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公開番号2025118856
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-08-13
出願番号2025081104,2021090547
出願日2025-05-14,2021-05-28
発明の名称点火装置
出願人Astemo阪神株式会社
代理人弁理士法人信友国際特許事務所
主分類F02P 17/00 20060101AFI20250805BHJP(燃焼機関;熱ガスまたは燃焼生成物を利用する機関設備)
要約【課題】点火コイルの二次電圧を検出する回路には、高耐圧性、高安全性が求められ回路コストが高くなっていた。
【解決手段】制御装置70から入力される点火信号に基づいて、一次コイル21と気筒内の点火プラグ7に接続された二次コイル22とから構成される点火コイル2の一次コイル21から接地側に流れる一次電流の導通及び遮断を行うように構成されたスイッチ部3と、点火コイル2の時系列の一次電圧に関係する値を検出する一次側検出部10,11(8,12,13)と、を備え、一次側検出部10,11(8,12,13)は、制御装置70において点火コイル2の一次電圧に関係する値と、気筒内の圧力との相関に基づいて筒内圧を推定するために、一次電圧に関係する値を制御装置70へ出力する。
【選択図】図7
特許請求の範囲【請求項１】
制御装置から入力される点火信号に基づいて、一次コイルと気筒内の点火プラグに接続された二次コイルとから構成される点火コイルの前記一次コイルから接地側に流れる一次電流の導通及び遮断を行うように構成されたスイッチ部と、
前記点火コイルの時系列の一次電圧に関係する値を検出する一次側検出部と、を備え、
前記一次側検出部は、前記制御装置において前記点火コイルの一次電圧に関係する値と、前記気筒内の圧力との相関に基づいて筒内圧を推定するために、前記一次電圧に関係する値を前記制御装置へ出力する
点火装置。
続きを表示（約 1,700 文字）【請求項２】
前記一次側検出部は、前記点火コイルの時系列の一次電圧に関係する値の極値を検出し、前記一次電圧に関係する値の極値を前記制御装置へ出力する
請求項１に記載の点火装置。
【請求項３】
前記一次側検出部として、
前記点火コイルの一次電流を検出する一次電流検出部と、
前記一次電流検出部によって検出された前記点火コイルの前記一次電流の極小値を検出する極小値検出部と、を備え、
前記極小値検出部は、前記制御装置において前記点火コイルの前記一次電流の点火開始後最初の極小値である第一極小値と前記気筒内の圧力との相関に基づいて筒内圧を推定するために、前記一次電流の第一極小値を前記制御装置へ出力する
請求項２に記載の点火装置。
【請求項４】
前記一次側検出部として、
前記点火コイルの一次電圧を検出する一次電圧検出部と、
前記点火コイルの一次電流を検出する一次電流検出部と、
前記一次電圧検出部によって検出された前記一次電圧の点火開始後最初の極大値と、前記一次電流検出部によって検出された前記一次電流の点火開始後最初の極小値とから、前記点火コイルの一次電力を検出する一次電力検出部と、を備え、
前記一次電力検出部は、前記制御装置において前記点火コイルの前記一次電力の値と前記気筒内の圧力との相関に基づいて筒内圧を推定するために、前記一次電力の値を前記制御装置へ出力する
請求項２に記載の点火装置。
【請求項５】
前記一次側検出部として、
前記点火コイルの一次電圧を検出する一次電圧検出部と、
前記一次電圧検出部によって検出された前記点火コイルの前記一次電圧の、放電中における所定期間の平均値を演算する一次電圧平均化処理部と、を備え、
前記一次電圧平均化処理部は、前記制御装置において前記点火コイルの前記一次電圧の前記平均値と前記気筒内の圧力との相関に基づいて筒内圧を推定するために、前記一次電圧の前記平均値を前記制御装置へ出力する
請求項１に記載の点火装置。
【請求項６】
制御装置から入力される点火信号に基づいて、一次コイルと気筒内の点火プラグに接続された二次コイルとから構成される点火コイルの前記一次コイルから接地側に流れる一次電流の導通及び遮断を行うように構成されたスイッチ部と、
前記点火コイルの二次電流を検出する二次電流検出部と、
前記二次電流検出部によって検出された前記点火コイルの前記二次電流の、放電中における所定期間の平均値を演算する二次電流平均化処理部と、を備え、
前記二次電流平均化処理部は、前記制御装置において前記点火コイルの前記二次電流の前記平均値と前記気筒内の圧力との相関に基づいて筒内圧を推定するために、前記二次電流の前記平均値を前記制御装置へ出力する
点火装置。
【請求項７】
前記極小値検出部が前記一次電流の前記第一極小値の検出を行う期間は、点火開始から前記一次電流の前記第一極小値が現れるまでの時間より長く、かつ前記二次コイルの放電期間よりも短い時間となるように設定される
請求項３に記載の点火装置。
【請求項８】
前記一次電力検出部が前記一次電力の検出を行う期間は、点火開始から前記一次電圧の点火開始後最初の極大値、及び前記一次電流の点火開始後最初の極小値が現れるまでの時間より長く、かつ前記二次コイルの放電期間よりも短い時間となるように設定される
