(57)【要約】      （修正有）【課題】放電維持制御期間中に二次電流が急激に小さくなることを抑制する事が可能な内燃機関用点火システムを提供する。【解決手段】一次コイル１２には中間タップ１２Ａが設けられており、電圧印加部１７から中間タップへと流れる一次電流の遮断と導通を行う第三スイッチング素子１４と、第一巻線１２Ｂ側の一端側に接続される第一スイッチング素子１５と、第二巻線１２Ｃ側の他端側に接続される第二スイッチング素子１６と、上記スイッチング素子の動作をそれぞれ制御することで、点火プラグに火花放電を発生させる放電発生制御と、第二巻線へ流れる一次電流の遮断と導通を行い点火プラグ２０に生じている火花放電を維持する放電維持制御と、を行なう点火制御回路３０と、第二巻線から第二スイッチング素子へと流れる電流を還流させる電流還流経路Ｌ１と、を備える内燃機関用点火システム。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
内燃機関（６０）の燃焼室内の可燃混合気に点火するための火花放電を発生する点火プラグ（２０）と、
一次コイル（１２）及び二次コイル（１３）を具備し、前記二次コイルにより前記点火プラグに電圧を印加する点火コイル（１１）と、
所定の電圧を前記一次コイルに印加する電圧印加部（１７）と、
前記一次コイルを成す巻線の途中には中間タップ（１２Ａ）が設けられており、前記電圧印加部から前記中間タップへと流れる一次電流の導通と遮断を行う第三スイッチング素子（１４）と、
前記一次コイルを成す巻線のうち前記中間タップから一端までの巻線である第一巻線（１２Ｂ）側の一端と接地側との間に接続される第一スイッチング素子（１５）と、
前記一次コイルを成す巻線のうち前記中間タップから他端までの巻線である第二巻線（１２Ｃ）側の一端と接地側との間に接続される第二スイッチング素子（１６）と、
前記第一スイッチング素子の開閉状態と、前記第二スイッチング素子の開閉状態と、前記第三スイッチング素子の開閉状態と、をそれぞれ制御することで、前記第一巻線へ流れる前記一次電流の導通と遮断を行い前記点火プラグに前記火花放電を発生させる放電発生制御と、前記第二巻線へ流れる前記一次電流の導通と遮断を行い前記点火プラグに生じている前記火花放電を維持する放電維持制御と、を行なう点火制御回路（３０）と、
前記第二巻線から前記第二スイッチング素子へと流れる電流を還流させる電流還流経路（Ｌ１）と、
を備える内燃機関用点火システム。
【請求項２】
前記電流還流経路（Ｌ１）は第一ダイオード（１８）を備え、前記第一ダイオードのカソード側は前記中間タップに接続されており、前記第一ダイオードのアノード側は接地側に接続されている請求項１に記載の内燃機関用点火システム。
【請求項３】
前記点火制御回路は、前記第二スイッチング素子を開状態に制御した上で、前記第一スイッチング素子及び前記第三スイッチング素子を閉状態に制御し、そのあと前記第一スイッチング素子を開状態に制御することで、前記第一巻線へ流れる前記一次電流の導通と遮断を行い、前記第一スイッチング素子を開状態に制御した上で、前記第二スイッチング素子及び前記第三スイッチング素子を閉状態に制御し、そのあと前記第三スイッチング素子を開状態に制御することで、前記第二巻線へ流れる前記一次電流の導通と還流を行う請求項１又は２に記載の内燃機関用点火システム。
【請求項４】
前記点火制御回路は、前記第二スイッチング素子を開状態に制御した上で、前記第一スイッチング素子及び前記第三スイッチング素子を閉状態に制御し、そのあと前記第一スイッチング素子を開状態に制御することで、前記第一巻線へ流れる前記一次電流の導通と遮断を行い、前記第一スイッチング素子を開状態に制御した上で、前記第二スイッチング素子及び前記第三スイッチング素子を閉状態に制御し、そのあと前記第二スイッチング素子を開状態に制御することで、前記第二巻線へ流れる前記一次電流の導通と遮断を行う請求項１又は２に記載の内燃機関用点火システム。
【請求項５】
内燃機関（６０）の燃焼室内の可燃混合気に点火するための火花放電を発生する点火プラグ（２０）と、
一次コイル（１２）及び二次コイル（１３）を具備し、前記二次コイルにより前記点火プラグに電圧を印加する点火コイル（１１）と、
前記一次コイルを成す巻線の途中には中間タップ（１２Ａ）が設けられており、所定の電圧を前記中間タップに印加する電圧印加部（１７）と、
前記一次コイルを成す巻線のうち前記中間タップから一端までの巻線である第一巻線（１２Ｂ）側の一端と接地側との間に接続される第一スイッチング素子（１５）と、
前記一次コイルを成す巻線のうち前記中間タップから他端までの巻線である第二巻線（１２Ｃ）側の一端と接地側との間に接続される第二スイッチング素子（１６）と、
前記第一スイッチング素子の開閉状態と、前記第二スイッチング素子の開閉状態と、をそれぞれ制御することで、前記第一巻線へ流れる一次電流の導通と遮断を行い前記点火プラグに前記火花放電を発生させる放電発生制御と、前記第二巻線へ流れる前記一次電流の導通と遮断を行い前記点火プラグに生じている前記火花放電を維持する放電維持制御と、を行なう点火制御回路（３０）と、
前記第二スイッチング素子の開閉動作により前記第二巻線に流れる電流を遮断したときに前記第二巻線に流れる電流を還流させる電流還流経路（Ｌ４）と、
を備える内燃機関用点火システム。
【請求項６】
前記電流還流経路は第二ダイオード（４１）を備え、前記第二ダイオードのカソード側は前記電圧印加部と前記中間タップとの間の電流経路（Ｌ６）に接続されており、前記第二ダイオードのアノード側は前記第二巻線と前記第二スイッチング素子との間の電流経路（Ｌ５）に接続されている請求項５に記載の内燃機関用点火システム。
【請求項７】
前記点火制御回路は、前記放電発生制御として、前記第二スイッチング素子を開状態に制御した上で、前記第一スイッチング素子を閉状態に制御し、そのあと前記第一スイッチング素子を開状態に制御することで、前記第一巻線へ流れる一次電流の導通と遮断を行い、前記放電維持制御として、前記第一スイッチング素子を開状態に制御した上で、前記第二スイッチング素子を閉状態に制御し、そのあと前記第二スイッチング素子を開状態に制御することで、前記第二巻線へ流れる前記一次電流の導通と還流を行う請求項５又は６に記載の内燃機関用点火システム。
【請求項８】
カソード側は前記第二スイッチング素子に接続されており、アノード側は前記中間タップ側とは反対側の端部に接続されている第三ダイオード（１９）を備える請求項１乃至７のいずれか１項に記載の内燃機関用点火システム。
【請求項９】
カソード側は前記中間タップに接続されており、アノード側は前記電圧印加部に接続されている第三ダイオード（１９）を備える請求項１乃至７のいずれか１項に記載の内燃機関用点火システム。
【請求項１０】
内燃機関（６０）の燃焼室内の可燃混合気に点火するための火花放電を発生する点火プラグ（２０）と、
一次コイル（１２）及び二次コイル（１３）を具備し、前記二次コイルにより前記点火プラグに電圧を印加する点火コイル（１１）と、
前記一次コイルを成す巻線の途中には中間タップ（１２Ａ）が設けられており、所定の電圧を前記中間タップに印加する電圧印加部（１７）と、
前記一次コイルを成す巻線のうち前記中間タップから一端までの巻線である第一巻線（１２Ｂ）側の一端と接地側との間に接続される第一スイッチング素子（１５）と、
前記中間タップと、前記中間タップから他端までの巻線である第二巻線と、の間に接続される第三スイッチング素子（１４）と、
前記第一スイッチング素子の開閉状態と、前記第三スイッチング素子の開閉状態と、をそれぞれ制御することで、前記点火プラグに前記火花放電を発生させる放電発生制御と、前記点火プラグに生じている前記火花放電を維持する放電維持制御と、を行なう点火制御回路（３０）と、
前記第二巻線から接地側へと流れる電流を還流させる電流還流経路（Ｌ７）と、
を備える内燃機関用点火システム。
【請求項１１】
前記電流還流経路は第四ダイオード（４２）を備え、前記第四ダイオードのカソード側は前記第三スイッチング素子と前記第二巻線との間の電流経路（Ｌ８）に接続されており、前記第四ダイオードのアノード側は接地側に接続されている請求項１０に記載の内燃機関用点火システム。
【請求項１２】
カソード側は接地側に接続されており、アノード側は前記第二巻線における前記中間タップ側とは反対側の端部に接続されている第三ダイオード（１９）を備える請求項１０又は１１に記載の内燃機関用点火システム。
【請求項１３】
カソード側は前記第二巻線における前記中間タップ側の端部に接続されており、アノード側は前記第三スイッチング素子に接続されている第三ダイオード（１９）を備える請求項１０又は１１に記載の内燃機関用点火システム。
【請求項１４】
前記点火制御回路は、前記放電発生制御として、前記第三スイッチング素子を開状態に制御した上で、前記第一スイッチング素子を閉状態に制御し、そのあと前記第一スイッチング素子を開状態に制御することで、前記第一巻線へ流れる一次電流の導通と遮断を行い、前記放電維持制御として、前記第一スイッチング素子を開状態に制御した上で、前記第三スイッチング素子を閉状態に制御し、そのあと前記第三スイッチング素子を開状態に制御することで、前記第二巻線へ流れる前記一次電流の導通と還流を行う請求項１０乃至１３のいずれか１項に記載の内燃機関用点火システム。
【請求項１５】
前記点火制御回路は、前記放電発生制御として、前記第一スイッチング素子及び前記第三スイッチング素子を閉状態に制御し、そのあと前記第一スイッチング素子及び前記第三スイッチング素子を開状態に制御することで、前記第一巻線及び前記第二巻線へと流れる一次電流の導通と遮断を行い、前記放電維持制御として、前記第一スイッチング素子を開状態に制御した上で、前記第三スイッチング素子を閉状態に制御し、そのあと前記第三スイッチング素子を開状態に制御することで、前記第二巻線へ流れる前記一次電流の導通と還流を行う請求項１０乃至１３のいずれか１項に記載の内燃機関用点火システム。
【請求項１６】
前記第一巻線の巻数は、前記第二巻線の巻数よりも多い請求項１乃至１５のいずれか１項に記載の内燃機関用点火システム。
【請求項１７】
前記二次コイルの巻数を前記第二巻線の巻数で割った値である巻数比が、前記放電発生制御により前記点火プラグに発生させた前記火花放電を維持するために必要な電圧としての放電維持電圧を、前記電圧印加部が印加する前記電圧で割った値である電圧比よりも大きくなるように構成される請求項１乃至１６のいずれか１項に記載の内燃機関用点火システム。
【請求項１８】
前記点火プラグに流れる二次電流を検出する二次電流検出部（Ｌ２，３０）を備え、
前記点火制御回路は、前記放電維持制御を実施している期間中、前記二次電流検出部により検出された前記二次電流の絶対値が第一閾値よりも小さくなった場合に、前記第三スイッチング素子を閉状態に制御し、前記二次電流検出部により検出された前記二次電流の絶対値が前記第一閾値よりも大きく設定された第二閾値よりも大きくなった場合に、前記第三スイッチング素子を開状態に制御する請求項３，１４，１５のいずれか１項に記載の内燃機関用点火システム。
【請求項１９】
前記点火プラグに流れる二次電流を検出する二次電流検出部（Ｌ２，３０）を備え、
前記点火制御回路は、前記放電維持制御を実施している期間中、前記二次電流検出部により検出された前記二次電流の絶対値が第一閾値よりも小さくなった場合に、前記第二スイッチング素子を閉状態に制御し、前記二次電流検出部により検出された前記二次電流の絶対値が前記第一閾値よりも大きく設定された第二閾値よりも大きくなった場合に、前記第二スイッチング素子を開状態に制御する請求項４又は７に記載の内燃機関用点火システム。
【請求項２０】
前記第一スイッチング素子と、前記第二スイッチング素子と、前記第三スイッチング素子と、前記点火制御回路と、前記電流還流経路とは、前記点火コイルが収納されているケース（５０）内に収容される請求項１乃至４のいずれか１項に記載の内燃機関用点火システム。
【請求項２１】
前記第一スイッチング素子と、前記第二スイッチング素子と、前記点火制御回路と、前記電流還流経路とは、前記点火コイルが収納されているケース（５０）内に収容される請求項５乃至７のいずれか１項に記載の内燃機関用点火システム。
【請求項２２】
前記第一スイッチング素子と、前記第三スイッチング素子と、前記点火制御回路と、前記電流還流経路とは、前記点火コイルが収納されているケース（５０）内に収容される請求項１０乃至１５のいずれか１項に記載の内燃機関用点火システム。
【請求項２３】
前記第一スイッチング素子には、第五ダイオード（１５Ｄ）が逆並列に接続されている請求項１乃至２２のいずれか１項に記載の内燃機関用点火システム。
【請求項２４】
前記内燃機関は、多気筒内燃機関であり、
前記点火制御回路は、前記内燃機関の各気筒に設けられており、
