形態＞
＜１－１．内燃機関用点火装置の構成＞
本発明の第１実施形態となる内燃機関用点火装置１の構成について、図面を参照しつつ説明する。図１は、第１実施形態に係る内燃機関用点火装置１の回路図である。

【0018】

本実施形態の内燃機関用点火装置１は、例えば、自動車等の車両の車体に搭載され、内燃機関用の点火プラグ９０に火花放電を発生させるための高電圧を印加する装置である。図１に示すように、内燃機関用点火装置１は、トランス２０と、通電制御部３０と、点火プラグ９０とを有する。

【0019】

トランス２０は、電磁結合された１次コイルＬ１および２次コイルＬ２を有する。２次コイルＬ２は、１次コイルＬ１よりも巻き数が大きい。２次コイルＬ２は、その両端部に、高圧側端子２１と、低圧側端子２２とを有する。

【0020】

通電制御部３０は、１次コイルＬ１への通電を制御する。通電制御部３０は、バッテリ３１と、コンバータ３２と、ＥＣＵ（Engine Control Unit）３３と、イグナイタ３４とを有する。

【0021】

バッテリ３１は、直流電力を充放電可能な電源装置（蓄電池）である。コンバータ３２は、バッテリ３１から供給される電圧を無段階または複数段階の電圧値へと変換可能なＤＣ－ＤＣコンバータである。本実施形態のコンバータ３２は、バッテリ３１から供給される電圧を無段階の電圧値へと変換可能である。コンバータ３２は、トランス２０の１次コイルＬ１およびイグナイタ３４に、所望の電圧値へと変換した直流電圧を供給する。

【0022】

コンバータ３２の種類は、使用するバッテリ３１の種類に応じて適宜選択される。例えば、バッテリ３１としてＨＥＶ車に搭載されたＨＥＶ用バッテリを用いる場合や、４８Ｖ電源を使用する場合には、コンバータ３２には降圧ＤＣ－ＤＣコンバータを用いる。また、バッテリ３１として１２Ｖ電源を使用する場合には、昇圧ＤＣ－ＤＣコンバータを用いる。

【0023】

ＥＣＵ３３は、車体のトランスミッションやエアバックの作動等を総合的に制御するコンピュータである。ＥＣＵ３３は、コンバータ３２の出力電圧値を制御する。また、ＥＣＵ３３は、イグナイタ３４に対して点火信号を出力し、イグナイタ３４のＯＮ／ＯＦＦ動作を制御する。

【0024】

イグナイタ３４は、１次コイルＬ１の通電を制御する。イグナイタ３４は、例えば、ＩＧＢＴ（Insulated Gate Bipolar Transistor）などのスイッチング素子である。イグナイタ３４は、ＥＣＵ３３から供給される点火信号に従ってＯＮ／ＯＦＦし、１次コイルＬ１の通電を制御する。

【0025】

点火プラグ９０は、内燃機関の燃焼室の内部に配置され、内燃機関の燃焼室で着火動作を実現するための装置である。点火プラグ９０は、トランス２０の２次コイルＬ２の高圧側端子２１と、グラウンドとの間に電気的に接続される。すなわち、点火プラグ９０の一端は、高圧側端子２１に接続され、点火プラグ９０の他端は、接地される。２次コイルＬ２の高圧側端子２１に高電圧が誘起されると、点火プラグ９０のギャップにおいて放電が起こり、火花が発生する。これにより、内燃機関に充填された燃料に点火される。

【0026】

＜１－２．コンバータの出力電圧について＞
続いて、図２～図４を参照しつつ、本実施形態の内燃機関用点火装置１におけるコンバータ３２の出力電圧および２次電圧の変化について説明する。以下では、コンバータ３２の出力電圧を出力電圧Ｖｏ、１次コイルＬ１に供給される電圧を１次電圧Ｖ１、２次コイルＬ２の高圧側端子２１における電圧を２次電圧Ｖ２として説明する。

【0027】

図２は、従来の内燃機関用点火装置と同様に、出力電圧Ｖｏが定電圧とした場合の点火信号Ｓｉ、出力電圧Ｖｏ、１次電圧Ｖ１および２次電圧Ｖ２の例を示した図である。図２の例では、（Ｂ）に示すように、コンバータ３２の出力電圧Ｖｏが一定の電圧値Ｖｓ［Ｖ］に固定されている。すなわち、コンバータ３２を有していない従来の内燃機関用点火装置と同じ構成を示している。ここで、まず、図２を参照しつつ、従来の内燃機関用点火装置における各電圧の変化について説明する。

