JP2009293474A - 内燃機関の点火装置 - Google Patents

Abstract

【課題】点火コイル１２の１次側コイル１２ａ及び放電用コンデンサ１４を備えるループ回路を開閉する放電用スイッチング素子１６のオン・オフ操作によって多重放電制御を行うに際し、放電用スイッチング素子１６をオフ状態とする期間が長期化すること。
【解決手段】放電用コンデンサ１４は、昇圧チョッパ回路４０によって充電される。放電用コンデンサ１４には、電圧維持用コンデンサ２６が並列接続されている。電圧維持用コンデンサ２６には、バッテリ２０の電圧を昇圧する昇圧チョッパ回路３０の出力電圧が印加される。ここで、昇圧チョッパ回路４０の入力電源として、電圧維持用コンデンサ２６を用いた。
【選択図】 図１

Description

本発明は、２次側コイルに点火プラグが接続される点火コイルと、放電用コンデンサと、前記点火コイルの１次側コイル及び前記放電用コンデンサを備えるループ回路を開閉する放電用スイッチング素子とを備えて且つ、前記放電用スイッチング素子のオン・オフ操作によって前記点火プラグの多重放電制御を行う内燃機関の点火装置に関する。

この種の点火装置では、放電用スイッチング素子がオン状態とされることで、放電用コンデンサ及び１次側コイルを備えるループ回路が閉ループとなり、放電用コンデンサからの放電電流が１次側コイルに流れる。そしてこれにより、２次側コイルにも電流が流れ、ひいては点火プラグの両電極間に点火のための放電電流を流すことができる。

ところで、近年、ガソリン機関等にあっては、燃料消費量の抑制効果等を狙って、空燃比の小さい燃焼制御であるいわゆるリーンバーン運転が提案され、実用化されている。ただし、この場合には、点火プラグの両電極間に放電電流を流すために要求される電圧が増大する。

そこで従来は、例えば下記特許文献１に見られるように、上記放電用コンデンサとは別に、上記放電用スイッチング素子がオン状態とされる期間において１次側コイルに印加される電圧を所定以上に維持するための電圧維持用コンデンサを備えることも提案されている。これにより、放電用スイッチング素子がオン状態とされる期間に渡って１次側コイルに印加される電圧を高電圧に維持することができ、ひいては点火プラグの両電極間の電圧を高電圧に維持することができる。

また、上記特許文献１では、バッテリ電圧を昇圧して上記放電用コンデンサに印加する手段を更に備えることも提案されている。これにより、目標空燃比を非常に小さくした状態でリーンバーン運転を行う場合等、内燃機関の燃焼室内における流速が大きいことに起因して点火プラグによる火花放電が生じにくくなる状況において、放電用スイッチング素子をオン状態に切り替える際の点火プラグの両電極間の電圧を十分に高電圧とすることができる。
特開２００７−２１１６３１号公報

ところで、上記点火装置にあっては、放電用スイッチング素子をオン状態からオフ状態へ切り替えることで、点火プラグの両電極間にそれまでとは逆方向の放電電流が流れる。しかし、この放電電流は、放電用スイッチング素子がオン状態とされる期間において点火プラグを流れる電流と比較して制御性が低い。このため、放電用スイッチング素子をオフ状態とする期間にあっては、燃焼室内の燃料を着火させることができる放電電流が点火プラグの両電極間を流れているか否かは定かでない。したがって、多重放電制御の信頼性を向上させる観点からは、放電用スイッチング素子をオフ状態とする期間を極力短時間とすることが望まれる。

一方、放電用スイッチング素子をオフ状態からオン状態へと切り替える際には、上記放電用コンデンサが、要求される電圧まで充電されていることが望まれる。ここで、要求される電圧は、放電用スイッチング素子をオン状態へと切り替えることで点火プラグにそれまでとは逆方向の電流を流すことを可能とする電圧である。したがって、内燃機関の燃焼室内における流速が大きい状況下にあっては、要求される電圧は非常に高電圧となるため、放電用スイッチをオフ状態とする期間も自ずと長期化しやすいものとなっている。

