WO2014168244A1 - 点火装置 - Google Patents

Abstract

点火コイル２の一次側に印加される一次電圧Ｖ１と、二次側に流れる二次電流Ｉ２とのいずれか又は両方を閾値判定して、エネルギ蓄積コイル３３０を含む補助電源３と点火コイル２の一次巻線２０の低電圧側端子２０１との間に介装した放電用スイッチ３２を開閉制御することにより、点火コイル２から点火プラグ１への放電開始後に点火コイル２の一次巻線２０の低電圧側から導入する電磁エネルギを過不足なく調整することが可能となる。

Description

点火装置

　本発明は、内燃機関の気筒内にて燃料混合気の点火を行う点火装置に関する。

　内燃機関の気筒内にて燃料混合気の点火を行う点火装置において、燃料混合気の燃焼状態を良好なものにするために、いわゆる多重放電を行うように構成されたものが知られている。

　例えば、特許文献１には、１回の燃焼行程内にて複数回の放電を断続的に生じさせる構成が開示されている。

　一方、特許文献２には、放電時間の長い多重放電特性を得るために、２つの点火コイルを並列に接続した構成が開示されている。

　さらに、特許文献３には、エネルギ蓄積コイルに接続される電源の電圧が変動した場合においても、所定の出力電流を安定して流すように、点火プラグに正負の反転する電流を与えるために第２のスイッチ手段を繰返しオン／オフする制御を行い、第２のスイッチ手段のオフ期間には、第１のスイッチ手段をオンすることによりエネルギ蓄積コイルに蓄積されるエネルギを急激に増大させる期間と、第１のスイッチ手段をオフするとともに、第４のスイッチ手段をオンすることによりエネルギ蓄積コイルに蓄積されるエネルギを緩やかに増大させる期間と、を有する制御を行う内燃機関の点火装置が開示されている。

特開２０００－１９９４７０号公報 特開２００７－２３１９２７号公報 特開２０１１－１７４４７１号公報

　ところが、特許文献１や特許文献３にあるように、１回の燃焼行程内にて複数回の放電を断続的に生じさせる場合、当該行程内における点火放電の開始から終了までの間に、点火放電電流が繰り返しゼロとなる。

　すると、特に筒内のガス流速が大きい場合に、いわゆる「吹き消え」が生じ、点火エネルギがロスされるという問題が生じ得る。

　一方、特許文献２のように、２つの点火コイルを並列に接続した構成においては、１回の燃焼行程内における点火放電の開始から終了までの間に点火放電電流が繰り返しゼロとなることはないものの、装置構成が複雑化し、装置サイズも大型化するという問題がある。

　また、特許文献２記載の従来技術においては、点火に必要なエネルギを大きく上回る構成となることで、無駄な電力消費が発生するという問題もある。

　そこで、本発明は、かかる実情に鑑み、点火プラグの経年劣化や機関の運転条件の変化など、個々の変動要因があっても、放電の吹き消えを防止しつつ、電極の消耗を抑制し、安定した放電の維持を図ることにより着火ロバスト性を向上した内燃機関の点火装置を提供することを目的とするものである。

　本発明の点火装置は、点火プラグと、直流電源と、点火コイルと、制御回路部と、電子制御装置と、を具備する。

　前記点火プラグは、内燃機関の気筒内にて燃料混合気を点火する。

　前記点火コイルは、該直流電源に一端の高電圧側端子が接続される一次巻線と該一次巻線の一次巻回数に対して所定の巻回比となる二次巻回数で巻回された二次巻線とを備えている。

　前記点火コイルは、前記一次巻線に流れる一次電流の増減により、前記二次巻線に高い二次電圧を発生し、前記二次巻線の一端のプラグ側端子に前記点火プラグが接続される。

　前記制御回路部は、前記点火コイルから前記点火プラグへの放電を制御する。

　電子制御装置は、前記前記内燃機関の運転状況に応じて点火時期を指示する点火信号と、前記補助電源からの放電開始を指示する放電期間信号とを発する。

　前記制御回路部は、補助電源と、点火用スイッチと充電用スイッチと、放電用スイッチとドライバ回路部と、補助エネルギ要否判定手段とを具備する。

　前記補助電源は、少なくとも前記直流電源により充電されるエネルギ蓄積コイルを有する。

　前記点火用スイッチは、点火用制御端子と点火用電源側端子と点火用接地側端子とを有している。前記点火用スイッチは、前記点火用制御端子に入力された前記点火信号に基づいて前記点火用電源側端子と前記点火用接地側端子との間の導通を開閉制御するように構成された半導体スイッチング素子である。前記点火用スイッチは、前記点火用電源側端子が前記一次巻線の他端側の接地側端子に接続されるとともに前記点火用接地側端子が接地され、前記直流電源から前記点火コイルへの通電を開閉制御して、前記点火コイルから前記点火プラグへの放電開始を制御する。

　前記充電用スイッチは、充電用制御端子と充電用電源側端子と充電用接地側端子とを有している。前記充電用スイッチは、前記充電用制御端子に入力された充電制御信号に基づいて前記充電用電源側端子と前記充電用接地側端子との間の導通を開閉制御するように構成された半導体スイッチング素子である。前記充電用スイッチは、前記直流電源から前記補助電源への充電を制御する。

　前記放電用スイッチは、放電用制御端子と放電用電源側端子と放電用接地側端子とを有している。前記放電用スイッチは、前記放電用制御端子に入力された放電制御信号に基づいて前記放電用電源側端子と前記放電用接地側端子との間の導通を開閉制御するように構成された半導体スイッチング素子である。前記放電用スイッチは、前記補助電源からの前記点火コイルへの放電を制御する。

　前記ドライバ回路部は、前記点火信号と放電期間信号とに従って、前記点火用スイッチ、前記充電用スイッチ、及び、前記放電用スイッチの開閉を制御する。

　前記補助エネルギ要否判定手段は、前記補助電源からのエネルギ投入の要否を判定する。

　前記充電用スイッチのオンによって前記エネルギ蓄積コイルに前記電磁エネルギを蓄積するとともに、前記点火用スイッチのオフにより開始された前記点火プラグの点火放電中に、補助エネルギ要否判定手段によって前記補助電源からの放電が必要と判断したときには、前記充電用スイッチ及び前記放電用スイッチを開閉制御して前記補助電源から前記一次巻線の低電圧側端子から電磁エネルギを供給して前記一次電流を変化させることで、前記二次巻線に流れる二次電流を増減することを特徴とする。

　ここで、前記点火プラグにて前記点火放電が開始した後は、前記二次電流（以下、適宜「放電電流」と称する）は、そのままでは時間経過とともにゼロに近づく。この点、本発明の構成においては、まず、前記充電用スイッチのオンによって、前記エネルギ蓄積コイルに前記電磁エネルギが蓄積される。

　このようにして蓄積された前記電磁エネルギは、前記点火放電中に、前記充電用スイッチのオフ及び前記放電用スイッチのオンにより、前記エネルギ蓄積コイルから放出される。かかるエネルギ蓄積コイルから放出された電磁エネルギは、前記接地側端子側から前記一次巻線に供給される。

　すなわち、前記エネルギ蓄積コイルから前記一次巻線に、前記一次電流が供給される。このとき、それまで通流していた前記放電電流に対して、かかる一次電流の供給に伴う追加分が重畳される。これにより、前記一次巻線に流れる電流が増強され、前記二次巻線に放電維持電圧以上の誘導起電力を発生させることができる。したがって、前記二次電流すなわち前記放電電流が増強され、以て当該放電電流が前記点火放電を維持可能な程度に良好に確保される。また、前記一次巻線における前記他端側すなわち前記点火用スイッチ側から電流を重畳させる構成となるため、かかる電流の重畳を低電圧で実現することができる。

　したがって、本発明によれば、いわゆる「吹き消え」の発生及びこれに伴う点火エネルギのロスが、簡略な装置構成によって良好に抑制される。

　また、このように前記一次巻線の低電圧側（接地側あるいは前記第一スイッチング側）からエネルギを投入することにより、前記二次巻線側からエネルギを投入する場合よりも、低圧でエネルギを投入することが可能となる。

　この点、前記一次巻線の高電圧側（前記直流電源側）から、前記直流電源の電圧より高い電圧でエネルギ投入すると、当該直流電源への流入電流などにより効率が悪くなる。

　これに対し、本発明によれば、上述のように、前記一次巻線の低電圧側からエネルギを投入するため、もっとも容易に効率よくエネルギを投入することができるという優れた効果がある。

　さらに、本発明においては、前記補助エネルギ要否判定手段によって、前記補助電源からのエネルギ供給が必要と判断されたときにのみ、前記補助電源からのエネルギが過不足なく供給されるため、過剰なエネルギ投入による電極消耗を抑制することもできる。

本発明の実施形態に係る点火装置を備えたエンジンシステムの概略構成図 本発明の第１の実施形態における点火装置の概要を示す回路図 図２の点火装置の作動を示すタイムチャート 本発明の第２の実施形態における点火装置の概要を示す回路図 実施例１として示す、図４の点火装置の電極消耗抑制を図る場合の動作を説明するためのタイムチャート 比較例１として示す、従来の点火装置における過剰放電の問題を再現した場合のタイムチャート 比較例２として示す、従来の点火装置における吹き消えの問題を再現した場合のタイムチャート 実施例１として、本発明の点火装置における電極消耗抑制効果を示す模式図 実施例２として、本発明の点火装置における吹き消え抑制効果を示す模式図 比較例１として、従来の点火装置における電極消耗の問題を示す模式図 比較例２として、従来の点火装置における吹き消えの問題を示す模式図 本発明の第２の実施形態における点火装置の第１の変形例の概要を示す回路図 本発明の第２の実施形態における点火装置の第２の変形例の概要を示す回路図 本発明の第３の実施形態における点火装置の概要を示す回路図 図１０の点火装置の作動を示すタイムチャート 本発明の第３の実施形態における点火装置の変形例の作動を示すタイムチャート

＜エンジンシステムの構成＞
　先ず、本発明の点火装置６の説明に先立ち、図１を参照して、本発明の点火装置が適用されるエンジンシステム９の構成の概要について説明する。

　エンジンシステム９は、火花点火式の内燃機関であるエンジン７と、点火装置６と、吸排気機構８とによって構成されている。エンジン７の本体部を構成するエンジンブロック７０の内部には、気筒７０１及びウォータージャケット７０２が形成されている。気筒７０１は、ピストン７２を往復移動可能に収容するように設けられている。ウォータージャケット７０２は、冷却液が通流可能な空間であって、気筒７０１周囲を取り囲むように設けられている。

