(57)【要約】【課題】混合気への着火の安定性が向上された、低温プラズマ放電を利用する内燃機関用の点火装置を提供すること。【解決手段】  点火装置１は、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とともに、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。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
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、
を備える内燃機関用の点火装置。
【請求項２】
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。
【請求項３】
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。
【請求項４】
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。
【請求項５】
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。
【請求項６】
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。
【請求項７】
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。
【請求項８】
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。
【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】
内燃機関用の点火装置として、点火に先立って高周波電圧を点火プラグに印加して発生された低温プラズマ放電を利用して燃料ガスと空気との混合気に点火するものがある。例えば、特許文献１には、予混合圧縮着火式の内燃機関において、点火時期前において、アーク放電に移行せずに低温プラズマ放電が維持されるように高周波電圧を印加する構成が開示されている。これにより、燃焼速度を内燃機関の運転条件に合わせて制御しやすくしている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０００７−３０９１６０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、低温プラズマ放電の態様は内燃機関における筒内圧力に応じて変化するが、特許文献１に開示の構成では筒内圧力の変化を考慮していないため、筒内圧力が時々刻々と変化する圧縮工程において低温プラズマ放電を維持するには十分ではない。さらに、特許文献１に開示の構成では、アーク放電に移行しないように制御しているため、混合気への着火の安定性が低くなっている。特に、Ａ／Ｆ（空燃比）を上昇させたりＥＧＲ（排気再循環）濃度を高めたりしたリーン環境下における希薄燃焼では、着火の安定性の低下が顕著となる。
【０００５】
本発明は、かかる背景に鑑みてなされたもので、混合気への着火の安定性が向上された、低温プラズマ放電を利用す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】
【０００６】
本発明の一態様は、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、
を備える内燃機関用の点火装置にある。
【発明の効果】
【０００７】
上記内燃機関用の点火装置においては、出力制御部は筒内圧力取得部が取得した筒内圧力に基づいて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ように電源部の出力を制御する。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。
【０００８】
以上のごとく、本発明によれば、低温プラズマ放電を利用する内燃機関用の点火装置であって、混合気への着火の安定性が高い内燃機関用の点火装置を提供することができる。
【０００９】
なお、特許請求の範囲及び課題を解決する手段に記載した括弧内の符号は、後述する実施形態に記載の具体的手段との対応関係を示すものであり、本発明の技術的範囲を限定するものではない。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】実施形態１における、内燃機関用の点火装置の構成を示す概念図。
【図２】実施形態１における、点火プラグの断面模式図。
【図３】実施形態１における、筒内圧力と移行電圧との関係を示す概念図。
【図４】実施形態１における、内燃機関用の点火装置の制御態様を示すフロー図。
【図５】図５（ａ）は実施形態１における筒内圧力の変化を示す概念図、図５（ｂ）は実施形態１における印加電圧の変化を示す概念図。
