(57)【要約】【課題】点火タイミングと大きく異なるタイミングで、プラズマ点火プラグの放電部での誤放電を防止し、エンジンの回転不良を防止する。また、点火回路における電力損失を低減する。【解決手段】高電圧パルス回路２と、放電部１ａにエネルギを供給するエネルギ蓄積コンデンサ６を設けた大電流パルス回路３を備え、大電流パルス回路３のスイッチ７のＯＮから高電圧パルス回路２のスイッチ素子１３のＯＦＦまでの期間を所定の時間と定め、制御回路４からのスイッチ７ＯＮ信号により、大電流パルス回路３内の共振コイル８とエネルギ蓄積コンデンサ６とのＬＣ共振によって生じる直流電源５より大きい電圧値でエネルギ蓄積コンデンサ６の充電を行い、スイッチ素子１３のＯＦＦにより放電部１ａでの放電開始、エネルギ蓄積コンデンサ６からのエネルギ供給が行われる。【選択図】図１
2011032879.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
内燃機関内に設置されたプラズマ点火プラグの放電部で放電を行うための高電圧パルスを発生する高電圧パルス回路と、前記放電部にプラズマ噴射エネルギを供給する大電流パルス回路と、前記高電圧パルス回路および前記大電流パルス回路を制御する制御回路とを備えたプラズマジェット点火装置であって、
前記大電流パルス回路には、直流電源に直列接続されたエネルギ蓄積コンデンサ、共振コイルおよびスイッチが設けられており、該大電流パルス回路は、前記制御回路からの指令信号によって前記スイッチがＯＮされることにより、前記エネルギ蓄積コンデンサと前記共振コイルとでＬＣ共振を発生させ、前記直流電源の出力電圧値よりも絶対値が大きな電圧値となるよう前記エネルギ蓄積コンデンサに充電を行い、前記高電圧パルス回路で高電圧パルスが発生して、前記プラズマ点火プラグの放電部で放電が開始されると、前記エネルギ蓄積コンデンサから前記放電部にプラズマ噴射エネルギを供給開始することを特徴とするプラズマジェット点火装置。
【請求項２】
内燃機関内に設置されたプラズマ点火プラグの放電部で放電を行うための高電圧パルスを発生する高電圧パルス回路と、前記放電部にプラズマ噴射エネルギを供給する大電流パルス回路と、前記高電圧パルス回路および前記大電流パルス回路を制御する制御回路とを備えたプラズマジェット点火装置であって、
前記大電流パルス回路には、直流電源に直列接続されたエネルギ蓄積コンデンサ、共振コイルおよびスイッチが設けられており、
前記制御回路は、前記大電流パルス回路の前記スイッチをＯＮ、ＯＦＦ制御するとともに、前記スイッチをＯＮしてから前記高電圧パルスが発生するまでの期間を所定の時間として設定して、前記高電圧パルス発生のタイミングを制御するものであり、前記大電流パルス回路は、前記制御回路からの指令信号によって前記スイッチがＯＮされることにより、前記エネルギ蓄積コンデンサと前記共振コイルとでＬＣ共振を発生させ、前記直流電源の出力電圧値よりも絶対値が大きな電圧値となるよう前記エネルギ蓄積コンデンサに充電を行い、前記高電圧パルス回路で高電圧パルスが発生して、前記プラズマ点火プラグの放電部で放電が開始されると、前記エネルギ蓄積コンデンサから前記放電部にプラズマ噴射エネルギを供給開始することを特徴とするプラズマジェット点火装置。
【請求項３】
内燃機関内に設置されたプラズマ点火プラグの放電部で放電を行うための高電圧パルスを発生する高電圧パルス回路と、前記放電部にプラズマ噴射エネルギを供給する大電流パルス回路と、前記高電圧パルス回路および前記大電流パルス回路を制御する制御回路とを備えたプラズマジェット点火装置であって、
前記大電流パルス回路には、直流電源に直列接続されたエネルギ蓄積コンデンサ、共振コイル、スイッチが設けられているとともに、バイパス用ダイオードが前記エネルギ蓄積コンデンサと前記共振コイルとの直列回路によって閉ループを形成するよう設けられており、
