JP6372140B2

JP6372140B2 - 点火装置

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Publication number: JP6372140B2
Application number: JP2014080621A
Authority: JP
Inventors: 尚治森田; 竹田　俊一; 俊一竹田
Original assignee: Denso Corp
Current assignee: Denso Corp
Priority date: 2014-04-10
Filing date: 2014-04-10
Publication date: 2018-08-15
Anticipated expiration: 2034-04-10
Also published as: JP2015200249A

Description

本発明は、内燃機関（エンジン）に用いられる点火装置に関する。

点火プラグの負担を軽減し、無駄な電力消費を抑えて、火花放電を継続させる技術として、次のエネルギー投入回路を考案した（詳細は特願２０１３−０８２９５８参照。この技術は非公知である。）。エネルギー投入回路は、いわゆるフルトラ型の点火回路によって開始した火花放電（以下、主点火と呼ぶ。）が消える前に１次コイルのマイナス側から電気エネルギーを投入し、主点火と同一方向の２次電流を継続して流すことで、主点火として生じた火花放電を任意の期間に亘って継続させるものである（なお、「１次コイルのマイナス側」とは、１次コイルの両側の内、主点火を発生させる回路の動作により１次コイルに生じた電流の方向で考えたときに低電位となる側、を意味する。）。
なお、以下では、エネルギー投入回路により継続させる火花放電、つまり、主点火に続く火花放電を継続火花放電と呼ぶ。また、継続火花放電が続く期間を放電継続期間と呼ぶ。

エネルギー投入回路は、放電継続期間中の１次電流を制御することで、２次電流を調節して火花放電の維持を行う。また、継続火花放電中の２次電流を調節することで、点火プラグの負担を軽減し、且つ無駄な電力消費を抑えて、火花放電を継続することができる。
さらに、装置個体差、経年劣化および放電環境の多様性等に影響されず火花放電を安定して継続させるため、２次電流を検出してエネルギー投入回路にフィードバックするフィードバック回路を追加した構成を考案した（特願２０１３−２４６０９１参照。この技術は非公知である。）。

次に、本発明の理解補助の目的で、本発明を適用していないエネルギー投入回路の参考例１を図８に基づき説明する。
図８に示す点火装置１００は、フルトラに基づく主点火を点火プラグ１０１に生じさせる主点火回路１０２と、主点火に継続させて継続火花放電を生じさせるエネルギー投入回路１０３とを備える。

主点火回路１０２は、スイッチング素子１０４のオンによって車載バッテリ１０５から１次コイル１０６にプラスの１次電流を通電させて磁気エネルギーを蓄えさせ、その後、スイッチング素子１０４のオフにより、電磁誘導によって磁気エネルギーを電気エネルギーに変換して２次コイル１０７に高電圧を発生させ、主点火を生じさせる。また、エネルギー投入回路１０３は、昇圧回路１０８において車載バッテリ１０５の電圧を昇圧してコンデンサ１０９に蓄えるとともに、スイッチング素子１１０のオンオフにより、コンデンサ１０９に蓄えた電気エネルギーを１次コイル１０６のマイナス側に投入する。

また、図８に示す点火装置１００は、２次電流を検出してエネルギー投入回路１０３にフィードバックするフィードバック回路１１１を備え、フィードバック回路１１１は、検出した２次電流をエネルギー投入回路１０３のドライバ回路にフィードバックする。

（問題点）
ところで、エネルギー投入回路を備える点火装置の部品構成として、次のような態様を提案した。すなわち、この態様では、点火コイルを内蔵するコイル筐体を気筒数と同数設けるとともに、気筒数と同数の主点火回路やエネルギー投入回路等を内蔵する１つのコントローラ筐体を設ける。

しかし、このような部品態様では、主点火回路やエネルギー投入回路において１次コイルに通電するための配線（１次側配線）や、フィードバック回路において２次電流をエネルギー投入回路にフィードバックするための配線（２次側配線）が筐体外に配置される。このため、１次側配線から放射された電磁ノイズが２次側配線に重畳して２次電流に基づくエネルギー投入回路の制御に悪影響を与え、制御不良が発生する可能性がある。

（参考技術）
なお、特許文献１には、エネルギー投入回路を備えず、いわゆる多重放電を行う点火装置において、１次電流や２次電流を検出して多重放電の制御に利用する技術が開示されている。しかし、特許文献１の技術でも、点火コイルと各種回路とは別体で構成されているのが通常であり、点火コイルと各種回路との間は筐体外の配線により接続されているものと考えられる。

