CN113490791B - 内燃机用点火装置 - Google Patents

Abstract

内燃机用点火装置(10)具备：火花塞(80)；一次线圈(11)；二次线圈(21)，与一次线圈磁耦合，被连接在火花塞；主点火电路(31)，将一次线圈的电流通电及断路，使火花塞产生火花放电；能量投入电路(32)，向一次线圈中包含的规定绕组(11b)投入电能及停止，使火花放电继续；回流电路(33)，许可及禁止电流在包括规定绕组在内的回流路径(62)中回流；以及控制部(60)，控制主点火电路，并且以使主点火电路执行电流的断路的信号即断路信号为触发而决定回流电路进行的回流的许可的开始时间，在从开始时间起规定期间后使许可结束。

Description

内燃机用点火装置

关联申请的相互参照

本申请基于2019年2月27日提出的日本专利申请第2019-034821号，在此引用其记载内容。

技术领域

本公开涉及在内燃机中使用的点火装置。

背景技术

以往，有如下所述点火装置：具备主点火电路，进行一次线圈的通电控制而使火花塞产生火花放电；和能量投入电路，在火花放电中向一次线圈投入电能而使火花放电继续(参照专利文献1)。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特许第6307994号公报

发明内容

此外，本公开的发明人注意到，在专利文献1所记载的点火装置中，在主点火时没有进行火花放电或中断而在包含二次线圈在内的电路中没有消耗电能的情况下，电能会从二次线圈向一次线圈弹回。在此情况下，有可能在一次线圈中产生高电压而在能量投入电路中作用过大的电压应力。

本公开是为了解决上述课题而做出的，其主要的目的是在具备能量投入电路的点火装置中抑制在能量投入电路中作用过大的电压应力。

用来解决上述课题的第1技术方案是一种内燃机用点火装置，具备：火花塞；一次线圈；二次线圈，与上述一次线圈磁耦合，被连接在上述火花塞；主点火电路，将上述一次线圈的电流通电及断路，使上述火花塞产生火花放电；能量投入电路，将电能向上述一次线圈中包含的规定绕组投入及停止，使上述火花放电继续；回流电路，许可及禁止电流在包括上述规定绕组在内的回流路径中回流；以及控制部，控制上述主点火电路，并且以使上述主点火电路执行上述电流的断路的信号即断路信号为触发而决定上述回流电路进行的上述回流的许可的开始时间，在从上述开始时间起规定期间后使上述许可结束。

根据上述结构，主点火电路将一次线圈的电流通电及断路，使火花塞产生火花放电。能量投入电路向一次线圈中包含的规定绕组投入及停止电能，使火花放电继续。并且，回流电路许可及禁止电流在包括规定绕组在内的回流路径中回流。

这里，控制部控制主点火电路，使一次线圈的电流通电及断路。此时，在火花塞中火花放电没有被进行或中断、包括二次线圈在内的电路中电能没有被消耗的情况下，如上述那样有可能在一次线圈中发生高电压而在能量投入电路作用过大的电压应力。

对于这一点，控制部以使主点火电路执行电流的断路的信号即断路信号为触发而决定回流电路进行的回流许可的开始时间。因此，即使在一次线圈所包含的规定绕组中发生了高电压，也能够使电流回流到回流路径中，能够抑制在能量投入电路作用过大的电压应力。进而，由于控制部以断路信号为触发来决定回流许可的开始时间，所以能够在过大的电压应力作用于能量投入电路之前迅速地使电流回流到回流路径中。并且，控制部在从回流许可的开始时间起规定期间后使回流许可结束，即禁止回流电路进行的回流。

在第2技术方案中，上述控制部接收为高电平或低电平的状态的主点火信号，在上述主点火信号的上升时使上述主点火电路通电，将上述主点火信号的下降作为上述断路信号，在上述主点火信号的下降时使上述主点火电路断路并且开始上述回流电路进行的上述回流的许可。

根据上述结构，控制部接收为高电平或低电平的状态的主点火信号，在主点火信号的上升时使主点火电路通电，在主点火信号的下降时使主点火电路断路。因此，控制部能够使用通常的主点火信号来控制主点火电路进行的电流的通电及断路。并且，控制部将主点火信号的下降作为断路信号，在主点火信号的下降时开始回流电路进行的回流的许可。因而，能够容易且正确地决定开始回流电路进行的回流的许可的时间。

在第3技术方案中，上述控制部将上述回流电路进行的上述回流的许可的结束时间设为下次通过上述主点火电路而上述电流的通电被开始之前。根据这样的结构，能够抑制电流回流到回流路径对于主点火电路进行的电流的通电带来影响。