【0028】

内燃機関用点火装置１においては、
通電期間Ｔ１：１次コイルＬ１の通電
放電期間Ｔ２：点火プラグ９０における放電
待機期間Ｔ３：放電後、１次コイルＬ１への通電開始までの待機期間
を、ピストンの動きに合わせて繰り返すことによって、定期的に燃焼室内での燃焼を行い、内燃機関における吸入・圧縮・燃焼・排気のサイクルを繰り返す。

【0029】

図２に示すように、時刻ｔ１にイグナイタ３４がＯＮとなり、通電期間Ｔ１が開始されると、１次コイルＬ１に、出力電圧Ｖｏと同じ電圧値Ｖｓの電圧がかかる。すなわち、１次電圧Ｖ１が電圧値Ｖｓ［Ｖ］となる。そして、通電期間Ｔ１中、１次電圧Ｖ１は、電圧値Ｖｓを維持する。図２の（Ｄ）に示すように、通電期間Ｔ１が開始され、１次コイルＬ１へ通電が開始されると、１次コイルＬ１に電圧が供給されるのに伴って２次コイルＬ２にも電圧が生じる。ここで、通電開始直後に発生する電圧を、ＯＮ時電圧Ｖｏｎと称する。１次電圧Ｖ１が電圧値Ｖｓ［Ｖ］である場合のＯＮ時電圧Ｖｏｎの電圧値をＶｘ［Ｖ］とする。その後、１次コイルＬ１への通電が継続すると、トランス２０内の磁束の形成に伴って２次電圧Ｖ２は、Ｖｘ［Ｖ］から次第に小さくなる。

【0030】

通電期間Ｔ１が終了し、時刻ｔ２にイグナイタ３４がＯＦＦとなると、１次コイルＬ１への電力供給が遮断され、２次コイルＬ２には、ＯＮ時電圧と逆向き（マイナス）の高電圧が発生する。これにより、点火プラグ９０に高電圧が印加され、点火プラグ９０のギャップにおいて放電が生じる（放電期間Ｔ２）。その後、放電に伴ってトランス２０に形成された磁束が弱まり、次第に２次電圧Ｖ２の絶対値が小さくなる。これにより、点火プラグ９０における放電が終了する。そして、２次電圧Ｖ２は０［Ｖ］へと収束する。

【0031】

放電完了後の待機期間Ｔ３では、２次電圧Ｖ２は、０［Ｖ］のまま維持される。このような、通電期間Ｔ１、放電期間Ｔ２および待機期間Ｔ３のサイクルが繰り返される。

【0032】

上述の通り、ガソリンのリーンバーンエンジンや、ガソリンよりも着火し難い難燃性燃料を用いた内燃機関では、点火プラグにおける放電エネルギーを大きくすることが求められる。しかし、単に１次コイルに供給する出力電圧Ｖｏを大きくすると、ＯＮ時電圧Ｖｏｎも比例して大きくなるという問題が生じる。すなわち、通電期間Ｔ１の間、従来よりも大きな電圧値を１次コイルＬ１に供給しようとすると、ＯＮ時電圧Ｖｏｎも大きくなる。すると、ＯＮ時電圧Ｖｏｎによって点火プラグ９０において放電が生じる可能性がある。本実施形態では、そのような問題を解決するために、コンバータ３２によって出力電圧Ｖｏを可変としている。

【0033】

続いて、本実施形態の内燃機関用点火装置１における 点火信号Ｓｉ、出力電圧Ｖｏ、１次電圧Ｖ１および２次電圧Ｖ２について、図３および図４を参照しつつ説明する。図３は、本実施形態における内燃機関用点火装置１の制御の流れを示したフローチャートである。図４は、本実施形態に係る内燃機関用点火装置１の制御方法における点火信号Ｓｉ、出力電圧Ｖｏ、１次電圧Ｖ１および２次電圧Ｖ２の例を示した図である。

【0034】

図３に示すように、通電期間Ｔ１の開始前に、ＥＣＵ３３は、まず、バッテリ３１からの出力電圧Ｖｂの値と、コンバータ３２からの出力電圧Ｖｏの現在の値とを取得する。また、同時に、ＥＣＵ３３は、内燃機関の回転数や吸気圧の値を取得する。そして、取得したこれらの値を用いて通電マップを参照し、所望電圧値Ｖｓ［Ｖ］および通電時間Δｔ［ｍｓ］を算出する（ステップＳＴ１）。

【0035】

ここで、所望電圧値Ｖｓ［Ｖ］および通電時間Δｔ［ｍｓ］は、図２の例のように、電圧値が一定の電力を１次コイルＬ１に供給すると仮定した条件で、１次コイルＬ１へ電圧値Ｖｓ［Ｖ］を時間Δｔ［ｍｓ］供給後の１次電流の値が、所定の電流値となるように算出される。