本発明は、上記課題を解決するためになされたものであり、その目的は、２次側コイルに点火プラグが接続される点火コイルの１次側コイル及び放電用コンデンサを備えるループ回路を開閉する放電用スイッチング素子のオン・オフ操作によって多重放電制御を行うに際し、放電用スイッチング素子をオフ状態とする期間を短縮することのできる内燃機関の点火装置を提供することにある。

以下、上記課題を解決するための手段、及びその作用効果について記載する。

請求項１記載の発明は、２次側コイルに点火プラグが接続される点火コイルと、放電用コンデンサと、前記点火コイルの１次側コイル及び前記放電用コンデンサを備えるループ回路を開閉する放電用スイッチング素子とを備えて且つ、前記放電用スイッチング素子のオン・オフ操作によって前記点火プラグの多重放電制御を行う内燃機関の点火装置において、前記放電用コンデンサは、前記放電用スイッチング素子をオフ状態からオン状態へと切り替える際に前記点火コイルの１次側コイルに電荷を放電するためのものであり、前記放電用スイッチング素子がオン状態とされている期間に渡って前記１次側コイルに印加される電圧を所定以上に維持するための電圧維持用コンデンサを更に備え、前記放電用コンデンサを、前記電圧維持用コンデンサの電圧を昇圧する昇圧手段によって充電するようにしたことを特徴とする。

放電用スイッチング素子のオフ状態からオン状態への切り替え直後に１次側コイルに印加すべき電圧は、点火プラグの両電極間の絶縁破壊をするために必要な電圧そのものである。一方、一旦絶縁破壊がなされると、点火プラグの両電極間は、十分にイオン化されているため、その後オン状態が継続される期間において１次側コイルに印加すべき電圧は、上記切替直後に印加すべき電圧よりも低くなる傾向にある。このため、放電用スイッチング素子をオン状態へと切り替える直前の放電用コンデンサの電圧は、電圧維持用コンデンサの電圧と比較して十分に高くすることが望まれる。ただし、バッテリの電圧を昇圧して放電用コンデンサに印加したのでは、放電用コンデンサの電圧上昇に長時間を要し、ひいては放電用スイッチング素子をオフ状態に維持する期間が長期化する。この点、上記発明では、電圧維持用コンデンサの電圧を昇圧して放電用コンデンサに印加することで、放電用コンデンサの電圧を迅速に充電することができ、ひいては放電用スイッチング素子をオフ状態とする期間を短縮することができる。

請求項２記載の発明は、請求項１記載の発明において、前記放電用コンデンサの容量は、前記電圧維持用コンデンサの容量よりも小さいことを特徴とする。

上記発明では、放電用コンデンサの電圧を迅速に上昇させることができ且つ、電圧維持用コンデンサの電圧変動を抑制することができる。

請求項３記載の発明は、請求項１又は２記載の発明において、前記多重放電制御期間における前記放電用スイッチング素子のオフ状態からオン状態への切り替えを、前記放電用コンデンサの電圧が閾値電圧以上となることで行うことを特徴とする。

上記発明では、放電用スイッチング素子をオフ状態からオン状態へと切り替えるためのパラメータとして、放電用コンデンサの電圧を直接用いるために、放電用スイッチング素子をオン状態に切り替える際に１次側コイルに印加される電圧を確実に確保することができる。

請求項４記載の発明は、請求項１〜３のいずれか１項に記載の発明において、前記電圧維持用コンデンサは、前記電圧維持用コンデンサの電圧を昇圧する昇圧手段とは別にバッテリの電圧を昇圧する昇圧手段によって充電されることを特徴とする。