前記制御回路は、前記大電流パルス回路の前記スイッチをＯＮ、ＯＦＦ制御するとともに、前記スイッチをＯＮしてから前記高電圧パルスが発生するまでの期間を所定の時間として設定して、前記高電圧パルス発生のタイミングを制御するものであり、前記大電流パルス回路は、前記制御回路からの指令信号によって前記スイッチがＯＮされると、前記エネルギ蓄積コンデンサと前記共振コイルとのＬＣ共振により、前記直流電源、前記エネルギ蓄積コンデンサ、前記共振コイル、前記スイッチにより構成される閉ループに共振電流が流れ、前記スイッチがＯＦＦされると前記共振電流の経路は前記バイパス用ダイオード経由の閉ループに切り替わり、前記共振コイルに蓄積されたエネルギによって前記エネルギ蓄積コンデンサの充電が行われ、前記高電圧パルス回路で高電圧パルスが発生して、前記プラズマ点火プラグの放電部で放電が開始されると、前記エネルギ蓄積コンデンサから前記放電部にプラズマ噴射エネルギを供給開始することを特徴とするプラズマジェット点火装置。
【請求項４】
前記制御回路に設定の所定の時間は、前記内燃機関の点火タイミングのずれの許容時間以下とし、かつ前記ＬＣ共振の共振周期の半周期の時間以上とすることを特徴とする請求項２に記載のプラズマジェット点火装置。
【請求項５】
前記ＬＣ共振の共振周期の半周期の時間において、前記ＬＣ共振によりエネルギ蓄積コンデンサに充電が行われることを特徴とする請求項２に記載のプラズマジェット点火装置。
【請求項６】
前記ＬＣ共振の共振周期の半周期の時間より短い時間内に、前記ＬＣ共振により共振コイルにエネルギの蓄積が行われることを特徴とする請求項３に記載のプラズマジェット点火装置。
【請求項７】
前記エネルギ蓄積コンデンサの充電電圧値は、前記直流電源の出力電圧値の約２倍とすることを特徴とする請求項１，請求項２のいずれか１項に記載のプラズマジェット点火装置。
【請求項８】
前記大電流パルス回路のスイッチＯＮ後、該スイッチがＯＦＦとされる期間は、前記制御回路に入力される外部からのプラズマジェット噴射エネルギの目標値を示す信号に基づいて、該制御回路によって演算導出された期間であることを特徴とする請求項３に記載のプラズマジェット点火装置。
【請求項９】
前記大電流パルス回路に設けられたスイッチは、逆電流阻止型であることを特徴とする請求項１，請求項３のいずれか１項に記載のプラズマジェット点火装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は内燃機関内にプラズマジェットを噴出することにより点火を行うプラズマジェット点火装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、内燃機関の点火装置の一種で、プラズマジェット点火装置と呼ばれるものが提案されている。これは、点火プラグにおける放電で発生したプラズマをエンジン筒内にジェット状に噴射することにより、希薄燃焼エンジンなど難着火性エンジンでの確実な着火を行うものである。このプラズマジェット点火装置においては、プラズマ点火プラグに高電圧を印加し放電を開始した直後に大電流を流すことによりプラズマを噴出するエネルギを与える必要がある。
そこで例えば特許文献１においては、放電開始のための高電圧を発生する従来の点火システムと、低電圧大電流を供給するコンデンサを用いた回路などにより構成され、コンデンサには電源から抵抗を介して充電を行っている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特表２０００−５１１２６３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、このような特許文献１に示されたプラズマジェット点火装置においては、プラズマ噴射が完了すると、ただちに噴射エネルギ蓄積用のコンデンサへの充電が開始され、コンデンサの電圧は点火タイミングに関わりなく点火プラグに印加されている。コンデンサの電圧は５００〜１ｋＶ程度であり、放電開始用の高電圧パルス（２０ｋＶ以上）と比較して低い。ところが、この点火プラグの放電開始電圧は、電極の温度や、エンジン筒内の圧力など諸条件によって変化し、高電圧パルスを印加しなくても、コンデンサに蓄積された５００〜１ｋＶの電圧のみで放電を開始してしまう場合がある。このような従来のプラズマジェット点火装置のように、常時コンデンサに電圧が印加されていると、本来の点火タイミングと異なるタイミングで点火動作が行われ、つまり不安定な点火動作によりエンジンの回転不良を引き起こす恐れがある。
