特開 2024-2124 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】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2024002124

(43)【公開日】2024-01-11

(54)【発明の名称】内燃機関用点火装置

(51)【国際特許分類】

   F02P 15/08 20060101AFI20231228BHJP

   F02P 3/04 20060101ALI20231228BHJP

【ＦＩ】

F02P15/08 301D

F02P3/04 301B

【審査請求】未請求

【請求項の数】6

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2022101133

(22)【出願日】2022-06-23

(71)【出願人】

【識別番号】519048584

【氏名又は名称】株式会社セイブ・ザ・プラネット

(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

(72)【発明者】

【氏名】木村 裕幸

【テーマコード（参考）】

3G019

【Ｆターム（参考）】

3G019AA02

3G019BA01

3G019BB13

3G019KA15

(57)【要約】      （修正有）

【課題】より確実に燃料への着火を行うとともに、残留エネルギーを早期収束する技術を提供する。
【解決手段】この内燃機関用点火装置１は、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第１点火プラグ９１と、２次コイルＬ２の低圧側端子２２とグラウンドとの間に電気的に接続される第２点火プラグ９２とを有する。第１点火プラグ９１と第２点火プラグ９２とは、内燃機関の同一の燃焼室内に配置される。これにより、２つの点火プラグ９１，９２において放電が行われることにより、より確実に燃料への着火を行うことができる。また、第１点火プラグ９１の残留エネルギーと第２点火プラグ９２の残留エネルギーとが互いに打ち消し合うことにより、迅速に残留エネルギーを収束させることができる。
【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次コイルの高圧側端子とグラウンドとの間に電気的に接続される第１点火プラグと、
前記２次コイルの低圧側端子とグラウンドとの間に電気的に接続される第２点火プラグと、
を有し、
前記第１点火プラグと、前記第２点火プラグとは、内燃機関の同一の燃焼室内に配置される、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、
前記燃焼室内に導入される燃料ガスは、複数種類の燃料が混合された混合ガスである、内燃機関用点火装置。

【請求項3】

請求項２に記載の内燃機関用点火装置であって、
前記燃焼室内に導入される前記燃料ガスは、水素を含む、内燃機関用点火装置。

【請求項4】

請求項２または請求項３に記載の内燃機関用点火装置であって、
前記燃焼室内に導入される前記燃料ガスは、難燃性燃料を含む、内燃機関用点火装置。

【請求項5】

請求項４に記載の内燃機関用点火装置であって、
前記難燃性燃料はアンモニアである、内燃機関用点火装置。

【請求項6】

内燃機関用点火装置であって、
電磁結合された１次コイルと、２つの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、
一方の前記２次コイルの高圧側端子とグラウンドとの間に電気的に接続される第１点火プラグと、
一方の前記２次コイルの低圧側端子とグラウンドとの間に電気的に接続される第２点火プラグと、
他方の前記２次コイルの高圧側端子とグラウンドとの間に電気的に接続される第３点火プラグと、
他方の前記２次コイルの低圧側端子とグラウンドとの間に電気的に接続される第４点火プラグと、
を有し、
前記第１点火プラグと、前記第２点火プラグと、前記第３点火プラグと、前記第４点火プラグとは、内燃機関の同一の燃焼室内に配置される、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】

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装置については、例えば、特許文献１に記載されている。図４には、特許文献１に記載の内燃機関用点火装置と同様の、従来の内燃機関用点火装置１Ｘの簡易的な回路図が示されている。また、図５には、このような内燃機関用点火装置１Ｘの２次コイルの両端の電位差（２次電圧）の例が示されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【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】

【0005】

図４および図５に示すような従来の内燃機関用点火装置１Ｘでは、イグナイタＩｇをＯＮとして１次コイルＣｏ１に電源Ｂａから電圧を供給する（通電期間Ｔ１）。１次コイルＣｏ１に電圧を一定時間供給した後に、イグナイタＩｇをＯＦＦにする。すると、自己誘導作用によって、２次コイルＣｏ２に通電期間Ｔ１とは逆向きに高電圧が発生し、点火プラグＰｇにおいて放電が生じる（放電期間Ｔ２）。

