CN108700015A - 点火装置 - Google Patents

Abstract

点火装置(1)具备点火用开关元件(2)、电容(3)、预驱动用开关元件(5)以及截止用恒流电路(4_OFF)。点火用开关元件(2)与点火线圈(10)的一次绕组(11)连接。电容(3)与点火用开关元件(2)的控制端子(21)连接。预驱动用开关元件(5)与电容(3)并联连接。截止用恒流电路(4_OFF)电连接在控制端子(21)与电容(3)之间。截止用恒流电路(4_OFF)将电容(3)中所蓄积的电荷以一定的电流进行放电。

Description

点火装置

关联申请的彼此参照

本申请基于2016年2月17日申请的日本申请2016-28248号，在此援引其记载内容。

技术领域

本发明涉及一种用于对内燃机的火花塞进行点火的点火装置。

背景技术

作为用于对内燃机的火花塞进行点火的点火装置，公知有具备与点火线圈的一次绕组连接的点火用开关元件、以及与该点火用开关元件的控制端子连接的预驱动电路的点火装置(参照以下专利文献1)。上述点火线圈的二次绕组上连接有上述火花塞。

上述点火装置在对火花塞进行点火时，使用预驱动电路将点火用开关元件高速截止。由此，将在一次绕组上流动的一次电流高速截断，使得在二次绕组上产生高的二次电压。利用该二次电压对火花塞进行点火。

此外，上述点火装置构成为，在发生异常时，能够一边抑制火花塞的点火，一边将点火用开关元件截止。为了实现该目的，在上述点火装置中设置有具有电阻和电容的RC电路(参照图16)。点火装置在发生了某种异常时，利用RC电路的电容的放电，使点火用开关元件缓慢截止。由此，将一次电流缓慢截断，抑制产生高的二次电压。由此，在发生异常时，一边抑制火花塞点火而将混合气点燃，一边将点火用开关元件截止。

此外，上述点火装置在开始在一次绕组上流动一次电流时，使用上述RC电路使点火用开关元件缓慢导通。由此，缓慢开始流动一次电流，抑制产生高的二次电压，来抑制因火花塞引起的混合气的点燃。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本专利第5517686号公报

发明内容

上述点火装置在发生异常时截断一次电流时(以下，还称为软关机(Softoff)动作)，由于利用了RC电路，因此点火用开关元件的控制端子上所施加的电压(以下，还称为控制电压)按指数函数下降。因此，上述控制电压的时间变化率比较高，一次电流的时间变化率比较高。从而，虽然进行了软关机动作，但产生高的二次电压，存在火花塞点火的隐患。

此外，为了能够使点火用开关元件在损失低的饱和区域动作，优选的是在导通时对上述控制端子施加高的控制电压。然而，在上述点火装置中，由于在软关机动作时控制电压按指数函数下降，因此若将导通时的控制电压设得高，则软关机动作开始时的控制电压的时间变化率容易变高(参照图7)。因此，一次电流的时间变化率变高，容易产生高的二次电压。从而，虽然进行了软关机动作，但存在火花塞点火的隐患。因此，不得不降低控制电压，还存在点火用开关元件的损失容易变高的问题。

此外，上述点火装置若将点火用开关元件导通(以下，还称为软开机(Soft on)动作)，则由于使用了RC电路，因此点火用开关元件的控制端子上施加的电压(即，控制电压)按指数函数上升。因此，上述控制电压的时间变化率比较高，一次电流的时间变化率比较高。因此，虽然进行了软开机动作，但产生高的二次电压，存在火花塞点火的隐患。

此外，点火用开关元件的阈值电压存在制造偏差。在上述点火装置中，由于在进行软开机动作时控制电压按指数函数上升，因此若阈值电压产生偏差，则控制电压达到了阈值电压时的控制电压的时间变化率容易产生偏差(参照图13)。因此，根据阈值电压的偏差，在进行软开机动作时，存在一次电流的时间变化率变高，产生高的二次电压，火花塞点火的隐患。

