(57)【要約】【課題】消費電力及び発熱量を低減でき、強いてはスイッチ素子であるトランジスタの破壊を防止できる点火コイル用駆動装置及びそれを備えた点火システムを提供する。【解決手段】点火コイルの一次コイルに接続されるスイッチング素子と、所定のパルス幅を有するパルス信号を点火指令信号として出力するパルス生成部と、点火指令信号に基づいて、スイッチング素子の通電または遮断通電を制御する駆動部と、一次コイルに流れる一次電流に応じた検出電圧が基準電圧以上となっている時間期間を算出し、該時間期間の値だけ点火指令信号の立ち上がりタイミングを補正するタイミング制御信号を生成するタイミング補正回路とを備え、パルス生成部は、タイミング制御信号に基づいて、点火指令信号の立ち上がりタイミングを遅延させる。【選択図】図３
2020094563.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
点火コイルの一次コイルに接続されるスイッチング素子と、
所定のパルス幅を有するパルス信号を点火指令信号として出力するパルス生成部と、
前記点火指令信号に基づいて、前記スイッチング素子の通電または遮断を制御する駆動部と、
前記一次コイルに流れる一次電流に応じた検出電圧が基準電圧以上となっている時間期間を算出し、該時間期間の値だけ前記点火指令信号の立ち上がりタイミングを補正するタイミング制御信号を生成するタイミング補正回路とを備え、
前記パルス生成部は、前記タイミング制御信号に基づいて、前記点火指令信号の立ち上がりタイミングを遅延させる点火システム。
【請求項２】
前記タイミング補正回路は、
所定の周期でカウントアップし、前記検出電圧が基準電圧以上となるとカウントを開始し、前記パルス信号がローレベル信号となるとカウントを終了してカウント値を生成するカウンタと、
前記カウント値に基づいて、前記時間期間を算出し、該時間期間を示す前記タイミング制御信号を生成する遅延信号生成部とを備えた請求項１記載の点火システム。
【請求項３】
前記検出電圧と前記基準電圧とを比較する比較器をさらに備え、
前記比較器は、前記検出電圧と前記基準電圧とを比較して比較結果信号を発生し、
前記カウンタは、前記比較結果信号に基づいて、カウントを開始して前記カウント値を生成する請求項２記載の点火システム。
【請求項４】
前記駆動部は、前記比較結果信号に基づいて、前記一次電流が所定のしきい値を超えないように過電流保護機能として構成する請求項３記載の点火システム。
【請求項５】
複数のコネクタ端子が配備されたコネクタ部をさらに備え、
前記複数のコネクタ端子のうちの少なくとも一つのコネクタ端子が、前記比較結果信号を出力するコネクタ端子である請求項３または４に記載の点火システム。
【請求項６】
前記時間期間の値を格納する記憶部をさらに備えた請求項１〜５のうちのいずれか１つに記載の点火システム。
【請求項７】
所定のパルス幅をパルス信号である点火指令信号の立ち上がりタイミングを遅延させる点火システムの点火コイル用駆動装置であって、
点火コイルの一次コイルに接続されるスイッチング素子と、
所定のパルス幅を有するパルス信号である点火指令信号に基づいて、前記スイッチング素子の通電または遮断通電を制御する駆動部と、
前記一次コイルに流れる一次電流に応じた検出電圧が基準電圧以上となっている時間期間を算出し、前記時間期間の値だけ前記点火指令信号の立ち上がりタイミングを補正するタイミング制御信号を生成するタイミング補正回路とを備えた点火コイル用駆動装置。
【請求項８】
前記タイミング補正回路は、
所定の周期でカウントアップし、前記検出電圧が基準電圧以上となるカウントを開始し、前記パルス信号がローレベル信号となるとカウントを終了してカウント値を生成するカウンタと、
前記カウント値に基づいて、前記時間期間を算出し、該時間期間を示す前記タイミング制御信号を生成する遅延信号生成部とを備えた請求項７記載の点火システム。
【請求項９】
前記検出電圧と前記基準電圧とを比較する比較器をさらに備え、