【0006】

放電時に、点火プラグＰｇの周辺の容量成分に電荷が蓄積される。このため、図５に示すように、放電後の待機期間Ｔ３において、この残留エネルギーによって２次電圧の収束に時間がかかるという問題が生じる。

【0007】

また、近年、従来の燃料よりも燃焼しやすい水素や、従来の燃料より燃焼しづらいアンモニア等の難燃性燃料の使用が模索されている。着火しやすさや燃焼速度の異なる複数種類の燃料を混合して用いる場合にも、確実に着火させることができる技術が求められている。

【0008】

本発明の目的は、より確実に燃料への着火を行うとともに、残留エネルギーを早期収束す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】

【0009】

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次コイルの高圧側端子とグラウンドとの間に電気的に接続される第１点火プラグと、前記２次コイルの低圧側端子とグラウンドとの間に電気的に接続される第２点火プラグと、を有し、前記第１点火プラグと、前記第２点火プラグとは、内燃機関の同一の燃焼室内に配置される。

【0010】

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、前記燃焼室内に導入される燃料ガスは、複数種類の燃料が混合された混合ガスである。

【0011】

本願の第３発明は、第２発明の内燃機関用点火装置であって、前記燃焼室内に導入される前記燃料ガスは、水素を含む。

【0012】

本願の第４発明は、第２発明または第３発明の内燃機関用点火装置であって、前記燃焼室内に導入される前記燃料ガスは、難燃性燃料を含む。

【0013】

本願の第５発明は、第４発明の内燃機関用点火装置であって、前記難燃性燃料はアンモニアである。

【0014】

本願の第６発明は、内燃機関用点火装置であって、電磁結合された１次コイルと、２つの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、一方の前記２次コイルの高圧側端子とグラウンドとの間に電気的に接続される第１点火プラグと、一方の前記２次コイルの低圧側端子とグラウンドとの間に電気的に接続される第２点火プラグと、他方の前記２次コイルの高圧側端子とグラウンドとの間に電気的に接続される第３点火プラグと、他方の前記２次コイルの低圧側端子とグラウンドとの間に電気的に接続される第４点火プラグと、を有し、前記第１点火プラグと、前記第２点火プラグと、前記第３点火プラグと、前記第４点火プラグとは、内燃機関の同一の燃焼室内に配置される。

【発明の効果】

【0015】

本願の第１発明～第６発明によれば、確実に燃料への着火を行うとともに、残留エネルギーを早期収束することができる。

【0016】

本願の第２発明～第５発明によれば、燃料への着火をより確実に行う必要があるため、特に有用である。

【図面の簡単な説明】

【0017】

【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ける２次電圧波形の例を示した図である。

【図3】第２実施形態に係る内燃機関用点火装置の回路図である。

【図4】従来の内燃機関用点火装置の回路図である。

【図5】従来の内燃機関用点火装置における２次電圧波形の例を示した図である。

【発明を実施するための形態】

【0018】

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。

【0019】

＜１．第１実施形態＞
＜１－１．内燃機関用点火装置の構成＞
本発明の一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。なお、図１において、１次側の詳しい回路は省略している。

【0020】

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９１，９２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、第１点火プラグ９１と、第２点火プラグ９２とを有する。

【0021】

内燃機関用点火装置１が複数気筒の内燃エンジンに用いられる場合、通電制御部３０の後述するバッテリ３１およびＥＣＵ３２は複数の気筒に対して共通であってもよい。一方、トランス２０、通電制御部３０の後述するイグナイタ３３、第１点火プラグ９１および第２点火プラグ９２は、それぞれの気筒に対して備えられている。例えば、４気筒の内燃エンジンにおいて、１つのバッテリ３１および１つのＥＣＵ３２と、４組のトランス２０、イグナイタ３３、第１点火プラグ９１および第２点火プラグ９２が備えられる。