　エンジンブロック７０の上部であるシリンダヘッド７１には、吸気ポート７３及び排気ポート７４が、気筒７０１と連通可能に形成されている。また、シリンダヘッド７１には、吸気ポート７３と気筒７０２との連通状態を制御するための吸気バルブ７５と、排気ポート７４と気筒７０２の連通状態を制御するための排気バルブ７６と、吸気バルブ７５及び排気バルブ７６を所定のタイミングで開閉動作させるためのバルブ駆動機構７７と、が設けられている。

　さらに、エンジンブロック７０には、インジェクタ７８及び点火プラグ１が装着されている。本実施形態においては、インジェクタ７８は、気筒７０１内に燃料を直接噴射するように設けられている。点火プラグ１は、気筒７０１内にて燃料混合気を点火するように設けられている。

　エンジン７には、吸排気機構８が接続されている。吸排気機構８には、吸気管８１（吸気マニホールド８１１及びサージタンク８１０を含む）と、排気管８２と、ＥＧＲ通路８３と、の３種類のガス通路が設けられている。

　吸気マニホールド８１１は、吸気ポート７３に接続されている。サージタンク８１０は、吸気マニホールド８１１よりも吸気通流方向における上流側に配置されている。排気管８２は、排気ポート７４に接続されている。

　ＥＧＲ通路８３は、排気管８２とサージタンク８１０とを接続することで、排気管８２に排出された排気ガスの一部を吸気に導入可能に設けられている（ＥＧＲはExhaust　Gas　Recirculationの略である）。

　ＥＧＲ通路８３には、ＥＧＲ制御バルブ８４が介装されている。

　ＥＧＲ制御バルブ８４は、その開度によってＥＧＲ率（気筒７０１内に吸入される燃焼前のガスにおける排気ガスの混入割合）を制御可能に設けられている。

　ＥＧＲ率を高くすると、燃費の低減を図ると共に、排気中のＮＯｘを低減できる反面、着火性の低下を招き、吹き消えを生じ易くなる虞がある。

　また、ターボチャージャを設けて吸気管８１からの吸気量を増やして燃費の低減をはかった過吸気混合エンジンなどにおいても、着火性が低下する。

　このような難着火性のエンジンにおいても、本発明に係る点火装置６を用いることで、安定した着火を実現できる。

　吸気管８１における、サージタンク８１０よりも吸気通流方向における上流側には、スロットルバルブ８５が介装されている。

　スロットルバルブ８５は、その開度が、ＤＣモータ等のスロットルアクチュエータ８６の動作によって制御されるようになっている。

　また、吸気ポート７３の近傍には、スワール流やタンブル流を発生させるための気流制御バルブ８７が設けられている。

　エンジンシステム９には、本発明に係る点火装置６が設けられている。点火装置６は、点火プラグ１と、点火コイル２と、制御回路部３と、電子制御装置４と、直流電源５とによって構成されており、点火プラグ１の動作を制御する（すなわちエンジン７における点火制御を行う）ように構成されている。

　点火プラグ１は、点火コイル２からの高電圧の印加により気筒７０１内で火花放電を発生し、混合気の点火を行う。本発明において、点火プラグ１の構成を特に限定するものではなく、いわゆる火花放電式の公知の点火プラグを適宜用いることができる。

　本発明では、気筒７０１内に強い気流が発生している場合や、気筒内に導入される燃料と空気との混合気の濃度が希薄であって難着火性の条件においても、放電開始後に、制御回路部３内に設けた補助電源３３から点火コイル２へ重畳的にエネルギを投入することで放電の維持を図るようにしている。

　制御回路部３は、気筒７０１内の燃料混合気に点火するための火花放電を点火プラグ１にて発生させるように点火コイル２から点火プラグ１への放電を制御するように構成されている。電子制御装置４（以下、ＥＣＵ４と称する。）は、いわゆるエンジンＥＣＵ（ＥＣＵはElectronic　Control　Unitの略である）であって、回転速度センサ７９３等、後述する各種センサ７９（７９１～７９６）の出力に基づいて取得したエンジン７の運転状態（以下「エンジンパラメータ」と略称する。）に応じて、インジェクタ７８及び制御回路部３を含む各部の動作を制御するようになっている。

　より具体的な点火制御方法に関しては、図３を参照して、後述する。

　ＥＣＵ４は、取得したエンジンパラメータに基づいて、点火信号ＩＧｔ及び放電期間信号ＩＧｗを生成及び出力するようになっている。

　かかる点火信号ＩＧｔ及び放電期間信号ＩＧｗは、気筒７０１内のガスの状態及び必要とされるエンジン７の出力（これらはエンジンパラメータに応じて変化する）に応じた、最適な点火時期及び放電電流を規定するものである。

　回転速度センサ７９３は、エンジン回転速度（エンジン回転数ともいう）Ｎｅを検出（取得）するためのセンサである。

　この回転速度センサ７９３は、ピストン７２の往復運動に伴って回転する図示しないクランクシャフトの回転角度に応じたパルス状の出力を生じるように、エンジンブロック７０に装着されている。

　冷却水温センサ７９４は、ウォータージャケット７０２内を通流する冷却液の温度である冷却水温Ｔｗを検出（取得）するためのセンサであって、エンジンブロック７０に装着されている。

　エアフローメータ７９５は、吸入空気量Ｇａ（吸気管８１を通流して気筒７０１内に導入される吸入空気の質量流量）を検出（取得）するためのセンサである。このエアフローメータ７９５は、スロットルバルブ８５よりも吸気通流方向における上流側にて、吸気管８１に装着されている。吸気圧センサ７９６は、吸気管８１内の圧力である吸気圧Ｐａを検出（取得）するためのセンサであって、サージタンク８１０に装着されている。

　スロットル開度センサ７９２は、スロットルバルブ８５の開度（スロットル開度ＴＨＡ）に対応する出力を生じるセンサであって、スロットルアクチュエータ８６に内蔵されている。アクセルポジションセンサ７９１は、図示しないアクセルの操作量（アクセル操作量ＡＣＣＰ）に対応する出力を生じるように設けられている。
＜第１の実施形態＞
　図２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の概要について説明する。

　点火装置６は、火花放電を発生してエンジン７の気筒内に導入した混合気の点火を行う点火プラグ１と、点火プラグ１に高電圧の印加と放電エネルギの供給とを行う点火コイル２と、点火コイル２へのエネルギ供給を制御する制御回路部３と、エンジン７の運転状況に応じて点火信号ＩＧｔ及び放電期間信号ＩＧｗを出力して制御回路部３を制御するＥＣＵ４と直流電源５とによって構成されている。

　点火プラグ１は、図略の絶縁碍子を介して対向する一対の電極を具備し、一方の電極は接地され、他方の電極は点火コイル２０の二次巻線２１の接地側端子２１１に接続されている。

　本発明の点火装置６は、上述のエンジン７の気筒７０１毎に設けられた点火プラグ１への高電圧の印加により火花放電を発生させて、気筒７０１内に導入された混合気の点火を行うものである。

　一般に、いわゆるトランジスタ点火においては、直流電源５の電源電圧によって一次巻線２０の充電を行い、点火用スイッチ３０を開閉し、二次巻線２１に極めて高い二次電圧Ｖ２を発生さることによって、早期に放電を起こさせることができるが、気筒７０１内の高気流により放電が伸ばされる場合は、放電期間が短くなり、着火が不安定となるおそれがある。

　しかし、本発明の点火装置６では、放電開始後に、補助電源３３からの放電によるエネルギ投入によって、放電期間を長くして着火の安定性を図ることができる。

　直流電源５は、車載バッテリや、交流電源をレギュレータ等によって直流変換した公知の直流安定化電源等が用いられ、例えば１２Ｖ、２４Ｖといった一定の直流電圧を供給する。

　点火コイル２は、所定の一次巻回数Ｎ１だけ巻回された一次巻線２０と所定の二次巻回数Ｎ２だけ巻回された二次巻線２１とを備えている。

　この点火コイル２は、周知の通り、一次巻線２０を通流する一次電流Ｉ１の増減により、二次巻線２１に一次電圧Ｖ１の巻回比（Ｎ＝Ｎ２／Ｎ１）倍の二次電圧Ｖ２を発生するように構成されている。

　一次巻線２０の第一端である高電圧側端子２００（非接地側端子とも称し得る）側には、直流電源５における非接地側出力端子（具体的には＋端子）が接続されている。一方、一次巻線２０の第二端である低電圧側端子２０１（接地側端子とも称し得る）側は、点火用スイッチ３０を介して、接地側に接続されている。すなわち、直流電源５は、点火用スイッチ３０がオンされたときに、一次巻線２０にて高電圧側端子２００側から低電圧側端子２０１側に向かう方向を正とする一次電流Ｉ１を通流させるように設けられている。

　二次巻線２１における第一端側の非プラグ側端子２１０は、ダイオード２２を介して、接地側に接続されている。

　このダイオード２２は、二次電流（放電電流）を点火プラグ１から二次巻線２１に向かう（すなわち図中の電流Ｉ２が負の値となる）方向に規定すべく、そのアノードが二次巻線２１における非接地側端子２１０側に接続されている。

　一方、二次巻線２１における第二端側でのプラグ側端子２１１は、点火プラグ１に接続されている。

　ダイオード２２は、点火コイル２の二次巻線２１に流れる二次電流Ｉ２の向きを規制している。

　制御回路部３は、点火用スイッチ３０と充電用スイッチ３１と放電用スイッチ３２と補助電源３３とドライバ回路部３４と補助エネルギ要否判定手段３５とによって構成されている。本実施形態においては、補助電源３３として、エネルギ蓄積コイル３３０とエネルギ蓄積コンデンサ３３１とが設けられている。ドライバ回路部３４には、充電用スイッチ３１を開閉駆動する充電用ドライバ３４０と、放電用スイッチ３２を開閉駆動する放電用ドライバ３４１が設けられている。

　点火用スイッチ３０には、ＭＯＳゲート構造トランジスタであるＩＧＢＴ（ＩＧＢＴはInsulated　Gate　Bipolar　Transistorの略）等の半導体スイッチング素子が用いられている。

　点火用スイッチ３０は、点火用制御端子３０Ｇ（ゲート）と、点火用電源側端子３０Ｃ（コレクタ）と、点火用接地側端子３０Ｅ（エミッタ）と、を有している。

　点火用スイッチ３０は、ゲート３０Ｇに入力された点火信号ＩＧｔに基づいて、エミッタコレクタ間の導通を開閉制御するように構成されている。

　本実施形態においては、点火用電源側端子３０Ｃは、一次巻線２０の低電圧側端子２０１側に接続され、点火用接地側端子３０Ｅは、接地されている。

　さらに、点火用スイッチ３０のコレクタ３０Ｃとエミッタ３０Ｅとの間をバイパスするように還流ダイオード３０１が介装されている。

　還流ダイオード３０１は、点火用スイッチ３０のコレクタ３０Ｃとエミッタ３０Ｅとの間に、エミッタ３０Ｅ側（接地側）からコレクタ３０Ｃ側（電源側）に向かう電流を許容し、逆向きの電流は阻止する整流素子である。