【0036】

次に、ＥＣＵ３３は、予め決められた放電開始時刻（通電遮断時刻）ｔ２と、ステップＳＴ１で算出された通電時間Δｔから、通電開始時刻ｔ１を算出する。また、ＥＣＵ３３は、通電期間Ｔ１開始時（通電開始時刻ｔ１）における出力電圧Ｖｏの電圧値である初期電圧値Ｖｍｉｎ［Ｖ］と、通電期間Ｔ１終了時（通電開始時刻ｔ２）における出力電圧Ｖｏの電圧値である最終電圧値Ｖｍａｘ［Ｖ］とを算出する（ステップＳＴ２）。

【0037】

本実施形態では、ステップＳＴ２において、図４（Ｂ）に示すように、通電期間Ｔ１における出力電圧Ｖｏが初期電圧値Ｖｍｉｎ［Ｖ］から最終電圧値Ｖｍａｘ［Ｖ］まで直線的に増加するように算出される。なお、通電期間Ｔ１における出力電圧Ｖｏの増加率は必ずしも一定でなくてもよい。例えば、通電期間Ｔ１の終わり（時刻ｔ２）に向かうにつれて、次第に出力電圧Ｖｏの増加率が大きくなってもよい。

【0038】

このとき、初期電圧値Ｖｍｉｎ［Ｖ］は、ＯＮ時電圧Ｖｏｎが所定の閾値を超えないように設定される。また、出力電圧Ｖｏの上昇により、２次電圧Ｖ２がＯＮ時電圧Ｖｏｎを超えないように、通電期間Ｔ１中の出力電圧Ｖｏの上昇率が算出される。

【0039】

続いて、通電期間Ｔ１の開始前の所定のタイミング（時刻ｔ０）において、ＥＣＵ３３は、コンバータ３２からの出力電圧Ｖｏを初期電圧値Ｖｍｉｎ［Ｖ］へと変更させる（ステップＳＴ３）。具体的には、時刻ｔ０は、通電期間Ｔ１が開始される時刻ｔ１よりも数１００［μｓ］程度前の時刻である。

【0040】

そして、ＥＣＵ３３は、時刻ｔ１において、イグナイタ３４をＯＮとして１次コイルＬ１に電力の供給を開始し、時刻ｔ２まで電力供給を維持する（ステップＳＴ４：通電工程）。また、ＥＣＵ３３は、時刻ｔ１～ｔ２の通電期間Ｔ１中、コンバータ３２からの出力電圧ＶｏがステップＳＴ２で算出した通り、初期電圧値Ｖｍｉｎ［Ｖ］から最終電圧値Ｖｍａｘ［Ｖ］へと次第に大きくなるように制御する。これにより、１次コイルＬ１への供給電圧が、初期電圧値Ｖｍｉｎ［Ｖ］から最終電圧値Ｖｍａｘ［Ｖ］へと次第に大きくなる。

【0041】

その後、ＥＣＵ３３は、時刻ｔ２において、イグナイタ３４をＯＦＦにして１次コイルＬ１への電力供給を遮断する。これにより、点火プラグ９０が放電する（ステップＳＴ５：放電工程）。なお、点火プラグ９０における放電が行われる放電期間Ｔ２の間、ＥＣＵ３３は、コンバータ３２からの出力電圧Ｖｏを、通電期間Ｔ１の最終電圧値Ｖｍａｘ［Ｖ］に維持する。図１に示すように、トランス２０の１次側と２次側とは、電気的に結合されている。このため、点火プラグ９０の放電中に１次側の電気的な条件を変えることなく、維持することが好ましい。

【0042】

点火プラグ９０の放電が行われる放電期間Ｔ２の後、次の通電期間Ｔ１までの間、トランス２０への通電を行わずに待機する（待機期間Ｔ３：待機工程）。待機期間Ｔ３中、ＥＣＵ３３は、イグナイタ３４をＯＦＦ状態に維持しつつ、コンバータ３２からの出力電圧Ｖｏを直前の通電期間Ｔ１における初期電圧値Ｖｍｉｎ［Ｖ］に戻す（ステップＳＴ６）。

【0043】

続いて、ＥＣＵ３３は、待機期間Ｔ３中、次のサイクルの通電期間Ｔ１より少し前に、次のサイクルのステップＳＴ１を行う。

【0044】

このように、この内燃機関用点火装置１では、通電期間Ｔ１中、１次コイルＬ１へ供給する出力電圧Ｖｏを次第に大きくしている。これにより、１次コイルＬ１への電力供給開始時（時刻ｔ１）に２次コイルＬ２に生じるＯＮ時電圧Ｖｏｎを抑制しつつ、１次コイルＬ１への電力遮断時における１次電流を大きくできる。これにより、ＯＮ時電圧Ｖｏｎによる点火プラグ９０の異常放電を抑制しつつ、放電のための電気エネルギーを確保することができる。