在第4技术方案中，上述控制部在下个上述主点火信号的上升时使上述回流电路进行的上述回流的许可结束。

根据上述结构，控制部在下个主点火信号的上升时使回流电路进行的回流的许可结束。因而，能够容易且正确地决定结束回流电路进行的回流的许可的时间。

第5技术方案是一种内燃机用点火装置，具备：火花塞；一次线圈；二次线圈，与上述一次线圈磁耦合，被连接在上述火花塞；主点火电路，将上述一次线圈的电流通电及断路，使上述火花塞产生火花放电；能量投入电路，将电能向上述一次线圈中包含的规定绕组投入及停止，使上述火花放电继续；回流电路，许可及禁止电流在包括上述规定绕组在内的回流路径中回流；以及控制部，控制上述主点火电路，并且在通过上述主点火电路而上述电流被断路以后使上述回流电路开始上述回流的许可，将上述回流的许可的结束时间设为下次通过上述主点火电路而上述电流的通电被开始以前。

根据上述结构，控制部在通过主点火电路而电流被断路以后通过回流电路使回流许可开始。因此，即使在一次线圈中包含的规定绕组中发生了高电压，也能够使电流回流到回流路径中，能够抑制在能量投入电路作用过大的电压应力。进而，控制部将回流的许可的结束时间设为下次通过主点火电路而电流的通电被开始以前。因此，能够起到与第3技术方案同样的作用效果。

在第6技术方案中，上述控制部接收为高电平或低电平的状态的主点火信号，在上述主点火信号的上升时使上述主点火电路通电，在上述主点火信号的下降时使上述主点火电路断路，在下个上述主点火信号的上升时使上述回流电路进行的上述回流的许可结束。根据上述结构，能够起到与第4技术方案同样的作用效果。

在将一次线圈的电流通电及断路，使火花塞产生火花放电的感应放电主点火之后，有执行通过能量投入电路使火花放电继续的能量投入点火时和不执行能量投入点火时。这里，即使是不执行能量投入点火时，也有可能如上述那样由于在一次线圈中发生高电压而在能量投入电路作用过大的电压应力。

对于这一点，在第7技术方案中，上述控制部在通过上述主点火电路而上述电流被断路以后，通过上述能量投入电路使上述火花放电继续的能量投入点火没有被执行时，使上述回流电路执行上述回流的许可。根据这样的结构，即使是不执行能量投入点火时，也能够抑制在能量投入电路作用过大的电压应力。

即使是执行能量投入点火时，也有可能如上述那样由于在一次线圈中发生高电压而在能量投入电路作用过大的电压应力。

对于这一点，在第8技术方案中，上述控制部在通过上述主点火电路而上述电流被断路以后，通过上述能量投入电路使上述火花放电继续的能量投入点火被执行时，使上述回流电路执行上述回流的许可。根据这样的结构，即使是执行能量投入点火时，也能够抑制在能量投入电路作用过大的电压应力。

在第9技术方案中，上述控制部在上述能量投入点火的执行时，维持通过上述回流电路许可电流在上述回流路径中回流的状态，通过上述能量投入电路向上述规定绕组投入及停止上述电能。

根据上述结构，控制部在能量投入点火的执行时，维持通过回流电路许可电流在回流路径中回流的状态。因此，即使在一次线圈所包含的规定绕组中发生了高电压，也能够使电流回流到回流路径中，能够抑制在能量投入电路作用过大的电压应力。

这里，如果通过能量投入电路向规定绕组投入电能后停止，则能量投入瞬间被停止，2次电流急剧地下降或在规定绕组中发生感应电动势，有可能在能量投入电路作用过大的电压应力。对于这一点，在通过能量投入电路向规定绕组投入电能后停止时，维持电流在回流路径中回流被许可的状态，因此能够使能量投入平缓地下降，能够抑制2次电流的急减，并且能够使在规定绕组中发生的感应电动势所带来的电流回流到回流路径中。因而，能够将在能量投入点火中使电流回流的回流路径与在包括二次线圈在内的电路中没有消耗电能的情况下使电流回流的回流路径兼用。

附图说明

关于本公开的上述目的及其他目的、特征及优点，一边参照附图一边通过下述详细的记述会变得更明确。

图1是表示第1实施方式的点火装置的电气结构的电路图。

图2是表示感应放电主点火的方式的时序图。

图3是将图2的区域A放大表示的时序图。

图4是表示第2实施方式的点火装置的电气结构的电路图。

图5是表示第3实施方式的点火装置的电气结构的电路图。

具体实施方式

(第1实施方式)

以下，参照附图对于将搭载于车辆的多汽缸的汽油发动机(内燃机)的点火装置具体化的第1实施方式进行说明。发动机例如是能够进行稀薄燃烧(lean burn、贫燃)的缸内直接喷射式的发动机，具备使汽缸内产生空气燃料混合物的回旋流(翻滚流或漩涡流等)的回旋流控制部。点火装置在规定的点火定时(点火时间，对发动机的燃烧室内的空气燃料混合物进行点火(点燃)。点火装置是使用与各汽缸的火花塞对应的点火线圈的DI(DirectIgnition、直接点火)型的点火装置。

