JP6182445B2 - 点火装置 - Google Patents

Description

この発明は内燃機関の点火を行う点火装置に係り、特に、放電開始後に点火コイルの一次側コイルの低圧側に重畳的に電流を流して放電維持を図る補助電源を設けた点火装置に関するものである。

近年、内燃機関の点火装置においては、燃焼バラツキを低減するために、点火プラグに供給する電流を大きくする要求がある。
例えば、特許文献１には、一次コイルと二次コイルを備える点火コイルと、前記一次コイルに第１電気エネルギを印加する第１電気エネルギ印加手段を具備し、前記第１電気エネルギが前記一次コイルに与えられた状態で前記一次コイルの通電を断続することで、前記二次コイルに通常二次電流を発生させるエンジン点火装置において、このエンジン点火装置は、前記第１電気エネルギ印加手段とは別に、前記通常二次電流より多い大二次電流を前記二次コイルに発生させることが可能な第２電気エネルギ印加手段を備えることを特徴とするエンジン点火装置が開示されている。

特開２００６−６３９７３号公報

ところが、特許文献１にあるように、一次コイルに流れる一次電流モニタ手段を備え、検出された一次電流に基づき、ＤＣ−ＤＣコンバータの昇圧値をフィードバック制御することで、二次コイルに流れる二次電流を制御しようとした場合、ＤＣ−ＤＣコンバータの昇圧の時間応答速度を１０μｓオーダにするため、複雑な回路構成が必要となり、回路の大型化、複雑化を招くおそれがある。
本発明者等は、点火コイルの一次コイルに流れる電流の大きさと、点火プラグに流れる電流の大きさとは、比例する関係にあり、一次コイルに流れる電流の大きさを制御することで、点火プラグに流れる電流の大きさの制御が可能となる点に着目した。

また、点火コイルの二次側に流れる電流を検出、制御することも考えられるが、点火コイルの二次側には極めて高い電圧が発生するため、二次電流検出手段として高電圧に対する耐久性が要求されることになり、製造コストの増加を招くおそれがある。
さらに、点火コイルの一次側に流れる電流を検出する際に、一次側に印加される電圧を検出して電流換算することも考えられる。

しかし、一次電圧を検出して補助電源の制御に利用した場合、点火コイルの一次側に印加される電圧が、補助電源から供給された電圧なのか、二次電圧の上昇に伴う一次電圧の上昇なのかを区別することができなくなる。
このため、筒内気流によってアーク放電が引き延ばされることによって、二次電圧が上昇し、その影響で一次電圧が高くなった場合に、一次電流が大きいと誤判断されて補助電源からの放電を停止してしまうと、一次電圧が低下し、補助電源からの放電が必要と判断され、補助電源からの放電を再開しようとしたときには、放電経路が消滅し、放電維持が困難となるおそれがあることが判明した。

本発明は、かかる実情に鑑み、簡易な構成により、通常の点火装置に加えて、放電エネルギを供給する補助電源を設けて放電の安定化を図る点火装置において、簡易な構成で、安定した着火を実現できる点火装置の実現を目的とする。

本発明の点火装置（６）は、少なくとも、直流電源（１）と、該直流電源（１）からの通電の遮断によって一次側コイル（２０）の電流を増減して二次側コイル（２１）に高電圧を発生する点火コイル（２）と、機関の運転状況に応じて発信された点火信号（ＩＧｔ）にしたがって前記一次側コイル（２０）への電流の供給と遮断を切り換える点火スイッチ（４）と、前記二次側コイル（２１）に接続され、前記二次側コイル（２１）からの高い二次電圧(Ｖ_２)の印加により、内燃機関（７）の燃焼室内に火花放電を発生させる点火プラグ（３）と、前記点火プラグ（３）からの火花放電を開始した後に前記点火コイル（２）の一次側コイル（２０）の下流側に重畳的に電気エネルギを投入する補助電源（５）と、を具備する点火装置であって、前記補助電源（５）が、前記点火コイル（２）への放電と停止とを切り換える放電スイッチ（５１）と、該放電スイッチ（５１）を開閉駆動する放電スイッチ駆動制御回路（５２）と、前記補助電源から放電される電流の方向を整流する整流素子（５３）と、前記点火コイル（２）の放電期間中に一次側コイル（２０）に流れる一次電流（Ｉ_１）を検出する一次電流検出手段（５４）と、を具備し、前記放電スイッチ駆動制御回路（５２）が、前記点火信号（ＩＧｔ）から所定の遅延時間（τｄ）だけ遅れて前記補助電源（５）から所定の期間だけ放電を行うための放電期間信号（ＩＧｗ）を生成する放電期間信号生成手段（５２１）と、前記一次電流検出手段（５４）によって検出した一次電流（Ｉ_１）を閾値判定する一次電流判定手段（５２２）と、前記一次電流判定手段（５２２）の判定結果と、前記放電期間（ＩＧｔ）との論理積を算出する論理積回路（５２０）とを具備して、検出した一次電流（Ｉ_１）の判定結果を前記放電スイッチ（５１）の開閉に反映させたフィードバック制御を実行することを特徴とする。