特開２００９−２２８５０７号公報

本発明は、上記問題点に鑑みてなされたものであり、その目的は、エネルギー投入回路を備える内燃機関用の点火装置において、１次側配線で発生する電磁ノイズが２次側配線に重畳することで生じる制御不良を抑制することにある。

本願の第１発明の内燃機関用の点火装置は、次の主点火回路、エネルギー投入回路およびフィードバック回路を備える。
主点火回路は、点火コイルの１次コイルの通電制御を行って点火プラグに火花放電を生じさせる。また、エネルギー投入回路は、主点火回路の動作によって開始した火花放電中に、１次コイルの通電制御を行って、点火コイルの２次コイルに同一方向の２次電流を継続して流し、主点火回路の動作によって開始した火花放電を継続させる。さらに、フィードバック回路は、２次電流を検出してエネルギー投入回路にフィードバックする。

また、エネルギー投入回路は、車載バッテリの電圧を昇圧して電気エネルギーとして蓄える昇圧回路と、１次コイルの両側の内、主点火回路の動作により１次コイルに生じた電流の方向で考えたときに低電位となる側に、昇圧回路に蓄えた電気エネルギーを投入するのを制御する投入エネルギー制御手段とを有する。
そして、点火コイル、主点火回路、フィードバック回路および投入エネルギー制御手段は、１つのアセンブリとして内燃機関の気筒数と同数設けられ、それぞれの気筒に組み付けられている。

これにより、１次電流を１次コイルに通電するための配線（１次側配線）、および、２次電流をエネルギー投入回路にフィードバックするための配線（２次側配線）をコイル筐体に内蔵させることができるとともに短くすることができる。このため、１次側配線による電磁ノイズの放射および２次側配線への電磁ノイズの重畳を抑制することができる。この結果、エネルギー投入回路を備える内燃機関用の点火装置において、１次側配線で発生する電磁ノイズが２次側配線に重畳することで生じる制御不良を抑制することができる。

また、内燃機関の気筒数と同数のアセンブリの中の少なくとも１つのアセンブリは、昇圧回路を含んでいる。そして、このアセンブリに含まれる昇圧回路は、自気筒の１次コイル以外に、昇圧回路を含まない別のアセンブリを経由して他気筒の１次コイルにも電気エネルギーを投入する。
これにより、昇圧回路の総数を減らしてコストを低減することができる。

本願の第２発明によれば、昇圧回路は、点火装置以外の装置を駆動する電気エネルギーを蓄えるものである。
本願の第１、第２発明に従属する第３発明によれば、アセンブリは、主点火回路およびエネルギー投入回路を過電流や過電圧から保護する保護回路を有し、保護回路は、１つのアセンブリにおいて主点火回路およびエネルギー投入回路により共用される。
これにより、保護回路に関わるコストを低減することができる。

点火装置の構成図である（参考例２）。点火装置の動作を示すタイムチャートである（参考例２）。点火装置のアセンブリの配置態様を示す構成図である（参考例２）。点火装置のアセンブリの配置態様を示す構成図である（実施例１）。点火装置のアセンブリの配置態様を示す構成図である（実施例２）。点火装置のアセンブリの配置態様を示す構成図である（実施例３）。点火装置のアセンブリの配置態様を示す構成図である（実施例４）。点火装置の構成図である（参考例１）。

以下において、発明を実施するための形態を、実施例を用いて説明する。なお、実施例は具体的な一例を開示するものであり、本発明が実施例に限定されないことは言うまでもない。

〔参考例２の構成〕
図１を参照して参考例２の点火装置１を説明する。
点火装置１は、車両走行用の火花点火エンジンに搭載されるものであり、所定の点火時期に燃焼室内の混合気に点火するものである。なお、エンジンの一例は、ガソリンを燃料とする希薄燃焼（リーンバーン）が可能な直噴式エンジンであり、気筒内にタンブル流やスワール流等の混合気の旋回流を生じさせる旋回流コントロール手段を備える。そして、リーンバーンのように気筒内のガス流速が高く火花放電の吹き消え発生の可能性がある運転状態において、点火装置１は、主点火に続けて継続火花放電を行うように制御される。