【図６】図６（ａ）は実施形態１における筒内圧力の変化を示す他の概念図、図６（ｂ）は実施形態１における印加電圧の変化を示す他の概念図。
【図７】図７（ａ）は変形形態１における筒内圧力の変化を示す概念図、図７（ｂ）は印加電圧の変化を示す他の概念図。
【図８】変形形態２における、内燃機関用の点火装置の構成を示す概念図。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
（実施形態１）
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。
【００１２】
以下、本実施形態の内燃機関用の点火装置１について、詳述する。
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。
【００１３】
点火プラグ２０に高周波電圧を印加すると低温プラズマ放電が発生する。そして、印加電圧値を徐々に上昇させると、所定の電力値においてアーク放電に移行する。アーク放電に移行する電力値、すなわち低温プラズマ放電を発生させる高周波電圧の上限電圧値を移行電圧という。移行電圧は筒内圧力に応じて変化するものであって、例えば、図３に示すように、筒内圧力が高いほど移行電圧も高くなる。従って、印加する高周波電圧の電圧値を上昇させると、筒内圧力が低い場合は筒内圧力が高い場合に比べて、より早期に移行電圧に到達してアーク放電に移行することとなる。
【００１４】
図１に示すように、シリンダ１０１にはシリンダ１０１内の燃焼室１０２の圧力である筒内圧力を取得する筒内圧力取得部３０が設けられている。本実施形態では、筒内圧力取得部３０は燃焼室１０２の圧力を検出する圧力センサからなる。筒内圧力取得部３０が取得した圧力値は出力制御部４０に入力されるように構成されている。また、内燃機関１００には、クランク角を取得する回転角取得部６０が備えられている。本実施形態では、回転角取得部６０はクランク角を検出する回転角センサからなる。
【００１５】
電源部１０は、高周波電圧を出力するように構成されている。電源部１０は、図１に示すように、発振器１１、増幅器１２を備える。発振器１１は周波数制御器１３を有している。増幅器１２は発振器１１の出力電圧値を所定の電圧値まで増幅するように構成されている。周波数制御器１３は、後述する出力制御部４０により設定された周波数となるように発振器１１の出力周波数を変更するように構成されている。
【００１６】
本実施形態では、点火装置１は、電源部１０から出力された高周波電圧の電圧値を取得する電圧値取得部５０を有する。電圧値取得部５０は電圧センサからなり、高周波電圧の電圧値を検出して、検出結果を出力制御部４０に入力するように構成されている。
【００１７】
出力制御部４０は、電源部１０の出力を制御するように構成されている。本実施形態では、出力制御部４０は、継続期間設定部４１、関係情報記憶部４２、移行電圧算出部４３、電圧値比較部４４及び電圧制御部４５を備える。
【００１８】
継続期間設定部４１は、内燃機関１００の運転条件に応じて必要とされる低温プラズマ量に応じて、低温プラズマ継続期間Ｓを設定する。低温プラズマ継続期間Ｓは、図５（ｂ）、図６（ｂ）に示すように、移行電圧未満の高周波電圧が点火プラグ２０に印加された時間である電圧印加期間Ｐの積算時間である低温プラズマ放電積算時間と、印加中断期間Ｒとを合わせたものである。低温プラズマ放電積算時間は、例えば、Ａ／ＦやＥＧＲ濃度などのシリンダ１０１内の混合気体状態に基づいて設定することができる。例えば、シリンダ１０１内の混合気体状態が燃焼しにくい状態である場合には、低温プラズマ放電時間をより長く設定することができる。低温プラズマ放電積算時間は最大で吸気行程の始期から点火時期までの時間とすることができる。印加中断期間Ｒは、直前の電圧印加期間Ｐに次回の電圧印加期間Ｐが連続して点火プラグ２０への印加電圧が後述する移行電圧を超えることを防止するために、直前の電圧印加期間Ｐと次回の電圧印加期間Ｐとが所定の間隔をおいて到来するように設定することができる。
【００１９】
関係情報記憶部４２は書き換え不能な不揮発性メモリからなり、筒内圧力と移行電圧との関係情報が予め記憶されている。当該関係情報は、実測値を基に作成した筒内圧力と移行電圧との関係を示す関係式やマップの形態としたり、これらから導き出した近似式の形態としたり、理論モデルから導き出した理論式の形態としたりすることができる。
【００２０】
移行電圧算出部４３は、筒内圧力取得部３０により取得された筒内圧力と関係情報記憶部４２に記憶された上記関係情報から比較対象となる移行電圧を算出する。
【００２１】
電圧値比較部４４は、移行電圧算出部４３により算出された移行電圧と、電圧値取得部５０により取得された高周波電圧の電圧値とを比較する。
【００２２】