【0022】

本実施形態の内燃機関用点火装置１が用いられる内燃エンジンにおいて、各気筒の燃焼室内に導入される燃焼ガスは、複数種類の燃料が混合された混合ガスである。この混合ガスは、例えば、水素ガスと、難燃性燃料であるアンモニアとを含む。水素ガスは、ガソリン等の従来の燃料に比べて着火しやすく、燃焼速度が速い。一方、アンモニアガスは、ガソリン等の従来の燃料に比べて着火しにくく、燃焼速度が遅い。このように、着火しやすさや燃焼速度の異なる燃料が混合された燃焼ガスを用いる場合には、従来の点火装置よりもより確実に着火動作を行うことと、より迅速に点火プラグ周辺の残留エネルギーを収束させることが必要である。

【0023】

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。

【0024】

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、ＥＣＵ（Engine Control Unit）３２と、イグナイタ３３とを有する。

【0025】

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。本実施形態では、バッテリ３１は、トランス２０の１次コイルＬ１およびイグナイタ３３と、電気的に接続される。バッテリ３１は、トランス２０の１次コイルＬ１およびイグナイタ３３に、直流電圧を供給する。

【0026】

ＥＣＵ３２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既存のコンピュータである。ＥＣＵ３２は、イグナイタ３３に対して点火信号を出力し、イグナイタ３３のＯＮ／ＯＦＦ動作を制御する。

【0027】

イグナイタ３３は、１次コイルＬ１の通電を制御する。イグナイタ３３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３３は、ＥＣＵ３２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。

【0028】

第１点火プラグ９１および第２点火プラグ９２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。第１点火プラグ９１と、第２点火プラグ９２とは、プラグ仕様およびプラグギャップが同じである。第１点火プラグ９１および第２点火プラグ９２は、１つの燃焼室内に間隔を空けて配置される。

【0029】

第１点火プラグ９１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、第１点火プラグ９１の一端は、高圧側端子２１に接続され、第１点火プラグ９１の他端は、接地される。

【0030】

第２点火プラグ９２は、トランス２０の２次コイルＬ２の低圧側端子２２と、グラウンドとの間に電気的に接続される。すなわち、第２点火プラグ９２の一端は、低圧側端子２２に接続され、第２点火プラグ９２の他端は、接地される。

【0031】

ＥＣＵ３２からの点火信号に従って、イグナイタ３３がＯＮになると、１次コイルＬ１の両端に電圧がかかり、１次側の回路に電流が生じる。これにより、トランス２０内に磁束が形成される。その後、ＥＣＵ３２からの点火信号に従って、イグナイタ３３がＯＦＦになると、トランス２０内に形成された磁束による電磁誘導により、２次コイルＬ２の両端部に、バッテリ３１によって供給された電圧とは逆向きの高電圧が誘起される。これにより、低圧側端子２２に対して高圧側端子２１が大きくマイナス電位となる。

【0032】

その結果、第１点火プラグ９１と接続される高圧側端子２１が、絶対値の大きなマイナス電位となるとともに、第２点火プラグ９２と接続される低圧側端子２２が、絶対値の大きなプラス電位となる。このため、第１点火プラグ９１および第２点火プラグ９２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。

【0033】

＜１－２．内燃機関用点火装置における２次側電圧の変化＞
続いて、図２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２次側の電圧の変化について説明する。図２は、本実施形態の内燃機関用点火装置１における２次電圧波形の例を示した図である。具体的には、図２は、内燃機関用点火装置１についてのシミュレーション結果である。以下では、２次電圧として、２次コイルＬ２の高圧側端子２１における電圧を第１プラグ電圧Ｖ１、２次コイルＬ２の低圧側端子２２における電圧を第２プラグ電圧Ｖ２として説明する。