本发明的目的在于提供一种能够进一步降低进行软开关动作时产生的二次电压的点火装置。

本发明的第1方式中，一种点火装置，用于对与点火线圈的二次绕组连接的火花塞进行点火，其中，上述点火装置具备：点火用开关元件，与上述点火线圈的一次绕组连接；电容，与该点火用开关元件的控制端子连接；预驱动用开关元件，与该电容并联连接；上拉电阻，连接在上述控制端子和上述电容之间与电流源之间；以及截止用恒流电路，电连接在上述控制端子与上述电容之间，将该电容中所蓄积的电荷以一定的电流进行放电。

此外，本发明的第2方式中，一种点火装置，用于对与点火线圈的二次绕组连接的火花塞进行点火，其中，上述点火装置具备：点火用开关元件，与上述点火线圈的一次绕组连接；电容，与该点火用开关元件的控制端子连接；预驱动用开关元件，与该电容并联连接；以及导通用恒流电路，电连接在上述控制端子与上述电容之间，以一定的电流对该电容进行充电。

上述第1方式的点火装置具备上述截止用恒流电路。

因此，能够进一步降低在进行软关机动作时产生的二次电压，并且能够减小二次电压的偏差。即，上述截止用恒流电路由于将电容以一定的电流进行放电，因此能够使电容的电压即点火用开关元件的控制端子上所施加的电压按一次函数下降。因此，与像以往那样使用RC电路来使控制端子上所施加的电压按指数函数下降的情况相比，能够使一次电流的时间变化率一定且小，能够降低在二次绕组上产生的二次电压。因此，能够更有效且稳定地抑制在进行软关机动作时火花塞点火的情况。

此外，上述点火装置能够使进行软关机动作时的控制电压的时间变化率一定且小。因此，即使提高将点火用开关元件导通时的控制电压，也能够减小开始软关机动作的瞬间的控制电压的时间变化率。从而能够降低此时的一次电流的时间变化率，能够降低二次电压。因此，能够抑制软关机时火花塞点火的情况，并且能够提高导通时施加的控制电压，能够使点火用开关元件在饱和区域动作。从而，能够降低点火用开关元件的损失。

此外，上述第2方式的点火装置具备上述导通用恒流电路。

因此，在进行软开机动作时，能够以一定的电流对电容进行充电。从而，能够使电容的电压即点火用开关元件的控制端子上所施加的电压按一次函数上升。因此，与像以往那样使用RC电路来使控制端子上所施加的电压按指数函数上升的情况相比，能够使一次电流的时间变化率一定且小，能够降低在二次绕组上产生的二次电压。因此，能够更有效地稳定地抑制在进行软开机动作时火花塞点火的情况。

此外，上述点火装置能够使进行软开机动作时的控制电压的时间变化率一定。因此，即使点火用开关元件的阈值电压存在偏差，也能够使在进行软开机动作时控制电压达到了阈值电压时的控制电压的时间变化率一定。从而，能够抑制此时的一次电流的时间变化率产生偏差，能够抑制产生高的二次电压。因此，即使点火用开关元件的阈值电压存在偏差，也能够更有效地抑制在进行软开机动作时火花塞点火的情况。

如上所述，根据本发明，能够提供能够进一步降低在进行软开关动作时产生的二次电压的点火装置。

附图说明

本发明的上述目的及其他目的、特征及优点可通过参照附图进行的以下详细说明而得到进一步明确。

图1是实施方式1中的将点火用开关元件截止的状态下的点火装置的电路图。

图2是实施方式1中的进行一次绕组的通电动作时的点火装置的电路图。

图3是实施方式1中的进行点火动作时的点火装置的电路图。

图4是实施方式1中的进行软关机动作时的点火装置的电路图。

图5是实施方式1中的反复进行点火动作时的点火装置的时序图。

图6是实施方式1中的有一定期间没有输入点火指令时的点火装置的时序图。

图7是实施方式1中的使用截止用恒流电路进行了软关机动作时的栅极电压、一次电流、二次电压的波形图上重叠描绘了使用RC电路进行了软关机动作时的波形图的图。

图8是实施方式1中的点火装置的截面图。

图9是实施方式2中的点火装置的电路图。

图10是实施方式2中的进行软开机动作时的点火装置的电路图。

图11是实施方式2中的进行点火动作时的点火装置的电路图。

图12是实施方式2中的进行软关机动作时的点火装置的电路图。

图13是实施方式2中的使用导通用恒流电路进行了软开机动作时的栅极电压、一次电流、二次电压的波形图上重叠描绘了使用RC电路进行了软开机动作时的波形图的图。

图14是表示实施方式2中的栅极电压的上升速度的偏差及点火用开关元件的阈值电压的偏差的图表。

图15是实施方式3中的点火装置的电路图。

图16是比较方式中的点火装置的电路图。

图17是表示比较方式中的栅极电压的上升速度的偏差及点火用开关元件的阈值电压的偏差的图表。

具体实施方式

上述点火装置可以是用于对汽车发动机的火花塞进行点火的车辆用点火装置。

(实施方式1)

