(57)【要約】【課題】くすぶりの有無にかかわらずより適切に失火の有無を判断することのできる点火装置を提供する。【解決手段】スイッチング素子１０がオンとされた後、オフとされるときに点火コイル６の２次側コイル６ａに生じる電圧によって、点火プラグ２に火花放電が生じる。このときに流れる電流を蓄えるコンデンサ２２により、火花放電が生じるときとは逆方向の電流を流す電圧が点火プラグ２に印加される。そして逆方向に流れる電流は、電流／電圧変換回路２８により電圧に変換された後、比較回路３０により所定の電圧値と比較される。この電圧値は、くすぶり抵抗測定回路３２によって検出されるくすぶりの度合いに応じて変更される。【選択図】      図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
点火コイルの１次側コイル、バッテリ、及びグランドの直列回路を開閉するスイッチング素子が点火信号によりオン・オフされるときに前記点火コイルの２次側コイルに生じる電圧によって点火プラグに火花放電を生じさせることにより内燃機関の燃焼室で混合気を燃焼させるに際し、該混合気の燃焼状態を判断する点火装置において、
前記火花放電が生じるときに流れる電流とは逆方向に電流を流すべく前記点火プラグ及び前記グランド間に電圧を印加する電圧印加手段と、
前記逆方向に流れる電流を検出する検出手段と、
該検出手段によって検出される電流の量と失火判定のための閾値との大小を比較する比較手段と、
前記点火信号により前記スイッチング素子がオンとされる期間に前記検出手段により検出される電流に基づき、前記点火プラグのくすぶりの度合いを検出し、該検出結果に応じて前記閾値を変更する変更手段とを備えることを特徴とする点火装置。
【請求項２】
前記点火プラグのくすぶりの度合いの検出は、前記点火プラグにくすぶりが生じていない場合において前記２次側コイルの電圧変化に伴う電荷の移動が終了すると想定されるタイミング以降において前記検出手段によって検出される電流に基づき行なわれる請求項１記載の点火装置。
【請求項３】
前記変更手段は、前記くすぶりの度合いを、前記点火信号により前記スイッチング素子がオンとされる期間内の所定のタイミングにおいて前記検出手段により検出される電流の量によって検出する請求項２記載の点火装置。
【請求項４】
前記変更手段は、前記くすぶりの度合いを、前記点火信号により前記スイッチング素子がオンとされる期間において前記検出手段により検出される電流の減少度合いによって検出する請求項１又は２記載の点火装置。
【請求項５】
前記変更手段は、前記くすぶりの度合いを、前記点火信号により前記スイッチング素子がオンとされる期間において前記検出手段により検出される電流が所定の電流値となるまでに要する時間によって検出する請求項１又は２記載の点火装置。
【請求項６】
前記電圧印加手段は、前記火花放電が生じるときに流れる電流を蓄える蓄電手段を備えて構成され、
前記比較手段は、前記スイッチング素子がオフとされた後、前記蓄電手段による電荷の放電に伴って前記検出手段によって検出される電流の量と前記閾値との大小を比較する請求項１〜５のいずれかに記載の点火装置。
【請求項７】
前記検出手段は、前記逆方向に流れる電流の量を電圧信号に変換して前記比較手段に出力する回路であり、
前記比較手段は、前記閾値と対応する電圧値と前記電圧信号との大小を比較する回路である請求項１〜６のいずれかに記載の点火装置。
【請求項８】
前記変更手段は、前記点火コイルに給電する給電手段の電圧を検出し、該検出される電圧を加味して前記閾値の変更を行なう請求項１〜７のいずれかに記載の点火装置。
【請求項９】
前記変更手段は、前記点火プラグのくすぶりの度合いの検出の基準を前記検出される電圧に応じて可変とすることで、前記検出される電圧を加味した前記閾値の変更を行なう請求項８記載の点火装置。
【請求項１０】
請求項１〜９のいずれかに記載の点火装置において、
前記点火信号は、前記内燃機関の出力を制御する電子制御装置によって生成されるものであり、
前記比較手段は、前記検出される電流の量が前記閾値よりも大きいときにその旨の信号を前記電子制御装置に出力するものであり、
前記電子制御装置は、前記比較手段から出力される信号の長さが所定以下であることを条件に当該機関に失火が生じた旨の判断を行なうことを特徴とする点火装置。
【請求項１１】
点火コイルの１次側コイル、バッテリ、及びグランドの直列回路を開閉するスイッチング素子が点火信号によりオン・オフされるときに前記点火コイルの２次側コイルに生じる電圧によって点火プラグに火花放電を生じさせることにより内燃機関の燃焼室で混合気を燃焼させる点火装置において、
前記火花放電が生じるときに流れる電流とは逆方向に流れる電流を検出する検出手段を備え、
前記点火信号により前記スイッチング素子がオンとされる期間に前記検出手段により検出される電流に基づき、前記点火プラグのくすぶりの度合いを検出することを特徴とする点火装置。
【請求項１２】
前記点火プラグのくすぶりの度合いの検出は、前記点火プラグにくすぶりが生じていない場合において前記２次側コイルの電圧変化に伴う電荷の移動が終了すると想定されるタイミング以降において前記検出手段によって検出される電流に基づき行なわれる請求項１１記載の点火装置。
【請求項１３】
前記くすぶりの度合いを、前記点火信号により前記スイッチング素子がオンとされる期間内の所定のタイミングにおいて前記検出手段により検出される電流の量によって検出する請求項１２記載の点火装置。
【請求項１４】
前記くすぶりの度合いを、前記点火信号により前記スイッチング素子がオンとされる期間において前記検出手段により検出される電流の減少度合いによって検出する請求項１１又は１２記載の点火装置。
【請求項１５】