　還流ダイオード３０１のカソードは、点火用スイッチ３０のコレクタ３０Ｃに接続され、アノードは、エミッタ３０Ｅに接続されている。

　還流ダイオード３０１は、点火用スイッチ３０がオフとなりエミッタコレクタ間の導通が遮断されたときに、点火用スイッチ３０のエミッタ側からコレクタ側へ向かう方向の電流の通流を許容する還流経路を形成し、点火コイル２の一次巻線２０に接地側端子２０１側から非接地側端子２００側に向かう方向の電流を流すことができる。

　充電用スイッチ３１には、ＭＯＳゲート構造トランジスタであるＩＧＢＴ等の半導体スイッチング素子が用いられている。

　充電用スイッチ３１は、充電用制御端子３１Ｇ（ゲート）と、充電用電源側端子３１Ｃ（コレクタ）と、充電用接地側端子３１Ｅ（エミッタ）と、を有している。充電用スイッチ３１は、充電用ドライバ３４０からゲート３１Ｇに入力された充電制御信号ＶＧ_３１に基づいて、エミッタコレクタ間の導通を開閉制御するように構成されている。

　本実施形態においては、充電用スイッチ３１のコレクタ３１Ｃは、ダイオード３３２を介して、放電用スイッチ３２のドレイン３２Ｄに接続されている。

　ダイオード３３２は、充電用スイッチ３１のコレクタ３１Ｃから放電用スイッチ３２のドレイン３２Ｄに向かう方向の電流の通流を許容するように、そのアノードが充電用スイッチ３１のコレクタ３１Ｃに接続されている。また、充電用スイッチ３１はエミッタ３１Ｅ側が接地されている。

　放電用スイッチ３２には、ＭＯＳＦＥＴ（ＭＯＳＦＥＴはMetal　Oxide　Semiconductor　Field　Effect　Transistorの略）等の半導体スイッチング素子が用いられている。

　放電用スイッチ３２は、それぞれ、放電用制御端子３２Ｇ（ゲート）と、放電用電源側端子３２Ｄ（ドレイン）と、放電用接地側端子３２Ｓ（ソース）と、を有している。放電用スイッチ３２は、放電用ドライバ３４１から、放電用制御端子３２Ｇに入力された放電制御信号ＶＧ_３２に基づいて、ゲートソース間の導通を開閉制御するように構成されている。

　なお、本実施形態においては、放電用スイッチ３２として、ｎチャンネルＭＯＳＦＥＴを用いた例を示しているが、これに限定するものではない。いわゆるパワートランジスタを適宜採用し得る。点火用スイッチ３０、充電用スイッチ３１においても同様である。

　本実施形態においては、放電用スイッチ３２のソース３２Ｓは、ダイオード３３３を介して、一次巻線２０における低電圧側端子２０１側に接続されている。このダイオード３３３は、放電用スイッチ３２のソース３２Ｓ側から一次巻線２０の低電圧側端子２０１側に向かう方向の電流の通流を許容するように、そのアノードが放電用スイッチ３２のソース３２Ｓに接続されている。

　本実施形態における補助電源３３は、エネルギ蓄積コイル３３０と、エネルギ蓄積コンデンサ３３１と、ダイオード３３２とによって構成されている。

　ダイオード３３２は、エネルギ蓄積コイル３３０からエネルギ蓄積コンデンサ３３１への電流の流れを整流し、エネルギ蓄積コンデンサ３３１から放電したときにエネルギ蓄積コイル３３０への逆流を阻止している。

　エネルギ蓄積コイル３３０は、充電用スイッチ３１のオンによって電磁エネルギを蓄積するように設けられたインダクタである。このエネルギ蓄積コイル３３０の第一端の電源側端子３３０Ｖは、直流電源５の非接地側出力端子（＋端子）に接続され、第二端の接地側端子３３０Ｇは、充電用スイッチ３１における充電用電源側端子３１Ｃに接続されている。

　さらに、充電用スイッチ３１のコレクタ３１Ｃと放電用スイッチ３２のドレイン３２Ｄとの間に介装されたダイオード３３２の間に、充電用スイッチ３１に対して並列となるようにエネルギ蓄積コンデンサ３３１が設けられ、非接地側端子３３１Ｖがダイオード３３２のカソードに接続され、接地側端子３３１Ｇが接地されている。

　エネルギ蓄積コンデンサ３３１は、エネルギ蓄積コイル３３０から放電されたエネルギを蓄積するキャパシタである。

　本実施形態におけるドライバ回路部３４は、充電用スイッチ３１を開閉駆動する充電用ドライバ３４０と、放電用スイッチ３２を開閉駆動する放電用ドライバ３４１と、によって構成されている。

　なお、点火用スイッチ３０は、エンジン７の運転状況に応じてＥＣＵ４から発信された点火信号ＩＧｔによって直接駆動可能なため、ドライバ回路部を設けていないが、充電用スイッチ３１と同様に点火信号ＩＧｔに応じて点火制御信号ＶＧ_３０を発信するドライバ回路部を設けても良い。

　充電用ドライバ３４０は、エンジン７の運転状況に応じてＥＣＵ４から発振されて点火信号ＩＧｔを受けて、所定の周期でハイローが切り換えられる高周波パルスからなる充電駆動信号ＶＧ_３１を発生し、充電用スイッチ３１を開閉駆動する。

　また、ＥＣＵ４から、点火信号ＩＧｔの立ち下がりから所定の遅延時間τ（数μｓ～数十μｓ）だけ遅れて立ち上がり、放電期間Ｔｗ経過後に立ち下がる放電期間信号ＩＧｗが発信され、放電期間信号ＩＧｗがオンとなっている間には、充電用スイッチ３１の開閉駆動が禁止される。

　本実施形態においては、点火信号ＩＧｔの立ち上がりに同期して、ドライバ３４０の開閉駆動が開始され、点火信号ＩＧｔの立ち下がりに同期してドライバ３４０の開閉駆動が停止され、点火信号ＩＧｔがオンとなっている間に、エネルギ蓄積コンデンサ３３１が充電される。

　ただし、必ずしもエネルギ蓄積コンデンサ３３１の充電は点火信号ＩＧｔのオン期間に限られず、放電期間信号ＩＧｗがオンとなっている期間以外であればいつ行っても良い。

　また、本実施形態における補助電源３３は、充電用スイッチ３１と共に、いわゆる昇圧Ｄｃ－Ｄｃコンバータを構成しており、充電用スイッチ３１の開閉により、エネルギ蓄積コイル３３０への充電と放電を繰り返し、放電電圧Ｖｄｃ（充電電圧ともいえる）を昇圧しながらエネルギ蓄積コンデンサ３３１に重畳的に充電を行っている。

　エネルギ蓄積コンデンサ３３１は、電源電圧（例えば、１２Ｖ～２４Ｖ）よりも高い電圧（例えば、５０Ｖ～数百Ｖ）に充電される。

　放電用ドライバ３４１は、放電用スイッチ３２の開閉駆動が可能なゲート電圧を有し、所定の開閉周期でハイローが切り換えられる高周波パルスからなる放電制御信号ＶＧ_３２を生成する。

　放電用ドライバ３４１には、点火信号ＩＧｔと、放電期間信号ＩＧｗと、一次電圧判定信号ＪＤＧ１と、二次電流判定信号ＪＤＧ２とが入力される。

　補助電源３３は、放電用スイッチ３２を開閉駆動することにより、エネルギ蓄積コンデンサ３３１からの放電と停止とを切り換えることによって、一次巻線２０に流れる一次電流Ｉ１を増強し、二次巻線２１に放電維持電圧以上の誘導起電力を発生させるため、二次電流Ｉ２が増強され、二次巻線２１に放電の維持を図るための放電維持電流を生じさせることができ吹き消えを防止することができる。

　また、本発明のように、一次巻線２０の接地側端子２０１からエネルギを投入することにより、二次巻線２１側から投入する場合よりも低い電圧で電磁エネルギを投入することができる。

　さらに、一次巻線２０の高圧側から点火用スイッチ３０のオン中にバッテリ電圧より高い電圧で投入するとバッテリへの流入電流などにより効率が悪くなる。

　したがって、本発明によれば、もっとも容易に効率よくエネルギを投入することができるという優れた効果がある。

　本実施形態においては、補助電源３３からの放電を適切に制御すべく、制御回路部３に補助エネルギ要否判定手段３５として、一次電圧判定手段３５０と二次電流判定手段３５１とを設け、それぞれの判定結果を放電用ドライバ３４１にフィードバックしている。

　本実施形態における補助エネルギ要否判定手段３５は、一次電圧判定手段３５０と二次電流判定手段３５１及び二次電流検出手段３５２によって構成されている。

　本発明では、点火信号ＩＧｔの立ち下がり後、放電期間信号ＩＧｗの立ち上がり前のタイミングで、点火コイル２の一次巻線２０の接地側端子２０１における電圧Ｖ１を一次電圧判定手段３５０によってモニタする。

　一次電圧判定手段３５０は、点火コイル２の一次巻線２０の接地側端子２０１における電圧を一次電圧Ｖ１として検出し、これを所定の閾値電圧Ｖ１ｔｈと比較して閾値判定し、その結果を一次電圧判定信号ＪＤＧ１として、放電用ドライバ３４１に入力して、放電エネルギの投入開始を決定する。

　さらに、二次電流判定手段３５１は、二次電流Ｉ２を検出する二次電流検出手段３５２によって検出した二次電流Ｉ２を所定の二次電流上限閾値Ｉ２ｔｈＨと二次電流下限閾値Ｉ２ｔｈＬと比較して、その結果を二次電流判定信号ＪＤＧ２として放電用ドライバ３４１にフィードバックして、放電電流の安定化を図るように構成されている。

　放電用ドライバ３４１は、点火信号ＩＧｔがオフ、放電期間信号ＩＧｗがオン、一次電圧判定信号ＪＤＧ１がオンとなったとき、放電用スイッチ３２の開閉駆動を開始し、二次電流判定信号ＪＤＧ２のオンオフに従って放電用スイッチ３２の開閉を切り換え、補助電源３３から点火コイル２の一次巻線２０の接地側端子２０１への放電を制御する。

　即ち、本発明によれば、放電期間信号ＩＧｗによって一律に補助電源３３からの放電が開始されるのではなく、一次電圧判定手段３５０によって補助電源３３からの放電が必要と判断された場合のみ、放電が許可され、過剰なエネルギ供給による電極消耗の抑制を図ることが可能となる。

　また、二次電流判定手段３５１によって、二次電圧Ｖ２の大きさの如何にかかわらず、放電電流Ｉ２が一定の範囲に収まるように、補助電源３３からの放電を制御することが可能となる。
＜実施例１＞
　図３を参照して点火装置６の作動について説明する。