本発明によれば、前記一次電流検出手段（５４）によって、前記点火コイル（２）の一次側コイル（２０）に流れる一次電流（Ｉ_１）を検出し、前記一次電流判定手段（５２２）によって閾値判定した結果を、前記放電スイッチ（５１）の開閉にフィードバックして、前記補助電源（５）からの放電エネルギの供給と停止とを制御することで、極めて簡易な構成でありながら、二次電圧（Ｖ_２）の上昇や、装置の個体差や、経年劣化、放電環境の変化等に影響されることなく、前記点火プラグ（３）に過不足なく放電エネルギを供給して、放電の維持を図り、着火を安定化することのできる信頼性の高い点火装置（６）を実現できる。
燃焼室内に流れる気流の影響により、放電アークが引き延ばされ、二次電圧（Ｖ_２）が上昇し、これに比例して一次電圧（Ｖ_１）も上昇することがある。
しかし、本発明では、内燃機関の燃焼条件の影響を受ける一次電圧（Ｖ_１）ではなく、一次電流（Ｉ_１）を検出することで、精度良く一次電流（Ｉ_１）を目標範囲内に維持し、さらに、放電維持に必要な放電エネルギを過不足なく供給することができ、安定した着火を実現できる。

本発明の実施形態における点火装置６の概要を示す構成図 図１の点火装置６に用いられる電流検出手段５４の概要を示す構成図 電流検出手段の変形例５４ａを示す構成図 本発明の点火装置６に用いられる一次電流判定手段の具体例を示す構成図 図１の実施例における点火装置の６作動を示すタイムチャート図 図３の一次電流判定手段５２２ｂを用いた場合のタイムチャート図

図１を参照して、本発明の第１の実施形態における点火装置６について説明する。
点火装置６は、内燃機関７の気筒毎に設けられ、図略の燃焼室内に導入された燃料と空気の混合気に火花放電を発生させて点火を行うものである。
本発明は、直流電源１と、直流電源からの通電の遮断によって一次側コイル２０の電流を増減して二次側コイル２１に高電圧を発生する点火コイル２と、内燃機関の運転状況に応じて発信された点火信号ＩＧｔにしたがって一次側コイル２０への電流の供給と遮断を切り換える点火スイッチ４と、二次側コイル２１に接続され、二次側コイル２１からの高い二次電圧Ｖ_２の印加により、内燃機関７の燃焼室内に火花放電を発生させる点火プラグ３と、点火プラグ３からの火花放電を開始した後に一次側コイル２０の下流側に重畳的に電気エネルギを投入する補助電源５と、を具備する点火装置６に関するものである。

