(57)【要約】【課題】高周波の出力異常を検出すること。【解決手段】実施形態に係るプラズマ点火装置に用いる高周波発生装置は、高周波出力部と、出力制御部と、電流検出部と、異常検出部とを備える。高周波出力部は、高周波を発振する発振部および発振部によって発振された高周波を増幅する増幅部を有する。出力制御部は、発振部を高周波の発振不能状態から発振可能状態へ移行させることによって高周波出力部を高周波の非出力状態から出力準備状態へ移行させる。電流検出部は、高周波出力部への電源供給経路に設けられ、電源供給経路に流れる電流を検出する。異常検出部は、電流検出部の検出結果に基づいて高周波の出力異常を検出し、非出力状態において電流検出部によって検出される電流の値が、発振部が発振可能状態となった場合に電源供給経路に流れる電流の値以下である非出力閾値を超えた場合に、非出力状態における高周波の出力異常を検出する。【選択図】図２
2017044079.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
高周波を発振する発振部および前記発振部によって発振された高周波を増幅する増幅部を有する高周波出力部と、
点火プラグの火花放電を制御する点火信号が出力されるタイミングに応じて、前記発振部を高周波の発振不能状態から発振可能状態へ移行させることによって前記高周波出力部を高周波の非出力状態から出力準備状態へ移行させる出力制御部と、
前記高周波出力部への電源供給経路に設けられ、前記電源供給経路に流れる電流を検出する電流検出部と、
前記電流検出部の検出結果に基づいて高周波の出力異常を検出する異常検出部と
を備え、
前記異常検出部は、
前記非出力状態において前記電流検出部によって検出される電流の値が、前記発振部が前記発振可能状態となった場合に前記電源供給経路に流れる電流の値以下である非出力閾値を超えた場合に、前記非出力状態における高周波の出力異常を検出すること
を特徴とするプラズマ点火装置に用いる高周波発生装置。
【請求項２】
前記異常検出部は、
前記出力準備状態において前記電流検出部によって検出される電流の値が、前記発振部が前記発振可能状態となった場合に前記電源供給経路に流れる電流の値よりも高い出力準備閾値を超えた場合に、前記出力準備状態における高周波の出力異常を検出すること
を特徴とする請求項１に記載のプラズマ点火装置に用いる高周波発生装置。
【請求項３】
前記出力制御部は、
前記高周波出力部を前記非出力状態から前記出力準備状態へ移行させた後、前記発振部に対して高周波の発振を指示し、前記増幅部に対して高周波の増幅を指示することによって前記高周波出力部を前記出力準備状態から出力状態へ移行させ、
前記異常検出部は、
前記出力状態において前記電流検出部によって検出される電流の値が所定範囲を逸脱した場合に、前記出力状態における高周波の出力異常を検出すること
を特徴とする請求項１または２に記載のプラズマ点火装置に用いる高周波発生装置。
【請求項４】
前記異常検出部は、
前記出力準備状態から前記出力状態へ移行して所定時間が経過したあとに、前記電流検出部によって検出される電流の値が前記所定範囲を逸脱したか否かの判定を行うこと
を特徴とする請求項３に記載のプラズマ点火装置に用いる高周波発生装置。
【請求項５】
前記電流検出部の検出結果を前記異常検出部へ入力する第１の入力経路および第２の入力経路と、
前記第１の入力経路に設けられ、前記検出結果の出力レベルを増幅させる増幅器と
を備え、
前記異常検出部は、
前記第１の入力経路および前記増幅器を介して入力される前記検出結果に基づいて前記非出力状態における高周波の出力異常を検出し、前記第２の入力経路を介して入力される前記検出結果に基づいて前記出力状態における高周波の出力異常を検出すること
を特徴とする請求項３または４に記載のプラズマ点火装置に用いる高周波発生装置。
【請求項６】
前記異常検出部は、
前記出力異常を検出した場合に、前記発振部の前記発振可能状態への移行を禁止すること
を特徴とする請求項１〜５のいずれか一つに記載のプラズマ点火装置に用いる高周波発生装置。
【請求項７】
前記高周波出力部への電源供給経路と、
前記電源供給経路に設けられたスイッチと
を備え、
前記異常検出部は、
前記出力異常を検出した場合に、前記スイッチを制御して前記高周波出力部への電源供給を遮断すること
を特徴とする請求項１〜６のいずれか一つに記載のプラズマ点火装置に用いる高周波発生装置。
【請求項８】
前記出力制御部は、
高周波の設定パラメータを含んだ設定信号に従って前記増幅部を制御する一方、前記異常検出部によって前記出力異常が検出された場合には、前記増幅部に対し、前記設定信号により決定される増幅率よりも低い増幅率で高周波を増幅させること
を特徴とする請求項１〜７のいずれか一つに記載のプラズマ点火装置に用いる高周波発生装置。
【請求項９】
高周波を発振する発振部および前記発振部によって発振された高周波を増幅する増幅部を有する高周波出力部と、
点火プラグの火花放電を制御する点火信号が出力されるタイミングに応じて、前記発振部を高周波の発振不能状態から発振可能状態へ移行させることによって前記高周波出力部を高周波の非出力状態から出力準備状態へ移行させる出力制御部と、
前記高周波出力部への電源供給経路に設けられ、前記電源供給経路に流れる電流を検出する電流検出部と、
前記電流検出部の検出結果に基づいて高周波の出力異常を検出する異常検出部と
を備え、
前記異常検出部は、
前記出力準備状態において前記電流検出部によって検出される電流の値が、前記発振部が前記発振可能状態となった場合に前記電源供給経路に流れる電流の値よりも高い出力準備閾値を超えた場合に、前記出力準備状態における高周波の出力異常を検出すること