前記比較器は、前記検出電圧と前記基準電圧とを比較して比較結果信号を発生し、
前記カウンタは、前記比較結果信号に基づいて、カウントを開始して前記カウント値を生成する請求項８記載の点火コイル用駆動装置。
【請求項１０】
前記駆動部は、前記比較結果信号に基づいて、前記一次電流が所定のしきい値を超えないように過電流保護機能として構成する請求項９記載の点火コイル用駆動装置。
【請求項１１】
複数のコネクタ端子が配備されたコネクタ部をさらに備え、
前記複数のコネクタ端子のうちの少なくとも一つのコネクタ端子が、前記タイミング制御信号を出力するコネクタ端子である請求項７〜１０のうちのいずれか１つに記載の点火コイル用駆動装置。
【請求項１２】
前記時間期間の値を格納する記憶部をさらに備えた請求項７〜１１のうちのいずれか１つに記載の点火コイル用駆動装置。
【請求項１３】
請求項７〜１２のうちのいずれか１つに記載の点火コイル用駆動装置と、点火コイルとを備えた点火装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はエンジンの点火コイル用駆動装置（イグナイタ）及びそれを備えた点火システムに関し、より詳しくは、過電流保護回路を用いた点火コイル用駆動装置及びそれを備えた点火システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
点火コイル用駆動装置には、点火コイルに流れる一次電流を通電、遮断することにより点火コイルの二次側に高電圧を発生させるスイッチング素子を保護するための種々の保護回路が設けられている。この点火コイル用駆動装置は例えば４気筒エンジンなどに適用することができる。ここで、ＥＣＵは、エンジンの運転状態に応じた点火指令信号を出力し、点火コイルは該点火指令信号の入力を受けて駆動される。この点火コイルには、点火指令信号に基づいて一次電流の通電又は遮断の切り替えを行うスイッチング素子と該スイッチング素子の通電又は遮断の切り替えを制御する制御部とを備えたイグナイタが接続されている。このイグナイタ内には該スイッチング素子を保護するための過電流保護回路が備えられている（特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特許第３５１３０６３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、上記過電流保護回路を用いてスイッチング素子に所定の電流値以上の電流が流れないように制御したとしても、スイッチング素子に流れる電流を制限するので、スイッチング素子であるトランジスタのコレクタ‐エミッタ間電位差は飽和時のコレクタ‐エミッタ間電位差よりも増加してしまい、スイッチング素子にかかる電圧が大きくなり、電流制限時の消費電力が膨大となってしまうという問題があった。さらに、スイッチング素子であるトランジスタの発熱は消費電力に依存するため、電流制限がかかっている時間期間内ではトランジスタの発熱量が膨大となり、数秒でトランジスタが破壊に至ってしまうという問題があった。
【０００５】
本発明の目的は、消費電力及び発熱量を低減でき、強いてはスイッチ素子であるトランジスタの破壊を防止できる点火コイル用駆動装置及びそれを備えた点火システムを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明に係る点火システムは、点火コイルの一次コイルに接続されるスイッチング素子と、所定のパルス幅を有するパルス信号を点火指令信号として出力するパルス生成部と、前記点火指令信号に基づいて、前記スイッチング素子の通電または遮断通電を制御する駆動部と、前記一次コイルに流れる一次電流に応じた検出電圧が基準電圧以上となっている時間期間を算出し、該時間期間の値だけ前記点火指令信号の立ち上がりタイミングを補正するタイミング制御信号を生成するタイミング補正回路とを備え、前記パルス生成部は、前記タイミング制御信号に基づいて、前記点火指令信号の立ち上がりタイミングを遅延させる。