用图1～图8说明上述点火装置的实施方式。本方式的点火装置1用于对与点火线圈10的二次绕组12连接的火花塞13进行点火。如图1所示，点火装置1具备点火用开关元件2、电容3、预驱动用开关元件5、上拉电阻19、以及截止用恒流电路4_OFF。

点火线圈10的一次绕组11的一端与电源18连接，另一端与点火用开关元件2的集电极连接。点火用开关元件2的发射极接地。

电容3与点火用开关元件2的控制端子21连接，一端被接地。

预驱动用开关元件5与电容3并联连接。

上拉电阻19连接在控制端子21和电容3之间与电流源14之间。电流源14是铅蓄电池等低电压电源。

截止用恒流电路4_OFF电连接在控制端子21与电容3之间。如图4所示，截止用恒流电路4_OFF将电容3中所蓄积的电荷以一定的电流I_3D放电。

本方式的点火装置1是用于对汽车发动机的火花塞13进行点火的车辆用点火装置。

接着，说明对火花塞13点火时的点火装置1的动作。如图1所示，点火装置1若被投入电源，则首先将点火用开关元件2截止。此时，将截止用恒流电路4_OFF的信号线49(即，B点)的电位设为低电位(L)，并且将预驱动用开关元件5的控制端子59(即，A点)的电位设为高电位(H)。若这样，则预驱动用开关元件5导通，电流I₁₉从电流源14经由上拉电阻19及预驱动用开关元件5向地流动。从而，电容3中不蓄积电荷，电容3的电压不上升。因此，控制端子21的电压不达到阈值电压，点火用开关元件2截止。

之后，点火装置1接受从未图示的发动机控制单元等发送的点火动作指示信号的低信号(Low信号)，将预驱动用开关元件5设为截止。因此，如图2所示，电容3通过在上拉电阻19中流动的电流I₁₉而被充电，点火用开关元件2导通，在一次绕组11上开始流动一次电流i₁。此时，由于上拉电阻19以及电容3的充电特性，向控制端子21施加的电压逐渐上升。因此，点火用开关元件2缓慢导通，在一次绕组11中逐渐开始流动一次电流i₁。由此，能够一边抑制火花塞13点火，一边在一次绕组11中流动一次电流i₁。

之后，如图3所示，若将A点设为高电位，则预驱动用开关元件5导通，电容3急速放电。因此，点火用开关元件2突然截止，一次电流i₁突然被截断。随之，在二次绕组12上产生高的二次电压V₂，在火花塞13上产生火花放电S，汽缸内的混合气被点火。

此外，在如图2所示流过一次电流i₁之后，发生某种异常，使预驱动用开关元件5导通的A点的H信号有一定时间没有被输入的情况下，进行软关机(Soft off)动作。即，一边抑制火花塞13的点火，一边使点火用开关元件2截止。在进行软关机动作的情况下，如图4所示，将A点保持低电位的情况下，将B点设为高电位。若这样，则截止用恒流电路4_OFF导通，流过根据电路常数所设定的一定的电流。因此，电容3中所蓄积的电荷以一定的电流I_3D被放电，电容3的电压以一定的梯度减小。从而，向控制端子21施加的电压以一定的梯度逐渐减小，一次电流i₁以一定的变化率逐渐减小。因此，与以往那样使一次电流i₁按指数函数变化的情况相比，二次电压V₂被抑制，能够抑制火花塞13点火。