を特徴とするプラズマ点火装置に用いる高周波発生装置。
【請求項１０】
点火プラグの火花放電を制御する点火信号が出力されるタイミングに応じて、高周波を発振する発振部を高周波の発振不能状態から発振可能状態へ移行させることによって、前記発振部および前記発振部によって発振された高周波を増幅する増幅部を有する高周波出力部を高周波の非出力状態から出力準備状態へ移行させる出力制御工程と、
前記高周波出力部への電源供給経路に流れる電流を検出する電流検出工程と、
前記電流検出工程による検出結果に基づいて高周波の出力異常を検出する異常検出工程と
を含み、
前記異常検出工程は、
前記非出力状態において前記電流検出工程によって検出される電流の値が、前記発振部が前記発振可能状態となった場合に前記電源供給経路に流れる電流の値以下である非出力閾値を超えた場合に、前記非出力状態における高周波の出力異常を検出すること
を特徴とするプラズマ点火装置に用いる高周波発生方法。
【請求項１１】
点火プラグの火花放電を制御する点火信号が出力されるタイミングに応じて、高周波を発振する発振部を高周波の発振不能状態から発振可能状態へ移行させることによって、前記発振部および前記発振部によって発振された高周波を増幅する増幅部を有する高周波出力部を高周波の非出力状態から出力準備状態へ移行させる出力制御工程と、
前記高周波出力部への電源供給経路に流れる電流を検出する電流検出工程と、
前記電流検出工程による検出結果に基づいて高周波の出力異常を検出する異常検出工程と
を含み、
前記異常検出工程は、
前記出力準備状態において前記電流検出部によって検出される電流の値が、前記発振部が前記発振可能状態となった場合に前記電源供給経路に流れる電流の値よりも高い出力準備閾値を超えた場合に、前記出力準備状態における高周波の出力異常を検出すること
を特徴とするプラズマ点火装置に用いる高周波発生方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、プラズマ点火装置に用いる高周波発生装置および高周波発生方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、自動車エンジン等の内燃機関において、点火プラグを用いて燃焼室内に発生させた火花放電をプラズマの核とし、これに高周波を供給することによってプラズマ領域を拡大させて混合気に着火するプラズマ点火装置が提案されている。この種のプラズマ点火装置は、高周波を発生する高周波発生装置を備える（たとえば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１４−１８５５４４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、上述した従来技術には、たとえば、高周波発生装置への信号経路にショート等が発生した場合に、意図しないタイミングで高周波が出力されるおそれがあった。
【０００５】
本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、高周波の出力異常を検出することができるプラズマ点火装置に用いる高周波発生装置および高周波発生方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明に係るプラズマ点火装置に用いる高周波発生装置は、高周波出力部と、出力制御部と、電流検出部と、異常検出部とを備える。高周波出力部は、高周波を発振する発振部および発振部によって発振された高周波を増幅する増幅部を有する。出力制御部は、点火プラグの火花放電を制御する点火信号が出力されるタイミングに応じて、発振部を高周波の発振不能状態から発振可能状態へ移行させることによって高周波出力部を高周波の非出力状態から出力準備状態へ移行させる。電流検出部は、高周波出力部への電源供給経路に設けられ、電源供給経路に流れる電流を検出する。異常検出部は、電流検出部の検出結果に基づいて高周波の出力異常を検出し、非出力状態において電流検出部によって検出される電流の値が、発振部が発振可能状態となった場合に電源供給経路に流れる電流の値以下である非出力閾値を超えた場合に、非出力状態における高周波の出力異常を検出する。
【発明の効果】
【０００７】
本発明によれば、高周波の出力異常を検出することができるプラズマ点火装置に用いる高周波発生装置および高周波発生方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】図１は、本実施形態に係るプラズマ点火装置の概要を示す図である。
【図２】図２は、高周波発生装置の構成例を示す図である。
【図３】図３は、状態情報の内容を示す図である。
【図４】図４は、高周波出力部の状態移行の説明図である。
【図５】図５は、異常検出処理の一例を示す図である。
【図６】図６は、高周波発生装置が実行する異常検出処理の処理手順を示すフローチャートである。
【図７】図７は、第１異常検出処理の処理手順を示すフローチャートである。
【図８】図８は、第２異常検出処理の処理手順を示すフローチャートである。
【図９】図９は、第３異常検出処理の処理手順を示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下に、本発明に係るプラズマ点火装置に用いる高周波発生装置および高周波発生方法の実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。なお、本実施形態では、プラズマ点火装置を車両用のエンジンに用いる場合を例に挙げて説明するが、プラズマ点火装置は、車両用のエンジン以外の内燃機関に用いることも可能である。その他、この実施形態によりこの発明が限定されるものではない。