【0034】

内燃機関では、クランクシャフトの回転に合わせて吸気バルブ・排気バルブの開閉と、点火プラグの放電とを行うことにより、吸入・圧縮・燃焼・排気のサイクルを行う。内燃機関用点火装置１は、圧縮上死点付近で点火プラグを放電させることで、燃焼室内において圧縮された燃料ガスを燃焼させる。内燃機関用点火装置１は、点火プラグ９１，９２の放電を行うために、
通電期間Ｔ１：１次コイルＬ１の通電
放電期間Ｔ２：点火プラグ９１，９２における放電
待機期間Ｔ３：残留エネルギー回収
を、ピストンの動きに合わせて行う。

【0035】

ここで、まず、図４に示す従来の内燃機関用点火装置１Ｘにおける２次電圧Ｖｘの変化について、図５を参照しつつ説明する。内燃機関用点火装置１Ｘにおいて、点火プラグＰｇは、２次コイルＣｏ２の高圧側端子とグラウンドとの間に接続される。以下では、２次コイルＣｏ２の高圧側端子における電圧を２次電圧Ｖｘと称する。すなわち、２次電圧Ｖｘは、点火プラグＰｇの両端にかかる電圧となる。内燃機関用点火装置１の使用開始直後、すなわち、通電期間Ｔ１の前は、２次電圧Ｖｘは０［Ｖ］である。

【0036】

通電期間Ｔ１が開始され、１次コイルＣｏ１へ通電が開始されると、１次コイルＣｏ１に電圧が供給されるのに伴って２次コイルＣｏ２に電圧（ＯＮ時電圧）が生じる。１次コイルＣｏ１への通電が継続すると、トランス内の磁束の形成に伴って２次電圧Ｖｘは、ＯＮ時電圧から次第に小さくなる。

【0037】

通電期間Ｔ１が終了し、１次コイルＣｏ１への電力供給が遮断されると、２次コイルＣｏ２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Ｐｇに高電圧が印加され、点火プラグＰｇ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次電流（２次コイルＣｏ２および点火プラグＰｇを流れる電流）の絶対値が小さくなる。これにより、点火プラグＰｇにおける放電が終了する。

【0038】

放電期間Ｔ２において、点火プラグＰｇに電流が流れることにより、点火プラグＰｇ周辺の容量成分には、電荷が蓄積される。具体的には、点火プラグＰｇの接地側には正の電荷、２次コイルＣｏ２側には負の電荷が蓄積される。

【0039】

このため、待機期間Ｔ３では、点火プラグＰｇ周辺の寄生容量に蓄積された残留エネルギーにより、しばらく、２次電圧Ｖｘはマイナス電位となる。２次電圧Ｖｘは、残留エネルギーの収束に伴って、０［Ｖ］へと収束する。

【0040】

続いて、本実施形態の内燃機関用点火装置１における第１プラグ電圧Ｖ１および第２プラグ電圧Ｖ２の変化に空いて、図２を参照しつつ説明する。

【0041】

まず、内燃機関用点火装置１の使用開始直後、すなわち、通電期間Ｔ１の前には、２次コイルＬ２、第１点火プラグ９１および第２点火プラグ９２のいずれにも電荷の蓄積はなく、これらの全ての回路内の電位は０［Ｖ］である。すなわち、第１プラグ電圧Ｖ１および第２プラグ電圧Ｖ２も０［Ｖ］である。

【0042】

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の両端に電位差が生じる。ここで、通電開始直後に２次コイルＬ２に発生する電圧を２＊Ｖｏｎ［Ｖ］とすると、第１点火プラグ９１の他端と、第２点火プラグ９２の他端とが接地されており０［Ｖ］であるため、第１プラグ電圧Ｖ１がＶｏｎ［Ｖ］となるとともに、第２プラグ電圧Ｖ２が－Ｖｏｎ［Ｖ］となる。このように、通電期間Ｔ１の始めに、生じる電圧をＯＮ時電圧と称する。

