(57)【要約】【課題】火花放電の放電経路の伸長度合に応じて、サブ一次コイルをオンオフできる点火装置を提供する。【解決手段】メイン一次コイル１０、メイン一次コイル１０の通電磁束とは逆方向の通電磁束が生じるサブ一次コイル３０と、メイン一次コイル１０及びサブ一次コイル３０に磁気結合され、点火プラグ２１に放電エネルギを供給する二次コイル２０と、を有する点火コイル４０を備え、メイン一次コイル１０への通電がオフされた後、メイン一次コイルの端子電圧の検出値Ｖ１に基づいて、サブスイッチ回路３１をオンオフしてサブ一次コイル３０への通電をオンオフさせ、二次コイル２０に放電エネルギを追加供給する点火装置１。【選択図】図１
2020183735.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
通電により通電磁束が生じるメイン一次コイルと、通電により前記メイン一次コイルの通電磁束とは逆方向の通電磁束が生じるサブ一次コイルと、前記メイン一次コイル及び前記サブ一次コイルに磁気結合され、点火プラグに放電エネルギを供給する二次コイルと、を有する点火コイルと、
直流電源から前記メイン一次コイルへの通電をオンオフするメインスイッチ回路と、
前記直流電源から前記サブ一次コイルへの通電をオンオフするサブスイッチ回路と、
前記メイン一次コイルの端子電圧を検出するメイン電圧検出回路と、
前記メインスイッチ回路をオンして前記メイン一次コイルへの通電をオンさせた後、前記メインスイッチ回路をオフして前記メイン一次コイルへの通電をオフさせ、前記点火プラグに火花放電を発生させるメインコイル制御部と、
前記メイン一次コイルへの通電がオフされた後、前記メイン一次コイルの端子電圧の検出値に基づいて、前記サブスイッチ回路をオンオフして前記サブ一次コイルへの通電をオンオフさせ、前記二次コイルに放電エネルギを追加供給するサブコイル制御部と、
を備えた点火装置。
【請求項２】
前記サブコイル制御部は、前記メイン一次コイルの端子電圧の検出値が閾値を下回っている場合に、前記サブスイッチ回路をオンして前記サブ一次コイルへの通電をオンさせ、前記メイン一次コイルの端子電圧の検出値が前記閾値を上回っている場合に、前記サブスイッチ回路をオフして前記サブ一次コイルへの通電をオフさせる低一次電圧オン制御を実行する請求項１に記載の点火装置。
【請求項３】
前記サブコイル制御部は、前記メイン一次コイルの端子電圧の検出値が閾値を上回っている場合に、前記サブスイッチ回路をオンして前記サブ一次コイルへの通電をオンさせ、前記メイン一次コイルの端子電圧の検出値が前記閾値を下回っている場合に、前記サブスイッチ回路をオフして前記サブ一次コイルへの通電をオフさせる高一次電圧オン制御を実行する請求項１に記載の点火装置。
【請求項４】
前記サブコイル制御部は、内燃機関の運転条件に応じて、低一次電圧オン制御と高一次電圧オン制御とを切り替えて実行し、
前記低一次電圧オン制御では、前記メイン一次コイルの端子電圧の検出値が閾値を下回っている場合に、前記サブスイッチ回路をオンして前記サブ一次コイルへの通電をオンさせ、前記メイン一次コイルの端子電圧の検出値が前記閾値を上回っている場合に、前記サブスイッチ回路をオフして前記サブ一次コイルへの通電をオフさせ、
前記高一次電圧オン制御では、前記メイン一次コイルの端子電圧の検出値が閾値を上回っている場合に、前記サブスイッチ回路をオンして前記サブ一次コイルへの通電をオンさせ、前記メイン一次コイルの端子電圧の検出値が前記閾値を下回っている場合に、前記サブスイッチ回路をオフして前記サブ一次コイルへの通電をオフさせる請求項１に記載の点火装置。
【請求項５】
前記サブコイル制御部は、前記メイン一次コイルへの通電がオフされた直後の、前記メイン一次コイルの端子電圧の検出値のピーク値に応じて、前記閾値を変化させる請求項２から４のいずれか一項に記載の点火装置。
【請求項６】
前記サブコイル制御部は、前記低一次電圧オン制御を実行する場合に、前記メイン一次コイルへの通電がオフされた直後の、前記メイン一次コイルの端子電圧の検出値のピーク値が大きいほど、前記閾値を減少させる請求項２又は４に記載の点火装置。
【請求項７】
前記サブコイル制御部は、前記高一次電圧オン制御を実行する場合に、前記メイン一次コイルへの通電がオフされた直後の、前記メイン一次コイルの端子電圧の検出値のピーク値が大きいほど、前記閾値を増加させる請求項３又は４に記載の点火装置。
【請求項８】
前記サブコイル制御部は、前記サブスイッチ回路をオンするか否かの判定を行う際に用いる前記閾値の設定値と、前記サブスイッチ回路をオフするか否かの判定を行う際に用いる前記閾値の設定値と、を異なる値に設定する請求項２から７のいずれか一項に記載の点火装置。
【請求項９】
前記二次コイルに流れる二次電流を検出する二次電流検出回路を更に備え、
前記サブコイル制御部は、前記二次電流の検出値の大きさが、電流閾値を下回った場合に、前記サブスイッチ回路をオンして前記サブ一次コイルへの通電をオンさせる請求項１から８のいずれか一項に記載の点火装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本願は、点火装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
内燃機関の燃費改善のためにリーン化、高ＥＧＲ化が検討されている。しかし、混合気の着火性が良くないため、点火装置の高エネルギ化、特に高電流化が求められている。そこで、従来の一次コイル（メイン一次コイル）の通電を遮断することのよって二次コイルに発生した二次電流に、もう１つの一次コイル（サブ一次コイル）の通電によりによる電流を加算的に重畳させる点火装置が提案されている（例えば、特許文献１、２を参照）。
【０００３】
特許文献１、２の技術では、このような点火装置において、加算される二次電流量を最適化するため、二次電流を検出し、サブ一次コイルの通電タイミングを制御している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】米国特許９３９９９７９号
【特許文献２】特開２０１６−２１７１８９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、火花放電の放電経路の伸長度合に応じて、サブ一次コイルの通電による二次電流の増加の必要性が変化する。
【０００６】
しかしながら、特許文献１、２の技術では、放電開始後、二次電流の検出値が閾値を下回ると、サブ一次コイルのオンオフ制御を開始しているだけなので、放電状態に応じて、きめ細かにサブ一次コイルをオンオフ制御できない。特に、サブ一次コイルのオン期間中は、サブ一次コイルの追加エネルギにより、二次電流が増加するため、二次電流により、放電経路の長さの情報を検出できない。