如图1所示，点火装置10(内燃机用点火装置)基于从构成发动机控制的中枢的发动机ECU70(Electronic Control Unit、电子控制单元)给出的指示信号(主点火信号IGT及能量投入信号IGW)，控制点火线圈的一次线圈11的通电。并且，点火装置10通过对一次线圈11的通电进行控制，从而控制在点火线圈的二次线圈21中产生的电能，控制在火花塞80中产生的火花放电。

ECU70根据从各种传感器取得的发动机参数(暖机状态、发动机旋转速度、发动机负荷等)、及发动机的控制状态(稀薄燃烧的有无、回旋流的程度等)，生成主点火信号IGT及能量投入信号IGW并输出。

点火装置10具备火花塞80、一次线圈11、二次线圈21、开关元件31～33、二极管41～43、电流检测电阻48及控制电路60。火花塞80被搭载在每个发动机的汽缸。并且，一次线圈11及二次线圈21按每个火花塞80而设置，但这里以与1个火花塞80对应的结构为例进行说明。另外，点火装置10的各结构被收容在收容一次线圈11及二次线圈21的箱内。

火花塞80由周知的结构构成，具备与二次线圈21的一端连接的中心电极、以及经由发动机的缸盖等与GND连接(接地)的外侧电极。二次线圈21的另一端经由二极管43及电流检测电阻48与GND连接(接地)。二极管43的阳极与二次线圈21连接，阴极与电流检测电阻48连接。电流检测电阻48检测流到二次线圈21的2次电流。电流检测电阻48的输出被向控制电路60输入。二极管43抑制由在一次线圈11的通电时产生的不需要的电压带来的火花放电。并且，火花塞80通过在二次线圈21产生的电能，使中心电极与外侧电极之间产生火花放电。

点火线圈具备一次线圈11以及与一次线圈11磁耦合的二次线圈21。二次线圈21的绕组数比一次线圈11的绕组数多。

一次线圈11具备中间抽头16。在一次线圈11中，隔着中间抽头16而一方的绕组是第1绕组11a，另一方的绕组是第2绕组11b。第1绕组11a的绕组数比第2绕组11b的绕组数多。

中间抽头16经由二极管42与电池82连接。电池82例如是周知的铅蓄电池，供给12V的电压。二极管42的阳极与电池82连接，阴极与中间抽头16连接。

第1绕组11a的GND侧的端部(与中间抽头16相反侧的端部)与开关元件31连接。开关元件31(第1开关)是IGBT(Insulated Gate Bipolar Transistor、绝缘栅双极晶体管)等的半导体开关元件。开关元件31的输出侧的端子与GND连接(接地)。开关元件31基于来自控制电路60的信号，将第1绕组11a和GND连接/断开。由此，开关元件31(主点火电路)将第1绕组11a(一次线圈)的电流通电及断路，使火花塞80产生火花放电。

第2绕组11b的与中间抽头16相反侧的端部经由开关元件32与GND连接。开关元件32(第2开关)是MOS型晶体管等的半导体开关元件。开关元件32基于来自控制电路60的信号，将第2绕组11b和GND连接/断开。由此，开关元件32(能量投入电路)向包含在一次线圈11中的第2绕组11b(规定绕组)投入电能及停止，使上述火花放电继续。

第2绕组11b的两端经由开关元件33及二极管41而连接。开关元件33(第3开关)是MOS型晶体管等的半导体开关元件。二极管41的阳极与开关元件33连接，阴极与中间抽头16连接。第2绕组11b、开关元件33及二极管41被环状连接。通过包括第2绕组11b、开关元件33及二极管41在内的环状的路径而构成回流路径62。开关元件33(回流电路)许可及禁止电流在回流路径62中回流。

控制电路60(控制部)具备输入输出接口、驱动电路等。控制电路60基于来自ECU70的信号及电流检测电阻48的输出等，控制开关元件31～33的连接/断开状态。由此，控制电路60选择执行“感应放电主点火”及“能量投入点火”的两方式的点火。

图2是表示感应放电主点火的方式的时序图。在图2的左半部表示通常动作时的动作。

在感应放电主点火中，控制电路60在来自ECU70的主点火信号IGT为高电平(H)的期间，将开关元件31(第1SW31)控制为导通(on)状态(连接状态)。由此，对于一次线圈11的第1绕组11a供给电池82的电压(电池电压)。接着，1次电流I1增加，在主点火信号IGT成为低电平(L)的时刻t1，控制电路60将开关元件31控制为断开(off)状态(切断状态)。由此，在第1绕组11a及二次线圈21产生高电压，在火花塞80产生火花放电，在二次线圈21流经2次电流。然后，2次电流衰减，如果减小到比能够维持放电的最小的电流即放电维持电流小，则火花塞80中的放电结束。