【0043】

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次コイルＬ２の両端の電位差が、２＊Ｖｏｎ［Ｖ］から次第に小さくなる。これに従って、第１プラグ電圧Ｖ１と第２プラグ電圧Ｖ２の絶対値もＶｏｎ［Ｖ］から次第に小さくなる。

【0044】

通電期間Ｔ１が終了し、１次コイルＬ１への電力供給が遮断されると、２次コイルＬ２には、ＯＮ時電圧と逆向きの高電圧が発生する。これにより、第１点火プラグ９１に高電圧のマイナス電圧が印加され、第１点火プラグ９１のギャップにおいて放電が生じる。また、第２点火プラグ９２に高電圧のプラス電圧が印加され、第２点火プラグ９２のギャップにおいて放電が生じる（放電期間Ｔ２）。

【0045】

ここで、放電期間Ｔ２における２次コイルＬ２に生じる最大の電圧の値を－２＊Ｖｄ［Ｖ］とする。したがって、第１プラグ電圧Ｖ１が－Ｖｄ［Ｖ］、第２プラグ電圧Ｖ２がＶｄ［Ｖ］となる。

【0046】

放電期間Ｔ２において、第１点火プラグ９１および第２点火プラグ９２に電流が流れることにより、第１点火プラグ９１周辺の容量成分および第２点火プラグ９２周辺の容量成分には、電荷が蓄積される。具体的には、第１点火プラグ９１の他端側（接地側）には正の電荷、一端側（高圧側端子２１側）には負の電荷が蓄積される。一方、第２点火プラグ９２の他端側（接地側）には負の電荷、一端側（低圧側端子２２側）には正の電荷が蓄積される。

【0047】

放電期間Ｔ２が終了して待機期間Ｔ３となると、第１点火プラグ９１周辺の容量成分に蓄積された電荷と、第２点火プラグ９２周辺の容量成分に蓄積された電荷とが互いに打ち消し合うように、電荷が移動する。これにより、第１点火プラグ９１周辺の寄生容量に蓄積された残留エネルギーと、第２点火プラグ９２周辺の寄生容量に蓄積された残留エネルギーとがいずれも発散される。

【0048】

ここで、上述の通り、第１点火プラグ９１と、第２点火プラグ９２とは、プラグ仕様およびプラグギャップが同じである。このため、第１点火プラグ９１周辺の寄生容量に蓄積された残留エネルギーと、第２点火プラグ９２周辺の寄生容量に蓄積された残留エネルギーとは、ほぼ同等である。このため、双方の残留エネルギーがバランス良く相殺される。

【0049】

なお、第１点火プラグ９１周辺の寄生容量と、第２点火プラグ９２周辺の寄生容量との間で電荷の移動があることにより、一時的に２次コイルＬ２に電流が流れ、第１プラグ電圧Ｖ１および第２プラグ電圧Ｖ２が一時的に振動する。

【0050】

このような電荷の移動により、第１点火プラグ９１周辺の寄生容量に蓄積された残留エネルギーと、第２点火プラグ９２周辺の寄生容量に蓄積された残留エネルギーとは、いずれも、放電期間Ｔ２の終了後すぐに、大部分が解消されて、僅かとなる。そして、残った残留エネルギーによって第１プラグ電圧Ｖ１は、比較的小さなマイナス電位となり、第２プラグ電圧Ｖ２は、比較的小さなプラス電位となる。その後、第１プラグ電圧Ｖ１および第２プラグ電圧Ｖ２はともに０［Ｖ］へと収束する。