請求項５記載の発明は、請求項１〜４のいずれか１項に記載の発明において、前記点火コイルの１次側コイルに接続されるエネルギ蓄積用コイルと、前記エネルギ蓄積用コイル及び給電手段とともにループ回路を構成するエネルギ蓄積用スイッチング素子とを備え、前記エネルギ蓄積用スイッチング素子及び前記放電用スイッチング素子を交互にオン・オフ操作することで前記多重放電制御を行うことを特徴とする。

上記発明では、エネルギ蓄積用コイルを備えるために、放電用スイッチング素子をオン状態とする期間において１次側コイルに供給されるエネルギ量を増大させることができる。

（第１の実施形態）
以下、本発明にかかる内燃機関の点火装置をガソリン機関の点火装置に適用した第１の実施形態について、図面を参照しつつ説明する。

図１に、本実施形態のシステム構成を示す。図示される点火プラグ１０は、ガソリン燃料を燃焼させる内燃機関の燃焼室に突出して配置されるものである。ここで、本実施形態では、多気筒内燃機関を想定しているが、図では、便宜上、単一気筒に関する点火プラグ１０のみを示している。点火プラグ１０の一方の電極は接地されており、他方の電極は点火コイル１２の２次側コイル１２ｂの一方の端子に接続されている。そして、２次側コイル１２ｂの他方の端子は接地されている。

上記点火コイル１２の１次側コイル１２ａの一方の端子には、放電用コンデンサ１４が接続されており、他方の端子は、放電用スイッチング素子１６を介して接地されている。これら放電用コンデンサ１４、１次側コイル１２ａ、及び放電用スイッチング素子１６を備えるループ回路は、放電用スイッチング素子１６のオン・オフ操作によって開閉される。そして、これにより、放電用コンデンサ１４の充電電荷が１次側コイル１２ａに断続的に放電されるようになっている。このループ回路は、周知のＣＤＩの機能を有する部分である。なお、放電用スイッチング素子１６として、本実施形態では、絶縁ゲートバイポーラトランジスタ（ＩＧＢＴ）を例示している。

上記放電用コンデンサ１４及び１次側コイル１２ａの一方の端子には、ダイオード１８を介してエネルギ蓄積用コイル２２に蓄積されたエネルギが出力される。エネルギ蓄積用コイル２２は、その一方の端子がバッテリ２０に接続されており、他方の端子がエネルギ蓄積用スイッチング素子２４を介して接地されている。ここで、バッテリ２０、エネルギ蓄積用コイル２２、及びエネルギ蓄積用スイッチング素子２４を備えるループ回路は、エネルギ蓄積用スイッチング素子２４のオン・オフ操作によって開閉される。そしてこれにより、エネルギ蓄積用コイル２２に電気エネルギが蓄えられる。このエネルギは、所定のタイミングで１次側コイル１２ａに出力される。なお、本実施形態では、エネルギ蓄積用スイッチング素子２４として、ＩＧＢＴを例示している。

上記１次側コイル１２ａの一方の端子には、更に、電圧維持用コンデンサ２６が接続されている。電圧維持用コンデンサ２６は、放電用スイッチング素子１６がオン状態とされて１次側コイル１２ａに電流が流れる期間に渡って１次側コイル１２ａに印加される電圧を所定の高電圧（＞バッテリ２０の電圧）に維持するためのものである。電圧維持用コンデンサ２６の容量Ｃ２は、放電用コンデンサ１４の容量Ｃ１よりも大容量とされている。

電圧維持用コンデンサ２６の電圧は、バッテリ２０の電圧（例えば「１２Ｖ」）よりも高電圧（例えば「数十Ｖ」）とされるものである。これは、バッテリ２０の電圧を昇圧チョッパ回路３０によって昇圧して電圧維持用コンデンサ２６に印加することで実現することができる。昇圧チョッパ回路３０は、コイル３２及びスイッチング素子３４の直列接続体を複数備え、これらがバッテリ２０の正極及び接地間に並列接続されて構成されている。そして、これら各直列接続体の出力端子（コイル３２及びスイッチング素子３４の接続点）は、ダイオード３６を介して電圧維持用コンデンサ２６に接続されている。ちなみに、コイル３２のインダクタンスは、エネルギ蓄積用コイル２２のインダクタンスと比較して、小さいものとなっている。

