(57)【要約】【課題】低電圧で多点点火が可能な点火装置を提供することを目的とする。【解決手段】本発明は、中心電極及び外側電極の間の放電ギャップの絶縁破壊によって点火する点火装置であって、前記中心電極及び前記外側電極の間に設けられた電気容量部５１，６１とその電気容量部５１，６１に直列接続される放電ギャップ４５ａ，４５ｂとを有する複数の回路要素５０，６０を備え、前記回路要素５０，６０は、並列に接続されることを特徴とする。これにより、低電圧で多点点火を実現できる。【選択図】図３
2009036157.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
中心電極及び外側電極の間の放電ギャップの絶縁破壊によって点火する点火装置であって、
前記中心電極及び前記外側電極の間に設けられた電気容量部とその電気容量部に直列接続される放電ギャップとを有する複数の回路要素を備え、
前記複数の回路要素は、並列に接続される
ことを特徴とする点火装置。
【請求項２】
電圧が印加される棒状の中心電極と、
前記中心電極の外周面を覆う誘電体と、
前記誘電体上に保持された複数の中間電極と、
前記中間電極の外側に配置され、前記中心電極の外周面を覆う前記誘電体を取り囲む外側電極と、
を備え、
前記放電ギャップは、前記中間電極と前記外側電極との間の隙間であり、
前記電気容量部は、前記誘電体が前記中間電極と前記中心電極とに挟まれた部分である
ことを特徴とする請求項１に記載の点火装置。
【請求項３】
電圧が印加される棒状の中心電極と、
前記中心電極を取り囲む外側電極と、
前記外側電極の内周面に形成される誘電体と、
前記誘電体上に保持された複数の中間電極と、
を備え、
前記放電ギャップは、前記中間電極と前記中心電極との間の隙間であり、
前記電気容量部は、前記誘電体が前記中間電極と前記外側電極とに挟まれた部分である
ことを特徴とする請求項１に記載の点火装置。
【請求項４】
前記外側電極は、
前記中心電極を取り囲む円筒状の側面部と、
燃焼室を区画して副燃焼室を形成し、その燃焼室とその副燃焼室とを連通する連通孔を有する底面部と、
を備えることを特徴とする請求項２又は３に記載の点火装置。
【請求項５】
前記複数の回路要素は、
前記電気容量部に直列接続される第１放電ギャップを有する第１回路要素と、
前記電気容量部に直列接続され、絶縁破壊電圧が前記第１放電ギャップよりも高い第２放電ギャップを有する第２回路要素と、
を備えることを特徴とする請求項１から４までのいずれか１つに記載の点火装置。
【請求項６】
前記複数の回路要素は、
前記電気容量部に直列接続される第１放電ギャップを有する第１回路要素と、
前記電気容量部に直列接続され、前記第１放電ギャップよりも長いギャップ長の第２放電ギャップを有する第２回路要素と、
を備えることを特徴とする請求項１から４までのいずれか１つに記載の点火装置。
【請求項７】
エンジンの運転条件に応じて印加する電圧の立ち上がり時間を変更し、前記第１放電ギャップの放電時期と、前記第２放電ギャップの放電時期と、の位相差を伸縮する位相差変更手段を備える
ことを特徴とする請求項５又は６に記載の点火装置を使用して点火を制御する点火制御装置。
【請求項８】
前記位相差変更手段は、エンジンの運転領域が低回転低負荷領域にあるときは、他の運転領域にあるときよりも、前記複数の回路要素に印加する電圧の立ち上がり時間を短くすることで、前記位相差を縮小する
ことを特徴とする請求項７に記載の点火制御装置。
【請求項９】
前記位相差変更手段は、エンジンの運転領域が低回転高負荷領域にあるときは、他の運転領域にあるときよりも、前記複数の回路要素に印加する電圧の立ち上がり時間を長くすることで、前記位相差を拡大する
ことを特徴とする請求項７又は８に記載の点火制御装置。
【請求項１０】
エンジンの運転条件に応じて印加する電圧の最大値を変更する電圧値変更手段を備え、
前記電圧値変更手段は、エンジンの運転領域が低回転低負荷領域にあるときは、他の運転領域にあるときよりも、前記複数の回路要素に印加する電圧の最大値を上昇させて、前記第２放電ギャップを放電させる
ことを特徴とする請求項５又は６に記載の点火装置を使用して点火を制御する点火制御装置。
【請求項１１】
前記回路要素に印加する電圧は、交流電圧である