また、抵抗を介して大電流を供給するコンデンサに充電を行うため、抵抗での電力損失が大きくなるという問題がある。さらに、コンデンサに充電する電源は、５００Ｖ〜１ｋＶ程度の高い出力電圧が必要であり、大型化・高コスト化するという問題がある。
【０００５】
この発明は、上記のような課題を解決するためになされたものであり、点火動作が安定であり、かつ低損失、小型で低コストなプラズマジェット点火装置を得ることを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
この発明に係るプラズマジェット点火装置は、内燃機関内に設置されたプラズマ点火プラグの放電部で放電を行うための高電圧パルスを発生する高電圧パルス回路と、放電部にプラズマ噴射エネルギを供給する大電流パルス回路と、高電圧パルス回路および大電流パルス回路を制御する制御回路とを備え、大電流パルス回路には、直流電源に直列接続されたエネルギ蓄積コンデンサ、共振コイルおよびスイッチが設けられており、該大電流パルス回路は、制御回路からの指令信号によってスイッチがＯＮされることにより、エネルギ蓄積コンデンサと共振コイルとでＬＣ共振を発生させ、直流電源の出力電圧値よりも絶対値が大きな電圧値となるようエネルギ蓄積コンデンサに充電を行い、高電圧パルス回路で高電圧パルスが発生して、プラズマ点火プラグの放電部で放電が開始されると、エネルギ蓄積コンデンサから放電部にプラズマ噴射エネルギを供給開始するものである。
【発明の効果】
【０００７】
この発明は、上記のような構成を採用しているので、所定時間内にＬＣ共振によってエネルギ蓄積コンデンサを急速に充電するとともに、放電を行うためプラズマ点火プラグの放電部において、点火タイミングと異なるタイミングでの誤放電を防止し、エンジンの動作を安定させることができる。また、充電に伴う電力損失を低減することができ、エネルギ消費量の削減が可能となる。さらに、直流電圧源の電圧を下げることができ、小型、低コストで装置を実現することができるという効果がある。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】実施の形態１におけるプラズマジェット点火装置の回路構成を示す図である。
【図２】実施の形態１の動作を示すタイミング図である。
【図３】実施の形態１におけるプラズマジェット点火装置の他の実施例による回路構成を示す図である。
【図４】実施の形態１におけるプラズマジェット点火装置の他の実施例による回路構成を示す図である。
【図５】実施の形態２におけるプラズマジェット点火装置の回路構成を示す図である。
【図６】実施の形態２の動作を示すタイミング図である。
【図７】実施の形態２における電流経路を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
実施の形態１．
以下、この発明の実施の形態１を図に基づいて説明する。
図１は、実施の形態１によるプラズマジェット点火装置の回路構成を示す図である。
プラズマジェット点火装置１００は、プラズマ点火プラグ１と、点火プラグ１の放電空間に放電を発生させるための２０〜４０ｋＶの高電圧を発生する高電圧パルス回路２と、放電開始によりインピーダンスの低下した放電空間に電気エネルギを与えてプラズマを噴出するための、５０〜１００Ａ程度の大電流パルスを発生する大電流パルス回路３、および制御回路４によって構成される。高電圧パルス回路２と大電流パルス回路３は、プラズマ点火プラグ１に対し、互いに並列に接続される。
高電圧パルス回路２には、ＩＧＢＴ（Insulated Gate Bipolar Transistor）などのスイッチ素子１３をオンすることにより点火コイル１４の一次側に電流を流し、エネルギを蓄積した後、スイッチ素子１３をオフすることにより点火コイル１４の二次側に高電圧パルスを発生する、いわゆるフルトランジスタ方式を用いているが、これに限らずコンデンサに蓄積した電荷を点火コイルによって昇圧する、いわゆるＣＤＩ（Capacitor Discharge Ignition）方式を用いても良い。