更に、本実施形態にかかる点火装置は、放電用コンデンサ１４を、電圧維持用コンデンサ２６の電圧よりも高電圧（例えば「数百Ｖ」）に充電すべく、昇圧チョッパ回路４０を備えている。昇圧チョッパ回路４０は、コイル４２及びスイッチング素子４４の直列接続体を複数備え、これらが昇圧チョッパ回路４０の出力端子及び接地間に並列接続されて構成されている。そして、これら各直列接続体の出力端子（コイル４２及びスイッチング素子４４の接続点）は、ダイオード４６を介して放電用コンデンサ１４に接続されている。ちなみに、コイル４２のインダクタンスは、エネルギ蓄積用コイル２２のインダクタンスと比較して、小さいものとなっている。

なお、昇圧チョッパ回路３０の出力端子は、ダイオード５０を介して放電用コンデンサ１４に接続されており、昇圧チョッパ回路４０の入力端子は、ダイオード５０のアノード側に接続されている。これは、放電用コンデンサ１４の電圧が電圧維持用コンデンサ２６の電圧よりも高電圧となった場合であっても、昇圧チョッパ回路３０側から昇圧チョッパ回路４０側への電力供給を可能とするための設定である。

点火制御回路５２は、上記スイッチング素子１６，２４や、昇圧チョッパ回路３０，４０を操作する専用の制御回路である。これに対し、電子制御装置（ＥＣＵ５４）は、内燃機関を制御対象として各種アクチュエータを操作する制御装置である。ＥＣＵ５４は、例えばマイクロコンピュータ等を備えて構成されており、各種アクチュエータの操作のための処理を、ソフトウェア処理として実現するものとしてもよい。具体的には、ＥＣＵ５４は、各種センサの検出値を取り込み、これに基づき、点火制御回路５２に対して、点火のタイミングを指示する点火信号ＩＧｔや、放電期間を指示する放電期間信号ＩＧｗを出力する。点火制御回路５２では、これら点火信号ＩＧｔ及び放電期間信号ＩＧｗに基づき、上記操作を行う。

図２に、本実施形態にかかる点火制御の態様を示す。詳しくは、図２（ａ）に、点火信号ＩＧｔの推移を示し、図２（ｂ）に、放電期間信号ＩＧｗの推移を示し、図２（ｃ）に、エネルギ蓄積用スイッチング素子２４の操作態様を示し、図２（ｄ）に、放電用スイッチング素子１６の操作態様の推移を示し、図２（ｅ）に、１次側コイル１２ａを流れる電流ｉ１の推移を示し、図２（ｆ）に、２次側コイル１２ｂを流れる電流ｉ２の推移を示す。また、図２（ｇ）に、放電用コンデンサ１４の充電電圧の推移を示し、図２（ｈ）に、電圧維持用コンデンサ２６の充電電圧の推移を示し、図２（ｉ）に、スイッチング素子４４の操作態様の推移を示し、図２（ｊ）に、スイッチング素子３４の操作態様の推移を示す。なお、１次側コイル１２ａを流れる電流ｉｌや、２次側コイル１２ｂを流れる電流ｉ２の向きは、図１に示した向きとする。

図示されるように、点火信号ＩＧｔの立ち上がりエッジに同期してエネルギ蓄積用スイッチング素子２４がオン操作される。これにより、エネルギ蓄積用コイル２２へのエネルギの蓄積処理が開始される。このように、点火信号ＩＧｔは、エネルギ蓄積用コイル２２へのエネルギの蓄積処理の開始タイミングを規定するものともなっている。