前記くすぶりの度合いを、前記点火信号により前記スイッチング素子がオンとされる期間において前記検出手段により検出される電流が所定の電流値となるまでに要する時間によって検出する請求項１１又は１２記載の点火装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、点火コイルの１次側コイル、バッテリ、及びグランドの直列回路を開閉するスイッチング素子が点火信号によりオン・オフされるときに点火コイルの２次側コイルに生じる電圧によって点火プラグに火花放電を生じさせることにより内燃機関の燃焼室で混合気を燃焼させる点火装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
この種の点火装置としては、例えば下記特許文献１に見られるように、点火プラグに火花放電が生じたときに点火プラグ及びグランド間に流れる電流を蓄えるコンデンサを備え、火花放電の終了後にコンデンサに蓄えられた電荷の放電により上記電流とは逆方向に流れる電流の量と所定の閾値とを比較するものも提案されている。この点火装置では、内燃機関の燃焼室で混合気が正常に燃焼したときに生じるイオンを介して上記逆方向の電流（イオン電流）が流れる性質を利用して、逆方向に流れる電流量が所定の閾値以上であるか否かに基づき失火の有無を判断する。
【０００３】
一方、内燃機関においては、一般に、燃料や潤滑油に含まれる添加剤等が炭化して点火プラグに固着するいわゆるくすぶりが生じることがある。点火プラグにくすぶりが生じると、点火プラグの両電極間の絶縁性が低下し、イオン電流が流れるタイミングにおいて、点火プラグの下流で検出される電流の流通態様も変化する。
【０００４】
このため、上記点火装置では、イオン電流が流れるタイミングの後において検出される電流の量からくすぶり度合いを検出し、検出されるくすぶり度合いに応じて上記閾値を可変設定するようにしている。これにより、くすぶりが生じる場合であっても、失火の有無を判断することができる。
【０００５】
ところで、イオン電流が流れるタイミング以降にあっては、点火コイルの１次側コイル、バッテリ、及びグランドの直列回路を開閉するスイッチング素子がオフとされることにより、上記直列回路はハイインピーダンス状態となる。このため、バッテリの電圧の変動等による点火コイルの１次側コイルの電圧変動が大きく、ひいては２次側コイルに大きな電圧変動を生じさせることとなる。そして、２次側コイルに大きな電圧変動が生じると、くすぶりに起因して流れる電流量が変化し、ひいては、くすぶり度合いの検出結果が変化する。このため、上記点火装置では、所定の閾値をくすぶり度合いに応じて適切に設定することが困難となる。
【特許文献１】特開平９−３１７６１９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明は、上記課題を解決するためになされたものであり、その目的は、くすぶりの有無にかかわらずより適切に失火の有無を判断することのできる点火装置を提供することにある。また、本発明の目的は、くすぶり度合いをより適切に検出することのできる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】
以下、上記課題を解決するための手段、及びその作用効果について記載する。
【０００８】
手段１は、点火コイルの１次側コイル、バッテリ、及びグランドの直列回路を開閉するスイッチング素子が点火信号によりオン・オフされるときに前記点火コイルの２次側コイルに生じる電圧によって点火プラグに火花放電を生じさせることにより内燃機関の燃焼室で混合気を燃焼させるに際し、該混合気の燃焼状態を判断する点火装置において、前記火花放電が生じるときに流れる電流とは逆方向に電流を流すべく前記点火プラグ及び前記グランド間に電圧を印加する電圧印加手段と、前記逆方向に流れる電流を検出する検出手段と、該検出手段によって検出される電流の量と失火判定のための閾値との大小を比較する比較手段と、前記点火信号により前記スイッチング素子がオンとされる期間に前記検出手段により検出される電流に基づき、前記点火プラグのくすぶりの度合いを検出し、該検出結果に応じて前記閾値を変更する変更手段とを備えることを特徴とする。
【０００９】
上記構成において、点火信号によりスイッチング素子がオンとされると、点火コイルの1次側コイル両端に電圧が発生し、点火コイルの２次側コイルにトランス効果で、1次側コイルと２次側コイルとの巻数比の電圧が変化する。そして、点火プラグにくすぶりが生じているときには、この電圧の変化に起因して点火プラグの両電極間に電流が流れる。ここで、スイッチング素子がオンとされているときには、オフとされているときと比較して上記直列回路のインピーダンスが低い。このため、バッテリの電圧等が変動したとしても、直列回路の電圧変動は上記オフとされているときよりも小さく、ひいては２次側コイルの電圧変動を抑えることができる。したがって、上記構成では、くすぶりの度合いを適切に検出することができ、ひいては、くすぶりの有無にかかわらずより適切に失火の有無を判断することができる。
【００１０】
手段２は、手段１において、前記点火プラグのくすぶりの度合いの検出は、前記点火プラグにくすぶりが生じていない場合において前記２次側コイルの電圧変化に伴う電荷の移動が終了すると想定されるタイミング以降において前記検出手段によって検出される電流に基づき行なわれることを特徴とする。
【００１１】
上記構成において、点火信号によりスイッチング素子がオンとされると、点火コイルの２次側コイルの電圧が変化する。この際、電圧変化に伴って当該点火装置内を電荷が移動するため、上記検出手段により電流が検出される。ただし、点火プラグにくすぶりが生じていないときには、この電流は速やかに減少する。これに対し、点火プラグにくすぶりが生じているときには、点火プラグの周りに付着した添加剤等の炭化物を介して電流が流れることに起因して、検出手段によって検出される電流の減少度合いは小さくなる。この点、上記構成によれば、点火プラグにくすぶりが生じていない場合において２次側コイルの電圧変化に伴う電荷の移動が終了すると想定されるタイミング以降の電流を検出することができるため、くすぶりに起因して電流が流れるか否かに基づきくすぶりの度合いを適切に検出することができる。