【００１０】
大電流パルス回路３は、バッテリ１６の電圧を−３００Ｖ〜−５００Ｖの範囲の一定電圧Ｖｄｃに昇圧することにより、直流電源を構成するＤＣ／ＤＣコンバータ５、プラズマ噴射用のエネルギを蓄積するエネルギ蓄積コンデンサ６、ＤＣ／ＤＣコンバータ５とエネルギ蓄積コンデンサ６との間に接続され、エネルギ蓄積コンデンサ６への充電を制御する逆電流阻止型のスイッチ７および共振コイル８、波形整形用のコイル９、および高電圧パルス回路２により発生する高電圧パルスが大電流パルス回路３の内部に印加されるのを防止するための高電圧阻止用ダイオード１０により構成される。
エネルギ蓄積コンデンサ６の静電容量は、０．１μＦ〜１０μＦ程度の範囲、例えば１μＦであり、これを例えば絶対値８００Ｖの電圧まで充電すれば、エネルギ蓄積コンデンサ６の蓄積エネルギＥは、
Ｅ＝ＣＶ２／２＝３２０ｍＪ
となり、この蓄積エネルギをプラズマの噴射エネルギとして用いることが可能となる。
【００１１】
逆電流阻止型のスイッチ７は、ＭＯＳＦＥＴ（Metal-Oxide-Semiconductor Field-Effect Transistor）やＩＧＢＴなどのスイッチ素子７ａとダイオード７ｂとの直列回路、およびスイッチ素子７ａのゲートを駆動するゲート駆動増幅器７ｃによって構成されている。図１の大電流パルス回路３においては、さらにエネルギ蓄積コンデンサ６に並列に逆電圧印加防止用ダイオード１１、残留電荷放電用抵抗１２を接続している。
制御回路４は、図示省略したエンジン制御ユニット（ＥＣＵ）からの制御信号に従い、大電流パルス回路のスイッチ７やＤＣ／ＤＣコンバータ５、高電圧パルス回路２のスイッチ素子１３のオンオフを制御する。
【００１２】
次に動作について説明する。
図２は、この実施の形態１におけるプラズマジェット点火装置１００の動作シーケンスを説明するタイミング図である。点火タイミング信号Ｓ０はＥＣＵから入力される。Ｓ０の立ち上がりが点火準備指示を、Ｓ０の立ち下がりが点火タイミングを示している。高電圧パルス回路２のスイッチ素子１３のオンオフ信号Ｇ０は、信号の立ち下がりのタイミングにて高電圧パルスを発生する。スイッチ７のオンオフを制御する信号Ｇ１は、ここでは、信号のＨ（ハイ）状態をオン指令状態、Ｌ（ロー）状態をオフ指令状態とする。図１に示した経路によるＤＣ／ＤＣコンバータ５からエネルギ蓄積コンデンサ６への充電電流をＩｃで示している。エネルギ蓄積コンデンサ６の電圧をＶｃ、プラズマ点火プラグ１に流れる電流をＩｐｊ、プラズマ点火プラグ１に印加される電圧をＶｐｊで示す。
【００１３】
まず、時刻ｔ１にてＥＣＵからの点火タイミング信号Ｓ０がハイ（点火準備指示）の状態となると、高電圧パルス回路２のスイッチ素子１３のオンオフ信号Ｇ０が立ち上がり、点火コイル１４へのエネルギ蓄積が始まる。時刻ｔ２にてスイッチ７のオンオフ制御信号Ｇ１が立ち上がる。Ｇ０とＧ１の立ち上がりタイミングの順序は逆でも良く、点火コイル１４へのエネルギ蓄積動作と、以下に説明するエネルギ蓄積コンデンサ６への充電動作のそれぞれが点火までに終了するようなタイミングであれば良い。
スイッチ７のオンオフ制御信号Ｇ１が立ち上がり、スイッチ７がオンすると、共振コイル８とエネルギ蓄積コンデンサ６とのＬＣ共振により、エネルギ蓄積コンデンサ６に正弦波状の電流Ｉｃが流れ、エネルギ蓄積コンデンサ６と共振コイル８の容量によって定まる共振周期の１／２の時間経過後、時刻ｔ３において、エネルギ蓄積コンデンサ６の電圧Ｖｃは、ＤＣ／ＤＣコンバータ５の出力電圧よりも絶対値が大きい電圧、理想的にはＤＣ／ＤＣコンバータ５の出力電圧Ｖｄｃ（−３００Ｖ〜−５００Ｖ）の２倍の電圧（−６００Ｖ〜−１０００Ｖ）まで立ち上がる。実際にはＶｃの到達電圧は充電電流経路の抵抗成分に依存して決まるＬＣ共振のＱによって異なり、ＤＣ／ＤＣコンバータ５の出力電圧Ｖｄｃの２倍より絶対値がやや低い電圧Ｖｃｍａｘとなる。時刻ｔ３を経過後、ＬＣ共振の特性により充電電流は反転しようとするが、スイッチ７の逆電流阻止機能により、反転電流は阻止され、ＶｃはＶｃｍａｘに維持される。閉じた状態であるスイッチ７は、続く時刻ｔ４と同時あるいは、ｔ３からｔ４までの間に開けばよく、オフタイミングの厳密な制御は不要である。