請求項４に記載の点火装置。
【請求項９】
前記一次電圧検出部が前記一次電圧の前記平均値の演算を行う前記所定期間は、前記一次電圧の振動振幅が規定値以下になった後であって、前記点火コイルの放電期間内の規定時間よりも短い時間である
請求項５に記載の点火装置。
【請求項１０】
前記二次電流検出部が前記二次電流の前記平均値の演算を行う前記所定期間は、前記点火コイルの放電開始から一定の時間である
請求項６に記載の点火装置。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、内燃機関の燃焼室内の混合気に点火する点火装置に関する。
続きを表示（約 1,800 文字）【背景技術】
【０００２】
近年、自動車等の車両においては、燃料消費量（燃費）や排気ガス有害成分に関する規制が強化され、このような規制は今後もますます強化される傾向にある。特に、燃費に関する規制は、燃料価格の高騰、地球温暖化への影響、エネルギー資源枯渇等の問題により、極めて関心の高い事項である。
【０００３】
このような状況下において、制御装置においてエンジンの筒内圧（燃焼室内の混合気の圧力）によって燃焼状態を推定し、エンジンを制御する技術が知られている。制御装置が現在の燃焼状態に応じて点火信号を生成し、点火時期や燃焼室内のガス組成などを適切に制御することによって、エンジンの熱効率を高めることができる。筒内圧検知にはピエゾ素子を用いた燃焼圧センサを用いるのが一般的である。しかし、コスト上昇、センサ取付けスペース確保などの課題がある。そこで、点火コイルの電圧値から筒内圧を推定する技術が知られている。既設の点火コイルを燃焼圧センサとして利用することによって、専用の燃焼圧センサの設置が不要となり、上記課題に対して有効であると考えられる。このような筒内圧推定技術の例が、例えば特許文献１に開示されている。
【０００４】
特許文献１には、二次コイルと点火プラグとの間の電圧（以下「コイル二次電圧」とも称する）を検出する電圧検出回路により検出した、点火プラグが制御されているときの最大電圧値に基づき、燃焼圧を推定することが記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
特開２０１５－２００２８０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
点火プラグによって火花放電をするためには、高圧力となる筒内ガスの絶縁破壊電圧以上の電位差を点火プラグの放電ギャップ間に発生させる必要がある。そのため、コイル二次電圧は１万ボルトを超える高電圧となる場合がある。したがって、コイル二次電圧を検出する回路には、高耐圧性、高安全性が求められ回路コストが高くなる課題がある。
【０００７】
上記の状況から、点火コイルの電圧又は電流に基づいて、低コストで内燃機関の筒内圧を推定可能にする手法が望まれていた。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記課題を解決するために、本発明の第１の態様における点火装置は、制御装置から入力される点火信号に基づいて、一次コイルと気筒内の点火プラグに接続された二次コイルとから構成される点火コイルの一次コイルから接地側に流れる一次電流の導通及び遮断を行うように構成されたスイッチ部と、点火コイルの時系列の一次電圧に関係する値を検出する一次側検出部と、を備え、一次側検出部は、制御装置において点火コイルの一次電圧に関係する値と、気筒内の圧力との相関に基づいて筒内圧を推定するために、一次電圧に関係する値を制御装置へ出力する。
上記一次側検出部は、点火コイルの時系列の一次電圧に関係する値の極値を検出し、一次電圧に関係する値の極値を制御装置へ出力する構成とすることができる。
【０００９】
また、本発明の第２の態様における点火装置は、上記一次側検出部として、点火コイルの一次電流を検出する一次電流検出部と、当該一次電流検出部によって検出された点火コイルの一次電流の極小値を検出する極小値検出部と、を備える。そして、極小値検出部は、制御装置において点火コイルの一次電流の点火開始後最初の極小値である第一極小値と気筒内の圧力との相関に基づいて筒内圧を推定するために、一次電流の第一極小値を制御装置へ出力する。
【００１０】
また、本発明の第３の態様における点火装置は、上記一次側検出部として、点火コイルの一次電圧を検出する一次電圧検出部と、点火コイルの一次電流を検出する一次電流検出部と、当該一次電圧検出部によって検出された一次電圧の点火開始後最初の極大値と、当該一次電流検出部によって検出された一次電流の点火開始後最初の極小値とから、点火コイルの一次電力を検出する一次電力検出部と、を備える。そして、一次電力検出部は、制御装置において点火コイルの一次電力の値と気筒内の圧力との相関に基づいて筒内圧を推定するために、一次電力の値を制御装置へ出力する。
（【００１１】以降は省略されています）

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