また、点火装置１は、各気筒の点火プラグ２ごとに対応した点火コイル３を用いるＤＩ（ダイレクト・イグニッション）タイプである。
さらに、点火装置１は、エンジン制御の中枢を成す電子制御ユニット（以下、ＥＣＵ４と呼ぶ。）から与えられる点火信号ＩＧｔや放電継続信号ＩＧｗ等の信号に基づいて点火コイル３の１次コイル５を通電制御するものであり、１次コイル５を通電制御することで点火コイル３の２次コイル６に生じる電気エネルギーを操作して、点火プラグ２の火花放電を制御する。

ここで、ＥＣＵ４は、車両に搭載されてエンジンの運転状態や制御状態を示すパラメータ（暖機状態、エンジン回転速度、エンジン負荷、希薄燃焼の有無、旋回流の程度等）を検出する各種センサから信号が入力される。また、ＥＣＵ４は、入力された信号を処理する入力回路、入力された信号に基づき、エンジン制御に関する制御処理や演算処理を行うＣＰＵ、エンジン制御に必要なデータやプログラム等を記憶して保持する各種のメモリ、ＣＰＵの処理結果に基づき、エンジン制御に必要な信号を出力する出力回路等を備えて構成される。そして、ＥＣＵ４は、各種センサから取得したエンジンパラメータに応じた点火信号ＩＧｔおよび放電継続信号ＩＧｗを生成して出力する。

参考例２の点火装置１は、フルトラに基づき主点火を発生させる主点火回路８と、主点火として生じた火花放電を電気エネルギーの追加投入により継続火花放電として継続させるエネルギー投入回路９と、２次電流を検出してエネルギー投入回路９にフィードバックするフィードバック回路１０とを備えて構成される。

点火プラグ２は、周知構造を有するものであり、２次コイル６の一端に接続される中心電極と、エンジンのシリンダヘッド等を介してアース接地される接地電極とを備え、２次コイル６に生じる電気エネルギーにより中心電極と接地電極との間で火花放電を生じさせる。
点火コイル３は、１次コイル５と２次コイル６とを有し、１次コイル５を流れる電流（１次電流）の増減に応じて電磁誘導により２次コイル６に電流（２次電流）を発生させる周知構造である。

１次コイル５の一端は車載バッテリ１２のプラス電極に接続され、１次コイル５の他端は主点火回路８の点火用スイッチング手段１３を介してアース接地される。さらに、１次コイル５の他端には、点火用スイッチング手段１３を介してアース接地されるラインと並列に、エネルギー投入回路９が接続されている。

２次コイル６の一端は上述したように点火プラグ２の中心電極に接続され、２次コイル６の他端はフィードバック回路１０に接続されている。なお、２次コイル６の他端は、２次電流の方向を一方向に限定する第１ダイオード１４を介してフィードバック回路１０に接続されている。

主点火回路８は、点火用スイッチング手段１３のオンオフにより、１次コイル５にエネルギーを蓄えさせるとともに、１次コイル５に蓄えたエネルギーを利用して２次コイル６に高電圧を発生させ、点火プラグ２に主点火を生じさせる。

より具体的に、主点火回路８は、１次コイル５の通電状態を断続する点火用スイッチング手段１３および点火用ドライバ回路１３ａを備える。ここで、点火用ドライバ回路１３ａは、点火用スイッチング手段１３に制御信号を与えて点火用スイッチング手段１３をオンオフさせるものであり、ＥＣＵ４から点火信号ＩＧｔが与えられる期間において点火用スイッチング手段１３をオンするように設けられている。

そして、主点火回路８は、ＥＣＵ４から点火信号ＩＧｔが与えられる期間に点火用スイッチング手段１３をオンすることで、１次コイル５に車載バッテリ１２の電圧を印加してプラスの１次電流を通電し、１次コイル５に磁気エネルギーを蓄えさせる。その後、主点火回路８は、点火用スイッチング手段１３のオフにより、電磁誘導によって磁気エネルギーを電気エネルギーに変換して２次コイル６に高電圧を発生させ、主点火を生じさせる。

なお、点火用スイッチング手段１３は、パワートランジスタ、ＭＯＳ型トランジスタ、サイリスタ等である。また、点火信号ＩＧｔは、主点火回路８において１次コイル５に磁気エネルギーを蓄えさせる期間および点火開始時期を指令する信号である。