電圧制御部４５は、電圧値比較部４４の比較結果に基づいて、電源部１０が出力する高周波電圧の電圧値を変更または維持し、あるいは電源部１０の出力を停止する。電圧制御部４５は、電源部１０における発振器１１の出力電圧である一次電圧を制御するようにしてもよいし、増幅器１２における出力電圧である二次電圧を制御するようにしてもよい。
【００２３】
次に、本実施形態の内燃機関用の点火装置１における制御態様を図４に示すフロー図を用いて説明する。
【００２４】
図４に示すように、まず、ステップＳ１において、出力制御部４０により、内燃機関の運転条件を取得し、活性種としての低温プラズマが必要であるか否かを判定する。ステップＳ１において低温プラズマが必要でないと判定された場合は、ステップＳ１のＮｏに進み、この制御を終了する。ステップＳ１において、低温プラズマであると判定された場合は、ステップＳ１のＹｅｓに進む。そして、ステップＳ２において、継続期間設定部４１により、内燃機関１００の運転条件に基づいて、図５（ｂ）及び図６（ｂ）に示す電圧印加期間Ｐの積算時間である低温プラズマ放電時間を算出し、図５（ｂ）及び図６（ｂ）に示す低温プラズマ継続期間Ｓの継続時間を設定する。
【００２５】
その後、ステップＳ３において、筒内圧力取得部３０によりシリンダ１０１における筒内圧力を取得する。なお、筒内圧力取得部３０による筒内圧力の取得は常時行うこととしてもよい。
【００２６】
そして、ステップＳ４に進み、移行電圧算出部４３により、移行電圧の算出を行う。移行電圧の算出は、筒内圧力取得部３０により取得された筒内圧力と、関係情報記憶部４２に予め記憶された筒内圧力と移行電圧との関係を示す関係情報とに基づいて算出する。内燃機関１００の点火サイクルにおける吸気行程では、図５（ａ）に示すように、シリンダ１０１の筒内圧力の変化量が小さいため、移行電圧の変化量も小さく、一定に近い状態となっている。一方、圧縮工程では、図６（ａ）に示すように、シリンダ１０１の筒内圧力は徐々に上昇しており、これに伴って移行電圧も徐々に上昇することとなる。
【００２７】
その後、図４に示すステップＳ５に進み、電源部１０から高周波電圧を出力して、点火プラグ２０に高周波電圧を印加する。次いで、ステップＳ６において、低温プラズマ放電の維持を行う。ステップＳ６では、まず、電圧値取得部５０により、電源部１０が出力している高周波電圧の電圧値を取得する。そして、図５（ｂ）及び図６（ｂ）に示すように、電圧制御部４５により、電源部１０から出力される高周波電圧の電圧値を上昇させて、電圧値比較部４４において、電圧値取得部５０が取得した電圧値と、電圧基準値とを比較する。本実施形態では、移行電圧算出部４３により算出された移行電圧を電圧基準値とする。
【００２８】
電圧値比較部４４の比較結果が、電圧値取得部５０が取得した電圧値が移行電圧よりも低い場合は、電圧制御部４５により、電源部１０から出力される高周波電圧の電圧値を上昇させて、再度電圧値比較部４４による上記比較を実行する。これにより、電圧値比較部４４の比較結果が電源部１０から出力された高周波電圧の電圧値が電圧基準値である移行電圧よりも低いことを示すとき、高周波電圧の電圧値が電圧基準値に近づくように電源部１０の出力を制御することとなる。
【００２９】
一方、電圧値比較部４４の比較結果が、電圧値取得部５０が取得した電圧値が移行電圧に到達する直前の値であることを示す場合は、電圧制御部４５により、電源部１０の出力を所定の期間である印加中断期間Ｒにおいて中断させる。印加中断期間Ｒが終了すると電圧制御部４５により再度電源部１０から高周波電圧を出力させて点火プラグ２０に印加し、当該高周波電圧の電圧値を上昇させて、再度電圧値比較部４４による上記比較を実行する。
【００３０】
以上のようにステップＳ６では、図５（ｂ）及び図６（ｂ）に示すように、電圧印加期間Ｐにおいて点火プラグ２０に高周波電圧が印加された後、印加中断期間Ｒにおいて印加が中断される。そして、電圧印加期間Ｐと印加中断期間Ｒとを交互に繰り返される。これにより、低温プラズマ継続期間Ｓにおいて、低温プラズマ放電がアーク放電に移行せずに維持される。
【００３１】
例えば、吸気行程では、図５（ｂ）に示すように、移行電圧も一定に近い状態となっているため、低温プラズマ継続期間Ｓにおいて、電圧印加期間Ｐ及び印加中断期間Ｒは所定の長さのまま繰り返され、低温プラズマ放電がアーク放電に移行しないように維持されている。一方、圧縮行程では、図６（ｂ）に示すように、上述の通り、移行電圧は徐々に上昇するため、電圧印加期間Ｐは筒内圧力が高まるにつれて長くなっている。なお、印加中断期間Ｒは所定の長さのまま維持されている。
【００３２】
次に、図４に示すように、ステップＳ７において、出力制御部４０により、低温プラズマ継続期間Ｓが終了したか否か判定する。低温プラズマ継続期間Ｓが終了していないと判定された場合は、ステップＳ７のＮｏに進み、再度ステップＳ６を実施する。一方、低温プラズマ継続期間Ｓが終了していると判定された場合は、ステップＳ７のＹｅｓに進み、ステップＳ８において、点火時期に到達したか否かを判定する。ステップＳ８では、回転角取得部６０により取得されたクラン角度に基づいて点火時期の判定を行う。ステップＳ８において、点火時期に到達していないと判定された場合は、再度ステップＳ８を実施する。