接着，用图5、图6说明点火装置1的时序图。图5是反复进行发动机的点火时的点火装置1的时序图，图6是在异常发生时进行软关机动作时的时序图。图5、图6中的A点是预驱动用开关元件5的控制端子59。A点被输入进行点火动作时的对一次绕组11的通电及通电截断进行控制的信号。B点是与截止用恒流电路4_OFF的控制端子连接的信号线49。此外，C点是点火用开关元件2的控制端子21，D点是点火用开关元件2的集电极29。

如图5所示，在对发动机进行点火时，首先进行对一次线圈11的通电动作。即，将B点设为低电位，在时刻t1，将A点从高电位切换为低电位。若这样，则预驱动用开关元件5截止，电流I₁₉从电流源14经由上拉电阻19逐渐流动，电容3以RC时间常数被缓慢充电。因此，电容3的电压逐渐上升，点火用开关元件2逐渐导通，在一次绕组11中流动一次电流i₁。

之后，在时刻t2，若将A点切换为高电位，则预驱动用开关元件5导通，电容3中所蓄积的电荷被急速放电。因此，点火用开关元件2截止，一次电流i₁被急速截断。因此，在一次绕组11上产生高的一次电压V₁。随之，在二次绕组12上也产生高的二次电压V₂，在火花塞13上发生火花放电S，发动机内的混合气被点火。

此外，如图6所示，在时刻t3将A点设为低电位之后，发生某种异常，将火花塞13点火的指令有一定时间没有被输入的情况下，进行软关机动作。即，在时刻t4，在将点火信号的A点保持低电位的情况下，即在将预驱动用开关元件5截止的情况下，将B点设为高电位。若这样，则截止用恒流电路4_OFF导通，电容3中所蓄积的电荷以一定的电流被放电。因此，C点的电压以一定的变化率逐渐降低，一次电流i₁逐渐减小。从而，一次电压V ₁以及二次电压V₂被抑制，能够一边抑制火花塞13的点火，一边将点火用开关元件2截止。

图7表示使用截止用恒流电路4_OFF对点火用开关元件2进行软关机时的栅极电压V_g、一次电流i₁、二次电压V₂的波形。此外，在该图7中重叠表示像以往那样使用RC电路(参照图16)来对点火用开关元件2进行软关机时的波形。

若使用截止用恒流电路4_OFF使电容3以一定的电流放电，则电容3的电压按一次函数下降。因此，如图7所示，在使用截止用恒流电路4_OFF的情况下，在时刻t4开始进行软关机之后，电容3的电压即点火用开关元件2的栅极电压V_g按一次函数下降。从而，一次电流i₁也按直线下降。因此，一次电流i₁的时间变化率di₁/dt一定，且能够设定为比较小的值，因此所产生的二次电压V₂也比较低。从而，在火花塞13的产生电压下火花飞溅的情况少，此外即使发生活化飞溅，由于产生能量小，因此能够抑制将混合气点火。

而在像以往那样使用RC电路的情况下，在时刻t4开始软关机之后，点火用开关元件2的栅极电压V_g按指数函数降低。因此，一次电流i₁也按指数函数降低。因此，一次电流i₁的时间变化率di₁/dt比较大，容易产生高的二次电压V₂。从而，存在因该二次电压V₂而在火花塞13上发生火花放电S，混合气点火的隐患。

接着，说明截止用恒流电路4_OFF的电路结构。如图1所示，截止用恒流电路4_OFF具备切换用晶体管40和恒流用晶体管41。切换用晶体管40为了切换电流的通电和非通电而设置。恒流用晶体管41为了将在切换用晶体管40中流动的电流I₄₀(参照图4)保持为一定值而设置。

在本方式中，作为切换用晶体管40使用Nch型的MOSFET，作为恒流用晶体管41使用NPN型的双极型晶体管。切换用晶体管40的源极401连接到恒流晶体管41的基极413，并且经由电流设定用的第2电阻43被接地。切换用晶体管40的漏极402与电容3连接。此外，恒流用晶体管41的发射极411经由第1电阻42被接地。恒流用晶体管41的集电极412与切换用晶体管40的栅极403连接。

如图4所示，若将栅极403的电位设为高电位，则切换用晶体管40导通，流过电流I₄₀。电流I₄₀是电容3的放电电流I_3D和从电源14经由上拉电阻19流动的电流I₁₉之和。电流I₄₀在连接点414被分为向第2电阻43流动的I₄₃和恒流用晶体管41的基极电流I_41b。该基极电流I_41b与恒流用晶体管41的集电极电流I_41c及系数1/h_fe有相关性。基极电流I_41b和集电极电流I_41c之和成为在第1电阻42上流动的电流I₄₂。

