(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
内燃機関によって駆動される発電機からの出力を整流した電圧が印加されるバッテリと並列に、入力端子を介して接続される内燃機関点火装置であって、
前記入力端子に印加される直流電圧に対応する電流が供給され、前記供給された直流電圧より高い電圧に昇圧した昇圧電圧を出力する昇圧回路と、
供給される導通信号に応じて、前記内燃機関における点火を制御する放電用スイッチング素子と、
前記内燃機関における点火時期に合わせて、前記導通信号を前記放電用スイッチング素子に出力する制御回路と、
前記入力端子に印加される直流電圧に対応して供給される電流において、供給される入力遮断信号に応じて、前記昇圧回路への電流供給を減少させる入力遮断回路と、
前記直流電圧が印加される前記入力端子の電圧レベルを検知し、前記電圧レベルが予め定められた負の所定の基準電圧以下であるか否かを示す第１の検知信号を出力する電圧検知回路と、
を備え、
前記制御回路は、
前記電圧検知回路から出力される前記第１の検知信号に基づいて、前記入力端子の電圧レベルが前記所定の基準電圧以下であるか否かを判定し、前記所定の基準電圧以下であると判定した場合、前記入力遮断回路に前記入力遮断信号を供給して、前記入力遮断回路によって前記昇圧回路への電流供給を減少させる
ことを特徴とする内燃機関点火装置。
【請求項２】
前記入力端子の電圧レベルを検知し、前記入力端子の入力波形に異常があるか否かを示す第２の検知信号を出力する電圧レベル検知回路と、
前記昇圧回路に入力される前記直流電圧と比較するための閾値電圧を設定する閾値電圧設定回路と、
を備え、
前記制御回路は、
前記電圧レベル検知回路から出力される前記第２の検知信号に基づいて、前記入力端子の電圧レベルが時間とともに変化するか否かを判定して、前記時間とともに変化すると判定し、さらに、前記電圧検知回路の第１の検知信号に基づいて、前記入力端子の電圧レベルが前記所定の基準電圧以下でないと判定した場合、前記昇圧回路の入力電圧と設定された前記閾値電圧とを比較して、前記閾値電圧より高い場合には、前記入力遮断信号を出力して前記入力端子を接地極へと接続し、前記閾値電圧より低い場合には、前記入力遮断信号の出力を停止して前記入力端子と前記接地極とを非接続とする
ことを特徴とする請求項１に記載の内燃機関点火装置。
【請求項３】
前記電圧検知回路は、
前記入力端子の電圧レベルを分圧した分圧電圧が前記所定の負の基準電圧以下であるか否かを、前記接地極の基準電位を基準にして判定し、前記分圧した分圧電圧の判定結果に応じた前記検知信号を出力する
ことを特徴とする請求項１又は２に記載の内燃機関点火装置。
【請求項４】
前記閾値電圧は、第１の閾値電圧と、前記第１の閾値電圧より低い第２の閾値電圧とであり、
前記制御回路は、
前記電圧検知回路の第１の検知信号を検出しない期間が、予め定められた所定の期間より長い場合であって、
前記昇圧回路の入力電圧が前記第１の閾値電圧以上の場合には、前記入力遮断信号を出力して、前記昇圧回路への電流供給を低減させ、
前記昇圧回路の入力電圧が前記第２の閾値電圧以下の場合には、前記入力遮断信号の出力を停止して、前記昇圧回路への電流供給の低減を中断する
ことを特徴とする請求項１から３のいずれか１項に記載の内燃機関点火装置。
【請求項５】
前記昇圧回路から出力される昇圧電圧を充電する点火用コンデンサと、
前記点火用コンデンサから供給される電流を一次電流とする一次コイル、及び、前記一次電流により二次電流を誘起して点火プラグに二次電圧を印加させる二次コイルを有する点火コイルと、
を備え、
前記前記放電用スイッチング素子は、
前記導通信号に基づき前記点火用コンデンサに蓄積された電荷を前記一次コイルに放電させる
ことを特徴とする請求項１から４のいずれか１項に記載の内燃機関点火装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、内燃機関点火装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
内燃機関点火装置としては、例えば、特許文献１及び特許文献２に示す内燃機関点火装置が知られている。これら特許文献に開示された内燃機関点火装置は、内燃機関の出力軸に連結された交流発電機の交流電力を整流し、その直流電圧を、バッテリを介して点火用コンデンサへ充電する。そして、点火用コンデンサに充電された電荷を点火コイルの一次コイルに放電させて、点火コイルの二次コイルに高電圧を発生させるものである。