【発明の効果】
【０００７】
本発明に係る点火システムによれば、２回目以降の一次コイルに流れる一次電流の通電及び遮断を制御する点火指令信号の立ち上がりタイミングを遅延させることにより、一次電流が所定のしきい値を超えることがない。従って、過電流保護機能が働いている時間期間がゼロとなるので、消費電力及び発熱量を低減でき、強いてはスイッチ素子であるトランジスタの破壊を防止することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】本発明の実施形態１に係る内燃機関用点火装置１の外観を示す斜視図である。
【図２】図１の点火装置１を備えた点火システム１０の構成要素を示すブロック図である。
【図３】図２の点火システム１０の動作を示す各信号のタイミングチャートである。
【図４】本発明の実施形態２に係る点火システム１０Ａの構成要素を示すブロック図である。
【図５】本発明の実施形態３に係る３気筒エンジンの動作を説明するためのタイミングチャートである。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下、本発明に係る実施形態について図面を参照して説明する。
【００１０】
実施形態１．
図１は本発明の実施形態１に係る内燃機関用点火装置１の外観を示す斜視図である。図１の内燃機関用点火装置１は、コネクタ部１２と、コイル収容部１４と、固定フランジ１５と、高圧出力部１６とを備えて構成される。ここで、コネクタ部１２、コイル収容部１４、固定フランジ１５、及び高圧出力部１６はそれぞれ熱可塑性樹脂（絶縁性樹脂）によって一体成形されている。ここで、図１の内燃機関用点火装置１は、シリンダ（図示せず）内に配置された点火プラグ６（図２参照）を点火（スパーク）させエンジンを始動し回転させる。
【００１１】
図１のコネクタ部１２には、殻状体内部に複数のコネクタ端子が配備され、ハーネス（図示なし）を介してＥＣＵ（Engine Control Unit）４（図２参照）といった車載電子機器に接続される。これにより、コネクタ部１２は、車載電子機器との配線がなされ、点火指令信号や電源電力などが印加される。
【００１２】
また、図１の点火装置１は、コイルアセンブリ１１を収容させる筐体がプラグホールの開口端を塞ぐように配置される。従って、この筐体に設けられるコネクタ部１２は、接続相手のハーネスとの着脱作業が容易に行われるよう、作業スペースを確保させた高さに設けられる。ここで、エンジンには、気筒ごとにプラグホールが設けられ、このプラグホールには、点火プラグ６（図２参照）が挿入される。エンジンの各気筒には、エアクリーナ及び吸気マニホールドを経由した空気とガソリンなどの燃料との混合気体が供給され、点火プラグ６（図２参照）を適切なタイミングで点火させることで、エンジンが始動し回転する。
【００１３】
高圧出力部１６は、高圧ターミナル（図示せず）が内蔵され、これを周囲から絶縁するよう熱可塑性樹脂が覆われている。但し、高圧出力部１６の下部には、高圧ターミナルとの電路が確保され、この高圧ターミナルを介して点火プラグ６（図２参照）に電気的に接続される。
【００１４】
コイル収容部１４は、コイルアセンブリ（一次コイル，二次コイル，及び，コイル鉄心，が主な構成）の全表面を覆うように、熱硬化性樹脂（例えばエポキシ樹脂など）が形成されている。コイルアセンブリの構成は、互いに絶縁されており、コイル鉄心の軸心を基準軸として、一次コイル用のワイヤ線及び二次コイル用のワイヤ線が巻回されている。コイル収容部１４は、熱硬化性樹脂によって、コイルアセンブリから高電圧が発生する際も電気的絶縁が保たれる。
【００１５】
図１のコイル収容部１４は、点火コイル用駆動装置（イグナイタ）２の内蔵基板を縦型に配置させている。この点火コイル用駆動装置２は、複数の端子を備えており、当該端子がコネクタ端子等に配線される。
【００１６】