【００１０】
［１．プラズマ点火装置］
まず、本実施形態に係るプラズマ点火装置の概要について図１を用いて説明する。図１は、本実施形態に係るプラズマ点火装置の概要を示す図である。
【００１１】
図１に示すように、プラズマ点火装置１００は、高周波発生装置１と、エンジン制御部２と、点火コイル３と、点火プラグ４とを備える。
【００１２】
エンジン制御部２は、点火コイル３に対し、車両の運転状況等に応じたタイミングで点火信号を出力する。点火信号は、点火プラグ４による火花放電の発生時期を制御するための信号である。かかる点火信号は、高周波発生装置１にも入力される。
【００１３】
なお、高周波発生装置１、点火コイル３および点火プラグ４は、エンジンの各気筒に対してそれぞれ一組ずつ設けられており、エンジン制御部２は、各気筒に設けられた高周波発生装置１、点火コイル３および点火プラグ４を制御する。
【００１４】
点火コイル３は、エンジン制御部２からの点火信号の入力を受けて高電圧を発生させる。具体的には、点火コイル３は、一次コイルおよび二次コイル（図示せず）を備えており、点火信号をオンすることにより一次コイルに電流を流し、点火信号をオフして一次コイルに流れる電流を遮断することにより誘導現象によって二次コイルに高電圧を発生させる。発生した高電圧は、点火プラグ４に供給される。
【００１５】
点火プラグ４は、点火コイル３から供給される高電圧を用いて燃焼室内に火花放電を発生させる。また、点火プラグ４は、高周波発生装置１から高周波（マイクロ波）が供給された場合は、この高周波を燃焼室内に放射するためのアンテナとしても機能する。点火プラグ４から高周波が燃焼室内に放射されると、プラズマの核となる火花放電に高周波が供給されてプラズマ領域が拡大し、燃焼室内の混合気に着火する。これにより理論空燃比よりも薄い（リーン）混合気でエンジンを駆動する場合などにおいても、混合気を安定して燃焼させることができる。なお、燃焼室内に高周波を放射するための専用のアンテナを点火プラグ４とは別に設けてもよい。この場合は、高周波発生装置１は、専用のアンテナに対して高周波を供給する。
【００１６】
高周波発生装置１は、エンジン制御部２から点火信号が出力されるタイミングに応じて、点火プラグ４に対して高周波を出力する。具体的には、高周波発生装置１は、高周波出力部１１を備え、高周波出力部１１は、高周波を発振する発振部１１ａと、発振部１１ａによって発振された高周波を増幅する増幅部１１ｂとを有する。そして、高周波発生装置１は、高周波出力部１１の増幅部１１ｂによって増幅された高周波を点火プラグ４に供給する。
【００１７】
具体的には、高周波発生装置１は、エンジン制御部２から点火信号が入力されると、まず、発振部１１ａを高周波の発振不能状態から発振可能状態へ移行させる。これにより、高周波出力部１１は、高周波の非出力状態から出力準備状態へ移行する。発振部１１ａが発振不能状態から発振可能状態となると、高周波出力部１１には、微弱な電流が流れる。
【００１８】
その後、点火信号がオフとなり点火が行われるタイミングに併せて高周波発生装置１は、発振部１１ａに対して高周波の発振を指示し、増幅部１１ｂに対して高周波の増幅を指示する。これにより、高周波出力部１１は、出力準備状態から出力状態、すなわち、増幅部１１ｂによって増幅された高周波を点火プラグ４に供給する状態へ移行する。
【００１９】
ここで、従来技術では、たとえば、エンジン制御部から高周波発生装置へ点火信号を出力する経路にショートなどの異常が発生した場合、実際には点火信号が入力されていないにもかかわらず、高周波発生装置から高周波が出力されるおそれがある。この場合、たとえば失火や、高周波の燃焼室からの漏洩といった不具合が生じるおそれがある。
【００２０】
そこで、本実施形態に係る高周波発生装置１では、高周波の出力異常を検出する処理を行うこととした。
【００２１】
具体的には、本実施形態に係る高周波発生装置１では、発振部１１ａが発振不能状態から発振可能状態へ移行した際に流れる微弱な電流に基づき、非出力状態における高周波の出力異常を検出することとした。すなわち、非出力状態において微弱電流が検出された場合、発振不能状態であるはずの発振部１１ａが発振可能状態となっていることが想定されるため、高周波発生装置１は、このような場合に、非出力状態における高周波の出力異常を検出することとした。
【００２２】
このように、高周波発生装置１によれば、非出力状態における高周波の出力異常を検出することができる。
【００２３】
なお、本実施形態に係る高周波発生装置１では、非出力状態だけでなく、出力準備状態や出力状態における高周波の出力異常を検出する処理も行うが、かかる点については後述する。
【００２４】
また、本実施形態に係る高周波発生装置１では、高周波の出力異常が検出された場合に、所定の異常対応処理を実行する。たとえば、高周波発生装置１は、異常対応処理として、発振部１１ａの発振可能状態への移行を禁止したり、高周波出力部１１への電源供給経路を遮断したりする。かかる点についても後述する。
【００２５】
［２．高周波発生装置］
以下、高周波発生装置１について、図２〜図１０を参照して具体的に説明する。図２は、本実施形態に係る高周波発生装置１の構成例を示す図である。図２に示すように、高周波発生装置１は、制御部１０と、高周波出力部１１と、記憶部１２と、電流検出部１３と、増幅器１４と、電源供給経路Ｌと、第１の入力経路ｃ１と、第２の入力経路ｃ２と、スイッチｓｗ１とを備える。
【００２６】