エネルギー投入回路９は、以下の昇圧回路１５と、投入エネルギー制御手段１６とを備えて構成される。
まず、昇圧回路１５は、ＥＣＵ４から点火信号ＩＧｔが与えられる期間において車載バッテリ１２の電圧を昇圧してコンデンサ１８に蓄えさせる。
次に、投入エネルギー制御手段１６は、コンデンサ１８に蓄えた電気エネルギーを１次コイル５のマイナス側（接地側）に投入する。

昇圧回路１５は、コンデンサ１８以外に、チョークコイル１９、昇圧用スイッチング手段２０、昇圧用ドライバ回路２１および第２ダイオード２２を備えて構成される。なお、昇圧用スイッチング手段２０は、例えば、ＭＯＳ型トランジスタである。
ここで、チョークコイル１９は一端が車載バッテリ１２のプラス電極に接続され、昇圧用スイッチング手段２０によりチョークコイル１９の通電状態が断続される。また、昇圧用ドライバ回路２１は、昇圧用スイッチング手段２０に制御信号を与えて昇圧用スイッチング手段２０をオンオフさせるものであり、昇圧用スイッチング手段２０のオンオフ動作により、チョークコイル１９で蓄えた磁気エネルギーはコンデンサ１８で電気エネルギーとして充電される。

なお、昇圧用ドライバ回路２１は、ＥＣＵ４から点火信号ＩＧｔが与えられる期間において昇圧用スイッチング手段２０を所定周期で繰り返してオンオフするように設けられている。
また、第２ダイオード２２は、コンデンサ１８に蓄えた電気エネルギーがチョークコイル１９側へ逆流するのを防ぐものである。

投入エネルギー制御手段１６は、次の投入用スイッチング手段２４、投入用ドライバ回路２５および第３ダイオード２６を備えて構成される。なお、投入用スイッチング手段２４は、例えば、ＭＯＳ型トランジスタである。
ここで、投入用スイッチング手段２４は、コンデンサ１８に蓄えた電気エネルギーを１次コイル５にマイナス側から投入するのをオンオフし、投入用ドライバ回路２５は、投入用スイッチング手段２４に制御信号を与えてオンオフさせる。

そして、投入用ドライバ回路２５は、投入用スイッチング手段２４をオンオフさせてコンデンサ１８から１次コイル５に投入する電気エネルギーを制御することで、放電継続信号ＩＧｗが与えられる期間において２次電流を所定値に維持させる。ここで、放電継続信号ＩＧｗは、継続火花放電を継続する期間を指令する信号であり、より具体的には、投入用スイッチング手段２４にオンオフを繰り返させて昇圧回路１５から１次コイル５に電気エネルギーを投入する期間を指令する信号である。
なお、第３ダイオード２６は、１次コイル５からコンデンサ１８への電流の逆流を阻止するものである。

フィードバック回路１０は、２次電流を検出してエネルギー投入回路９の投入エネルギー制御手段１６にフィードバックする。
ここで、フィードバック回路１０には、２次電流を検出する２次電流検出抵抗２８、および、フィードバック信号を合成して出力する電流検出回路２９が設けられている。そして、２次電流の検出値は、２次電流検出抵抗２８により電圧に変換されて電流検出回路２９に出力される。また、電流検出回路２９では、例えば、２次電流に対する上限下限の閾値が設定されており、検出値と上限、下限の閾値との比較に応じたフィードバック信号が合成されて投入用ドライバ回路２５に出力される。

次に、図２を参照して点火装置１の正常時の動作を説明する。
なお、図２において、「ＩＧｔ」は点火信号ＩＧｔの入力状態をハイ／ローで表すものであり、「ＩＧｗ」は放電継続信号ＩＧｗの入力状態をハイ／ローで表すものである。また、「Ｉ１」、「Ｖ１」はそれぞれ１次電流（１次コイル５に流れる電流値）、１次電圧（１次コイル５に印加される電圧値）を表し、「Ｉ２」、「Ｖ２」はそれぞれ２次電流（２次コイル６に流れる電流値）、２次電圧（２次コイル６に印加される電圧値）を表す。さらに、「Ｖｄｃ」はコンデンサ１８に蓄えられる電気エネルギーを電圧値で表すものである。