【００１４】
時刻ｔ４にＥＣＵから入力される点火タイミング信号Ｓ０が立ち下がると、高電圧パルス回路２のスイッチ素子１３のオンオフ信号Ｇ０が立ち下がり、高電圧パルス回路２からプラズマ点火プラグ１に高電圧パルスが印加され、プラズマ点火プラグ１の電極間（放電部１ａ）で放電が開始する。一旦放電が開始すると、電極間の電圧Ｖｐｊは急速に低下し、エネルギ蓄積コンデンサ６からプラズマ点火プラグ１に流れる電流Ｉｐｊは大電流パルスとなり、プラズマを加熱し噴射するエネルギを与える。このとき、波形整形コイル９により、大電流パルスのパルス幅とピーク電流が調整できる。以上のような動作が、内燃機関の点火周期毎に繰り返される。
ここで上記スイッチ７の立ち上がり時刻ｔ２からスイッチ素子１３の立ち下がり時刻ｔ４までを所定の時間として制御回路に設定されている。
【００１５】
前述した特許文献１に示された技術では、常時コンデンサに電圧が印加されていることにより、点火プラグに高電圧が印加されなくても、電極の状態やエンジン筒内の圧力などの条件によって放電を開始する恐れがあるが、この実施の形態１の構成では、点火タイミングの直前に、ＬＣ共振周期の１／２の時間で充電するので、点火タイミングと異なるタイミングでの誤放電を防止することができる。点火タイミングのずれの許容値は、点火時のエンジンのクランク角のずれ許容値とエンジンの回転数に依存するが、概ね５０μｓ程度である。このようなずれの許容値は、一般的にエンジンシステムから点火装置への要求仕様として定められている。
【００１６】
そこで、ＬＣ共振による充電動作を開始するタイミング（図２におけるｔ２）から点火のタイミング（図２におけるｔ４）までの前記所定の時間を、上記点火タイミングのずれの許容値（例えば５０μｓ）以下とし、共振コイル８とエネルギ蓄積コンデンサ６とのＬＣ共振の半周期もそれよりも短い時間、つまり所定時間＞半周期時間とすれば、エネルギ蓄積コンデンサ６に蓄積された電圧のみで誤って放電を開始してしまっても、エンジンの動作への悪影響を回避することができる。
ＬＣ共振の周期Ｔｒは、Ｔｒ＝２×π×√（ＬＣ）であるのでエネルギ蓄積コンデンサ６の値と、目標とする充電時間が決まれば、共振コイル８のインダクタンスを定めることができる。例えば、エネルギ蓄積コンデンサ６の静電容量Ｃ＝１μＦ、共振コイル８のインダクタンスＬ＝２５０μＨとすれば、Ｔｒ≒１００μｓ、Ｔｒ／２≒５０μｓであるので、インダクタンスの値を２５０μＨ以下とすれば、充電時間を上記点火タイミングのずれの許容値５０μｓ以下とすることが可能である。インダクタンスをより小さくすれば、より短時間で充電することが可能となるが、充電時のピーク電流が大きくなり、スイッチ７に要求される電流スペックが大きくなるので、これらを鑑み、共振コイル８のインダクタンスは、エネルギ蓄積コンデンサ６の容量１μＦに対し、１０μＨ〜２５０μＨ程度の範囲で定めるのが望ましい。
なお、エネルギ蓄積コンデンサ６の容量と、共振コイル８のインダクタンス値は、上記の範囲の値に限定されるものでなく、プラズマジェット点火装置１００の容量や点火タイミングのずれの許容値に対応した値によって設定されるものである。
また、定電圧源から抵抗を介してコンデンサを充電する回路方式では、コンデンサの充電エネルギと等量のエネルギ損失が抵抗で発生し、充電効率を５０％以上に上げることが原理的にできないのに対し、この実施の形態１によればＬＣ共振を用いてエネルギ蓄積コンデンサ６の充電を行うので、理想的には充電時のエネルギ損失は無く、スイッチ７や共振コイル８などの抵抗成分を考慮しても、容易に充電効率を９０％以上に高めることが可能である。
【００１７】