在能量投入点火中，控制电路60在如上述那样开始感应放电主点火后，将开关元件33(第3SW33)控制为导通状态。然后，控制电路60基于来自ECU70的能量投入信号IGW，将开关元件32交替地控制为导通(on)状态和断开(off)状态。这里，流过电流Id2(参照图1)的第2绕组11b的绕组数比第1绕组11a的绕组数少。因此，能够以比放电维持电压Vm高的电压使电流流入，在二次线圈21中追加流过与感应放电主点火时相同方向的2次电流，上述放电维持电压Vm是为了维持火花塞80中的放电所需要的电压。例如，控制电路60基于主点火信号IGT的上升与能量投入信号IGW的上升的时间差来设定目标2次电流。控制电路60通过主点火信号IGT的电压电平从比阈值Vth低的状态变化为比阈值Vth高的状态，检测主点火信号IGT的上升。控制电路60在主点火信号IGT的下降时开始开关元件32的控制，将开关元件32控制为导通(on)状态和断开(off)状态，以使由电流检测电阻48检测到的2次电流成为目标2次电流。控制电路60通过主点火信号IGT的电压电平从比阈值Vth高的状态变化为比阈值Vth低的状态，检测主点火信号IGT的下降。控制电路60在能量投入信号IGW的下降时结束开关元件32的控制。

在感应放电主点火中，控制电路60控制开关元件31，使第1绕组11a(一次线圈)的电流通电及断路。此时，在火花塞80中没有进行火花放电或火花放电中断，包括二次线圈21在内的电路没有消耗电能的情况下，电能从二次线圈21向一次线圈11弹回。例如，在感应放电主点火时，在火花放电没有被进行或中断的情况下，在二次线圈21中产生一边极性从负极性开始交变一边衰减的高电压。如果在二次线圈21发生交变的高电压，则在一次线圈11也相应于绕数比而产生交变的空载高电压。由此，在开关元件32有可能作用过大的电压应力。

因此，控制电路60在通过开关元件31(第1SW31)将电流断路以后，通过开关元件33(第3SW33)开始回流的许可。即，控制电路60在通过开关元件31将电流断路以后，在没有执行能量投入点火时，使开关元件33执行回流的许可。具体而言，以使开关元件31执行电流的断路的信号即断路信号为触发，决定由开关元件33进行的回流的许可的开始时间。详细地讲，控制电路60在主点火信号IGT的上升时使开关元件31通电，将主点火信号IGT的下降作为断路信号，在主点火信号IGT的下降时使开关元件31断路，并且开始由开关元件33进行的回流的许可。

并且，控制电路60在从开始时间起规定期间后使回流的许可结束。具体而言，控制电路60将回流的许可的结束时间设为下次通过开关元件31而电流的通电被开始的时刻t2之前。详细地讲，控制电路60在下个主点火信号IGT的上升时刻t3使由开关元件33进行的回流的许可结束。另外，控制电路60在从回流的开始时间(时刻t1)到下个主点火信号IGT的上升时刻t2为止的期间比标准期间Ton长的情况下，在经过了标准期间Ton的时点使由开关元件33进行的回流的许可结束。标准期间Ton被设定为在第2绕组11b中产生的电压衰减到小于在开关元件32中发生雪崩击穿的电压Va(参照图3)为止的时间。

在图2的右半部，表示当在火花塞80没有进行火花放电或中断时、即火花放电的路径成为开放的2次开放时的动作。图3是图2的区域A的放大图。另外，在图3中也一起表示了通常动作时的动作。

如图3所示，在时刻t3，即使主点火信号IGT下降而在第1绕组11a及二次线圈21中发生高电压，在火花塞80也不发生火花放电。因此，不再有二次线圈21的电能的逃逸场所，二次线圈21的2次电压V2成为负极性的过大的电压。通过该2次电压V2，一次线圈11的1次电压V1成为与绕数比对应的正极性的过大的电压。然后，虽然2次电压V2一边极性交变一边衰减，但高电压的状态被维持直到接近时刻t5。

这里，将点火装置10不具备开关元件33及二极管41(即回流路径62)的比较例的动作以虚线表示，将本实施方式的动作以实线表示。

在用虚线表示的比较例中，在时刻t4，第2绕组11b与开关元件32之间的电压Vd(参照图1)超过上述电压Va，开关元件32的电流Id2增加。即，在开关元件32上作用过大的电压应力，开关元件32雪崩击穿。然后，在时刻t5，如果电压Vd成为小于电压Va，则开关元件32的雪崩击穿结束，开关元件32的电流Id2成为0。另外，如果想要单纯地防止开关元件32雪崩击穿，则需要在开关元件32中使用高耐压或高容量的开关元件。