【０００３】
このような内燃機関点火装置においては、内燃機関の過回転やバッテリから過電圧が供給されるなどの状態が発生した緊急時には、その発生した状態を検知する検出回路が構成されている。例えば、特許文献１においては、エンジン回転数が過回転の場合に、エンジン停止回路を作動させてイグナイターのイグニッション（着火）を停止させる過回転検出器、バッテリの電源電圧が過電圧になった場合に、エンジン停止回路を作動させる過電圧検出器が開示されている（特許文献１の、２２１ページ右下欄第１２行〜２２２ページ左上欄第２行参照）。
【０００４】
また、特許文献２においては、バッテリからの回路が遮断された状態であるバッテリ外れを検出し、警報出力回路を作動させ警報するバッテリ検出回路が開示されている（特許文献２の、４２１ページ右上欄第１１行〜第２０行参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開平２−２４８６３１号公報
【特許文献２】特開昭６３−２２７９６１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、特許文献１及び２に開示される内燃機関点火装置は、正の電圧範囲を検出範囲として電源電圧の変動を判定していることから、バッテリ外れなどの異常を検出して警告はするが、オープン式のレギュレータを用いた場合には、バッテリのみが遮断された場合と、バッテリが遮断され、さらに、レギュレータの接地極への接続が遮断された場合とを分離して判定することができないという問題があった。
本発明は、上記問題を鑑みてなされたもので、その目的は、オープン式のレギュレータを用いた場合であっても、バッテリが遮断され、さらに、レギュレータの接地極への接続が遮断された場合に、他の制御、例えば、人間が行う停止作業などを必要とせず、点火装置を停止させる内燃機関点火装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
（１）上記課題を解決するために、本発明は、内燃機関によって駆動される発電機からの出力を整流した電圧が印加されるバッテリと並列に、入力端子を介して接続される内燃機関点火装置であって、前記入力端子に印加される直流電圧に対応する電流が供給され、前記供給された直流電圧より高い電圧に昇圧した昇圧電圧を出力する昇圧回路と、供給される導通信号に応じて、前記内燃機関における点火を制御する放電用スイッチング素子と、前記内燃機関における点火時期に合わせて、前記導通信号を前記放電用スイッチング素子に出力する制御回路と、前記入力端子に印加される直流電圧に対応して供給される電流において、供給される入力遮断信号に応じて、前記昇圧回路への電流供給を減少させる入力遮断回路と、前記直流電圧が印加される前記入力端子の電圧レベルを検知し、前記電圧レベルが予め定められた負の所定の基準電圧以下であるか否かを示す第１の検知信号を出力する電圧検知回路と、を備え、前記制御回路は、前記電圧検知回路から出力される前記第１の検知信号に基づいて、前記入力端子の電圧レベルが前記所定の基準電圧以下であるか否かを判定し、前記所定の基準電圧以下であると判定した場合、前記入力遮断回路に前記入力遮断信号を供給して、前記入力遮断回路によって前記昇圧回路への電流供給を減少させることを特徴とする内燃機関点火装置である。
【０００８】
（２）また、前記入力端子の電圧レベルを検知し、前記入力端子の入力波形に異常があるか否かを示す第２の検知信号を出力する電圧レベル検知回路と、前記昇圧回路に入力される前記直流電圧と比較するための閾値電圧を設定する閾値電圧設定回路と、を備え、前記制御回路は、前記電圧レベル検知回路から出力される前記第２の検知信号に基づいて、前記入力端子の電圧レベルが時間とともに変化するか否かを判定して、前記時間とともに変化すると判定し、さらに、前記電圧検知回路の第１の検知信号に基づいて、前記入力端子の電圧レベルが前記所定の基準電圧以下でないと判定した場合、前記昇圧回路の入力電圧と設定された前記閾値電圧とを比較して、前記閾値電圧より高い場合には、前記入力遮断信号を出力して前記入力端子を接地極へと接続し、前記閾値電圧より低い場合には、前記入力遮断信号の出力を停止して前記入力端子と前記接地極とを非接続とすることを特徴とする。
【０００９】