固定フランジ１５は、コイル収容部１４に隣接する位置へ、当該コイル収容部１４と一体成形されている。固定フランジ１５は、舌片状の形体を呈しており、所定箇所にアルミ材等の金属ブッシュ１５ａを埋設させている。この金属ブッシュ１５ａは、固定ボルトの挿通が可能な中空管であり、固定ボルトによってエンジンブロック（図示せず）に固定される。
【００１７】
図２は図１の点火装置１を備えた点火システム１０の構成要素を示すブロック図である。図２の点火システム１０は、点火装置１と、該点火装置１を制御する点火指令信号ＤＳを生成するＥＣＵ４と、点火プラグ６とを備えて構成される。
【００１８】
図２のＥＣＵ４は、パルス生成部４０と、点火指令信号ＤＳの立ち上がりタイミングを補正するタイミング制御信号ＴＣＳを生成するタイミング補正回路４１とを備えて構成される。ここで、タイミング補正回路４１は、遅延信号生成部４１ｂと、カウンタ４１ａとを備えて構成される。このパルス生成部４０は、エンジンの運転状態等を示すパラメータ（暖機状態やエンジン負荷やエンジンの回転速度など）を検出する各センサからの各種信号に基づいて、エンジンパラメータに応じた所定のパルス幅を有するパルス信号を点火指令信号ＤＳとして出力する。ここで、ＥＣＵ４は、エンジン制御に関する制御処理や演算処理を行うＣＰＵや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メモリなどを含み、該パルス生成部４０は、ＣＰＵの処理結果に基づき、エンジンパラメータに応じた所定のパルス幅を有するパルス信号を点火指令信号ＤＳとして生成して出力する。
【００１９】
図２の点火装置１は、点火コイル用駆動装置（イグナイタ）２と、点火コイル５と、負極の−側端子が接地された電源部７とを備えて構成される。ここで、点火コイル用駆動装置２は、一次電流入力用端子Ｂ、グランド用端子Ｇ、信号入力用端子Ｓ及び信号出力用端子Ｒの４つのコネクタ端子を有している。点火コイル５は、一次コイルＬ１と、二次コイルＬ２と、鉄心とを備えて構成される。一次コイルＬ１の一端は、二次コイルＬ２の一端と、電源部７の正極の＋側端子に接続されており、一次コイルＬ１の他端は、一次電流入力用端子を介して、後述する絶縁ゲートバイポーラトランジスタ（以下、単に「ＩＧＢＴ」と称す。）２０のコレクタ端子に接続されている。二次コイルＬ２の他端は、点火プラグ６に接続される。
【００２０】
点火コイル用駆動装置２は、一次コイルＬ１に流れる一次電流Ｉ１に応じた電圧を検出する電流検出回路３と、ＩＧＢＴ２０と、該ＩＧＢＴ２０のスイッチング動作を制御する駆動部２１とを備えて構成される。また、電流検出回路３は、基準電圧Ｖｒｅｆを有する電源３１と、比較器３０と、ＩＧＢＴ２０に流れる電流を検出する抵抗３２とを備えて構成される。ここで、抵抗３２の一端はＩＧＢＴ２０のエミッタ端子Ｅに接続され、抵抗３２の他端は点火コイル用駆動装置２のグランド用端子Ｇを介して接地されている。
【００２１】
比較器３０は、ＩＧＢＴ２０に流れる電流Ｉ１に相当する抵抗３２の両端電圧差（一次コイルＬ１に流れる一次電流Ｉ１に応じた検出電圧）の値を非反転入力端子に入力し、基準電圧Ｖｒｅｆの値を反転入力端子に入力する。ここで、比較器３０は、抵抗３２の両端電圧差と、基準電圧Ｖｒｅｆとの値を比較して当該比較結果信号ＣＯを発生し、当該比較結果信号ＣＯを信号出力用端子Ｒを介してカウンタ４１ａに出力する。すなわち、比較器３０は、抵抗３２の両端電圧差が基準電圧Ｖｒｅｆよりも大きいときは比較結果信号ＣＯとしてハイレベル信号（Ｈ）を出力し、抵抗３２の両端電圧差が基準電圧Ｖｒｅｆ以下であるときは比較結果信号ＣＯとしてローレベル信号（Ｌ）を出力する。また、図１において説明した複数のコネクタ端子のうちの少なくとも一つのコネクタ端子が、比較結果信号ＣＯを出力するコネクタ端子である。
【００２２】
駆動部２１は、パルス生成部４０からの点火指令信号ＤＳを、信号入力用端子Ｓを介して入力し、該点火指令信号ＤＳに基づいて、ＩＧＢＴ２０の通電または遮断を制御する。