另一方面，在由实线表示的本实施方式中，在主点火信号IGT的下降时(时刻t3)，开关元件31被断路，并且由开关元件33(第3SW33)进行的回流的许可被开始。因此，在时刻t4，即使电压Vd上升，也是开关元件33的电流Id3(参照图1)增加，开关元件32的电流Id2不增加。即，由在第2绕组11b中产生的感应电动势带来的电流在回流路径62中回流。然后，在时刻t5，电压Vd成为0，开关元件33的电流Id3成为0。

此外，即使是能量投入点火被执行时，在开始感应放电主点火后，也由于如上述那样在一次线圈11中发生高电压，有可能在开关元件32作用过大的电压应力。

所以，在本实施方式中，控制电路60在电流被开关元件31断路之后执行能量投入点火时，使由开关元件33进行的回流的许可执行。具体而言，控制电路60在能量投入点火的执行时，维持由开关元件33许可电流在回流路径62中回流的状态。由此，即使在一次线圈11所包含的第2绕组11b发生高电压，电流也回流到回流路径62。

这里，如果使由开关元件32向第2绕组11b投入电能后停止，则在第2绕组11b中发生感应电动势，有可能在开关元件32作用过大的电压应力。对于这一点，在由开关元件32向第2绕组11b投入电能后停止时，许可电流在回流路径62中回流的状态被维持。由此，在第2绕组11b中产生的感应电动势所带来的电流也在回流路径62中回流。

以上详述的本实施方式具有以下的优点。

·控制电路60在由开关元件31将电流断路以后，由开关元件33使回流许可开始。因此，即使在一次线圈11所包含的第2绕组11b中发生了高电压，也能够使电流回流到回流路径62，能够抑制在开关元件32作用过大的电压应力。结果，能够降低开关元件32的元件耐压及元件容量。

·控制电路60以使开关元件31执行电流的断路的信号即断路信号为触发，决定由开关元件33进行的回流许可的开始时间。因此，能够在开关元件32作用过大的电压应力之前迅速地使电流回流到回流路径62。

·控制电路60接收为高电平或低电平的状态的主点火信号IGT，在主点火信号IGT的上升时使开关元件31通电，在主点火信号IGT的下降时使开关元件31断路。因此，控制电路60能够使用通常的主点火信号IGT，控制由开关元件31进行的电流的通电及断路。并且，控制电路60将主点火信号IGT的下降作为断路信号，在主点火信号IGT的下降时开始由开关元件33进行的回流的许可。因而，能够容易且正确地决定开始由开关元件33进行的回流的许可的时间。

·控制电路60将由开关元件33进行的回流的许可的结束时间设为下次通过开关元件31而电流的通电被开始之前。因此，能够抑制电流回流到回流路径62中给由开关元件31进行的电流的通电带来影响。

·控制电路60在下个主点火信号IGT的上升时使由开关元件33进行的回流的许可结束。因而，能够容易且正确地决定结束由开关元件33进行的回流的许可的时间。

·控制电路60在通过开关元件31使电流断路以后、由开关元件32使火花放电继续的能量投入点火没有被执行时，使开关元件33执行回流的许可。根据这样的结构，即使是执行感应放电主点火、不执行能量投入点火时，也能够抑制在开关元件32作用过大的电压应力。

·控制电路60在由开关元件31将电流断路以后、由开关元件32使火花放电继续的能量投入点火被执行时，使开关元件33执行回流的许可。根据这样的结构，即使是执行能量投入点火时，也能够抑制在开关元件32作用过大的电压应力。

·控制电路60在能量投入点火的执行时，维持通过开关元件33许可电流在回流路径62中回流的状态。因此，即使在一次线圈11所包含的第2绕组11b中发生高电压，也能够使电流回流到回流路径62，能够抑制在开关元件32作用过大的电压应力。

·在通过开关元件32将电能向第2绕组11b投入后停止时，维持被许可电流在回流路径62中回流的状态。因此，能够使在第2绕组11b中产生的感应电动势所带来的电流回流到回流路径62中。因而，能够使在能量投入点火中使电流回流的回流路径62与在包括二次线圈21在内的电路中电能没有被消耗的情况下使电流回流的回流路径62兼用。

(第2实施方式)

以下，对于第2实施方式，参照图4以与第1实施方式的差异点为中心进行说明。另外，对于与第1实施方式相同的部分，通过赋予相同的标号而省略说明。

在本实施方式的点火装置10中，一次线圈111包括第1绕组111a、第2绕组111b及第3绕组111c。第1绕组111a的一端与开关元件31(第1开关)连接，另一端与电池82连接。第2绕组111b(规定绕组)的一端经由开关元件132(第2开关)与电池82连接。第2绕组111b的另一端经由开关元件134(第4开关)与GND连接，并且与第3绕组111c的一端连接。第3绕组111c(规定绕组)的另一端经由开关元件133(第3开关)与GND连接。