【0051】

図４および図５に示す従来の内燃機関用点火装置１Ｘのように、点火プラグを１つだけ有する場合には、待機期間Ｔ３においても、残留エネルギーが大きく残る。これに対して、本実施形態の内燃機関用点火装置１では、１つの２次コイルＬ２に２つの点火プラグ９１，９２が接続されることにより、迅速に残留エネルギーを収束させることができる。

【0052】

なお、従来、本実施形態の内燃機関用点火装置１と同等の回路構成を有するＤ－ＤＬＩ（Distributor Less Ignition with Double ended coil）システムが知られている。Ｄ－ＤＬＩシステムでは、第１点火プラグ９１と、第２点火プラグ９２とが、半周期異なる２つの気筒のそれぞれの燃焼室内に配置される。すなわち、第２点火プラグ９２は、第１点火プラグ９１の配置された気筒の裏気筒に配置される。

【0053】

このため、第１点火プラグ９１において圧縮上死点付近で放電を行おうとすると、第２点火プラグ９２は排気上死点付近で放電が行われる。このとき、圧縮上死点付近では、燃焼室内の圧力が高く、第１点火プラグ９１が放電するための要求電圧も大きく、放電後の残留エネルギーも大きい。一方、排気上死点付近では、燃焼室内の圧力が低く、第２点火プラグ９２が放電するための要求電圧も大きく、放電後の残留エネルギーは小さい。

【0054】

したがって、放電後に、第１点火プラグ９１周辺の寄生容量と、第２点火プラグ９２周辺の寄生容量との間で残留エネルギーが相殺されたとしても、第１点火プラグ９１周辺の残留エネルギーはある程度残留するという問題がある。

【0055】

これに対して、本実施形態の内燃機関用点火装置１では、１つの２次コイルＬ２に２つの点火プラグ９１，９２が接続されることにより、迅速に残留エネルギーを収束させることができる。

【0056】

また、本実施形態の内燃機関用点火装置１では、第１点火プラグ９１と第２点火プラグ９２との双方が同じ燃焼室内に配置されている。このため、燃焼室内において、同じタイミングで、２箇所で同時に放電が生じる。このため、着火しやすさや燃焼速度の異なる複数種類の燃料を混合して用いる場合にも、より確実に着火することができる。したがって、従来の燃料よりも燃焼しやすい水素や、従来の燃料より燃焼しづらいアンモニア等の難燃性燃料を含む混合燃料を用いることができる。

【0057】

＜２．第２実施形態＞
続いて、本発明の第２実施形態となる内燃機関用点火装置１Ａの構成について、図面を参照しつつ説明する。図３は、第２実施形態に係る内燃機関用点火装置１Ａの回路図である。

【0058】

図３に示すように、内燃機関用点火装置１Ａは、トランス２０Ａと、通電制御部３０Ａと、第１点火プラグ９１Ａと、第２点火プラグ９２Ａと、第３点火プラグ９３Ａと、第４点火プラグ９４Ａとを有する。通電制御部３０Ａは、第１実施携帯にかかる通電制御部３０と同等であるため、説明を省略する。

【0059】

トランス２０Ａは、電磁結合された１次コイルＬ１Ａと、第一２次コイルＬ２Ａと、第二２次コイルＬ３Ａとを有する。第一２次コイルＬ２Ａと、第二２次コイルＬ３Ａとはいずれも、１次コイルＬ１Ａよりも巻き数が大きい。第一２次コイルＬ２Ａは、その両端部に、第一高圧側端子２１Ａと、第一低圧側端子２２Ａとを有する。第二２次コイルＬ３Ａは、その両端部に、第二高圧側端子２３Ａと、第二低圧側端子２４Ａとを有する。