从连接点414到地为止的电压降在第1电阻42侧和第2电阻43侧相等。即，以使第2电阻43和在其上流动的电流I₄₃之积，与第1电阻42和在其上流动的电流I₄₂之积以及恒流用晶体管41的基极-发射极间电压V _be之和相等的方式，基极413的电压被确定，在第2电阻43上流动的电流I₄₃及基极电流I_41b被确定。因此，这些电流I₄₃、I_41b之和(电流I₄₀)一定。此外，电流I₄₀是在上拉电阻19中流动的电流I₁₉和电容3的放电电流I_3D之和，上述电流I₁₉是一定的。因此，放电电流I_3D一定。

此外，电流I₄₀如上所述能够根据第1电阻42及第2电阻43的电阻值而任意设定，因此即使在点火用开关元件2的控制端子21上施加有高电压时，也能够以使一次电流i₁的时间变化率di₁/dt一定且小的方式，容易设定上述电流I₄₀的值。从而，即使在控制端子21上施加高电压，点火用开关元件2成为饱和区域，也能够从该状态切实地进行软关机动作。因此，在进行通常的点火动作时，能够使点火用开关元件2在饱和区域动作。即，在将点火用开关元件2导通而在一次绕组11上流过一次电流i₁时(参照图2)，能够使点火用开关元件2处于饱和区域，能够抑制因一次电流i₁而引起的点火用开关元件2的损失。

接着，用图8说明点火装置1的立体构造。如该图8所示，在本方式中，将截止用恒流电路4_OFF和预驱动用开关元件5形成在一个半导体芯片8上。此外，点火装置1具备用于进行截止用恒流电路4_OFF及预驱动用开关元件5的导通截止控制的控制部7。将这些控制部7、半导体芯片8及点火用开关元件2用密封构件80进行密封，进行单部件化。

控制部7、半导体芯片8及点火用开关元件2被载置在散热板81上。此外，从密封构件80突出有用于与外部设备电连接的端子82。

接着，说明本方式的作用效果。如图1所示，本方式的点火装置1具备截止用恒流电路4_OFF。通过该截止用恒流电路4_OFF，能够使与控制端子21连接的电容3的电荷以一定的电流放电。

因此，能够进一步降低在进行软关机动作时产生的二次电压V₂。即，截止用恒流电路4_OFF将电容3以一定的电流放电，因此如图7所示，能够使电容3的电压即点火用开关元件2的控制端子21上所施加的电压V_g按一次函数降低。因此，与像以往那样使用RC电路来使控制端子上所施加的电压按指数函数降低的情况相比，能够使一次电流i₁的时间变化率di₁/dt一定且小，能够降低在二次绕组12上产生的二次电压V₂。因此，能够更有效地抑制在进行软关机动作时火花塞13点火的情况。

如上所述，根据本方式，能够提供能够进一步降低在进行软开关动作时产生的二次电压的点火装置。

另外，在本方式中，如图1所示，作为点火用开关元件2使用了IGBT，但本发明不限于此，还可以使用MOSFET及双极型晶体管。

此外，在本方式中，如图8所示，将形成有截止用恒流电路4_OFF及预驱动用开关元件5的半导体芯片8、控制部7及点火用开关元件2密封起来进行了单部件化，但本发明不限于此。即，也可以是将这些部件分别独立设置的所谓离散部件。此外，截止用恒流电路4_OFF不限定于本方式中所公开的情况，也可以使用其他公知的电路结构及专用IC。

在以下实施方式中，附图上所使用的符号中与在实施方式1中所使用的符号相同的符号在没有特别说明的情况下表示与实施方式1同样的构成要件等。

(实施方式2)

本方式是将点火装置1的电路进行变更的例子。如图9所示，本方式的点火装置1具备与点火线圈10的一次绕组11连接的点火用开关元件2、电容3、预驱动用开关元件5及导通用恒流电路4_ON。