【０００７】
そこで、火花放電の放電経路の伸長度合に応じて、サブ一次コイルをオンオフできる点火装置が望まれる。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本願に係る点火装置は、
通電により通電磁束が生じるメイン一次コイルと、通電により前記メイン一次コイルの通電磁束とは逆方向の通電磁束が生じるサブ一次コイルと、前記メイン一次コイル及び前記サブ一次コイルに磁気結合され、点火プラグに放電エネルギを供給する二次コイルと、を有する点火コイルと、
直流電源から前記メイン一次コイルへの通電をオンオフするメインスイッチ回路と、
前記直流電源から前記サブ一次コイルへの通電をオンオフするサブスイッチ回路と、
前記メイン一次コイルの端子電圧を検出するメイン電圧検出回路と、
前記メインスイッチ回路をオンして前記メイン一次コイルへの通電をオンさせた後、前記メインスイッチ回路をオフして前記メイン一次コイルへの通電をオフさせ、前記点火プラグに火花放電を発生させるメインコイル制御部と、
前記メイン一次コイルへの通電がオフされた後、前記メイン一次コイルの端子電圧の検出値に基づいて、前記サブスイッチ回路をオンオフして前記サブ一次コイルへの通電をオンオフさせ、前記二次コイルに放電エネルギを追加供給するサブコイル制御部と、
を備えたものである。
【発明の効果】
【０００９】
本願に係る点火装置によれば、火花放電の放電経路の長さに比例する一次電圧の検出値に基づいて、放電経路の伸長度合に応じて変化する火花放電の強化の必要性に応じて、適切にサブ一次コイルに通電することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】実施の形態１に係る点火装置の概略回路図である。
【図２】実施の形態１に係る制御装置のハードウェア構成図である。
【図３】実施の形態１に係る筒内流動と放電経路の伸長とを説明する図である。
【図４】実施の形態１に係る低一次電圧オン制御の制御挙動を説明するためのタイムチャートである。
【図５】実施の形態１に係る高一次電圧オン制御の制御挙動を説明するためのタイムチャートである。
【図６】実施の形態２に係る一次電圧のピーク値が判定値よりも大きい場合の制御挙動を説明するためのタイムチャートである。
【図７】実施の形態２に係る一次電圧のピーク値が判定値よりも小さい場合の制御挙動を説明するためのタイムチャートである。
【図８】実施の形態３に係る制御挙動を説明するためのタイムチャートである。
【図９】実施の形態４に係る点火装置の概略回路図である。
【図１０】実施の形態４に係る制御挙動を説明するためのタイムチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下、本願に係る点火装置１の実施の形態について図面を参照して詳細に説明する。
【００１２】
１．実施の形態１
図１は、実施の形態１に係る点火装置１の基本構成を示す電気回路図である。図１に示すように、点火装置１は、点火プラグ２１、点火コイル４０、メインスイッチ回路１１、サブスイッチ回路３１、メイン電圧検出回路４、メインコイル制御部５、及びサブコイル制御部６等を備えている。
【００１３】
１−１．点火装置の基本構成
点火プラグ２１は、ギャップを介して対向する第一電極２１Ａと第二電極２１Ｂを有し、燃焼室内の可燃混合気を点火する。点火プラグ２１の第一電極２１Ａと第二電極２１Ｂは、燃焼室内（気筒内）に配置される。第一電極２１Ａは、二次コイル２０に接続され、第二電極２１Ｂはグランドに接続される。
【００１４】
点火コイル４０は、通電により通電磁束が生じるメイン一次コイル１０と、通電によりメイン一次コイル１０の通電磁束とは逆方向の通電磁束が生じるサブ一次コイル３０と、メイン一次コイル１０及びサブ一次コイル３０に磁気結合され、点火プラグ２１に放電エネルギを供給する二次コイル２０と、を有している。メイン一次コイル１０、サブ一次コイル３０、及び二次コイル２０は、共通の鉄心に巻装されている。二次コイル２０の巻き数は、メイン一次コイル１０の巻き数よりも多くなっている。
【００１５】
メイン一次コイル１０の一端及びサブ一次コイル３０の他端は、同一の直流電源１２にされ、メイン一次コイル１０の他端が、メインスイッチ回路１１を介してグランドに接続され、サブ一次コイル３０の一端が、サブスイッチ回路３１を介してグランドに接続されている。
【００１６】
メインスイッチ回路１１をオンしてメイン一次コイル１０を通電した時に生じる磁束の方向と、サブスイッチ回路３１をオンしてサブ一次コイル３０を通電した時に生じる磁束の方向とが、互いに逆方向になるように、各コイルが巻線され、直流電源１２に接続されている。
【００１７】
メインスイッチ回路１１は、直流電源１２からメイン一次コイル１０への通電をオンオフするスイッチ回路である。メインスイッチ回路１１には、メインコイル制御部５（制御装置３）から出力された指令信号Ｓｉｇ１が入力され、指令信号Ｓｉｇ１によりメインスイッチ回路１１がオンオフされる。
【００１８】
サブスイッチ回路３１は、直流電源１２からサブ一次コイル３０への通電をオンオフするスイッチ回路である。サブスイッチ回路３１には、サブコイル制御部６（制御装置３）から出力された指令信号Ｓｉｇ２が入力され、指令信号Ｓｉｇ２によりサブスイッチ回路３１がオンオフされる。
【００１９】
メインスイッチ回路１１及びサブスイッチ回路３１には、例えば、ＩＧＢＴ（Insulated Gate Bipolar Transistor）、ＭＯＳＦＥＴ（Metal Oxide Semiconductor Field Effect Transistor）、又はトランジスタ等が用いられる。
【００２０】
二次コイル２０の一端は、点火プラグ２１の第一電極２１Ａに接続され、二次コイル２０の他端は、グランドに接続されている。
【００２１】
メイン電圧検出回路４は、メイン一次コイル１０の端子電圧Ｖ１（以下、一次電圧Ｖ１とも称す）を検出するための回路である。メイン電圧検出回路４は、メイン一次コイル１０のメインスイッチ回路１１側の端子電圧を検出する。メイン電圧検出回路４は、メイン一次コイル１０とメインスイッチ回路１１との間を接続する接続線に接続された電線とされており、電線の他端が、制御装置３に接続される。すなわち、メイン電圧検出回路４は、メイン一次コイル１０の端子電圧を制御装置３に入力する電線とされている。なお、メイン電圧検出回路４に、抵抗分圧器が設けられ、メイン一次コイル１０の端子電圧Ｖ１の分圧電圧を、制御装置３に入力するように構成されてもよい。