ことを特徴とする請求項１から６までのいずれか１つに記載の点火装置を使用して点火を制御する点火制御装置。
【請求項１２】
エンジン運転条件に応じて印加する交流電圧の周波数を変化させる周波数変更手段を備え、
前記周波数変更手段は、エンジンの運転領域が低回転低負荷領域にあるときは、他の運転領域にあるときよりも、前記複数の回路要素に印加する交流電圧の周波数を高くする
ことを特徴とする請求項１１に記載の点火制御装置。
【請求項１３】
エンジン運転条件に応じて印加する交流電圧の印加時間を変化させる電圧印加時間変更手段を備え、
前記電圧印加時間変更手段は、エンジンの運転領域が低回転低負荷領域にあるときは、他の運転領域にあるときよりも、前記複数の回路要素に印加する交流電圧の印加時間を長くする
ことを特徴とする請求項１１に記載の点火制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は点火装置及び点火制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来の点火装置は、複数の放電ギャップを直列に配置して高電圧を印加することで多点点火を行っていた（例えば、特許文献１参照）。
【特許文献１】特開２００４−７９４５８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら、前述した従来の点火装置は、複数の放電ギャップを直列に配置していたので、一度の放電で全ての放電ギャップを絶縁破壊する必要があった。そのため、放電ギャップの数が多くなるほど高電圧を印加しなければならないという問題点があった。
【０００４】
本発明はこのような従来の問題点に着目してなされたものであり、低電圧で多点点火が可能な点火装置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】
【０００５】
本発明は、以下のような解決手段によって前記課題を解決する。なお、理解を容易にするために本発明の実施形態に対応する符号を付するが、これに限定されるものではない。
【０００６】
本発明は、中心電極（４１）及び外側電極（４４）の間の放電ギャップ（４５）の絶縁破壊によって点火する点火装置（４０）であって、前記中心電極（４１）及び前記外側電極（４４）の間に設けられた電気容量部（５１，６１）とその電気容量部（５１，６１）に直列接続される放電ギャップ（４５ａ，４５ｂ）とを有する複数の回路要素（５０，６０）を備え、前記複数の回路要素（５０，６０）は、並列に接続されることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００７】
本発明によれば、放電ギャップと電気容量部とを含む回路要素を、複数並列に接続して電圧を印加する構成としたので、印加する電圧の高さは放電ギャップの数に関係なく、絶縁破壊電圧が最も高い放電ギャップの絶縁破壊電圧を超える電圧を印加すれば、全ての放電ギャップで放電させることができる。これにより、低電圧で多点点火を実現できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
以下、図面等を参照して本発明の実施形態について説明する。
【０００９】
（第１実施形態）
図１は、本発明の第１実施形態による点火装置４０を備えたエンジン１を示す図である。
【００１０】
エンジン１は、シリンダブロック１０と、その頂部を覆うシリンダヘッド２０とを備える。
【００１１】
シリンダブロック１０には、複数のシリンダ１１が形成される。シリンダ１１には、ピストン１２が摺動自在に嵌合する。これらシリンダブロック１０とピストン１２とシリンダヘッド２０とによって、ペントルーフ形の燃焼室３０が形成される。
【００１２】
シリンダヘッド２０は、吸気ポート２１と、排気ポート２２と、吸気バルブ２３と、排気バルブ２４と、燃料噴射弁２５と、点火装置４０とを備える。
【００１３】
吸気ポート２１は、燃焼室３０に混合気を導入するための流路であり、燃焼室３０の一方の傾斜面３０ａに開口する。排気ポート２２は、燃焼室３０で発生した排ガスを排出するための流路であり、燃焼室３０の他方の傾斜面３０ｂに開口する。
【００１４】