点火信号ＩＧｔがローからハイへ切り替わると（時間ｔ０１参照。）、点火信号ＩＧｔがハイの期間において、点火用スイッチング手段１３がオン状態を維持してプラスの１次電流が流れ、１次コイル５に磁気エネルギーが蓄えられる。また、昇圧用スイッチング手段２０がオンオフを繰り返して昇圧動作を行い、昇圧された電気エネルギーがコンデンサ１８に蓄えられる。

やがて、点火信号ＩＧｔがハイからローへ切り替わると（時間ｔ０２参照。）、点火用スイッチング手段１３がオフされ、１次コイル５の通電状態が突然遮断される。これにより、１次コイル５に蓄えられた磁気エネルギーが電気エネルギーに変換されて２次コイル６に高電圧が発生し、点火プラグ２において主点火が開始される。
点火プラグ２において主点火が開始された後、２次電流は略三角波形状で減衰する（Ｉ２の点線を参照。）。そして、２次電流が下限の閾値に到達する前に、放電継続信号ＩＧｗがローからハイへ切り替わる（時間ｔ０３参照。）。

放電継続信号ＩＧｗがローからハイへ切り替わると、投入用スイッチング手段２４がオンオフ制御されて、コンデンサ１８に蓄えられていた電気エネルギーが、１次コイル５のマイナス側に順次投入され、１次電流は、１次コイル５から車載バッテリ１２のプラス電極に向かって流れる。より具体的には、投入用スイッチング手段２４がオンされる毎に１次コイル５から車載バッテリ１２のプラス電極に向かう１次電流が追加され、１次電流がマイナス側に増加していく（時間ｔ０３〜ｔ０４参照。）。

そして、１次電流が追加される毎に、主点火による２次電流と同方向の２次電流が２次コイル６に順次追加され、２次電流は上限下限の間に維持される。
以上により、投入用スイッチング手段２４をオンオフ制御することで、２次電流が火花放電を維持可能な程度に継続して流れる。その結果、放電継続信号ＩＧｗのオン状態が続くと、継続火花放電が点火プラグ２において維持される。

次に、参考例２の特徴的な構成について図１および図３を用いて説明する。
まず、参考例２の点火装置１によれば、点火コイル３、主点火回路８、フィードバック回路１０および投入エネルギー制御手段１６は、１つのユニットとして１つのケース内に収容配置されてアセンブリ３１を構成する、そして、アセンブリ３１は、エンジンの気筒数と同数設けられ、それぞれの気筒に組み付けられている。また、それぞれのアセンブリ３１には、次の保護回路３２およびノイズ低減回路３３が設けられている（なお、以下の説明では、エンジンの気筒数を４とし、アセンブリ３１は４つ設けられているものとする。）。

保護回路３２は、点火用ドライバ回路１３ａや投入用ドライバ回路２５を過電流や過電圧から保護し、ノイズ低減回路３３は、車載バッテリ１２から供給される電力、ならびに、ＥＣＵ４から出力される点火信号ＩＧｔおよび放電継続信号ＩＧｗのノイズを除去する。そして、保護回路３２は、１つのアセンブリ３１において主点火回路８およびエネルギー投入回路９により共用される。

さらに、参考例２のアセンブリ３１は、４つ全てに昇圧回路１５が１つずつ設けられている。また、それぞれの昇圧回路１５は、全て車載バッテリ１２から電力を供給され、それぞれのアセンブリ３１において、昇圧回路１５から投入エネルギー制御手段１６に、昇圧された電気エネルギーが供給される。

なお、参考例２の昇圧回路１５は、異なるアセンブリ３１の投入エネルギー制御手段１６に電気エネルギーを供給することができない。つまり、＃１気筒のアセンブリ３１に設けられた昇圧回路１５は、＃２〜＃４気筒のアセンブリ３１に設けられた投入エネルギー制御手段１６に電気エネルギーを供給することができず、＃２〜＃４気筒のアセンブリ３１に設けられた昇圧回路１５についても同様である。
以下の説明では、同一気筒の昇圧回路１５と投入エネルギー制御手段１６との間でのみ電気エネルギーの供給が可能であるアセンブリ３１を独立型３１Ａと呼ぶことがある。

〔参考例２の効果〕
参考例２の点火装置１によれば、点火コイル３、主点火回路８、フィードバック回路１０および投入エネルギー制御手段１６は、１つのアセンブリ３１としてエンジンの気筒数と同数である４つ設けられ、それぞれの気筒に組み付けられている。
これにより、１次電流を１次コイル５に通電するための配線（１次側配線）、および、２次電流をエネルギー投入回路９にフィードバックするための配線（２次側配線）をアセンブリ３１に内蔵させることができる。