また、プラズマ点火装置１００は、電源制御部５をさらに備えており、電源制御部５は、エンジン制御部２および各気筒に設けられた高周波発生装置１に接続される。
【００２７】
［２．１  高周波出力部］
高周波出力部１１は、制御部１０の制御に従って点火プラグ４に対して高周波を出力する。かかる高周波出力部１１は、発振部１１ａと、増幅部１１ｂとを備える。
【００２８】
発振部１１ａは、後述する出力制御部１０ａの制御に従って高周波を発振する。具体的には、発振部１１ａは、出力制御部１０ａから発振準備信号が入力されると、高周波の発振不能状態（ＯＦＦ状態）から発振可能状態（ＯＮ状態）へ移行する。その後、発振部１１ａは、出力制御部１０ａによって増幅部１１ｂがＯＮされたタイミングで、高周波の発振を開始し、発振した高周波を増幅部１１ｂへ出力する。
【００２９】
増幅部１１ｂは、発振部１１ａによって発振された高周波を増幅し、増幅した高周波を点火プラグ４へ供給する。
【００３０】
具体的には、増幅部１１ｂは、出力制御部１０ａから増幅信号が入力されるとＯＮ状態となって、高周波の増幅を開始し、増幅させた高周波を点火プラグ４へ供給する。なお、増幅信号には、たとえば増幅率等の設定情報が含まれており、増幅部１１ｂは、設定情報に従って高周波を増幅させる。
【００３１】
ここで、発振部１１ａおよび増幅部１１ｂは、電源制御部５から電源供給経路Ｌを介して供給される電圧によって動作する。発振部１１ａが発振不能状態から発振可能状態へ移行すると、電源供給経路Ｌには、２〜５ｍＡ程度の微弱電流が流れる。
【００３２】
［２．２  電源供給経路およびスイッチ］
電源供給経路Ｌは、電源制御部５からの電圧を高周波出力部１１へ供給するための経路である。スイッチｓｗ１は、電源供給経路Ｌに設けられ、高周波出力部１１に対する電圧の供給状態と供給遮断状態とを切り換える。
【００３３】
ここで、電源制御部５について説明しておく。電源制御部５は、図示しない車載バッテリに接続され、車載バッテリから供給される電圧（たとえば、１２Ｖ）を所定の電圧（たとえば、３２Ｖ）に昇圧する。
【００３４】
電源制御部５によって昇圧された電圧は、各気筒（たとえば、４つ）に設けられた高周波発生装置１の高周波出力部１１へ供給される。また、電源制御部５は、各気筒に設けられた高周波発生装置１の異常検出部１０ｂから異常情報１２ｂを取得し、取得した異常情報１２ｂをエンジン制御部２へ出力する。
【００３５】
［２．３  電流検出部］
電流検出部１３は、電源供給経路Ｌに設けられ、電源供給経路Ｌに流れる電流を検出する。図２では、電流検出部１３がスイッチｓｗ１の後段に設けられる場合の例を示すが、電流検出部１３は、スイッチｓｗ１の前段に設けられてもよい。
【００３６】
［２．４  第１の入力経路、第２の入力経路および増幅器］
第１の入力経路ｃ１および第２の入力経路ｃ２は、電流検出部１３の検出結果（以下、「検出信号」と記載する）を異常検出部１０ｂへ入力する経路である。増幅器１４は、第１の入力経路ｃ１に設けられ、電流検出部１３から出力される検出信号のレベルを増幅させる。
【００３７】
これにより、電流検出部１３から出力される検出信号は、第１の入力経路ｃ１および増幅器１４を介して異常検出部１０ｂへ入力されるとともに、第２の入力経路ｃ２を介して異常検出部１０ｂへ入力される。すなわち、異常検出部１０ｂには、増幅器１４によって増幅された検出信号と、増幅器１４によって増幅されない検出信号とが入力されることとなる。
【００３８】
［２．５  制御部］
制御部１０は、出力制御部１０ａと、異常検出部１０ｂとを備える。なお、制御部１０は、たとえば、ＣＰＵ（Central  Processing  Unit）、ＲＡＭ（Random  Access  Memory）およびＲＯＭ（Read  Only  Memory）を備えるマイクロコンピュータである。かかるＣＰＵは、たとえば、ＲＯＭに予め記憶されたプログラムに従い、演算処理を行うことで、上述した出力制御部１０ａおよび異常検出部１０ｂとして機能する。
【００３９】
［２．５．１  出力制御部］
出力制御部１０ａは、エンジン制御部２から入力される点火信号および設定信号に基づき、高周波出力部１１による高周波の出力を制御する。
【００４０】
具体的には、出力制御部１０ａは、エンジン制御部２から点火信号が入力されると、点火信号が入力されてから所定時間経過後に発振部１１ａに対して発振準備信号を出力する。
【００４１】
また、出力制御部１０ａは、エンジン制御部２から設定信号が入力されると、入力された設定信号に従って発振部１１ａに対して高周波の発振を指示し、増幅部１１ｂに対して高周波の増幅を指示する。
【００４２】
具体的には、設定信号には、高周波の発振タイミングや増幅率等の情報が含まれており、出力制御部１０ａは、設定情報に含まれる発振タイミングで発振部１１ａへ発振信号を出力する。これにより、発振部１１ａは、高周波の発振を開始する。
【００４３】
また、出力制御部１０ａは、設定情報により指定された増幅率等で高周波を増幅すべき旨の増幅信号を上記発振タイミングで増幅部１１ｂへ出力する。これにより、増幅部１１ｂは、指定された増幅率等で高周波を増幅させる。
【００４４】
また、出力制御部１０ａは、高周波出力部１１の現在の状態を表す状態情報１２ａを記憶部１２に記憶する処理を行う。
【００４５】
ここで、高周波出力部１１の状態情報１２ａについて図３および図４を参照して説明する。図３は、状態情報１２ａの内容を示す図である。図４は、高周波出力部１１の状態移行の説明図である。
【００４６】
図３に示すように、高周波出力部１１の状態には、「非出力状態ｓｔ１」、「出力準備状態ｓｔ２」および「出力状態ｓｔ３」の３つの状態が存在する。