【００１２】
手段３は、手段２において、前記変更手段は、前記くすぶりの度合いを、前記点火信号により前記スイッチング素子がオンとされる期間内の所定のタイミングにおいて前記検出手段により検出される電流の量によって検出することを特徴とする。
【００１３】
上記構成では、スイッチング素子がオンとされる期間内の所定のタイミングが、点火プラグにくすぶりが生じていない場合において２次側コイルの電圧変化に伴う電荷の移動が終了すると想定されるタイミング以降に調整される。このため、所定のタイミングにおける電流量によってくすぶりの度合いを検出することができる。
【００１４】
手段４は、手段１又は２において、前記変更手段は、前記くすぶりの度合いを、前記点火信号により前記スイッチング素子がオンとされる期間において前記検出手段により検出される電流の減少度合いによって検出することを特徴とする。
【００１５】
上述したように、スイッチング素子がオンとされると、２次側コイルの電圧変化に伴う電荷の移動に起因して、検出手段により電流が検出される。ただし、この電流は、電荷の移動の終了により略ゼロとなる。これに対し、くすぶりが生じているときには、点火プラグの両電極間に電流が流れることに起因して、検出手段によって更に継続して電流が検出されることとなる。この電流は、減少しつつ流れるものであるが、くすぶりの度合いが大きいほど減少度合いが小さくなっている。このように、スイッチング素子がオンとされる期間において検出される電流の減少度合いは、くすぶりの度合い（くすぶりの有無を含む）によって変化する。この点、上記構成によれば、スイッチング素子がオンとされる期間において検出される電流の減少度合いによって、くすぶりの度合いを検出することができる。
【００１６】
手段５は、手段１又は２において、前記変更手段は、前記くすぶりの度合いを、前記点火信号により前記スイッチング素子がオンとされる期間において前記検出手段により検出される電流が所定の電流値となるまでに要する時間によって検出することを特徴とする。
【００１７】
上述したように、スイッチング素子がオンとされると、２次側コイルの電圧変化に伴う電荷の移動に起因して、検出手段により電流が検出される。ただし、この電流は、電荷の移動の終了によりゼロとなる。これに対し、くすぶりが生じているときには、点火プラグの両電極間に電流が流れることに起因して、検出手段によって更に継続して電流が検出されることとなる。この電流は、減少しつつ流れるものであるが、くすぶりの度合いが大きいほど減少度合いが小さくなっている。このように、スイッチング素子がオンとされる期間において検出される電流の減少度合いは、くすぶりの度合い（くすぶりの有無を含む）によって変化する。そして、減少度合いの違いは、スイッチング素子がオンとされる期間において検出される電流が所定の電流値となるまでに要する時間の違いとなる。このため、上記構成によれば、スイッチング素子がオンとされる期間において検出される電流が所定の電流値となるまでに要する時間により、くすぶりの度合いを検出することができる。
【００１８】
手段６は、手段１〜５のいずれかにおいて、前記電圧印加手段は、前記火花放電が生じるときに流れる電流を蓄える蓄電手段を備えて構成され、前記比較手段は、前記スイッチング素子がオフとされた後、前記蓄電手段による電荷の放電に伴って前記検出手段によって検出される電流の量と前記閾値との大小を比較することを特徴とする。
【００１９】
上記構成では、スイッチング素子がオフされる等して火花放電が生じるときに流れる電流が蓄電手段に蓄えられる。そして、火花放電によって混合気が燃焼した場合には、火花放電が収まった後、蓄電手段に蓄えられた電荷が、燃焼によって生じたイオンを介して放電される。このため、このときに流れる上記逆方向の電流を検出することで、燃焼状態を検出することができる。この点、上記構成では、蓄電手段によって蓄えられる電荷が放電されるタイミングで閾値と検出手段によって検出される電流量とを比較することで、燃焼状態を適切に検出することできる。
【００２０】
手段７は、手段１〜６のいずれかにおいて、前記検出手段は、前記逆方向に流れる電流の量を電圧信号に変換して前記比較手段に出力する回路であり、前記比較手段は、前記閾値と対応する電圧値と前記電圧信号との大小を比較する回路であることを特徴とする。
【００２１】
上記構成では、逆方向に流れる電流の量が電圧信号に変換されて、閾値と対応する電圧値と比較される。このため、この電圧値をくすぶりの度合いに基づき変更することで、くすぶりの度合いに応じて変更される閾値と検出手段によって検出される電流とを比較することができる。
【００２２】
手段８は、手段１〜７のいずれかにおいて、前記変更手段は、前記点火コイルに給電する給電手段の電圧を検出し、該検出される電圧を加味して前記閾値の変更を行なうことを特徴とする。
【００２３】
給電手段は、一般に、内燃機関の搭載される車両の各種補機類への給電も行なっている。このため、補機類への給電態様の変化等によって給電手段の電圧は変動しやすい。そして、給電手段の電圧の変動は、２次側コイルの電圧の変動を引き起こし、ひいては、くすぶりに起因して流れる電流の変化を招くこととなる。この点、上記構成では、給電手段の電圧を加味して閾値の変更を行なうことで、くすぶりに起因して流れる電流から給電手段の電圧の変化に起因した変化分を差し引くことができ、ひいてはくすぶりの度合いに応じて閾値を適切に設定することができる。
【００２４】
手段９は、手段８において、前記変更手段は、前記点火プラグのくすぶりの度合いの検出の基準を前記検出される電圧に応じて可変とすることで、前記検出される電圧を加味した前記閾値の変更を行なうことを特徴とする。
【００２５】
上述したように、給電手段の電圧の変動は、２次側コイルの電圧の変動を引き起こし、ひいては、くすぶりに起因して流れる電流の変化を招くこととなる。この点、上記構成では、検出される給電手段の電圧に応じてくすぶりの度合いの検出の基準を可変とすることで、くすぶりに起因して流れる電流から給電手段の電圧の変化に起因した変化分を差し引くことができ、ひいてはくすぶりの度合いを適切に検出することができる。