【００２２】
１−２．制御装置
本実施の形態では、メインコイル制御部５及びサブコイル制御部６は、制御装置３に備えられている。制御装置３は、内燃機関を制御する内燃機関の制御装置とされている。制御装置３の各機能は、制御装置３が備えた処理回路により実現される。具体的には、制御装置３は、図２に示すように、処理回路として、ＣＰＵ（Central Processing Unit）等の演算処理装置９０（コンピュータ）、演算処理装置９０とデータのやり取りをする記憶装置９１、演算処理装置９０に外部の信号を入力する入力回路９２、及び演算処理装置９０から外部に信号を出力する出力回路９３等を備えている。
【００２３】
演算処理装置９０として、ＡＳＩＣ（Application Specific Integrated Circuit）、ＩＣ（Integrated Circuit）、ＤＳＰ（Digital Signal Processor）、ＦＰＧＡ（Field Programmable Gate Array）、各種の論理回路、及び各種の信号処理回路等が備えられてもよい。また、演算処理装置９０として、同じ種類のもの又は異なる種類のものが複数備えられ、各処理が分担して実行されてもよい。記憶装置９１として、演算処理装置９０からデータを読み出し及び書き込みが可能に構成されたＲＡＭ（Random Access Memory）、演算処理装置９０からデータを読み出し可能に構成されたＲＯＭ（Read Only Memory）等が備えられている。入力回路９２は、メイン電圧検出回路４、クランク角度センサ、カム角センサ、吸気量検出センサ、水温センサ、電源電圧センサ等の各種のセンサ及びスイッチが接続され、これらセンサ及びスイッチの出力信号を演算処理装置９０に入力するＡ／Ｄ変換器等を備えている。出力回路９３は、メインスイッチ回路１１、サブスイッチ回路３１、インジェクタ等の電気負荷が接続され、これら電気負荷に演算処理装置９０から制御信号を出力する駆動回路等を備えている。
【００２４】
そして、制御装置３が備える各制御部５、６等の各機能は、演算処理装置９０が、ＲＯＭ等の記憶装置９１に記憶されたソフトウェア（プログラム）を実行し、記憶装置９１、入力回路９２、及び出力回路９３等の制御装置３の他のハードウェアと協働することにより実現される。なお、制御装置３が用いる閾値、判定値等の設定データは、ソフトウェア（プログラム）の一部として、ＲＯＭ等の記憶装置９１に記憶されている。
【００２５】
制御装置３は、基本的な制御として、入力された各種センサの出力信号等に基づいて、内燃機関の回転速度、充填効率、燃料噴射量、点火時期等を算出し、インジェクタ及びメインスイッチ回路１１等を駆動制御する。
【００２６】
＜メイン点火制御＞
メインコイル制御部５は、メインスイッチ回路１１をオンしてメイン一次コイル１０への通電をオンさせた後、メインスイッチ回路１１をオフしてメイン一次コイル１０への通電をオフさせ、点火プラグ２１に火花放電を発生させる。
【００２７】
メインコイル制御部５は、メイン一次コイル１０への通電期間と点火時期（点火クランク角度）を算出する。メインコイル制御部５は、通電期間の間、メインスイッチ回路１１をオンして、メイン一次コイル１０を通電させた後、点火時期で、メインスイッチ回路１１をオフして、メイン一次コイル１０への通電を遮断させ、二次コイル２０に高電圧を発生させ、点火プラグ２１に火花放電を生じさせる。火花放電は、点火プラグ２１の鉄心に蓄積されていた磁気エネルギが減少するまで継続する。
【００２８】
＜サブ一次コイル制御＞
火花放電中にサブ一次コイル３０に通電すると、二次コイル２０に追加の磁気エネルギが供給され、放電経路を流れる二次電流Ｉ２の大きさ（絶対値）が増加する。これにより、火花放電が強化され、混合気の着火性、火花放電の伸長性が強化させる。一方、サブ一次コイル３０の通電による火花放電の強化により、消費電力が増加し、点火プラグ２１の摩耗が増加する。従って、必要性に応じて、サブ一次コイル３０に通電することが望まれる。
【００２９】
点火プラグ２１のギャップ間電圧（二次電圧Ｖ２）は、気筒内の気流、温度、圧力等により変化し、二次電圧Ｖ２の大きさ（絶対値）が大きくなった場合は、点火コイル４０のトランス構造により、メイン一次コイル１０に発生する一次電圧Ｖ１の大きさも比例して大きくなる。特に、図３の右側に示すように、気筒内の気流が強い場合は、点火プラグ２１のギャップ間の火花放電の放電経路が伸長し、放電経路が長くなるに従って、二次電圧Ｖ２の大きさが増加し、一次電圧Ｖ１の大きさが増加する。この火花放電の放電経路の伸長度合に応じて、サブ一次コイル３０の通電による火花放電の強化の必要性が変化する。よって、この火花放電の放電経路の伸長度合に応じて、サブ一次コイル３０に通電することが望まれる。
【００３０】
そこで、サブコイル制御部６は、メイン電圧検出回路４の出力信号に基づいて、メイン一次コイル１０の端子電圧Ｖ１（以下、一次電圧Ｖ１と称す）を検出する。サブコイル制御部６は、メイン一次コイル１０への通電がオフされた後、一次電圧の検出値Ｖ１に基づいて、サブスイッチ回路３１をオンオフしてサブ一次コイル３０への通電をオンオフさせ、二次コイル２０に放電エネルギを追加供給する。
【００３１】
この構成によれば、火花放電の放電経路の長さに比例する一次電圧の検出値Ｖ１に基づいて、放電経路の伸長度合に応じて変化する火花放電の強化の必要性に応じて、適切にサブ一次コイル３０に通電することができる。
【００３２】
＜低一次電圧オン制御＞
放電経路が長くなることで着火性を確保できる運転条件の場合には、放電経路が長くなった場合にサブ一次コイル３０に通電しても、着火性向上の効果は得られず、消費電力が増加し、点火プラグ２１の摩耗が増加する。このような運転条件には、例えば、気筒内に充填される混合気の充填効率が高い高負荷である場合、気筒内の混合気がリッチである場合等がある。
【００３３】
そこで、サブコイル制御部６は、メイン一次コイルの端子電圧の検出値Ｖ１が閾値Ｖ１ｔｈを下回っている場合に、サブスイッチ回路３１をオンしてサブ一次コイル３０への通電をオンさせ、メイン一次コイルの端子電圧の検出値Ｖ１が閾値Ｖ１ｔｈを上回っている場合に、サブスイッチ回路３１をオフしてサブ一次コイル３０への通電をオフさせる低一次電圧オン制御を実行する。閾値Ｖ１ｔｈは、充填効率、空燃比、及び回転速度等の内燃機関の運転状態に応じて変化されてもよい。
【００３４】
この構成によれば、一次電圧の検出値Ｖ１が閾値Ｖ１ｔｈを上回り、放電経路が長くなったと判定できる場合に、サブ一次コイル３０への通電を停止し、不要な消費電力の増加及び点火プラグ２１の摩耗の増加を抑制することができる。
