(57)【要約】      （修正有）【課題】高周波ノイズの発生を減少させ、高電圧経路に触れた場合の感電と、高電圧供給時のサージ電圧による回路破壊を防止する手段を、低コストで実現できる高周波放電点火装置を提供する。【解決手段】間隙を介して対向する電極間に火花放電を発生して内燃機関の燃焼室内の可燃混合気を点火させる点火プラグ１０２と、所定の高電圧を点火プラグに供給して間隙に火花放電の経路を形成させる点火コイル装置１０１と、バンドパスフィルタを構成する共振装置１０５と、共振装置を介し、間隙に形成された火花放電の経路に交流電流を供給する電流供給装置１０３と、電流供給装置に電圧を供給する電源装置１０６と、点火コイル装置１０１の動作状態に応じて、電流供給装置１０３及び電源装置１０６を制御する制御装置１０４を備えた。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
間隙を介して対向する電極間に火花放電を発生して内燃機関の燃焼室内の可燃混合気を点火させる点火プラグと、
所定の高電圧を前記点火プラグに供給して間隙に前記火花放電の経路を形成させる点火コイル装置と、
バンドパスフィルタを構成する共振装置と、
前記共振装置を介し、前記間隙に形成された火花放電の経路に交流電流を供給する電流供給装置と、
前記電流供給装置に電圧を供給する電源装置と、
前記点火コイル装置の動作状態に応じて、前記電流供給装置及び前記電源装置の出力を制御する制御装置を備えた
ことを特徴とする高周波放電点火装置。
【請求項２】
前記制御装置は、前記電流供給装置が前記交流電流を供給するタイミング、または前記電源装置が前記電圧を供給するタイミングを制御する請求項１に記載の高周波放電点火装置。
【請求項３】
前記制御装置は、前記電流供給装置が前記交流電流を供給停止する時間に応じて、前記電圧を、前記電流供給装置へ供給することを停止するタイミングを制御することを特徴とする請求項２に記載の高周波放電点火装置。
【請求項４】
前記制御装置は、前記電圧を前記電流供給装置に供給開始してから、所定の電圧に到達するまでのタイミングを制御することを特徴とする請求項１から３の何れか１項に記載の高周波放電点火装置。
【請求項５】
前記電流供給装置と、前記共振装置を接続する電送経路が短い、あるいは無いことを特徴とする請求項１から４の何れか１項に記載の高周波放電点火装置。
【請求項６】
前記共振装置と前記電流供給装置が同一パッケージに内蔵されていることを特徴とする請求項５に記載の高周波放電点火装置。
【請求項７】
前記制御装置は、前記点火コイル装置の駆動を開始する信号と、駆動を停止する信号を検出する点火検出装置を備えていることを特徴とする請求項１から６の何れか１項に記載の高周波放電点火装置。
【請求項８】
前記点火検出装置は、前記点火コイル装置の駆動時間を検出することを特徴とする請求項７に記載の高周波放電点火装置。
【請求項９】
前記電源装置は、前記電流供給装置に供給する電圧値を制御する電圧制御手段を備えたことを特徴とする請求項１から８の何れか１項に記載の高周波放電点火装置。
【請求項１０】
前記電圧制御手段は、抵抗とコンデンサからなるフィルタ回路を含むことを特徴とする請求項９に記載の高周波放電点火装置。
【請求項１１】
前記電圧制御手段は、マイクロプロセッサであることを特徴とする請求項９に記載の高周波放電点火装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、火花放電経路に高周波交流電流を流し込み、点火プラグの電極間の間隙に放電プラズマを形成させることにより内燃機関を点火させる高周波放電点火装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、環境保全、燃料枯渇の問題が提起されており、自動車業界においても、これらへの対応が急務となっている。
この対応の一例として、過給機を利用したエンジンダウンサイジング、軽量化により燃料消費量を飛躍的に改善する方法がある。
【０００３】
高過給状態になると、エンジン燃焼室内の圧力が燃焼を伴っていない状態でも非常に高くなり、この中では燃焼を開始するための火花放電を発生させることが困難になることが知られている。
この理由の一つに、点火プラグの高圧電極とＧＮＤ（グランド）電極の間（ギャップ）で絶縁破壊を引起すための要求電圧が非常に高くなり、点火プラグの絶縁碍子部の耐電圧値を超えてしまう点がある。
【０００４】
この課題を解決するために、碍子部の耐圧を上げる研究がなされているが、実情では要求に対し十分な耐圧を確保することは困難であり、点火プラグのギャップ間隔を狭める手段をとらざるを得ない状況となっている。
しかしながら、点火プラグのギャップを狭めると、今度は電極部による消炎作用の影響が大きくなり、始動性の低下、燃焼性の低下を引起す点に課題が発生してしまう。