（３）また、前記電圧検知回路は、前記入力端子の電圧レベルを分圧した分圧電圧が前記所定の負の基準電圧以下であるか否かを、前記接地極の基準電位を基準にして判定し、前記分圧した分圧電圧の判定結果に応じた前記検知信号を出力することを特徴とする。
【００１０】
（４）また、前記閾値電圧は、第１の閾値電圧と、前記第１の閾値電圧より低い第２の閾値電圧とであり、前記制御回路は、前記電圧検知回路の第１の検知信号を検出しない期間が、予め定められた所定の期間より長い場合であって、前記昇圧回路の入力電圧が前記第１の閾値電圧以上の場合には、前記入力遮断信号を出力して、前記昇圧回路への電流供給を低減させ、前記昇圧回路の入力電圧が前記第２の閾値電圧以下の場合には、前記入力遮断信号の出力を停止して、前記昇圧回路への電流供給の低減を中断することを特徴とする。
【００１１】
（５）また、前記昇圧回路から出力される昇圧電圧を充電する点火用コンデンサと、前記点火用コンデンサから供給される電流を一次電流とする一次コイル、及び、前記一次電流により二次電流を誘起して点火プラグに二次電圧を印加させる二次コイルを有する点火コイルと、を備え、前記前記放電用スイッチング素子は、前記導通信号に基づき前記点火用コンデンサに蓄積された電荷を前記一次コイルに放電させることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１２】
この本発明によれば、電圧検知回路は、直流電圧が印加される入力端子の電圧レベルを検知し、電圧レベルが予め定められた負の所定の基準電圧以下であるか否かを示す第１の検知信号を出力する。制御回路は、電圧検知回路のから出力される第１の検知信号に基づいて、入力端子の電圧レベルが所定の基準電圧以下である否かを判定し、所定の基準電圧以下であると判定した場合、入力遮断回路に入力遮断信号を供給して、入力遮断回路によって前記昇圧回路への電流供給を減少させる。
これにより、オープン式のレギュレータを用いた場合であっても、バッテリが遮断され、さらに、レギュレータの接地極への接続が遮断された場合、他の制御、例えば、人間が行う停止作業などを必要とせず、点火装置を停止させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明の実施形態における内燃機関点火装置の構成を示すブロック図である。
【図２】図１に示す内燃機関点火装置の動作フローを示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、添付図面を参照しながら、本発明の好ましい実施の形態について説明する。
図１は、本発明の実施形態における内燃機関点火装置の構成を示すブロック図である。
図１において、内燃機関点火装置１０は、レギュレータ２２又はバッテリ２３によって入力端子ＴＢｉｎに印加される直流電圧を昇圧すると共に不図示の内燃機関において燃料を点火させる点火用のエネルギー源として電荷を充電するＣＤＩ装置１１（ＣＤＩ：Capacitor Discharge Ignition）と、充電された電荷が点火用に放電されることにより点火エネルギーを点火プラグ２５に出力するイグニッションコイル（ＩＧコイル２６）とから構成される。
【００１５】
また、図において、内燃機関点火装置１０は、内燃機関により駆動される交流発電機内に設けられた発電コイル２１の出力を整流して一定値以下に制限された直流電圧を出力する電圧調整機能付きのレギュレータ２２の出力に、このレギュレータ２２の出力に接続され内燃機関点火装置１０全体に給電を行うバッテリ２３と並列に接続されている。
本実施形態においては、レギュレータ２２又はバッテリ２３に異常が生じた場合、ＣＤＩ装置１１の内部の構成素子と外部の電装負荷の最大定格を超える交流電圧が直接供給されることがある。内部の構成素子は、例えば、入力電圧平滑電解コンデンサ９である。そのような異常が生じて構成素子の最大定格を越える交流電圧が直接供給される場合であっても、内部の構成素子又は外部の電装負荷が破壊することから保護するため、ＣＤＩ装置１１は、次に説明するように構成する。
【００１６】
ＣＤＩ装置１１は、逆流防止用ダイオード１４と、ＤＣ−ＤＣコンバータ１２と、整流用ダイオード１３と、サイリスタ１５と、点火用コンデンサ１６と、抵抗分圧回路７と、入力遮断用トランジスタ８と、入力電圧平滑電解コンデンサ９と、電源回路部１７と、負電圧検出回路１８（電圧検知回路）と、制御回路１９とから構成される。
【００１７】