【００２６】
手段１０は、手段１〜９のいずれかにおいて、前記点火信号は、前記内燃機関の出力を制御する電子制御装置によって生成されるものであり、前記比較手段は、前記検出される電流の量が前記閾値よりも大きいときにその旨の信号を前記電子制御装置に出力するものであり、前記電子制御装置は、前記比較手段から出力される信号の長さが所定以下であることを条件に当該機関に失火が生じた旨の判断を行なうことを特徴とする。
【００２７】
上記構成において、失火が生じたときには、内燃機関の燃焼室に燃焼に伴うイオンが発生しないことから、イオンを介して点火プラグの両電極間に電流が流れない。このため、検出手段によって検出される電流が閾値を超える期間は、燃焼が行なわれた場合と比較して短いものとなる。この点、上記構成によれば、比較手段から出力される上記信号の長さが所定以下であるときに失火が生じた旨の判断をすることができる。
【００２８】
手段１１は、点火コイルの１次側コイル、バッテリ、及びグランドの直列回路を開閉するスイッチング素子が点火信号によりオン・オフされるときに前記点火コイルの２次側コイルに生じる電圧によって点火プラグに火花放電を生じさせることにより内燃機関の燃焼室で混合気を燃焼させる点火装置において、前記火花放電が生じるときに流れる電流とは逆方向に流れる電流を検出する検出手段を備え、前記点火信号により前記スイッチング素子がオンとされる期間に前記検出手段により検出される電流に基づき、前記点火プラグのくすぶりの度合いを検出することを特徴とする。
【００２９】
上記構成において、点火信号によりスイッチング素子がオンとされると、点火コイルの１次側コイル両端に電位差が発生し、点火コイルの２次側コイルにトランス効果で、1次側コイルと２次側コイルとの巻数比の電圧が変化する。そして、点火プラグにくすぶりが生じているときには、この電圧の変化に起因して点火プラグの両電極間に電流が流れる。ここで、スイッチング素子がオンとされているときには、オフとされているときと比較して上記直列回路のインピーダンスが低い。このため、バッテリの電圧等が変動したとしても、直列回路の電圧変動は上記オフとされているときよりも小さく、ひいては２次側コイルの電圧変動を抑えることができる。このため、上記構成では、くすぶり度合いをより適切に検出することができる。
【００３０】
手段１２は、手段１１において、前記点火プラグのくすぶりの度合いの検出は、前記点火プラグにくすぶりが生じていない場合において前記２次側コイルの電圧変化に伴う電荷の移動が終了すると想定されるタイミング以降において前記検出手段によって検出される電流に基づき行なわれることを特徴とする。
【００３１】
上記構成において、点火信号によりスイッチング素子がオンとされると、点火コイルの２次側コイルの電圧が変化する。この際、電圧変化に伴って当該点火装置内を電荷が移動するため、上記検出手段により電流が検出される。ただし、点火プラグにくすぶりが生じていないときには、この電流は速やかに減少する。これに対し、点火プラグにくすぶりが生じているときには、点火プラグの周りに付着した添加剤等の炭化物を介して電流が流れることに起因して、検出手段によって検出される電流の減少度合いは小さくなる。この点、上記構成によれば、点火プラグにくすぶりが生じていない場合において２次側コイルの電圧変化に伴う電荷の移動が終了すると想定されるタイミング以降の電流を検出することができるため、くすぶりに起因して電流が流れるか否かに基づきくすぶりの度合いを適切に検出することができる。
【００３２】
手段１３は、手段１２において、前記くすぶりの度合いを、前記点火信号により前記スイッチング素子がオンとされる期間内の所定のタイミングにおいて前記検出手段により検出される電流の量によって検出することを特徴とする。
【００３３】
上記構成では、スイッチング素子がオンとされる期間内の所定のタイミングが、点火プラグにくすぶりが生じていない場合において２次側コイルの電圧変化に伴う電荷の移動が終了すると想定されるタイミング以降に調整される。このため、所定のタイミングにおける電流量によってくすぶりの度合いを検出することができる。
【００３４】
手段１４は、手段１１又は１２において、前記くすぶりの度合いを、前記点火信号により前記スイッチング素子がオンとされる期間において前記検出手段により検出される電流の減少度合いによって検出することを特徴とする。
【００３５】
上述したように、スイッチング素子がオンとされると、２次側コイルの電圧変化に伴う電荷の移動に起因して、検出手段により電流が検出される。ただし、この電流は、電荷の移動の終了により略ゼロとなる。これに対し、くすぶりが生じているときには、点火プラグの両電極間に電流が流れることに起因して、検出手段によって更に継続して電流が検出されることとなる。この電流は、減少しつつ流れるものであるが、くすぶりの度合いが大きいほど減少度合いが小さくなっている。このように、スイッチング素子がオンとされる期間において検出される電流の減少度合いは、くすぶりの度合い（くすぶりの有無を含む）によって変化する。この点、上記構成によれば、スイッチング素子がオンとされる期間において検出される電流の減少度合いによって、くすぶりの度合いを検出することができる。
【００３６】
手段１５は、手段１１又は１２において、前記くすぶりの度合いを、前記点火信号により前記スイッチング素子がオンとされる期間において前記検出手段により検出される電流が所定の電流値となるまでに要する時間によって検出することを特徴とする。
【００３７】