前記放電維持制御において前記二次コイルに流れる電流を制御する電流制御信号を出力する制御装置（６１）を備え、
前記制御装置には、前記電流制御信号を伝達する第一共通信号線（５２）及び第二共通信号線（５３）が接続されており、
前記第一共通信号線から分岐した各信号線（５２ａ〜５２ｃ）が、前記点火プラグによる点火が連続しない気筒（＃１、＃３、＃５）の集まりである第一気筒群の各気筒の前記点火制御回路に接続され、
前記第二共通信号線から分岐した各信号線（５３ａ〜５３ｃ）が、前記点火プラグによる点火が連続しない気筒（＃２、＃４、＃６）の集まりであり且つ前記第一気筒群に含まれない気筒の集まりである第二気筒群の各気筒の前記点火制御回路に接続されている請求項１乃至２３のいずれか１項に記載の内燃機関用点火システム。
【請求項２５】
前記第一気筒群に含まれる２つの気筒で相前後して前記点火が行われる間に、前記第二気筒群に含まれる１つの気筒で前記点火が行われる請求項２４に記載の内燃機関用点火システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は内燃機関に用いられる点火システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、自動車用内燃機関での燃費を改善させるため、希薄燃料の燃焼制御（リーンバーンエンジン）、又は、内燃機関のシリンダへ燃焼ガスを還流させるＥＧＲに関する技術の検討が進められている。これらの技術に対し、混合気に含まれる燃料を効果的に燃焼させる為、点火タイミング近傍の一定時間について点火プラグに持続的に火花放電を生じさせる継続放電方式が検討されている。
【０００３】
継続放電方式の点火システムとしては、例えば特許文献１に開示されるように、一次コイルの巻線の途中に中間タップが備わっており、点火プラグに主点火が開始された後、中間タップにエネルギ投入用の電源から電気エネルギが順次投入される。これにより、一次コイルの中間タップから一端までの巻線のみに電気エネルギの投入が行われ、それに伴って主点火による二次電流と同方向の二次電流が二次コイルに順次追加して流れることで、点火プラグに火花放電を継続して生じさせる。以降、一次コイルの中間タップから一端までの巻線を第二巻線と呼称し、中間タップから一次コイルの他端までの巻線を第一巻線と呼称する。このとき、第二巻線と二次コイルとの巻数比を大きく設けることで、昇圧回路を用いることなく、点火プラグに火花放電を継続して生じさせることが可能な大きさの二次電圧を二次コイルに発生させることが可能となるとしている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１５−２００２８４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、特許文献１には、一次コイルの中間タップに電気エネルギを投入するエネルギ投入ラインをＯＮ−ＯＦＦするエネルギ投入用スイッチング素子が備わっている。このエネルギ投入用スイッチング素子がＯＮされる毎に、中間タップを介して第二巻線に一次電流が追加して流れることになる。一方で、エネルギ投入用スイッチング素子をオフすることでエネルギ投入を停止させる。この制御を繰り返しながら二次電流を所定の値に保持し着火性を高めている。しかし、発明者達はエネルギ投入用スイッチング素子をオフにしたときの一次電流の低下が比較的大きく、二次電流が急激に低下することで、二次電流を所定の値に保持させることが容易ではないことを見いだした。
【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、その主たる目的は、放電維持制御期間中に二次電流が急激に小さくなることを抑制する事が可能な内燃機関用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】
【０００７】
第１の発明は、内燃機関用点火システムであって、内燃機関の燃焼室内の可燃混合気に点火するための火花放電を発生する点火プラグと、一次コイル及び二次コイルを具備し、前記二次コイルにより前記点火プラグに電圧を印加する点火コイルと、所定の電圧を前記一次コイルに印加する電圧印加部と、前記一次コイルを成す巻線の途中には中間タップが設けられており、前記電圧印加部から前記中間タップへと流れる一次電流の通電と遮断を行う第三スイッチング素子と、前記一次コイルを成す巻線のうち前記中間タップから一端までの巻線である第一巻線側の一端と接地側との間に接続される第一スイッチング素子と、前記一次コイルを成す巻線のうち前記中間タップから他端までの巻線である第二巻線側の一端と接地側との間に接続される第二スイッチング素子と、前記第一スイッチング素子の開閉状態と、前記第二スイッチング素子の開閉状態と、前記第三スイッチング素子の開閉状態と、をそれぞれ制御することで、前記第一巻線へ流れる前記一次電流の通電と遮断を行い前記点火プラグに前記火花放電を発生させる放電発生制御と、前記第二巻線へ流れる前記一次電流の通電と遮断を行い前記点火プラグに生じている前記火花放電を維持する放電維持制御と、を行なう点火制御回路と、前記第二巻線から前記第二スイッチング素子へと流れる電流を還流させる電流還流経路と、を備える。
【０００８】
放電発生制御では、第一スイッチング素子の開閉状態と、第二スイッチング素子の開閉状態と、第三スイッチング素子の開閉状態と、がそれぞれ制御され、第一巻線へ流れる一次電流の導通と遮断が行われることで、点火プラグに火花放電を発生させる。また、放電維持制御では、第一スイッチング素子の開閉状態と、第二スイッチング素子の開閉状態と、第三スイッチング素子の開閉状態と、がそれぞれ制御され、第二巻線へ流れる一次電流の導通と遮断が行われることで、点火プラグに生じている火花放電が維持される。このとき、仮に電流還流経路がなければ、放電維持制御中に第一スイッチング素子と第三スイッチング素子とが開状態となると、第二巻線に流れる一次電流が流れず遮断され、その期間、点火プラグに流れる二次電流がステップ的に大きく低下する懸念がある。この点、本内燃機関用点火システムは、電流還流経路が設けられているため、放電維持制御中に第一スイッチング素子と第三スイッチング素子とが開状態となっても、電流還流経路から第二巻線に一次電流が流れながら緩やかに減衰することになる。これにより、点火プラグに流れる二次電流がステップ的に急激に小さくなることを抑制することができる。また、第一スイッチング素子に逆方向ダイオードが備えられている場合には、逆方向ダイオード、第一巻線１２Ｂを経由して第二巻線１２Ｃの電流還流経路が存在するが、第一巻線１２Ｂに発生する電圧の影響を受け、第二巻線１２Ｃの還流電流は少なくなり、やはり二次電流が急激に小さくなる。
【０００９】
第２の発明は、第１の発明において、前記電流還流経路は第一ダイオードを備え、前記第一ダイオードのカソード側は前記中間タップに接続されており、前記第一ダイオードのアノード側は接地側に接続されている。
【００１０】
これにより、放電維持制御期間中、電流還流部を流れる一次電流は第一巻線に流れず、直接第二巻線に流れることとなるため、第一巻線の影響を受けることなく一次電流を精度高く制御することが可能となる。
【００１１】
第３の発明は、第１又は第２の発明において、前記点火制御回路は、前記第二スイッチング素子を開状態に制御した上で、前記第一スイッチング素子及び前記第三スイッチング素子を閉状態に制御し、そのあと前記第一スイッチング素子を開状態に制御することで、前記第一巻線へ流れる前記一次電流の導通と遮断を行い、前記第一スイッチング素子を開状態に制御した上で、前記第二スイッチング素子及び前記第三スイッチング素子を閉状態に制御し、そのあと前記第三スイッチング素子を開状態に制御することで、前記第二巻線へ流れる前記一次電流の導通と還流を行う。
【００１２】
上記構成とすることで、第一巻線に流れる一次電流の導通と遮断は、第二スイッチング素子を開状態に制御し、第三スイッチング素子を閉状態に制御した上で、第一スイッチング素子を切替ることにより実施することができる。また、第二巻線に流れる一次電流の導通と還流は、第一スイッチング素子を開状態に制御し、第二スイッチング素子を閉状態に制御した上で、第三スイッチング素子を切替ることにより実施することができる。
【００１３】
第４の発明は、第１又は第２の発明において、前記点火制御回路は、前記第二スイッチング素子を開状態に制御した上で、前記第一スイッチング素子及び前記第三スイッチング素子を閉状態に制御し、そのあと前記第一スイッチング素子を開状態に制御することで、前記第一巻線へ流れる前記一次電流の導通と遮断を行い、前記第一スイッチング素子を開状態に制御した上で、前記第二スイッチング素子及び前記第三スイッチング素子を閉状態に制御し、そのあと前記第二スイッチング素子を開状態に制御することで、前記第二巻線へ流れる前記一次電流の導通と遮断を行う。
【００１４】
第５の発明は、内燃機関用点火システムであって、内燃機関の燃焼室内の可燃混合気に点火するための火花放電を発生する点火プラグと、一次コイル及び二次コイルを具備し、前記二次コイルにより前記点火プラグに電圧を印加する点火コイルと、前記一次コイルを成す巻線の途中には中間タップが設けられており、所定の電圧を前記中間タップに印加する電圧印加部と、前記一次コイルを成す巻線のうち前記中間タップから一端までの巻線である第一巻線側の一端と接地側との間に接続される第一スイッチング素子と、前記一次コイルを成す巻線のうち前記中間タップから他端までの巻線である第二巻線側の一端と接地側との間に接続される第二スイッチング素子と、前記第一スイッチング素子の開閉状態と、前記第二スイッチング素子の開閉状態と、をそれぞれ制御することで、前記第一巻線へ流れる前記一次電流の導通と遮断を行い前記点火プラグに前記火花放電を発生させる放電発生制御と、前記第二巻線へ流れる前記一次電流の導通と遮断を行い前記点火プラグに生じている前記火花放電を維持する放電維持制御と、を行なう点火制御回路と、前記第二スイッチング素子で第二巻線の電流を遮断したときに第二巻線の流れる電流を還流させる電流還流経路と、を備える。
【００１５】
放電発生制御では、第一スイッチング素子の開閉状態と、第二スイッチング素子の開閉状態と、がそれぞれ制御され、第一巻線へ流れる一次電流の導通と遮断が行われることで、点火プラグに火花放電を発生させる。また、放電維持制御では、第一スイッチング素子の開閉状態と、第二スイッチング素子の開閉状態と、がそれぞれ制御され、第二巻線へ流れる一次電流の導通と遮断が行われることで、点火プラグに生じている火花放電が維持される。このとき、仮に電流還流経路がなければ、放電維持制御中に第一スイッチング素子と第二スイッチング素子とが開状態となると、第二巻線に流れる一次電流が流れず遮断され、その期間、点火プラグに流れる二次電流がステップ的に大きく低下する懸念がある。この点、本内燃機関用点火システムは、電流還流経路が設けられているため、放電維持制御中に第一スイッチング素子と第二スイッチング素子とが開状態となっても、電流還流経路から第二巻線に一次電流が減衰しながら流れることになる。これにより、点火プラグに流れる二次電流がステップ的に急激に小さくなることを抑制することができる。
【００１６】
第６の発明は、第５の発明において、前記電流還流経路は第二ダイオードを備え、前記第二ダイオードのカソード側は前記電圧印加部と前記中間タップとの間の電流経路に接続されており、前記第二ダイオードのアノード側は前記第二巻線と前記第二スイッチング素子との間の電流経路に接続されている。
【００１７】
これにより、放電維持制御期間中、電流還流部を流れる一次電流は第一巻線に流れず、第二巻線に減衰しながら流れることとなるため、第一巻線の影響を受けることなく一次電流を精度高く制御することが可能となる。
【００１８】
第７の発明は、第５又は６の発明において、前記点火制御回路は、前記放電発生制御として、前記第二スイッチング素子を開状態に制御した上で、前記第一スイッチング素子を閉状態に制御し、そのあと前記第一スイッチング素子を開状態に制御することで、前記第一巻線へ流れる一次電流の導通と遮断を行い、前記放電維持制御として、前記第一スイッチング素子を開状態に制御した上で、前記第二スイッチング素子を閉状態に制御し、そのあと前記第二スイッチング素子を開状態に制御することで、前記第二巻線へ流れる前記一次電流の導通と還流を行う。
【００１９】
上記構成とすることで、第一巻線に流れる一次電流の導通と遮断は、第二スイッチング素子を開状態に制御した上で、第一スイッチング素子を切替ることにより実施することができる。また、第二巻線に流れる一次電流の導通と還流は、第一スイッチング素子を開状態に制御した上で、第二スイッチング素子を切替ることにより実施することができる。
【００２０】
第８の発明は、第１乃至７のいずれか１つの発明において、カソード側は前記第二スイッチング素子に接続されており、アノード側は前記中間タップ側とは反対側の端部に接続されている第三ダイオードを備える。