吸気バルブ２３は、ピストン１２の上下動に応じて、吸気ポート２１の開口２１ａを開閉する。排気バルブ２４は、ピストン１２の上下動に応じて、排気ポート２２の開口２２ａを開閉する。
【００１５】
燃料噴射弁２５は、吸気ポート２１の開口２１ａへ向けて燃料を噴射する。燃料噴射量は、図示しないコントローラからの信号に基づいて制御される。
【００１６】
点火装置４０は、燃焼室３０の頂壁中心に配設され、混合気を着火する。点火装置４０には、高電圧印加回路（図示せず）が接続される。点火装置４０に印加する電圧は、図示しないコントローラからの信号に基づいて制御される。
【００１７】
図２は、本発明の第１実施形態による点火装置４０の拡大図である。図２（Ａ）は、点火装置４０の縦断面図である。図２（Ｂ）は、図２（Ａ）のＢ−Ｂ断面図である。
【００１８】
点火装置４０は、中心電極４１と、誘電体４２と、中間電極４３と、外側電極４４と、放電ギャップ４５とを備える。
【００１９】
中心電極４１は、高電圧印加回路と接続するターミナル部４１ａと、ターミナル部４１ａから燃焼室側へと延びる棒状部４１ｂとを備えた導電体である。中心電極４１は、点火装置４０の中心に配置される。
【００２０】
誘電体４２は、中心電極４１の棒状部４１ｂの外周面全面を覆うように形成される。
【００２１】
中間電極４３は、誘電体４２の吸気ポート側と排気ポート側とに設けられた導電体である。以下では必要に応じて、吸気ポート側の中間電極４３を「吸気側中間電極４３ａ」という。また、排気ポート側の中間電極４３を「排気側中間電極４３ｂ」という。
【００２２】
外側電極４４は、円筒形状の導電体である。外側電極４４は、中心電極４１の周りを覆う誘電体４２を取り囲むように配置される。外側電極４４は、中間電極４３の外側に配置される。外側電極４４は、電気的に接地されている。
【００２３】
放電ギャップ４５は、中間電極４３と外側電極４４との間に形成される隙間（ギャップ長）である。放電ギャップ４５の絶縁破壊電圧は、この隙間が広くなれば、それに比例して高くなる。本実施形態では、吸気ポート側の放電ギャップ（以下「吸気側放電ギャップ」という）４５ａは、排気ポート側の放電ギャップ（以下「排気側放電ギャップ」という）４５ｂよりも狭くなるように形成される。これにより、吸気側放電ギャップ４５の絶縁破壊電圧が、排気側放電ギャップ４５の絶縁破壊電圧よりも低くなるようにしている。
【００２４】
以下では、図３を参照して、この点火装置４０の放電作用について説明する。
【００２５】
図３は、点火装置４０の等価回路を示す図である。
【００２６】
点火装置４０を等価回路として示すと、回路要素５０と回路要素６０とを並列に接続して電圧を印加する回路となる。
【００２７】
回路要素５０は、誘電体４２を中心電極４１及び吸気側中間電極４３ａで挟んで形成される電気容量部５１と、吸気側放電ギャップ４５ａとを、直列に接続した回路である。
【００２８】
回路要素６０は、誘電体４２を中心電極４１及び排気側中間電極４３で挟んで形成される電気容量部６１と、排気側放電ギャップ４５ｂとを、直列に接続した回路である。
【００２９】
このような回路では、吸気側放電ギャップ４５ａの両端に絶縁破壊電圧を超える電圧が印加され放電が起きても、排気側放電ギャップ４５ｂの両端に印加されている電圧が排気側放電ギャップ４５ｂの絶縁破壊電圧を超えていなければ、排気側放電ギャップ４５ｂで放電は起きない。
【００３０】
このように、各回路要素５０，６０を並列に接続したことで、各放電ギャップ４５ａ，４５ｂの放電時期に位相差をつけることができる。つまり、印加する電圧を制御することで、各放電ギャップ４５ａ，４５ｂにおける放電時期を制御することができる。
【００３１】
以下では、図４及び図５を参照して、運転状態に応じた印加電圧の制御について説明する。
【００３２】
図４は、エンジン回転速度とエンジン負荷とから、電圧を印加してから所定の電圧に達するまでの時間（以下「印加電圧の立ち上がり時間」という）を決定するマップである。図５は、印加電圧の立ち上がり時間と放電時期の位相差との関係を示す図である。
【００３３】
図４に示すように、低回転・高負荷の運転領域では、低回転・低負荷の排気再循環（Exhaust Gas Recirculation；以下「ＥＧＲ」という）を行う運転領域（以下「ＥＧＲ領域」という）よりも、印加電圧の立ち上がり時間を長くする。
【００３４】