また、この実施の形態１によれば充電時のエネルギ蓄積コンデンサ６の到達電圧Ｖｃｍａｘは、ＤＣ／ＤＣコンバータ５の出力電圧Ｖｄｃの約２倍となるので、ＤＣ／ＤＣコンバータ５の出力電圧の大きさを、従来のおよそ１／２に下げることができ、用いる部品の耐電圧を下げることができるので、ＤＣ／ＤＣコンバータ５を小型かつ低コストで実現することが可能となる。
なお、図１において、逆電圧印加防止用ダイオード１１は、波形整形コイル９とエネルギ蓄積コンデンサ６とのＬＣ共振により、エネルギ蓄積コンデンサ６に逆電圧が蓄積されるのを防止する働きを有する。また、残留電荷放電用抵抗１２は、エネルギ蓄積コンデンサ６に電荷が残留した場合に、これを緩やかに放電してエネルギ蓄積コンデンサ６の電圧をゼロに戻し、２回目以降のサイクルにおいても最初のサイクルと同じ動作が行われるようにする働きがある。残留電荷放電用抵抗１２とエネルギ蓄積コンデンサ６によって定まる時定数は、点火動作の周期より短く、エネルギ蓄積コンデンサ６を充電しはじめてから点火を行う時間（図２におけるｔ２からｔ４までの時間）よりも長く設定すればよい。点火動作後エネルギ蓄積コンデンサ６の電圧が０付近になるようであれば、逆電圧印加防止用ダイオード１１や残留電荷放電用抵抗１２は、省略することも可能である。
【００１８】
また、図１においては、スイッチ７をエネルギ蓄積コンデンサ６のＧＮＤ（グラウンド）側に接続し、共振コイル８を、ホット側（エネルギ蓄積コンデンサ６のＧＮＤとは反対側）に接続したが、これは図３に示すように、スイッチ７、共振コイル８ともにホット側に接続しても、あるいは図４に示すようにスイッチ７、共振コイル８ともにＧＮＤ側に接続しても良い。すなわち、ＤＣ／ＤＣコンバータ５の出力端と、エネルギ蓄積コンデンサ６と、スイッチ７と、共振コイル８が互いに直列に接続されれば、どの様な回路構成であっても良い。
図１あるいは図４に示すように、スイッチ７として用いているＭＯＳＦＥＴのソースあるいはＩＧＢＴのエミッタをＧＮＤレベルとすると、スイッチ７のゲート駆動信号を、ＧＮＤレベルを基準とした信号とすることができるので、ゲート駆動信号を生成する回路が容易であるという利点がある。
一方、図３のようにスイッチ７、共振コイル８ともにホット側に接続すると、ＤＣ／ＤＣコンバータの出力の一端をＧＮＤ電位とすることができるので、ＤＣ／ＤＣコンバータ５に用いるトランスの絶縁耐圧を下げたり、非絶縁型のＤＣ／ＤＣコンバータを用いたりすることが可能となる。
以上のように、図１、３、４に示す回路には、それぞれ利点があるので、状況に応じて選択すればよい。
【００１９】
なお、本実施の形態１においては、ＥＣＵから与えられる高電圧パルス回路２への点火準備指示信号を用い、点火準備指示タイミングより所定時間後にスイッチ７をオンすることとしたが、ＥＣＵから別途スイッチ７をオンするタイミング信号を与えても良い。すなわち、点火タイミングよりも所定時間前にスイッチ７をオンし、エネルギ蓄積コンデンサ６への充電を行うように制御すれば良い。
【００２０】
このようにこの実施の形態１によるプラズマジェット点火装置１００は、上記構成でＬＣ共振によるエネルギ蓄積コンデンサ６への充電動作を開始するタイミングからプラズマ点火プラグ１の点火タイミングまでの時間、すなわち大電流パルス回路３のスイッチ７のＯＮから高電圧パルス回路２のスイッチ素子１３のＯＦＦまでの時間を所定の時間とし、この所定の時間をエンジンの点火タイミングのずれの許容値以下としているので、誤放電を防止可能となり、エンジンの動作を安定させることができ、かつ電力損失を低減し、小型、低コストの装置を提供することができる。
【００２１】
実施の形態２．
次に実施の形態２について説明する。
プラズマ点火プラグ１からプラズマジェットを噴出するにあたり、必要な噴出エネルギは、エンジンの回転数や混合気の空燃比など、エンジンの点火のしやすさに依存しており、常に大きなエネルギでプラズマジェットを噴出する必要は無い。プラズマの噴出エネルギはエネルギ蓄積コンデンサ６の充電エネルギに依存する。実施の形態１においては、エネルギ蓄積コンデンサ６をＤＣ／ＤＣコンバータ５の約２倍の電圧にまで充電したので、エネルギはほぼ一定であった。