逆流防止用ダイオード１４は、そのアノード端子がバッテリ２３の正極に接続される入力端子ＴＢｉｎに接続されており、カソード端子がＤＣ−ＤＣコンバータ１２に接続され、ＤＣ−ＤＣコンバータ１２からバッテリ２３へ電流が逆流することを防止している。また、入力電圧平滑電解コンデンサ９とともに入力電圧を平滑化する回路を構成し、ＤＣ−ＤＣコンバータ１２の１次側に、バッテリの直流電圧値に応じた所望の直流電圧（正常電圧）を供給する。
【００１８】
ＤＣ−ＤＣコンバータ１２は、スイッチング電源であり、トランス１２１、昇圧用トランジスタ１２１ｍから構成される。
トランス１２１は、１次巻線１２１ａと、２次巻線１２１ｂとを有する。１次巻線１２１ａの一端は逆流防止用ダイオード１４のカソード端子に接続され、他端は昇圧用トランジスタ１２１ｍのドレイン端子に接続されている。また、２次巻線１２１ｂは、一端が後述する整流用ダイオード１３のアノード端子に接続され、他端が接地されている。
昇圧用トランジスタ１２１ｍは、例えばＭＯＳトランジスタであり、そのゲート端子は制御回路１９の出力端子Ｏｕｔ１に接続され、ドレイン端子はトランス１２１の１次巻線１２１ａに接続され、ソース端子は接地されている。
【００１９】
そして、昇圧用トランジスタ１２１ｍがオンオフ動作することにより、１次巻線１２１ａには、バッテリ２３から供給される直流電流が昇圧用一次電流として供給される。また、２次巻線１２１ｂは、１次巻線１２１ａに流れる昇圧用一次電流により昇圧用二次電流を誘起して昇圧された二次電圧を生成する。
【００２０】
整流用ダイオード１３は、アノード端子がトランス１２１の２次巻線１２１ｂの一端に接続され、カソード端子が後述する点火用コンデンサ１６に接続されている。この整流用ダイオード１３は、昇圧トランス１２１により昇圧された昇圧電圧を整流して、後述する点火用コンデンサ１６に充電する。
【００２１】
点火用コンデンサ１６は、一端が整流用ダイオード１３のカソード端子とサイリスタ１５のアノードに接続される。つまり、昇圧トランス１２１により昇圧された昇圧電圧を充電している。そして、点火用コンデンサ１６は、後述するＩＧコイル２６の１次巻線２６１ａに接続されている。
【００２２】
サイリスタ（放電用スイッチング素子）１５は、アノード端子が整流用ダイオード１３のカソード端子と点火用コンデンサ１６との間に接続され、カソード端子が接地されている。そして、サイリスタ１５のゲート端子は、制御回路１９の出力端子Ｏｕｔ２に接続されている。
【００２３】
すなわち、サイリスタ１５は、制御回路１９の出力端子Ｏｕｔ２から点火トリガ信号が入力されることで、オン動作（導通）し、アノード端子からカソード端子へ電流を流す。つまり、サイリスタ１５がオンすることにより、点火用コンデンサ１６に蓄積された電荷がサイリスタ１５を介して放電される。なお、制御回路１９は、点火時期に合わせて出力端子Ｏｕｔ２から点火トリガ信号を出力する。
【００２４】
抵抗分圧回路７は、直列に接続された２つの抵抗素子Ｒ１及びＲ２からなり、一端がバッテリ２３と逆流防止用ダイオード１４との間にある入力端子ＴＢｉｎに接続され、他端が接地される。そして、抵抗素子Ｒ１と抵抗素子Ｒ２との接続点である分圧ノードが、制御回路１９のＡＤ入力端子Ｉｎ１に接続されている。つまり、抵抗分圧回路７は、制御回路１９のＡＤ入力端子Ｉｎ１に、バッテリ２３に蓄積された電圧を分圧した分圧電圧を出力し、制御回路１９は、この分圧電圧に基づき、後述するようにＣＤＩ装置１１の入力波形に異常があるか否かを判定する。すなわち、抵抗分圧回路７は、制御回路１９が入力端子の入力波形に異常があるか否かを判定に用いる出力電圧を、制御回路１９に対して出力する電圧レベル検知回路である。
【００２５】
入力遮断用トランジスタ８は、例えばＮＰＮバイポーラトランジスタであり、そのベース端子は制御回路１９の出力端子Ｏｕｔ３に接続され、コレクタ端子はバッテリ２３と逆流防止用ダイオード１４との間に接続され、エミッタ端子は接地される。入力遮断用トランジスタ８は、制御回路１９の出力端子Ｏｕｔ３から入力遮断信号が入力されることでオンオフ動作する。なお、オンオフ動作の詳細については、後述する。
【００２６】