つまり、図５に破線で示すように、低回転・高負荷の運転領域では、印加電圧の立ち上がり時間を長くして、印加電圧が吸気側放電ギャップ４５ａの絶縁破壊電圧に達してから、排気側放電ギャップ４５ｂの絶縁破壊電圧に達するまでの時間を長くする。これにより、吸気側放電ギャップ４５ａで放電が起きてから、排気側放電ギャップ４５ｂで放電が起きるまでの時間が長くなって位相差が拡大する。
【００３５】
低回転・高負荷の運転領域では、吸気ポート側は排気ポート側と比べて温度が低く火炎伝播が遅れ、いわゆるエンドガスの異常着火（ノッキング）が起こりやすい。そこで、ノッキングの起こりやすい低回転・高負荷の運転領域では、排気ポート側の点火時期に対して位相差を大きくして早期に吸気ポート側で点火を行う。これにより、吸気ポート側のエンドガスが異常着火する前に、そのエンドガスを通常燃焼させることができる。その結果、ノッキングを発生させることなくエンジンの出力トルクを最大とする点火時期の設定が可能となる。
【００３６】
一方、図５に実線で示すように、ＥＧＲ領域では、印加電圧の立ち上がり時間を短くして、印加電圧が吸気側放電ギャップ４５ａの絶縁破壊電圧に達してから、排気側放電ギャップ４５ｂの絶縁破壊電圧に達するまでの時間を短くする。これにより、吸気側放電ギャップ４５ａで放電が起きてから、排気側放電ギャップ４５ｂで放電が起きるまでの時間が短くなって位相差が縮小する。これにより、最初の点火から燃焼終了までの期間（以下「燃焼期間」という）を短くして燃焼変動を抑制し、より多くのＥＧＲガスやより希薄な混合気を燃焼させることができる。
【００３７】
以上説明した本実施形態によれば、点火装置において、放電ギャップと電気容量部とを含む回路要素を、複数並列に接続して電圧を印加する構成とした。
【００３８】
ここで、従来のように各放電ギャップをそれぞれ直列に接続して電圧を印加する構成としたときは、一度の放電で全ての放電ギャップを絶縁破壊する必要がある。したがって、放電ギャップの数が多くなるほど高い電圧を印加しなければならない。
【００３９】
しかし、本実施形態では、放電ギャップ４５ａと電気容量部５１とを含む回路要素５０と、放電ギャップ４５ｂと電気容量部６１とを含む回路要素６０とを、並列に接続して電圧を印加する構成としている。
【００４０】
したがって、印加する電圧の高さは放電ギャップの数に関係なく、絶縁破壊電圧が最も高い放電ギャップ４５ｂの絶縁破壊電圧を超える電圧を印加すれば、全ての放電ギャップで放電させることができる。そのため、放電ギャップを直列に接続したときよりも低い印加電圧で多点点火を実現できる。このとき、回路要素５０の放電ギャップ４５ａで放電が起きても、その放電により、放電が起きた回路要素５０の電気容量部５１が充電されることになる。これにより、回路要素５０の両端で見た電圧は残されるので、各放電ギャップ４５ａ，４５ｂの放電時期に位相差をつけることができ、位相差点火を実現できる。
【００４１】
さらに、エンジンの運転条件に応じて、印加電圧の立ち上がり時間の長短を制御することで、吸気側放電ギャップ４５ａで放電が起きてから、排気側放電ギャップ４５ｂで放電が起きるまでの時間の長さ（位相差の大小）を調整することができる。
【００４２】
これにより、例えば高負荷の運転領域では位相差を大として、ノッキングの起こりやすい吸気ポート側を先に点火させることで、吸気ポート側のエンドガスが異常着火する前にそのエンドガスを通常燃焼させることができ、ノッキングの発生を抑制できる。また、例えば低負荷の運転領域では位相差を小として、燃焼期間を短くすることで燃焼変動を抑制し、より多くのＥＧＲガスやより希薄な混合気を燃焼させることができる。
【００４３】
また、点火装置４０に印加する電圧を下げることができるので、絶縁部の構成を簡素化できる。
【００４４】
（第２実施形態）
次に、図６を参照して本発明の第２実施形態について説明する。本発明の第２実施形態は、一部の運転領域で印加する電圧を交流電圧とした点で第１実施形態と相違する。以下、その相違点を中心に説明する。なお、以下に示す各実施形態では前述した第１実施形態と同様の機能を果たす部分には、同一の符号を用いて重複する説明を適宜省略する。
【００４５】
図６は、エンジン回転速度とエンジン負荷とから、印加する電圧の種類を決定するマップである。
【００４６】