【０００５】
この問題を解決するためには、消炎作用によって電極部に取られる熱を上回るエネルギーを火花放電で与える、もしくは電極から少しでも遠いところで燃焼を引起す、といった回避手段が考えられ、例えば特許文献１に示すような点火コイル装置が提案されている。
【０００６】
特許文献１に開示された高周波放電点火装置は、従来の点火コイルにより点火プラグの主プラグギャップ間に火花放電を発生させ、この火花放電経路に高周波交流電流を流し込むことで、主プラグギャップ間に大きな放電プラズマを形成させる装置である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２０１５−８１５８１号公報
【特許文献２】特開２００３−９３０３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
特許文献１に示された高周波放電点火装置は、交流電流を供給する電流供給装置により、インダクタとコンデンサより成る共振装置を介して高周波交流電流を火花放電経路に投入するものである。
特許文献１に示された高周波放電点火装置において、共振装置と電流供給装置が異なるパッケージの場合、共振装置と電流供給装置を接続し、高周波交流電流を流し込む電送経路が必要となる。
この電送経路からは、電送経路を伝わり発生する伝導ノイズや、空間を飛来する放射ノイズといった高周波ノイズが発生し、他の装置に影響を与えるという課題を有している。
【０００９】
また、特許文献1に示された高周波放電点火装置においては、電流供給装置に対して所定の高電圧を供給する高圧経路が必要となる。
この高圧経路を持つ自動車においては、高圧経路に起因した感電の発生を防止する対策が要求され、従来から種々の技術が提案されている。
たとえば特許文献２では、衝突検知センサを用いて衝突を検知し、高圧経路の通電を遮断する技術が開示されている。
しかしながら、衝突検知センサを用いることでシステムとしての部品数とコストが増加するという課題を有している。
【００１０】
また、前述の高圧経路から電圧を供給する際、高電圧が急激に供給された場合、サージ電圧が発生し、電流供給装置の回路耐圧を上回ることで回路の破損が発生する可能性があるという課題を有している。
【００１１】
この発明は、前述のような課題を解決するためになされたものであって、高周波ノイズの発生を減少させ、高圧経路に触れた場合の感電と、高電圧供給時のサージ電圧による回路破壊を防止する手段を、低コストで実現できる高周波放電点火装置を提供することを目的としたものである。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
この発明の高周波放電点火装置は、間隙を介して対向する電極間に火花放電を発生して内燃機関の燃焼室内の可燃混合気を点火させる点火プラグと、所定の高電圧を前記点火プラグに供給して間隙に前記火花放電の経路を形成させる点火コイル装置と、バンドパスフィルタを構成する共振装置と、前記共振装置を介し、前記間隙に形成された火花放電の経路に交流電流を供給する電流供給装置と、前記電流供給装置に電圧を供給する電源装置と、前記点火コイル装置の動作状態に応じて、前記電流供給装置及び前記電源装置の出力を制御する制御装置を備えたものである。
【発明の効果】
【００１３】
この発明の高周波放電点火装置によれば、高周波交流電流の電送経路が短くなる、あるいは無くなるため、高周波放電時の高周波ノイズが、他の装置に与える影響を抑えることができる。
また、この発明の高周波放電点火装置によれば、高圧経路に高電圧が出力される時間を短くすることができるため、高圧経路に起因した感電の防止を、低コストで実施することができる。
また、この発明の高周波放電点火装置によれば、高圧経路の通電に起因した電流供給装置の破損を防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】この発明の実施の形態１に係わる高周波放電点火装置の回路構成図である。
【図２】この発明の実施の形態１に係わる高周波放電点火装置の動作を示すタイミングチャートである。
【図３】この発明の実施の形態１に係わる高周波放電点火装置の制御手順を示すフローチャートである。
【図４】この発明の実施の形態２に係わる高周波放電点火装置の回路構成図である。
【図５】この発明の実施の形態２に係わる高周波放電点火装置の動作を示すタイミングチャートである。
【図６】この発明の実施の形態２に係わる高周波放電点火装置の制御手順を示すフローチャートである。
【図７】この発明の実施の形態３に係わる高周波放電点火装置の回路構成図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
実施の形態１.