【００２１】
仮に第三ダイオードが設けられていない場合、放電開始制御を実施することで、第二スイッチング素子から第二巻線を介して電圧印加部へと流れる電流が発生する可能性がある。つまり、第一巻線の遮断電流によって発生する磁束が第二巻線に鎖交することで、第二巻線の端部に電圧が発生し前記電流が発生する可能性がある。この場合、第ニスイッチング素子から電圧印加部へと流れる電流により相殺され、一次電流は相殺された分だけ小さくなることになる。この対策として、カソード側が第二スイッチング素子に接続されており、アノード側が第二巻線における第二スイッチング素子側の端部に接続されている第三ダイオードを設けることで、前記電流が生じるような電圧が発生しても第二スイッチング素子から電圧印加部へと流れることを抑制する事が可能となる。
【００２２】
第９の発明は、第１乃至７のいずれか１つの発明において、カソード側は前記中間タップに接続されており、アノード側は前記電圧印加部に接続されている第三ダイオードを備える。
【００２３】
このことから、放電開始制御によって第二スイッチング素子から第二巻線を介して電圧印加部へと電流が流れようとする電圧が発生しても、第二スイッチング素子から電圧印加部へと電流が流れることを抑制する事が可能となる。
【００２４】
第１０の発明は、内燃機関用点火システムであって、内燃機関の燃焼室内の可燃混合気に点火するための火花放電を発生する点火プラグと、一次コイル及び二次コイルを具備し、前記二次コイルにより前記点火プラグに電圧を印加する点火コイルと、前記一次コイルを成す巻線の途中には中間タップが設けられており、所定の電圧を前記中間タップに印加する電圧印加部と、前記一次コイルを成す巻線のうち前記中間タップから一端までの巻線である第一巻線側の一端と接地側との間に接続される第一スイッチング素子と、前記中間タップと、前記中間タップから他端までの巻線である第二巻線と、の間に接続される第三スイッチング素子と、前記第一スイッチング素子の開閉状態と、前記第三スイッチング素子の開閉状態と、をそれぞれ制御することで、前記点火プラグに前記火花放電を発生させる放電発生制御と、前記点火プラグに生じている前記火花放電を維持する放電維持制御と、を行なう点火制御回路と、前記第二巻線から接地側へと流れる電流を還流させる電流還流経路と、を備える。
【００２５】
放電発生制御では、第一スイッチング素子の開閉状態と、第三スイッチング素子の開閉状態と、がそれぞれ制御され、第一巻線へ流れる一次電流の導通と遮断が行われることで、点火プラグに火花放電を発生させる。また、放電維持制御では、第一スイッチング素子の開閉状態と、第三スイッチング素子の開閉状態と、がそれぞれ制御され、第二巻線へ流れる一次電流の導通と遮断が行われることで、点火プラグに生じている火花放電が維持される。このとき、仮に電流還流経路がなければ、放電維持制御中に第一スイッチング素子と第三スイッチング素子とが開状態となると、第二巻線に流れる一次電流が流れず遮断され、その期間、点火プラグに流れる二次電流がステップ的に大きく低下する懸念がある。この点、本内燃機関用点火システムは、電流還流経路が設けられているため、放電維持制御中に第一スイッチング素子と第三スイッチング素子とが開状態となっても、第二巻線のインダクタンス成分により電流還流経路から第二巻線に一次電流が緩やかに減衰しながら流れることになる。これにより、点火プラグに流れる二次電流がステップ的かつ、急激に小さくなることを抑制することができる。
【００２６】
第１１の発明は、第１０の発明において、前記電流還流経路は第四ダイオードを備え、前記第四ダイオードのカソード側は前記第三スイッチング素子と前記第二巻線との間の電流経路に接続されており、前記第四ダイオードのアノード側は接地側に接続されている。
【００２７】
これにより、放電維持制御期間中、電流還流部を流れる一次電流は第一巻線に流れず、直接第二巻線に流れることとなるため、第一巻線の影響を受けることなく一次電流は、ステップ的に小さくならず、緩やかに減衰していく。一次電流が所定の値に達したら、再度第三スイッチング素子から電流を投入する。再度所定の値に達したら第三スイッチング素子をオフさせる制御を繰り返すので一次電流を精度良く所定の値に制御することが可能となる。
【００２８】
第１２の発明は、第１０又は１１の発明において、カソード側は接地側に接続されており、アノード側は前記第二巻線における前記中間タップ側とは反対側の端部に接続されている第三ダイオードを備える。
【００２９】
仮に第三ダイオードが設けられていない場合、放電開始制御を実施することで、第二巻線から第三スイッチング素子を介して電圧印加部へと流れる電流が発生する可能性がある。この場合、第一巻線の遮断電流によって発生する磁束が第二スイッチング素子から電圧印加部へと流れる電流により相殺され、一次電流は相殺された分だけ小さくなることになる。この対策として、カソード側が第二スイッチング素子に接続されており、アノード側が第二巻線における第二スイッチング素子側の端部に接続されている第三ダイオードを設けることで、前記電流が生じるような電圧が放電開始制御で発生しても第三スイッチング素子から電圧印加部へと流れることを抑制する事が可能となる。
【００３０】
第１３の発明は、第１０又は１１の発明において、カソード側は前記第二巻線における前記中間タップ側の端部に接続されており、アノード側は前記第三スイッチング素子に接続されている第三ダイオードを備える。
【００３１】
この構成によっても、放電開始制御時に第二巻線から第三スイッチング素子を介して電圧印加部へと流れる電流が生じるような電圧が発生しても、第三ダイオードにより第二巻線から第三スイッチング素子へと流れることを抑制する事が可能となる。
【００３２】
第１４の発明は、第１０乃至１３のいずれか１つの発明において、前記点火制御回路は、前記放電発生制御として、前記第三スイッチング素子を開状態に制御した上で、前記第一スイッチング素子を閉状態に制御し、そのあと前記第一スイッチング素子を開状態に制御することで、前記第一巻線へ流れる一次電流の導通と遮断を行い放電を開始させ、前記放電維持制御として、前記第一スイッチング素子を開状態に制御した上で、前記第三スイッチング素子を状態に制御し、そのあと前記第三スイッチング素子を開状態に制御することで、前記第二巻線へ流れる前記一次電流の導通と還流を行う。
【００３３】
上記構成とすることで、第一巻線に流れる一次電流の導通と遮断は、第三スイッチング素子を開状態に制御した上で、第一スイッチング素子を切替ることにより実施することができる。また、第二巻線に流れる一次電流の導通と還流を、第一スイッチング素子を開状態に制御した上で、第三スイッチング素子を切替ることにより実施することができる。
【００３４】
第１５の発明は、第１０乃至１３のいずれか１つの発明において、前記点火制御回路は、前記放電発生制御として、前記第一スイッチング素子及び前記第三スイッチング素子を閉状態に制御し、そのあと前記第一スイッチング素子及び前記第三スイッチング素子を開状態に制御することで、前記第一巻線及び前記第二巻線へと流れる一次電流の導通と遮断を行い放電を開始させ、前記放電維持制御として、前記第一スイッチング素子を開状態に制御した上で、前記第三スイッチング素子を閉状態に制御し、そのあと前記第三スイッチング素子を開状態に制御することで、前記第二巻線へ流れる前記一次電流の導通と還流を行う。
【００３５】
放電発生制御時に、第一スイッチング素子及び第三スイッチング素子を閉状態に制御することで、第二巻線にも一次電流が流れることになり、その結果、第一巻線と第二巻線とにそれぞれ、互いの磁束を打ち消し合う方向の磁束が発生することになる。これにより、放電発生制御の通電で二次側に発生する所謂オン電圧を抑えることができ、オン電圧飛び火防止ダイオードを削除したり、低電圧化して安価なダイオードを採用したりすることができる。
【００３６】
第１６の発明は、第１乃至１５のいずれか１つの発明において、前記第一巻線の巻数は、前記第二巻線の巻数よりも多い。
【００３７】
放電維持制御時において、点火プラグに生じている放電を維持するための電圧は、放電発生制御時において、点火プラグに放電を発生させるために必要な電圧よりも低い。これを考慮し、第一巻線の巻数を、第二巻線の巻数よりも多くすることで、第二巻線に一次電圧を印加した場合に二次コイルに発生する二次電圧を、第一巻線に一次電圧を印加した場合に二次コイルに発生する二次電圧よりも低くすることができる。
【００３８】
第１７の発明は、第１乃至１６のいずれか１つの発明において、前記二次コイルの巻数を前記第二巻線の巻数で割った値である巻数比が、前記放電発生制御により前記点火プラグに発生させた前記火花放電を維持するために必要な電圧としての放電維持電圧を、前記電圧印加部が印加する前記電圧で割った値である電圧比よりも大きくなるように構成される。
【００３９】
巻数比は、二次コイルの巻数を第二巻線の巻数で割ることで算出される。つまり、二次巻線の巻数が少なくなるほど、巻数比は大きくなる。このとき、電源電圧と放電維持電圧との比よりも巻数比が大きくなるように二次巻線の巻数を少なくすると、放電維持制御期間中に第二巻線に印加される電圧は電圧印加部が印加する電圧よりも低くなるように設定できる。これにより、放電維持制御の実施期間中、二次巻線に電圧印加部から一次電流を繰り返し流すことができ、そのたび点火プラグに二次電流が流れ、その結果として点火プラグに発生している火花放電を維持することができる。
【００４０】
第１８の発明は、第３，１４，１５のいずれか１つの発明において、前記点火プラグに流れる二次電流を検出する二次電流検出部を備え、前記点火制御回路は、前記放電維持制御を実施している期間中、前記二次電流検出部により検出された前記二次電流の絶対値が第一閾値よりも小さくなった場合に、前記第三スイッチング素子を閉状態に制御し、前記二次電流検出部により検出された前記二次電流の絶対値が前記第一閾値よりも大きく設定された第二閾値よりも大きくなった場合に、前記第三スイッチング素子を開状態に制御する。
【００４１】
第１９の発明は、第４又は７の発明において、前記点火プラグに流れる二次電流を検出する二次電流検出部を備え、前記点火制御回路は、前記放電維持制御を実施している期間中、前記二次電流検出部により検出された前記二次電流の絶対値が第一閾値よりも小さくなった場合に、前記第二スイッチング素子を閉状態に制御し、前記二次電流検出部により検出された前記二次電流の絶対値が前記第一閾値よりも大きく設定された第二閾値よりも大きくなった場合に、前記第二スイッチング素子を開状態に制御する。
【００４２】
電流還流経路を設けることで、第１８の発明に係る制御も第１９の発明に係る制御のどちらも、一次電流遮断時の二次電流の低下を緩やかにすることができるので、二次電流の絶対値を第一閾値から第二閾値までの範囲内に収めることが容易にできる。つまり、上述の二次電流でのフィードバック制御を行なうことで二次電流を所望とする範囲内に精度良く制御することができるとともに、二次電流の急激な変化を低減することができ、二次電流の急激な低下による放電火花の吹き消え現象などを低減することができる。
【００４３】
第２０の発明は、第１乃至４のいずれか１つの発明において、前記第一スイッチング素子と、前記第二スイッチング素子と、前記第三スイッチング素子と、前記点火制御回路と、前記電流還流経路とは、前記点火コイルが収納されているケース内に収容される。
【００４４】
点火プラグのうち点火コイルが収納されている空間内に、第一スイッチング素子と、第二スイッチング素子と、第三スイッチング素子と、点火制御回路と、電流還流部とが収容される。つまり、点火プラグのうち点火コイルが収納されている空間内に本内燃機関用点火システムを収容することができる。これにより、配線を削減することができ、また本内燃機関用点火システムの肥大化を抑えることができるので、車両への搭載性向上を図ることができる。
【００４５】
第２１の発明は、第５乃至７のいずれか１つの発明において、前記第一スイッチング素子と、前記第二スイッチング素子と、前記点火制御回路と、前記電流還流経路とは、前記点火コイルが収納されているケース内に収容される。
【００４６】
点火プラグのうち点火コイルが収納されている空間内に、第一スイッチング素子と、第二スイッチング素子と、点火制御回路と、電流還流部とが収容される。つまり、点火プラグのうち点火コイルが収納されている空間内に本内燃機関用点火システムを収容することができる。これにより、配線を削減することができ、また本内燃機関用点火システムの肥大化を抑えることができるので、車両への搭載性向上を図ることができる。
【００４７】
第２２の発明は、第１０乃至１５のいずれか１つの発明において、前記第一スイッチング素子と、前記第三スイッチング素子と、前記点火制御回路と、前記電流還流経路とは、前記点火コイルが収納されているケース内に収容される。