図６に示すように、低回転・高負荷の運転領域では、第１実施形態と同様に直流電圧を印加する。直流電圧の立ち上がり時間は、ノッキングを防止するために位相差が大きくなるように長めに設定される。
【００４７】
一方、低回転・高負荷以外の運転領域では、交流電圧を印加する。そして、ＥＧＲ領域では、その他の交流電圧を印加する領域よりも高い周波数の交流電圧を印加する。交流電圧の周波数を高くするほど、所定時間内の放電回数は多くなるので、ＥＧＲ領域での着火性能の低下を抑制することができる。
【００４８】
ここで、図７を参照して、点火装置４０に交流電圧を印加したときの作用について説明する。
【００４９】
図７は、交流電圧を印加したときの放電ギャップ４５ａと電気容量部５１との電位差を示した図である。
【００５０】
図７に示すように、交流電圧を印加すると電圧が立ち上がり、放電ギャップ４５ａの両端の電位差が絶縁破壊電圧に達したときに、最初の放電が起こる（時刻ｔ１）。この放電により電気容量部５１は充電され、放電後は電位差を維持した状態となる（時刻ｔ１〜ｔ３）。その後、時刻ｔ２になると、電圧は低下していき印加電圧がゼロになると、再び放電ギャップ４５ａの両端の電位差が絶縁破壊電圧となるので、２度目の放電が起こる（時刻ｔ３）。この放電により、電気容量部５１は充電されていない状態に戻る。
【００５１】
このように、点火装置４０に交流電圧を印加することで、交流電圧が最大電圧に達した後、ゼロへと戻るときにも放電が生じるので、効率よく多重放電を行うことができる。
【００５２】
以上説明した本実施形態によれば、交流電圧を印加することで、効率よく多重放電を行うことができるので、点火装置４０の着火性能を向上させることができる。
【００５３】
また、ＥＧＲ領域では高い周波数の交流電圧を印加することとしたので、所定時間内の放電回数が増大し，ＥＧＲ領域での着火性能の低下を抑制することができる。
【００５４】
（第３実施形態）
次に、図８及び図９を参照して本発明の第３実施形態について説明する。本発明の第３実施形態は、燃焼室３０に直接燃料を噴射すると共に、一部の運転領域で印加する電圧を交流電圧とした点で第１実施形態と相違する。以下、その相違点を中心に説明する。
【００５５】
図８は、本発明の第３実施形態によるエンジン１を示す図である。
【００５６】
図８に示すように、エンジン１のシリンダヘッド２０には、燃焼室３０に直接燃料を噴射する筒内直噴用の燃料噴射弁２５が設けられる。それ以外のエンジン１の構成は、第１実施形態のエンジン１と同様なので、ここでは説明を省略する。
【００５７】
図９は、エンジン回転速度とエンジン負荷とから、印加する電圧の種類を決定するマップである。
【００５８】
図９に示すように、本実施形態においても第２実施形態と同様に、低回転・高負荷の運転領域では、点火装置４０に直流電圧を印加する。直流電圧の立ち上がり時間は、ノッキングを防止するために位相差が大きくなるように長めに設定される。一方で、低回転・高負荷以外の運転領域では、点火装置４０に交流電圧を印加する。
【００５９】
ここで、本実施形態では、低回転・低負荷の運転領域において成層燃焼を行う。そして、この成層燃焼領域では、その他の交流電圧を印加する領域よりも、点火装置４０に交流電圧を印加する時間を長くする。
【００６０】
成層燃焼運転時には、点火装置４０の近傍に濃い混合気が形成されているときに点火する必要がある。しかし、電圧の印加時間が短く、点火の機会が少ないと、サイクル変動等によって点火装置４０の近傍に濃い混合気が形成されている時期と点火時期とにズレが生じてしまい失火を引き起こしてしまうことがある。そこで、成層燃焼領域において、点火装置４０に交流電圧を印加する時間を長くして着火の機会を増加させることで、燃焼室３０に成層混合気が形成されているときに、確実に着火する。
【００６１】
以上説明した本実施形態によれば、成層燃焼領域において、点火装置４０に交流電圧を印加する時間を長くして着火の機会を増加させるので、燃焼室３０に成層混合気が形成されているときに、確実に着火させることができる。
【００６２】
一方で、成層燃焼領域以外の運転領域では、比較的混合気を着火させやすい。そこで、印加時間を短くして放電の回数を抑制すれば、電極の消耗や消費電力を抑制することができる。
【００６３】
（第４実施形態）