【００４７】
「非出力状態ｓｔ１」は、発振部１１ａが発振不能状態（ＯＦＦ状態）であるために高周波を出力することができない状態である。「出力準備状態ｓｔ２」は、発振部１１ａが発振可能状態（ＯＮ状態）に移行して高周波を出力することが可能となった状態である。「出力状態ｓｔ３」は、発振部１１ａが高周波を発振し、増幅部１１ｂが高周波を増幅することにより、高周波出力部１１から所望の高周波が出力されている状態である。
【００４８】
高周波出力部１１の状態は、出力制御部１０ａの制御に伴って非出力状態ｓｔ１→出力準備状態ｓｔ２→出力状態ｓｔ３→非出力状態ｓｔ１→…の順で移行する。
【００４９】
具体的には、図４に示すように、出力制御部１０ａに点火信号が入力されると、すなわち、点火信号がＯＦＦからＯＮに切り替わると（時刻ｔ１）、出力制御部１０ａは、所定時間経過後に、発振部１１ａに対して発振準備信号を出力する（時刻ｔ２）。これにより、発振部１１ａが発振不能状態から発振可能状態へ移行し始めて高周波出力部１１が非出力状態ｓｔ１から出力準備状態ｓｔ２へ移行する。
【００５０】
出力制御部１０ａは、たとえば発振部１１ａに対して発振準備信号を出力した場合に、記憶部１２に記憶された状態情報１２ａを非出力状態ｓｔ１から出力準備状態ｓｔ２に更新する。
【００５１】
つづいて、出力制御部１０ａは、点火信号の入力が終了すると、すなわち、点火信号がＯＮからＯＦＦに切り替わると（時刻ｔ３）、設定信号によって指定された発振タイミングまで待った後、発振部１１ａに対して発振信号を出力し、増幅部１１ｂに対して増幅信号を出力する（時刻ｔ４）。これにより、発振部１１ａが高周波を発振し、増幅部１１ｂが高周波を増幅して高周波出力部１１が出力準備状態ｓｔ２から出力状態ｓｔ３へ移行する。
【００５２】
出力制御部１０ａは、たとえば発振部１１ａに対して発振信号を出力し、増幅部１１ｂに対して増幅信号を出力した場合に、記憶部１２に記憶された状態情報１２ａを出力準備状態ｓｔ２から出力状態ｓｔ３に更新する。
【００５３】
高周波出力部１１が出力状態ｓｔ３に移行すると、発振部１１ａでは、たとえば２．４５ＧＨｚの周波数で高周波を発振し、増幅部１１ｂは発振部１１ａでかかる周波数で発振された高周波を増幅する。そして、増幅部１１ｂによって増幅された高周波を点火プラグ４へ供給する。
【００５４】
つづいて、出力制御部１０ａが増幅信号をＯＮからＯＦＦに切り替えると、発振部１１ａは、高周波の発振を停止して発振可能状態から発振不能状態へ移行し、増幅部１１ｂも、高周波の増幅を停止してＯＦＦ状態へ移行する（時刻ｔ５）。これにより、高周波出力部１１は、出力状態ｓｔ３から非出力状態ｓｔ１へ移行する。
【００５５】
出力制御部１０ａは、たとえば増幅信号をＯＮからＯＦＦに切り替えた場合に、記憶部１２に記憶された状態情報１２ａを出力状態ｓｔ３から非出力状態ｓｔ１に更新する。
【００５６】
［２．５．２  異常検出部］
図２に戻り、異常検出部１０ｂについて説明する。異常検出部１０ｂは、電流検出部１３から入力される検出信号と、記憶部１２に記憶された状態情報１２ａとに基づいて高周波の出力異常を検出する。
【００５７】
具体的には、異常検出部１０ｂは、状態情報１２ａによって示される高周波出力部１１の状態（非出力状態ｓｔ１、出力準備状態ｓｔ２および出力状態ｓｔ３）ごとに異なる閾値を用いて検出信号との比較を行うことによって高周波の出力異常を検出する。
【００５８】
また、異常検出部１０ｂは、高周波出力部１１が「非出力状態ｓｔ１」または「出力準備状態ｓｔ２」である場合、第１の入力経路ｃ１および増幅器１４を介して入力される検出信号（以下、「第１検出信号」と記載する）に基づいて異常を検出する。一方、異常検出部１０ｂは、高周波出力部１１が「出力状態ｓｔ３」である場合、第２の入力経路ｃ２を介して入力される検出信号（以下、「第２検出信号」と記載する）に基づいて異常を検出する。
【００５９】
ここで、異常検出部１０ｂが行う異常検出処理の詳細について図５を参照して説明する。図５は、異常検出処理の一例を示す図である。
【００６０】
図５に示すように、高周波出力部１１が非出力状態ｓｔ１（時刻ｔ２以前）である場合、発振部１１ａおよび増幅部１１ｂがＯＦＦ状態であるため、電源供給経路Ｌに電流は流れない。したがって、非出力状態ｓｔ１における検出信号の値は、原則として０である。
【００６１】
つづいて、高周波出力部１１が非出力状態ｓｔ１から出力準備状態ｓｔ２（時刻ｔ２〜ｔ４）へ移行すると、発振部１１ａが発振可能状態（ＯＮ状態）となる。これにより、電源供給経路Ｌには、２〜５ｍＡ程度の微弱な電流が流れる。
【００６２】
高周波出力部１１が出力準備状態ｓｔ２から出力状態ｓｔ３（時刻ｔ４〜ｔ５）へ移行すると、増幅部１１ｂもＯＮ状態となって、発振部１１ａが高周波を発振し、増幅部１１ｂが高周波を増幅させる。これにより、電源供給経路Ｌには、たとえば１〜２Ａ程度の電流が流れる。
【００６３】
そして、異常検出部１０ｂは、高周波出力部１１が非出力状態ｓｔ１である場合、第１検出信号を非出力閾値Ｈ１と比較する。ここで、非出力閾値Ｈ１は、発振部１１ａが発振可能状態である場合（すなわち、出力準備状態ｓｔ２である場合）に電源供給経路Ｌに流れる電流の値ｖ１以下の値に設定された閾値である。非出力閾値Ｈ１は、たとえば１ｍＡに設定される。
【００６４】
異常検出部１０ｂは、非出力状態ｓｔ１において、第１検出信号の値が非出力閾値Ｈ１を超えた場合、すなわち、本来ならば電源供給経路Ｌに電流が流れないはずの非出力状態ｓｔ１において電流が流れていることが検出された場合、高周波の出力異常を検出する。
【００６５】