【0060】

第１点火プラグ９１Ａ、第２点火プラグ９２Ａ、第３点火プラグ９３Ａおよび第４点火プラグ９４Ａ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。第１点火プラグ９１Ａと、第２点火プラグ９２Ａとは、プラグ仕様およびプラグギャップが同じである。また、第３点火プラグ９３Ａと、第４点かプラグ９４Ａとは、プラグ仕様およびプラグギャップが同じである。第１点火プラグ９１Ａ、第２点火プラグ９２Ａ、第３点火プラグ９３Ａおよび第４点火プラグ９４Ａは、１つの燃焼室内に間隔を空けて配置される。

【0061】

第１点火プラグ９１Ａは、トランス２０Ａの第一２次コイルＬ２Ａの第一高圧側端子２１Ａと、グラウンドとの間に電気的に接続される。すなわち、第１点火プラグ９１Ａの一端は、第一高圧側端子２１Ａに接続され、第１点火プラグ９１Ａの他端は、接地される。

【0062】

第２点火プラグ９２Ａは、トランス２０Ａの第一２次コイルＬ２Ａの第一低圧側端子２２Ａと、グラウンドとの間に電気的に接続される。すなわち、第２点火プラグ９２Ａの一端は、第一低圧側端子２２Ａに接続され、第２点火プラグ９２Ａの他端は、接地される。

【0063】

第３点火プラグ９３Ａは、トランス２０Ａの第二２次コイルＬ３Ａの第二高圧側端子２３Ａと、グラウンドとの間に電気的に接続される。すなわち、第３点火プラグ９３Ａの一端は、第二高圧側端子２３Ａに接続され、第３点火プラグ９３Ａの他端は、接地される。

【0064】

第４点火プラグ９４Ａは、トランス２０Ａの第二２次コイルＬ３Ａの第二低圧側端子２４Ａと、グラウンドとの間に電気的に接続される。すなわち、第４点火プラグ９４Ａの一端は、第二低圧側端子２４Ａに接続され、第４点火プラグ９４Ａの他端は、接地される。

【0065】

ＥＣＵ３２からの点火信号に従って、イグナイタ３３がＯＮになると、１次コイルＬ１Ａの両端に電圧がかかり、１次側の回路に電流が生じる。これにより、トランス２０Ａ内に磁束が形成される。その後、ＥＣＵ３２からの点火信号に従って、イグナイタ３３がＯＦＦになると、トランス２０Ａ内に形成された磁束による電磁誘導により、第一２次コイルＬ２Ａおよび第二２次コイルＬ３Ａの両端部に、バッテリ３１によって供給された電圧とは逆向きの高電圧が誘起される。これにより、第一低圧側端子２２Ａに対して第一高圧側端子２１Ａが大きくマイナス電位となるとともに、第二低圧側端子３５Ａに対して第二高圧側端子２３Ａが大きくマイナス電位となる。

【0066】

その結果、第１点火プラグ９１Ａと接続される第一高圧側端子２１Ａが、絶対値の大きなマイナス電位となるとともに、第２点火プラグ９２Ａと接続される第一低圧側端子２２Ａが、絶対値の大きなプラス電位となる。このため、第１点火プラグ９１Ａおよび第２点火プラグ９２Ａ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。

【0067】

同時に、第３点火プラグ９３Ａと接続される第二高圧側端子２３Ａが、絶対値の大きなマイナス電位となるとともに、第４点火プラグ９４Ａと接続される第二低圧側端子２４Ａが、絶対値の大きなプラス電位となる。このため、第３点火プラグ９３Ａおよび第４点火プラグ９４Ａ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。

【0068】

このような内燃機関用点火装置１Ａにおいて、放電期間Ｔ２が終了して待機期間Ｔ３となると、第１点火プラグ９１Ａ周辺の容量成分に蓄積された電荷と、第２点火プラグ９２Ａ周辺の容量成分に蓄積された電荷とが互いに打ち消し合うように、電荷が移動する。これにより、第１点火プラグ９１Ａ周辺の寄生容量に蓄積された残留エネルギーと、第２点火プラグ９２Ａ周辺の寄生容量に蓄積された残留エネルギーとがいずれも発散される。