次に、図１０を参照して本発明の第４実施形態について説明する。本発明の第４実施形態は、点火装置４０の構成を変更した点で第１実施形態と相違する。以下、その相違点を中心に説明する。
【００６４】
図１０は、本発明の第４実施形態による点火装置４０の拡大図である。図１０（Ａ）は、点火装置４０の縦断面図である。図１０（Ｂ）は、図１０（Ａ）のＢ−Ｂ断面図である。
【００６５】
本実施形態では、以下の点が第１実施形態による多点火装置４０と相違する。
【００６６】
すなわち、誘電体４２が、中心電極４１のターミナル側の一部及び外側電極４４の内面の全面に形成される点が相違する。また、中間電極４３が、外側電極４４の内面全面に形成された誘電体４２に設けられる点が相違する。
【００６７】
したがって、このような構成であっても第１実施形態と同様の効果を得られる。
【００６８】
（第５実施形態）
次に、図１１及び図１２を参照して本発明の第５実施形態について説明する。
【００６９】
図１１は、本発明の第５実施形態による点火装置４０を備えたエンジン１を示す図である。
【００７０】
図１１に示すように、本実施形態によるエンジン１は、点火装置４０の外側電極４４によって燃焼室３０と区画される副燃焼室４６を備える点で第１実施形態によるエンジン１と相違する。それ以外のエンジン１の構成は、第１実施形態のエンジン１と同様なので、ここでは説明は省略する。
【００７１】
図１２は、本実施形態による点火装置４０の拡大図である。図１２（Ａ）は、点火装置４０の縦断面図である。図１２（Ｂ）は、図１２（Ａ）のＢ−Ｂ断面図である。
【００７２】
本実施形態では、以下の点が第１実施形態による多点火装置４０と相違する。
【００７３】
すなわち、外側電極４４が、円筒状の側面部４４ａと半球状の底面部４４ｂとを有する点が相違する。半球状の底面部４４ｂは副燃焼室壁としての機能も有している。半球状の底面部４４ｂには、燃焼室３０と副燃焼室４６とを連通する連通孔４７が形成される。
【００７４】
また、中間電極４３が、誘電体４２の棒状部ターミナル側（図中上側）と棒状部燃焼室側（図中下側）とに、それぞれ４個ずつ設けられる点が相違する。各中間電極４３は、それぞれ誘電体４２の周方向に略９０度間隔で設けられる。なお、以下では必要に応じて、誘電体４２の棒状部ターミナル側に設けられた中間電極４３ａを「ターミナル側中間電極４３ａ」という。誘電体４２の棒状部燃焼室側に設けられた中間電極４３ｂを「燃焼室側中間電極４３ｂ」という。
【００７５】
放電ギャップ４５は、第１実施形態と同様に、中間電極４３と外側電極４４との間に形成される。燃焼室側中間電極４３ｂと外側電極４４との間に形成される放電ギャップ（以下「燃焼室側放電ギャップ」という）４５ｂは、ターミナル側中間電極４３ａと外側電極４４との間に形成される放電ギャップ（以下「ターミナル側放電ギャップ」という）４５ａよりも狭くなるように形成される。これにより、燃焼室側放電ギャップ４５ｂの絶縁破壊電圧が、ターミナル側放電ギャップ４５ａの絶縁破壊電圧よりも低くなるようにしている。
【００７６】
したがって、印加する電圧の高低を制御することで、燃焼室側放電ギャップ４５ｂのみを放電させることができる。以下では、図１３〜図１５を参照して、運転状態に応じた印加電圧の制御について説明する。
【００７７】
図１３は、エンジン回転速度とエンジン負荷とから印加電圧の電圧値を決定するマップである。図１４及び図１５は、印加電圧による各放電ギャップ４５における放電制御について説明する図である。
【００７８】
図１３に示すように、低回転・低負荷のＥＧＲ領域では、ターミナル側及び燃焼室側の両放電ギャップ４５ａ，４５ｂで放電を起こす。すなわち、図１４に示すように、点火装置４０にターミナル側放電ギャップ４５ａの絶縁破壊電圧を超える電圧Ｖ1を印加する。
【００７９】
これにより、副燃焼室４６で急速燃焼された燃焼ガスが、連通孔４７から強力なトーチ火炎となって燃焼室３０に放射される。したがって、燃焼期間を短縮することができ、ＥＧＲ運転時であっても混合気を安定して燃焼させることができる。
【００８０】
一方、図１３に示すように、ＥＧＲ領域以外では、燃焼室側放電ギャップ４５ｂのみを放電させる。すなわち、図１５に示すように、ターミナル側放電ギャップ４５ａの絶縁破壊電圧を超えない範囲で、燃焼室側放電ギャップ４５ｂの絶縁破壊電圧を超える電圧Ｖ2を印加する。
