JP5295305B2 - 点火装置 - Google Patents
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Description
また、成層リーン燃焼は点火プラグ近傍のみに燃料を集めるため、スワール流と呼ばれる空気の流れを利用する方式が広く利用されている。これは、空気が渦(スワール)の中心に向かって流れるという性質を利用したもので、点火プラグを渦の中心に配置し渦にのせて燃料を流せば、点火プラグ付近に燃料を集めることができ、従って成層リーン燃焼が可能となる。
そして放電が一度途切れてしまうと、点火プラグの電極間で再度絶縁破壊を起こすことはできず、そこで火花放電は途切れ、終了となってしまう。
また、特許文献1に記載の点火装置では、通常運転時と成層リーン燃焼時とそれぞれ別のDC/DCコンバータを備えた、より大きな放電電流を発生させる仕組みを提案しているが、このためにはより大きなDC/DCコンバータと、より大きなエネルギー蓄積コイルが必要となり、発熱と製品の大きさに課題が残る。
本発明になる点火装置の概略構成を図1に示しており、図1において、点火プラグ101に火花放電を発生させるための高電圧を供給する点火コイル102に対し、エネルギー供給装置104からエネルギーを供給する。前記点火コイル102とエネルギー供給装置104との間には第1のスイッチ105が配置され、制御装置103により所定のスイッチング制御がなされる。前記エネルギー供給装置104は、バッテリ等からなる直流電源110と、この直流電源110につながる共振コイル111と、この共振コイルにつながる点火コンデンサ112と、前記点火コンデンサ112とアース109との間に配置される第2のスイッチ113とから構成されている。
つまりエネルギー供給源を共通化することができるので、装置を小型化、低コスト化することができる。
先ず、直流電源部110は、バッテリ電圧をDC/DCコンバータ203により100V以上まで昇圧し、後段に十分な電流を供給できるようにコンデンサ201の充電を行う。以降、このコンデンサ201をタンクコンデンサと称することにする。
次に、点火コンデンサ112の他の充電動作について、図4のタイミングチャートを参照しながら説明する。図中、a)〜f)はそれぞれ図3で説明したと同じ各部波形図である。すなわち、a)は制御信号波形Sc、b)は制御信号波形Si、c)は第2のスイッチ113がONしたときに点火コンデンサ112に流れる電流波形Ic、d1)はタンクコンデンサ201の両端電位差Vt(破線)、d2)は点火コンデンサ112両端間電位差V1(実線)、e)は点火コンデンサ112から点火コイル102の一次巻線102aに流れる一次電流I1、f)は同じく2次巻線102bに流れる二次電流I2を表している。
また、LC共振を利用するとDC/DCコンバータの昇圧電圧を低く抑えることができるので、耐電圧の低い部品を選択でできるようになり、小型化、低コスト化することができる。更に、非常に短時間で点火コンデンサを充電できるので、交流の連続火花放電、容量放電式での多重点火が可能となる。
103 制御装置、 104 エネルギー供給装置、 105 第1のスイッチ、
110 直流電源、 111 共振コイル、 112 点火コンデンサ、
113 第2のスイッチ、 202 ハーフブリッジ駆動回路、
203 DC/DCコンバータ、 204 モニタ回路、
205 電圧調整回路。
Claims (4)
- 点火プラグに高電圧を供給する点火コイルと、前記点火コイルにエネルギーを供給するエネルギー供給装置と、前記点火コイルと前記エネルギー供給装置との間にフローティング状態で配置された第1のスイッチと、前記第1のスイッチの導通を制御する制御装置とを備えた点火装置であって、前記エネルギー供給装置は、それぞれ同一パッケージ内に配置された、直流電源と、前記直流電源につながる共振コイルと、前記共振コイルにつながる点火コンデンサと、前記点火コンデンサとアースとの間に配置される第2のスイッチと、前記第2のスイッチのスイッチング動作後に前記第1のスイッチのスイッチングを可能にするハーフブリッジ駆動回路とを備え、前記エネルギー供給装置は、前記制御装置からの第1の指令によって前記第2のスイッチがON、前記第1のスイッチがOFFされることにより、前記共振コイルと前記点火コンデンサとで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点火コンデンサを充電し、前記制御装置からの第2の指令によって前記第2のスイッチがOFF、前記第1のスイッチがONされることにより、前記点火コンデンサのエネルギーを前記点火コイルに供給するようにすると共に、前記ハーフブリッジ駆動回路はフローティング状態にある前記第1のスイッチを安定駆動するようにし、更に、前記直流電源は、DC/DCコンバータと、前記コンバータからの出力電圧により充電されるタンクコンデンサと、前記タンクコンデンサの充電電圧をモニタするモニタ回路とを備え、前記モニタ回路は、前記出力電圧が前記タンクコンデンサの充電目標電圧から大きく乖離している場合に、前記DC/DCコンバータの動作を制御して、多重点火禁止、多重点火回数削減、および多重点火間隔の拡大のうちのいずれかを行うことを特徴とする点火装置。
- 前記点火コイルの1次電流I1が流れている最中に前記第2の指令をLowとし、続いて前記第1の指令をHighとすることを特徴とする請求項1に記載の点火装置。
- 前記点火コイルの1次電流I1が流れ終わってから前記第2の指令をLowとし、続いて前記第1の指令をHighとすることを特徴とする請求項1に記載の点火装置。
- 前記直流電源は、前記制御装置からの指示に応じて前記出力電圧を変更する電圧調整回路を備えたことを特徴とする請求項1に記載の点火装置。
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