在第2绕组111b与开关元件132之间，连接着二极管141的阴极。二极管141的阳极与GND连接。

在感应放电主点火中，控制电路60跨来自ECU70的主点火信号IGT为高电平(H)的期间，将开关元件31控制为导通(on)状态。由此，对于一次线圈111的第1绕组111a，供给电池82的电压。并且，1次电流增加，在主点火信号IGT成为低电平(L)的时点，控制电路60将开关元件31控制为断开(off)状态。由此，在第1绕组111a及二次线圈21中发生高电压，在火花塞80发生火花放电，在二次线圈21流过2次电流。然后，2次电流衰减，如果比作为能够维持放电的最小的电流的放电维持电流减小，则火花塞80中的放电结束。

对于能量投入点火而言，控制电路60在如上述那样开始感应放电主点火后，执行以下的第1投入控制或第2投入控制。

在第1投入控制中，将开关元件133控制为导通状态。然后，控制电路60基于来自ECU70的能量投入信号IGW，将开关元件132交替地控制为导通(on)状态和断开(off)状态。另外，由开关元件132～134构成能量投入电路。

在第2投入控制中，将开关元件134控制为导通状态。然后，控制电路60基于来自ECU70的能量投入信号IGW，将开关元件132交替地控制为导通(on)状态和断开(off)状态。ECU70通过切换第1投入控制和第2投入控制，能够在能量投入点火中变更在二次线圈21中产生的2次电压。

能量投入点火的其他的控制方法与第1实施方式的能量投入点火是同样的。

在感应放电主点火时，控制电路60(控制部)执行以下的第1回流控制或第2回流控制。

在第1回流控制中，将主点火信号IGT的下降作为断路信号，在主点火信号IGT的下降时使开关元件31断路，并且开始由开关元件133(回流电路)进行的回流的许可。在此情况下，形成GND→二极管141→第2绕组111b→第3绕组111c→开关元件133→GND的第1回流路径162。因此，即使在一次线圈11所包含的第2绕组111b及第3绕组111c中发生高电压，也能够使电流回流到第1回流路径，能够抑制在开关元件132、133作用过大的电压应力。然后，控制电路60在下个主点火信号IGT的上升时点使由开关元件133进行的回流的许可结束。

在第2回流控制中，将主点火信号IGT的下降作为断路信号，在主点火信号IGT的下降时使开关元件31断路，并且开始由开关元件133(回流电路)及开关元件134(回流电路)进行的回流的许可。在此情况下，形成上述第1回流路径和GND→二极管141→第2绕组111b→开关元件134→GND的第2回流路径163。因此，即使在一次线圈11所包含的第2绕组111b及第3绕组111c中发生高电压，也能够使电流回流到第1回流路径及第2回流路径中，能够抑制在开关元件132～134作用过大的电压应力。然后，控制电路60在下个主点火信号IGT的上升时点，使由开关元件133及开关元件134进行的回流的许可结束。

此外，在上述第1投入控制中，控制电路60在通过开关元件31而电流被断路以后能量投入点火被执行时，使开关元件133执行回流的许可。具体而言，控制电路60在第1投入控制的执行时，维持通过开关元件133许可电流在上述第1回流路径中回流的状态。由此，即使在一次线圈11所包含的第2绕组111b及第3绕组111c中发生高电压，也能够使电流回流到第1回流路径中。进而，在通过开关元件132将电能向第2绕组111b及第3绕组111c投入后停止时，能够使在第2绕组111b及第3绕组111c中产生的感应电动势所带来的电流也回流到第1回流路径中。因而，能够将在第1投入控制中使电流回流的第1回流路径与在包括二次线圈21在内的电路中电能没有被消耗的情况下使电流回流的第1回流路径兼用。

在上述第2投入控制中，控制电路60在通过开关元件31而电流被断路以后能量投入点火被执行时，使开关元件134执行回流的许可。具体而言，控制电路60在第2投入控制的执行时，维持通过开关元件134许可电流在上述第2回流路径中回流的状态。由此，即使在一次线圈11所包含的第2绕组111b中发生高电压，也能够使电流流到第2回流路径中。进而，在通过开关元件132将电能向第2绕组111b投入后停止时，能够使在第2绕组111b中产生的感应电动势所带来的电流也回流到第2回流路径中。因而，能够使在第2投入控制中使电流回流的第2回流路径与在包括二次线圈21在内的电路中电能没有被消耗的情况下使电流回流的第2回流路径兼用。

另外，也能够将第2实施方式如以下这样变更而实施。

·控制电路60也能够执行第3投入控制，在将开关元件133及开关元件134控制为导通状态后，基于来自ECU70的能量投入信号IGW而将开关元件132交替地控制为导通(on)状态和断开(off)状态。

·控制电路60也能够执行第3回流控制，将主点火信号IGT的下降作为断路信号，在主点火信号IGT的下降时使开关元件31断路并且开始由开关元件134(回流电路)进行的回流的许可。在此情况下，形成上述第2回流路径，不形成上述第1回流路径。

(第3实施方式)