【００３３】
一方、ステップＳ８において、点火時期に到達していると判定された場合は、ステップＳ８のＹｅｓに進み、ステップＳ９において、アーク放電への移行を行う。本実施形態では、低温プラズマ継続期間Ｓの終了時を点火時期と一致させている。そのため、点火時期まで低温プラズマ放電を継続した後、当該点火時期にアーク放電を発生させるようにしている。ステップＳ９では、図６（ｂ）において、アーク放電期間Ｑにおいて、電圧制御部４５が電源部１０から出力される高周波電圧の電圧値を、移行電圧以上に上昇させてこの制御を終了する。本実施形態では、低温プラズマ継続期間Ｓに連続してアーク放電期間Ｑを到来させるようにしている。
【００３４】
以下に、本実施形態の内燃機関用の点火装置１の作用効果について詳述する。
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。
【００３５】
また、本実施形態では、出力制御部４０は、電源部１０の出力を中断する印加中断期間Ｒを設けることにより、低温プラズマ放電の発生を所定期間である低温プラズマ継続期間Ｓの間、継続するように電源部１０の出力を制御する。これにより、低温プラズマ継続期間Ｓにおいて、アーク放電に移行することなく低温プラズマを断続的に発生させることができる。
【００３６】
また、本実施形態では、出力制御部４０は、電源部１０の出力の中断を解除して該出力を継続することにより、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、低温プラズマ継続期間Ｓの終了後、即座にアーク放電に移行させることができる。
【００３７】
また、本実施形態では、出力制御部４０は、低温プラズマ放電を所定期間である低温プラズマ継続期間Ｓの間、継続して発生させた後、低温プラズマ継続期間Ｓに連続してアーク放電を発生させるための高周波電圧の印加を行うように電源部１０の出力を制御する。これにより、低温プラズマ継続期間Ｓに発生させた活性種としての低温プラズマを使用してアーク放電による着火性をより安定化させることができる。
【００３８】
また、本実施形態では、出力制御部４０は、点火時期まで点火プラグ２０に低温プラズマ放電を継続して発生させた後、点火時期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、低温プラズマ継続期間Ｓに発生させた活性種としての低温プラズマをより有効に活用してアーク放電による着火性を一層安定化させることができる。
【００３９】
また、本実施形態では、出力制御部４０は、電源部１０から出力された高周波電圧の電圧値と、筒内圧力に応じて予め設定された電圧基準値である移行電圧とを比較する電圧値比較部４４を備え、電圧値比較部４４の比較結果に基づいて、電源部１０の出力を制御する。これにより、圧縮行程のように筒内圧力が刻々と変化する場合でも、低温プラズマ継続期間Ｓにおいて確実にアーク放電に移行しないようにすることができる。
【００４０】
また、本実施形態では、出力制御部４０は、電圧値比較部４４の比較結果が電源部１０から出力された高周波電圧の電圧値が電圧基準値である移行電圧よりも低いことを示すとき、高周波電圧の電圧値が上記電圧基準値に近づくように電源部１０の出力を制御する。これにより、低温プラズマ継続期間Ｓにおいて、電源部１０から出力される高周波電圧の電圧値を、移行電圧未満でできるだけ大きくすることができる。その結果、低温プラズマ継続期間Ｓにおける低温プラズマの発生量をより多くすることができ、混合気への着火の安定性を一層向上することができる。
【００４１】
なお、本実施形態では、上記電圧基準値として移行電圧を採用したが、これに替えて、移行電圧よりも低い所定の電圧値を電圧基準値としてもよい。この場合は、筒内圧力取得部３０や電圧値取得部５０における検出誤差が大きい場合でも低温プラズマ継続期間Ｓを維持することができ、混合気への着火の安定性が向上できる。
【００４２】
なお、本実施形態では、図４に示すように、低温プラズマ継続期間Ｓが終了した後に点火時期に到達することとしたが、これに替えて、低温プラズマ継続期間Ｓの進行中に点火時期に到達したときには、ステップＳ７の前にステップＳ８及びステップＳ９を実施して、低温プラズマ継続期間Ｓの終了を待たずに、アーク放電への移行を行うようにすることができる。
【００４３】
以上のごとく、本実施形態によれば、混合気への着火の安定性が向上された、低温プラズマ放電を利用する内燃機関用の点火装置１を提供することができる。
【００４４】