この発明の実施の形態１による高周波放電点火装置は、高周波放電用点火コイルで作る高電圧により点火プラグの主プラグギャップ間に火花放電を発生させ、加えて、火花放電経路に高周波交流電流を流し込むことで、主プラグギャップ間に大きな放電プラズマを形成させる装置である。
【００１６】
本実施の形態１における高周波放電点火装置の構成について、図１により説明する。
図１において、高周波放電点火装置は、間隙を介して対向する電極間に火花放電を発生して内燃機関の燃焼室内の可燃混合気を点火させる点火プラグ１０２と、所定の高電圧を前記点火プラグに供給して間隙に前記火花放電の経路を形成させる点火コイル装置１０１と、インダクタ１１７とコンデンサ１１６よりなる共振装置１０５と、共振装置１０５を介し、前記間隙に形成された火花放電の経路に交流電流を供給する電流供給装置１０３と、共振装置１０５と電流供給装置１０３を内蔵したパッケージ１０７と、電流供給装置１０３に電圧を供給する電源装置１０６と、点火コイル装置１０１の動作状態を検知し、電流供給装置１０３と電源装置１０６の出力を制御する制御装置１０４を備えたものである。
【００１７】
点火プラグ１０２は、第１の電極としての高圧電極１０２ａと、高圧電極１０２ａに対して所定の間隙である主プラグギャップを介して対向する第２の電極としての外側電極１０２ｂとを備えている。
【００１８】
点火コイル装置１０１は、コア１１５を介して、磁気的に結合された１次コイル１１１と２次コイル１１２、１次コイル１１１の通電を制御するスイッチング素子１１４とスイッチング素子１１４を駆動するためのドライバ装置１１３とを備えている。
【００１９】
電流供給装置１０３は、交流電流を生成するスイッチング回路である。 
【００２０】
共振装置１０５は、電流供給装置１０３により生成された交流電流を、主プラグギャップに生成される火花放電経路に供給すると共に、点火コイル装置１０１の２次コイル１１２で発生する高電圧が、電流供給装置１０３に印加されないようにブロックするためのバンドパスフィルタを構成するコンデンサ１１６とインダクタ１１７とを備えている。
【００２１】
パッケージ１０７には、共振装置１０５と、電流供給装置１０３が内蔵されている。
このように共振装置１０５と電流供給装置１０３を同一パッケージに備えた場合、共振装置１０５と電流供給装置１０３間の電送経路が無くなることで、電送経路を伝わり発生する伝導ノイズや、空間を飛来する放射ノイズなどの高周波ノイズによる他の装置への影響を抑えることが可能となる。
共振装置１０５と、電流供給装置１０３を同一パッケージに内蔵せずに、互いに近傍に配置し、電送経路を短くする方式や、共振装置１０５と、電流供給装置１０３をコネクタにより直接接続する方式を取ってもよい。
また、パッケージ１０７と、点火プラグ１０２についても、例としてコネクタにより直接パッケージ１０７と点火プラグ１０２を接続する方式などで、電送経路を無くすことにより高周波ノイズを抑えることが可能となる。
パッケージ１０７と点火プラグ１０２を直接接続する場合、エンジン近傍にパッケージ１０７を配置することが必要となるため、パッケージ１０７は共振装置１０５と電流供給装置１０３のみを備えた小型のパッケージであると良い。
【００２２】
制御装置１０４は、ドライバ装置１１３の動作に応じて、電源装置１０６や電流供給装置１０３の動作方針を判断し、制御するマイクロプロセッサ１４０を備えており、マイクロプロセッサ１４０は、ドライバ装置１１３の動作を検出する点火検出装置１４１を備えている。
【００２３】
電源装置１０６は、マイクロプロセッサ１４０からの信号に応じて電源の供給を制御する電圧供給装置として、リレー装置１５０を備えている。
【００２４】
本実施の形態１における高周波放電点火装置の動作について、図２のタイミングチャートを用いて説明する。
図２は、図１における各部の信号を時系列に示すタイミングチャートである。
図２の信号Ｉは、図１における経路Ｉの矢印方向を正とした信号であって、ドライバ装置１１３から出力される、点火コイル装置１０１を駆動するための電圧信号である。
図２の信号Ｃは、図２における経路Ｃの矢印方向を正とした信号であって、制御装置１０４が出力し、電源装置１０６内のリレー装置１５０へと供給される電圧信号であって、リレー装置１５０を動作させる期間を示している。