このため、１次側配線による電磁ノイズの放射および２次側配線への電磁ノイズの重畳を抑制することができる。この結果、エネルギー投入回路９を備える点火装置１において、１次側配線で発生する電磁ノイズが２次側配線に重畳することで生じる制御不良を抑制することができる。

また、アセンブリ３１は、点火用ドライバ回路１３ａや投入用ドライバ回路２５を過電流や過電圧から保護する保護回路３２を有し、保護回路３２は、１つのアセンブリ３１において主点火回路８およびエネルギー投入回路９により共用される。
これにより、保護回路３２に関わるコストを低減することができる。

さらに、参考例２の点火装置１によれば、アセンブリ３１が全て独立型３１Ａである。
これにより、いずれかの気筒において昇圧回路１５が故障しても、昇圧回路１５が故障していない気筒では、昇圧回路１５で昇圧した電気エネルギーを１次コイル５に投入することができる。このため、昇圧回路１５が故障していない気筒では継続火花放電を続けることができる。

〔実施例１の構成〕
実施例１の点火装置１によれば、図４に示すように、＃１気筒に対応するアセンブリ３１のみが昇圧回路１５を有し、＃２〜＃４気筒に対応するアセンブリ３１は昇圧回路１５を有しない。すなわち、実施例１の点火装置１では、昇圧回路１５の総数は１であって気筒数４よりも少ない。そして、＃２〜＃４気筒の投入エネルギー制御手段１６には、＃１気筒の昇圧回路１５から電気エネルギーが供給される。このため、＃２〜＃４気筒の１次コイル５には、＃１気筒の昇圧回路１５で昇圧された電気エネルギーが投入され、＃２〜＃４気筒における継続火花放電は、＃１気筒の昇圧回路１５で昇圧された電気エネルギーによって継続する。

以下の説明では、自気筒の昇圧回路１５から、自気筒の投入エネルギー制御手段１６のみならず他気筒の投入エネルギー制御手段１６にも電気エネルギーの供給が可能であるアセンブリ３１を供給型３１Ｂと呼ぶことがある。また、昇圧回路１５を有さず、自気筒の投入エネルギー制御手段１６に他の電源から電気エネルギーを受け入れるアセンブリ３１を受入型３１Ｃと呼ぶことがある。

〔実施例１の効果〕
実施例１の点火装置１によれば、昇圧回路１５の総数は１であって気筒数４よりも少なく、＃１気筒のアセンブリ３１のみが供給型３１Ｂであり、＃２〜＃４気筒のアセンブリ３１は受入型３１Ｃである。
これにより、昇圧回路１５の総数を減らしてコストを低減することができる。

〔実施例２〕
実施例２の点火装置１によれば、図５に示すように、＃１、＃２気筒のアセンブリ３１が供給型３１Ｂであり、＃３、＃４気筒のアセンブリ３１が受入型３１Ｃであり、昇圧回路１５の総数は２であって気筒数４よりも少ない。そして、＃３気筒の投入エネルギー制御手段１６には、＃２気筒の昇圧回路１５から電気エネルギーが供給され、＃４気筒の投入エネルギー制御手段１６には、＃１気筒の昇圧回路１５から電気エネルギーが供給される。

このため、＃３気筒の１次コイル５には、＃２気筒の昇圧回路１５で昇圧された電気エネルギーが投入され、＃３気筒における継続火花放電は、＃２気筒の昇圧回路１５で昇圧された電気エネルギーによって継続する。また、＃４気筒の１次コイル５には、＃１気筒の昇圧回路１５で昇圧された電気エネルギーが投入され、＃４気筒における継続火花放電は、＃１気筒の昇圧回路１５で昇圧された電気エネルギーによって継続する。
以上より、実施例２でも、昇圧回路１５の総数を減らしてコストを低減することができる。

〔実施例３〕
実施例３の点火装置１によれば、図６に示すように、昇圧回路１５は、点火装置１以外の装置にも電気エネルギーを与えるものであり、例えば、内燃機関に燃料を噴射して供給するインジェクタ３４に電気エネルギーを与える。すなわち、実施例３の昇圧回路１５は、インジェクタ３４等の機器に高電圧を与えて動作させる機能をＥＣＵ４から分離して別体としたＥＤＵ（エレクトリック・ドライブ・ユニット）３５に設けられ、例えば、車載バッテリ１２の電圧を昇圧して高電圧を発生するＤＣ−ＤＣコンバータである。