入力電圧平滑電解コンデンサ９は、一端が逆流防止用ダイオード１４とＤＣ−ＤＣコンバータ１２との間に接続され、他端が接地される。そして、入力電圧平滑電解コンデンサ９の一端は、制御回路１９のＡＤ入力端子Ｉｎ２に接続されている。つまり、制御回路１９は、ＡＤ入力端子Ｉｎ２に、ＤＣ−ＤＣコンバータ１２の入力電圧Ｖが入力されることになる。なお、制御回路１９は、この入力電圧Ｖと、上述の抵抗分圧回路７が出力する分圧電圧との比較を行うが、比較に用いられる閾値電圧Ｖ１及び閾値電圧Ｖ２は、入力電圧平滑電解コンデンサ９の特性（例えば、最大定格値）により設定される。すなわち、入力電圧平滑電解コンデンサ９は、制御回路１９がＤＣ−ＤＣコンバータ１２の入力電圧Ｖとの比較に用いる閾値電圧（閾値電圧Ｖ１及び閾値電圧Ｖ２）を設定する閾値電圧設定回路である。また、制御回路１９は、入力電圧平滑電解コンデンサ９が設定した閾値電圧を過電圧保護制御の際に用いるため、その閾値電圧の値を内蔵する記憶部等に保持している。
電源回路部１７は、制御回路１９に電源を供給する回路部であり、直流電圧を変換して、制御回路１９に供給する。
【００２７】
負電圧検出回路１８は、レギュレータ２２又はバッテリ２３により入力端子ＴＢｉｎに印加される直流電圧（入力端子ＴＢｉｎの電圧レベル）を検知し、入力端子ＴＢｉｎの電圧レベルが負の所定の電圧（基準電圧以下の電圧）であるか否かを示す検知信号（第１の検知信号）を出力する。負電圧検出回路１８は、信号入力端子１８ｉが入力端子ＴＢｉｎに接続され、信号出力端子１８ｏが制御回路１９の入力端子Ｉｎ３に接続され、電源回路部１７から電源が供給される。
負電圧検出回路１８は、抵抗Ｒ３、Ｒ４、Ｒ５、Ｒ６と、トランジスタ１８ｔを備える。
直列に接続された抵抗Ｒ３と抵抗Ｒ４は、信号入力端子１８ｉ、すなわち、バッテリ２３により入力端子ＴＢｉｎに印加される直流電圧を分圧する分圧回路を成し、抵抗Ｒ３と抵抗Ｒ４の接続点において、入力端子ＴＢｉｎの電圧を分圧した分圧電圧を得る。
抵抗Ｒ５は、一端が接地され、他端がトランジスタ１３ｔのベースに接続される。抵抗Ｒ５は、トランジスタ１３ｔのベース電流の制限抵抗である。
抵抗Ｒ６は、一端が電源回路部１７の出力端に接続され、他端がトランジスタ１３ｔのコレクタに接続される。抵抗Ｒ６は、トランジスタ１３ｔが遮断時に、トランジスタ１３ｔのコレクタを電源回路部１７の出力電圧のバイアスを与えて、「Ｈ（ハイ）」レベルとする。
【００２８】
トランジスタ１３ｔは、エミッタが、抵抗Ｒ３と抵抗Ｒ４の接続点に接続され、コレクタが出力端子１８ｏに接続される。すなわち、トランジスタ１３ｔは、抵抗Ｒ５を介するベース接地回路を成す。トランジスタ１３ｔは、抵抗Ｒ３と抵抗Ｒ４の接続点から得られた、入力端子ＴＢｉｎの電圧レベルを分圧した分圧電圧を、接地の基準電位に基づいて比較する。トランジスタ１３ｔは、その分圧電圧が予め定められる所定の電圧（トランジスタ１３ｔの閾値電圧Ｖｔｈより負の電圧）以下である場合には、トランジスタ１３ｔが導通状態となり、コレクタの電位が「Ｌ（ロウ）」レベルを示す。また、トランジスタ１３ｔは、その分圧電圧が予め定められる所定の電圧（トランジスタ１３ｔの閾値電圧Ｖｔｈより負の）以下の電圧でない場合には、トランジスタ１３ｔが遮断状態となり、コレクタの電位が「Ｈ（ハイ）」レベルを示す。
【００２９】
すなわち、入力端子ＴＢｉｎに負の所定の電圧（基準電圧）以下の電圧が印加されたか否かを示す検知信号は、「Ｌ（ロウ）」レベルが、負の所定の電圧（基準電圧）以下の電圧が印加されたことを示し、「Ｈ（ハイ）」レベルが、負の所定の電圧（基準電圧）以下の電圧が印加されていないことを示す。
つまり、レギュレータ２２の接地への接続が遮断された状態では、１０の入力端子ＴＢｉｎに負の電圧が印加される。従って、負電圧検出回路１８は、負の所定の電圧以下の電圧が印加された場合を、レギュレータ２２の接地への接続が遮断された状態であると定めることができる。
【００３０】
制御回路１９は、点火用コンデンサ１６の充電電圧が所定の電圧レベルになるように、上記ＤＣ−ＤＣコンバータ１２の昇圧用トランジスタ１２１ｍのオンオフ制御を行うゲート信号を出力端子Ｏｕｔ１から出力する。また、制御回路１９は、昇圧用トランジスタ１２１ｍのスイッチング回数（オンオフ回数）をカウントし、カウント数が予め設定されたカウント数に達すると、点火トリガ信号を出力端子Ｏｕｔ２から出力する。すなわち、制御回路１９は、内燃機関における点火時期を設定し、その点火時期に点火トリガ信号を生成する。
【００３１】
また、制御回路１９は、本実施形態における特徴的構成として、抵抗分圧回路７及び入力電圧平滑電解コンデンサ９から入力される電圧レベルに基づき、入力遮断用トランジスタ８のオンオフ制御をし、ＣＤＩ装置１１に過電圧が印加されることを防止する過電圧保護制御を行う。また、制御回路１９は、負電圧検出回路１８から入力された検知信号に基づき、入力遮断用トランジスタ８のオンオフ制御をし、ＣＤＩ装置１１に異常電圧が印加されることを防止する異常電圧保護制御を行う。なお、制御回路１９が行う過電圧保護制御と異常電圧保護制御の詳細については、後述する。