以下，对于第3实施方式，参照图5以与第1实施方式的不同点为中心进行说明。另外，关于与第1实施方式相同的部分，通过赋予相同的标号而省略说明。

在本实施方式的点火装置10中，能量投入电路50将电池82的电压升压，向第1绕组11a、第2绕组11b(规定绕组)供给。能量投入电路50具备扼流线圈51、开关元件52、电容器53、二极管54、开关元件232及开关元件233。扼流线圈51与电池82连接。开关元件52是MOS型晶体管等的半导体开关元件，将从电池82向扼流线圈51的电流通电及断路。开关元件52的连接/断开状态受控制电路60控制。通过控制开关元件52的连接/断开状态，电容器53将积蓄在扼流线圈51中的电能充电。二极管54防止积蓄在电容器53中的电能向扼流线圈51侧倒流。并且，通过将开关元件232控制为连接状态，能量投入电路50将被升压后的电压(例如几十V～几百V)向中间抽头16供给。

在中间抽头16与二极管42之间，连接着二极管241的阴极。二极管241的阳极与GND连接。第2绕组11b的与中间抽头16相反侧的端部经由开关元件233及二极管44与电池82连接。二极管44的阳极与电池82连接，阴极与第2绕组11b的与中间抽头16相反侧的端部连接。开关元件233是功率晶体管或MOS型晶体管等的半导体开关元件，与二极管44并联连接。开关元件233的连接/断开状态受控制电路60控制。二极管44也可以是MOS型晶体管的寄生二极管。

控制电路60(控制部)选择“感应放电主点火”“能量投入点火”及“急速通电多次点火”的3方式的点火并执行。

在感应放电主点火中，控制电路60跨来自ECU70的主点火信号IGT为高电平(H)的期间，将开关元件233控制为导通(on)状态。由此，对于一次线圈11的第1绕组11a及第2绕组11b供给电池82的电压。并且，1次电流增加，在主点火信号IGT成为低电平(L)的时点，控制电路60将开关元件233控制为断开(off)状态。由此，在一次线圈11及二次线圈21中产生高电压，在火花塞80发生火花放电，在二次线圈21中流过2次电流。然后，2次电流衰减，如果减小到比作为能够维持放电的最小的电流的放电维持电流小，则火花塞80中的放电结束。

在能量投入点火中，控制电路60在如上述那样开始感应放电主点火后，将开关元件233控制为导通状态。然后，控制电路60基于来自ECU70的能量投入信号IGW，将开关元件232交替地控制为导通(on)状态和断开(off)状态。能量投入点火的其他的控制方法与第1实施方式的能量投入点火是同样的。

在急速通电多次点火中，控制电路60如上述那样开始感应放电主点火后，将开关元件232控制为导通状态。另外，控制电路60在来自ECU70的主点火信号IGT为H的期间中，使电池电压升压，向能量投入电路50的电容器53充电。

然后，控制电路60跨多次点火信号为H的期间，将开关元件31控制为导通状态。此时，能量投入电路50供给被升压到比电池电压高的电压。由此，与感应放电主点火相比，1次电流的增加速度变快，在第1绕组11a中快速流过与感应放电主点火时相同方向的1次电流。接着，1次电流增加，在多次点火信号成为L的时点，控制电路60将开关元件31控制为断开状态。由此，在二次线圈21中流过2次电流，在火花塞80发生火花放电。之后，基于多次点火信号的H和L，将开关元件31交替地控制为导通状态和断开状态。如果开关元件31以规定次数导通状态和断开状态被控制，则控制电路60将开关元件232控制为断开状态。另外，多次点火信号既可以由控制电路60指示，也可以从ECU70向控制电路60指示。

在感应放电主点火时，控制电路60(控制部)将主点火信号IGT的下降作为断路信号，在主点火信号IGT的下降时使开关元件31断路，并且开始由开关元件233进行的回流的许可。在此情况下，形成GND→二极管241→第2绕组11b→开关元件233→电池82→GND的回流路径262。因此，即使在一次线圈11所包含的第2绕组11b中发生高电压，也能够使电流回流到回流路径中，能够抑制在开关元件233(能量投入电路50)作用过大的电压应力。然后，控制电路60在下个主点火信号IGT的上升时点使由开关元件233进行的回流的许可结束。另外，由开关元件233及二极管241构成回流电路。

此外，控制电路60在通过开关元件31而电流被断路以后能量投入点火被执行时，使开关元件233执行回流的许可。具体而言，控制电路60在能量投入点火的执行时，维持由开关元件233许可电流在上述回流路径中回流的状态。由此，即使在一次线圈11所包含的第2绕组11b中发生了高电压，也能够使电流回流到回流路径中。进而，在通过开关元件232将电能向第2绕组11b投入后停止时，也能够使在第2绕组11b中产生的感应电动势所带来的电流也回流到回流路径中。因而，能够使在能量投入点火中使电流回流的回流路径与在包括二次线圈21在内的电路中电能没有被消耗的情况下使电流回流的回流路径兼用。