この場合の異常としては、たとえば、出力制御部１０ａから発振部１１ａまでの経路の異常（たとえばショート）が想定される。これは、かかる経路にショート等の異常が発生すると、発振部１１ａに対して信号が誤入力され、この結果、発振部１１ａが意図しないタイミングで発振可能状態へ移行するおそれがあるからである。
【００６６】
異常検出部１０ｂは、高周波出力部１１が出力準備状態ｓｔ２である場合、第１検出信号を出力準備閾値Ｈ２と比較する。ここで、出力準備閾値Ｈ２は、発振部１１ａが発振可能状態となった場合に電源供給経路Ｌに流れる電流の値よりも高い値に設定された閾値である。出力準備閾値Ｈ２は、たとえば１０ｍＡに設定される。
【００６７】
異常検出部１０ｂは、出力準備状態ｓｔ２において、第１検出信号の値が出力準備閾値Ｈ２を超えた場合、高周波の出力異常を検出する。この場合の異常としては、たとえば過電流などが想定される。
【００６８】
なお、非出力状態ｓｔ１および出力準備状態ｓｔ２において電流検出部１３によって検出される電流の値は、原則として０または微小である。したがって、増幅器１４による増幅を受けていない第２検出信号の値も０または微小であるため、かかる第２検出信号を用いて閾値との比較を行うことは困難である。そこで、異常検出部１０ｂは、高周波出力部１１が非出力状態ｓｔ１および出力準備状態ｓｔ２である場合には、増幅器１４によって増幅された検出信号である第１検出信号を用いて異常検出を行う。
【００６９】
一方、出力状態ｓｔ３において電流検出部１３によって検出される電流の値は、非出力状態ｓｔ１および出力準備状態ｓｔ２において流れる電流の値と比較して非常に大きいため、増幅器１４によって増幅される第１検出信号の値は検出可能な上限値を超えて振り切れてしまう。このため、第１検出信号を用いた場合、出力状態ｓｔ３における高周波の出力異常を適切に検出することが困難となる。そこで、異常検出部１０ｂは、高周波出力部１１が出力状態ｓｔ３である場合には、増幅器１４による増幅を受けていない第２検出信号を用いて高周波の出力異常を検出する。
【００７０】
具体的には、異常検出部１０ｂは、高周波出力部１１が出力状態ｓｔ３である場合、第２検出信号を出力下限閾値Ｈ３および出力上限閾値Ｈ４と比較する。出力下限閾値Ｈ３は、上述した出力準備閾値Ｈ２よりも大きい値、たとえば２００ｍＡに設定される。また、出力上限閾値Ｈ４は、出力下限閾値Ｈ３よりも大きい値、たとえば３Ａに設定される。
【００７１】
異常検出部１０ｂは、出力状態ｓｔ３において、第２検出信号の値が出力下限閾値Ｈ３および出力上限閾値Ｈ４の範囲を逸脱した場合、高周波の出力異常を検出する。なお、第２検出信号の値が出力下限閾値Ｈ３を下回った場合には、たとえば断線などが想定され、第２検出信号の値が出力上限閾値Ｈ４を超えた場合には、たとえば過電流などが想定される。
【００７２】
ここで、図５に示すように、高周波出力部１１が出力状態ｓｔ３に移行すると、電源供給経路Ｌに流れる電流の値（図５に示す第２検出信号）は、すぐに上昇せずになだらかに上昇する。したがって、異常検出部１０ｂが、高周波出力部１１の出力状態ｓｔ３に移行後すぐに高周波の出力異常の検出処理を実行すると、時刻ｔ４〜ｔ６の間では、出力異常として誤検出してしまうおそれがある。
【００７３】
そこで、異常検出部１０ｂは、高周波出力部１１が出力状態ｓｔ３へ移行して所定時間が経過したあと、たとえば図５では時刻ｔ６以降に、第２検出信号の値が出力下限閾値Ｈ３および出力上限閾値Ｈ４の範囲を逸脱したか否かの判定を行う。これにより、高周波の出力異常の誤検出を防止することができる。
【００７４】
なお、異常検出部１０ｂは、高周波出力部１１が出力状態ｓｔ３から非出力状態ｓｔ１に移行すると（時刻ｔ７以降）、第１検出信号の値に基づいて高周波の出力異常を検出する。図５に示すように、第１検出信号の値は、出力状態ｓｔ３から非出力状態ｓｔ１に移行後に、たとえば所定時間を経過したのちに０に戻る。したがって、異常検出部１０ｂは、出力状態ｓｔ３から非出力状態ｓｔ１へ移行した場合においても、所定時間経過後（時間ｔ７以降）に異常検出処理を行うようにしてもよい。
【００７５】
また、異常検出部１０ｂは、第１検出信号または第２検出信号の値が所定の閾値を超えた状態が所定時間継続した場合に、高周波の出力異常を検出することとしてもよい。
【００７６】
たとえば、出力制御部１０ａに異常が生じて、高周波出力部１１が常時出力状態ｓｔ３となるように誤制御している場合、高周波の出力による失火や高周波の漏洩といった不具合を生じさせるおそれがある。
【００７７】
そこで、異常検出部１０ｂは、出力状態ｓｔ３において、第２検出信号の値が出力下限閾値Ｈ３および出力上限閾値Ｈ４の範囲内である状態が所定時間継続した場合、高周波の出力異常を検出するようにしてもよい。これにより、出力制御部１０ａに異常が生じた場合であっても高周波の出力異常を検出することができる。
【００７８】
このように、異常検出部１０ｂは、高周波出力部１１の状態（非出力状態ｓｔ１、出力準備状態ｓｔ２および出力状態ｓｔ３）において、状態に対応した閾値（非出力閾値Ｈ１、出力準備閾値Ｈ２、出力下限閾値Ｈ３および出力上限閾値Ｈ４）を用いて高周波の出力異常を検出する。これにより、異常検出部１０ｂは、高周波出力部１１の各状態における高周波の出力異常を検出することができる。
【００７９】
また、異常検出部１０ｂは、第１の入力経路ｃ１および増幅器１４経由で入力される第１検出信号に基づいて非出力状態ｓｔ１および出力準備状態ｓｔ２における高周波の出力異常を検出し、第２の入力経路ｃ２経由で入力される第２検出信号に基づいて出力状態ｓｔ３における高周波の出力異常を検出することとした。これにより、異常検出部１０ｂは、非出力状態ｓｔ１、出力準備状態ｓｔ２および出力状態ｓｔ３の各状態における高周波の出力異常を適切に検出することができる。