上述したように、スイッチング素子がオンとされると、２次側コイルの電圧変化に伴う電荷の移動に起因して、検出手段により電流が検出される。ただし、この電流は、電荷の移動の終了によりゼロとなる。これに対し、くすぶりが生じているときには、点火プラグの両電極間に電流が流れることに起因して、検出手段によって更に継続して電流が検出されることとなる。この電流は、減少しつつ流れるものであるが、くすぶりの度合いが大きいほど減少度合いが小さくなっている。このように、スイッチング素子がオンとされる期間において検出される電流の減少度合いは、くすぶりの度合い（くすぶりの有無を含む）によって変化する。そして、減少度合いの違いは、スイッチング素子がオンとされる期間において検出される電流が所定の電流値となるまでに要する時間の違いとなる。このため、上記構成によれば、スイッチング素子がオンとされる期間において検出される電流が所定の電流値となるまでに要する時間により、くすぶりの度合いを検出することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３８】
以下、本発明にかかる点火装置の第１の実施形態を図面を参照しつつ説明する。
【００３９】
図１に、イグニッションシステムの構成を示す。
【００４０】
図示されるように、点火プラグ２の一方の端子は接地されており、他方の端子は、点火モジュール４に接続されている。詳しくは、点火プラグ２は、点火モジュール４内の点火コイル６の２次側コイル６ａの一方の端子に接続されている。
【００４１】
点火コイル６の１次側コイル６ｂの一方の端子には、点火モジュール４の外部にあるバッテリ８の電圧が印加されている。また、１次側コイル６ｂの他方の端子は、スイッチング素子１０を介して接地されている。スイッチング素子１０は、点火モジュール４の外部から取り込まれる点火信号により駆動される。詳しくは、点火信号がドライバ部１２を介して波形整形され、出力が変換された信号により駆動される。
【００４２】
一方、上記２次側コイル６ｂの他方の端子は、ツェナーダイオード２０及びコンデンサ２２の並列接続体に接続されている。この並列接続体は、ツェナーダイオード２４を介して接地されている。
【００４３】
上記ツェナーダイオード２０及びコンデンサ２２の並列接続体と接地との間には、更に、抵抗２６及び電流／電圧変換回路２８が接続されている。
【００４４】
上記電流／電圧変換回路２８は、比較回路２８ａを備えている。この比較回路２８ａは、その出力が抵抗２８ｂを介して比較回路２８ａの一方の端子に帰還され、また他方の端子が接地されている。そして比較回路２８ａの出力は、更に、抵抗２８ｃ，２８ｄの直列接続体を介して接地されている。これら抵抗２８ｃ及び抵抗２８ｄによる比較回路２８ａの分圧が、電流／電圧変換回路２８の出力電圧である。
【００４５】
電流／電圧変換回路２８の出力電圧は、比較回路３０の一方の端子に取り込まれる。比較回路３０の他方の端子には、所定の電圧が印加されている。この電圧は、くすぶり抵抗測定回路３２によって設定される。
【００４６】
くすぶり抵抗測定回路３２は、タイマ回路３４の出力信号を取り込む。このタイマ回路３４は、ドライバ部１２を介して波形整形された点火信号に基づき、スイッチング素子１０がオンとされてからの経過時間を計測して、計測信号を出力する回路である。そして、くすぶり抵抗測定回路３２は、計測信号に基づき、スイッチング素子１０がオンとされてから所定のタイミングで、電流／電圧変換回路２８の出力と、バッテリ８の電圧とに基づきくすぶりの度合いを検出する。そして、くすぶりの度合いに基づき、比較回路３０の上記他方の端子に印加される電圧を設定する。
【００４７】
ちなみに、点火モジュール４内に示した浮遊容量３６は、点火モジュール４内の配線と同配線に隣接する絶縁物と接地とにより形成される寄生容量である。より正確には、この浮遊容量３６には、点火プラグ２とその周囲を囲む絶縁物と接地とにより形成される容量成分も含まれている。ただし、図１においては、便宜上、点火プラグ２及び２次側コイル６ａ間に浮遊容量３６を描いた。
【００４８】
上記点火信号は、電子制御装置（以下、ＥＣＵ）４０によって生成される。ＥＣＵ４０は、中央処理装置やメモリ等を備えて構成されている。ＥＣＵ４０は、各種センサの検出値を取り込み、これらに基づいて内燃機関の出力を制御する。
【００４９】
特に、ＥＣＵ４０は、上記比較回路３０の出力信号を取り込み、これに基づき内燃機関における失火の有無の判断を行なう。
【００５０】
ここでは、まず、点火に際しての点火モジュール４内の電気信号の推移について説明する。
【００５１】
図２に、上記出力信号の生成にかかる処理を示す。ちなみに、図２（ａ）は、上記点火信号の推移を示す。図２（ｂ）は、点火コイル６の２次側コイル６ａに生じる電圧の推移を示す。図２（ｃ）は、コンデンサ２２の電圧の推移を示す。図２（ｄ）は、電流／電圧変換回路２８に入力される電流の推移を示す。
【００５２】
図示されるように、時刻ｔ１に点火信号が立ち上がると、２次側コイル６ｂの電圧が上昇する。この電圧は、点火プラグ２と接続される側を高電位とするものである。そして、この電圧の上昇によって、電流／電圧変換回路２８に電流が入力される。これは、２次側コイル６ａのうち点火プラグ２と接続される端子側の電圧が上昇する際の電荷の移動によって流れる電流である。すなわち、２次側コイル６ｂのうち点火プラグ２と接続される側の電圧を上昇させるべく、浮遊容量３６のうち２次側コイル６ｂの点火プラグ２側に電荷が移動する。
【００５３】
一方、時刻ｔ２において点火信号が立ち下がると、２次側コイル６ａの電圧が大きく変化する。すなわち、点火プラグ２と接続される側を低電位とする電圧変動が生じる。これにより、点火プラグ２において火花放電が生じ、図３（ａ）に一点鎖線にて示すように、点火プラグ２から点火コイル６に向かう方向の電流が流れる。ちなみに、図２（ｄ）は、点火コイル６から点火プラグ２の側に向かう方向の電流を正とし、ゼロ未満の電流量を示していないため、火花放電によって流れる電流が示されていない（電流量ゼロとされている）。
【００５４】
この火花放電が生じる間、図２に示すように、コンデンサ２２の電圧が上昇する。このコンデンサ２２の電圧の上昇により、点火プラグ２には、上記火花放電が生じることによって流れる電流とは逆方向の電流を流そうとする電圧が印加されることとなる。そして、時刻ｔ３において、内燃機関の燃焼室で混合気が燃焼することで生じたイオンを介して、点火プラグ２に図３（ｂ）に一点鎖線で示す電流（イオン電流）が流れる。この電流は、点火コイル６から点火プラグ２へ向かう方向の電流である。