【００３５】
図４に示すタイムチャートを用いて、低一次電圧オン制御の挙動を説明する。図４の時刻ｔ１１において、メインコイル制御部５は、メインスイッチ回路１１への指令信号Ｓｉｇ１を、オフからオンに切り替え、メイン一次コイル１０に通電し、一次電流Ｉ１を流す。その後、メインコイル制御部５は、通電期間が経過した時刻ｔ１２において、指令信号Ｓｉｇ１を、オンからオフに切り替えて、メイン一次コイル１０の通電を遮断すると、二次コイル２０に負の高電圧の二次電圧Ｖ２が発生し、点火プラグ２１の第一電極２１Ａに印加されて、その電位が急峻に低下し、絶縁破壊電圧に至ると、点火プラグ２１の第一電極２１Ａと第二電極２１Ｂとのギャップ間に火花放電が発生する。火花放電が開始すると、二次電圧Ｖ２は、絶縁破壊電圧から増加し、放電維持電圧になる。
【００３６】
時刻ｔ１２で、火花放電が開始すると、二次電流Ｉ２がステップ的にゼロから減少した後、鉄心に蓄積されていた磁気エネルギが減少するに従って、次第に減少していき、時刻ｔ１８で、二次電流Ｉ２がゼロになり、火花放電が終了する。
【００３７】
図４に示す例では、気筒内の流動が大きく、火花放電の開始後、放電経路が次第に伸長しており、放電経路の伸長に応じて、二次電圧Ｖ２が次第に低下している。点火コイル４０のトランス構造により、二次電圧Ｖ２の正負反転値に比例して、一次電圧Ｖ１も変化しており、一次電圧Ｖ１は、放電経路の伸長に応じて、次第に増加している。
【００３８】
図４の例では、時刻ｔ１４、時刻ｔ１６で火花放電が吹き飛んでおり、その度に、放電経路の長さが短くなり、その後、次第に伸長している。それに応じて、時刻ｔ１４、時刻ｔ１６で、二次電圧Ｖ２及び一次電圧Ｖ１の大きさも、一旦小さくなり、その後、次第に増加している。
【００３９】
放電開始後、時刻ｔ１２直後から時刻ｔ１３までは、一次電圧Ｖ１が閾値Ｖ１ｔｈを下回っているので、サブコイル制御部６は、サブスイッチ回路３１への指令信号Ｓｉｇ２を、オフからオンに切り替え、サブ一次コイル３０に通電し、サブ一次コイル３０に電流Ｉ３（以下、サブ一次電流Ｉ３と称す）を流す。これにより、二次コイル２０に放電エネルギが追加供給され、追加エネルギ分、放電経路を流れる二次電流Ｉ２の大きさが増加している。
【００４０】
一方、放電経路の伸長により、時刻ｔ１３から時刻ｔ１４まで、一次電圧Ｖ１が閾値Ｖ１ｔｈを上回り、サブコイル制御部６は、サブスイッチ回路３１への指令信号Ｓｉｇ２を、オンからオフに切り替え、サブ一次コイル３０への通電をオフし、サブ一次電流Ｉ３がゼロになる。これにより、二次コイル２０への放電エネルギの追加供給が停止し、二次電流Ｉ２の大きさが通常の値まで低下している。よって、放電経路が長くなり、着火性を確保できる場合は、サブ一次コイル３０への通電を停止し、不要な消費電力の増加及び点火プラグ２１の摩耗の増加を抑制することができる。
【００４１】
時刻ｔ１４で、火花放電の吹き飛びにより、一次電圧Ｖ１が低下し、閾値Ｖ１ｔｈを下回ると、再び、サブスイッチ回路３１への指令信号Ｓｉｇ２をオフからオンに切り替え、サブ一次コイル３０に通電する。そして、放電経路の伸長により、時刻ｔ１５で、一次電圧Ｖ１が閾値Ｖ１ｔｈを上回ると、サブスイッチ回路３１への指令信号Ｓｉｇ２をオンからオフに切り替え、サブ一次コイル３０への通電を停止する。時刻ｔ１６で、再び火花放電が吹き飛んだので、同様に、サブ一次コイル３０への通電を開始し、時刻ｔ１７で、放電経路の伸長により、サブ一次コイル３０への通電を停止する。このように、火花放電の吹き飛びが生じても、一次電圧Ｖ１に基づいて、放電経路の伸長に応じて、適切に、サブ一次コイル３０への通電をオンオフできている。
【００４２】
＜高一次電圧オン制御＞
一方、放電経路が長くなると、火花放電が吹き飛ばされ易くなる運転条件の場合には、放電経路が長くなった場合に、サブ一次コイル３０に通電し、火花放電を強化することで、火花放電を吹き飛ばされ難くし、着火性を向上させることができる。このような運転条件には、例えば、内燃機関の回転速度が高い高回転速度域である場合等がある。高回転速度域になると筒内流動が大きくなり過ぎて、火花放電が吹き飛ばされ易くなる。
【００４３】
そこで、サブコイル制御部６は、メイン一次コイルの端子電圧の検出値Ｖ１が閾値Ｖ１ｔｈを上回っている場合に、サブスイッチ回路３１をオンしてサブ一次コイル３０への通電をオンさせ、メイン一次コイルの端子電圧の検出値Ｖ１が閾値Ｖ１ｔｈを下回っている場合に、サブスイッチ回路３１をオフしてサブ一次コイル３０への通電をオフさせる。閾値Ｖ１ｔｈは、充填効率、空燃比、及び回転速度等の内燃機関の運転状態に応じて変化させてもよく、高一次電圧オン制御の閾値Ｖ１ｔｈは、低一次電圧オン制御の閾値Ｖ１ｔｈと異なる値に設定されてもよい。
【００４４】
この構成によれば、一次電圧の検出値Ｖ１が閾値Ｖ１ｔｈを上回り、放電経路が長くなったと判定できる場合に、サブ一次コイル３０に通電し、火花放電を強化することで、火花放電を吹き飛ばされ難くし、着火性を向上させることができる。
【００４５】
図５に示すタイムチャートを用いて、高一次電圧オン制御の挙動を説明する。図５の時刻ｔ２１から時刻ｔ２２は、図４の時刻ｔ１１から時刻ｔ１２までと同様であるので、説明を省略する。時刻ｔ２２で、火花放電が開始すると、二次電流Ｉ２がステップ的にゼロから減少した後、鉄心に蓄積されていた磁気エネルギが減少するに従って、次第に減少していき、時刻ｔ２８で、二次電流Ｉ２がゼロになり、火花放電が終了する。
【００４６】
図５に示す例では、気筒内の流動が大きく、火花放電の開始後、放電経路が次第に伸長しており、放電経路の伸長に応じて、二次電圧Ｖ２が次第に低下している。点火コイル４０のトランス構造により、二次電圧Ｖ２の正負反転値に比例して、一次電圧Ｖ１も変化しており、一次電圧Ｖ１は、放電経路の伸長に応じて、次第に増加している。
【００４７】
図５の例では、時刻ｔ２４、時刻ｔ２６で火花放電が吹き飛んでおり、その度に、放電経路の長さが短くなり、その後、次第に伸長している。それに応じて、時刻ｔ２４、時刻ｔ２６で、二次電圧Ｖ２及び一次電圧Ｖ１の大きさも、一旦小さくなり、その後、次第に増加している。
【００４８】
放電開始後、時刻ｔ２２から時刻ｔ２３までは、一次電圧Ｖ１が閾値Ｖ１ｔｈを下回っているので、サブコイル制御部６は、サブスイッチ回路３１への指令信号Ｓｉｇ２を、オフのままにしている。放電経路が長くなっておらず、火花放電が吹き飛ばされ易くなっていない場合は、サブ一次コイル３０への通電を行わず、不要な消費電力の増加及び点火プラグ２１の摩耗の増加を抑制することができる。