補助電源５は、点火コイル２への放電と停止とを切り換える放電スイッチ５１と、放電スイッチ５１を開閉駆動する放電スイッチ駆動制御回路５２と、補助電源５から放電される電流の方向を整流する整流素子５３と、点火コイル２からの放電期間中に一次側コイル２０に流れる一次電流Ｉ_１を検出する一次電流検出手段５４を具備する。
放電スイッチ駆動制御回路５２は、点火信号ＩＧｔの立下りから所定の遅延時間τｄだけ遅れて補助電源５から所定の期間だけ放電を行うための放電期間信号ＩＧｗを生成する放電期間信号生成手段５２１と、一次電流検出手段５４によって検出した一次電流Ｉ_１を閾値判定する一次電流判定手段５２２と、一次電流判定手段の判定結果を二値で示したフィードバック信号Ｓ_ＦＢと、放電期間信号ＩＧｔとの論理積を算出する論理積回路５２０とを具備する。

点火装置６は、点火スイッチ４の開閉により、直流電源１から点火コイル２への電流の供給と遮断を切り換えて、点火コイル２の二次コイル２１側に高い二次電圧Ｖ_２（例えば、２５ｋＶ）を発生させて、点火プラグ１０に印加して、火花放電を発生させ、火花放電の開始後、所定の放電期間ＩＧｗ内において、補助電源５からのエネルギ投入を重畳的に行い、放電の維持を図る点火装置において、電流検出手段５４によって検出した点火コイル２の一次コイル２０側に流れる一次電流Ｉ_２を後述する一次電流判定手段５２２によって閾値判定し、検出した一次電流Ｉ_１の判定結果を放電スイッチ５１の開閉に反映させたフィードバック制御を実行することで、過不足なく補助電源５から放電エネルギを供給し、安定した着火の実現を図ろうとするものである。

直流電源１には、バッテリや、交流電源をスイチングレギュレータ等によって安定化した直流安定化電源が用いられ、例えば、１４Ｖ、２４Ｖ等の一定の直流電圧＋Ｂを供給している。
また、直流電源１として、バッテリ電圧をＤＣ−ＤＣコンバータ等によって昇圧したものを用いることもできる。

点火コイル２は、一次側コイル２０と二次側コイル２１と整流素子２２を含み、公知の昇圧トランスを構成している。
点火コイル２は、直流電源１からの通電の遮断によって一次側コイル２０の電流を増減したときに二次側コイル２１に高電圧を発生する。
一次側コイル２０は、図略の中心コアの周囲を取り囲むように設けた一次側ボビンに、公知の絶縁被覆を施した一次巻線を所定の巻回数Ｎ_１（自己インダクタンス：Ｌ_１≒Ｎ_１ ^２）だけ巻回して構成されている。
二次側コイル２１は、一次側コイル２０の外周を覆うように設けた図略の二次側ボビンに公知の絶縁被覆を施した二次巻線を所定の巻回数Ｎ_２(自己インダクタンス：Ｌ_２≒Ｎ_２ ^２)だけ巻回して構成されている。

点火コイル２は、点火スイッチ４の開閉によって、直流電源１から一次側コイル２０への通電を遮断したときに、二次側コイル２１に一次電圧Ｖ_１の巻回比（Ｎ＝Ｎ_２／Ｎ_１）倍の高い二次電圧Ｖ_２を発生し、点火プラグ３に印加する。
整流素子２２は、ダイオードが用いられ、二次側コイル２１に流れる電流の向きを整流する。

一次側コイル２０は、上流側が直流電源１に接続され、下流側が点火スイッチ４を介して接地されている。
さらに、一次側コイル２０の下流側には、補助電源５が接続されている。
点火コイル２の一次コイル２０と点火スイッチ４とを接続する一次電流配線ＷＲ１には、一次電流検出手段５４が設けられている。
二次側コイル２１は、図略の高圧タワー等を介して、内燃機関９に設けられた点火プラグ３の中心電極に接続されている。
本発明において、点火コイル２には、プラグホール内に収容可能な、いわゆるスティック型の点火コイルと、プラグホールの上部に固定されたハウジング内に収容可能な、いわゆるプラグトップ型の点火コイルとのいずれも採用可能である。

点火プラグ３には、図略の絶縁体を介して対向せしめた中心電極と接地電極とを具備する公知の点火プラグを適宜採用することができる。
点火プラグ３は、点火コイル２から高い二次電圧Ｖ_２の印加によって、燃焼室内に火花放電を発生する。