【００２３】
タイミング補正回路４１を構成するカウンタ４１ａは、所定の周期でカウントアップし、検出電圧が基準電圧Ｖｒｅｆ以上となるとカウントを開始し、パルス信号である点火指令信号ＤＳがローレベル信号となるとカウントを終了してカウント値を生成し、該カウント値を遅延信号生成部４１ｂに出力する。ここで、カウンタ４１ａは、比較結果信号ＣＯに基づいて、カウントを開始してカウント値を生成する。また、タイミング補正回路４１を構成する遅延信号生成部４１ｂは、入力されたカウント値に基づいて、時間期間Ｔを算出し、該時間期間Ｔを示すタイミング制御信号ＴＣＳを生成し、該タイミング制御信号ＴＣＳをパルス生成部４０に出力する。ここで、タイミング補正回路４１は、一次コイルＬ１に流れる一次電流Ｉ１に応じた検出電圧が基準電圧Ｖｒｅｆ以上となっている時間期間Ｔを算出し、該時間期間Ｔの値だけ点火指令信号ＤＳの立ち上がりタイミングを遅延させるタイミング制御信号ＴＣＳを生成し、該タイミング制御信号ＴＣＳをパルス生成部４０に出力する。
【００２４】
なお、点火システム１０内に記憶部が設けられ、時間期間Ｔの値を格納するように構成されてもよい。この場合には、遅延時間生成部４１ｂは記憶部に格納された時間期間Ｔの値を必要に応じて取り込み、取り込まれた時間期間Ｔの値に基づいて、タイミング制御信号ＴＣＳを生成して出力するように構成されてもよい。ここで、記憶部は、ハードディスク（ＨＤＤ）、フラッシュメモリ、ソリッドステートドライブ（ＳＳＤ）のような不揮発性の記録媒体などを含む。
【００２５】
パルス生成部４０は、タイミング制御信号ＴＣＳに基づいて、該時間期間Ｔの値だけ点火指令信号ＤＳの立ち上がりタイミングを遅延させる。
【００２６】
駆動部２１は、比較結果信号ＣＯに基づいて、一次電流Ｉ１が所定のしきい値を超えないように、ＩＧＢＴ２０の制御端子の電圧を制御する。すなわち、駆動部２１は、過電流保護回路として機能する。
【００２７】
以上のように構成された点火システム１０の動作について以下に説明する。
【００２８】
図３は図２の点火システム１０の動作を示す各信号のタイミングチャートである。ここで、図３（ａ）はエンジンが始動されて最初（１回目）のパルス信号である点火指令信号ＤＳが駆動部２１に入力されたときの点火システム１０の動作について説明したタイミングチャートであり、図３（ｂ）はエンジンが始動された後、２回目以降のパルス信号である点火指令信号ＤＳが駆動部２１に入力されたときの点火システム１０の動作について説明したタイミングチャートである。
【００２９】
図３（ａ）、（ｂ）にはそれぞれ、点火指令信号ＤＳの時間ｔに対する振幅レベル（ハイレベルかもしくはローレベル）の変化を示す時間軸波形図と、点火指令信号ＤＳの時間軸波形図と経過時間軸を共通にし、一次コイルＬ１に流れる一次電流Ｉ１の時間ｔに対する振幅レベルの変化を示す時間軸波形図と、点火指令信号ＤＳの時間軸波形図と経過時間軸を共通にし、二次コイルＬ２に誘起される二次電圧Ｖ２の時間ｔに対する振幅レベルの変化を示す時間軸波形図とが示されている。
【００３０】
図３（ａ）に示すように、最初の１パルス信号では、一次コイルＬ１に流れる一次電流Ｉ１の通電及び遮断を制御する駆動部２１に入力される点火指令信号ＤＳは、時間ｔ０から時間ｔ２までハイレベルの信号である。ここで、時間ｔ０のとき、ＩＧＢＴ２０はオンされ一次コイルＬ１に流れる一次電流Ｉ１の通電が開始され、一次電流Ｉ１は徐々に増加する。次に、時間ｔ１のときに、一次電流Ｉ１は所定のしきい値に到達し、該しきい値を超える一次電流Ｉ１が流れないように、過電流保護機能が働く。このとき、タイミング補正回路４１は、この保護機能が働いた時間期間Ｔを算出する。
【００３１】
次に、時間ｔ２のとき、点火指令信号ＤＳはローレベルとなり、ＩＧＢＴ２０はオフされて、一次電流Ｉ１はゼロとなる。一次電流Ｉ１が急変動すると、これに応じて二次コイルＬ２が励起され、数百Ｖの高電圧を発生する。この高電圧を受けて、点火プラグ６で火花放電が生じる。次に、２回目以降のパルス信号が入力されたときの動作を図３（ｂ）を用いて説明する。