【００５５】
上記現象を利用することで、内燃機関における混合気の燃焼状態を検出することができる。すなわち、電流／電圧変換回路２８に入力される電流が所定の閾値を上回る間、電流／電圧変換回路２８の出力電圧が比較回路３０の他方の端子に入力される所定の電圧値を上回り、比較回路３０からその旨の信号がＥＣＵ４０に出力される。ここで出力される信号の長さは、失火が生じることで変化する。すなわち、失火が生じる場合には、図４（ａ）に示す点火信号に対して、電流／電圧変換回路２８に入力される電流の推移は、図４（ｂ）に示すようなものとなる。このように、失火が生じる場合には、点火信号の立ち下がり後に流れる電流の流通態様が正常に燃焼が行なわれた場合と異なるために、点火モジュール４から出力される信号の長さが、正常時のものとは異なることとなる。このため、本実施形態では、点火信号の立ち下がり後に流れる電流に基づき失火を検出する。
【００５６】
点火モジュール４から出力された信号は、ＥＣＵ４０に取り込まれる。一方、ＥＣＵ４０では、点火モジュールの出力する信号の長さに基づき、失火の有無の判断がなされる。以下、ＥＣＵ４０で行なう処理について、図５に基づいて説明する。
【００５７】
図５に、失火の有無の判断についての処理の手順を示す。この処理は、ＥＣＵ４０によって、例えば所定周期で繰り返し実行される。
【００５８】
この一連の処理では、まずステップＳ１０において、点火信号の出力後、所定期間が経過したか否かを判断する。すなわち、先の図２に示したように、点火信号の立ち下がりのタイミングである時刻ｔ２の後の時刻ｔ３からコンデンサ２２が放電されるために、このタイミングでイオン電流を検出する。そして、ステップＳ１０において、点火信号の出力後、所定期間が経過したと判断されると、ステップＳ１２に移行する。
【００５９】
ステップＳ１２では、点火モジュール４の出力信号の長さが、所定期間α以下であるか否かを判断する。この所定期間αは、イオン電流が流れたか否かを判断するためのものである。詳しくは、先の図２に示した時刻ｔ３以降に電流が検出される期間に対して、先の図４（ｂ）において対応する電流の検出される期間が短くなることに鑑み、所定期間αを設定する。そして、ステップＳ１２において所定期間αよりも長いと判断されると、ステップＳ１４において、燃焼が正常に行なわれた旨の判断をする。
【００６０】
これに対し、ステップＳ１２において出力信号の長さが所定期間α以下であると判断されるときには、ステップＳ１６において失火が生じた旨の判断をする。ちなみに、この失火の判断がなされると、ＥＣＵ４０では、内燃機関のアクチュエータの操作量を変更して燃料の燃焼制御のフィードバック制御を行う等、適宜の処理を行なう。
【００６１】
なお、ステップＳ１０にて所定時間が経過したタイミングでないと判断されるときや、ステップＳ１４やステップＳ１６の処理が完了したときには、この一連の処理を一旦終了する。
【００６２】
上記態様にて内燃機関における失火を判断することができる。
【００６３】
ところで、点火プラグ２にくすぶりが生じると、電流／電圧変換回路２８によって検出される電流（詳しくは、電流／電圧変換回路２８の出力）が変化する。このため、失火時であっても、電流／電圧変換回路２８によって検出される電流が所定の閾値を超える期間が上記所定期間αを上回るおそれがある。
【００６４】
そこで本実施形態では、スイッチング素子１０がオンとされる期間に電流／電圧変換回路２８によって検出される電流に基づき、点火プラグ２のくすぶりの度合いを検出し、検出されるくすぶりの度合いに基づき上記所定の閾値を変更する。
【００６５】
ここで、図６（ａ）に示すように点火信号が立ち上がり、図６（ｂ）に示すように点火コイル６の２次側コイル６ａの電圧が変化すると、これに伴い図６（ｃ）に示すように電流／電圧変換回路２８によって電流が検出される。このときに流れる電流は、上記浮遊容量３６の電荷の移動によるものであり、速やかに減少する。ただし、点火プラグ２にくすぶりが生じている場合には、図６（ｃ）に破線にて示すように、電流／電圧変換回路２８によって検出される電流は減少しつつも、点火プラグ２にくすぶりが生じていない場合と比較して長い間流れつづけることとなる。これは、２次側コイル６ａの電圧が点火プラグ２に印加されることに起因して、点火プラグ２の周りに固着した添加剤等の炭化物を介して電流が流れることと、これに起因して浮遊容量３６の電荷の移動が継続されることから生じるものである。この電流の減少度合いは、くすぶりの度合いが大きいほど小さくなる。換言すればくすぶりによって点火プラグ２の両電極間に生じる抵抗であるくすぶり抵抗が小さいほど小さくなる。ちなみに、図６においては、浮遊容量３６の静電容量をＣと、Ｖ２を２次側コイル６ａの電圧とした。
【００６６】
上記性質を利用して、本実施形態では、くすぶりの度合いを、点火信号によりスイッチング素子１０がオンとされる期間内の所定のタイミングにおいて電流／電圧変換回路２８により検出される電流の量によって検出する。ここで、所定のタイミングは、点火プラグ２にくすぶりが生じていない場合に電流／電圧変換回路２８により検出される電流量がゼロとなると想定されるときよりも後のタイミングに設定する。具体的には、点火信号によりスイッチング素子１０がオンとされてから「２００μｓ」経過した以降において電流／電圧変換回路２８によって検出される電流に基づき行なわれる。
【００６７】
図７に、点火モジュール４内での出力信号の生成態様を示す。詳しくは、図７（ａ）は、上記点火信号の推移を示す。図７（ｂ）は、電流／電圧変換回路２８の出力する電圧の推移を示す。図７（ｃ）は、点火モジュール４の出力信号の推移を示す。
【００６８】