【００３２】
ＩＧコイル２６は、棒状の鉄心の回りに２次巻線２６１ｂと１次巻線２６１ａとを重ねて巻回されている。そして、２次巻線２６１ｂの正極が点火プラグ２５に電気的に接続され、２次巻線２６１ｂの負極は接地されている。一方、１次巻線２６１ａの正極はＣＤＩ装置１１の点火用コンデンサ１６に接続され、１次巻線２６１ａの負極は接地されている。サイリスタ１５がオンすると、点火用コンデンサ１６に蓄電された電荷が放電し、ＩＧコイル２６の１次巻線２６１ａの両端間に蓄えられたエネルギーが、２次巻線２６１ｂに伝わりＩＧコイル２６に火花を生じさせる。
【００３３】
かかる構成の本発明による点火装置においては、過電圧保護制御処理と異常電圧保護制御が制御回路１９において実行される。図２は、制御回路１９が行う過電圧保護制御と異常電圧保護制御の処理フローを示す図である。また、図３は、ＤＣ−ＤＣコンバータ１２の入力電圧Ｖを示す波形図である。
以下、図２及び図３を用いて、点火装置における過電圧保護制御処理と異常電圧保護制御について説明する。
【００３４】
制御回路１９は、過電圧保護制御処理において図２に示すように、先ず、ＡＤ入力端子Ｉｎ１に入力される抵抗分圧回路７の分圧電圧の波形検出を行う（ステップＳ１）。
【００３５】
次に、制御回路１９は、検出した分圧電圧に基づいて、ＣＤＩ装置１１の入力電圧に時間依存性がないか否かを検出することで、バッテリ２３に異常（バッテリOPEN）があるか否かを判定する（ステップＳ２ａ）。ここで、バッテリ２３に異常がある場合、例えば、バッテリ２３のＣＤＩ装置入力側のノードＢがオープン状態の場合、ＣＤＩ装置１１には、レギュレータ２２により半波整流又は全波整流されるものの、ＣＤＩ装置１１には、直流電圧が入力されず、分圧電圧は時間依存性を持つ電圧となる。さらに、レギュレータ２２にも異常がある場合、例えば図１における接地側のノードＡがオープン状態の場合、発電機の出力する交流電圧がそのままバッテリ２３に供給され、ＣＤＩ装置１１には、直流電圧が入力されず、分圧電圧は時間依存性を持つ電圧となる。
【００３６】
従って、制御回路１９は、例えば、ＡＤ入力端子Ｉｎ１に入力される電圧Ｖの時間変化ΔＶ／Δｔを時刻毎に算出し、予め設定されたカウント数以上正の値が連続する場合、ＣＤＩ装置１１の入力信号波形の変動を検知して、レギュレータ２２又はバッテリ２３に異常があり、入力電圧が正常でないと判定する。
制御回路１９は、ステップＳ２ａにおいて異常があると判定した場合、ステップＳ２ｂに進み（ステップＳ２ａ−Ｙｅs）、異常がないと判定した場合、ステップＳ８に進む（ステップＳ２ａ−Ｎｏ）。
【００３７】
次に、制御回路１９は、異常電圧保護制御処理において図２に示すように、先ず、負電圧検出回路１８からＡＤ入力端子Ｉｎ３に入力される検知信号に基づいて、負の所定の電圧（基準電圧）以下の電圧が印加されたか否かを検出することで、レギュレータ２２に異常があるか否かを判定する（ステップＳ２ｂ）。ここで、レギュレータ２２に異常がある場合、例えば、レギュレータ２２の接地側のノードＡがオープン状態の場合、ＣＤＩ装置１１には、直流電圧が入力されず、レギュレータ２２により半波整流又は全波整流されることなく、発電コイル２１が生成した交流が印加される。そのため、制御回路１９は、負の所定の電圧（基準電圧）以下の電圧が印加されたか否かを検出することで、レギュレータ２２に異常があるか否かを判定することができる。
【００３８】
制御回路１９は、レギュレータ２２に異常があると判定した場合、ステップＳ７に進み（ステップＳ２ｂ−Ｙｅs）、レギュレータ２２に異常がないと判定した場合（ステップＳ２ｂ−Ｎｏ）、ＡＤ入力端子Ｉｎ２に入力されるＤＣ−ＤＣコンバータ１２の入力電圧レベルＶ（入力電圧平滑電解コンデンサ９（電解コンデンサ）の電圧）を検出する（ステップＳ３）。
【００３９】
そして、制御回路１９は、ＤＣ−ＤＣコンバータ１２の入力電圧レベルＶ（入力電圧平滑電解コンデンサ９（電解コンデンサ）の電圧）が、予め設定された閾値電圧Ｖ１（設定上限電圧）以上か否かを判定し（ステップＳ４）、入力電圧レベルＶ≧閾値電圧Ｖ１と判定した場合、ステップＳ７に進み（ステップＳ４−Ｙｅs）、入力電圧レベルＶ＜閾値電圧Ｖ１と判定した場合、ステップＳ５に進む（ステップＳ４−Ｎｏ）。
【００４０】