　図３（ａ）に示すように、エンジン７の運転状況に応じてＥＣＵ４から指定のタイミングでハイローが切り替わる点火信号ＩＧｔが発信される。

　さらに、図３（ｂ）に示すように、ＥＣＵ４からは、点火信号ＩＧｔの立ち下がりから所定の遅延時間τだけ遅れて立ち上がり、所定の放電期間Ｔｗの間放電を維持するよう指示する放電期間信号ＩＧｗが発信される。

　本実施形態においては、図３（ｃ）に示すように、点火信号ＩＧｔの立ち上がりに同期して、所定の周期でオンオフする充電制御信号ＶＧ_３１が生成され、充電用スイッチ３１がオンオフする。

　放電用スイッチ３２がオフされた状態で、充電用スイッチ３１をオンすると直流電源５からエネルギ蓄積コイル３３０に電流が流れ、エネルギ蓄積コイル３３０が充電される。

　放電用スイッチ３２がオフされた状態で、充電用スイッチ３１をオフすると、エネルギ蓄積コイル３３０に蓄積された電磁エネルギはダイオード３３２を介してエネルギ蓄積コンデンサ３３１側に流れ、エネルギ蓄積コンデンサ３３１が充電される。

　放電用スイッチ３２がオフされた状態で、充電用スイッチ３１の開閉を繰り返すと、エネルギ蓄積コイル３３０の充電と、エネルギ蓄積コイル３３０からエネルギ蓄積コンデンサ３３１への放電が重畳的に繰り返され、図３（ｈ）に示すように、エネルギ蓄積コンデンサ３３１には、直流電源５の電圧よりも遙かに高い放電電圧Ｖｄｃに充電され、電磁エネルギを蓄積することができる。

　なお、本実施形態においては、点火信号ＩＧｔがオンしている間にエネルギ蓄積コンデンサ３３１を充電する構成を示してあるが、必ずしも、エネルギ蓄積コンデンサ３３１の充電を点火信号ＩＧｔに同期して行う必要はない。

　所定の放電期間に放電を維持するために必要なエネルギを蓄積しておけるのであれば、放電期間信号ＩＧｗがオンされている期間を除きいずれの時期にエネルギ蓄積コンデンサ３３１の充電を行っても良い。

　一方、点火信号ＩＧｔのオンオフに同期して、図３（ｅ）に示すように点火用スイッチ３０がオンオフされる。

　点火用スイッチ３０がオンオフにより、点火コイル２の一次巻線２０に流れていた一次電流Ｉ１が遮断されると、図３（ｆ）に示すように、一次巻線２０の高い一次電圧Ｖ１が発生し、さらに、図３（ｇ）に示すように、二次巻線２１側に一次電圧Ｖ１の巻回比（Ｎ＝Ｎ２／Ｎ１）に比例する極めて高い二次電圧Ｖ２を発生する。

　この二次電圧Ｖ２が点火プラグ１に印加され、プラグギャップ間で絶縁破壊が生じ放電路が形成されると、図３（ｉ）に斜線で示したように大きな二次電流Ｉ２が流れ、点火用スイッチ３０のオンにより蓄積された磁気エネルギを放出しきるまで（Ｉ２が０Ａになるまで）、点火プラグ１に火花放電が発生する。

　図３（ａ）に示すように、点火信号ＩＧｔの立ち下がりから放電期間信号ＩＧｗの立ち上がりまでの間に、一次電圧判定手段３５０によって、一次電圧Ｖ１の判定が行われる。

　このとき、点火用スイッチ３０、放電用スイッチ３２は共にオフの状態となっている。

　さらに、点火コイル２の二次巻線２１の非プラグ側端子２１０とプラグ側端子２１１との間の二次電圧Ｖ２は、点火プラグ１に発生している火花放電の実際の放電距離によって変化する。

　気筒２０１内に強い気流によって放電アークが引き延ばされると、放電距離が長くなり、それだけ、二次巻線２１の二次電圧Ｖ２が高くなる。

　点火コイル２の誘導作用によって、一次巻線２０の接地側端子２０１において検出される一次電圧Ｖ１は、二次電圧Ｖ２の変化に比例して変化する。

　このため、一次電圧Ｖ１を検出することで、気筒２０１内に流れる気流によって変化する二次電圧Ｖ２を予測が可能となる。

　放電アークの引き延ばしが発生しない条件であると判断した場合には、補助電源３３からの放電を停止し、又は放電開始時期を遅らせ、放電アークの引き延ばしによって吹き消えが発生し易い条件であると判断した場合には、補助電源３３からの放電を早期に開始させることができる。

　一次電圧判定手段３５０によって、一次電圧Ｖ１と所定の一次電圧閾値Ｖ１ｔｈとの比較が行われ、一次電圧Ｖ１が一次電圧閾値Ｖ１ｔｈを超える場合には、放電の引き延ばしが発生する条件と判断され、一次判定信号ＪＤＧ１がオンとなる。

　一方、図３（ｂ）に示すように、放電期間信号ＩＧｗは、点火信号ＩＧｔの立ち下がりから一定の遅延期間τだけ遅れて立ち上がり、一次判定信号ＪＤＧ１は、その時々の運転条件に応じて、立ち上がり時期が変化するため、放電期間信号ＩＧｗを一次判定信号ＪＤＧ１によって補正することで、運転状況の変化に応じて補助電源３３からの放電を開始させることができる。

　放電用制御ドライバ３４１には、点火信号ＩＧｔ、放電期間信号ＩＧｗ、一次判定信号ＪＤＧ１が入力され、図３（ｄ）に示すように放電制御信号ＶＧ_３２が出力され、放電用スイッチ３２が開閉駆動される。

　充電用スイッチ３１は、オフの状態となっており、放電用スイッチ３２の開閉により、図３（ｈ）に示すように、エネルギ蓄積コンデンサ３３１の放電が起こり、点火コイル２の一次巻線２０の接地側端子２０１から導入されることになる。

　これによって、一次巻線２０に流れる一次電流Ｉ１が増加され、図３（ｉ）に示すように、二次電流が増加される。

　補助電源３３からの放電が開始されると、二次電流判定手段３５１に設けた二次電流検出抵抗３５２によって、点火コイル２の二次巻線２１に流れる二次電流Ｉ２が検出される。

　二次電流Ｉ２は、二次電流検出抵抗３５２によって電圧変換され、二次電流変換電圧ＶＩ２として二次電流判定手段３５１に入力される。

　二次電流判定手段３５１においては、所定の二次電流上限閾値Ｉ２ｔｈＨと二次電流下限閾値Ｉ２ｔｈＬとからなる２つの閾値と二次電流Ｉ２とを比較し、二次電流判定信号ＪＤＧ２が出力される。

　二次電流Ｉ２が二次電流上限閾値Ｉ２ｔｈＨを上回るときには、補助電源３３からの放電が不要と判断し、二次電流Ｉ２が二次電流下限閾値Ｉ２ｔｈＬを下回るときには、補助電源３３からの放電が必要と判断し、図３（ｄ）に示すように、二次電流判定信号ＪＤＧ２がオンオフを切り換えて放電用ドライバ３４１に入力され、放電用スイッチ３２のオンオフが切り換えられる。

　その結果、二次電圧Ｖ２の変化にかかわらず、図３（ｉ）に示すように、二次電流Ｉ２が一定の範囲となるように通電制御することが可能となる。

　本発明の点火装置６では、吹き消えの生じ難い条件では、補助電源３３からの放電を遅らせることで、過剰なエネルギ供給による電極消耗を抑制する一方で、吹き消えの生じやすい条件では、補助電源３３からの放電を速やかに開始し、点火コイル２の一次巻線２０の接地側端子２０１からエネルギを注入して、放電の維持を図り、吹き消えの防止を図る。

　さらに、二次電流検出手段３５２によって検出された二次電流Ｉ２（Ｖ_Ｉ２）の変化を閾値判定して、補助電源３３からの放電と停止とを切り換えることにより、二次電圧Ｖ２の変化にかかわらず、二次電流Ｉ２を一定の範囲に維持することができる。

　なお、補助電源３３からの放電開始後には、放電用スイッチ３２がオフとなっている状態では、一次電圧Ｖ１は接地され０となり、放電用スイッチ３２がオンとなった状態では、エネルギ蓄積コンデンサ３３１の放電電圧Ｖｄｃを検出することになる。
＜第２の実施形態＞
　図４を参照して、第２の実施形態における点火装置６ａについて説明する。

　なお、以下の実施形態において、前記実施形態と同じ構成については同じ符号を付し、相違する部分にアルファベットの枝番を付したので、共通する部分の説明を省略し、各実施形態における特徴的な部分を中心に説明する。他の実施形態においても同様である。

　本実施形態における点火装置６ａでは、制御回路部３ａを点火用スイッチ３０、充電用スイッチ３１、放電用スイッチ３２ａ、補助電源３３ａ、ドライバ回路部３４ａ、補助エネルギ要否判定手段３５ａによって構成している。

　補助電源３３ａは、１つのエネルギ蓄積コイル３３０に対して、第１、第２のエネルギ蓄積コンデンサ３３１Ａ、３３１Ｂを設けてある。

　さらに、放電用スイッチ３２ａとして、第１、第２のエネルギ蓄積コンデンサ３３１Ａ、３３１Ｂのそれぞれに第１、第２の放電用スイッチ３２１、３２２を設け、必要に応じて第１のダイオード３３２Ａ、第２のダイオード３３２Ｂ、第３のダイオード３３３Ａ、第４のダイオード３３３Ｂを設けた点が前記実施形態と相違する。

　また、ドライバ回路部３４ａは、充電用スイッチ３１を開閉制御する充電用ドライバ３４０と、第１、第２の放電用スイッチ３２１、３２２のそれぞれを開閉駆動する第１、第２の放電用ドライバ３４１、３４２とによって構成されている。

　また、前記実施形態と同様、点火用スイッチ３０を開閉駆動する点火制御ドライバを設けても良い。

　第１、第２の放電用ドライバ３４１、３４２には、点火信号ＩＧｔ、ＩＧｗ、一次電圧判定信号ＪＤＧ１、二次電流判定信号ＪＤＧ２が入力されている。

　前記実施形態においては、一次電圧Ｖ１を閾値判定して、放電開始時期の決定を行ったが、本実施形態においては、これに加え、第１、第２のエネルギ蓄積コンデンサ３３１Ａ、３３２Ａの切り替えを行うようにしている。