【００４８】
点火プラグのうち点火コイルが収納されている空間内に、第一スイッチング素子と、第三スイッチング素子と、点火制御回路と、電流還流部とが収容される。つまり、点火プラグのうち点火コイルが収納されている空間内に本内燃機関用点火システムを収容することができる。これにより、配線を削減することができ、また本内燃機関用点火システムの肥大化を抑えることができるので、車両への搭載性向上を図ることができる。
【００４９】
第２３の発明は、第１乃至２２のいずれか１つの発明において、前記第一スイッチング素子には、第五ダイオードが逆並列に接続されている。
【００５０】
第１乃至２２のいずれか１つの点火システムにおいて、仮に電流還流経路がない状態で放電維持制御を実施した場合、第二巻線へ流れる一次電流が第一スイッチング素子に逆並列に接続される第五ダイオードと、第一巻線と、を介して第二巻線から第二スイッチング素子へと流れる電流が還流することになる。この場合、還流する電流は第一巻線の影響を受けることでその電流の大きさが小さくなり、それに伴って二次コイルに生じる二次電流が小さくなるなど、その制御性が低下するおそれがある。この点、第１乃至２２のいずれか１つの発明に係る内燃機関用点火システムでは、電流還流経路が設けられているため、放電維持制御中に電流還流経路を介して第二巻線へと電流が第一巻線を介することなく還流することになる。これにより、点火プラグに流れる二次電流が急激に小さくなることを抑制することができるため、第一スイッチング素子に第五ダイオードが逆並列に接続される構成に対しても本点火システムは好適な構成といえる。
【００５１】
第２４の発明では、第１乃至２３のいずれか１つの発明において、前記内燃機関は、多気筒内燃機関であり、前記点火制御回路は、前記内燃機関の各気筒に設けられており、前記放電維持制御において前記二次コイルに流れる電流を制御する電流制御信号を出力する制御装置を備え、前記制御装置には、前記電流制御信号を伝達する第一共通信号線及び第二共通信号線が接続されており、前記第一共通信号線から分岐した各信号線が、前記点火プラグによる点火が連続しない気筒の集まりである第一気筒群の各気筒の前記点火制御回路に接続され、前記第二共通信号線から分岐した各信号線が、前記点火プラグによる点火が連続しない気筒の集まりであり且つ前記第一気筒群に含まれない気筒の集まりである第二気筒群の各気筒の前記点火制御回路に接続されている。
【００５２】
内燃機関が多気筒内燃機関（例えば５気筒以上の内燃機関）である場合、二次コイルに流れる電流を制御する電流制御信号を全気筒で共通にすると、点火プラグによる点火が連続する気筒において電流制御信号の一部が重複するおそれがある。
【００５３】
この点、上記構成では、制御装置により、放電維持制御において二次コイルに流れる電流を制御する電流制御信号が出力される。制御装置には、電流制御信号を伝達する第一共通信号線及び第二共通信号線が接続されている。第一共通信号線から分岐した各信号線が、点火プラグによる点火が連続しない気筒の集まりである第一気筒群の各気筒の点火制御回路に接続されている。このため、第一気筒群の気筒の点火は連続しておらず、第一気筒群の気筒に伝達される電流制御信号の一部が重複することを抑制することができる。また、第二共通信号線から分岐した各信号線が、点火プラグによる点火が連続しない気筒の集まりであり且つ第一気筒群に含まれない気筒の集まりである第二気筒群の各気筒の点火制御回路に接続されている。このため、第二気筒群の気筒の点火は連続しておらず、第二気筒群の気筒に伝達される電流制御信号の一部が重複することを抑制することができる。したがって、内燃機関が多気筒内燃機関であっても、二次コイルに流れる電流を電流制御信号により制御することができる。
【００５４】
具体的には、第２５の発明では、前記第一気筒群に含まれる２つの気筒で相前後して前記点火が行われる間に、前記第二気筒群に含まれる１つの気筒で前記点火が行われる。
【００５５】
第一気筒群に含まれる２つの気筒で相前後して点火が行われる間に、第二気筒群に含まれる１つの気筒で点火が行われることで、第一気筒群の気筒の点火が連続せず、且つ第二気筒群の気筒の点火が連続しないようにすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００５６】
【図１】第一実施形態に係る点火システムの概略構成図である。
【図２】放電開始制御が開始された場合の一次電流の流れを示した図である。
【図３】放電維持制御が実施された場合の一次電流の流れを示した図である。
【図４】電流還流経路が設けられていない点火システムにおいて放電維持制御を実施した場合の一次電流及び二次電流の変動を示した図である。
【図５】放電維持制御が実施された場合の還流する一次電流の流れを示した図である。
【図６】二次電流を所望の範囲に制御する内容を簡易的に示した図である。
【図７】本実施形態に係る放電制御の動作を示すタイムチャートである。
【図８】内燃機関において特に点火コイルが収容されているケース周辺を示した概略構成図である。
【図９】別例に係る放電制御の動作を示すタイムチャートである。
【図１０】図１の構成に適用される第三ダイオードの設置場所の別例を示した図である。
【図１１】第一実施形態に係る点火システムの別例を示す概略構成図である。
【図１２】点火信号及びエネルギ投入信号による二次電流の指令値の設定を示した図である。
【図１３】点火信号及びエネルギ投入信号による二次電流の指令値の設定を示した図である。
【図１４】点火信号及びエネルギ投入信号による二次電流の指令値の設定を示した図である。
【図１５】図１１に示す別例に係る放電制御の動作を示すタイムチャートである。
【図１６】第一実施形態に係る点火システムの別例を示す概略構成図である。
【図１７】第一実施形態に係る点火システムの別例を示す概略構成図である。
【図１８】図１７に示す別例に係る放電制御の動作を示すタイムチャートである。
【図１９】第一実施形態に係る点火システムの別例を示す概略構成図である。
【図２０】第二実施形態に係る点火システムの概略構成図である。
【図２１】第二実施形態に係る放電制御の動作を示すタイムチャートである。
【図２２】第二実施形態の構成に適用される第三ダイオードの設置場所の別例を示した図である。
【図２３】第二実施形態に係る点火システムの別例を示す概略構成図である。
【図２４】図２３に示す別例に係る放電制御の動作を示すタイムチャートである。
【図２５】図２３に示す別例における第三ダイオードの設置場所の変更例を示した図である。
【図２６】第三実施形態に係る点火システムの概略構成図である。
【図２７】第三実施形態に係る放電制御の動作を示すタイムチャートである。
【図２８】第三実施形態に適用される第三ダイオードの設置場所の別例を示した図である。
【図２９】第三実施形態に係る点火システムの別例を示す概略構成図である。
【図３０】図２９に示す別例に係る放電制御の動作を示すタイムチャートである。
【図３１】第三実施形態に適用される別例に係る放電発生制御により生じる二次電圧と、従来の放電発生制御により生じる二次電圧と、を比較した図である。
【図３２】４気筒エンジンに適用されるエンジンＥＣＵと各点火制御回路との接続を示す概略構成図である。
【図３３】比較例の点火信号とエネルギ投入信号とを示すタイムチャートである。
【図３４】６気筒エンジンに適用されるエンジンＥＣＵと各点火制御回路との接続を示す概略構成図である。
【図３５】図３４に示す実施形態の点火信号とエネルギ投入信号とを示すタイムチャートである。
【図３６】点火信号のみによる放電制御の動作を示すタイムチャートである。
【図３７】図３６の放電制御を実行する点火システムの概略構成図である。
【発明を実施するための形態】
【００５７】
＜第１実施形態＞
第一実施形態を、図面を参照して説明する。本点火システム１０は、内燃機関（以下、エンジンと呼称）６０に搭載されるものである（図８参照）。点火システム１０の構成を、図１を参照して説明する。点火システム１０は、点火プラグ２０と、点火コイル１１と、第三スイッチング素子１４と、第一スイッチング素子１５と、第二スイッチング素子１６と、電源部（電圧印加部に該当）１７と、点火制御回路３０と、が設けられている。
【００５８】
点火コイル１１は、一次コイル１２、二次コイル１３及び鉄心２３を備えている。一次コイル１２を成す巻線の途中には中間タップ１２Ａが設けられており、中間タップ１２Ａは、第三スイッチング素子１４を介して電源部１７に接続されている。このため、第三スイッチング素子１４が閉状態となった場合には、電源部１７から所定の電圧が中間タップ１２Ａに印加されることになる。また、一次コイル１２を成す巻線のうち中間タップ１２Ａから一端までの巻数がより多い側の巻線である第一巻線１２Ｂ側の一端は、第一スイッチング素子１５に接続されている。一次コイル１２を成す巻線のうち中間タップ１２Ａから一端までの巻数がより少ない側の巻線である第二巻線１２Ｃ側の一端は、第三ダイオード１９を介して第二スイッチング素子１６に接続されている。
【００５９】
第三スイッチング素子１４は、ＭＯＳＦＥＴ（Ｍｅｔａｌ  Ｏｘｉｄｅ  Ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ  Ｆｉｅｌｄ  Ｅｆｆｅｃｔ  Ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ）であって、第三制御端子１４Ｇと、第三電源側端子１４Ｄと、第三接地側端子１４Ｓと、を有している。この第三スイッチング素子１４は、第三制御端子１４Ｇに入力された第三制御信号に基づいて、第三電源側端子１４Ｄと第三接地側端子１４Ｓとの間の通電のオンオフを制御するように構成されている。本実施形態において、第三接地側端子１４Ｓは中間タップ１２Ａに接続されており、第三電源側端子１４Ｄは電源部１７に接続されている。
【００６０】
第一スイッチング素子１５は、ＭＯＳゲート構造トランジスタであるＩＧＢＴ（Ｉｎｓｕｌａｔｅｄ  Ｇａｔｅ  Ｂｉｐｏｌａｒ  Ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ）であって、第一制御端子１５Ｇと、第一電源側端子１５Ｃと、第一接地側端子１５Ｅと、を有している。この第一スイッチング素子１５は、第一制御端子１５Ｇに入力された第一制御信号に基づいて、第一電源側端子１５Ｃと第一接地側端子１５Ｅとの間の通電のオンオフを制御するように構成されている。本実施形態において、第一電源側端子１５Ｃは第一巻線１２Ｂに接続されている。また、第一接地側端子１５Ｅは接地されている。
【００６１】
第二スイッチング素子１６は、ＭＯＳＦＥＴであって、第二制御端子１６Ｇと、第二電源側端子１６Ｄと、第二接地側端子１６Ｓと、を有している。この第二スイッチング素子１６は、第二制御端子１６Ｇに入力された第二制御信号に基づいて、第二電源側端子１６Ｄと第二接地側端子１６Ｓとの間の通電のオンオフを制御するように構成されている。本実施形態において、第二電源側端子１６Ｄは第三ダイオード１９を介して第二巻線１２Ｃに接続されており、第二接地側端子１６Ｓは接地されている。第三ダイオード１９についての詳細は、後述する。
【００６２】
中間タップ１２Ａは、第三スイッチング素子１４に接続されるほか、電流還流経路Ｌ１とも接続されている。電流還流経路Ｌ１は、第一ダイオード１８を備えている。第一ダイオード１８のカソード側は中間タップ１２Ａに接続されており、第一ダイオード１８のアノード側は接地されている。
【００６３】
二次コイル１３の第一端は、一次コイル通電時の飛び火防止ダイオード２１（以降、防止ダイオードと呼称）を介して、電流検出用経路Ｌ２と接続されている。この電流検出用経路Ｌ２には、二次電流検出用の抵抗体２２が設けられている。抵抗体２２の第一端は防止ダイオード２１を介して二次コイル１３の第一端と接続され、抵抗体２２の第二端は接地側に接続されている。防止ダイオード２１は、第一巻線１２Ｂに通電するときに発生する、接地側から抵抗体２２を介して二次コイル１３における第二端側に向かう方向の電流の通流を防止する。これにより一次コイル１２に通電するときに発生する一次コイル１２のオン電圧での飛び火を防止するとともに、二次電流（放電電流）Ｉ２を点火プラグ２０から二次コイル１３に向かう方向に規定すべく、そのアノードが二次コイル１３における第一端側に接続されている。
【００６４】
点火制御回路３０は、図示しないエンジンＥＣＵ（制御装置）より出力された点火信号ＩＧｔを受信するように、エンジンＥＣＵに接続されている。かかる点火信号ＩＧｔは、エンジン６０の燃焼室内におけるガスの状態及び必要とされるエンジン６０の出力に応じた、最適な点火時期及び二次電流（放電電流）を規定するものである。また、点火制御回路３０は、第三スイッチング素子１４、第一スイッチング素子１５、及び第二スイッチング素子１６の開閉動作を制御するように、第三制御端子１４Ｇ、第一制御端子１５Ｇ及び第二制御端子１６Ｇに接続されている。