点火スイッチ４には、ＩＧＢＴ、サイリスタ等の公知のパワートランジスタが用いられている。
点火スイッチ４の上流側端子（エミッタ：Ｅ）は、一次電流配線ＷＲ１を介して点火コイル２の一次側コイル２０の下流側に接続されている。

点火スイッチ４の下流側端子（コレクタ：Ｃ）は、接地されている。
点火スイッチ４の駆動端子（ゲート：Ｇ）には、内燃機関９の運転状況に応じて、エンジン制御装置（ＥＣＵ）８から発信された点火信号ＩＧｔが入力されている。
点火スイッチ４は、点火信号ＩＧｔの立ち上がりに同期してＯＮとなり、点火信号ＩＧｔの立ち下がりに同期してＯＦＦとなる。

補助電源５に用いられる第２の直流電源５０には、公知のＤｃ−Ｄｃコンバータを用いることができる。なお、第２の直流電源５０は外部に設けても良い。
補助電源５は、点火コイル２の一次コイル２０の下流側に接続されている。
放電スイッチ５１には、ｎ−ＭＯＳＦＥＴ、ＦＥＴ等のパワートランジスタが用いられている。

放電スイッチ５１を開閉駆動する放電スイッチ駆動制御回路５２によって開閉駆動されるが、本発明においては、後述する一次電流検出手段５４によって検出した一次電流Ｉ_１を一次電流判定手段５２２によって閾値判定した結果を利用することにより補助電源５から過不足なく、放電維持エネルギを供給することができるようになっている。

内燃機関７には、一般的に用いられているように、エンジン回転数ＮＥ、エンジン水温ＴＷ、クランク角ＣＡ等の運転状況を監視する各種センサＳＥＮが設けられ、エンジン制御装置（ＥＣＵ）８では、これらのセンサからの情報ＩＮＦに基づいて、所定の点火タイミングを算出し、点火装置６に点火信号ＩＧｔを発信するようになっている。

点火信号ＩＧｔは、点火スイッチ４を直接開閉駆動するとともに、放電期間信号生成手段５２１にも入力される。
放電スイッチ駆動制御回路５２に設けられた放電期間信号生成手段５２１は、点火信号ＩＧｔの立ち下がりから、所定の遅延時間τｄだけ遅れて、所定の放電期間だけ、放電を維持するための放電期間信号ＩＧｗを生成する。
放電期間信号ＩＧｗがオンとなっている間は、補助電源５から放電エネルギの供給が可能となる。

本実施形態における、一次電流判定手段５２２では、一次電流検出手段５４によって検出した一次電流Ｉ_１を閾値生成回路５２３で発生させた一次電流上限閾値Ｉ_１Ｈと一次電流下限閾値Ｉ_１Ｌとを比較する。
なお、実際の回路では、電流値の比較ではなく、電圧変換した値で閾値判定される。

一次電流Ｉ_１が、一次電流上限閾値Ｉ_１Ｈを下回るときには、出力不要と判断して、フィードバック信号Ｓ_ＦＢとして、０又はＬ側の出力をし、一次電流Ｉ_１が、一次電流下限閾値Ｉ_１Ｌを下回るときには、出力要と判断して、フィードバック信号Ｓ_ＦＢとして、１又はＨ側の出力をする。
ＡＮＤ回路５２０は、放電期間信号ＩＧｗと一次電流判定手段５２２の出力Ｓ_ＦＢとの論理積を算出し、その結果に応じてオンオフが切り換えられ、所定のゲート電圧Ｖｇに調整した駆動パルスを放電スイッチ５１のゲートＧに印加する。
したがって、一次電流Ｉ_１が所定の一次電流上限閾値Ｉ_１Ｈを上回るときには、放電スイッチ５１が開かれ、第２の直流電源５０からの放電エネルギの投入は停止され、一次電流Ｉ_１が所定の一次電流下限閾値Ｉ_１Ｌを下回るときには、放電スイッチ５１が閉じられ、第２の直流電源５０からの放電エネルギの投入が開始される。