如图10所示，导通用恒流电路4_ON连接在控制端子21与电容3之间，构成为将电容3以一定的电流I_3C充电。导通用恒流电路4_ON与截止用恒流电路4_OFF同样具备切换用晶体管40及恒流用晶体管41。切换用晶体管40的源极经由第4电阻45与电流源14连接。此外，恒流用晶体管41的发射极经由第3电阻44与电流源14连接。

通过在切换用晶体管40中流动的一定的电流I_3C，电容3被充电。该电流I_3C是在连接点415处由在第4电阻45中流动的I₄₅和恒流用晶体管41的基极电流I_41b相加得到的。该基极电流I_41b与恒流用晶体管41的集电极电流I_41c及系数1/h_fe有相关性，基极电流I_41b与集电极电流I_41c之和成为在第3电阻44中流动的电流I₄₄。以使第4电阻45和在其上流动的电流I₄₅之积，与第3电阻44和在其上流动的电流I₄₄之积以及恒流用晶体管41的基极-发射极间电压V_be之和相等的方式，基极413的电压被确定，在第4电阻45上流动的电流I₄₅及基极电流I_41b被确定。因此，这些电流I₄₅、I_41b之和(电流I_3C)一定。

电流I_3C如上所述能够根据第3电阻44及第4电阻45的电阻值而任意设定，因此即使在控制端子21上施加高电压时，也能够以使一次电流i₁的时间变化率di₁/dt一定且小的方式，容易设定电流I_3C的值。从而，在开始流动一次电流i₁时，能够向控制端子21逐渐施加高的电压，能够使点火用开关元件2处于饱和区域。因此，能够抑制因一次电流i₁引起的点火用开关元件2的损失。

此外，本方式的点火装置1与实施方式1同样具备截止用恒流电路4_OFF。截止用恒流电路4_OFF连接在控制端子21与电容3之间，将电容3中所蓄积的电荷以一定的电流I_3D放电。

接着，说明对火花塞13点火时的点火装置1的动作。如图10所示，点火装置1首先进行软开机(Soft on)动作。即，将点火用开关元件2以一定电流缓慢导通，从而一边抑制通电开始时点的火花塞13的点火，一边在一次绕组11上流过一次电流i₁。此时，如图10所示，A点和B点双方均位于低电位。若这样，则导通用恒流电路4_ON导通，且软关机用恒流电路4_OFF截止，电容3以一定的电流I_3C被充电。因此，电容3的电压即控制端子21的电压按一次函数上升。从而，能够使一次电流i₁的时间变化率di₁/dt一定且小，能够降低二次电压V₂。因此，能够一边抑制火花塞13的点火，一边流动一次电流i₁。

之后，如图11所示，将B点保持低电位的情况下，将A点从低电位切换为高电位。若这样，则预驱动用开关元件5导通，电容3中所蓄积的电荷经由预驱动用开关元件5而急速放电。因此，一次电流i₁突然被截断，在二次绕组12上产生高的二次电压V₂。从而，在火花塞13上发生火花放电S。

此外，在从图10的状态起将火花塞13点火的信号有一定时间没有被输入的情况下，如图12所示，将A点保持低电位的情况下，将B点切换为高电位。若这样，则导通用恒流电路4_ON截止，流动的电流I_3C停止，并且截止用恒流电路4_OFF导通，一定的电流I_3D流动。因此，电容3以一定的电流I_3D被放电，电容3的电压即控制端子21的电压按一次函数降低。从而，能够使一次电流i₁的时间变化率di₁/dt一定且小，能够降低二次电压V₂。因此，能够一边抑制火花塞13的点火，一边将点火用开关元件2截止。

接着，图13表示使用导通用恒流电路4_ON对点火用开关元件2进行软开机时的栅极电压V_g、一次电流i₁及二次电压V₂的波形。此外，在该图13中重叠表示像以往那样使用RC电路(参照图16)来对点火用开关元件2进行软开机时的波形。

如图13所示，若栅极电压V_g上升而超过阈值电压V_th，则点火用开关元件2导通，一次电流i₁开始流动。此外，如上所述，在使用导通用恒流电路4_ON的情况下，由于以一定的电流对电容3充电，电容3的电压按一次函数上升。因此，在使用导通用恒流电路4_ON的情况下，在时刻t1开始软开机之后，电容3的电压即点火用开关元件2的栅极电压V_g按一次函数上升。从而，能够使一次电流i₁按直线上升。因此，能够使一次电流i₁的时间变化率di₁/dt一定且小，能够使所产生的二次电压V₂比较小。从而，能够抑制在火花塞13上发生火花放电S的情况。