その後、点火信号ＩＧｔの立ち下がりエッジに同期して、エネルギ蓄積用スイッチング素子２４がオフ操作されるとともに、放電用スイッチング素子１６がオン操作される。これにより、放電用コンデンサ１４の充電電荷が１次側コイル１２ａに放電され、また、エネルギ蓄積用コイル２２に蓄積されたエネルギも１次側コイル１２ａに放出される。これにより、１次側コイル１２ａには、正の電流ｉ１が流れる。この際、点火プラグ１０の両電極間に高電圧（接地側を正とする高電圧）が印加され、２次側コイル１２ｂに負の電流ｉ２が流れる。そしてその後、放電用スイッチング素子１６がオフ操作されて且つ、エネルギ蓄積用スイッチング素子２４がオン操作されると、１次側コイル１２ａの電流ｉ１はゼロとなり、２次側コイル１２ｂには、正の電流ｉ２が流れることとなる。

上記放電用スイッチング素子１６とエネルギ蓄積用スイッチング素子２４とを交互にオン状態とする操作は、放電期間信号ＩＧｗが立ち下がるまで継続される。これにより、点火プラグ１０の両電極間には、極性を反転させつつ複数回の放電がなされることとなる。

上記放電用スイッチング素子１６がオフ状態からオン状態へと切り替えられる際には、放電用コンデンサ１４の高電圧が１次側コイル１２ａに印加され、放電用コンデンサ１４の充電電荷が一気に放電される。これにより、上記切り替えに際して点火プラグ１０の両電極間に印加される電圧の絶対値を十分に高電圧とすることが可能となる。そして、放電用コンデンサ１４の充電電荷が放電されてその電圧が低下した後には、電圧維持用コンデンサ２６の電圧が１次側コイル１２ａに印加される。このため、放電用スイッチング素子１６がオン状態とされる期間に渡って、電圧維持用コンデンサ２６及びエネルギ蓄積用コイル２２から電気エネルギが１次側コイル１２ａに供給されることとなる。

ここで、本実施形態では、放電用スイッチング素子１６をオン状態とする期間及びオフ状態とする期間を、ともに予め定められた固定値としている。そして、オフ状態とする期間の適合は、放電用コンデンサ１４が昇圧チョッパ回路４０によって要求される電圧まで充電されると想定される時間とされる。

ここで、本実施形態では、昇圧チョッパ回路４０の入力電源を電圧維持用コンデンサ２６とすることで、上記放電用スイッチング素子１６をオフ状態とする期間を極力短時間とすることを可能としている。すなわち、放電用スイッチング素子１６のオン・オフ操作にかかわらず電圧維持用コンデンサ２６の充電電圧はバッテリ２０電圧よりも高くなるため、昇圧チョッパ回路４０の入力電源をバッテリ２０とする場合と比較して、放電用コンデンサ１４の充電速度を向上させることができる。このため、放電用コンデンサ１４の電圧が要求される電圧となるまでに要する時間を短縮することができる。例えば、電圧維持用コンデンサ２６の電圧がバッテリ２０の電圧の３倍である場合、要求される電圧となるまでに要する時間は、「１／３」倍程度に短縮される。これにより、点火プラグ１０の放電電流の制御性が低い放電用スイッチング素子１６のオフ期間を短縮することができ、ひいては多重放電の制御性を向上させることできる。

ちなみに、電圧維持用コンデンサ２６の電圧は、多重放電制御によって低下し、且つこの低下量は、内燃機関の運転状態に応じて変動しえる。しかし、この場合であっても、放電用スイッチング素子１６をオン状態とする期間を単一の期間として適合することで、全ての運転状態において要求される電圧を確保する適合を簡易に行うことができる。これは以下の理由による。

図３に、低負荷運転時及び高負荷運転時についての１次側コイル１２ａを流れる電流ｉ１、２次側コイル１２ｂを流れる電流ｉ２、放電用コンデンサ１４の電圧、及び電圧維持用コンデンサ２６の電圧の推移を比較して示す。