【００４９】
一方、放電経路の伸長により、時刻ｔ１３から時刻ｔ１４まで、一次電圧Ｖ１が閾値Ｖ１ｔｈを上回り、サブコイル制御部６は、サブスイッチ回路３１への指令信号Ｓｉｇ２を、オフからオンに切り替え、サブ一次コイル３０に通電し、サブ一次コイル３０にサブ一次電流Ｉ３を流す。二次コイル２０に放電エネルギが追加供給され、追加エネルギ分、放電経路を流れる二次電流Ｉ２の大きさが増加している。これによって、放電経路が長くなり、火花放電が吹き飛ばされ易くなった場合でも、サブ一次コイル３０に通電し、火花放電を強化することで、火花放電を吹き飛ばされ難くし、着火性を向上させることができる。
【００５０】
時刻ｔ２４で、火花放電の吹き飛びにより、一次電圧Ｖ１が低下し、閾値Ｖ１ｔｈを下回ると、再び、サブスイッチ回路３１への指令信号Ｓｉｇ２をオンからオフに切り替え、サブ一次コイル３０への通電を停止する。そして、放電経路の伸長により、時刻ｔ２５で、一次電圧Ｖ１が閾値Ｖ１ｔｈを上回ると、サブスイッチ回路３１への指令信号Ｓｉｇ２をオフからオンに切り替え、サブ一次コイル３０へ通電する。時刻ｔ２６で、再び火花放電が吹き飛んだので、同様に、サブ一次コイル３０への通電を停止し、時刻ｔ２７で、放電経路の伸長により、サブ一次コイル３０への通電を開始する。このように、火花放電の吹き飛びが生じても、一次電圧Ｖ１に基づいて、放電経路の伸長に応じて、適切に、サブ一次コイル３０への通電をオンオフできている。
【００５１】
＜運転条件に応じた、低一次電圧オン制御と高一次電圧オン制御との切り替え＞
本実施の形態では、サブコイル制御部６は、内燃機関の運転条件に応じて、低一次電圧オン制御と高一次電圧オン制御とを切り替えて実行する。この構成によれば、運転条件に応じて変化する必要性に応じて、サブ一次コイル３０の通電制御を切り替えて、着火性の向上、消費電力の増加抑止、及び点火プラグの摩耗増加のバランスさせることができる。
【００５２】
サブコイル制御部６は、予め設定された低一次電圧オン制御の実行条件が成立した場合に、低一次電圧オン制御を実行し、予め設定された高一次電圧オン制御の実行条件が成立した場合に、高一次電圧オン制御を実行する。例えば、低一次電圧オン制御の実行条件は、内燃機関の充填効率が、予め設定された高負荷実行域の範囲内である場合に成立する条件、内燃機関の空燃比が、予め設定された空燃比実行域の範囲内である場合に成立する条件等から構成される。例えば、高一次電圧オン制御の実行条件は、内燃機関の回転速度が、予め設定された高回転速度域の範囲内である場合に成立する条件等から構成される。
【００５３】
２．実施の形態２
次に、実施の形態２に係る点火装置１について説明する。上記の実施の形態１と同様の構成部分は説明を省略する。本実施の形態に係る点火装置１の基本的な構成及び処理は実施の形態１と同様である。しかし、本実施の形態では、サブコイル制御部６の構成が、実施の形態１と異なる。
【００５４】
充填効率が低く、筒内の圧力が低い場合（低負荷）、又は点火プラグ２１のギャップ間が狭い場合には、絶縁破壊電圧の大きさ（絶対値）が小さくなるが、放電経路の抵抗成分も小さくなるため、絶縁破壊後の放電維持電圧の大きさも小さくなる。この場合は、着火性が低いため、着火性を確保するために、サブ一次コイル３０の通電による放電エネルギの追加供給を積極的に行った方がよい。
【００５５】
一方、充填効率が高く、筒内の圧力が高い場合（高負荷）、又は点火プラグ２１のギャップ間が広い場合には、絶縁破壊電圧の大きさが大きくなるが、放電経路の抵抗成分も大きくなるため、絶縁破壊後の放電維持電圧の大きさも大きくなる。この場合は、着火性が高いため、サブ一次コイル３０の通電による放電エネルギの追加供給を積極的に行わなくてもよい。
【００５６】
そこで、サブコイル制御部６は、メイン一次コイル１０への通電がオフされた直後の、メイン一次コイルの端子電圧（一次電圧Ｖ１）の検出値のピーク値に応じて、高一次電圧オン制御及び低一次電圧オン制御の一方又は双方における閾値Ｖ１ｔｈを変化させる。一次電圧Ｖ１は、二次電圧Ｖ２の正負反転値に比例して変化するため、一次電圧Ｖ１のピーク値は、二次電圧Ｖ２の絶縁破壊電圧の正負反転値に対応する。
【００５７】
この構成によれば、内燃機関の充填効率、及び点火プラグ２１のギャップ間の広さに相関する一次電圧Ｖ１のピーク値に応じて、閾値Ｖ１ｔｈを変化させ、サブ一次コイル３０の通電期間を適切に増減させることができる。
【００５８】
本実施の形態では、サブコイル制御部６は、低一次電圧オン制御を実行する場合に、メイン一次コイル１０への通電がオフされた直後の、一次電圧Ｖ１の検出値のピーク値が大きいほど、閾値Ｖ１ｔｈを減少させる。
【００５９】
この構成によれば、一次電圧Ｖ１の検出値のピーク値が大きいほど、二次電圧Ｖ２の絶縁破壊電圧の大きさが大きく、着火性が高いと判断できるため、閾値Ｖ１ｔｈを減少させ、サブ一次コイル３０の通電期間を減少させることができ、不要な消費電力の増加及び点火プラグ２１の摩耗の増加を抑制することができる。逆に、一次電圧Ｖ１の検出値のピーク値が小さいほど、二次電圧Ｖ２の絶縁破壊電圧の大きさが小さく、着火性が低いと判断できるため、閾値Ｖ１ｔｈを増加させ、サブ一次コイル３０の通電期間を増加させることができ、着火性を向上させることができる。
【００６０】
例えば、サブコイル制御部６は、低一次電圧オン制御を実行する場合に、メイン一次コイル１０への通電がオフされた直後の、一次電圧Ｖ１の検出値のピーク値が、ピーク判定値Ｖ１ｔｈ＿Ｖ２よりも大きい場合は、閾値Ｖ１ｔｈに低閾値Ｖ１ｔｈ＿Ｌを設定し、一次電圧Ｖ１の検出値のピーク値が、ピーク判定値Ｖ１ｔｈ＿Ｖ２よりも小さい場合は、閾値Ｖ１ｔｈに、低閾値Ｖ１ｔｈ＿Ｌよりも大きい値である高閾値Ｖ１ｔｈ＿Ｈを設定する。
【００６１】
図６及び図７に示すタイムチャートを用いて制御挙動を説明する。図６は、低一次電圧オン制御を実行する場合において、一次電圧Ｖ１の検出値のピーク値が、ピーク判定値Ｖ１ｔｈ＿Ｖ２よりも大きい場合であり、図７は、一次電圧Ｖ１の検出値のピーク値が、ピーク判定値Ｖ１ｔｈ＿Ｖ２よりも小さい場合である。
【００６２】
図６の時刻ｔ３１から時刻ｔ３２は、図４の時刻ｔ１１から時刻ｔ１２までと同様であるので、説明を省略する。時刻ｔ３２で、メインコイル制御部５が、指令信号Ｓｉｇ１をオンからオフに切り替えて、メイン一次コイル１０の通電を遮断すると、二次電圧Ｖ２が絶縁破壊電圧まで低下し、絶縁破壊により火花放電が発生する。火花放電が開始すると、二次電圧Ｖ２は、絶縁破壊電圧から増加し、放電維持電圧になる。図６の例では、充填効率が高く、筒内の圧力が高いので、絶縁破壊電圧の大きさが大きく、放電維持電圧の大きさが大きくなっている。