図７（ｂ）に一点鎖線で示しているのは、先の図１に示した比較回路３０において、電流／電圧変換回路２８の出力する電圧信号と比較する所定の電圧である。この所定の電圧は、上記所定の閾値と対応している。ちなみに、点火モジュール４は、所定の電圧についての情報をくすぶり抵抗測定３２により設定することによって、上述した所定の閾値を設定することとなる。
【００６９】
図示されるように、点火信号が論理「Ｈ」となることでスイッチング素子１０がオンとされる時刻ｔ１１，ｔ１６，ｔ２３において、先の図１に示したタイマ回路３４によって時間がカウントされる。そして、スイッチング素子１０がオンとされている期間（時刻ｔ１１〜ｔ１３，ｔ１６〜ｔ１９，ｔ２３〜２６）内の所定のタイミングｔ１２，ｔ１７，ｔ２４において、くすぶり抵抗測定回路によりくすぶりの度合いが検出される。ここでは、くすぶりの度合いを検出するための基準がバッテリ８の電圧に応じて設定され、設定された基準を用いてくすぶりの度合いが検出される。そして、くすぶりの度合いに応じて、電流／電圧変換回路２８にて検出される電流と比較する上記所定の閾値が変更される。具体的には、くすぶり抵抗測定回路３２により、比較回路３０の他方の端子に印加される所定の電圧値が変更される。
【００７０】
ここで、くすぶりの度合いを検出するための基準をバッテリ８の電圧に基づき設定するのは、バッテリ８の電圧の変化によって電流／電圧変換回路２８の検出する電流が変化するためである。すなわち、バッテリ８は、当該イグニッションシステムが搭載される車両の様々な補機類に電力を供給するため、電力の供給態様に応じてバッテリ８の電圧は大きく変動し得る。そして、バッテリ８の電圧が変動すると、くすぶりによって生じる点火プラグ２の両電極間の抵抗（くすぶり抵抗）が同一であったとしても、これに流れる電流量は異なったものとなる。このため、本実施形態では、くすぶりの度合いを検出するための基準をバッテリ８の電圧に基づき設定する。
【００７１】
詳しくは、同一の電流が検出される場合であっても、バッテリ８の電圧が低いほど、検出されるくすぶりの度合いが大であるとするように基準を定める。これにより、同一の電流が検出される場合であっても、バッテリ８の電圧が低いほど、所定の閾値（所定の電圧値）が大きな値に設定される。
【００７２】
このように検出されるくすぶりの度合いに応じて電流／電圧変換回路２８の出力と比較する所定の電圧を変更することで、くすぶりが生じており且つ失火したとき（図中、時刻ｔ２３以降）には、上記出力が所定の電圧以上となった旨の信号（論理「Ｌ」の信号）の長さが十分な長さとならない。このため、先の図５に示した処理によって、ＥＣＵ４０では、失火である旨を適切に判断することができる。
【００７３】
一方、図７（ｄ）に示すように所定の電圧を一定とする場合には、図７（ｅ）に示すように、失火している場合であっても、時刻ｔ２７〜ｔ２８の間、上記出力が所定の電圧以上となった旨の信号（論理「Ｌ」の信号）を出力することとなる。このため、先の図５に示した処理により、ＥＣＵ４０では正常に燃焼が行なわれた旨の誤判断をすることとなる。
【００７４】
また、本実施形態では、くすぶりを検出するタイミングをスイッチング素子１０がオンとされている期間とした。これに対し、コンデンサ２２の放電開始後とすることも考えられる。ただし、この場合、くすぶりの度合いを検出する精度を高く維持することが困難となる。これは、点火信号の立ち下がり後には、先の図１に示した点火コイル６の１次側コイル６ｂの近傍がハイインピーダンスとなること等により、電流／電圧変換回路２８の出力がノイズの影響を受けやすくなることによる。すなわち、バッテリ８には、内燃機関の様々な補機類が接続されているため、バッテリ８からの電流の供給態様の変化に起因してバッテリ８の電圧も変動している。そして、この変動による１次側コイル６ｂの近傍の電圧変動は、スイッチング素子１０がオンとされるローインピーダンス時よりもスイッチング素子１０がオフとされるハイインピーダンス時の方が大きくなる。そして、１次側コイル６ｂの近傍の電圧変動により、２次側コイル６ｂの電圧変動が誘発される。なお、２次側コイル６ａの電圧変動はバッテリ８の電圧の変動に起因するものに限らず、例えば内燃機関が多気筒であって且つ点火コイル６を共有する場合には、気筒間の干渉によるノイズに起因するものもある。
【００７５】
ちなみに、本実施形態では、くすぶりの度合いに応じて所定の閾値（所定の電圧値）を変更した後、再度スイッチング素子１０がオンとされるときには、図７の時刻ｔ２３において示すように所定の閾値（所定の電圧値）をリセットする。これは、本実施形態では、スイッチング素子１０がオンとされている期間に比較回路３０から出力される信号に基づき、ＥＣＵ４０によりイグニッションシステムの異常診断を行なうためである。すなわち、ＥＣＵ４０では、スイッチング素子１０がオンとされている期間において比較回路３０から所定以上の期間に渡って論理「Ｌ」の信号が出力されるか否かに基づきイグニッションシステムの異常の有無の診断をする。このため、所定の閾値を大きくしたままだと、イグニッションシステムが正常であるにもかかわらず、異常であると判断するおそれがある。
【００７６】
以上詳述した本実施形態によれば、以下の効果が得られるようになる。
【００７７】
（１）点火信号によりスイッチング素子１０がオンとされる期間に電流／電圧変換回路２８により検出される電流に基づき、点火プラグのくすぶりの度合いを検出し、該検出結果に応じて比較回路３０の他方の端子に印加される所定の電圧を変更した。これにより、くすぶりの有無にかかわらず適切に失火の有無を判断することができる。
【００７８】
（２）点火信号によりスイッチング素子１０がオンとされてから「２００μｓ」経過した以降において電流／電圧変換回路２８によって検出される電流に基づき、くすぶりの度合いを検出した。これにより、くすぶりの度合いを適切に検出することができる。
【００７９】
（３）点火コイル６に給電するバッテリ８の電圧を検出し、該検出される電圧を加味して所定の閾値の変更を行なった。これにより、バッテリ８の電圧の変化によるくすぶりに起因して流れる電流の変化分を差し引くことができ、ひいてはくすぶりの度合いに応じて所定の閾値を適切に設定することができる。