本実施形態では、上記ステップＳ６における低温プラズマ放電の維持のために、図５（ｂ）及び図６（ｂ）に示すように、低温プラズマ継続期間Ｓにおいて印加中断期間Ｒを設けることとしたが、これに替えて、図７（ａ）及び図７（ｂ）に示すように、印加中断期間Ｒを設けずに、低温プラズマ継続期間Ｓにおいて電源部１０から出力される高周波電圧の電圧値が移行電圧を超えないように、電圧制御部４５により電源部１０の出力を制御してもよい。この場合は、図４に示すステップＳ６において、電圧値比較部４４の比較結果が、電圧値取得部５０が取得した電圧値が移行電圧に到達する直前の値であることを示す場合は、電圧制御部４５により、電源部１０から出力される高周波電圧の電圧値を維持させて、移行電圧を超えないように制御する。そして、点火時期に到達した場合は、ステップＳ９において、電圧制御部４５により電源部１０から出力される高周波電圧の電圧値を上昇させることにより、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。
【００４５】
変形形態１においても実施形態１の場合と同等の作用効果を奏する。そして、変形形態１では、電源部１０から出力される高周波電圧の電圧値を上昇させることにより、アーク放電を発生させるように電源部１０の出力を制御するため、実施形態１と同様に、低温プラズマ継続期間Ｓの終了後、即座にアーク放電に移行させることができる。
【００４６】
なお、本実施形態では、出力制御部４０に備えられた電圧制御部４５により電源部１０における一次電圧及び二次電圧の少なくとも一方を直接制御するようにしたが、これに替えて、以下の変形形態２のようにしてもよい。図８に示すように、変形形態２では、出力制御部４０は、図１における電圧制御部４５に加えて、周波数制御部４６を備えており、その他の構成は実施形態１の同様である。
【００４７】
周波数制御部４６は、電圧値比較部４４の比較結果に基づいて、電源部１０が出力する高周波電圧の周波数を変更または維持する。そして、変形形態２では、図４に示すステップＳ６において、電源部１０から出力される高周波電圧の周波数を変更することにより、低温プラズマ放電の発生を所定期間継続するように電源部１０の出力を制御する。具体的には、ステップＳ６において、電圧値比較部４４の比較結果が、電圧値取得部５０が取得した電圧値が移行電圧に到達する直前の値であることを示す場合は、周波数制御部４６により、電源部１０から出力される高周波電圧の周波数を点火装置１の共振周波数よりも大きく又は小さくして共振周波数から離れた値にする。これにより、電源部１０から出力される高周波電圧の電圧値が上昇しないようにする。これにより、図７（ａ）及び図７（ｂ）に示す変形形態１の場合と同様に、電源部１０から出力される高周波電圧の電圧値を維持させて、移行電圧を超えないように制御する。
【００４８】
そして、点火時期に到達した場合は、ステップＳ９において、周波数制御部４６により、電源部１０が出力する高周波電圧の周波数を点火装置１の共振周波数に近づけることにより、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。高周波電圧の周波数を点火装置１の共振周波数に近づけると、電源部１０において共振が増加して高周波電圧の電圧値が大きくなるため、これにより、高周波電圧の電圧値を移行電圧以上にすることで、アーク放電を発生させることができる。当該変形形態２においても実施形態１と同様に、低温プラズマ継続期間Ｓの終了後、即座にアーク放電に移行させることができる。
【００４９】
なお、点火装置１の共振周波数は、点火装置１における高周波電圧の伝送路を構成する要素により定まる値である。本変形形態２では、点火装置１の共振周波数は６００ＫＨｚとなっており、周波数制御部４６は点火装置１の共振周波数を基準にして±５０ＫＨｚの範囲で電源部１０が出力する高周波電圧の周波数を変更できるようになっている。当該変形形態２においても実施形態１及び変形形態１と同等の作用効果を奏する。
【００５０】
本発明は上記実施形態及び各変形形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲において種々の実施形態に適用することが可能である。例えば、実施形態１における電圧制御部４５による印加中断期間Ｒの設定と、変形形態１における電圧制御部４５による電圧値の制御と、変形形態２における周波数制御部４６による周波数の制御のうちの複数を任意に組み合わせて、低温プラズマ継続期間Ｓにおいて低温プラズマ放電を継続させるようにしてもよい。
【符号の説明】
【００５１】
１  内燃機関用の点火装置
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
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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