【００６３】
そのため、絶縁破壊電圧の正負反転値に対応する一次電圧Ｖ１のピーク値が、ピーク判定値Ｖ１ｔｈ＿Ｖ２よりも大きくなっており、閾値Ｖ１ｔｈに、高閾値Ｖ１ｔｈ＿Ｈよりも小さい低閾値Ｖ１ｔｈ＿Ｌが設定されている。その結果、一次電圧Ｖ１が低閾値Ｖ１ｔｈ＿Ｌを下回り、サブスイッチ回路３１への指令信号Ｓｉｇ２がオンになる期間が減少し、一次電圧Ｖ１が低閾値Ｖ１ｔｈ＿Ｌを上回り、サブスイッチ回路３１への指令信号Ｓｉｇ２がオフになる期間が増加する。よって、着火性が高いと判定できる場合は、サブ一次コイル３０の通電期間を減少させ、不要な消費電力の増加及び点火プラグ２１の摩耗の増加を抑制することができる。低一次電圧オン制御は、時刻ｔ３２から時刻ｔ３６までの火花放電期間で実行されている。
【００６４】
図７の時刻ｔ４２で、メインコイル制御部５が、指令信号Ｓｉｇ１をオンからオフに切り替えて、メイン一次コイル１０の通電を遮断すると、二次電圧Ｖ２が絶縁破壊電圧まで低下し、絶縁破壊により火花放電が発生する。火花放電が開始すると、二次電圧Ｖ２は、絶縁破壊電圧から増加し、放電維持電圧になる。図７の例では、充填効率が低く、筒内の圧力が低いので、絶縁破壊電圧の大きさが小さく、放電維持電圧の大きさが小さくなっている。
【００６５】
そのため、絶縁破壊電圧の正負反転値に対応する一次電圧Ｖ１のピーク値が、ピーク判定値Ｖ１ｔｈ＿Ｖ２よりも小さくなっており、閾値Ｖ１ｔｈに、低閾値Ｖ１ｔｈ＿Ｌよりも大きい高閾値Ｖ１ｔｈ＿Ｈが設定されている。その結果、一次電圧Ｖ１が高閾値Ｖ１ｔｈ＿Ｈを下回り、サブスイッチ回路３１への指令信号Ｓｉｇ２がオンになる期間が増加し、一次電圧Ｖ１が高閾値Ｖ１ｔｈ＿Ｈを上回り、サブスイッチ回路３１への指令信号Ｓｉｇ２がオフになる期間が減少する。よって、着火性が低いと判定できる場合は、サブ一次コイル３０の通電期間を増加させ、着火性を向上させることができる。
【００６６】
なお、高一次電圧オン制御を実行する場合は、サブコイル制御部６は、メイン一次コイル１０への通電がオフされた直後の、一次電圧Ｖ１の検出値のピーク値が大きいほど、閾値Ｖ１ｔｈを増加させる。
【００６７】
この構成によれば、一次電圧Ｖ１の検出値のピーク値が大きいほど、二次電圧Ｖ２の絶縁破壊電圧の大きさが大きく、着火性が高いと判断できるため、閾値Ｖ１ｔｈを増加させ、サブ一次コイル３０の通電期間を減少させることができ、不要な消費電力の増加及び点火プラグ２１の摩耗の増加を抑制することができる。逆に、一次電圧Ｖ１の検出値のピーク値が小さいほど、二次電圧Ｖ２の絶縁破壊電圧の大きさが小さく、着火性が低いと判断できるため、閾値Ｖ１ｔｈを減少させ、サブ一次コイル３０の通電期間を増加させることができ、着火性を向上させることができる。
【００６８】
３．実施の形態３
次に、実施の形態３に係る点火装置１について説明する。上記の実施の形態１と同様の構成部分は説明を省略する。本実施の形態に係る点火装置１の基本的な構成及び処理は実施の形態１と同様である。しかし、本実施の形態では、サブコイル制御部６の構成が、実施の形態１と異なる。
【００６９】
本実施の形態では、サブコイル制御部６は、サブスイッチ回路３１をオンするか否かの判定を行う際に用いる閾値Ｖ１ｔｈの設定値Ｖ１ｔｈ＿ＯＮ（以下、オン閾値Ｖ１ｔｈ＿ＯＮと称す）と、サブスイッチ回路３１をオフするか否かの判定を行う際に用いるＶ１ｔｈの設定値Ｖ１ｔｈ＿ＯＦＦ（以下、オフ閾値Ｖ１ｔｈ＿ＯＦＦと称す）と、を異なる値に設定する。
【００７０】
低一次電圧オン制御を実行する場合は、オン閾値Ｖ１ｔｈ＿ＯＮは、オフ閾値Ｖ１ｔｈ＿ＯＦＦよりも小さい値に設定される。一方、高一次電圧オン制御を実行する場合は、オン閾値Ｖ１ｔｈ＿ＯＮは、オフ閾値Ｖ１ｔｈ＿ＯＦＦよりも大きい値に設定される。
【００７１】
この構成によれば、ヒステリシス付きの判定を行うことで、一次電圧Ｖ１の微小変化により、サブスイッチ回路３１が高速でオンオフすることを防止でき、サブスイッチ回路３１のオンオフを安定化させることができる。
【００７２】
図８に示すタイムチャートを用いて、低一次電圧オン制御を実行する場合の制御挙動を説明する。時刻ｔ５２で、メインコイル制御部５が、指令信号Ｓｉｇ１をオンからオフに切り替えて、メイン一次コイル１０の通電を遮断すると、二次電圧Ｖ２が絶縁破壊電圧まで低下し、絶縁破壊により火花放電が発生する。火花放電が開始すると、二次電圧Ｖ２は、絶縁破壊電圧から増加し、放電維持電圧になる。
【００７３】
時刻ｔ５２の火花放電の開始時点では、サブ一次コイル３０がオフであり、サブスイッチ回路３１をオンするか否かの判定を行うので、閾値Ｖ１ｔｈは、オフ閾値Ｖ１ｔｈ＿ＯＦＦよりも小さい値に設定されたオン閾値Ｖ１ｔｈ＿ＯＮに設定されている。時刻ｔ５２の直後に、サブコイル制御部６は、一次電圧Ｖ１がオン閾値Ｖ１ｔｈ＿ＯＮを下回ったので、サブスイッチ回路３１をオンしている。
【００７４】
サブスイッチ回路３１をオンした後、サブスイッチ回路３１をオフするか否かの判定を行うので、閾値Ｖ１ｔｈは、オン閾値Ｖ１ｔｈ＿ＯＮよりも大きい値に設定されたオフ閾値Ｖ１ｔｈ＿ＯＦＦに変更される。時刻ｔ５３で、サブコイル制御部６は、一次電圧Ｖ１がオフ閾値Ｖ１ｔｈ＿ＯＦＦを上回ったので、サブスイッチ回路３１をオフしている。
【００７５】
サブスイッチ回路３１をオフした後、サブスイッチ回路３１をオンするか否かの判定を行うので、閾値Ｖ１ｔｈは、オフ閾値Ｖ１ｔｈ＿ＯＦＦよりも小さい値に設定されたオン閾値Ｖ１ｔｈ＿ＯＮに変更される。時刻ｔ５４で、サブコイル制御部６は、一次電圧Ｖ１がオン閾値Ｖ１ｔｈ＿ＯＮを下回ったので、サブスイッチ回路３１をオンしている。
【００７６】
サブスイッチ回路３１をオンした後、閾値Ｖ１ｔｈは、オフ閾値Ｖ１ｔｈ＿ＯＦＦに変更される。時刻ｔ５５で、サブコイル制御部６は、一次電圧Ｖ１がオフ閾値Ｖ１ｔｈ＿ＯＦＦを上回ったので、サブスイッチ回路３１をオフしている。その後、時刻ｔ５６で、鉄心に蓄積されていた磁気エネルギが無くなり、火花放電が終了する。低一次電圧オン制御は、時刻ｔ５２から時刻ｔ５６までの火花放電期間で実行されている。
【００７７】
時刻ｔ５２から時刻ｔ５６までの火花放電中に、放電経路の短縮等により、一次電圧Ｖ１が微小変化しているが、ヒステリシス付きの判定を行うことで、サブスイッチ回路３１が高速でオンオフすることを防止でき、サブスイッチ回路３１のオンオフを安定化させることができている。
【００７８】
４．実施の形態４