図２の信号Ｖは、図１における経路Ｖの矢印方向を正とした信号であって、高圧経路を介して電流供給装置１０３へと供給される電圧信号である。Ｖｈは、電流供給装置１０３を駆動させることが可能となる電圧を示している。
図２の信号Ｗは、図１における経路Ｗの矢印方向を正とした信号であって、制御装置１０４が出力し、電流供給装置１０３へと供給される電圧信号であって、電流供給装置１０３を動作させる期間を示している。
図２の信号Ｈは、図１における経路Ｈの矢印方向を正とした信号であって、電流供給装置１０３により生成された交流電流を示す電流信号である。
【００２５】
タイミングＴ０において、信号ＩはＬｏｗとなっており、点火コイル装置１０１は駆動されていない。
この状態では、信号Ｗ、信号Ｃ共にＬｏｗとなり、電圧信号Ｖ、電流信号Ｈは発生しない。
【００２６】
タイミングＴ１において、ドライバ装置１１３により信号ＩがＬｏｗからＨｉｇｈとなり、点火コイル装置１０１内のスイッチング素子１１４はＯＮの状態、１次コイル１１１は通電状態となり、コア１１５に磁束エネルギーが蓄積され始める。
【００２７】
タイミングＴ２において、信号ＩがＨｉｇｈからＬｏｗとなると、点火コイル装置１０１内のスイッチング素子１１４により１次コイル１１１の通電は遮断され、コア１１５に蓄積された磁束エネルギーを解放、２次コイル１１２に誘導電圧が発生し、誘導電流が流れ始めると共に、点火プラグ１０２が潜在的に備えている対地間容量、及びコンデンサ１１６の充電が開始される。
タイミングＴ２において、点火プラグ１０２の対地間容量、及びコンデンサ１１６の充電電圧が、点火プラグ１０２の主プラグギャップの絶縁破壊電圧に達すると、主プラグギャップ間で絶縁破壊が起こり、火花放電経路が形成される。
【００２８】
制御装置１０４内のマイクロプロセッサ１４０に内蔵された点火検出装置１４１は、信号ＩがＨｉｇｈからＬｏｗとなったタイミングＴ２を検出する。
制御装置１０４は、タイミングＴ２から時間ｔＣ経過後に信号ＣをＨｉｇｈとし、電源装置１０６の電圧供給を許可する。
【００２９】
信号ＣがＨｉｇｈとなったタイミングＴ３において、リレー装置１５０がＯＮとなることで信号Ｖが発生し、信号ＣがＨｉｇｈとなったと同時に、電源装置１０６から、電流供給装置１０３に電圧Ｖｈが供給される。
これにより、電流供給装置１０３の動作が可能となる。
【００３０】
制御装置１０４は、タイミングＴ２から時間ｔＷ１経過後に信号ＷをＨｉｇｈとし、電流供給装置１０３の動作を許可する。
【００３１】
電流供給装置１０３は、信号Ｗにより、その動作が許可されたタイミングＴ４にて、主プラグギャップに形成される火花放電経路に向かって交流電流を送り込むように、スイッチング動作を開始する。 
本実施の形態１においては、電流供給装置１０３をハーフブリッジの構成とし、この後段にインダクタ１１７とコンデンサ１１６で構成されるバンドパスフィルタを配置しているので、このバンドパスフィルタの共振周波数に合わせて、電流供給装置１０３は、ハーフブリッジのＨｉｇｈ側スイッチ、Ｌｏｗ側スイッチが交互にＯＮ／ＯＦＦとなるように動作させる。 
バンドパスフィルタの共振周波数に合わせてハーフブリッジ回路をスイッチングすることで、バンドパスフィルタ部のインピーダンスが最小となるので、経路Ｈに流れる電流供給装置１０３の出力電流は最大となり、従って主プラグギャップ間の火花放電経路に最大の交流電流を送り込めるようになる。
【００３２】
制御装置１０４はタイミングＴ４から時間ｔＷ２経過したタイミングＴ５にて、信号ＷをＬｏｗへと切替え、電流供給装置１０３の動作を停止させる。電流供給装置１０３の動作が止まると、主プラグギャップ間の火花放電経路への大きな交流電流の供給も止まる。
【００３３】
制御装置１０４はタイミングＴ５において、信号ＣをＬｏｗへと切替える。これにより信号ＶがＬｏｗとなり、電源装置１０６から電流供給装置１０３への電圧供給が停止する。
【００３４】
本実施の形態１における高周波放電点火装置の制御手順について、図３のフローチャートを用いて説明する。
図３において、ステップＳ１では、点火検出装置１４１が、ドライバ装置１１３により信号ＩがＨｉｇｈからＬｏｗとなったタイミングを検出する。
【００３５】