　前述のように、点火信号ＩＧｔの立ち下がりから放電期間信号ＩＧｗの立ち上がりまでの遅延時間τの間では、一次電圧Ｖ１と二次電圧Ｖ２とは、一次巻線２０の巻回数Ｎ１と二次巻線２１の巻回数Ｎ２との巻回比（Ｎ＝Ｎ２／Ｎ１）に比例し、Ｎ＝Ｎ２／Ｎ１＝Ｖ２／Ｖ１の関係が成立し、遅延時間τの間に一次電圧Ｖ１を検出することで、二次電圧Ｖ２の予測が可能となる。

　一方、放電開始後には、第１の放電用スイッチ３２１がオンとなったときには、一次電圧Ｖ１は、第１のエネルギ蓄積コンデンサ３３１Ａの第１の放電電圧Ｖｄｃ１に等しく、第２の放電用スイッチ３２２がオンとなったときには、一次電圧Ｖ１は、第２のエネルギ蓄積コンデンサ３３１Ａの第２の放電電圧Ｖｄｃ２に等しくなる。

　したがって、一次電圧Ｖ１を検出することによって、補助電源３３ａのエネルギ残量を監視することが可能となる。

　前記実施形態と同様に、一次電圧Ｖ１の判定結果に基づいて、第１のエネルギ蓄積コンデンサ３３１からの放電を開始し、二次電流Ｉ２の判定結果によって、二次電流Ｉ２が一定の範囲となるように、第１のエネルギ蓄積コンデンサ３３１からの放電を行った後、第１の放電電圧Ｖｄｃ１が所定の放電電圧閾値Ｖｄｃ１ｔｈより低くなった場合には、第１の放電用ドライバを停止し、第２の放電用ドライバの駆動を開始し、第２のエネルギ蓄積コンデンサ３３２からの放電に切り換えることが可能となる。

　また、一次電圧Ｖ１の判定において、気筒７０１内が吹き消えを生じ難い条件と判断した場合には、第２のエネルギ蓄積コンデンサ３３２からの放電を行わないようにすることも可能となる。
＜実施例２＞
　図５、図６Ａを参照して、実施例２として示す、本発明の第２の実施形態における点火装置６ａの基本的な作動とその効果について説明する。

　図５中（ａ）は、点火信号ＩＧｔを、（ｂ）は、放電期間信号ＩＧｗを、（ｃ）は、充電用スイッチ３１の開閉状態を、（ｄ）は、第１の放電用スイッチ３２１の開閉状態を、（ｅ）は、第２の放電用スイッチ３２２の開閉状態を、（ｆ）は、点火用スイッチ３０の開閉状態を、（ｇ）は、第１の放電電圧Ｖｄｃ１の変化を、（ｈ）は、第２の放電電圧Ｖｄｃ２の変化を、（ｉ）は、投入されたエネルギＥの積算量を、（ｊ）は、一次電圧Ｖ１の変化を、（ｋ）は二次電圧Ｖ２の変化を、（Ｌ）は、二次電流Ｉ２の変化を示す。

　図５（ａ）に示すように、ＥＣＵ４から、エンジンの点火時期に応じた点火信号ＩＧｔが発信される。

　図５（ｂ）に示すように、ＥＣＵ４から、エンジンの運転状況に応じて予め設定した放電期間信号ＩＧｗが発信される。

　図５（ｃ）に示すように、点火信号ＩＧｔの立ち上がりに同期して充電用スイッチ３１が開閉駆動し、立ち下がりに同期して充電用スイッチ３１の駆動が停止される。

　図５（ｇ）に示すように、充電用スイッチ３１の開閉駆動によって、エネルギ蓄積コイル３３０から放出された電磁エネルギが第１のエネルギ蓄積コンデンサ３３１Ａに重畳的に充電され、第１のエネルギ蓄積コンデンサ３３１Ａの第１の放電電圧Ｖｄｃ１が上昇する。

　同時に、図５（ｈ）に示すように、充電用スイッチ３１の開閉駆動によって、エネルギ蓄積コイル３３０から放出された電磁エネルギが第２のエネルギ蓄積コンデンサ３３１Ｂに重畳的に充電され、第２のエネルギ蓄積コンデンサ３３１Ｂの第２の放電電圧Ｖｄｃ２が上昇する。

　なお、充電完了時において、第１の放電電圧Ｖｄｃ１と第２の放電電圧Ｖｄｃ２は等しい電圧Ｖｄｃ（例えば、１００Ｖ）となる。

　図５（ｆ）に示すように、点火信号ＩＧｔの立ち上がりに同期して点火用スイッチ３０がオンとなり、点火信号ＩＧｔの立ち下がりに同期して点火用スイッチ３０がオフとなる。

　図５（ｉ）に示すように、点火用スイッチ３０の遮断によって、高いエネルギが一気に投入される。

　その結果、図５（ｊ）に示すように、点火用スイッチ３０のオフにより、点火コイル２の一次巻線２０に流れる一次電流Ｉ１の急激な変化によって、一次巻線２０の一次電圧Ｖ１が急上昇する。

　図５（ｋ）に示すように、点火コイル２の一次巻線２０に流れる電流の急激な変化によって、二次巻線２１に極めて高い二次電圧Ｖ２が発生し、点火プラグ７の電極間に形成された空間の絶縁が破壊され、放電が起こる。

　このとき、図５（Ｌ）に示すように、大きな二次電流Ｉ２が流れる。

　一方、放電開始直後には、図５（ｂ）に示すように、放電期間信号ＩＧｗが立ち上がる。

　すると、図５（ｄ）に示すように、放電期間信号ＩＧｗの立ち上がりに同期して、放電用スイッチ３２１が開閉駆動される。

　図５（ｇ）に示すように、充電用スイッチ３１、点火用スイッチ３０がオフとなった状態で、放電用スイッチ３２１の開閉駆動によって、第１の放電電圧Ｖｄｃ１が変化する。

　そのとき発生する電流が一次巻線２０に流れ、図５（ｉ）に示すように、放電維持エネルギとして投入され、図５（Ｌ）に示すように、点火プラグ１の電極間の放電を維持するように二次電流Ｉ２の低下を抑制する。

　図５（ｊ）に示すように、放電開始によって、一次電圧Ｖ１は一気に低下するが、気流による放電の伸びにしたがって徐々に放電空間の抵抗が上昇し、所定の放電電圧閾値Ｖｄｃ１ｔｈを超えると、放電電流が流れ難くなるが、一次電圧判定手段３５０ａから出力された判定信号ＪＤＧ３によって第２のエネルギ蓄積コンデンサ３３１Ｂからの放電を開始すべく、図５（ｅ）に示すように、第２の放電用スイッチ３２２が開閉駆動される。

　第２の放電用スイッチ３２２の開閉駆動によって、図５（ｈ）に示すように、第２の放電電圧Ｖｄｃ２が変化する。

　このため、第１のエネルギ蓄積コンデンサ３３１Ａと第２のエネルギ蓄積コンデンサ３３１Ｂとの重畳的な駆動によって、図５（ｉ）に示すように、投入エネルギＥが増加し、図５（ｊ）に示すように、一次電圧Ｖ１の上昇が抑制され吹き消えが抑制される。

　また、放電期間Ｔｗ１は、予め設定したマップに記憶され、運転状況に応じて選択された一定の期間となるが、第１のエネルギ蓄積コンデンサ３３１Ａからの放電は、遅延時間τの間に一次電圧判定手段３５０ａによって一次電圧Ｖ１を閾値判定した一次電圧判定信号ＪＤＧ１によって、実際の運転状況に応じた適切なタイミングに放電開始時期が決定され、第２のエネルギ蓄積コンデンサ３３１Ｂからの放電維持エネルギが投入される第２の放電期間Ｔｗ２は、放電開始後に、第１の放電用スイッチ３２１がオンとなっているときに、一次電圧判定手段３５０ａによって、検出された第１の放電電圧Ｖｄｃ１と所定の放電電圧閾値Ｖｄｃ１ｔｈとを比較し、実際に検出されたＶｄｃ１が放電電圧閾値Ｖｄｃ１ｔｈ以下となるタイミングに応じて増減される。

　さらに、前記実施形態と同様、補助電源３３ａからの放電が開始された後は、二次電流Ｉ２を二次電流検出手段３５２によって検出し、二次電流判定手段３５１によって二次電流Ｉ２を閾値判定して二次電流Ｉ２が一定の範囲となるように二次電流判定信号ＪＤＧ２の出力が切り換えられ、第１、第２の放電用ドライバ３４１、３４２から出力される放電制御信号ＶＧ_３２１、ＶＧ_３２２のハイローの切り換えが行われる。

　これによって、二次電圧Ｖ２が気筒２０１内に流れる気流の変化によって変動しても、二次電流Ｉ２が一定の範囲に維持することができる。

　このため、発明の点火装置６では、過不足なく、放電維持に必要なエネルギが供給されることになる。

　本発明においては、点火コイル２の一次巻線２０の一次電圧Ｖ１と二次巻線２１に発生する二次電圧Ｖ２との比Ｖ１／Ｖ２が、一次巻線２０の巻回数Ｎ１と二次巻線２１の巻回数Ｎ２との比Ｎ１／Ｎ２にほぼ等しく、一次電圧Ｖ１をモニタすることで、個体差や運転状況の違いによる二次電圧Ｖ２の変化を予測し、運転状況の変化だけでなく個体差の影響に対応した、きめ細やかな点火制御を実施することが可能となるのである。

　その結果、図７Ａに実施例２として示すように、燃焼室内の気流が弱い場合には、補助電源３３からのブレイク放電と第１のエネルギ蓄積コンデンサ３３１Ａからの放電のみであっても、放電アークＡＲＫが引き延ばされることがないので、ブレイク放電後の一次電圧Ｖ１の上昇が緩やかで、第２のエネルギ蓄積コンデンサ３３１Ｂからのエネルギ供給を遅らせ、短期間だけ充放電を実施するようにしても、安定した着火が可能である。
＜実施例３＞
　さらに、図７Ｂに実施例３として、燃焼室内に強い筒内気流が発生している場合における本発明の効果について説明する。

　なお、実施例２と同じ作動については説明を省略し、特徴的な点のみを説明する。

　燃焼室内に強い気流が発生している場合、図７Ｂに示すように、放電アークＡＲＫが引き延ばされるので、二次電圧Ｖ２が早期に上昇する。

　このとき、二次電圧Ｖ２の変化と一次電圧Ｖ１の変化とに相関があり、遅延時間τの間に一次電圧判定手段３５０ａによって、一次電圧Ｖ１をモニタすることで、二次電圧Ｖ２の変化を予測できる。

　このため、早期にＶ１が所定の一次電圧閾値Ｖ１ｔｈを超える場合には、速やかに第２の放電用スイッチ３２２の開閉が開始され、第１のエネルギ蓄積コンデンサ３３１Ａと第２のエネルギ蓄積コンデンサ３３１Ｂとからエネルギの高いコンデンサから選択的にエネルギ投入が実施される。