而在像以往那样使用RC电路的情况下，在时刻t1开始软开机之后，点火用开关元件2的栅极电压V_g按指数函数上升。因此，一次电流i₁也按指数函数上升。从而，一次电流i₁的时间变化率di₁/dt比较大，产生高的二次电压V₂。因此，存在由于该二次电压V₂而在火花塞13上发生火花放电S的隐患。

另一方面，如图9所示，导通用恒流电路4_ON的切换用晶体管40p和截止用恒流电路4_OFF的切换用晶体管40n彼此串联连接。此外，这两个切换用晶体管40p、40n的控制端子(即，栅极403)与共同的信号线49连接。此外，上述两个切换用晶体管40p、40n是如图10、图12所示当一个导通时另一个截止的互补型的晶体管。

接着，说明本方式的作用效果。本方式的点火装置1如图10所示具备导通用恒流电路4_ON。

因此，能够进行软开机动作即一边抑制火花塞13的点火，一边开始流动一次电流i₁的动作。也就是说，在本方式中由于设置有导通用恒流电路4_ON，因此能够将电容3以一定的电流I_3C充电。从而，能够使电容3的电压即点火用开关元件2的控制端子21上所施加的电压按一次函数上升。因此，与像以往那样使用RC电路来使对控制端子施加的电压按指数函数上升的情况相比，能够使一次电流i₁的时间变化率di₁/dt一定且小，能够降低在二次绕组12上产生的二次电压V₂。因此，能够抑制在进行软开机动作时火花塞点火的情况。

此外，如像本方式那样使用导通用恒流电路4_ON，则即使在因制造偏差而导致点火用开关元件2的阈值电压V_th等发生了偏差的情况下，也能够降低二次电压V₂的偏差。即，如图17所示，点火用开关元件2的阈值电压V_th存在偏差。此外，在使用RC电路进行软开机动作的情况下，因RC电路中所包含的电阻R及电容C的制造偏差，导致RC时间常数发生偏差，栅极电压V_g的上升速度发生偏差。上升速度最快的情况为曲线L3，最慢的情况为曲线L4。因此，例如在阈值电压V_th低，且栅极电压V_g的上升速度快的情况(即，曲线L3的情况)下，在比较早的时刻T11处点火用开关元件2导通。此外，栅极电压V_g按指数函数上升，因此时刻T11处的栅极电压Vg的时间变化率dV_g/dt高，一次电流i₁的时间变化率di₁/dt也高。因此，尤其容易产生高的二次电压V₂。此外，在阈值电压V_th高，且栅极电压V_g的上升速度慢的情况(即，曲线L4的情况)下，在比较晚的时刻T12处点火用开关元件2导通。此时，由于栅极电压V_g的时间变化率dV_g/dt低，因此二次电压V₂比较低。

这样，在使用RC电路来进行软开机动作时，若阈值电压V_th及RC时间常数存在偏差，从而点火用开关元件2导通的时刻在T11至T12之间存在偏差，则二次电压V₂容易大幅产生偏差。从而，需要考虑产生最高的二次电压V₂的情况来进行电路设计，容易导致电路设计变得困难。

而像本方式那样如使用导通用恒流电路4_ON，则即使点火用开关元件2的阈值电压V_th等存在偏差，也能够降低二次电压V₂的偏差。即，如图14所示，在使用导通用恒流电路4_ON的情况下，栅极电压V_g的上升速度因电容3的制造偏差而产生偏差。上升速度最快时为直线L1，最慢时为直线L2。从而，在阈值电压V_th低，栅极电压V_g的上升速度快的情况(即，直线L1的情况)下，在比较早的时刻t11处点火用开关元件2导通。此外，在阈值电压V_th高，栅极电压V_g的上升速度慢的情况(即，直线L2的情况)下，在比较晚的时刻t12处点火用开关元件2导通。在本方式中，由于以恒定电流对电容3充电，因此栅极电压V_g按一次函数上升。因此，即使点火用开关元件2的阈值在V_th1～V_th2之间产生偏差，该阈值下的栅极电压V_g的时间变化率dV_g/dt也不会产生偏差。因此，一次电流i₁的时间变化率di₁/dt也不产生偏差，能够抑制根据电流变化而产生的一次电压V ₁的偏差。因此，还能够抑制二次电压V₂的偏差，能够容易进行点火装置1的电路设计。