低負荷運転時においては、点火プラグ１０の両電極間の放電経路が短くなるため、点火に必要な電圧が低くなる。このため、２次側コイル１２ｂに流れる電流ｉ２の絶対値が大きくなり、これにより、１次側コイル１２ａに流れる電流ｉ１も大きくなる。これは、電圧維持用コンデンサ２６の充電電荷の消費量が増大することを意味するため、電圧維持用コンデンサ２６の電圧の低下量も大きくなる。したがって、放電用スイッチング素子１６がオフ状態とされる期間における放電用コンデンサ１４の充電速度も低下する。

一方、高負荷運転時においては、点火プラグ１０の両電極間の放電経路が長くなるため、点火に必要な電圧が高くなる。このため、２次側コイル１２ｂに流れる電流ｉ２の絶対値が小さくなり、これにより、１次側コイル１２ａに流れる電流ｉ１も小さくなる。これは、電圧維持用コンデンサ２６の充電電荷の消費量が減少することを意味するため、電圧維持用コンデンサ２６の電圧の低下量も小さくなる。したがって、放電用スイッチング素子１６がオン状態とされる期間における放電用コンデンサ１４の充電速度が上昇する。

以上から、全ての運転状態において放電用スイッチング素子１６をオフ状態とする期間を固定する場合、放電用スイッチング素子１６をオン操作する際の放電用コンデンサ１４の電圧が高負荷運転時の方が高くなる。しかし、上述したように、高負荷運転時の場合の方が低負荷運転時の場合よりも上記放電経路が長くなるため、放電用コンデンサ１４に要求される電圧も高くなる。したがって、全ての運転状態において放電用スイッチング素子１６をオフ状態とする期間を固定する簡易な設定によって、放電用スイッチング素子１６のオン操作に際しての放電用コンデンサ１４の電圧を要求される電圧とすることができる。

なお、上記オフ状態とする期間は、内燃機関の高負荷運転時において、放電用コンデンサ１４が昇圧チョッパ回路４０によって要求される電圧まで充電されると想定される時間に設定することが望ましい。

以上詳述した本実施形態によれば、以下の効果が得られるようになる。

（１）電圧維持用コンデンサ２６の電圧を昇圧チョッパ回路４０によって昇圧して放電用コンデンサ１４に印加した。これにより、放電用コンデンサ１４の電圧を迅速に充電することができ、ひいては放電用スイッチング素子１６をオフ状態とする期間を短縮することができる。

（２）放電用コンデンサ１４の容量Ｃ１を、電圧維持用コンデンサ２６の容量Ｃ２よりも小さく設定した。これにより、放電用コンデンサ１４の電圧を迅速に上昇させることができ且つ、電圧維持用コンデンサ２６の電圧変動を抑制することができる。

（３）エネルギ蓄積用コイル２２及びエネルギ蓄積用スイッチング素子２４を備え、エネルギ蓄積用スイッチング素子２４及び放電用スイッチング素子１６を交互にオン・オフ操作することで多重放電制御を行った。これにより、放電用スイッチング素子１６をオン状態とする期間において１次側コイル１２ａに供給されるエネルギ量を増大させることができる。

（４）放電用スイッチング素子１６のオン時間を内燃機関の運転状態にかかわらず固定値とした。これにより、簡易な適合処理によって、良好な多重放電制御を行うことができる。

（第２の実施形態）
以下、第２の実施形態について、先の第１の実施形態との相違点を中心に図面を参照しつつ説明する。

図４に、本実施形態にかかるシステム構成図を示す。なお、図４において、先の図１に示した部材に対応する部材については、便宜上同一の符号を付している。

図示されるように、本実施形態では、２次側コイル１２ｂと接地との間に、シャント抵抗６４を備えている。シャント抵抗６４は、２次側コイル１２ｂを流れる電流に応じた電圧降下を示す線形素子である。この電圧降下量は、２次側コイル１２ｂを流れる電流ｉ２と相関を有するパラメータとして、この電流ｉ２を検出するために用いられる。更に、本実施形態では、放電用コンデンサ１４に、抵抗体６０，６２の直列接続体が並列接続されている。この直列接続体は、放電用コンデンサ１４の電圧を分圧するためのものである。