【００３２】
図３（ｂ）に示すように、２回目以降の点火指令信号ＤＳの立ち上がりタイミングは、最初の１パルス信号で算出された時間期間Ｔの値だけ遅延し、時間ｔ３のときにＩＧＢＴ２０がオンされ一次電流Ｉ１の通電が開始される。そして、時間ｔ２のときにＩＧＢＴ２０がオフされ一次電流Ｉ１が遮断されてゼロとなる。一次電流Ｉ１が急変動すると、これに応じて二次コイルＬ２が励起され、数百Ｖの高電圧を発生する。この高電圧を受けて、点火プラグ６で火花放電が生じる。
【００３３】
以上の実施形態に係る点火システム１０によれば、１回目のパルス信号で実際に過電流保護機能が働いた時間期間Ｔを算出し、該算出された時間期間（実際に必要とされない時間期間）分だけ２回目以降の一次コイルＬ１に流れる一次電流Ｉ１の通電及び遮断を制御する点火指令信号ＤＳの立ち上がりタイミングを遅延させる。従って、２回目以降のパルス信号に対しては過電流保護機能が働くことなしに、一次電流Ｉ１が所定のしきい値を超えることがないので、消費電力及び発熱量を低減でき、強いてはスイッチ素子であるトランジスタの破壊を防止することが可能となる。
【００３４】
さらに、１回目のパルス信号で実際に過電流保護機能が働いた時間期間を算出し、該算出された時間期間の値（実測値）を用いて、２回目以降のパルス信号の立ち上げタイミングの遅延時間を決定しているので、２回目以降において過電流保護機能が働く時間期間Ｔをより確実にゼロとすることができる。従って、実測値を用いることなしに（例えば、予め回路時定数などにより算出された予測値を用いる）、パルス信号の立ち上げタイミングの遅延時間を予め決定する技術と比較すると、より確実に消費電力及び発熱量を低減でき、強いてはスイッチ素子であるトランジスタの破壊をより防止することが可能となる。
【００３５】
実施形態２．
上述した実施形態では、点火指令信号ＴＣＳの立ち上がりタイミングを所定の時間期間分だけ遅延させるタイミング補正回路を点火装置の外部（実施形態１ではＥＣＵ４内）に設けられていた。これに対して、本実施形態では、該タイミング補正回路を点火装置内の点火コイル用駆動装置（イグナイタ）内に設けられたことを特徴とする。
【００３６】
図４は本発明の実施形態２に係る点火システム１０Ａの構成要素を示すブロック図である。図４の点火システム１０Ａは、図２の点火システム１０と比較すると、ＥＣＵ４の代わりにＥＣＵ４Ａを備え、点火装置１の代わりに点火装置１Ａを備えたことが相違する。ここで、ＥＣＵ４Ａは、図２のＥＣＵ４と比較すると、タイミング補正回路４１を削除したことが相違する。また、図４の点火装置１Ａは、図２の点火装置１と比較すると、点火コイル用駆動装置２の代わりに点火コイル用駆動装置２Ａを備えたことが相違する。さらに、図４の点火コイル用駆動装置２Ａは、図２の点火コイル用駆動装置２と比較すると、電流検出回路３とＥＣＵ４との間にタイミング補正回路４１Ａをさらに備えたことが相違する。
【００３７】
図４のタイミング補正回路４１Ａは、カウンタ４１Ａａと、遅延信号生成部４１Ａｂとを備えて構成される。
【００３８】
カウンタ４１Ａａは、所定の周期でカウントアップし、検出電圧が基準電圧Ｖｒｅｆ以上となるとカウントを開始し、パルス信号である点火指令信号ＤＳがローレベル信号となるとカウントを終了してカウント値を生成し、該カウント値を遅延信号生成部４１Ａｂに出力する。ここで、カウンタ４１Ａａは、比較結果信号ＣＯに基づいて、カウントを開始してカウント値を生成する。
【００３９】
遅延信号生成部４１Ａｂは、入力されたカウント値に基づいて、時間期間Ｔを算出し、該時間期間Ｔを示すタイミング制御信号ＴＣＳを生成し、該タイミング制御信号ＴＣＳを信号出力用端子Ｒを介してパルス生成部４０に出力する。ここで、タイミング補正回路４１Ａは、一次コイルＬ１に流れる一次電流Ｉ１に応じた検出電圧が基準電圧Ｖｒｅｆ以上となっている時間期間Ｔを算出し、該時間期間Ｔの値だけ点火指令信号ＤＳの立ち上がりタイミングを遅延させるタイミング制御信号ＴＣＳを生成し、該タイミング制御信号ＴＣＳをパルス生成部４０に出力する。