【００６５】
点火制御回路３０は、エンジンＥＣＵから受信した点火信号ＩＧｔに基づいて、第三スイッチング素子１４が有する第三制御端子１４Ｇと、第一スイッチング素子１５が有する第一制御端子１５Ｇと、第二スイッチング素子１６が有する第二制御端子１６Ｇと、のそれぞれに対して開閉制御を行なうための駆動信号ＩＧ１，ＩＧ２，ＩＧ３を出力する。
【００６６】
これにより、まず電源部１７から第一巻線１２Ｂへと流れる経路（図２参照）を形成し、その上で第一巻線１２Ｂに流れる一次電流Ｉ１の導通と遮断を制御することで点火プラグ２０に火花放電を生じさせる放電開始制御を実施する。放電開始制御の実施後、電源部１７から第二巻線１２Ｃへと流れる経路（図３参照）を形成し、その上で第二巻線１２Ｃに流れる一次電流Ｉ１の導通と遮断を制御することで点火プラグ２０に生じている火花放電を維持させる放電維持制御を実施する。このとき、電流検出用経路Ｌ２に流れる二次電流Ｉ２を検出することから、電流検出用経路Ｌ２と、点火制御回路３０とは、二次電流検出部に該当する。
【００６７】
放電開始制御の制御内容を説明する。放電開始制御を実施している期間中、第二スイッチング素子１６を常に開状態に制御する。その上で、第三スイッチング素子１４及び第一スイッチング素子１５を閉状態に制御することで、図２に示されるように、電源部１７から第一巻線１２Ｂへと一次電流Ｉ１が流れる。そして、第一所定時間の経過後に第一スイッチング素子１５を開状態に制御する。これにより、電源部１７から第一巻線１２Ｂへ流れる一次電流Ｉ１の導通が遮断され、二次コイル１３に高電圧が誘起し、点火プラグ２０の火花ギャップ部の気体が絶縁破壊することで、点火プラグ２０で火花放電が生じる。
【００６８】
ここで、第三ダイオード１９が設けられていない状態で、上記の放電開始制御を実施した場合を想定する。この場合、電源部１７から第一巻線１２Ｂに一次電流Ｉ１が流れる一方で、第二スイッチング素子１６から第二巻線１２Ｃを介して電源部１７へと流れる電流が発生する場合がある。つまり、第一巻線１２Ｂと第二巻線１２Ｃとで磁気回路が構成されていたり、漏洩磁束が鎖交したりすることにより、第一スイッチング素子１５で第一巻線１２Ｂに流れる一次電流Ｉ１を遮断したときに、第二巻線１２Ｃに負の電圧が発生し、接地側から電源部１７へと電流が流れる場合がある。仮に第二スイッチング素子１６から第二巻線１２Ｃを介して電源部１７へと流れる電流が発生した場合、発生した前記電流と、電源部１７から第一巻線１２Ｂに流れる一次電流Ｉ１とが互いに相殺されることで、一次電流Ｉ１は相殺された分だけ小さくなることになる。この対策として、カソード側が第二スイッチング素子１６に接続されており、アノード側が第二巻線１２Ｃにおける第二スイッチング素子１６側の端部に接続されている第三ダイオード１９を設けている。これにより、第二スイッチング素子１６から第二巻線１２Ｃを介して電源部１７へと電流が流れることを抑制する事が可能となり放電開始制御の発生電圧の低下を防止することができる。
【００６９】
放電開始制御を実施後、放電維持制御を実施する。放電維持制御を実施している期間中は、第一スイッチング素子１５を常に開状態に制御する。この状態で、第三スイッチング素子１４及び第二スイッチング素子１６を閉状態に制御することで、図３に示されるように、電源部１７から第二巻線１２Ｃへと一次電流Ｉ１が流れることになる。そして、第三スイッチング素子１４を開状態に制御することで、電源部１７から第二巻線１２Ｃへと流れる一次電流Ｉ１の導通を遮断する。
【００７０】
仮に、点火システム１０に電流還流経路Ｌ１が設けられていなかった場合、第三スイッチング素子１４を開状態に制御することで第二巻線１２Ｃへと流れる一次電流Ｉ１の導通を遮断すると、第二巻線１２Ｃに流れていた一次電流Ｉ１が遮断され、一次電流Ｉ１がステップ的に０になる。その結果、図４に示されるように、第三スイッチング素子１４が開状態に制御されるたび二次電流Ｉ２の絶対値もステップ的にかつ急激に小さくなり、それに伴って例えば、放電火花が気流などで吹き消されて点火プラグ２０に生じた火花放電が維持できなくなるおそれがある。
【００７１】
この点、本点火システム１０には電流還流経路Ｌ１が設けられているため、第三スイッチング素子１４を開状態に制御すると、図５に示されるように、第三スイッチング素子１４で遮断したあとも、第二巻線１２Ｃのインダクタンスにより電流還流経路Ｌ１を経由して第二巻線１２Ｃに一次電流Ｉ１が還流することとなる。これにより一次電流Ｉ１は緩やかに減衰し、点火プラグ２０に流れる二次電流Ｉ２の絶対値がステップ的に、かつ急激に小さくなることを抑制することができる。
【００７２】
加えて、電流還流経路Ｌ１が中間タップ１２Ａに接続されることで、放電維持制御を実施している期間中、電流還流経路Ｌ１を流れる一次電流Ｉ１は第一巻線１２Ｂを流れず、第二巻線１２Ｃに直接流れることとなる。これにより、第一巻線１２Ｂの影響を受けることがなくなるため、一次電流Ｉ１を精度よく、かつ応答性よく制御することが可能となる。
【００７３】
ところで、放電維持制御を実施している期間中、電源部１７から第二巻線１２Ｃに一次電流Ｉ１が繰り返し流れることになるが、二次コイル１３の巻数を第二巻線１２Ｃで割った値である巻数比の設定次第では、第二巻線１２Ｃに印加する必要のある電圧が、電源部１７が印加できる所定の電圧よりも高くなるおそれがある。この場合、電源部１７から第二巻線１２Ｃに一次電流Ｉ１を流すことができず、その結果として点火プラグ２０で生じている火花放電を維持することができない懸念がある。
【００７４】
この対策として、本実施形態では、電源部１７が印加する所定の電圧で放電維持電圧を割った値としての電圧比よりも、上記巻数比が大きくなるように点火コイル１１が構成される。放電維持電圧は、放電発生制御により点火プラグ２０に発生させた火花放電が維持されているときの電圧である。
【００７５】
放電維持電圧はエンジンＥＣＵの運転環境によって変化するが、平均すると２〜３ｋＶの範囲内で点火プラグ２０に発生させた火花放電を維持できていることから、放電維持電圧は２〜３ｋＶの範囲内で固定の値として設定される。つまり、電圧比は固定値となるため、第二巻線１２Ｃの巻数が少なくなるほど、巻数比は大きくなることになる。これにより、電圧比よりも巻数比が大きくなるように第二巻線１２Ｃの巻数を少なくすることで、放電維持制御を実施している期間中において、第二巻線１２Ｃに印加する必要のある電圧が、電源部１７が印加できる電圧よりも低くなるように設定することができる。これにより、放電維持制御を実施している期間中、第二巻線１２Ｃに電源部１７から一次電流Ｉ１を繰り返し流すことができ、そのたび点火プラグ２０に二次電流Ｉ２が流れ、その結果として点火プラグ２０に発生している火花放電を維持することができる。ひいては、電源部１７にＤＣ−ＤＣコンバータ等の電圧昇圧回路を設ける必要がなく、点火システム１０の簡素化を図ることが出来る。
【００７６】
本実施形態では、放電維持制御を実施している期間中、点火制御回路３０は電流検出用経路Ｌ２に流れる二次電流Ｉ２を逐次検出している、そして、検出した二次電流Ｉ２に基づいて図６に示す制御を実施する。図６において、「二次電流Ｉ２」は、電流検出用経路Ｌ２に流れる二次電流Ｉ２の値を表すものである。「第三制御信号」は、第三スイッチング素子１４の第三制御端子１４Ｇへ第三制御信号が出力されたか否かをハイ／ローで表すものである。具体的には、第三スイッチング素子１４の第三制御端子１４Ｇへ第三制御信号が出力された場合に（図６の「第三制御信号」においてハイとなった場合に）、第三スイッチング素子１４は閉状態に制御される。また、第三スイッチング素子１４の第三制御端子１４Ｇへ第三制御信号が出力されていない場合に（図２の「第三制御信号」においてローとなった場合に）、第三スイッチング素子１４は開状態に制御される。「第二制御信号」は、第二スイッチング素子１６の第二制御端子１６Ｇへ第二制御信号が出力されたか否かをハイ／ローで表すものである。
【００７７】
図６に示すように、放電維持制御を実施している期間中検出した二次電流Ｉ２の絶対値が第一閾値よりも小さくなった場合には、第三スイッチング素子１４及び第二スイッチング素子１６を閉状態に制御する。これにより、第二巻線１２Ｃに電源部１７から一次電流Ｉ１を流すことができ、それに伴って点火プラグ２０に流れる二次電流Ｉ２の絶対値が大きくなる。検出した二次電流Ｉ２の絶対値が第一閾値よりも大きく設定された第二閾値よりも大きくなった場合には、第三スイッチング素子１４を開状態に制御する。これにより、電源部１７から第二巻線１２Ｃに流れる一次電流Ｉ１が遮断され、点火プラグ２０に流れる二次電流Ｉ２の絶対値が小さくなる。一次電流Ｉ１を第三スイッチング素子１４で遮断したときに第二巻線１２Ｃの一次電流Ｉ１は、電流還流経路Ｌ１で還流しながら流れ、小さくなっていくので二次電流Ｉ２は緩やかに減衰していく。このように、上記制御を実施することで、二次電流Ｉ２は緩やかな変化とすることができ、第一閾値から第二閾値までの範囲内に容易に収めることができる。また急激な二次電流Ｉ２の低下を防止できるので、放電火花の吹き消えを防止することが可能な放電制御を実施することができる。
【００７８】
次に、図７を参照して、本実施形態にかかる放電制御の態様を説明する。
【００７９】
図７において、「第一巻線を流れる一次電流Ｉ１」は、第一巻線１２Ｂを流れる一次電流Ｉ１を表すものである。同様に「第二巻線を流れる一次電流Ｉ１」は、第二巻線１２Ｃを流れる一次電流Ｉ１を表すものである。また、「二次電圧Ｖ２」は、点火プラグ２０に印加される二次電圧Ｖ２の値を表すものである。「第一制御信号」は、第一スイッチング素子１５の第一制御端子１５Ｇへ第一制御信号が出力されたか否かをハイ／ローで表すものである。
【００８０】
エンジンＥＣＵより出力された点火信号ＩＧｔに基づいて、点火制御回路３０により放電発生制御が実施される。放電発生制御では、第三制御信号が第三スイッチング素子１４の第三制御端子１４Ｇに送信されるとともに、第一制御信号が第一スイッチング素子１５の第一制御端子１５Ｇに送信される（時間ｔ１参照）。これにより、第二スイッチング素子１６は開状態のまま、第三スイッチング素子１４及び第一スイッチング素子１５が閉状態に制御される。その結果、電源部１７から第一巻線１２Ｂへと一次電流Ｉ１が流れることになり、第一巻線１２Ｂを流れる一次電流Ｉ１は大きくなっていく。
【００８１】
そして、第一所定時間の経過後に、第三制御信号が第三スイッチング素子１４の第三制御端子１４Ｇに送信された状態を維持したままの状態で、第一制御信号の出力が停止される（時間ｔ２参照）。これにより、第一スイッチング素子１５が開状態に制御されることになり、第一巻線１２Ｂへ流れる一次電流Ｉ１の電流が遮断され、二次コイル１３に高電圧が誘起し、点火プラグ２０で火花放電が生じる。
【００８２】
そして、点火制御回路３０により放電維持制御が実施される。放電維持制御では、電流検出用経路Ｌ２に流れる二次電流Ｉ２が点火制御回路３０により逐次検出されている。そして、検出された二次電流Ｉ２の絶対値が第一閾値よりも小さくなった場合には、点火プラグ２０で生じた火花放電が消失しないように、電源部１７から第二巻線１２Ｃへと一次電流Ｉ１が流れる制御が行われる。図７の時間ｔ３の時点では、第三スイッチング素子１４が閉状態に制御されており、第二スイッチング素子１６が開状態に制御されている状態であるため、第二制御信号が第二スイッチング素子１６の第二制御端子１６Ｇに送信される。これにより、第二スイッチング素子１６が閉状態に制御され、第二巻線１２Ｃに一次電流Ｉ１が流れ二次電流Ｉ２が増加することになる。
【００８３】
検出された二次電流Ｉ２の絶対値が第二閾値よりも大きくなった場合には、第三制御信号の出力が停止される（時間ｔ４参照）。これにより、第三スイッチング素子１４が開状態に制御されることになり、電源部１７から第二巻線１２Ｃへと流れる一次電流Ｉ１が遮断され、電流還流経路Ｌ１を経由して第二巻線１２Ｃに一次電流Ｉ１が還流することとなる。以降は、電流検出用経路Ｌ２にて検出される二次電流Ｉ２の絶対値が第一閾値よりも大きく、且つ、第二閾値よりも小さくなるように、第三スイッチング素子１４の開閉動作が制御されることで、放電期間が終了するまで点火プラグ２０で火花放電が継続して生じ続けることになる（時間ｔ３−５参照）。
【００８４】
なお、図７は、燃焼室内の流速が刻々と変化する運転状況下を想定している。放電維持制御を実施している期間中、二次電圧Ｖ２は気流などで放電火花長さが引き延ばされたり短くなったりして安定していない（時間ｔ３−５参照）。しかし、その一方で、二次電流Ｉ２を安定して第一閾値から第二閾値の範囲内に制御することができることから、二次電圧Ｖ２が安定しない運転状態であっても、本点火システム１０は点火プラグ２０で生じている火花放電が吹き消えることを抑えることができるので安定して火花放電を維持させることができる。