点火制御回路５２では、抵抗体６０，６２による放電用コンデンサ１４の分圧や、シャント抵抗６４の電圧降下量を取り込む。そしてこれにより、図５に示す態様にて、放電用スイッチング素子１６やエネルギ蓄積用スイッチング素子２４のオン・オフ操作を行う。なお、図５（ａ）〜図５（ｊ）は、先の図２（ａ）〜図２（ｊ）に対応している。

図示されるように、本実施形態では、２次側コイル１２ｂを流れる電流ｉ２の絶対値が閾値電流Ｉｔｈ以下となることで、放電用スイッチング素子１６をオン状態からオフ状態に切り替える。また、放電用コンデンサ１４の電圧が閾値電圧Ｖｔｈ以上となることで、放電用スイッチング素子１６をオフ状態からオン状態に切り替える。この閾値電圧Ｖｔｈは、内燃機関の高負荷運転時において、放電用コンデンサ１４の電圧として要求される電圧に設定することが望ましい。

以上説明した本実施形態によれば、先の第１の実施形態の上記（１）〜（３）の上記効果に加えて、更に以下の効果が得られるようになる。

（５）多重放電制御期間における放電用スイッチング素子１６のオフ状態からオン状態への切り替えを、放電用コンデンサ１４の電圧が閾値電圧Ｖｔｈ以上となることで行った。これにより、放電用スイッチング素子１６をオン状態に切り替える際に１次側コイル１２ａに印加される電圧を確実に確保することができる。

（その他の実施形態）
なお、上記各実施形態は、以下のように変更して実施してもよい。

・上記第１の実施形態においては、放電用スイッチング素子１６をオフ状態とする期間を予め設定した固定値としたが、これに限らず、内燃機関の運転状態を示すパラメータに応じて可変設定してもよい。これによれば、内燃機関の各運転状態毎に、放電用スイッチング素子１６をオフ状態とする期間を極力短時間とすることができる。このパラメータとしては、特に、吸入空気量や吸気圧、アクセル操作部材の操作量等、内燃機関の負荷を示すパラメータを含めることが望ましい。

・上記第１の実施形態において、上記第２の実施形態によるように、放電用スイッチング素子１６をオン状態からオフ状態へと切り替えるタイミングを、２次側コイル１２ｂを流れる電流の絶対値が閾値電流Ｉｔｈ以下となるタイミングとしてもよい。

・上記第２の実施形態では、放電用スイッチング素子１６をオフ状態からオン状態へと切り替えるための閾値電圧Ｖｔｈを、予め設定した固定値としたが、これに限らず、内燃機関の運転状態を示すパラメータに応じて可変設定してもよい。このパラメータとしては、特に、吸入空気量や吸気圧、アクセル操作部材の操作量等、内燃機関の負荷を示すパラメータを含めることが望ましい。

・上記第２の実施形態において、上記第１の実施形態によるように、放電用スイッチング素子１６をオン状態からオフ状態へと切り替えるタイミングを、放電用スイッチング素子１６をオン状態とする時間が予め定められた時間となるタイミングとしてもよい。

・昇圧チョッパ回路３０としては、スイッチング素子３４及びコイル３２の直列接続体を複数備えるものに限らず、この直列接続体を１つのみ備えるものであってもよい。

・電圧維持用コンデンサ２６を充電すべく、バッテリ２０の電圧を昇圧する昇圧手段としては、昇圧チョッパ回路を備えるものに限らない。例えばチャージポンプを備えるものであってもよい。