【００４０】
本実施形態に係る点火システム１０Ａは、上述した実施形態１に係る点火システム１０と同様の動作を行い、同様の作用効果を得ることができる。
【００４１】
実施形態３．
複数の気筒を有する多気筒エンジンにあっては、各気筒に接続される点火コイルの製造上のばらつきに起因する一次電流の電流増加率にばらつきが生じ得る。以下の如く、本実施形態によれば、この製造上のばらつきに起因した電流増加率のばらつきがあったとしても一次電流Ｉ１の大きさを一定とすることが可能となる。
【００４２】
なお、本実施形態では、３気筒（第１気筒、第２気筒、及び第３気筒）を有する多気筒エンジンを例として説明するが、本発明はこれに限定されず、複数の気筒を有する多気筒エンジンに適用することが可能である。ここで、上述した点火システム１０または点火システム１０Ａを用いて各気筒それぞれの点火プラグを点火させる。
【００４３】
図５は本発明の実施形態３に係る３気筒エンジンの動作を説明するためのタイミングチャートである。図５には、３気筒エンジンの各気筒に対する点火プラグを点火させるときの最初（１回目）のパルス信号である点火指令信号ＤＳが駆動部２１に入力されたときの一次コイルＬ１に流れる一次電流Ｉ１の時間ｔに対する振幅レベルの変化が示されている。ここで、第１〜第３気筒における一次コイルＬ１に流れる一次電流Ｉ１の変化を符号＃１、＃２、及び＃３としてそれぞれ示している。なお、上述した実施形態１及び実施形態２と同様に、最初の１パルス信号では、一次コイルＬ１に流れる一次電流Ｉ１の通電及び遮断を制御する駆動部２１に入力される点火指令信号ＤＳは、時間ｔ０から時間ｔ２までハイレベルの信号とする。
【００４４】
第１気筒における一次電流Ｉ１の変化が符号＃１に示されている。ここで、時間ｔ０のとき、ＩＧＢＴ２０はオンされ一次コイルＬ１に流れる一次電流Ｉ１の通電が開始され、一次電流Ｉ１は徐々に増加する。次に、時間ｔ１ａのときに、一次電流Ｉ１は所定のしきい値Ｉｔｈに到達し、該しきい値Ｉｔｈを超える一次電流Ｉ１が流れないように、過電流保護機能が働く。このとき、タイミング補正回路４１は、この保護機能が働いた時間期間Ｔ１を算出する。
【００４５】
また、第２気筒における一次電流Ｉ１の変化が符号＃２に示されている。ここで、時間ｔ０のとき、ＩＧＢＴ２０はオンされ一次コイルＬ１に流れる一次電流Ｉ１の通電が開始され、一次電流Ｉ１は徐々に増加する。次に、時間ｔ１ｂのときに、一次電流Ｉ１は所定のしきい値Ｉｔｈに到達し、該しきい値Ｉｔｈを超える一次電流Ｉ１が流れないように、過電流保護機能が働く。このとき、タイミング補正回路４１は、この保護機能が働いた時間期間Ｔ２を算出する。
【００４６】
さらに、第３気筒における一次電流Ｉ１の変化が符号＃３に示されている。ここで、時間ｔ０のとき、ＩＧＢＴ２０はオンされ一次コイルＬ１に流れる一次電流Ｉ１の通電が開始され、一次電流Ｉ１は徐々に増加する。次に、時間ｔ２のときに、一次電流Ｉ１は所定のしきい値Ｉｔｈに到達するため、該しきい値Ｉｔｈを超える一次電流Ｉ１が流れないように、過電流保護機能が働くことはない。従って、タイミング補正回路４１は、この保護機能が働いた時間期間をゼロとして算出する。
【００４７】
次に、時間ｔ２のとき、点火指令信号ＤＳはローレベルとなり、ＩＧＢＴ２０はオフされて、一次電流Ｉ１はゼロとなる。一次電流Ｉ１が急変動すると、これに応じて二次コイルＬ２が励起され、数百Ｖの高電圧を発生する。この高電圧を受けて、点火プラグ６で火花放電が生じる。以下に、２回目以降のパルス信号が入力されたときの動作を第１気筒、第２気筒、及び第３気筒においてそれぞれ説明する。
【００４８】