【００８０】
また、異常検出部１０ｂは、上述した異常検出処理によって高周波の出力異常を検出した場合、所定の異常対応処理を実行する。
【００８１】
たとえば、異常検出部１０ｂは、異常情報１２ｂを記憶部１２に記憶する処理を行う。ここで、異常情報１２ｂは、異常を検知した時の、状態情報１２ａ、検出信号の出力レベル、時刻などを含んだ情報である。また、異常検出部１０ｂは、異常情報１２ｂを電源制御部５へ出力する処理も行う。
【００８２】
このように、異常情報１２ｂを記憶したり、電源制御部５へ出力したりすることにより、たとえば異常を検出した高周波発生装置１の修理を行う場合に、修理者が、異常情報１２ｂに基づいて修理を行うことで、たとえば異常の原因を容易に特定することができ、修理時間を短縮することができる。
【００８３】
また、異常検出部１０ｂは、異常対応処理として、高周波出力部１１への電源供給経路Ｌに設けられたスイッチｓｗ１をＯＦＦに切替えて、高周波出力部１１への電源供給を遮断する処理を行ってもよい。
【００８４】
スイッチｓｗ１がＯＦＦになると、高周波出力部１１は、電圧が供給されず、高周波の出力機能が停止する。なお、異常検出部１０ｂが異常情報１２ｂを電源制御部５に出力して、かかる電源制御部５が高周波出力部１１への電源の供給を停止することにしてもよい。
【００８５】
これにより、たとえば、出力制御部１０ａに異常が生じた場合であっても、高周波出力部１１への電源供給を遮断することで、高周波の出力異常による失火や、高周波の燃焼室からの漏洩といった不具合を確実に防ぐことができる。
【００８６】
また、出力制御部１０ａは、異常対応処理として、発振部１０ａの発振可能状態への移行を禁止してもよい。たとえば、出力制御部１０ａは、出力制御部１０ａに対し、発振部１１ａを発振不能状態から発振可能状態へ移行させる指示を行わないように指示する。
【００８７】
これにより、出力制御部１０ａは、点火信号および設定信号が入力されたとしても、発振部１１ａを発振可能状態へ移行させる処理を行わないため、高周波出力部１１の非出力状態ｓｔ１から出力準備状態ｓｔ２への移行を禁止することができる。
【００８８】
また、出力制御部１０ａは、異常対応処理として、設定信号により指定された増幅率よりも低い増幅率を含んだ増幅信号を増幅部１１ｂへ出力するようにしてもよい。これにより、たとえば、高周波の出力異常による不具合を最小限に抑えることができる。
【００８９】
［２．６  記憶部］
記憶部１２は、状態情報１２ａと、異常情報１２ｂとを記憶する。また、記憶部１２は、たとえばＲＡＭ（Random  Access  Memory）、フラッシュメモリ等の半導体メモリ素子、または、ハードディスク、光ディスク等の記憶装置である。
【００９０】
［３．１  異常検出処理］
次に、高周波発生装置１が実行する異常検出処理の処理手順について、図６を用いて説明する。図６は、高周波発生装置１が実行する異常検出処理の処理手順を示すフローチャートである。本処理は、異常検出部１０ｂによって繰り返し実行される。
【００９１】
図６に示すように、異常検出部１０ｂは、記憶部１２から取得した状態情報１２ａに基づいて、高周波出力部１１が非出力状態ｓｔ１であるか否かを判定する（ステップＳ１０１）。この判定処理において、高周波出力部１１が非出力状態ｓｔ１であると判定した場合に（ステップＳ１０１，Ｙｅｓ）、異常検出部１０ｂは、第１異常検出処理を実行する（ステップＳ１０２）。第１異常検出処理の処理手順については、図７を参照して後述する。
【００９２】
一方、ステップＳ１０１において、高周波出力部１１が非出力状態ｓｔ１でない場合（ステップＳ１０１，Ｎｏ）、異常検出部１０ｂは、高周波出力部１１が出力準備状態ｓｔ２であるか否かを判定する（ステップＳ１０３）。この判定処理において、高周波出力部１１が出力準備状態ｓｔ２であると判定した場合（ステップＳ１０３，Ｙｅｓ）、異常検出部１０ｂは、第２異常検出処理を実行する（ステップＳ１０４）。第２異常検出処理の処理手順については、図８を参照して後述する。
【００９３】
一方、ステップＳ１０３において、高周波出力部１１が出力準備状態ｓｔ２でない場合（ステップＳ１０３，Ｎｏ）、すなわち、高周波出力部１１が出力状態ｓｔ３である場合、異常検出部１０ｂは、第３異常検出処理を実行する（ステップＳ１０５）。第３異常検出処理の処理手順については、図９を参照して後述する。
【００９４】
［３．２  第１異常検出処理］
つづいて、非出力状態ｓｔ１において実行される第１異常検出処理の処理手順について図７を参照して説明する。図７は、第１異常検出処理の処理手順を示すフローチャートである。
【００９５】
非出力状態ｓｔ１において、まず、異常検出部１０ｂは、第１検出信号の値が非出力閾値Ｈ１（図５参照）以下であるか否かを判定する（ステップＳ２０１）。この判定処理において、第１検出信号の値が非出力閾値Ｈ１以下であると判定した場合（ステップＳ２０１，Ｙｅｓ）、異常検出部１０ｂは、高周波の出力異常がないと判定し、処理を終了する。
【００９６】
一方、ステップＳ２０１において第１検出信号の値が非出力閾値Ｈ１を超えた場合（ステップＳ２０１，Ｎｏ）、異常検出部１０ｂは、高周波の出力異常を検出して（ステップＳ２０２）、異常対応処理を実行したのちに（ステップＳ２０３）、処理を終了する。
【００９７】
［３．３  第２異常検出処理］
つづいて、出力準備状態ｓｔ２において実行される第２異常検出処理の処理手順について図８を参照して説明する。図８は、第２異常検出処理の処理手順を示すフローチャートである。