另外，也能够将上述的各实施方式如以下这样变更而实施。对于与上述的各实施方式相同的部分，通过赋予相同的标号而省略说明。

·控制电路60也能够将主点火信号IGT的下降作为触发，在主点火信号IGT的下降的规定期间后(例如几十μs后)开始由开关元件33进行的回流的许可。由此，能够防止回流动作的开始比主点火动作早，可靠的主点火动作和主点火后的回流动作不会相互干扰而能够可靠地实施。

·控制电路60也能够将由控制电路60将开关元件31驱动为断开(off)状态的信号(断路信号)作为触发而决定由开关元件33进行的回流许可的开始时间。

·控制电路60也能够将由开关元件33进行的回流许可的结束时间设为标准期间Ton的经过时点及主点火信号IGT的上升时点中的较早的一方的时点。由此，能够容易且可靠地实施回流许可的结束。

·也能够由ECU70实现控制电路60的功能。

将本公开参照实施例进行了记载，但应理解的是本公开并不限定于该实施例及构造。本公开也包含各种的变形例及等同范围内的变形。除此以外，各种组合及形态，进而在它们中仅包含一要素、其以上或其以下的其他的组合及形态也落入在本公开的范畴或思想范围中。

Claims (9)

1.一种内燃机用点火装置(10)，

具备：

火花塞(80)；

一次线圈(11、111)；

二次线圈(21)，与上述一次线圈磁耦合，被连接在上述火花塞；

主点火电路(31)，将上述一次线圈的电流通电及断路，使上述火花塞产生火花放电；

能量投入电路(32、132～134、50、233)，将电能向上述一次线圈中包含的规定绕组(11b、111b、111c)投入及停止，使上述火花放电继续；

回流电路(33、41、133、134、141、233、241)，许可及禁止电流在包括上述规定绕组在内的回流路径(62、162、163、262)中回流；以及

控制部(60、70)，控制上述主点火电路，并且以使上述主点火电路执行上述电流的断路的信号即断路信号为触发而决定上述回流电路进行的上述回流的许可的开始时间，在从上述开始时间起规定期间后使上述许可结束。

2.如权利要求1所述的内燃机用点火装置，

上述控制部接收为高电平或低电平的状态的主点火信号，在上述主点火信号的上升时使上述主点火电路通电，将上述主点火信号的下降作为上述断路信号，在上述主点火信号的下降时使上述主点火电路断路并且开始上述回流电路进行的上述回流的许可。

3.如权利要求1或2所述的内燃机用点火装置，

上述控制部将上述回流电路进行的上述回流的许可的结束时间设为下次通过上述主点火电路而上述电流的通电被开始之前。

4.如权利要求2所述的内燃机用点火装置，

上述控制部在下个上述主点火信号的上升时使上述回流电路进行的上述回流的许可结束。

5.一种内燃机用点火装置(10)，

具备：

火花塞(80)；

一次线圈(11、111)；

二次线圈(21)，与上述一次线圈磁耦合，被连接在上述火花塞；

主点火电路(31)，将上述一次线圈的电流通电及断路，使上述火花塞产生火花放电；

能量投入电路(32、132～134、50、233)，将电能向上述一次线圈中包含的规定绕组(11b、111b、111c)投入及停止，使上述火花放电继续；

回流电路(33、41、133、134、141、233、241)，许可及禁止电流在包括上述规定绕组在内的回流路径(62、162、163、262)中回流；以及

控制部(60、70)，控制上述主点火电路，并且在通过上述主点火电路而上述电流被断路以后使上述回流电路开始上述回流的许可，将上述回流的许可的结束时间设为下次通过上述主点火电路而上述电流的通电被开始之前。

6.如权利要求5所述的内燃机用点火装置，

上述控制部接收为高电平或低电平的状态的主点火信号，在上述主点火信号的上升时使上述主点火电路通电，在上述主点火信号的下降时使上述主点火电路断路，在下个上述主点火信号的上升时使上述回流电路进行的上述回流的许可结束。

7.如权利要求1～6中任一项所述的内燃机用点火装置，

上述控制部，在通过上述主点火电路而上述电流被断路以后，通过上述能量投入电路使上述火花放电继续的能量投入点火没有被执行时，使上述回流电路执行上述回流的许可。

8.如权利要求1～6中任一项所述的内燃机用点火装置，

上述控制部，在通过上述主点火电路而上述电流被断路以后，通过上述能量投入电路使上述火花放电继续的能量投入点火被执行时，使上述回流电路执行上述回流的许可。

9.如权利要求8所述的内燃机用点火装置，

上述控制部，在上述能量投入点火的执行时，维持通过上述回流电路许可电流在上述回流路径中回流的状态，通过上述能量投入电路向上述规定绕组投入及停止上述电能。

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