そして、昇圧回路１５で発生した高電圧は、インジェクタ駆動回路３６を経てインジェクタ３４に与えられてインジェクタ３４を開弁動作させるとともに、点火装置１の投入エネルギー制御手段１６にも与えられる。
また、実施例３の点火装置１によれば、アセンブリ３１は全て受入型３１Ｃであり、全気筒の１次コイル５にＥＤＵ３５から電気エネルギーが投入され、全気筒における継続火花放電は、ＥＤＵ３５から与えられた電気エネルギーによって継続する。
以上より、実施例３では、昇圧回路１５に関わるコストを更に低減することができる。

〔実施例４〕
実施例４の点火装置１は、図７に示すように、車載バッテリ１２よりも高い電圧を有する高圧バッテリ３８からエネルギー投入回路９に給電するものであり、例えば、エンジンおよび走行用モータを両方とも動力源とする、いわゆるハイブリッド自動車に適用される。そして、実施例４の点火装置１は、走行用モータを駆動するための電気エネルギーを蓄えるバッテリを高圧バッテリ３８として採用する。

また、実施例４の点火装置１によれば、アセンブリ３１は全て受入型３１Ｃであり、全気筒の投入エネルギー制御手段１６には、高圧バッテリ３８から、直接、高電圧の電気エネルギーが供給される。そして、全気筒における継続火花放電は、高圧バッテリ３８から与えられた電気エネルギーによって継続する。
以上より、実施例４でも、昇圧回路１５に関わるコストを更に低減することができる。

〔変形例〕
点火装置１の態様は、実施例に限定されず種々の変形例を考えることができる。
例えば、気筒数分のアセンブリ３１それぞれに、独立型３１Ａ、供給型３１Ｂおよび受入型３１Ｃのいずれを採用するかは任意であり、例えば、１つのエンジンにおいて１気筒分のアセンブリ３１を独立型３１Ａとし、他の３気筒分のアセンブリ３１の内、１気筒分を供給型３１Ｂとし、他の２気筒分を受入型３１Ｃとして供給型３１Ｂの昇圧回路１５から受入型３１Ｃの投入エネルギー制御手段１６に電気エネルギーを供給してもよい。さらに、２気筒分の受入型３１Ｃの内、１気筒分の受入型３１Ｃの投入エネルギー制御手段には、ＥＤＵ３５や高圧バッテリ３８から電気エネルギーを供給するようにしてもよい。

また、上記の実施例３では、インジェクタ３４等の機器に高電圧を与えるＤＣ−ＤＣコンバータを昇圧回路１５として採用したが、インジェクタ３４等以外の機器に高電圧を与えるＤＣ−ＤＣコンバータを昇圧回路１５として採用してもよい。
さらに、上記の実施例４では、走行用モータを駆動するための電気エネルギーを蓄えるバッテリを高圧バッテリ３８として採用したが、走行用モータ以外の装置に電気エネルギーを与えるバッテリを高圧バッテリ３８として採用してもよい。

また、上記の実施例では、ガソリンエンジンに本発明の点火装置１を用いる例を示したが、継続火花放電によって混合気に対する着火性の向上を図ることができるため、エタノール燃料や混合燃料を用いるエンジンに適用してもよい。また、粗悪燃料が用いられる可能性のあるエンジンに用いても継続火花放電により着火性の向上を図ることができる。

上記の実施例では、希薄燃焼（リーンバーン）運転が可能なエンジンに本発明の点火装置１を用いる例を示したが、希薄燃焼とは異なる燃焼状態であっても継続火花放電によって着火性の向上を図ることができるため、希薄燃焼可能なエンジンへの適用に限定するものではなく、希薄燃焼を行わないエンジンに用いてもよい。

上記の実施例では、燃焼室に直接燃料を噴射する直噴式エンジンに本発明の点火装置１を用いる例を示したが、吸気バルブの吸気上流側（吸気ポート内）に燃料を噴射するポート噴射式のエンジンに用いてもよい。

上記の実施例では、混合気の旋回流（タンブル流やスワール流等）を気筒内にて積極的に生じさせるエンジンに本発明の点火装置１を用いる例を開示したが、旋回流コントロール手段（タンブル流コントロールバルブやスワール流コントロールバルブ等）を有しないエンジンに用いてもよい。