【００８１】
これにより、通常運転時においては、過剰な急速燃焼をさせずに燃焼騒音を抑制することができる。
【００８２】
なお、一般的に放電ギャップの絶縁破壊電圧は、電極温度が低くなるほど高くなる。電極温度はエンジン回転速度に比例して高くなるので、低速走行時には、放電ギャップの絶縁破壊電圧が高くなる。そこで、印加電圧Ｖ1，Ｖ2を電極温度、すなわちエンジン回転速度に応じて可変としてもよい。具体的には、エンジン回転速度が低いときほど印加電圧Ｖ1，Ｖ2の電圧値を高くする。
【００８３】
以上説明した本実施形態によれば、電気容量部と放電ギャップ４５とを直列に接続した複数の回路要素をそれぞれ並列に接続して電圧を印加する構成の点火装置の外側電極４４を、副燃焼室壁としても機能するようにした。これにより、副燃焼室４６で多点点火を行うことができるので、強力なトーチ火炎を放射することができ、燃焼速度を上げることができる。
【００８４】
したがって、燃焼温度や燃焼速度の低下によって燃焼が不安定になりやすいＥＧＲガスの導入運転時であっても、混合気を安定して燃焼させることができる。また、希薄な混合気であっても安定して燃焼をさせることができる。
【００８５】
さらに、点火装置の外側電極４４を、副燃焼室壁としても機能させているので、簡単な構成で副室燃焼が実現できる。
【００８６】
なお、本発明は上記の実施形態に限定されずに、その技術的な思想の範囲内において種々の変更がなしうることは明白である。
【００８７】
例えば、上記各実施形態では、各放電ギャップ４５の絶縁破壊電圧を、各放電ギャップ４５の隙間の広狭を変更することで相違させていたが、これとは別に、電極の形状を変更することで相違させてもよい。電極の形状を尖らせるほど放電しやすくなり、放電ギャップ４５の絶縁破壊電圧は低下する。
【００８８】
また、電極の材質を変更することで、各放電ギャップ４５の絶縁破壊電圧を相違させてもよい。仕事関数が大きい金属ほど放電しやすくなり、放電ギャップ４５の絶縁破壊電圧は低下する。
【図面の簡単な説明】
【００８９】
【図１】本発明の第１実施形態による点火装置を備えたエンジンを示す図である。
【図２】本発明の第１実施形態による点火装置の拡大図である。
【図３】本発明の第１実施形態による点火装置の等価回路を示す図である。
【図４】エンジン回転速度とエンジン負荷とから、印加電圧の立ち上がり時間を決定するマップである。
【図５】印加電圧の立ち上がり時間と放電時期の位相差との関係を示す図である。
【図６】エンジン回転速度とエンジン負荷とから、印加する電圧の種類を決定するマップである。
【図７】交流電圧を印加したときの放電ギャップと電気容量部との電位差を示した図である。
【図８】本発明の第２実施形態によるエンジン回転速度とエンジン負荷から連通路４３の開口面積を決定するマップの特性図である。
【図９】本発明の第３実施形態によるエンジンを示す図である。
【図１０】本発明の第４実施形態による点火装置の拡大図である。
【図１１】本発明の第５実施形態による点火装置を備えたエンジンを示す図である。
【図１２】本実施形態による点火装置の拡大図である。
【図１３】エンジン回転速度とエンジン負荷とから印加電圧の電圧値を決定するマップである。
【図１４】印加電圧による各放電ギャップにおける放電制御について説明する図である。
【図１５】印加電圧による各放電ギャップにおける放電制御について説明する図である。
【符号の説明】
【００９０】
１    エンジン
４１    中心電極
４２    誘電体
４３    中間電極
４４    外側電極
４４ａ  側面部
４４ｂ  底面部
４５    放電ギャップ
５０    回路要素
５１    電気容量部
６０    回路要素
６１    電気容量部
【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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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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