　その結果、図７Ｂに示すように、二次電流Ｉ２の維持に十分なエネルギが投入され、吹き消えを生じることがなく、安定した着火が実現できる。
＜比較例１＞
　図６Ａ、図８Ａを参照して、比較例１の問題点を説明する。

　比較例１では、従来の多重放電を行う点火装置の問題点を明らかにすべく、本発明の点火装置９において、一次電圧Ｖ１の監視結果をフィードバックさせず、燃焼室内に強い気流が発生していない状態で、図６（ｄ）、図６（ｅ）に示すように、放電開始直後から第１のエネルギ蓄積コンデンサ３３１Ａのみならず、第２のエネルギ蓄積コンデンサ３３１Ｂからの放電を一定の開閉周期で行った結果を示すものである。

　その結果、比較例１では、図６Ａ（ｉ）に示すように、投入エネルギが過剰供給となり、図８Ａに示すように、強い放電アークが維持され続け、これが点火プラグ１の電極消耗を引き起こす要因となることが判明した。

　また、従来の点火装置のように、電源電圧を監視して、点火プラグに引加される電圧を平均化した場合、放電維持が困難な状況では、放電維持を図る効果が発揮できるが、着火し易い運転状況においては、過剰なエネルギ供給による電極消耗を引き起こすことになる。
＜比較例２＞
　図６Ｂ、図８Ｂを参照して、比較例２の問題点を説明する。

　比較例２では、従来の点火装置の問題点を明らかにすべく、図６Ｂ（ｄ）、図６（ｅ）に示すように、本発明の点火装置６において第２のエネルギ蓄積コンデンサ３３１Ｂからの放電を強制的に停止した状態で、燃焼室内に強い筒内気流が発生した条件の下で、点火試験を行った結果を示すものである。

　比較例２では、一次電圧判定信号ＪＤＧ１、放電電圧判定信号ＪＤＧ３、を強制的にオフさせ、また、放電開始後は、二次電流判定信号ＪＤＧ２をフィードバックさせず、一定の開閉周期で第１の放電用スイッチ３２１を開閉制御し、点火コイル２の一次電圧Ｖ１、第１の放電電圧Ｖｄｃ１、及び、二次電流Ｉ２の監視結果をフィードバックさせない状態としている。

　その結果、比較例２では、点火信号ＩＧｔにしたがって、点火プラグ１に火花放電を発生させ、補助電源３３ａからの放電により、ある程度放電の維持を図ることが可能である。

　しかし、比較例２では、第２のエネルギ蓄積コンデンサ３３１Ｂからの放電が停止されているため、燃焼室内に強い気流が発生していると、図８Ｂに示すように、放電アークＡＲＫが引き延ばされ、早期に二次電圧Ｖ２が上昇し、放電の維持が困難となり、放電アークが引きちぎられ、図６Ｂ（ｊ）、図６（ｋ）、図６（Ｌ）に示すように、放電の吹き消え、及び、再放電が起こる。

　このとき、瞬間的に二次電流Ｉ２が流れなくなり、あたかも、スイッチングが行われたような状態を引き起こし、再放電が発生する。

　このため、第１のエネルギ蓄積コンデンサ３３１Ａから供給された放電エネルギが継続的に同じ混合気に供給されることなく、放電空間の絶縁破壊に消費されてしまい、十分な火炎成長をすることなく、火炎核ＦＬＫが吹き消され、失火に至るおそれがある。
＜変形例＞
　図９Ａ、図９Ｂを参照して、本発明の第２の実施形態における点火装置の第１及び第２の変形例６ｂ、６ｃについて説明する。

　上記実施形態における点火装置６ａでは、第１のエネルギ蓄積コンデンサ３３１Ａ、第２のエネルギ蓄積コンデンサ３３１Ｂのそれぞれが、第１、第２のダイオード３３２Ａ、３３２Ｂ、を、第１、第２の放電用スイッチ３２１、３２２のそれぞれが、第３、第４のダイオード３３３Ａ、３３３Ｂに接続された構成を示したが、第１の変形例における点火装置６ｂでは、図９Ａに示すように、第１のダイオード３３２Ａを第１のエネルギ蓄積コンデンサ３３１Ａと第２のエネルギ蓄積コンデンサ３３１Ｂとで共有し、第２の変形例における点火装置６ｃでは、さらに、第３のダイオード３３３Ａを第１の放電用スイッチ３２１と第２の放電用スイッチ３２２とで共有するように構成している。

　このように、第１、第２のエネルギ蓄積コンデンサ３３１Ａ、３３１Ｂ及び、第１，第２の放電用スイッチ３２１、３２２が、第１、第３のダイオード３３２Ａ、３３３Ａを兼用することにより、各素子に流れる電流量が大きくなるため、上記実施形態における点火装置６ａよりも、各素子に要求される容量は大きくなるが、上記実施形態と同様の効果を発揮しつつ、部品点数を減らすこともできる。

　また、本実施形態においては、放電期間信号ＩＧｗを第２の放電用ドライバ３４２へも送信し、放電期間信号ＩＧｗと一次電圧判定信号ＪＤＧ１と、放電電圧判定信号ＪＤＧ３が共にオンとなった場合に、第２のエネルギ蓄積コンデンサ３３１Ｂからの放電を開始するようにした構成を示したが、第１の変形例における点火装置６ｂでは、第２の放電用ドライバ３４２へは、放電期間信号ＩＧｗの送信をせず、第１の放電電圧判定信号ＪＤＧ３のみによって、第２の放電用ドライバの駆動を開始させるようにしても良い。

　このような構成であっても、上記実施形態と同様の効果を発揮できる。

　また、本実施形態においては、第１のエネルギ蓄積コンデンサ３３１Ａと第２のエネルギ蓄積コンデンサ３３１Ｂとから重畳的に放電を行うように制御する例を示したが、いずれか一方のみからの放電を行うようにしても良い。

　さらに、第２のエネルギ蓄積コンデンサ３３１Ｂ、第２の放電用スイッチ３２２、及び、必要に応じたダイオードに加え、これらと同様の構成からなる第３、第４のエネルギ蓄積コンデンサ３３１Ｃ、３３１Ｄ、第３，第４の放電用スイッチ３２３、３２４、及び、必要に応じたダイオードを並列に設けるようにしても良い。部品点数が増えるが、各素子の容量を小さくできるため、トータルコストの削減ができる場合もあり、より一相きめ細かな電力供給マネージメントも可能となる。

　なお、上記実施形態においては、複数の補助電源３３を点火コイル２の一次巻線２０の下流側に接続した例を示したが、上流側に設けるようにしても良い。但し、その場合、整流素子や開閉素子の極性を考慮する必要がある。

　また、昇圧回路は共通回路としたが、それぞれに設けてよい。

　さらに、点火信号ＩＧｔ、及び、放電期間信号ＩＧｗはＥＣＵ４からの信号をそのまま使用した例を示したが、ドライバ回路部を設けて、昇圧動作時間と点火コイル時間を分けてもよい。

　＜第３の実施形態＞
　図１０を参照して、本発明の第３の実施形態における点火装置６ｄについて説明する。

　点火装置６ｄは、点火プラグ１、点火コイル２、制御回路部３ｄ、ＥＣＵ４ｄ、直流電源５からなり、制御回路部３ｄは、点火用スイッチ３０、充電用スイッチ３１、放電用スイッチ３２、補助電源３３ｄ、ドライバ回路部３４ｄ、補助エネルギ要否判定手段３５ｄによって構成されている。

　本実施形態においては、第１の実施形態と同様の構成において、補助電源３３ｄとして、エネルギ蓄積コイル３３０のみを備え、エネルギ蓄積コンデンサ３３１を廃した点、及び、補助エネルギ要否判定手段３５ｄをＥＣＵ４ｄに設けた点が前記第１の実施形態と相違する。

　本実施形態におけるドライバ回路部３４ｄは、ＥＣＵ４から出力された点火信号ＩＧｔ及び放電期間信号ＩＧｗを受信するように、ＥＣＵ４に接続されている。

　また、ドライバ回路部３４ｄは、点火用スイッチ３０、充電用スイッチ３１、放電用スイッチ３２を制御するように、点火用制御端子３０Ｇ、充電用制御端子３１Ｇ及び放電用制御端子３２Ｇに接続されている。このドライバ回路部３４ｄは、受信した点火信号ＩＧｔ及び放電期間信号ＩＧｗに基づいて、点火信号ＩＧｔ、充電制御信号ＶＧ_３１、及び放電制御信号ＶＧ_３２を、それぞれ点火用制御端子３０Ｇ、充電用制御端子３１Ｇ及び放電用制御端子３２Ｇに出力するように設けられている。

　さらに、本実施形態においては、ＥＣＵ４ｄに補助エネルギ要否判定手段３５ｄが設けられ、一次電圧Ｖ１、放電電圧Ｖｄｃ、及び、二次電流Ｉ２の閾値判定が行われ、一次電圧判定信号ＪＤＧ１、二次電流判定信号ＪＤＧ２、放電電圧判定信号ＪＤＧ３がＥＣＵ４ｄからドライバ回路部３４ｄに出力されるように設けられている。

　また、本実施形態においては、エネルギ蓄積コンデンサ３３１を廃したため、放電用スイッチ３２の開閉のみでは、エネルギ蓄積コイル３３０への再充電ができない。

　このため、点火用スイッチ３０の開閉により、放電を開始した後、放電用スイッチ３２と充電用スイッチ３１とを交互に開閉するよう、ドライバ回路部３４ｄの制御がなされる。

　＜動作説明＞
　以下、図１１Ａおよび図１１Ｂを参照して本実施形態の構成による動作（作用・効果）について説明する。図１１Ａおよび図１１Ｂのタイムチャートにおいて、「Ｖｄｃ」は第放電用スイッチ３２のドレイン３２Ｄの電圧、「Ｉ１」は一次電流、「Ｉ２」は二次電流をそれぞれ示す。

　なお、図中、一次電流「Ｉ１」及び二次電流「Ｉ２」のタイムチャートにおいては、図１０にて矢印で示されている方向が正の値となるように示されているものとする。また、他の実施形態と同様、点火信号ＩＧｔ、放電期間信号ＩＧｗ、点火信号ＩＧｔ（ＶＧ_３０）、充電制御信号ＶＧ_３１、及び放電制御信号ＶＧ_３２は、図中上方に立ち上がった状態が「Ｈ」であり、下方に立ち下がった状態が「Ｌ」であるものとする。