制御回路１９は、ＤＣ−ＤＣコンバータ１２の入力電圧レベルＶ＜閾値電圧Ｖ１と判定した場合、今度は入力電圧レベルＶが、予め設定された閾値電圧Ｖ２（設定下限電圧、ただし、閾値電圧Ｖ２＜閾値電圧Ｖ１）以下か否かを判定し（ステップＳ５）、入力電圧レベルＶ≦閾値電圧Ｖ２と判定した場合、ステップＳ８に進み（ステップＳ５−Ｙｅs）、入力電圧レベルＶ＞閾値電圧Ｖ２と判定した場合、ステップＳ６に進む（ステップＳ５−Ｎｏ）。
【００４１】
ここで、閾値電圧Ｖ１は、上述の通り、入力電圧平滑電解コンデンサ９の最大定格を基に、最大定格以下の例えば最大定格の９０％程度の値に設定される。また、閾値電圧Ｖ２は、閾値電圧Ｖ１より低く、バッテリの直流電圧値に応じた所望の直流電圧（正常電圧）よりは高い値に設定される。なお、本実施形態において、閾値電圧Ｖ２＜閾値電圧Ｖ１として、判定にヒステリシス機能を持たせているが、これはＤＣ−ＤＣコンバータ１２の入力電圧が正常電圧に近い値まで復帰するまでＣＤＩ装置１１を過電圧から保護するため、入力遮断用トランジスタ８をオンさせておくためである。また、正常電圧に近い電圧で、入力遮断用トランジスタ８をオフさせることで、ＤＣ−ＤＣコンバータ１２には、所望の直流電圧に近い電圧が供給され、内燃機関点火装置１０は正常運転を直ちに開始することができる。なお、閾値電圧Ｖ２は閾値電圧Ｖ１と同一電圧であってもよい。
【００４２】
制御回路１９は、ＤＣ−ＤＣコンバータ１２の入力電圧レベルＶ＞閾値電圧Ｖ２と判定した場合、入力遮断用トランジスタ８のベース端子に接続される出力端子Ｏｕｔ３の電圧レベルをチェックし、入力遮断用トランジスタ８のオン／オフを判定する（ステップＳ６）。出力端子Ｏｕｔ３の電圧レベルがＨレベルにある場合、入力遮断用トランジスタ８はオンしていると判定し、ステップＳ７に進み（ステップＳ６−Ｙｅs）、出力端子Ｏｕｔ３の電圧レベルがＬレベルにある場合、入力遮断用トランジスタ８はオフしていると判定し、ステップＳ８に進む（ステップＳ６−Ｎｏ）。
【００４３】
ステップＳ７において、制御回路１９は、出力端子Ｏｕｔ３からＨレベルの信号を出力し、入力遮断用トランジスタ８をオンさせる。すなわち、レギュレータ２２に異常がないと判定した場合（ステップＳ２ｂ−Ｎｏ）、ＤＣ−ＤＣコンバータ１２の入力電圧レベルＶ≧閾値電圧Ｖ１と判定した場合（ステップＳ４−Ｙｅｓ）に、入力遮断用トランジスタ８をオンさせ、入力遮断用トランジスタ８が既にオンしていると判定した場合（ステップＳ６−Ｙｅs）に、オン状態を維持させる。
【００４４】
これによって、ＣＤＩ装置１１への高電圧入力が遮断され、レギュレータ２２又はバッテリ２３に異常がある場合に、ＣＤＩ装置１１が過電圧印加から保護される。すなわち、入力電圧レベルＶ≧閾値電圧Ｖ１の場合、入力遮断用トランジスタ８はオンするので、ＤＣ−ＤＣコンバータ１２の入力への直流電圧の供給は停止され、ＣＤＩ装置１１への高電圧入力が停止される。
【００４５】
また、ステップＳ８において、制御回路１９は、出力端子Ｏｕｔ３からＬレベルの信号を出力し、入力遮断用トランジスタ８をオフさせる。すなわち、レギュレータ２２及びバッテリ２３に異常がないと判定した場合（ステップＳ２ａ−Ｎｏ）、及び、ＤＣ−ＤＣコンバータ１２の入力電圧レベルＶ≦閾値電圧Ｖ２と判定した場合（ステップＳ５−Ｙｅｓ）に、入力遮断用トランジスタ８をオフさせ、入力遮断用トランジスタ８が既にオフしていると判定した場合（ステップＳ６−Ｎｏ）に、オフ状態を維持させる。
【００４６】
これによって、レギュレータ２２又はバッテリ２３に異常があった場合であっても、ＣＤＩ装置１１が過電圧印加から保護された後、ＤＣ−ＤＣコンバータ１２の入力電圧レベルＶが所定の電圧レベル（閾値電圧Ｖ２）以下になると、内燃機関点火装置１０は直ちに正常運転に移行することができる。
すなわち、入力電圧レベルＶ≦閾値電圧Ｖ２の場合、入力遮断用トランジスタ８はオフするので、ＤＣ−ＤＣコンバータ１２の入力への直流電圧の供給が再開され、内燃機関点火装置１０は直ちに復帰することになる。
【００４７】
以上説明したように、本発明によれば、制御回路１９は、電圧レベル検知回路（抵抗分圧回路７）により、「内燃機関点火装置１０に接続されるバッテリ２３のオープン、又は、レギュレータ２２のグランドオープン時の入力波形の変化」を検出し、負電圧検出回路１８により、「内燃機関点火装置１０に接続されるレギュレータ２２のグランドオープン時の入力波形の変化」を検出する。制御回路１９は、電圧レベル検知回路（抵抗分圧回路７）と負電圧検出回路１８の検出結果を組み合わせて判定することにより、「バッテリ２３のオープン時の入力波形」であるか、「レギュレータ２２のグランドオープン時の入力波形」であるかを判別でき、バッテリ系の異常とレギュレータ系の異常のいずれが生じているかを判定する。