ステップＳ２では、マイクロプロセッサ１４０が、電源装置１０６から電流供給装置１０３への電圧供給を開始する信号ＣをＨｉｇｈにするまでの時間ｔＣと、電流供給装置１０３の動作を開始する信号ＷをＨｉｇｈにするまでの時間ｔＷ１を設定する。
【００３６】
時間ｔＷ１は、運転条件に依存して設定されるマップ値や計算値にしておくと良い。
例えば、エンジン回転が１０００回転/分以下では、ｔＷ１を１００μｓｅｃとし、エンジン回転が２０００回転/分を上回れば、ｔＷ１を２００μｓｅｃとする。これにより、エンジンの燃焼状態に応じた最適な交流電流の供給を実施することができる。
時間ｔＣは、ｔＷ１より短い時間を設定する。これは、電流供給装置１０３が動作を開始する前に、交流電流を供給するのに十分な電圧Ｖｈを与えるべきであるためである。
例えば時間ｔＣは、時間ｔＷ１から所定の値を減算した値としても良い。
【００３７】
ステップＳ３では、時間ｔＣの経過を待つ。時間ｔＣが経過するまでは、電圧供給は停止状態となる。
【００３８】
ステップＳ４では、時間ｔＣが経過した後、電源装置１０６から電流供給装置１０３への電圧供給を開始する信号ＣをＨｉｇｈにする。これにより、電圧供給が開始される。
【００３９】
ステップＳ５では、時間ｔＷ１の経過を待つ。時間ｔＷ１が経過するまでは、電流供給装置１０３は停止状態となる。
【００４０】
ステップＳ６では、時間ｔＷ1が経過した後、電源装置１０６から電流供給装置１０３の動作を開始する信号ＷをＨｉｇｈにする。これにより、電流供給装置１０３が駆動する。これにより、主プラグギャップ間の火花放電経路への大きな交流電流の供給が開始される。
【００４１】
ステップＳ６で、信号ＷをＬｏｗにする時間ｔＷ２を設定する。この時間ｔＷ２が、交流電流を供給する時間となる。時間ｔＷ２は、運転条件に依存して設定されるマップ値や計算値にしておくと良い。
例えば、エンジン回転が１０００回転/分以下では、ｔＷ２を１００μｓｅｃとし、エンジン回転が２０００回転/分を上回れば、ｔＷ２を２００μｓｅｃとする。
【００４２】
ステップＳ７では、時間ｔＷ２の経過を待つ。時間ｔＷ２が経過するまでは、電流供給装置１０３は駆動状態となる。
【００４３】
ステップＳ８では、時間ｔＷ２が経過した後、電源装置１０６から電流供給装置１０３の動作を開始する信号ＷをＬｏｗにし、電流供給装置１０３を停止する。
同時に電源装置１０６から電流供給装置１０３への電圧供給を開始する信号ＣをＬｏｗにし、電源装置１０６から電流供給装置１０３への電圧供給を停止する。
なお、信号ＷのＬｏｗと、信号ＣのＬｏｗは同時に実施する必要はない。例えば信号ＷをＬｏｗにしてから所定の時間経過後に信号ＣをＬｏｗにしても良い。
【００４４】
以上のように、実施の形態１においては、高電圧を発生する電源装置１０６と、共振装置１０５と電流供給装置１０３を内蔵したパッケージ１０７と、点火コイル装置１０１の動作状態に応じて、電流供給装置１０３が交流電流を供給するタイミング、または電源装置１０６が電圧を供給するタイミングを制御する制御装置１０４を備えることにより、高周波放電時の高周波ノイズが、他の装置に与える影響を抑えることができる。
また信号ＣのＨｉｇｈ時間を、点火コイル装置１０１の駆動に基づき、交流電流を供給するために必要である最適な時間とすることで、高圧経路に高電圧Ｖｈが出力される時間を短くすることができる。
また、点火コイル装置１０１の駆動に基づき信号ＣをＨｉｇｈとするため、エンジン停止中であれば点火コイル装置１０１は駆動せず、信号ＣはＬｏｗとなり、高圧経路に電圧Ｖｈは出力されない。
以上より、高圧経路に起因した感電の防止をすることができる。
【００４５】
参考までに一例を示す。人体の電気抵抗を２０００Ω、高電圧Ｖｈを１６０Ｖとした場合、通電電流は８０ｍＡとなる。
国際電気標準会議が公開した人体反応曲線図によれば、５０ｍＡなら１ｓｅｃまで、１００ｍＡなら０．５ｓｅｃ以内に電流を遮断すれば人体に有害な生理的影響はないとされる。そのため、電圧Ｖｈが出力される時間を、たとえば最大で０．１ｓｅｃとすれば、有害な生理的影響は発生しないと言える。
本実施の形態１は、センサなど、システムとして部品の追加をすることなく、高圧経路の電圧を制御することができるため、低コストで実現することができる。
【００４６】
実施の形態２.