　ＥＣＵ４ｄは、回転速度センサ７９３等の各種センサ７９の出力に基づいて取得したエンジンパラメータに応じて、インジェクタ７８及び制御回路部３を含む、エンジンシステム１０における各部の動作を制御する。ここで、点火制御について詳述すると、ＥＣＵ４ｄは、取得したエンジンパラメータに基づいて、点火信号ＩＧｔ及び放電期間信号ＩＧｗを生成する。そして、ＥＣＵ４ｄは、生成した点火信号ＩＧｔ及び放電投入期間信号ＩＧｗを、ドライバ回路部３４ｄに向けて出力する。加えて、本実施形態では、ＥＣＵ４ｄに一次電圧Ｖ１、放電電圧Ｖｄｃ、二次電流Ｉ２が入力され、それぞれを閾値判定した、一次電圧判定信号ＪＤＧ１、放電電圧判定信号ＪＤＧ３、二次電流判定信号ＪＤＧ２をドライバ回路部３４ｄに出力するように構成されている。

　なお、本実施形態においては、エネルギ投入期間信号ＩＧｗは、点火信号ＩＧｔがＨレベルからＬレベルに立ち下がると同時に、ＬレベルからＨレベルに立ち上げられるものとする。

　ドライバ回路部３４ｄは、ＥＣＵ４ｄから出力された点火信号ＩＧｔ及びエネルギ投入期間信号ＩＧｗを受信すると、これらに基づいて、点火用スイッチ３０のオンオフを制御するための点火制御信号ＶＧ_３０、充電用スイッチ３１のオンオフを制御するための充電制御信号ＶＧ_３１、及び放電用スイッチ３２のオンオフを制御するための放電制御信号ＶＧ_３２を出力する。

　なお、本実施形態においては、点火制御信号ＶＧ_３０は、点火信号ＩＧｔと同一である。このため、ドライバ回路部３４ｄは、受信した点火信号ＩＧｔをそのまま点火制御信号ＶＧ_３０のゲート３０Ｇに向けて出力する。

　一方、充電制御信号ＶＧ_３１及び放電制御信号ＶＧ_３２は、ＥＣＵｄから受信した放電期間信号ＩＧｗ、一次電圧判定信号ＪＤＧ１、放電電圧判定信号ＪＤＧ３、及び、二次電流判定信号ＪＤＧ２に基づいて生成されるものである。このため、ドライバ回路部３４ｄは、充電制御信号ＶＧ_３１及び放電制御信号ＶＧ_３２を、充電用スイッチ３１のゲート３１Ｇあるいは放電用スイッチ３２のゲート３２Ｇに向けて出力する。

　ここで、本実施形態においては、一次電圧判定手段３５０ｄの判定結果から、補助電源３３ｄからの放電の要否を判定した上で、充電制御信号ＶＧ_３１は、放電期間信号ＩＧｗがＨレベルに立ち上がると同時にＨレベルに立ち上がるとともに、エネルギ投入期間信号ＩＧｗがＨレベルの間に所定の周期で繰り返し立ち上がる、オンデューティ比が一定（１：１）の矩形波パルス状の信号である。また、放電制御信号ＶＧ_３２は、放電期間信号ＩＧｗがＨレベルの間に、充電制御信号ＶＧ_３１と交互に繰り返し立ち上がる、オンデューティ比が一定（１：１）の矩形波パルス状の信号である。

　すなわち、図１１Ａに示されているように、充電制御信号ＶＧ_３１がＨレベルからＬレベルに立ち下がると同時に放電制御信号ＶＧ_３２がＬレベルからＨレベルに立ち上がる。また、放電制御信号ＶＧ_３２がＨレベルからＬレベルに立ち下がると同時に充電制御信号ＶＧ_３１がＬレベルからＨレベルに立ち上がる。

　以下図１１Ａを参照すると、時刻ｔ１にて点火信号ＩＧｔがＨレベルに立ち上がると、これに対応して、点火制御信号ＶＧ_３０がＨレベルに立ち上げられることで、点火用スイッチ３０がオンされる。このとき放電期間信号ＩＧｗはＬレベルであるため充電用スイッチ３１及び放電用スイッチ３２はオフである。これにより、一次巻線２０における一次電流Ｉ１の通流が開始する。

　このようにして、点火信号ＩＧｔがＨレベルに立ち上がっている時刻ｔ１－ｔ２間に、点火コイル２が充電される。その後、時刻ｔ２にて点火信号ＩＧｔがＨレベルからＬレベルに立ち下げられることで点火用スイッチ３０がオフされると、それ以前まで一次巻線２０に通流していた一次電流が急激に遮断される。すると、点火コイル２が放電し、二次巻線２１にて、大きな二次電流Ｉ２である放電電流が生じる。これにより、点火プラグ１にて点火放電が開始する。

　ここで、時刻ｔ２にて点火放電が開始した後は、従来の放電制御においては（あるいはエネルギ投入期間信号ＩＧｗがＨレベルに立ち上げられることなくＬレベルのまま維持されるような運転条件においては）、破線で示されたように、放電電流はそのままでは時間経過とともにゼロに近づき、放電を維持できない程度まで減衰する。

　この点、本動作例においては、時刻ｔ２にて、点火信号ＩＧｔがＨレベルからＬレベルに立ち下がると同時に、放電期間信号ＩＧｗがＬレベルからＨレベルに立ち上げられる。すると、まず、放電制御信号ＶＧ_３２がＬレベルに維持されつつ、充電制御信号ＶＧ_３１がＨレベルに立ち上げられる。すなわち、放電用スイッチ３２がオフの状態で、充電用スイッチ３１がオンされる。これにより、エネルギ蓄積コイル３３０に電磁エネルギが蓄積される。

　その後、充電制御信号ＶＧ_３１がＨレベルからＬレベルに立ち下がると同時に、放電制御信号ＶＧ_３２がＨレベルに立ち上げられる。このとき、充電用スイッチ３１のオフによる、エネルギ蓄積コイル３３０の放電電圧Ｖｄｃの昇圧と同時に、放電用スイッチ３２がオンされることとなる。すると、エネルギ蓄積コイル３３０から放出された電磁エネルギが、一次巻線２０に対してその低電圧側端子２０１側から供給される。これにより、点火放電中に、投入エネルギに起因する一次電流が通流する。

　このようにして、エネルギ蓄積コイル３３０から一次巻線２０に一次電流が供給されると、それまで通流していた放電電流Ｉ２に対して、かかる一次電流の供給に伴う追加分が重畳される。これにより、放電電流Ｉ２が、点火放電を維持可能な程度に良好に確保される。

　このような、エネルギ蓄積コイル３３０における電磁エネルギの蓄積と、エネルギ蓄積コイル３３０からの一次電流の供給に伴う放電電流の重畳は、充電制御信号ＶＧ_３１のオンパルスと放電制御信号ＶＧ_３２のオンパルスとが交互に出力されることによって、エネルギ投入期間信号ＩＧｗがＨレベルからＬレベルに立ち下がる時刻ｔ４まで、繰り返し行われる。

　すなわち、図１１Ａに示されているように、充電制御信号ＶＧ_３１のパルスが立ち上がる毎に、エネルギ蓄積コイル３３０に電磁エネルギが蓄積される。そして、放電制御信号ＶＧ_３２のパルスが立ち上がる毎に、エネルギ蓄積コイル３３０から供給された投入エネルギにより一次電流Ｉ１が順次追加され、これに対応して、放電電流Ｉ２が順次追加される。

　このように、本実施形態の構成においては、いわゆる「吹き消え」が生じないように、放電電流を良好に維持することが可能となる。また、本実施形態の構成においては、特開２００７－２３１９２７号公報に記載の従来の構成におけるコンデンサが省略されている。したがって、本実施形態によれば、いわゆる「吹き消え」の発生及びこれに伴う点火エネルギのロスが、従来よりも簡略な装置構成によって、良好に抑制される。

　本実施形態においても、前記実施形態と同様の効果を発揮できる。

　＜変形例＞
　以下、本実施形態の変形例について、説明する。なお、上述の実施形態の一部、及び、複数の変形例の全部又は一部が、技術的に矛盾しない範囲内において、適宜、複合的に適用され得る。

　また、例えば、ＥＣＵ４ｄのうちの一部の機能ブロックが、ドライバ回路部３４ｄと一体化され得る。

　あるいは、ドライバ回路部３４ｄが、スイッチング素子毎に分割され得る。

　この場合、点火制御信号ＶＧ_３０が点火信号ＩＧｔであるときは、ドライバ回路部３４ｄを介することなく、点火信号ＩＧｔがＥＣＵ４ｄから直接的に点火用スイッチ３０のゲート３０Ｇに出力されてもよい。

　図１０に示されているように、本実施形態においては、放電用スイッチ３２の入力側（すなわちドレイン３２Ｄ）にて、充電用スイッチ３１及びエネルギ蓄積コイル３３０により、いわゆるフライバック型の昇圧回路が形成されている。

　本発明は、上述の実施形態にて例示された具体的な動作に限定されない。本実施形態においては、エネルギ蓄積コイル３３０の充放電を、所定のデューティ比でハイローが切り替わるパルス信号にしたがって、切り換えるようにしたが、前記実施形態と同様に、エネルギ蓄積コイル３３０からの一次電流の供給（充電用スイッチ３１のオフ及び放電用スイッチ３２のオン）を、放電電流検出抵抗３５２によって検出された放電電流Ｉ２を所定の電流閾値Ｉ２ｔｈＨ、Ｉ２ｔｈＬとの比較によって、判定する二次電流判定手段３５１を設けて、二次電流が一定の範囲となるように、制御することもできる。

　図１１Ｂに示す変形例について説明する。

　本実施形態では、放電電流（二次電流Ｉ２）が所定の二次電流下限閾値Ｉ２ｔｈＬ以下となったときに、一次巻線２０における低電圧側端子への一次電流の供給を実行し、所定の二次電流閾値Ｉ２ｔｈＨ以上となったときに一次電流の供給を停止するようにしてもよい。

　具体的には、二次電流検出抵抗３５２によって電圧変換された二次電流Ｉ２を、ヒステリシスコンパレータに入力し、出力を所定の分圧抵抗を介して帰還させた閾値電圧との比較によって一定の範囲内に調整することができる。

　一次電圧判定手段３５０ａによって、一次電圧Ｖ１を閾値判定し、判定フラグＪＤＧ１が「０」から「１」に立ち上げられ、その間、補助電源３３ｄとして設けられたエネルギ蓄積コイル３３０への充電と放電とが繰り返される。

　このとき、二次電流判定手段３５１によって、二次電流Ｉ２が所定の二次電流上限閾値Ｉ２ｔｈＨ、二次電流下限閾値Ｉ２ｔｈＬと比較され、放電制御信号ＶＧ_３２及び充電制御信号ＶＧ_３１が交互にオンされる。これにより、エネルギ蓄積コイル３３０から一次巻線２０への一次電流の供給が行われる。

　その他、特段に言及されていない変形例についても、本発明の本質的部分を変更しない範囲内において、本発明の技術的範囲に含まれることは当然である。

　また、本発明の課題を解決するための手段を構成する各要素における、作用・機能的に表現されている要素は、上述の実施形態や変形例にて開示されている具体的構成及びその均等物の他、当該作用・機能を実現可能ないかなる構成をも含む。