上記の実施例では、ＤＩタイプの点火装置１に本発明を適用したが、２次電圧を各点火プラグ２に分配供給するディストリビュータタイプや、２次電圧の分配の必要性のない単気筒エンジン（例えば、自動二輪車等）の点火装置１に本発明を適用してもよい。

１点火装置２点火プラグ３点火コイル５１次コイル６２次コイル８主点火回路９エネルギー投入回路１０フィードバック回路１２車載バッテリ１５昇圧回路１６エネルギー投入制御手段

Claims

内燃機関用の点火装置（１）において、
点火コイル（３）の１次コイル（５）の通電制御を行って点火プラグ（２）に火花放電を生じさせる主点火回路（８）と、
この主点火回路（８）の動作によって開始した火花放電中に、前記１次コイル（５）の通電制御を行って、前記点火コイル（３）の２次コイル（６）に同一方向の２次電流を継続して流し、前記主点火回路（８）の動作によって開始した火花放電を継続させるエネルギー投入回路（９）と、
前記２次電流を検出して前記エネルギー投入回路（９）にフィードバックするフィードバック回路（１０）とを備え、
前記エネルギー投入回路（９）は、
車載バッテリ（１２）の電圧を昇圧して電気エネルギーとして蓄える昇圧回路（１５）と、
前記１次コイル（５）の両側の内、前記主点火回路（８）の動作により前記１次コイル（５）に生じた電流の方向で考えたときに低電位となる側に、前記昇圧回路（１５）に蓄えた電気エネルギーを投入するのを制御する投入エネルギー制御手段（１６）とを有し、
前記点火コイル（３）、前記主点火回路（８）、前記フィードバック回路（１０）および前記投入エネルギー制御手段（１６）は、１つのアセンブリ（３１）として前記内燃機関の気筒数と同数設けられ、それぞれの気筒に組み付けられ、
前記内燃機関の気筒数と同数のアセンブリ（３１）の中の少なくとも１つのアセンブリ（３１）は、前記昇圧回路（１５）を含んでおり、
前記１つのアセンブリ（３１）に含まれる前記昇圧回路（１５）は、自気筒の前記１次コイル（５）以外に、前記昇圧回路（１５）を含まない別のアセンブリ（３１）を経由して他気筒の前記１次コイル（５）にも電気エネルギーを投入することを特徴とする点火装置（１）。
内燃機関用の点火装置（１）において、
点火コイル（３）の１次コイル（５）の通電制御を行って点火プラグ（２）に火花放電を生じさせる主点火回路（８）と、
この主点火回路（８）の動作によって開始した火花放電中に、前記１次コイル（５）の通電制御を行って、前記点火コイル（３）の２次コイル（６）に同一方向の２次電流を継続して流し、前記主点火回路（８）の動作によって開始した火花放電を継続させるエネルギー投入回路（９）と、
前記２次電流を検出して前記エネルギー投入回路（９）にフィードバックするフィードバック回路（１０）とを備え、
前記エネルギー投入回路（９）は、
車載バッテリ（１２）の電圧を昇圧して電気エネルギーとして蓄える昇圧回路（１５）と、
前記１次コイル（５）の両側の内、前記主点火回路（８）の動作により前記１次コイル（５）に生じた電流の方向で考えたときに低電位となる側に、前記昇圧回路（１５）に蓄えた電気エネルギーを投入するのを制御する投入エネルギー制御手段（１６）とを有し、
前記点火コイル（３）、前記主点火回路（８）、前記フィードバック回路（１０）および前記投入エネルギー制御手段（１６）は、１つのアセンブリ（３１）として前記内燃機関の気筒数と同数設けられ、それぞれの気筒に組み付けられ、
前記昇圧回路（１５）は、前記点火装置（１）以外の装置（３４）を駆動する電気エネルギーを蓄えるものであることを特徴とする点火装置（１）。
請求項１または請求項２に記載の点火装置（１）において、
前記アセンブリ（３１）は、前記主点火回路（８）および前記エネルギー投入回路（９）を過電流や過電圧から保護する保護回路（３２）を有し、
この保護回路（３２）は、１つの前記アセンブリ（３１）において前記主点火回路（８）および前記エネルギー投入回路（９）により共用されることを特徴とする点火装置（１）。