・昇圧チョッパ回路４０としては、スイッチング素子４４及びコイル４２の直列接続体を複数備えるものに限らず、この直列接続体を１つのみ備えるものであってもよい。

・放電用コンデンサ１４を充電すべく、電圧維持用コンデンサ２６の電圧を昇圧する昇圧手段としては、昇圧チョッパ回路を備えるものに限らない。例えばチャージポンプを備えるものであってもよい。

・電圧維持用コンデンサ２６の容量設定としては、上記各実施形態で例示したものに限らない。例えば、配置スペースの拡大が許容されるなどの事情がある場合には、多重放電によっては電圧の変動が無視しえる程度に大容量化してもよい。

・放電用コンデンサ１４の容量設定としては、上記各実施形態で例示したものに限らない。例えば、放電用スイッチング素子１６をオン状態とする期間内に充電電圧が所定割合（＜１００％）だけ減少するものであってもよい。

・点火装置としては、図１、図４に例示したものに限らず、例えばエネルギ蓄積用コイル２２やエネルギ蓄積用スイッチング素子２４を備えない構成であってもよい。

・上記各実施形態では、多気筒内燃機関に本発明を適用したが、これに限らず、単気筒の内燃機関であってもよい。

・火花点火式内燃機関としては、ガソリンを燃料とするものに限らず、例えばエタノールを燃料とするものであってもよい。

第１の実施形態にかかるシステム構成図。 同実施形態にかかる多重放電制御態様を示すタイムチャート。 上記多重放電制御における低負荷時及び高負荷時の現象を示すタイムチャート。 第２の実施形態にかかるシステム構成図。 同実施形態にかかる多重放電制御態様を示すタイムチャート。

符号の説明

１０…点火プラグ、１２…点火コイル、１２ａ…１次側コイル、１２ｂ…２次側コイル、１４…放電用スイッチング素子、１６…放電用コンデンサ、２６…電圧維持用コンデンサ、２２…エネルギ蓄積用コイル、５２…点火制御回路。

Claims (5)

1. ２次側コイルに点火プラグが接続される点火コイルと、放電用コンデンサと、前記点火コイルの１次側コイル及び前記放電用コンデンサを備えるループ回路を開閉する放電用スイッチング素子とを備えて且つ、前記放電用スイッチング素子のオン・オフ操作によって前記点火プラグの多重放電制御を行う内燃機関の点火装置において、
   前記放電用コンデンサは、前記放電用スイッチング素子をオフ状態からオン状態へと切り替える際に前記点火コイルの１次側コイルに電荷を放電するためのものであり、
   前記放電用スイッチング素子がオン状態とされている期間に渡って前記１次側コイルに印加される電圧を所定以上に維持するための電圧維持用コンデンサを更に備え、
   前記放電用コンデンサを、前記電圧維持用コンデンサの電圧を昇圧する昇圧手段によって充電するようにしたことを特徴とする内燃機関の点火装置。
2. 前記放電用コンデンサの容量は、前記電圧維持用コンデンサの容量よりも小さいことを特徴とする請求項１記載の内燃機関の点火装置。
3. 前記多重放電制御期間における前記放電用スイッチング素子のオフ状態からオン状態への切り替えを、前記放電用コンデンサの電圧が閾値電圧以上となることで行うことを特徴とする請求項１又は２記載の内燃機関の点火装置。
4. 前記電圧維持用コンデンサは、前記電圧維持用コンデンサの電圧を昇圧する昇圧手段とは別にバッテリの電圧を昇圧する昇圧手段によって充電されることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の内燃機関の点火装置。
5. 前記点火コイルの１次側コイルに接続されるエネルギ蓄積用コイルと、
   前記エネルギ蓄積用コイル及び給電手段とともにループ回路を構成するエネルギ蓄積用スイッチング素子とを備え、
   前記エネルギ蓄積用スイッチング素子及び前記放電用スイッチング素子を交互にオン・オフ操作することで前記多重放電制御を行うことを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の内燃機関の点火装置。

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