【００８５】
本点火システム１０を構築する多くの構成は、点火コイル１１が収容されているケース５０内に収容される。図８を用いてケース５０内の構成を説明する。
【００８６】
図８は、特にケース５０周辺の構造を示したものである。ケース５０内には、点火コイル１１が備わっており、内側から外側へ一次コイル１２と、二次コイル１３と、上下に積層した鉄心２３とが装着される。また、鉄心２３とケース５０との間には所定の空間が形成されており、この所定の空間内に、第三スイッチング素子１４と、第一スイッチング素子１５と、第二スイッチング素子１６と、電流還流経路Ｌ１と、電流検出用経路Ｌ２と、点火制御回路３０と、が設けられる。
【００８７】
二次コイル１３とケース５０との間には防止ダイオード２１が設けられており、防止ダイオード２１のアノード側は二次コイル１３の第一端と配線により電気的に接続されている。また、防止ダイオード２１のカソード側は上記所定の空間内に設けられた電流検出用経路Ｌ２と接続されている。
【００８８】
以上の通り、ケース５０内に電源部１７や点火プラグ２０を除く点火システム１０を構築する他の構成を収容することができる。これにより、配線を削減することができ、また本点火システム１０の肥大化を抑えることができるので、車両への搭載性向上を図ることができる。
【００８９】
なお、第一実施形態を、以下のように変更して実施することもできる。
【００９０】
・第一実施形態に係る放電制御の態様を、図７を参照して説明していた。この図７では、エンジンＥＣＵより出力された点火信号ＩＧｔに基づいて、点火制御回路３０により放電発生制御が実施されてから、点火プラグ２０で火花放電が生じ、二次電流Ｉ２の絶対値が第一閾値よりも小さくなるまでの期間（時間ｔ１−ｔ３参照）、第二スイッチング素子１６は開状態に、第三スイッチング素子１４は閉状態に制御されていた。このことについて、図９に記載されるように、第一スイッチング素子１５が開状態に制御されることで、二次コイル１３に高電圧が誘起して以降、二次電流Ｉ２の絶対値が第一閾値よりも小さくなるまでの間に、第二制御信号を出力した上で、第三制御信号の出力を停止する構成としてもよい（時間ｔ８参照）。かかる構成によっても、上記実施形態に準じた作用・効果が奏される。
【００９１】
・第一実施形態では、放電維持制御を実施している期間中、検出した二次電流Ｉ２の絶対値が第一閾値よりも小さくなった場合には第三スイッチング素子１４が閉状態に制御され、検出した二次電流Ｉ２の絶対値が第二閾値よりも大きくなった場合には第三スイッチング素子１４が開状態に制御されていた。このことについて、第三スイッチング素子１４の開閉制御を二次電流Ｉ２の値に関わらず所定の時間で制御してもよい。例えば、放電維持制御を実施している期間中、第二所定時間の経過毎に、第三スイッチング素子１４の開閉状態を切替えてもよい。この場合、放電維持制御を実施している期間中に二次電流Ｉ２を検出する必要がなくなるため、電流検出用経路Ｌ２を形成する必要がなくなり、点火システム１０のコスト削減を図ることが可能となる。
【００９２】
・第一実施形態では、放電維持制御を実施している期間中、第一スイッチング素子１５を常に開状態に制御する。この状態で、二次電流Ｉ２の絶対値が第一閾値よりも小さい場合には、第三スイッチング素子１４及び第二スイッチング素子１６を閉状態に制御し、二次電流Ｉ２の絶対値が第二閾値よりも大きくなった場合には、第二スイッチング素子１６は閉状態のまま第三スイッチング素子１４を開状態に制御することで、電源部１７から第二巻線１２Ｃへと流れる一次電流Ｉ１の導通と還流を行っていた。この放電維持制御に代えて、放電維持制御を実施している期間中は、第一スイッチング素子１５を常に開状態に制御する。この状態で、二次電流Ｉ２の絶対値が第一閾値よりも小さい場合には、第三スイッチング素子１４及び第二スイッチング素子１６を閉状態に制御し、二次電流Ｉ２の絶対値が第二閾値よりも大きくなった場合には、第三スイッチング素子１４は閉状態のまま第二スイッチング素子１６を開状態に制御することで、電源部１７から第二巻線１２Ｃへと流れる一次電流Ｉ１の導通と遮断を行ってもよい。これによっても、第一実施形態と同様の効果を奏することができる。
【００９３】
・第一実施形態では、カソード側が第二スイッチング素子１６に接続されており、アノード側が第二巻線１２Ｃにおける第二スイッチング素子１６側の端部に接続されている第三ダイオード１９が設けられていた。このことについて、図１０に示されるように、第三ダイオード１９は、カソード側が中間タップ１２Ａに接続され、アノード側が第三スイッチング素子１４の第三接地側端子１４Ｓに接続されるように構成されてもよい。これにより、第三ダイオード１９は、誤って電源部１７を逆極性で組み付けたときの電流の逆流を防止することができる。本別例に係る構成では、電流還流経路Ｌ１に備わる第一ダイオード１８のカソード側が中間タップ１２Ａと第三ダイオード１９との間の電流経路に接続されており、第一ダイオード１８のアノード側が接地されていてもよい。
【００９４】
・この場合に、図１１に示すように、点火制御回路３０は、図示しないエンジンＥＣＵより出力された点火信号ＩＧｔ及びエネルギ投入信号ＩＧｗを受信するように、エンジンＥＣＵに接続されていてもよい。点火信号ＩＧｔ（放電開始信号）は、放電開始制御（放電発生制御）において、第一巻線１２Ｂへの通電期間を設定する。エネルギ投入信号ＩＧｗ（電流制御信号）は、放電維持制御において、二次電流Ｉ２の指令値及び放電維持制御の終了時期を設定する。また、点火制御回路３０は、第一スイッチング素子１５、第二スイッチング素子１６、及び第三スイッチング素子１４の開閉動作を制御するように、第一制御端子１５Ｇ、第二制御端子１６Ｇ、及び第三制御端子１４Ｇに接続されている。なお、第三ダイオード１９と第三スイッチング素子１４とを逆に配置してもよい。
【００９５】
例えば、図１２〜１４に示すように、点火信号ＩＧｔ及びエネルギ投入信号ＩＧｗにより、第一巻線１２Ｂへの通電期間、及び放電維持制御における二次電流Ｉ２の指令値を設定する。すなわち、点火信号ＩＧｔがハイの期間に第一巻線１２Ｂへ通電する。また、点火信号ＩＧｔの立ち上がり時期とエネルギ投入信号ＩＧｗとの立ち上がり時期とに時間差を設け、この時間差の長さに基づいて二次電流Ｉ２の指令値を設定する。
【００９６】
例えば、時間差が０ｍｓの場合に二次電流Ｉ２の指令値を１００ｍｓに設定し、時間差が１ｍｓの場合に二次電流Ｉ２の指令値を５０ｍｓに設定し、時間差が２ｍｓの場合に二次電流Ｉ２の指令値を２０ｍｓに設定する。そして、二次電流Ｉ２の指令値を上記第一閾値とし、二次電流Ｉ２の指令値に所定値を加えた値を上記第二閾値とすればよい。なお、この時間差と二次電流Ｉ２の指令値との組み合わせは、任意に変更可能である。また、エネルギ投入信号ＩＧｗの立ち下がり時期により、放電維持制御の終了時期を設定する。上記点火信号ＩＧｔに基づく第一巻線１２Ｂへの通電期間の設定、並びにエネルギ投入信号ＩＧｗに基づく二次電流Ｉ２の指令値及び放電維持制御の終了時期の設定は、他の実施形態及びそれらの変更例にも適用することができる。
【００９７】
図１５に示すように、放電開始制御を実施している期間中、第二制御信号により、第二スイッチング素子１６を開状態に制御する。その上で、点火信号ＩＧｔが立ち上がることで、第一制御信号及び第三制御信号により第一スイッチング素子１５及び第三スイッチング素子１４を閉状態に制御し、電源部１７から第一巻線１２Ｂへと一次電流Ｉ１が流れる。そして、点火信号ＩＧｔが立ち下がることで、第一制御信号及び第三制御信号により第一スイッチング素子１５及び第三スイッチング素子１４を開状態に制御する。これにより、電源部１７から第一巻線１２Ｂへ流れる一次電流Ｉ１の導通が遮断され、二次コイル１３に高電圧が誘起し、点火プラグ２０の火花ギャップ部の気体が絶縁破壊することで、点火プラグ２０で火花放電が生じる。
【００９８】
そして、放電開始制御を実施後、放電維持制御を実施する。放電維持制御を実施している期間中は、第一スイッチング素子１５を第一制御信号により開状態に制御する。この状態で、第二制御信号及び第三制御信号により、第二スイッチング素子１６と第三スイッチング素子１４とを閉状態に制御することで、電源部１７から第二巻線１２Ｃへと一次電流Ｉ１が流れることになる。そして、二次電流Ｉ２の絶対値が第二閾値よりも大きくなった場合に、第三制御信号により第三スイッチング素子１４を開状態に制御することで、電源部１７から第二巻線１２Ｃへと流れる一次電流Ｉ１の導通を遮断する。これにより、電流還流経路Ｌ１を経由して第二巻線１２Ｃに一次電流Ｉ１が還流することとなり緩やかに第二巻線１２Ｃの電流は減衰していき、二次電流Ｉ２も低下していく。そして、二次電流Ｉ２の絶対値が第一閾値よりも小さくなった場合には、再度、第三制御信号により第三スイッチング素子１４が閉状態に制御される。
【００９９】
・あるいは、図１６に示されるように、電流還流経路Ｌ１に代えて、電流還流経路Ｌ４を備えてもよい。電流還流経路Ｌ４は第二ダイオード４１を備えており、第二ダイオード４１のカソード側は、第二巻線１２Ｃと第二スイッチング素子１６との間の電流経路Ｌ５に接続され、第二ダイオード４１のアノード側は第三ダイオード１９と中間タップ１２Ａとの間の電流経路Ｌ６に接続される。
【０１００】
・この場合に、図１７に示すように、点火制御回路３０は、図示しないエンジンＥＣＵより出力された点火信号ＩＧｔ及びエネルギ投入信号ＩＧｗを受信するように、エンジンＥＣＵに接続されていてもよい。そして、点火制御回路３０は、上記点火信号ＩＧｔに基づいて第一巻線１２Ｂへの通電期間を設定し、エネルギ投入信号ＩＧｗに基づいて二次電流Ｉ２の指令値及び放電維持制御の終了時期を設定する。
【０１０１】
図１８に示すように、放電開始制御の態様は図１５と同様である。そして、放電開始制御を実施後、放電維持制御を実施する。
【０１０２】
放電維持制御を実施している期間中は、第一スイッチング素子１５を第一制御信号により開状態に制御する。この状態で、第二制御信号及び第三制御信号により、第二スイッチング素子１６と第三スイッチング素子１４とを閉状態に制御することで、電源部１７から第二巻線１２Ｃへと一次電流Ｉ１が流れることになる。そして、二次電流Ｉ２の絶対値が第二閾値よりも大きくなった場合に、第二制御信号により第二スイッチング素子１６を開状態に制御することで、電源部１７から第二巻線１２Ｃへと流れる一次電流Ｉ１の導通を遮断する。これにより、電流還流経路Ｌ４を経由して第二巻線１２Ｃに一次電流Ｉ１が還流することとなり緩やかに第二巻線１２Ｃの電流は減衰していき、二次電流Ｉ２も低下していく。そして、二次電流Ｉ２の絶対値が第一閾値よりも小さくなった場合には、再度、第二制御信号により第二スイッチング素子１６が閉状態に制御される。
【０１０３】
図１６の構成では、第二ダイオード４１を備えた電流還流経路Ｌ４が備わっていた。このことについて、図１９に示すように、電流還流経路Ｌ４において、第二ダイオード４１のアノード側には第四スイッチング素子４３が備わっていてもよい。第四スイッチング素子４３は、半導体スイッチング素子であって、第四制御端子４３Ｇと、第四電源側端子４３Ｄと、第四接地側端子４３Ｓと、を有している。この第四スイッチング素子４３は、第四制御端子４３Ｇに入力された第四制御信号に基づいて、第四電源側端子４３Ｄと第四接地側端子４３Ｓとの間の通電のオンオフを制御するように構成されている。第四スイッチング素子４３は、第四電源側端子４３Ｄは第二ダイオード４１に接続されており、第四接地側端子４３Ｓは電流経路Ｌ５に接続されている。
【０１０４】
図１９の構成における放電開始制御の態様を説明する。
【０１０５】
放電開始制御を実施している期間中、第二スイッチング素子１６と第四スイッチング素子４３を常に開状態に制御する。その上で、第三スイッチング素子１４及び第一スイッチング素子１５を閉状態に制御することで、電源部１７から第一巻線１２Ｂへと一次電流Ｉ１が流れる。そして、第一所定時間の経過後に第一スイッチング素子１５を開状態に制御する。これにより、電源部１７から第一巻線１２Ｂへ流れる一次電流Ｉ１の導通が遮断され、二次コイル１３に高電圧が誘起し、点火プラグ２０の火花ギャップ部の気体が絶縁破壊することで、点火プラグ２０で火花放電が生じる。
【０１０６】
図１９の構成における放電維持制御の態様を説明する。
【０１０７】