図２Ａ、図２Ｂを参照して、本発明の点火装置に用いられる一次電流検出手段５４とその変形例５４ａについて説明する。
一次電流検出手段５４は、少なくとも、一次電流Ｉ_１の変化の伴い発生する磁束を吸収するトロイダルコア５４０と、トロイダルコア５４０に設けた間隙に配設され、磁界の変化を検出する磁気素子５４１と、磁気素子５４１の検出結果を増幅する増幅器５４２を含み、一次電流Ｉ_１の流れる一次電流配線ＷＲ_１と非接触状態で電流を検出するものである。
本実施例においては、一次電流Ｉ_１の流れる一次電流配線ＷＲ１に非接触状態で配設されるドーナツ環状に形成したトロイダルコア５４０と、その一部を切り欠いた間隙に配設された磁気素子５４１と、磁気素子５４１の出力を増幅する増幅器５４２によって構成された磁気比例方式の電流センサが用いられている。

トロイダルコア５４０は、軟磁性材料によって形成され、一次電流Ｉ１の変化によってトロイダルコア５４０のギャップに一次電流Ｉ１に比例する磁界が発生する。
この磁界をホール素子やＧＭＲ素子等の公知の磁気素子５４１によって電圧変換し、これを増幅器５４２によって増幅し、一次電流検出電圧Ｖ_Ｉ１とし、一次電流判定手段５２２、又は、後述する一次電流判定手段５２２ｂに出力する。

図２Ｂに示す変形例５４ｂでは、図２Ａに示した電流センサの構成に加えて、トロイダルコア５４０に二次巻線５４３が施された、磁気平衡方式の電流センサを構成している。
本実施形態では、一次電流Ｉ１の変化によって生じた磁界が常にゼロになるように二次巻線５４３にフィードバック電流を流し、フィードバック電流を電流検出抵抗５４４によって電圧変換して、一次電流Ｉ１に比例する一次電流検出電圧Ｖ_Ｉ１を得ることができる。これを一次電流判定手段５２２に、又は、一次電流判定手段５２２ｂ出力する。

図３を参照して、本発明の点火装置６ｂに用いられる第２の実施形態における一次電流検出手段５２２ｂについて説明する。
前記実施形態における一次電流判定手段５２２では、閾値生成回路５２３で別途形成した上限閾値Ｉ_１Ｈと下限閾値Ｉ_１Ｌとを用いた例を示したが、本実形態においては、一次電流検出手段５２２ｂとして、ヒステリシスコンパレータを用いることで、外部からの閾値の入力を必要とせず自己完結的に閾値判定できる構成としてある。

本実施形態における一次電流判定手段５２２ｂは、比較器５２５を具備する。
比較器５２５の反転入力（−）には、一次電流検出手段５４、又は、５４ａによって検出した一次電流Ｉ_１を電圧変換した一次電流検出電圧Ｖ_Ｉ１が入力されている。
比較器５２５の非反転入力（＋）には、制御電圧＋Ｂを所定の分圧抵抗Ｒ_１Ω、Ｒ_２Ωで案分した上限閾値Ｖ_Ｉ１Ｈと、所定の下限閾値分圧抵抗５２６（Ｒ_３Ω）を介して出力Ｖｏｕｔを帰還させて下限閾値Ｖ_Ｉ１Ｌとが入力されている。

このような構成とすることでヒステリシスを形成するようにして、一次電流検出電圧Ｖ_Ｉ１が上昇しているときには、上限閾値Ｖ_Ｉ１Ｈによって閾値判定し、一次電流検出電圧Ｖ_Ｉ１が下降しているときは、下限閾値Ｖ_Ｉ１Ｌによって閾値判定されることになる。
一次電流検出電圧Ｖ_Ｉ１が上限閾値Ｖ_Ｉ１Ｈを上回ると、比較器５２５の出力はＨとなり、同時に非反転入力（＋）には、下限閾値Ｖ_Ｉ１Ｌが入力される。

一次電流検出電圧Ｖ_Ｉ１が下限閾値Ｖ_Ｉ１Ｌを下回ると、比較器５２５の出力はＬとなり、同時に非反転入力（＋）には、上限閾値Ｖ_Ｉ１Ｈが入力される。
比較器５２５の出力Ｖ_ＯＵＴは、プルアップ抵抗５２７（Ｒ_４Ω）によって制御電圧＋Ｂに引き上げられた状態で、Ｈ、Ｌの二値を取るフィードバック信号Ｓ_ＦＢとして、トランジスタなどの開閉素子５２９のベースに入力されている。