【0045】

＜２．第２実施形態＞
次に、本発明の第２実施形態となる内燃機関用点火装置１の制御方法について、図５を参照しつつ説明する。図５は、第２実施形態に係る内燃機関用点火装置１の制御方法における点火信号Ｓｉ、出力電圧Ｖｏ、１次電圧Ｖ１および２次電圧Ｖ２の例を示した図である。図５の例の制御方法では、コンバータ３２からの出力電圧Ｖｏを、無段階ではなく、複数段階で出力する。なお、本実施形態における内燃機関用点火装置１の制御の流れは、第１実施形態と同様であるため、図３を参照する。

【0046】

第２実施形態において、ステップＳＴ１において所望電圧値Ｖｓ［Ｖ］および通電時間Δｔ［ｍｓ］を算出する方法は、第１実施形態と同様である。次に、ステップＳＴ２において初期電圧値Ｖｍｉｎ［Ｖ］および最終電圧値Ｖｍａｘ［Ｖ］を算出するにあたり、図５（Ｂ）に示すように、通電期間Ｔ１における出力電圧Ｖｏが、初期電圧値Ｖｍｉｎ［Ｖ］から最終電圧値Ｖｍａｘ［Ｖ］まで段階的に階段状に増加するように算出される。

【0047】

このとき、初期電圧値Ｖｍｉｎ［Ｖ］は、ＯＮ時電圧Ｖｏｎが所定の閾値を超えないように設定される。また、出力電圧Ｖｏの段階的な上昇により、２次電圧Ｖ２がＯＮ時電圧Ｖｏｎを超えないように、通電期間Ｔ１中の出力電圧Ｖｏの上昇率が算出される。

【0048】

続いて、第１実施形態と同様に、通電期間Ｔ１の開始前の時刻ｔ０において、ＥＣＵ３３は、コンバータ３２からの出力電圧Ｖｏを初期電圧値Ｖｍｉｎ［Ｖ］へと変更させる（ステップＳＴ３）。

【0049】

そして、ＥＣＵ３３は、時刻ｔ１において、イグナイタ３４をＯＮとして１次コイルＬ１に電力の供給を開始し、時刻ｔ２まで電力供給を維持する（ステップＳＴ４：通電工程）。また、ＥＣＵ３３は、時刻ｔ１～ｔ２の通電期間Ｔ１中、コンバータ３２からの出力電圧ＶｏがステップＳＴ２で算出した通り、初期電圧値Ｖｍｉｎ［Ｖ］から最終電圧値Ｖｍａｘ［Ｖ］へと次第に大きくなるように制御する。図５の例では、通電期間Ｔ１中の時刻ｔ３、時刻ｔ４および時刻ｔ５の３回、ＥＣＵ３３は、コンバータ３２からの出力電圧Ｖｏを、次第に大きくなるように段階的に変更する。

【0050】

その後、ＥＣＵ３３は、時刻ｔ２において、イグナイタ３４をＯＦＦにして１次コイルＬ１への電力供給を遮断する。これにより、点火プラグ９０が放電する（ステップＳＴ５：放電工程）。また、点火プラグ９０における放電が行われる放電期間Ｔ２の間、ＥＣＵ３３は、コンバータ３２からの出力電圧Ｖｏを、通電期間Ｔ１の最終電圧値Ｖｍａｘ［Ｖ］に維持する。

【0051】

この第２実施形態のように、放電期間Ｔ２中、コンバータ３２からの出力電圧Ｖｏは、滑らかに上昇するのではなく、段階的に大きくなってもよい。

【0052】

＜３．変形例＞
以上、本発明の例示的な実施形態について説明したが、本発明は、上記の実施形態には限定されない。

【0053】

本発明の内燃機関用点火装置は、自動車等の車両のみならず、発電機等の様々な装置や産業機械に搭載されて、内燃機関の点火プラグに電気火花を発生させて燃料を点火させるために使用されるものであればよい。

【0054】

上記の内燃機関用点火装置の細部の形状や構造は、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で、適宜に変更してもよい。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。

【符号の説明】

【0055】

１ 内燃機関用点火装置
２０ トランス
３０ 通電制御部
３１ バッテリ
３２ コンバータ
３３ ＥＣＵ
３４ イグナイタ
９０ 点火プラグ
Ｌ１ １次コイル
Ｌ２ ２次コイル
Ｓｉ 点火信号
Ｔ１ 通電期間
Ｔ２ 放電期間
Ｔ３ 待機期間
Ｖ１ １次電圧
Ｖ２ ２次電圧
Ｖｍａｘ 最終電圧値
Ｖｍｉｎ 初期電圧値
Ｖｏ 出力電圧
Ｖｏｎ ＯＮ時電圧

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】