放電開始制御を実施後、放電維持制御を実施する。放電維持制御を実施している期間中は、第一スイッチング素子１５を常に開状態に制御する。この状態で、第三スイッチング素子１４と、第二スイッチング素子１６と、第四スイッチング素子４３と、を閉状態に制御することで、電源部１７から第二巻線１２Ｃへと一次電流Ｉ１が流れることになる。そして、二次電流Ｉ２の絶対値が第二閾値よりも大きくなった場合に、第二スイッチング素子１６を開状態に制御することで、電源部１７から第二巻線１２Ｃへと流れる一次電流Ｉ１の導通を遮断する。これにより、電流還流経路Ｌ４を経由して第二巻線１２Ｃに一次電流Ｉ１が還流することとなり緩やかに第二巻線１２Ｃの電流は減衰していき、二次電流Ｉ２も低下していく。そして、二次電流Ｉ２の絶対値が第一閾値よりも小さくなった場合には、再度、第二スイッチング素子１６が閉状態に制御される。
【０１０８】
図１９のように、電流還流経路Ｌ４に第四スイッチング素子４３を設けることで、放電発生時に第一巻線１２Ｂから第二巻線１２Ｃに鎖交する磁束により発生する電圧で還流電流が流れ、二次電圧Ｖ２が低下することを抑制することができる。
【０１０９】
＜第二実施形態＞
以下、第二実施形態について、第一実施形態との相違点を中心に説明する。
【０１１０】
第一実施形態において、中間タップ１２Ａは、第三スイッチング素子１４を介して電源部１７に接続されていた。このことについて、図２０に記載されるように、第三スイッチング素子１４を削除することで、中間タップ１２Ａが直接電源部１７に接続される構成とする。また、第二実施形態に係る点火システム１０は、電流還流経路Ｌ１に代えて、電流還流経路Ｌ４を備えている。電流還流経路Ｌ４は第二ダイオード４１を備えており、第二ダイオード４１のカソード側は、第二巻線１２Ｃと第三ダイオード１９との間の電流経路Ｌ５に接続され、第二ダイオード４１のアノード側は電源部１７と中間タップ１２Ａとの間の電流経路Ｌ６に接続される。
【０１１１】
なお、第二実施形態に係る第三ダイオード１９は、第一実施形態同様、カソード側が第二スイッチング素子１６に接続されており、アノード側は第二巻線１２Ｃにおける第二スイッチング素子１６側の端部に接続されている。これにより、放電開始制御時に第二スイッチング素子１６から第二巻線１２Ｃを介して電源部１７へと電流が流れることを抑制する事が可能となり放電開始制御の発生電圧の低下を防止することができる。
【０１１２】
上記構成とすることで、第三スイッチング素子１４を設ける必要がなくなる分、放電制御の簡便化を図ることができる。加えて、点火システム１０のコスト削減を図ることができる。以下、図２０及び図２１を参照して、第二実施形態に係る放電制御の態様を説明する。
【０１１３】
エンジンＥＣＵより出力された点火信号ＩＧｔに基づいて、点火制御回路３０により放電発生制御が実施される。放電発生制御では、第一制御信号が第一スイッチング素子１５の第一制御端子１５Ｇに送信される（時間ｔ１１参照）。これにより、第二スイッチング素子１６は開状態のまま、第一スイッチング素子１５が閉状態に制御される。その結果、電源部１７から第一巻線１２Ｂへと一次電流Ｉ１が流れることになり、第一巻線１２Ｂを流れる一次電流Ｉ１は大きくなる。
【０１１４】
そして、第一所定時間の経過後に、第一制御信号の出力が停止される（時間ｔ１２参照）。これにより、第一スイッチング素子１５が開状態に制御されることになり、第一巻線１２Ｂへ流れる一次電流Ｉ１の導通が遮断され、二次コイル１３に高電圧が誘起し、点火プラグ２０で火花放電が生じる。
【０１１５】
そして、点火制御回路３０により放電維持制御が実施される。放電維持制御では、電流検出用経路Ｌ２に流れる二次電流Ｉ２が点火制御回路３０により逐次検出されている。検出された二次電流Ｉ２の絶対値が第一閾値よりも小さくなった場合には、第二制御信号が第二スイッチング素子１６の第二制御端子１６Ｇに送信される（時間ｔ１３参照）。これにより、第二スイッチング素子１６が閉状態に制御され、電源部１７から第二巻線１２Ｃへと一次電流Ｉ１が流れる。
【０１１６】
検出された二次電流Ｉ２の絶対値が第二閾値よりも大きくなった場合には、第二制御信号の出力が停止される（時間ｔ１４参照）。これにより、第二スイッチング素子１６が開状態に制御されることになり、電源部１７から第二巻線１２Ｃへと流れる一次電流Ｉ１が遮断され、電流還流経路Ｌ４を経由して第二巻線１２Ｃに一次電流Ｉ１が還流することとなり緩やかに第二巻線１２Ｃの電流は減衰していき、二次電流Ｉ２も低下していく。そして、二次電流Ｉ２の絶対値が第一閾値よりも小さくなった場合には、再度、第二スイッチング素子１６が閉状態に制御される。このように放電維持制御期間中は、電流検出用経路Ｌ２にて検出される二次電流Ｉ２の絶対値が第一閾値よりも大きく、且つ、第二閾値よりも小さくなるように、第二スイッチング素子１６の開閉動作が制御されることで、放電期間が終了するまで点火プラグ２０で火花放電が継続して生じ続けることになる（時間ｔ１３−１５参照）。
【０１１７】
このように、第一巻線１２Ｂに流れる一次電流Ｉ１の導通と遮断は、第二スイッチング素子１６を開状態に制御した上で、第一スイッチング素子１５を切替ることにより実施することができる。また、第二巻線１２Ｃに流れる一次電流Ｉ１の導通と還流は、第一スイッチング素子１５を開状態に制御した上で、第二スイッチング素子１６を切替ることにより実施することができる。
【０１１８】
また、電流還流経路Ｌ４を設けることで、放電維持制御期間中に電流還流経路Ｌ４を流れる一次電流Ｉ１は第一巻線１２Ｂに流れず、第二巻線１２Ｃに流れることとなるため、第一巻線１２Ｂの影響を受けることなく一次電流Ｉ１を精度高く制御することが可能となる。ひいては、二次電流Ｉ２の制御性を高めることができ、その結果として、失火しにくい点火装置を提供することができる。
【０１１９】
ところで、点火システム１０を構築する多くの構成は、点火コイル１１が収容されているケース５０内に収容される。第二実施形態においても、鉄心２３とケース５０との間には所定の空間が形成されており、この所定の空間内に、第一スイッチング素子１５と、第二スイッチング素子１６と、電流還流経路Ｌ７と、電流検出用経路Ｌ２と、点火制御回路３０と、が設けられる。
【０１２０】
つまり、点火プラグ２０のうち点火コイル１１が収納されている空間内に本内燃機関用点火システムを収容することができる。これにより、配線を削減することができ、また本内燃機関用点火システムの肥大化を抑えることができるので、車両への搭載性向上を図ることができる。
【０１２１】
なお、第二実施形態を、以下のように変更して実施することもできる。
【０１２２】
・第二実施形態に適用される別例として、図２２に示されるように、第三ダイオード１９は、カソード側が中間タップ１２Ａに接続され、アノード側が電源部１７に接続されるように構成されてもよい。これにより、誤って電源部１７を逆極性で組み付けたときの逆流を防止することができる。
【０１２３】
・第二実施形態では、放電維持制御を実施している期間中、検出した二次電流Ｉ２の絶対値が第一閾値よりも小さくなった場合には第二スイッチング素子１６が閉状態に制御され、検出した二次電流Ｉ２の絶対値が第二閾値よりも大きくなった場合には第二スイッチング素子１６が開状態に制御されていた。このことについて、第二スイッチング素子１６の開閉制御を二次電流Ｉ２の値に関わらず所定の時間で制御してもよい。例えば、放電維持制御を実施している期間中、第二所定時間の経過毎に、第二スイッチング素子１６の開閉状態を切替えてもよい。この場合、放電維持制御を実施している期間中に二次電流Ｉ２を検出する必要がなくなるため、電流検出用経路Ｌ２を形成する必要がなくなり、点火システム１０の小型化やコスト削減を図ることが可能となる。
【０１２４】
・第二実施形態では、電流還流経路Ｌ４に第二ダイオード４１を設けていた。このことについて、図１９に示す電流還流経路Ｌ４と同様の構成を適用してもよい。具体的には、図２３に示すように、第二実施形態においても、電流還流経路Ｌ４における第二ダイオード４１のアノード側に第四スイッチング素子４３が備わっていてもよい。この場合、図１９に示す別例に準じた作用及び効果を奏することができる。
【０１２５】
・この場合に、図２３に示すように、点火制御回路３０は、図示しないエンジンＥＣＵより出力された点火信号ＩＧｔ及びエネルギ投入信号ＩＧｗを受信するように、エンジンＥＣＵに接続されていてもよい。そして、点火制御回路３０は、上記点火信号ＩＧｔに基づいて第一巻線１２Ｂへの通電期間を設定し、エネルギ投入信号ＩＧｗに基づいて二次電流Ｉ２の指令値及び放電維持制御の終了時期を設定する。また、点火制御回路３０は、第一スイッチング素子１５、第二スイッチング素子１６、及び第四スイッチング素子４３の開閉動作を制御するように、第一制御端子１５Ｇ、第二制御端子１６Ｇ、及び第四制御端子４３Ｇに接続されている。なお、第二ダイオード４１と第四スイッチング素子４３とを逆に配置してもよい。
【０１２６】
図２４に示すように、放電開始制御を実施している期間中、第二制御信号及び第四制御信号により、第二スイッチング素子１６と第四スイッチング素子４３を開状態に制御する。その上で、点火信号ＩＧｔが立ち上がることで、第一制御信号により第一スイッチング素子１５を閉状態に制御し、電源部１７から第一巻線１２Ｂへと一次電流Ｉ１が流れる。そして、点火信号ＩＧｔが立ち下がることで、第一制御信号により第一スイッチング素子１５を開状態に制御する。これにより、電源部１７から第一巻線１２Ｂへ流れる一次電流Ｉ１の導通が遮断され、二次コイル１３に高電圧が誘起し、点火プラグ２０の火花ギャップ部の気体が絶縁破壊することで、点火プラグ２０で火花放電が生じる。
【０１２７】
そして、放電開始制御を実施後、放電維持制御を実施する。放電維持制御を実施している期間中は、第一制御信号により、第一スイッチング素子１５を開状態に制御する。この状態で、第二制御信号及び第四制御信号により、第二スイッチング素子１６と第四スイッチング素子４３とを閉状態に制御することで、電源部１７から第二巻線１２Ｃへと一次電流Ｉ１が流れることになる。そして、二次電流Ｉ２の絶対値が第二閾値よりも大きくなった場合に、第二制御信号により第二スイッチング素子１６を開状態に制御することで、電源部１７から第二巻線１２Ｃへと流れる一次電流Ｉ１の導通を遮断する。これにより、電流還流経路Ｌ４を経由して第二巻線１２Ｃに一次電流Ｉ１が還流することとなり緩やかに第二巻線１２Ｃの電流は減衰していき、二次電流Ｉ２も低下していく。そして、二次電流Ｉ２の絶対値が第一閾値よりも小さくなった場合には、再度、第二制御信号により第二スイッチング素子１６が閉状態に制御される。
【０１２８】
・第三ダイオード１９の位置を、図２３に示す位置から図２５に示す位置に変更することもできる。すなわち、第三ダイオード１９は、第一実施形態同様、カソード側が第二スイッチング素子１６に接続されており、アノード側が第二巻線１２Ｃにおける第二スイッチング素子１６側の端部に接続されている。なお、第三ダイオード１９と第二スイッチング素子１６とを逆に配置してもよい。
【０１２９】
＜第三実施形態＞
以下、第三実施形態について、上述の第二実施形態との相違点を中心に説明する。
【０１３０】
第二実施形態において、第二スイッチング素子１６の第二電源側端子１６Ｄは第三ダイオード１９を介して第二巻線１２Ｃに接続されており、第二接地側端子１６Ｓは接地されていた。この点、図２６に記載されるように、第二スイッチング素子１６を削除し、第三スイッチング素子１４を追加する。この第三スイッチング素子１４は、第三電源側端子１４Ｄが中間タップ１２Ａに接続されており、第三スイッチング素子１４の第三接地側端子１４Ｓが第二巻線１２Ｃに接続されている。そして、電流還流経路Ｌ７に備わる第四ダイオード４２のカソード側は、第三スイッチング素子１４と第二巻線１２Ｃとの間の電流経路Ｌ８に接続され、第四ダイオード４２のアノード側は接地される。これにより、放電維持制御期間中、電流還流経路Ｌ７を流れる一次電流Ｉ１は第一巻線１２Ｂに流れず、直接第二巻線１２Ｃに流れることとなるため、第一巻線１２Ｂの影響を受けることなく一次電流Ｉ１を精度高く制御することが可能となる。
【０１３１】
第三ダイオード１９は、カソード側が接地側に接続されており、アノード側が第二巻線１２Ｃにおける中間タップ１２Ａ側とは反対側の端部に接続されている。これにより、放電開始制御時に第二スイッチング素子１６から第二巻線１２Ｃを介して電源部１７へと電流が流れることを抑制する事が可能となり放電開始制御の発生電圧の低下を防止することができる。
【０１３２】
図２６および図２７を参照して、本実施形態に係る放電制御の態様を説明する。
【０１３３】
エンジンＥＣＵより出力された点火信号ＩＧｔに基づいて、点火制御回路３０により放電発生制御が実施される。放電発生制御では、第一制御信号が第一スイッチング素子１５の第一制御端子１５Ｇに送信される（時間ｔ２１参照）。これにより、第三スイッチング素子１４は開状態のまま、第一スイッチング素子１５が閉状態に制御される。その結果、電源部１７から第一巻線１２Ｂへと一次電流Ｉ１が流れることになり、第一巻線１２Ｂを流れる一次電流Ｉ１は大きくなる。