次に、実施の形態４に係る点火装置１について説明する。上記の実施の形態１と同様の構成部分は説明を省略する。本実施の形態に係る点火装置１の基本的な構成及び処理は実施の形態１と同様である。しかし、本実施の形態では、点火装置１に二次電流検出回路２２が備えられ、サブコイル制御部６の構成が、実施の形態１と異なる。図９に本実施の形態４に係る点火装置１の回路構成を示す。
【００７９】
二次電流検出回路２２は、二次コイル２０に流れる二次電流Ｉ２を検出するための回路である。本実施の形態では、二次電流検出回路２２は、二次電流Ｉ２の放電経路上に直列接続された抵抗（以下、二次電流検出抵抗２２と称す）である。二次電流検出抵抗２２の低電圧側端子は、グランドに接続され、二次電流検出抵抗２２の高電圧側端子は、二次コイル２０の他端に接続されている。二次電流検出抵抗２２の高電圧側端子の電圧が制御装置３に入力される。二次電流検出回路２２は、二次電流Ｉ２の放電経路上に配置されたカレントトランス又はホールセンサであってもよい。
【００８０】
サブコイル制御部６は、二次電流Ｉ２の検出値の大きさ（絶対値）が、電流閾値Ｉ２ｔｈを下回った場合に、サブスイッチ回路３１をオンしてサブ一次コイル３０への通電をオンさせる。
【００８１】
この構成によれば、二次電流Ｉ２の大きさが低下し、点火コイル４０の出力エネルギが低下する放電期間の後半において、サブ一次コイル３０に通電し、二次電流Ｉ２の大きさを増加させ、火花放電を強化することで、着火性を向上させることができる。また、放電経路の伸長により、鉄心に蓄積されていた磁気エネルギの消費量が増加し、放電期間が短くなった場合でも、放電期間の後半において、着火に必要なエネルギ供給を維持することができる。なお、放電期間の前半においては、メイン一次コイルの端子電圧の検出値Ｖ１に基づいて、サブ一次コイル３０の通電をオンオフすることにより、電極消耗を抑制することができる。
【００８２】
図１０に示すタイムチャートを用いて制御挙動を説明する。図１０の時刻ｔ６１から時刻ｔ６２は、図４の時刻ｔ１１から時刻ｔ１２までと同様であるので、説明を省略する。時刻ｔ６２で、メインコイル制御部５が、指令信号Ｓｉｇ１をオンからオフに切り替えて、メイン一次コイル１０の通電を遮断すると、二次電圧Ｖ２が絶縁破壊電圧まで低下し、絶縁破壊により火花放電が発生する。
【００８３】
本実施の形態では、低一次電圧オン制御が実行される。時刻ｔ６２の直後に、サブコイル制御部６は、一次電圧Ｖ１が閾値Ｖ１ｔｈを下回ったので、サブスイッチ回路３１をオンしている。時刻ｔ６３で、サブコイル制御部６は、一次電圧Ｖ１が閾値Ｖ１ｔｈを上回ったので、サブスイッチ回路３１をオフしている。
【００８４】
その後、鉄心に蓄積されていた磁気エネルギが減少するに従って、二次電流Ｉ２が次第に減少していき、時刻ｔ６４で、サブコイル制御部６は、二次電流Ｉ２の検出値の大きさ（絶対値）が、電流閾値Ｉ２ｔｈを下回ったので、サブスイッチ回路３１をオンしてサブ一次コイル３０への通電をオンさせている。その後、時刻ｔ６５で、鉄心に蓄積されていた磁気エネルギの減少により放電が終了し、サブコイル制御部６は、サブスイッチ回路３１をオフしてサブ一次コイル３０への通電をオフさせている。このように、放電期間の後半において、サブ一次コイル３０に通電し、二次電流Ｉ２の大きさを増加させ、火花放電を強化することができている。
【００８５】
本願は、様々な例示的な実施の形態及び実施例が記載されているが、１つ、または複数の実施の形態に記載された様々な特徴、態様、及び機能は特定の実施の形態の適用に限られるのではなく、単独で、または様々な組み合わせで実施の形態に適用可能である。従って、例示されていない無数の変形例が、本願明細書に開示される技術の範囲内において想定される。例えば、少なくとも１つの構成要素を変形する場合、追加する場合または省略する場合、さらには、少なくとも１つの構成要素を抽出し、他の実施の形態の構成要素と組み合わせる場合が含まれるものとする。
【符号の説明】
【００８６】
１  点火装置、３  制御装置、４  メイン電圧検出回路、５  メインコイル制御部、６  サブコイル制御部、１０  メイン一次コイル、１１  メインスイッチ回路、１２  直流電源、２０  二次コイル、２１  点火プラグ、２２  二次電流検出回路、３０  サブ一次コイル、３１  サブスイッチ回路、４０  点火コイル、Ｉ１  一次電流、Ｉ２  二次電流、Ｉ２ｔｈ  電流閾値、Ｉ３  サブ一次電流、Ｓｉｇ１  メインスイッチ回路の指令信号、Ｓｉｇ２  サブスイッチ回路の指令信号、Ｖ１  一次電圧、Ｖ１ｔｈ  閾値、Ｖ２  二次電圧
【図１】
2020183735.tif 000003
【図２】
2020183735.tif 000004
【図３】
2020183735.tif 000005
【図４】
2020183735.tif 000006
【図５】
2020183735.tif 000007
【図６】
2020183735.tif 000008
【図７】
2020183735.tif 000009
【図８】
2020183735.tif 000010
【図９】
2020183735.tif 000011
【図１０】
2020183735.tif 000012
【手続補正書】
【提出日】令和2年4月17日(2020.4.17)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
通電により通電磁束が生じるメイン一次コイルと、通電により前記メイン一次コイルの通電磁束とは逆方向の通電磁束が生じるサブ一次コイルと、前記メイン一次コイル及び前記サブ一次コイルに磁気結合され、点火プラグに放電エネルギを供給する二次コイルと、を有する点火コイルと、
直流電源から前記メイン一次コイルへの通電をオンオフするメインスイッチ回路と、
前記直流電源から前記サブ一次コイルへの通電をオンオフするサブスイッチ回路と、
前記メイン一次コイルの端子電圧を検出するメイン電圧検出回路と、
前記メインスイッチ回路をオンして前記メイン一次コイルへの通電をオンさせた後、前記メインスイッチ回路をオフして前記メイン一次コイルへの通電をオフさせ、前記点火プラグに火花放電を発生させるメインコイル制御部と、
前記メイン一次コイルへの通電がオフされた後、前記メイン一次コイルの端子電圧の検出値に基づいて、前記サブスイッチ回路をオンオフして前記サブ一次コイルへの通電をオンオフさせ、前記二次コイルに放電エネルギを追加供給するサブコイル制御部と、
を備え、
前記サブコイル制御部は、前記メイン一次コイルの端子電圧の検出値が閾値を下回っている場合に、前記サブスイッチ回路をオンして前記サブ一次コイルへの通電をオンさせ、前記メイン一次コイルの端子電圧の検出値が前記閾値を上回っている場合に、前記サブスイッチ回路をオフして前記サブ一次コイルへの通電をオフさせる低一次電圧オン制御を実行する点火装置。