開閉素子５２９のエミッタ側はプルアップ抵抗５２８（Ｒ_５Ω）を介して制御電圧＋Ｂにつり上げられており、コレクタ側が接地されている。
一次電流Ｉ１を閾値判定の結果は、ハイ・ローが切り替わる二値のフィードバック信号Ｓ_ＦＢとして出力され、開閉素子５２９が開閉駆動され、その結果、フィードバック信号Ｓ_ＦＢが反転した駆動パルスＰ_ＦＢを生成する。

駆動パルスＰ_ＦＢと放電期間信号ＩＧｗとがＡＮＤ回路５２０に入力され、論理積が出力される。
なお、ＡＮＤ回路５２０の出力は、適宜、放電スイッチ５１の開閉駆動が可能なゲート電圧に変換されて放電スイッチ５１のゲートに入力される。

その結果、一次電流Ｉ_１が所定の上限閾値Ｉ_１Ｈを超えると判断されたときには、補助電源５からの放電を停止すべく、放電スイッチ５１を開き、一次電流Ｉ１が所定の下限閾値Ｉ_１Ｌを下回ると判断されたときには、補助電源５からの放電を実施すべく、放電スイッチ５１を閉じることになる。

図４を参照して、第１の実施形態における点火装置６の作動を説明する。
本図（ａ）に示すように、点火信号ＩＧｔが所定のタイミングでオンオフする。
すると、本図（ｆ）に示すように点火信号ＩＧｔの立ち下がりに同期して、直流電源１から点火コイル２の一次コイル２０に流れていた一次電流Ｉ１が遮断される。

これによって、点火コイル２の磁界が急激に変化し、本図（ｅ）に示すように、二次コイル２１に高い二次電圧Ｖ２が発生する。
すると、点火プラグ３の中心電極と接地電極と間の放電空間において絶縁破壊がおこり、火花放電を伴い、本図（ｈ）に示すように大きな二次電流Ｉ２が流れる。

一方、本図（ｂ）に示すように、放電期間信号生成手段５２１において、点火信号ＩＧｔの立ち下がりに同期して、所定の遅延時間τｄ（例えば、１０μｓ〜５０μｓ）だけ遅れて、立ち上がり、所定の期間経過後立ち下がる放電期間信号ＩＧｗが生成される。
さらに、一次電流検出手段５２２においては、一次電流Ｉ１と上限閾値Ｉ１Ｈ、下限閾値Ｉ_１Ｌとの閾値判定がなされ、本図（ｃ）に示すようなフィードバック信号Ｓ_ＦＢが出力される。

その結果、ＡＮＤ回路５２０の出力は、本図（ｄ）のようなフィードバックパルスＰ_ＦＢとなる。
その結果、二次電流Ｉ_２の放電開始から、所定の遅延時間τｄが経過した後、フィードバックパルスＰ_ＦＢにしたがって、放電スイッチ５１が開閉駆動される。
本図（ｈ）に示すように、放電開始から徐々に二次電流Ｉ_２が低下すると、これに比例して、本図（ｆ）に示すように、一次電流Ｉ_１も低下する。

補助電源５から放電エネルギの供給が開始されると、本図（ｆ）に示すように一次電流Ｉ_１が上昇し、これに比例して、二次電流Ｉ_２も増加する。
本図（ｆ）に示すように、一次電流Ｉ_１が上限閾値Ｉ_１Ｈを超えると、補助電源５からの放電が停止され、一次電流Ｉ_１が低下する。
これに伴い、本図（ｈ）に示すように、二次電流Ｉ_２も低下する。

一次電流Ｉ_１が所定の下限閾値Ｉ_１Ｌを下回ると、本図（ｄ）に示すようにフィードバックパルスＰ_ＦＢがオンに切り替わり補助電源からの放電が開始され、一次電流Ｉ_１が上昇に切り替わる。
これに追従して、本図（ｈ）に示すように、二次電流Ｉ_２も、一次電流Ｉ_１に比例して上昇に切り替わる。