【００４８】
レギュレータ系の異常（レギュレータ２２のグランドオープン）が生じていると判定した場合には、入力遮断用トランジスタ８のオン状態を維持することで、入力端子から供給される電流を遮断（低減）することで内燃機関点火装置１０を過電圧印加から保護できる（上記フローのステップＳ２ｂ−Ｙｅｓ〜ステップＳ７に相当する）。
また、レギュレータ系の異常が生じていないが、バッテリ系の異常が生じていると判定した場合には、昇圧回路（ＤＣ−ＤＣコンバータ１２）の入力電圧（入力電圧平滑電解コンデンサ９（電解コンデンサ）の電圧）が閾値電圧（閾値電圧Ｖ１）より高いか否かを判定し、高い場合は入力を遮断することで内燃機関点火装置１０を過電圧印加から保護できる（上記フローのステップＳ４−Ｙｅｓ〜ステップＳ７に相当する）。
【００４９】
また、昇圧回路（ＤＣ−ＤＣコンバータ１２）の入力電圧が閾値電圧（閾値電圧Ｖ１）より低くなっても、まだ閾値電圧（閾値電圧Ｖ２）より高い場合は、入力遮断用トランジスタ８のオン状態を維持することで、内燃機関点火装置１０を過電圧印加から保護できる（上記フローのステップＳ５−Ｎｏ〜ステップＳ６−Ｙｅｓ〜ステップＳ７に相当する）。すなわち、判定にヒステリシス機能を持たせることで、より内燃機関点火装置１０を過電圧印加から保護することができる。
【００５０】
また、昇圧回路（ＤＣ−ＤＣコンバータ１２）の入力電圧が閾値電圧（閾値電圧Ｖ２）より低くなると、今度は入力端子から供給される電流の遮断（低減）を中断し、他の制御、例えば、人間が行う復旧作業などを必要とせず、内燃機関点火装置１０の正常運転を再開することができる（上記フローのステップＳ５−Ｙｅｓ〜ステップＳ８に相当する）。
【００５１】
以上、本発明の実施形態について図面を参照して詳述してきたが、具体的な構成はこの実施形態に限られるものではなく、この発明の要旨を逸脱しない範囲の変更等も含まれる。
例えば、内燃機関点火装置１０は、ＩＧコイル２６を備えるとして説明したが、ＩＧコイル２６を分離してＩＧコイル２６を含まない構成にすることも可能である。
【００５２】
なお、レギュレータ系の異常判定を行う判定閾値として用いる基準電圧を負の所定の電圧とした。この電圧は任意の電圧とすることができる。正常時には、入力端子電圧には、正の電圧が印加されるので、レギュレータ系の異常判定を行う判定閾値として用いる基準電圧は、接地極の基準電位に近い負の電圧であることが望ましい。
【００５３】
また、制御回路１９は、負電圧検出回路１８の異常検知信号（第１の検知信号）を予め定められた所定の期間連続して検出しなかった場合には、昇圧回路の入力電圧が、閾値電圧Ｖ１（第１の閾値電圧）以上の場合には、入力遮断信号を出力して、昇圧回路（ＤＣ−ＤＣコンバータ１２）への電流供給を低減させる。一方、制御回路１９は、昇圧回路の入力電圧が閾値電圧Ｖ２（第２の閾値電圧）以下の場合には、入力遮断信号の出力を停止して、前記昇圧回路への電流供給の低減を中断することで、昇圧回路の入力への直流電圧の供給が再開され、復帰させることができる。
【００５４】
このように、内燃機関点火装置１０は、レギュレータ２２がオープン式であっても、バッテリ２３からの回路が遮断され、さらに、レギュレータ２２の接地極への接続が遮断された場合、他の制御、例えば、人間が行う停止作業などを必要とせず、点火装置を停止させることができ、内燃機関点火装置以外の電装負荷の破損も防止することができる。
【符号の説明】
【００５５】
７…抵抗分圧回路、Ｒ１，Ｒ２…抵抗素子、８…入力遮断用トランジスタ、９…入力電圧平滑電解コンデンサ、１０…内燃機関点火装置、１１…ＣＤＩ装置、１２…ＤＣ−ＤＣコンバータ、１３…整流用ダイオード、１４…逆流防止用ダイオード、１５…サイリスタ、１６…点火用コンデンサ、１７…電源回路部、１８…負電圧検出回路、１９…制御回路、２１…発電コイル、２２…レギュレータ、２３…バッテリ、２５…点火プラグ、２６…ＩＧコイル、２６１ａ，１２１ａ…１次巻線、２６１ｂ，１２１ｂ…２次巻線、１２１…トランス、１２１ｍ…昇圧用トランジスタ、Ｉｎ１，Ｉｎ２，Ｉｎ３…ＡＤ入力端子、Ｏｕｔ１，Ｏｕｔ２，Ｏｕｔ３…出力端子
【図１】
0005456604.tif 000002
【図２】
0005456604.tif 000003