実施の形態２における高周波放電点火装置の構成について、図４により説明する。実施の形態２の高周波放電点火装置は、実施の形態１の構成に対して、電源装置１０６内に、電圧制御装置１５１を備えたものである。
【００４７】
電圧制御装置１５１は、電圧Ｖが、電圧Ｖｈに到達する時間を制御する働きを持つ装置である。
本実施の形態２では、リレー装置１５２の下流に抵抗１５３とコンデンサ１５４によるフィルタ回路を備えた装置であるので、信号ＣがＨｉｇｈとなったとき、電圧Ｖは時間経過とともにＶｈに近づく。
【００４８】
本実施の形態２における高周波放電点火装置の動作について、図５のタイミングチャートを用いて説明する。
図５は、図４における各部の信号を時系列に示すタイミングチャートである。図５の信号Ｃは、図５における経路Ｃの矢印方向を正とした信号であって、制御装置１０４が出力し、電源装置１０６内の電圧制御装置１５１へと供給される電圧信号であって、電圧制御装置１５１を動作させる期間を示している。
時間ｔＩは信号ＩのＨｉｇｈ時間、時間ｔＶは信号ＣがＨｉｇｈとなってから信号Ｖが電圧Ｖｈに到達するまでの時間を示す。
時間ｔＩは、点火コイル装置１０１の駆動時間に相当し、点火検出装置１４１で検出される。
図５の、上記を除いた各信号及びタイミングＴ０からＴ５については実施の形態１と同様である。
【００４９】
図５においては、ドライバ装置１１３により信号ＩがＬｏｗからＨｉｇｈとなるタイミングＴ１から、時間ｔＣ経過後に信号ＣをＨｉｇｈとし、電源装置１０６の電圧供給を許可する。電圧供給が許可されたとき、電圧制御装置１５１は、信号Ｖが時間ｔＶ経過後に電圧Ｖｈへ到達するように電圧を供給する。
【００５０】
本実施の形態２における高周波放電点火装置の制御手順について、図６のフローチャートを用いて説明する。
図６において、ステップＳ１では、点火検出装置１４１が、ドライバ装置１１３により信号ＩがＬｏｗからＨｉｇｈとなったタイミングを検出する。
【００５１】
ステップＳ２では、マイクロプロセッサ１４０が、電源装置１０６から電流供給装置１０３への電圧供給を開始する信号ＣをＨｉｇｈにするまでの時間ｔＣを設定する。
このとき、時間ｔＣは、時間ｔＩと時間ｔＶと時間ｔＷ１から演算し、信号Ｖが電圧Ｖｈに到達した後に、タイミングＴ４が発生するように設定すると良い。これは、電流供給装置１０３が動作を開始する前に、交流電流を供給するのに十分な電圧Ｖｈを与えるべきであるためである。
例えば、時間ｔＶは電圧制御装置１５１の抵抗１５３とコンデンサ１５４の定数より決まり、時間ｔＷ１は運転条件に依存して設定されるマップ値や計算値で決まり、時間ｔＩは、通信によりドライバ装置１１３から受信する。時間ｔＩと時間ｔＷ１の加算値が、時間ｔＶと時間ｔＣより大きくなるように時間ｔＣを算出することで、信号Ｖが電圧Ｖｈに到達した後に、タイミングＴ４を発生させることができる。
【００５２】
ステップＳ３では、時間ｔＣの経過を待つ。時間ｔＣが経過するまでは、電圧供給は停止状態となる。
【００５３】
ステップＳ４では、時間ｔＣが経過した後、電源装置１０６から電流供給装置１０３への電圧供給を開始する信号ＣをＨｉｇｈにする。これにより、電圧供給が開始される。
【００５４】
ステップＳ５では、点火検出装置１４１が、ドライバ装置１１３により信号ＩがＨｉｇｈからＬｏｗとなったタイミングを検出する。
【００５５】
ステップＳ６では、マイクロプロセッサ１４０が、電流供給装置１０３の動作を開始する信号ＷをＨｉｇｈにするまでの時間ｔＷ１を設定する。
このとき、ステップＳ３からステップＳ６までの順番は、必ず本フローの通りにならなくても良い。
【００５６】
ステップＳ７では、時間ｔＷ１の経過を待つ。時間ｔＷ１が経過するまでは、電流供給装置１０３は停止状態となる。
【００５７】
ステップＳ８では、時間ｔＷ1が経過した後、電源装置１０６から電流供給装置１０３の動作を開始する信号ＷをＨｉｇｈにする。