一次電流Ｉ_１が所定の上限閾値Ｉ_１Ｈを上回ると、本図（ｄ）に示すようにフィードバックパルスＰ_ＦＢがオフに切り替わり補助電源５からの放電が停止され、一次電流Ｉ_１が下降に切り替わる。
これに追従して、本図（ｈ）に示すように、二次電流Ｉ_２も、一次電流Ｉ_１に比例して下降に切り替わる。

このように、一次電流Ｉ_１の上昇と下降にあわせて、補助電源５からの放電の停止と再開とが繰り替えされ、二次電流Ｉ_２の放電を長期に亘って維持することが可能となる。
なお、補助電源５にエネルギ蓄積手段としてコンデンサを用いた場合、本図（ｇ）に示すように、放電電圧Ｖｄｃが徐々に低下していく。

所定の放電期間が経過すると、放電期間信号ＩＧｗが立ち下がり、補助電源からの放電が終了されることになる。
また、本図（ｅ）に示すように二次電圧Ｖ_２は、昇降を繰り返しながら時間の経過と共に徐々に上昇し、さらに、燃焼室内に流れる気流によって引き延ばされると、急激に上昇することになり、これに比例して、一次電圧Ｖ_１も変化することになるが、本発明では、一次電流Ｉ１を用いて補助電源５からの放電制御を行っているので、二次電圧Ｖ２や一次電圧Ｖ１の変化に影響されることなく、放電期間内において、安定して二次電流Ｉ２を流し続けることができる。

図５を参照して、一次電流判定手段５２２ｂを用いた場合の一次電流Ｉ１の変化について説明する。
図５に示すように、一次電流Ｉ_１が上昇しているときには、一次電流検出電圧上限閾値Ｖ_Ｉ１Ｈが閾値として選択され、一次電流検出電圧Ｖ_Ｉ１が上限閾値Ｖ_Ｉ１Ｈを上回ると、補助電源５からの放電が停止され、若干のオーバーシュートがあるものの、一次電流Ｉ_１及び一次電流検出電圧Ｖ_Ｉ１は、下降に転じる。
このとき、比較器５２５の非反転入力（＋）に入力される閾値は、下限閾値Ｖ_Ｉ１Ｌが入力される。

その結果、一次電流検出電圧Ｖ_Ｉ１が限閾値Ｖ_Ｉ１Ｌを下回ると、補助電源５からの放電が開始され、若干のオーバーシュートがあるものの、一次電流Ｉ_１及び一次電流検出電圧Ｖ_Ｉ１は、上昇に転じる。
このように、一次電流Ｉ_１は上昇と下降を繰り返しながら一定の範囲に維持されることになる。
その結果、本実施形態においても、安定した着火を実現することができる。

１ 直流電源
２ 点火コイル
２０ 一次側コイル
２１ 二次側コイル
２２ 整流素子
３ 点火プラグ
４ 点火スイッチ
５ 補助電源
５０ 直流電源（Ｄｃ−Ｄｃコンバータ）
５１ 放電スイッチ
５２ 放電スイッチ駆動ドライバ
５２０ ＡＮＤ回路
５２１ 放電期間信号生成手段
５２２ 一次電流判定手段
５２２ｂ 一次電流判定手段
５２３ 閾値生成回路
５３ 整流素子
５４ 一次電流検出手段
５４０ トロイダルコア
５４１ 磁気素子
５４２ 増幅器
５４３ 巻線
６ 点火装置
７ 内燃機関
８ エンジン制御装置
ＩＧｔ 点火信号
ＩＧｗ 放電期間信号
Ｉ_１ 一次電流
Ｉ_１Ｈ 一次電流上限閾値
Ｉ_１Ｌ 一次電流下限閾値
Ｉｔｈ 放電維持電流閾値（吹き消え限界閾値）
Ｖ_Ｉ１ 一次電流検出電圧
Ｖ_Ｉ１Ｈ 一次電流検出電圧上限閾値
Ｖ_Ｉ１Ｌ 一次電流検出電圧下限閾値
Ｓ_ＦＢ フィードバック信号
Ｐ_ＦＢ フィードバックパルス
ＷＲ_１ 一次電流配線