【請求項２】
通電により通電磁束が生じるメイン一次コイルと、通電により前記メイン一次コイルの通電磁束とは逆方向の通電磁束が生じるサブ一次コイルと、前記メイン一次コイル及び前記サブ一次コイルに磁気結合され、点火プラグに放電エネルギを供給する二次コイルと、を有する点火コイルと、
直流電源から前記メイン一次コイルへの通電をオンオフするメインスイッチ回路と、
前記直流電源から前記サブ一次コイルへの通電をオンオフするサブスイッチ回路と、
前記メイン一次コイルの端子電圧を検出するメイン電圧検出回路と、
前記メインスイッチ回路をオンして前記メイン一次コイルへの通電をオンさせた後、前記メインスイッチ回路をオフして前記メイン一次コイルへの通電をオフさせ、前記点火プラグに火花放電を発生させるメインコイル制御部と、
前記メイン一次コイルへの通電がオフされた後、前記メイン一次コイルの端子電圧の検出値に基づいて、前記サブスイッチ回路をオンオフして前記サブ一次コイルへの通電をオンオフさせ、前記二次コイルに放電エネルギを追加供給するサブコイル制御部と、
を備え、
前記サブコイル制御部は、前記メイン一次コイルの端子電圧の検出値が閾値を上回っている場合に、前記サブスイッチ回路をオンして前記サブ一次コイルへの通電をオンさせ、前記メイン一次コイルの端子電圧の検出値が前記閾値を下回っている場合に、前記サブスイッチ回路をオフして前記サブ一次コイルへの通電をオフさせる高一次電圧オン制御を実行する点火装置。
【請求項３】
通電により通電磁束が生じるメイン一次コイルと、通電により前記メイン一次コイルの通電磁束とは逆方向の通電磁束が生じるサブ一次コイルと、前記メイン一次コイル及び前記サブ一次コイルに磁気結合され、点火プラグに放電エネルギを供給する二次コイルと、を有する点火コイルと、
直流電源から前記メイン一次コイルへの通電をオンオフするメインスイッチ回路と、
前記直流電源から前記サブ一次コイルへの通電をオンオフするサブスイッチ回路と、
前記メイン一次コイルの端子電圧を検出するメイン電圧検出回路と、
前記メインスイッチ回路をオンして前記メイン一次コイルへの通電をオンさせた後、前記メインスイッチ回路をオフして前記メイン一次コイルへの通電をオフさせ、前記点火プラグに火花放電を発生させるメインコイル制御部と、
前記メイン一次コイルへの通電がオフされた後、前記メイン一次コイルの端子電圧の検出値に基づいて、前記サブスイッチ回路をオンオフして前記サブ一次コイルへの通電をオンオフさせ、前記二次コイルに放電エネルギを追加供給するサブコイル制御部と、
を備え、
前記サブコイル制御部は、内燃機関の運転条件に応じて、低一次電圧オン制御と高一次電圧オン制御とを切り替えて実行し、
前記低一次電圧オン制御では、前記メイン一次コイルの端子電圧の検出値が閾値を下回っている場合に、前記サブスイッチ回路をオンして前記サブ一次コイルへの通電をオンさせ、前記メイン一次コイルの端子電圧の検出値が前記閾値を上回っている場合に、前記サブスイッチ回路をオフして前記サブ一次コイルへの通電をオフさせ、
前記高一次電圧オン制御では、前記メイン一次コイルの端子電圧の検出値が閾値を上回っている場合に、前記サブスイッチ回路をオンして前記サブ一次コイルへの通電をオンさせ、前記メイン一次コイルの端子電圧の検出値が前記閾値を下回っている場合に、前記サブスイッチ回路をオフして前記サブ一次コイルへの通電をオフさせる点火装置。
【請求項４】
前記サブコイル制御部は、前記メイン一次コイルへの通電がオフされた直後の、前記メイン一次コイルの端子電圧の検出値のピーク値に応じて、前記閾値を変化させる請求項１から３のいずれか一項に記載の点火装置。
【請求項５】
前記サブコイル制御部は、前記低一次電圧オン制御を実行する場合に、前記メイン一次コイルへの通電がオフされた直後の、前記メイン一次コイルの端子電圧の検出値のピーク値が大きいほど、前記閾値を減少させる請求項１又は３に記載の点火装置。
【請求項６】
前記サブコイル制御部は、前記高一次電圧オン制御を実行する場合に、前記メイン一次コイルへの通電がオフされた直後の、前記メイン一次コイルの端子電圧の検出値のピーク値が大きいほど、前記閾値を増加させる請求項２又は３に記載の点火装置。
【請求項７】
前記サブコイル制御部は、前記サブスイッチ回路をオンするか否かの判定を行う際に用いる前記閾値の設定値と、前記サブスイッチ回路をオフするか否かの判定を行う際に用いる前記閾値の設定値と、を異なる値に設定する請求項１から６のいずれか一項に記載の点火装置。
【請求項８】
前記二次コイルに流れる二次電流を検出する二次電流検出回路を更に備え、
前記サブコイル制御部は、前記二次電流の検出値の大きさが、電流閾値を下回った場合に、前記サブスイッチ回路をオンして前記サブ一次コイルへの通電をオンさせる請求項１から７のいずれか一項に記載の点火装置。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００８
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００８】
本願に係る点火装置は、
通電により通電磁束が生じるメイン一次コイルと、通電により前記メイン一次コイルの通電磁束とは逆方向の通電磁束が生じるサブ一次コイルと、前記メイン一次コイル及び前記サブ一次コイルに磁気結合され、点火プラグに放電エネルギを供給する二次コイルと、を有する点火コイルと、
直流電源から前記メイン一次コイルへの通電をオンオフするメインスイッチ回路と、
前記直流電源から前記サブ一次コイルへの通電をオンオフするサブスイッチ回路と、
前記メイン一次コイルの端子電圧を検出するメイン電圧検出回路と、
前記メインスイッチ回路をオンして前記メイン一次コイルへの通電をオンさせた後、前記メインスイッチ回路をオフして前記メイン一次コイルへの通電をオフさせ、前記点火プラグに火花放電を発生させるメインコイル制御部と、
前記メイン一次コイルへの通電がオフされた後、前記メイン一次コイルの端子電圧の検出値に基づいて、前記サブスイッチ回路をオンオフして前記サブ一次コイルへの通電をオンオフさせ、前記二次コイルに放電エネルギを追加供給するサブコイル制御部と、
を備え、
前記サブコイル制御部は、前記メイン一次コイルの端子電圧の検出値が閾値を下回っている場合に、前記サブスイッチ回路をオンして前記サブ一次コイルへの通電をオンさせ、前記メイン一次コイルの端子電圧の検出値が前記閾値を上回っている場合に、前記サブスイッチ回路をオフして前記サブ一次コイルへの通電をオフさせる低一次電圧オン制御を実行するものである。