この実施の形態２においては、充電電圧を変更可能としたものである。図５は実施の形態２によるプラズマジェット点火装置の回路構成を示す図である。
前記実施の形態１における図１との違いは、バイパス用ダイオード１５が追加された点である。このバイパス用ダイオード１５は、ＤＣ／ＤＣコンバータ５の出力端とスイッチ７との直列回路と並列に挿入される。別の観点からみれば、このバイパス用ダイオード１５は、共振コイル８とエネルギ蓄積コンデンサ６とバイパス用ダイオード１５の直列回路によって閉ループを形成するように挿入されており、共振コイル８とエネルギ蓄積コンデンサ６における半周期間の共振電流を、ＤＣ／ＤＣコンバータ５とスイッチ７の直列回路をバイパスして流すような位置および極性で挿入されている。
また、ＥＣＵから制御回路４に入力される信号Ｓ１が追加されている。信号Ｓ１はプラズマジェットに与えるエネルギの目標値を示すデータ信号であり、アナログ信号、パラレルロジック信号、またはシリアルロジック信号にて受け取ることが可能である。
【００２２】
図６は実施の形態２におけるプラズマジェット点火装置１００の動作シーケンスを説明するタイミング図である。
ｔ１からｔ２までの動作、およびｔ４以降の動作は、実施の形態１の図２によって説明した動作と同じであり、異なる点は、実施の形態１に示した時刻ｔ３より早い時刻ｔ２１にて、信号Ｇ１を立ち下げ、スイッチ７をオフする点である。すると、電流Ｉｃは図７（ａ）に示す経路から、図７（ｂ）に示す経路に切り替わり、共振コイル８に蓄積されたエネルギがエネルギ蓄積コンデンサ６に速やかに放出されて、図６に示す時刻ｔ２２にて充電動作が終了する。この間、時刻ｔ２１から時刻ｔ２２までの間は、ＤＣ／ＤＣコンバータ５のエネルギは、共振コイル８とエネルギ蓄積コンデンサ６による共振回路に対して放出されないので、エネルギ蓄積コンデンサ６の充電電圧（の絶対値）は実施の形態１に比べ低く、エネルギ蓄積コンデンサ６に蓄積されるエネルギは小さくなる。
時刻ｔ２から時刻ｔ２１までの期間、すなわちスイッチ７をオンする期間が短いほど、エネルギ蓄積コンデンサ６に蓄えられるエネルギは小さくなる。このように、スイッチ７をオンする期間を制御することによって、エネルギ蓄積コンデンサ６に蓄えられるエネルギを調節することが可能である。
【００２３】
このようにこの実施の形態２では、ＥＣＵ（エンジンコントロールユニット）から受け取る噴射エネルギの目標値を示す信号Ｓ１に従い、制御回路４にて、演算やＬＵＴ（ルックアップテーブル）などによって、スイッチ７をオンする期間を導出し、それに従いスイッチ７のオフ信号Ｇ１を出力することにより、点火装置１００の外部からプラズマ噴出エネルギを調整することが可能となり、エンジンの状態に応じたプラズマ噴出エネルギを与えることができる。
以上のように、実施の形態２によれば、ＥＣＵからの噴射エネルギの目標値信号に従い、エネルギ蓄積コンデンサ６の充電エネルギを制御し、プラズマ噴出エネルギを調整することが可能であるので、エンジンの状態に応じたプラズマ噴出エネルギを与えることが可能となり、不必要に大きなエネルギをプラズマ点火プラグ１に与えないので、省エネルギのプラズマジェット点火装置１００を提供することができ、かつ、プラズマ噴射による点火プラグの磨耗、劣化を抑制することが可能となるという効果がある。
【００２４】
なお、前記実施の形態１と２とは制御回路４がそれぞれの実施の形態毎に別個の制御する例を示したが、実施の形態２の構成を備え、実施の形態１及び実施の形態２の制御方式を併せて備える装置であっても良い。
【符号の説明】
【００２５】
１  プラズマ点火プラグ、１ａ  放電部、２  高電圧パルス回路、
３  大電流パルス回路、４  制御回路、５  ＤＣ／ＤＣコンバータ、
６  エネルギ蓄積コンデンサ、７  スイッチ、８  共振コイル、１３  スイッチ素子、
１５  バイパス用ダイオード、１００  プラズマジェット点火装置。
【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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