【００９８】
出力準備状態ｓｔ２において、まず、異常検出部１０ｂは、第１検出信号の値が出力準備閾値Ｈ２（図５参照）以下であるか否かを判定する（ステップＳ３０１）。この判定処理において、第１検出信号が出力準備閾値Ｈ２以下であると判定した場合に（ステップＳ３０１，Ｙｅｓ）、異常検出部１０ｂは、高周波の出力異常がないと判定し、処理を終了する。
【００９９】
一方、ステップＳ３０１において第１検出信号が出力準備閾値Ｈ２を超えた場合（ステップＳ３０１，Ｎｏ）、異常検出部１０ｂは、高周波の出力異常を検出して（ステップＳ３０２）、異常対応処理を実行したのちに（ステップＳ３０３）、処理を終了する。
【０１００】
［３．４  第３異常検出処理］
つづいて、出力状態ｓｔ３において実行される第３異常検出処理の処理手順について図９を参照して説明する。図９は、第３異常検出処理の処理手順を示すフローチャートである。
【０１０１】
出力状態ｓｔ３において、まず、異常検出部１０ｂは、第２検出信号が出力下限閾値Ｈ３以上であるか否かを判定する（ステップＳ４０１）。この判定処理において、第２検出信号が出力下限閾値Ｈ３（図５参照）以上であると判定した場合（ステップＳ４０１，Ｙｅｓ）、異常検出部１０ｂは、第２検出信号が出力上限閾値Ｈ４（図５参照）以下であるか否かを判定する（ステップＳ４０２）。
【０１０２】
ステップＳ４０２の判定処理において、第２検出信号が出力上限閾値Ｈ４以下であると判定した場合（ステップＳ４０２，Ｙｅｓ）、異常検出部１０ｂは異常検出処理を終了する。
【０１０３】
一方、ステップＳ４０１において第２検出信号が出力下限閾値Ｈ３より低い場合（ステップＳ４０１，Ｎｏ）、または、ステップＳ４０２において第２検出信号が出力上限閾値Ｈ４より高い場合（ステップＳ４０２，Ｎｏ）、異常検出部１０ｂは、高周波の出力異常を検出し（ステップＳ４０３）、異常対応処理を実行して（ステップＳ４０４）、処理を終了する。なお、異常検出部１０ｂは、上述した順に限らず、ステップＳ４０１より先にステップＳ４０２の処理を実行してもよい。
【０１０４】
上述してきたように、本実施形態に係る高周波発生装置１は、高周波出力部１１と、出力制御部１０ｂと、電流検出部１３と、異常検出部１０ｂとを備える。高周波出力部１１は、高周波を発振する発振部１１ａおよび発振部１１ａによって発振された高周波を増幅する増幅部１１ｂを有する。出力制御部１０ａは、点火プラグ４の火花放電を制御する点火信号が出力されるタイミングに応じて、発振部１１ａを高周波の発振不能状態から発振可能状態へ移行させることによって高周波出力部１１を高周波の非出力状態から出力準備状態へ移行させる。電流検出部１３は、高周波出力部１１への電源供給経路Ｌに設けられ、電源供給経路Ｌに流れる電流を検出する。異常検出部１０ｂは、電流検出部１３の検出結果に基づいて高周波の出力異常を検出し、非出力状態において電流検出部１３によって検出される電流の値が、発振部１１ａが発振可能状態となった場合に電源供給経路Ｌに流れる電流の値以下である非出力閾値を超えた場合に、非出力状態における高周波の出力異常を検出する。したがって、高周波の出力異常を検出することができる。
【０１０５】
なお、以上の実施形態では、出力制御部１０ａは直接入力される点火信号の状態に応じて出力準備状態ｓｔ２、および出力状態ｓｔ３を判断し制御を切り替えるようにしたが、点火信号を入力せずその代わりにエンジン制御部２からの指示に基づき状態を遷移させてもよい。
【０１０６】
具体的には、エンジン制御部２は、点火信号を出力すると出力制御部１０ａに非出力状態ｓｔ１から出力準備状態ｓｔ２への移行を指示し、点火信号の出力を停止すると出力準備状態ｓｔ２から出力状態ｓｔ３への移行を指示するようにすればよい。
【０１０７】
なお、出力状態ｓｔ３から非出力状態ｓｔ１への移行についてはエンジン制御部２から出力制御部１０ａに対して同様に示してもよいが、出力制御部１０ａが自ら出力状態に移行してからの時間をカウントし所定時間経過後に非出力状態ｓｔ１に移行するようにしてもよい。このように、点火プラグの火花放電を制御する点火信号が出力されるタイミングや、点火信号の出力が停止されるタイミングに応じて状態を移行させればよい。
【０１０８】
さらなる効果や変形例は、当業者によって容易に導き出すことができる。このため、本発明のより広範な態様は、以上のように表しかつ記述した特定の詳細および代表的な実施形態に限定されるものではない。したがって、添付の特許請求の範囲およびその均等物によって定義される総括的な発明の概念の精神または範囲から逸脱することなく、様々な変更が可能である。
【符号の説明】
【０１０９】
１      高周波発生装置
２      エンジン制御部
３      点火コイル
４      点火プラグ
５      電源制御部
１０    制御部
１０ａ  出力制御部
１０ｂ  異常検出部
１１    高周波出力部
１１ａ  発振部
１１ｂ  増幅部
１２    記憶部
１２ａ  状態情報
１２ｂ  異常情報
１００  プラズマ点火装置
【図１】
2017044079.tif 000003
【図２】
2017044079.tif 000004
【図３】
2017044079.tif 000005
【図４】
2017044079.tif 000006
【図５】
2017044079.tif 000007
【図６】
2017044079.tif 000008
【図７】
2017044079.tif 000009
【図８】
2017044079.tif 000010
【図９】
2017044079.tif 000011