此外，本方式的点火装置1如图10所示具备导通用恒流电路4_ON和截止用恒流电路4_OFF两者。因此，能够进行软开机动作和软关机动作两者。

此外，如图10所示，本方式的导通用恒流电路4_ON和截止用恒流电路4_OFF分别具备用于切换电流I的通电和非通电的切换用晶体管40(40p，40n)。这两个切换用晶体管40的控制端子(即，栅极403)与共同的信号线49连接。此外，两个切换用晶体管40是当一个导通时另一个截止的互补型。

因此，能够设置一根信号线49来切换仅在两个恒流电路4_ON、4_OFF中的导通用恒流电路4_ON中流动电流的情况(参照图10)和仅在截止用恒流电路4_OFF中流动电流的情况(参照图12)。从而，能够简化点火装置1的电路结构。

其他方面，具备与实施方式1同样的结构以及作用效果。

(实施方式3)

本方式是将点火装置1的电路结构进行变更的例子。如图15所示，本方式的点火装置1具备与点火线圈10的一次绕组11连接的点火用开关元件2、电容3、预驱动用开关元件5以及导通用恒流电路4_ON。在本方式中，没有设置截止用恒流电路4_OFF。

在本方式中，在进行软开机动作时，将预驱动用开关元件5截止，将切换用晶体管40导通。由此，使用导通用恒流电路4_ON将电容3以一定的电流I充电，使电容3的电压即对点火用开关元件2的控制端子21施加的电压以一定的梯度上升。由此，能够使一次电流i₁的时间变化率一定且小。由此，能够抑制火花塞13的点火。

此外，在对火花塞13进行点火时，将预驱动用开关元件5导通。由此，将电容3中所蓄积的电荷急速放电，将点火用开关元件2高速截止。由此，将一次电流i₁快速截断，使得产生高的二次电压V₂，对火花塞13点火。

其他方面，具备与实施方式1同样的结构以及作用效果。

依据实施例描述了本公开，但是应理解为本公开不限定于该实施例及构造。本公开还包括各种变形例及均等范围内的变形。除此以外，各种组合、方式以及在这些组合、方式中仅包含一个要素、或其以上或者其以下的其它组合、方式也包括在本公开的范畴、思想范围内。

Claims (4)

1.一种点火装置(1)，用于对与点火线圈(10)的二次绕组(12)连接的火花塞(13)进行点火，其中，上述点火装置具备：

点火用开关元件(2)，与上述点火线圈的一次绕组(11)连接；

电容(3)，与该点火用开关元件的控制端子(21)连接；

预驱动用开关元件(5)，与该电容并联连接；

上拉电阻(19)，连接在上述控制端子和上述电容之间与电流源(14)之间；以及

截止用恒流电路(4_OFF)，电连接在上述控制端子与上述电容之间，将该电容中所蓄积的电荷以一定的电流进行放电。

2.一种点火装置，用于对与点火线圈(10)的二次绕组(12)连接的火花塞(13)进行点火，其中，上述点火装置具备：

点火用开关元件(2)，与上述点火线圈的一次绕组(11)连接；

电容(3)，与该点火用开关元件的控制端子(21)连接；

预驱动用开关元件(5)，与该电容并联连接；以及

导通用恒流电路(4_ON)，电连接在上述控制端子与上述电容之间，以一定的电流对该电容进行充电。

3.根据权利要求2所述的点火装置，其中，

还具备截止用恒流电路，该截止用恒流电路电连接在上述控制端子与上述电容之间，将该电容中所蓄积的电荷以一定的电流进行放电。

4.根据权利要求3所述的点火装置，其中，

上述导通用恒流电路和上述截止用恒流电路分别具备用于切换电流的通电和非通电的切换用晶体管(40)，这两个上述切换用晶体管的控制端子与共同的信号线(49)连接，两个上述切换用晶体管是当一个导通时另一个截止的互补型。