【0069】

また、放電期間Ｔ２が終了して待機期間Ｔ３となると、第３点火プラグ９３Ａ周辺の容量成分に蓄積された電荷と、第４点火プラグ９４Ａ周辺の容量成分に蓄積された電荷とが互いに打ち消し合うように、電荷が移動する。これにより、第３点火プラグ９３Ａ周辺の寄生容量に蓄積された残留エネルギーと、第４点火プラグ９４Ａ周辺の寄生容量に蓄積された残留エネルギーとがいずれも発散される。

【0070】

ここで、上述の通り、第１点火プラグ９１Ａと、第２点火プラグ９２Ａとは、プラグ仕様およびプラグギャップが同じである。このため、第１点火プラグ９１Ａ周辺の寄生容量に蓄積された残留エネルギーと、第２点火プラグ９２Ａ周辺の寄生容量に蓄積された残留エネルギーとは、ほぼ同等である。このため、双方の残留エネルギーがバランス良く相殺される。

【0071】

また、第３点火プラグ９３Ａと、第４点火プラグ９４Ａとは、プラグ仕様およびプラグギャップが同じである。このため、第３点火プラグ９３Ａ周辺の寄生容量に蓄積された残留エネルギーと、第４点火プラグ９４Ａ周辺の寄生容量に蓄積された残留エネルギーとは、ほぼ同等である。このため、双方の残留エネルギーがバランス良く相殺される。

【0072】

このような電荷の移動により、４つの点火プラグ９１Ａ，９２Ａ，９３Ａ，９４Ａのそれぞれの周辺の寄生容量に蓄積された残留エネルギーは、いずれも、放電期間Ｔ２の終了後すぐに、大部分が解消されて、僅かとなる。すなわち、本実施形態の内燃機関用点火装置１では、２つの点火プラグ９１Ａ，９２Ａが１つの第一２次コイルＬ２Ａに接続されるとともに、２つの点火プラグ９３Ａ，９４Ａが１つの第二２次コイルＬ３Ａに接続されることにより、いずれの点火プラグ９１Ａ，９２Ａ，９３Ａ，９４Ａについても、迅速に残留エネルギーを収束させることができる。

【0073】

本実施形態の内燃機関用点火装置１Ａでは、第１実施形態の内燃機関用点火装置１に比べて、さらに多数の点火プラグ９１Ａ，９２Ａ，９３Ａ，９４Ａが同じ燃焼室内に配置されている。これにより、放電箇所、すなわち、発熱箇所の数が多くなる。

【0074】

その結果、燃焼室内においてさらに着火しやすい。このため、着火しやすさや燃焼速度の異なる複数種類の燃料を混合して用いる場合にも、さらに確実に着火することができる。したがって、従来の燃料よりも燃焼しやすい水素や、従来の燃料より燃焼しづらいアンモニア等の難燃性燃料を含む混合燃料を用いることができる。特に、混合燃料の場合に、燃焼室内の場所によって混合比に偏りがある場合でも、確実に着火することができる。 また、発熱箇所が多くなることにより、燃焼室内における燃焼速度を早めることができる。

【0075】

＜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。

【0076】

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。

【0077】

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】

【0078】

１，１Ａ 内燃機関用点火装置
２０，２０Ａ トランス
２１ 高圧側端子
２２ 低圧側端子
２１Ａ 第一高圧側端子
２２Ａ 第一低圧側端子
２３Ａ 第二高圧側端子
２４Ａ 第二低圧側端子
３０ 通電制御部
９１，９１Ａ 第１点火プラグ
９２，９２Ａ 第２点火プラグ
９３Ａ 第３点火プラグ
９４Ａ 第４点火プラグ
Ｌ１，Ｌ１Ａ １次コイル
Ｌ２ ２次コイル
Ｌ２Ａ 第一２次コイル
Ｌ３Ａ 第二２次コイル

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】