第１気筒では、２回目以降の点火指令信号ＤＳの立ち上がりタイミングは、最初の１パルス信号で算出された時間期間Ｔ１の値だけ遅延し、ＩＧＢＴ２０がオンされ一次電流Ｉ１の通電が開始される時間が該時間期間Ｔ１分だけ遅延される。そして、時間ｔ２のときにＩＧＢＴ２０がオフされ一次電流Ｉ１が遮断されてゼロとなる。一次電流Ｉ１が急変動すると、これに応じて二次コイルＬ２が励起され、数百Ｖの高電圧を発生する。この高電圧を受けて、点火プラグ６で火花放電が生じる。
【００４９】
第２気筒では、２回目以降の点火指令信号ＤＳの立ち上がりタイミングは、最初の１パルス信号で算出された時間期間Ｔ２の値だけ遅延し、ＩＧＢＴ２０がオンされ一次電流Ｉ１の通電が開始される時間が該時間期間Ｔ２分だけ遅延される。そして、時間ｔ２のときにＩＧＢＴ２０がオフされ一次電流Ｉ１が遮断されてゼロとなる。一次電流Ｉ１が急変動すると、これに応じて二次コイルＬ２が励起され、数百Ｖの高電圧を発生する。この高電圧を受けて、点火プラグ６で火花放電が生じる。
【００５０】
第３気筒では、２回目以降の点火指令信号ＤＳの立ち上がりタイミングは、最初の１パルスの立ち上がりタイミングと同一となる。従って、ＩＧＢＴ２０がオンされ一次電流Ｉ１の通電が開始される時間も遅延されない。そして、時間ｔ２のときにＩＧＢＴ２０がオフされ一次電流Ｉ１が遮断されてゼロとなる。一次電流Ｉ１が急変動すると、これに応じて二次コイルＬ２が励起され、数百Ｖの高電圧を発生する。この高電圧を受けて、点火プラグ６で火花放電が生じる。
【００５１】
以上の実施形態に係る多気筒エンジンによれば、各気筒ごとの一次電流Ｉ１に流れる電流を制御するトランジスタに過電流が流れないようにする過電流保護機能が働かなくても一次電流Ｉ１が所定のしきい値Ｖｔｈを超えることがない。従って、各気筒ごとの一次コイルＬ１に流れる電流に対して過電流保護機能が働かないので、エンジン全体として消費電力を低減することが可能となる。
【００５２】
また、各気筒ごとのコイルの製造上のばらつきに起因する一次電流Ｉ１の電流増加率のばらつきがあったとしても各気筒ごとの一次電流Ｉ１の大きさを一定とすることが可能となる。従って、各気筒の燃焼状態のばらつきが抑制され、排ガス性能を向上させることが可能となる。
【００５３】
また、各気筒ごとの一次電流Ｉ１として所定のしきい値Ｖｔｈを超えることがないので、各気筒ごとの点火プラグに対して高電圧が印加されることによる点火プラグの劣化を抑制することが可能となる。さらに、各気筒ごとの一次電流Ｉ１として所定のしきい値Ｖｔｈを超えることがないので、各気筒ごとの一次コイルＬ１の熱劣化を抑制することが可能となる。
【００５４】
上述の実施形態は例示に過ぎず、この発明の範囲から逸脱することなく種々の変形が可能である。
【符号の説明】
【００５５】
１，１Ａ          点火装置
２，２Ａ          点火コイル用駆動装置
３                電流検出回路
４                ＥＣＵ
５                点火コイル
６                点火プラグ
７                電源部
１１              コイルアセンブリ
１２              コネクタ部
１４              コイル収容部
１５              固定フランジ
１６              高圧出力部
２０              絶縁ゲートバイポーラトランジスタ（ＩＧＢＴ）
２１              駆動部
３０              比較器
３１              電源
３２              抵抗
４０              パルス生成部
４１，４１Ａ      タイミング補正回路
４１ａ，４１Ａａ  カウンタ
４１ｂ，４１Ａｂ  遅延信号生成部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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