Claims (3)

1. 少なくとも、直流電源（１）と、該直流電源からの通電の遮断によって一次側コイル（２０）の電流を増減して二次側コイル（２１）に高電圧を発生する点火コイル（２）と、内燃機関の運転状況に応じて発信された点火信号（ＩＧｔ）にしたがって前記一次側コイルへの電流の供給と遮断を切り換える点火スイッチ（４）と、前記二次側コイルに接続され、前記二次側コイルからの高い二次電圧(Ｖ_２)の印加により、内燃機関（７）の燃焼室内に火花放電を発生させる点火プラグ（３）と、前記点火プラグからの火花放電を開始した後に前記一次側コイルの下流側に重畳的に電気エネルギを投入する補助電源（５）と、を具備する点火装置であって、
   前記補助電源（５）が、
   前記点火コイルへの放電と停止とを切り換える放電スイッチ（５１）と、該放電スイッチを開閉駆動する放電スイッチ駆動制御回路（５２、５２ａ、５２ｂ）と、前記補助電源から放電される電流の方向を整流する整流素子（５３）と、前記点火コイルからの放電期間中に前記一次側コイルに流れる一次電流（Ｉ_１）を検出する一次電流検出手段（５４、５４ａ）と、を具備し、
   前記放電スイッチ駆動制御回路が、
   前記点火信号の立下りから所定の遅延時間（τｄ）だけ遅れて前記補助電源から所定の期間だけ放電を行うための放電期間信号（ＩＧｗ）を生成する放電期間信号生成手段（５２１）と、
   前記一次電流検出手段によって検出した一次電流（Ｉ_１）を閾値判定する一次電流判定手段（５２２、５２２ｂ）と、
   該一次電流判定手段の判定結果を二値で示したフィードバック信号（Ｓ_ＦＢ）と、前記放電期間信号（ＩＧｔ）との論理積を算出する論理積回路（５２０）とを具備して、
   検出した一次電流（Ｉ_１）の判定結果を前記放電スイッチ（５１）の開閉に反映させたフィードバック制御を実行することを特徴とする点火装置（６、６ａ、６ｂ）
2. 前記一次電流検出手段が、
   少なくとも、
   一次電流Ｉ１の変化の伴い発生する磁束を吸収するトロイダルコア（５４０）と、
   該トロイダルコアに設けた間隙に配設され、磁界の変化を検出する磁気素子（５４１）と、
   該磁気素子（５４１）の検出結果を増幅する増幅器（５４２）を含み、
   一次電流Ｉ１の流れる一次電流配線（ＷＲ_１）と非接触状態で電流を検出する請求項１に記載の点火装置（６、６ａ、６ｂ）
3. 前記一次電流判定手段（５２２ｂ）が、
   比較器（５２５）を具備し、
   該比較器（５２５）の反転入力（−）には、前記一次電流検出手段（５４）によって検出した一次電流Ｉ１を電圧変換した一次電流検出電圧Ｖ_Ｉ１を入力し、
   制御電圧（＋Ｂ）を所定の分圧抵抗（Ｒ_１、Ｒ_２）で案分した上限閾値（Ｖ_Ｉ１Ｈ）と、所定の下限閾値分圧抵抗（Ｒ_３）を介して出力（Ｖｏｕｔ）を帰還させた下限閾値（Ｖ_Ｉ１Ｌ）と、を非反転入力（＋）に入力してヒステリシスを形成するようにして、
   前記一次電流検出電圧が上昇しているときには、前記上限閾値によって閾値判定し、
   前記一次電流検出電圧が下降しているときは、前記下限閾値によって閾値判定して、
   前記一次電流検出電圧が前記上限閾値を超えると判断されたときには、前記補助電源からの放電を停止し、
   前記一次電流検出電圧が前記下限閾値を下回ると判断されたときには、前記補助電源からの放電を行う請求項１又は２に記載の点火装置（６ｂ）

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