【００８０】
（第２の実施形態）
以下、第２の実施形態について、先の第１の実施形態との相違点を中心に図面を参照しつつ説明する。
【００８１】
本実施形態では、くすぶりの度合いを、点火信号によりスイッチング素子１０がオンとされる期間において、電流／電圧変換回路２８により検出される電流の減少度合いによって検出する。
【００８２】
図８に、本実施形態にかかるくすぶりの度合いの検出態様を示す。詳しくは、図８（ａ）は、上記点火信号の推移を示す。図８（ｂ）は、電流／電圧変換回路２８の出力する電圧の推移を示す。図８（ｃ）は、点火モジュール４の出力信号の推移を示す。
【００８３】
図示されるように、スイッチング素子１０がオンとされる期間（ｔ３０〜ｔ３３，ｔ３４〜ｔ３７，ｔ３８〜ｔ４１）内の所定期間（ｔ３１〜ｔ３２，ｔ３５〜ｔ３６，ｔ３９〜ｔ４０）における電流／電圧変換回路２８の出力する電圧の減少度合いが検出される。そして、これに基づきくすぶりの度合いが検出される。
【００８４】
すなわち、先の図６に示したように、スイッチング素子１０がオンとされる期間において検出される電流の減少度合いは、くすぶりの度合い（くすぶりの有無を含む）によって変化する。本実施形態は、この性質を利用してくすぶりを検出する。
【００８５】
以上説明した本実施形態によっても、先の第１の実施形態の上記（１）〜（３）の効果と同様の効果を得ることができる。
【００８６】
（第３の実施形態）
以下、第３の実施形態について、先の第１の実施形態との相違点を中心に図面を参照しつつ説明する。
【００８７】
本実施形態では、くすぶりの度合いを、点火信号によりスイッチング素子１０がオンとされる期間において電流／電圧変換回路２８により検出される電流が所定の電流値となるまでに要する時間によって検出する。
【００８８】
図９に、本実施形態にかかるくすぶりの度合いの検出態様を示す。詳しくは、図９（ａ）は、上記点火信号の推移を示す。図９（ｂ）は、電流／電圧変換回路２８の出力する電圧の推移を示す。図９（ｃ）は、点火モジュール４の出力信号の推移を示す。
【００８９】
図示されるように、スイッチング素子１０がオンとされる期間（ｔ５０〜ｔ５２，ｔ５３〜ｔ５５，ｔ５６〜ｔ５８）内において、電流／電圧変換回路２８の出力する電圧が上記所定の電流値と対応する所定値（図中、矢印にて表記）となるまでに要する時間（ｔ５１−ｔ５０，ｔ５４−ｔ５３，ｔ５７−ｔ５６）によって、くすぶりの度合いを検出する。
【００９０】
すなわち、先の図６に示したように、スイッチング素子１０がオンとされる期間において検出される電流の減少度合いは、くすぶりの度合い（くすぶりの有無を含む）によって変化するため、スイッチング素子１０がオンとされる期間において検出される電流が所定の電流値となるまでに要する時間もくすぶりの度合いに応じて変化する。本実施形態は、この性質を利用してくすぶりを検出する。
【００９１】
以上説明した本実施形態によっても、先の第１の実施形態の上記（１）〜（３）の効果と同様の効果を得ることができる。
【００９２】
（その他の実施形態）
なお、上記各実施形態は、以下のように変更して実施してもよい。
【００９３】
・点火コイル６の２次側コイル６ａから抵抗２６の方向に流れる電流の量を電圧に変換して出力する電流／電圧変換回路２８を備えていなくても、上記電流と所定の閾値とを比較する回路を備えているなら、上記各実施形態の効果と同等の効果を得ることができる。
【００９４】
・点火コイル６の２次側コイル６ａから抵抗２６の方向に流れる電流の量が所定の閾値以上となるときに点火モジュール４から出力される信号は、論理「Ｌ」の信号に限らず、論理「Ｈ」の信号であってもよい。
【００９５】
・バッテリ８の電圧を検出し、該検出される電圧を加味して閾値の変更を行なう手法としては、くすぶりの度合いを検出するための基準を変更するものに限らない。例えば、電流／電圧変更回路２８の出力に基づきくすぶりの度合いを検出し、これに応じて所定の閾値を定めるに際して、くすぶりの度合いによって定められる閾値をバッテリ８の電圧に基づき補正するようにしてもよい。
【００９６】
・検出されるバッテリ８の電圧を加味して閾値の変更を行なわなくても、先の第１の実施形態の上記（１）、（２）の効果を得ることはできる。
【００９７】
・その他、点火モジュール４の構成等は適宜変更してもよい。また、失火の判断のための比較回路３０の処理等はＥＣＵ４０内の処理によって行なってもよい。
【図面の簡単な説明】
【００９８】
【図１】本発明にかかる点火装置の第１の実施形態の回路構成を示す回路図。
【図２】点火モジュール内の信号の推移を示すタイムチャート。
【図３】点火モジュール内を流れる電流の経路を示す図。
【図４】失火時における点火モジュール内の信号の推移を示すタイムチャート。
【図５】失火の有無の判断にかかる処理の手順を示すフローチャート。
【図６】くすぶりの度合いの検出手法を説明するためのタイムチャート。
【図７】上記実施形態にかかる失火検出の態様を示すタイムチャート。
【図８】第２の実施形態にかかる失火検出の態様を示すタイムチャート。
【図９】第３の実施形態にかかる失火検出の態様を示すタイムチャート。
【符号の説明】
【００９９】
２…点火プラグ、４…点火モジュール、６…点火コイル、８…バッテリ、１０…スイッチング素子、２８…電流／電圧変換回路（検出手段の一実施形態）、３０…比較回路（比較手段の一実施形態）、３４…タイマ回路（変更手段の一実施形態）、３２…くすぶり抵抗測定回路（変更手段の一実施形態）、４０…ＥＣＵ（電子制御装置）。
【図１】
2006300010.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
2006300010.tif 000006
【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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