これにより、電流供給装置１０３が駆動し、主プラグギャップ間の火花放電経路への大きな交流電流の供給が開始される。
前述のステップＳ２において、時間ｔＷ１が経過するタイミングＴ４の前に、信号Ｖが電圧Ｖｈに到達するように時間ｔＣを設定しているため、交流電流の供給に十分な電圧が与えられた状態で電流供給装置１０３を駆動させることができる。
ステップＳ８では併せて信号ＷをＬｏｗにする時間ｔＷ２を設定する。この時間ｔＷ２が、交流電流を供給する時間となる。
【００５８】
ステップＳ９では、時間ｔＷ２の経過を待つ。時間ｔＷ２が経過するまでは、電流供給装置１０３は駆動状態となる。
【００５９】
ステップＳ１０では、時間ｔＷ２が経過した後、電源装置１０６から電流供給装置１０３の動作を開始する信号ＷをＬｏｗにし、同時に電源装置１０６から電流供給装置１０３への電圧供給を開始する信号ＣをＬｏｗにする。
これにより、電流供給装置１０３が停止し、電源装置１０６から電流供給装置１０３への電圧供給が停止される。
【００６０】
以上のように、実施の形態２においては、実施の形態１に対して、電源装置１０６内に、電圧制御装置１５１を備え、電圧Ｖｈに到達する時間を遅延させる。
また、ドライバ装置１１３により信号ＩがＬｏｗからＨｉｇｈとなるタイミングＴ１から、時間ｔＣ経過後に信号ＣをＨｉｇｈとすることで、交流電流の供給に十分な電圧が与えられた状態で電流供給装置１０３を駆動させることができる。
信号Ｖが電圧Ｖｈに瞬時に到達しないようにすることで、電流供給装置１０３に対して電圧Ｖｈが急激に供給された際に発生する可能性がある、サージ電圧による電流供給装置の破損を防止することができる。
【００６１】
実施の形態３．
実施の形態３における高周波放電点火装置の構成について、図７により説明する。
実施の形態３の高周波放電点火装置は、実施の形態２の構成に対して、電圧制御装置１５１内に、マイクロプロセッサ１５５を備えた。
【００６２】
本実施の形態３における高周波放電点火装置の動作は、図５のタイミングチャートと同等である。
【００６３】
本実施の形態３における高周波放電点火装置の制御手順は、図６のフローチャートと同等である。
【００６４】
本実施の形態３において、マイクロプロセッサ１５５は、信号Ｃにより電圧の供給を開始する。
マイクロプロセッサ１５５は、電圧Ｖの値を検出し、時間ｔＶをかけて目標の電圧Ｖｈに到達するように電圧Ｖを制御する。
これにより、実施の形態２と同等の効果を得ることができる。
本実施の形態３によれば、実施の形態２では回路の定数により決定された時間ｔＶを、マイクロプロセッサ１５５による設定値で決定することができる。
また、本実施の形態３によれば、目標の電圧Ｖｈを、マイクロプロセッサ１５５による設定値で決定することができる。
目標の電圧Ｖｈは、運転条件に依存して設定されるマップ値や計算値にしておくと良い。例えば、エンジン回転が１０００回転/分以下では、Ｖｈを６０Ｖとし、エンジン回転が２０００回転/分を上回れば、Ｖｈを１００Ｖとする。
これにより、電流の消費を抑えることができる。
【００６５】
この発明による高周波放電点火装置は、内燃機関を利用する自動車、二輪車、船外機、その他特殊機械などにも搭載され、燃料への着火を確実に行えるようになるので、内燃機関を効率よく運転できるようになり、燃料枯渇問題、環境保全に役立つものである。
【００６６】
なお、この発明は、この発明の範囲内において、各実施の形態を自由に組み合わせたり、各実施の形態を適宜、変形、省略することが可能である。
【符号の説明】
【００６７】
１０１  点火コイル装置、１０２  点火プラグ、１０２ａ  高圧電極、１０２ｂ  外側電極、１０３  電流供給装置、１０４  制御装置、１０５  共振装置、１０６  電源装置、１０７  パッケージ、１１１  １次コイル、１１２  ２次コイル、１１３  ドライバ装置、１１４  スイッチング素子、１１５  コア、１１６  コンデンサ、１１７  インダクタ、１４０  マイクロプロセッサ、１４１  点火検出装置、１５０  リレー装置、１５１  電圧制御装置、１５２  リレー装置、１５３  抵抗、１５４  コンデンサ、１５５  マイクロプロセッサ