１・・・点火プラグ
２・・・点火コイル
２０・・・一次巻線
２００・・・高電圧側端子（非接地側端子）
２０１・・・低電圧側端子（接地側端子）
２１・・・二次巻線
２１０・・・非プラグ側端子（非接地側端子）
２１１・・・プラグ側端子（接地側端子）
３・・・制御部
３０・・・点火用スイッチ
３０Ｃ・・・点火用電源側端子（コレクタ）
３０Ｇ・・・点火用制御端子（ゲート）
３０Ｅ・・・点火用接地側端子（エミッタ）
３１・・・充電用スイッチ
３１Ｃ・・・充電用電源側端子（コレクタ）
３１Ｇ・・・充電用制御端子（ゲート）
３１Ｅ・・・充電用接地側端子（エミッタ）
３２・・・放電用スイッチ
３２Ｄ・・・放電用電源側端子（ドレイン）
３２Ｇ・・・放電用制御端子（ゲート）
３２Ｓ・・・放電用接地側端子（ソース）
３３・・・補助電源
３３０・・・エネルギ蓄積コイル
３３０Ｖ・・・コイル電源側端子
３３０Ｇ・・・コイル接地側端子
３３１・・・エネルギ蓄積コンデンサ
３３２、３３３、３３４・・・整流素子（ダイオード）
３４・・・ドライバ回路部
３４０・・・充電用ドライバ
３４１・・・放電用ドライバ
３５・・・補助エネルギ要否判定手段
３５０・・・一次電圧判定手段
３５１・・・二次電流判定手段
３５２・・・二次電流検出手段
４・・・電子制御装置（ＥＣＵ）
５・・・直流電源
６・・・点火装置
７・・・エンジン（内燃機関）
８・・・吸排気機構
９・・・エンジンシステム
ＩＧｔ・・・点火信号
ＶＧ_３１・・・充電制御信号
ＶＧ_３２・・・放電制御信号
ＩＧｗ・・・放電期間信号
ＪＤＧ１・・・一次電圧判定信号
ＪＤＧ２・・・二次電流判定信号

Claims (9)

1. 　エンジン（７）の気筒（７０１）内にて燃料混合気を点火する点火プラグ（１）と、
   　直流電源（５）と、
   　該直流電源に一端の高電圧側端子（２００）が接続される一次巻線（２０）と該一次巻線の一次巻回数（Ｎ１）に対して所定の巻回比（Ｎ＝Ｎ２／Ｎ１）となる二次巻回数（Ｎ２）で巻回された二次巻線（２１）とを備え、前記一次巻線に流れる一次電流（Ｉ１）の増減により、前記二次巻線に高い二次電圧（Ｖ２）を発生し、前記二次巻線の一端のプラグ側端子（２１１）に前記点火プラグが接続される点火コイル（２）と、
   　前記点火コイルから前記点火プラグへの放電を制御する制御回路部（３）と、
   　前記エンジンの運転状況に応じて点火時期を指示する点火信号（ＩＧｔ）と、補助電源からの放電開始を指示する放電期間信号（ＩＧｗ）とを発する電子制御装置（ＥＣＵ４）と、を具備する点火装置であって、
   　前記制御回路部が、
   　少なくとも前記直流電源により充電されるエネルギ蓄積コイル（３３０）を有する補助電源（３３）と、
   　点火用制御端子（３０Ｇ）と点火用電源側端子（３０Ｃ）と点火用接地側端子（３０Ｅ）と、を有していて、前記点火用制御端子に入力された前記点火信号（ＩＧｔ）に基づいて前記点火用電源側端子と前記点火用接地側端子との間の導通を開閉制御するように構成された半導体スイッチング素子であって、前記点火用電源側端子が前記一次巻線の他端側の接地側端子（２０１）に接続されるとともに前記点火用接地側端子が接地され、前記直流電源から前記点火コイルへの通電を開閉制御して、前記点火コイルから前記点火プラグへの放電開始を制御する点火用スイッチ（３０）と、
   　充電用制御端子（３１Ｇ）と充電用電源側端子（３１Ｃ）と充電用接地側端子（３１Ｅ）とを有していて前記充電用制御端子に入力された充電制御信号（ＶＧ_３１）に基づいて前記充電用電源側端子と前記充電用接地側端子との間の導通を開閉制御するように構成された半導体スイッチング素子であって、前記直流電源から前記補助電源への充電を制御する充電用スイッチ（３１）と、
   　放電用制御端子（３２Ｇ）と放電用電源側端子（３２Ｃ）と放電用接地側端子（３２Ｅ）とを有していて前記放電用制御端子に入力された放電制御信号（ＶＧ_３２）に基づいて前記放電用電源側端子と前記放電用接地側端子との間の導通を開閉制御するように構成された半導体スイッチング素子であって、前記補助電源からの前記点火コイルへの放電を制御する放電用スイッチ（３２）と、
   　前記点火信号と放電期間信号とに従って、前記点火用スイッチ、前記充電用スイッチ、及び、前記放電用スイッチの開閉を制御するドライバ回路部（３５）と、
   　前記補助電源からのエネルギ投入の要否を判定する補助エネルギ要否判定手段（３５）と、を具備し、
   　前記充電用スイッチのオンによって前記エネルギ蓄積コイルに電磁エネルギを蓄積するとともに、
   　前記点火用スイッチのオフにより開始された前記点火プラグの点火放電中に、
   　補助エネルギ要否判定手段によって前記補助電源からの放電が必要と判断したときには、
   　前記充電用スイッチ及び前記放電用スイッチを開閉制御して前記補助電源から前記一次巻線の低電圧側端子から電磁エネルギを供給して前記一次電流を変化させることで、前記二次巻線に流れる二次電流を増減することを特徴とする点火装置（６、６ａ、６ｂ、６ｃ、６ｄ）。
2. 　前記補助エネルギ要否判定手段が、
   　前記二次巻線の他端側の非プラグ側端子（２１０）に接続して、二次巻線に流れる二次電流（Ｉ２）を検出する二次電流検出手段（３５２）を具備すると共に、該二次電流を所定の二次電流上限閾値（Ｉ２ＴｈＨ）と、二次電流下限閾値（Ｉ２ＴｈＬ）との比較により前記二次電流上限閾値を超える場合には、前記放電用スイッチをオフにして前記補助電源からの放電を停止し、前記二次電流下限閾値（ＩＴｈ２）を下回る場合には、前記放電用スイッチをオンにして前記補助電源からの放電を許可する二次電流判定手段（３５１）を具備する請求項１に記載の点火装置（６、６ａ、６ｂ、６ｃ、６ｄ）。
3. 　前記補助エネルギ要否判定手段が、
   　前記一次巻線の接地側端子における一次電圧（Ｖ１）を検出し、該一次電圧と所定の一次電圧閾値（Ｖ１ｔｈ）との比較により、前記補助電源からの放電の要否を判定する一次電圧判定手段（３５０）を具備する請求項１又は２に記載の点火装置（６、６ａ、６ｂ、６ｃ、６ｄ）。
4. 　前記補助電源が、前記エネルギ蓄積コイルに加え、前記充電用スイッチと前記放電用スイッチとの間に、前記エネルギ蓄積コイルに蓄えられた電磁エネルギを蓄積する１又は複数のエネルギ蓄積コンデンサ（３３１）と、それぞれのエネルギ蓄積コンデンサに対応する数の前記放電用スイッチとを具備する請求項１ないし３のいずれかに記載の点火装置（６、６ａ、６ｂ、６ｃ）。
5. 　前記一次巻線の接地側端子における一次電圧（Ｖ１）を検出し、該一次電圧と所定の一次電圧閾値（Ｖ１ｔｈ）との比較により、前記補助電源からの放電の要否を判定する一次電圧判定手段（３５０）を具備すると共に、
   　前記一次電圧判定手段が、前記点火信号の立ち下がり後、前記放電期間信号の立ち上がり前の時期に前記一次電圧から前記点火コイルの巻回比に比例する前記二次電圧を予測し、前記補助電源からの放電開始時期を決定する請求項１または２に記載の点火装置（６、６ａ、６ｂ、６ｃ、６ｄ）。
6. 　前記一次電圧判定手段が、前記点火信号の立ち下がり後、前記放電期間信号の立ち上がり前の時期に前記一次電圧から前記点火コイルの巻回比に比例する前記二次電圧を予測し、前記補助電源からの放電開始時期を決定する請求項３に記載の点火装置（６、６ａ、６ｂ、６ｃ、６ｄ）。
7. 　前記一次巻線の接地側端子における一次電圧（Ｖ１）を検出し、該一次電圧と所定の一次電圧閾値（Ｖ１ｔｈ）との比較により、前記補助電源からの放電の要否を判定する一次電圧判定手段（３５０）を具備すると共に、
   　前記一次電圧判定手段が、前記点火信号の立ち下がり後、前記放電期間信号の立ち上がり前の時期に前記一次電圧から前記点火コイルの巻回比に比例する前記二次電圧を予測し、前記補助電源からの放電開始時期を決定し、
   　前記一次電圧判定手段が、前記点火信号の立ち下がり後、前記放電期間信号の立ち上がり前の時期に前記一次電圧から前記点火コイルの巻回比に比例する前記二次電圧を予測し、前記補助電源からの放電開始時期を決定する請求項４に記載の点火装置（６、６ａ、６ｂ、６ｃ、６ｄ）。
8. 　前記補助電源が、複数のエネルギ蓄積コンデンサを具備し、前記一次電圧判定手段が、前記放電用スイッチがオンとなっているときに前記エネルギ蓄積コンデンサの放電電圧（Ｖｄｃ）を検出し、該放電電圧と所定の放電電圧閾値（Ｖｄｃｔｈ）との比較により、前記放電電圧が前記放電電圧閾値を上回る場合には、前記複数のエネルギ蓄積コンデンサ（３３１、３３２）の少なくとも一からの放電が不要と判定して、そのエネルギ蓄積コンデンサからの放電を停止すべく前記複数の放電用スイッチの少なくとも一方をオフし、
   　前記放電電圧が前記放電電圧閾値を下回る場合には、前記複数のエネルギ蓄積コンデンサからの放電が必要と判定して、前記複数の放電用スイッチをオンする請求項７に記載の点火装置（６ａ、６ｂ、６ｃ）。
9. 　前記点火用スイッチの点火用接地側端子と点火用電源側端子との間に、点火用接地側端子から点火用電源側端子に向かう電流を許容し、逆向きの電流は阻止する整流素子（３０１）を介装した請求項１ないし８のいずれかに記載の点火装置（６、６ａ、６ｂ、６ｃ、６ｄ）。

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