【図１】
2017160879.tif 000003
【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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【手続補正書】
【提出日】平成28年10月31日(2016.10.31)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
間隙を介して対向する電極間に火花放電を発生して内燃機関の燃焼室内の可燃混合気を点火させる点火プラグと、
所定の高電圧を前記点火プラグに供給して間隙に前記火花放電の経路を形成させる点火コイル装置と、
バンドパスフィルタを構成する共振装置と、
前記共振装置を介し、前記間隙に形成された火花放電の経路に交流電流を供給する電流供給装置と、
前記電流供給装置に電圧を供給する電源装置と、
前記点火コイル装置の動作状態に応じて、前記電流供給装置及び前記電源装置の出力を制御する制御装置を備え、
前記制御装置は、前記電流供給装置が前記交流電流を供給するタイミング、または前記電源装置が前記電圧を供給するタイミングを制御すると共に、
前記電流供給装置が前記交流電流を供給停止する時間に応じて、前記電圧を、前記電流供給装置へ供給することを停止するタイミングを制御する
ことを特徴とする高周波放電点火装置。
【請求項２】
前記電源装置は、前記電流供給装置に供給する電圧値を制御する電圧制御手段を備え、前記電圧制御手段により前記電圧を前記電流供給装置に供給開始してから、所定の電圧に到達するまでのタイミングを遅延させることを特徴とする請求項１に記載の高周波放電点火装置。
【請求項３】
前記電圧制御手段は、抵抗とコンデンサからなるフィルタ回路を含むことを特徴とする請求項２に記載の高周波放電点火装置。
【請求項４】
前記電圧制御手段は、マイクロプロセッサであることを特徴とする請求項２に記載の高周波放電点火装置。
【請求項５】
前記電流供給装置と、前記共振装置を接続する電送経路が短い、あるいは無いことを特徴とする請求項１から４の何れか１項に記載の高周波放電点火装置。
【請求項６】
前記共振装置と前記電流供給装置が同一パッケージに内蔵されていることを特徴とする請求項５に記載の高周波放電点火装置。
【請求項７】
前記制御装置は、前記点火コイル装置の駆動を開始する信号と、駆動を停止する信号を検出する点火検出装置を備えていることを特徴とする請求項１から６の何れか１項に記載の高周波放電点火装置。
【請求項８】
前記点火検出装置は、前記点火コイル装置の駆動時間を検出することを特徴とする請求項７に記載の高周波放電点火装置。 
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１２】
この発明の高周波放電点火装置は、間隙を介して対向する電極間に火花放電を発生して内燃機関の燃焼室内の可燃混合気を点火させる点火プラグと、所定の高電圧を前記点火プラグに供給して間隙に前記火花放電の経路を形成させる点火コイル装置と、バンドパスフィルタを構成する共振装置と、前記共振装置を介し、前記間隙に形成された火花放電の経路に交流電流を供給する電流供給装置と、前記電流供給装置に電圧を供給する電源装置と、前記点火コイル装置の動作状態に応じて、前記電流供給装置及び前記電源装置の出力を制御する制御装置を備え、前記制御装置は、前記電流供給装置が前記交流電流を供給するタイミング、または前記電源装置が前記電圧を供給するタイミングを制御すると共に、前記電流供給装置が前記交流電流を供給停止する時間に応じて、前記電圧を、前記電流供給装置へ供給することを停止するタイミングを制御するものである。