【０１３４】
そして、第一所定時間の経過後に、第一制御信号の出力が停止される（時間ｔ２２参照）。これにより、第一スイッチング素子１５が開状態に制御されることになり、第一巻線１２Ｂへ流れる一次電流Ｉ１の導通が遮断され、二次コイル１３に高電圧が誘起し、点火プラグ２０で火花放電が生じる。
【０１３５】
そして、点火制御回路３０により放電維持制御が実施される。放電維持制御では、電流検出用経路Ｌ２に流れる二次電流Ｉ２が点火制御回路３０により逐次検出されている。検出された二次電流Ｉ２の絶対値が第一閾値よりも小さくなった場合には、第三制御信号が第三スイッチング素子１４の第三制御端子１４Ｇに送信される（時間ｔ２３参照）。これにより、第三スイッチング素子１４が閉状態に制御され、電源部１７から第二巻線１２Ｃへと一次電流Ｉ１が流れる。
【０１３６】
検出された二次電流Ｉ２の絶対値が第二閾値よりも大きくなった場合には、第三制御信号の出力が停止される（時間ｔ２４参照）。これにより、第三スイッチング素子１４が開状態に制御されることになり、電源部１７から第二巻線１２Ｃへと流れる一次電流Ｉ１が遮断され、電流還流経路Ｌ７を経由して第二巻線１２Ｃに一次電流Ｉ１が還流して減衰することとなる。以降は、電流検出用経路Ｌ２にて検出される二次電流Ｉ２の絶対値が第一閾値よりも大きく、且つ、第二閾値よりも小さくなるように、第三スイッチング素子１４の開閉動作が制御されることで、放電期間が終了するまで点火プラグ２０で火花放電が継続して生じ続けることになる（時間ｔ２３−２５参照）。
【０１３７】
このように、第一巻線１２Ｂに流れる一次電流Ｉ１の導通と遮断は、第三スイッチング素子１４を開状態に制御した上で、第一スイッチング素子１５を切替ることにより実施することができる。また、第二巻線１２Ｃに流れる一次電流Ｉ１の導通と還流は、第一スイッチング素子１５を開状態に制御した上で、第三スイッチング素子１４を切替ることにより実施することができる。また、上記構成では、電源部１７から中間タップ１２Ａまでの通電経路から第三スイッチング素子１４が除かれている。このため、電源部１７から第一巻線１２Ｂへ一次電流Ｉ１が流れる際に第三スイッチング素子１４を介すことで生じる損失をなくすことができ、放電発生制御の効率を高めることができる。
【０１３８】
ところで、点火システム１０を構築する多くの構成は、点火コイル１１が収容されているケース５０内に収容される。第三実施形態においても、鉄心２３とケース５０との間には所定の空間が形成されており、この所定の空間内に、第一スイッチング素子１５と、第三スイッチング素子１４と、電流還流経路Ｌ７と、電流検出用経路Ｌ２と、点火制御回路３０と、が設けられる。
【０１３９】
つまり、点火プラグ２０のうち点火コイル１１が収納されている空間内に本内燃機関用点火システムを収容することができる。これにより、配線を削減することができ、また本内燃機関用点火システムの肥大化を抑えることができるので、車両への搭載性向上を図ることができる。
【０１４０】
第三実施形態を、以下のように変更して実施することもできる。
【０１４１】
・第三実施形態において、第三ダイオード１９は、カソード側が接地側に接続されており、アノード側が第二巻線１２Ｃにおける中間タップ１２Ａ側とは反対側の端部に接続されていた。このことについて、図２８に示されるように、第三ダイオード１９は、カソード側が第二巻線１２Ｃにおける中間タップ１２Ａ側の端部に接続されており、アノード側が第三スイッチング素子１４に接続される構成であってもよい。
【０１４２】
・この場合に、図２９に示すように、点火制御回路３０は、図示しないエンジンＥＣＵより出力された点火信号ＩＧｔ及びエネルギ投入信号ＩＧｗを受信するように、エンジンＥＣＵに接続されていてもよい。そして、点火制御回路３０は、上記点火信号ＩＧｔに基づいて第一巻線１２Ｂへの通電期間を設定し、エネルギ投入信号ＩＧｗに基づいて二次電流Ｉ２の指令値及び放電維持制御の終了時期を設定する。また、点火制御回路３０は、第三スイッチング素子１４の開閉動作を制御するように、第三制御端子１４Ｇに接続されている。なお、第三ダイオード１９と第三スイッチング素子１４とを逆に配置してもよい。
【０１４３】
図３０に示すように、放電開始制御を実施している期間中、第三制御信号により、第三スイッチング素子１４を開状態に制御する。その上で、点火信号ＩＧｔが立ち上がることで、第一制御信号により第一スイッチング素子１５を閉状態に制御し、電源部１７から第一巻線１２Ｂへと一次電流Ｉ１が流れる。そして、点火信号ＩＧｔが立ち下がることで、第一制御信号により第一スイッチング素子１５を開状態に制御する。これにより、電源部１７から第一巻線１２Ｂへ流れる一次電流Ｉ１の導通が遮断され、二次コイル１３に高電圧が誘起し、点火プラグ２０の火花ギャップ部の気体が絶縁破壊することで、点火プラグ２０で火花放電が生じる。
【０１４４】
そして、放電開始制御を実施後、放電維持制御を実施する。放電維持制御を実施している期間中は、第一制御信号により、第一スイッチング素子１５を開状態に制御する。この状態で、第三制御信号により、第三スイッチング素子１４を閉状態に制御することで、電源部１７から第二巻線１２Ｃへと一次電流Ｉ１が流れることになる。そして、二次電流Ｉ２の絶対値が第二閾値よりも大きくなった場合に、第三制御信号により第三スイッチング素子１４を開状態に制御することで、電源部１７から第二巻線１２Ｃへと流れる一次電流Ｉ１の導通を遮断する。これにより、電流還流経路Ｌ７を経由して第二巻線１２Ｃに一次電流Ｉ１が還流することとなり緩やかに第二巻線１２Ｃの電流は減衰していき、二次電流Ｉ２も低下していく。そして、二次電流Ｉ２の絶対値が第一閾値よりも小さくなった場合には、再度、第三制御信号により第三スイッチング素子１４が閉状態に制御される。
【０１４５】
・第三実施形態では、放電維持制御を実施している期間中、検出した二次電流Ｉ２の絶対値が第一閾値よりも小さくなった場合には第三スイッチング素子１４が閉状態に制御され、検出した二次電流Ｉ２の絶対値が第二閾値よりも大きくなった場合には第三スイッチング素子１４が開状態に制御されていた。このことについて、第三スイッチング素子１４の開閉制御を二次電流Ｉ２の値に関わらず所定の時間で制御してもよい。例えば、放電維持制御を実施している期間中、第二所定時間の経過毎に、第三スイッチング素子１４の開閉状態を切替えてもよい。この場合、放電維持制御を実施している期間中に二次電流Ｉ２を検出する必要がなくなるため、電流検出用経路Ｌ２を形成する必要がなくなり、点火システム１０の小型化やコスト削減を図ることが可能となる。
【０１４６】
・第三実施形態に係る放電発生制御では、第三スイッチング素子１４は開状態のまま、第一スイッチング素子１５が閉状態に制御され、第一所定時間の経過後に、第一スイッチング素子１５が開状態に制御される制御が実施されていた。
【０１４７】
この点、放電発生制御時において、第一スイッチング素子１５が閉状態に制御することで、電源部１７から第一巻線１２Ｂへと一次電流Ｉ１を流す一方で、第三スイッチング素子１４を閉状態に制御する構成としてもよい。これにより、第二巻線１２Ｃにも一次電流Ｉ１が流れることになり、その結果、第一巻線１２Ｂと第二巻線１２Ｃとにそれぞれ、互いの磁束を打ち消し合う方向の磁束が発生することになる。これにより、図３１に記載されるように、放電発生制御を実施することで生じる二次電圧Ｖ２は、従来の放電発生制御を実施することで生じる所謂オン電圧も低く抑えることができる。ひいては、防止ダイオード２１に印加される電圧を低くすることができ、防止ダイオード２１の低耐圧化、もしくは防止ダイオード２１を削除した構成とすることができ、点火システム１０のコスト削減を図ることができる。
【０１４８】
なお、上記各実施形態を、以下のように変更して実施することもできる。
【０１４９】
・上記各実施形態では、点火コイル１１に対して点火信号ＩＧｔを伝達する信号線及びエネルギ投入信号ＩＧｗを伝達する信号線は、図示しないエンジンＥＣＵから、それぞれ独立して接続されていた。これに対して、図３２に示すように、エネルギ投入信号ＩＧｗを伝達する共通の信号線５１を、エンジンＥＣＵ６１（制御装置）に接続してもよい。そして、信号線５１から分岐した信号線５１ａ〜５１ｄを、各気筒の点火制御回路３０に接続してもよい。すなわち、エネルギ投入信号ＩＧｗは、全ての気筒＃１〜＃４において共通であってもよい。なお、点火信号ＩＧｔは、各気筒に応じた個別の信号になっている。
【０１５０】
・図１２〜１５，１８、２４，３０に示すように、例えばエネルギ投入信号ＩＧｗのハイ期間は、点火信号ＩＧｔがハイである期間から放電維持制御が終了する時期まで継続する。このため、エンジン６０が多気筒エンジン（例えばＶ型6気筒エンジン）である場合、図３３に示すように、エネルギ投入信号ＩＧｗを共通にすると、エネルギ投入信号ＩＧｗが常にハイになるおそれがある。すなわち、点火プラグ２０による点火が連続する気筒において、エネルギ投入信号ＩＧｗのハイ期間同士が重複するおそれがある。
【０１５１】
そこで、図３４に示すように、エネルギ投入信号ＩＧｗ１を伝達する共通の信号線５２と、エネルギ投入信号ＩＧｗ２を伝達する共通の信号線５３とを、エンジンＥＣＵ６１に接続してもよい。すなわち、エネルギ投入信号ＩＧｗ１は、一部の気筒＃１，＃３，＃５（一方のバンク）において共通であってもよい。エネルギ投入信号ＩＧｗ２は、一部の気筒＃２，＃４，＃６（他方のバンク）において共通であってもよい。なお、点火信号ＩＧｔは、各気筒に応じた個別の信号になっている。
【０１５２】
そして、信号線５２（第一共通信号線）から分岐した信号線５２ａ〜５２ｃを、第1気筒＃１，第３気筒＃３，第５気筒＃５の点火制御回路３０にそれぞれ接続してもよい。第1気筒＃１，第３気筒＃３，第５気筒＃５（第一気筒群）は、点火プラグ２０による点火が連続しない気筒の集まりである。また、信号線５３（第二共通信号線）から分岐した信号線５３ａ〜５３ｃを、第２気筒＃２，第４気筒＃４，第６気筒＃６の点火制御回路３０にそれぞれ接続してもよい。第２気筒＃２，第４気筒＃４，第６気筒＃６（第二気筒群）は、点火プラグ２０による点火が連続しない気筒の集まりであり、且つ第一気筒群に含まれない気筒の集まりである。すなわち、第一気筒群に含まれる２つの気筒（例えば第1気筒＃１，第３気筒＃３）で相前後して点火が行われる間に、第二気筒群に含まれる１つの気筒（例えば第２気筒＃２）で点火が行われる。
【０１５３】
こうした構成によれば、図３５に示すように、エネルギ投入信号ＩＧｗ１，ＩＧｗ２が常にハイになることを避けることができる。すなわち、第一気筒群の第1気筒＃１，第３気筒＃３，第５気筒＃５の点火は連続しておらず、第一気筒群の第1気筒＃１，第３気筒＃３，第５気筒＃５に伝達されるエネルギ投入信号ＩＧｗ１のハイ期間同士が重複することを抑制することができる。また、第二気筒群の第２気筒＃２，第４気筒＃４，第６気筒＃６の点火は連続しておらず、第二気筒群の第２気筒＃２，第４気筒＃４，第６気筒＃６に伝達されるエネルギ投入信号ＩＧｗ２のハイ期間同士が重複することを抑制することができる。したがって、エンジン６０が多気筒エンジンであっても、エネルギ投入信号ＩＧｗ１，ＩＧｗ２に基づいて、二次電流Ｉ２の指令値及び放電維持制御の終了時期を設定することができる。
【０１５４】
なお、エンジン６０は、６気筒エンジンに限らず、８気筒エンジンや、１０気筒エンジン等であってもよい。また、エンジン６０の気筒を、３つ以上の気筒群に分けてもよい。そして、各気筒群の気筒が、点火プラグ２０による点火が連続しない気筒の集まりであればよい。具体的には、各気筒群（例えば第一気筒群）に含まれる２つの気筒で相前後して点火が行われる間に、他の気筒群（例えば第二気筒群）に含まれる気筒で点火が行われればよい。
【０１５５】
・図１，１６，１９，２０，２６のように点火信号ＩＧｔを伝達する信号線１本でエネルギ投入制御を行う場合は、図３６に示すように、上記点火信号ＩＧｔを及び上記エネルギ投入信号ＩＧｗに含まれる情報を、点火信号ＩＧｔのみに重畳させることもできる。すなわち、放電開始制御を開始してから、点火信号ＩＧｔの1回目の立ち上がりで第一制御信号により第一巻線１２Ｂへの通電を開始し、２回目の立ち上がりで第一巻線１２Ｂへの通電を終了する。そして、点火信号ＩＧｔの２回目の立ち下がりで放電維持制御を終了する。
【０１５６】
具体的には、図３７に示すように、点火制御回路３０は、信号情報切り分け回路３０ａ、第一制御部３０ｂ、エネルギ重畳制御部３０ｃ、第二制御部３０ｄ、第四制御部３０ｅ等を備えている。信号情報切り分け回路３０ａは、点火信号ＩＧｔの立ち上がり時期及び立下がり時期を検出し、立ち上がり回数及び立下がり回数をカウントする。第一制御部３０ｂ及び第四制御部３０ｅは、信号情報切り分け回路３０ａからの情報に基づいて、それぞれ第一制御信号及び第四制御信号を作成する。エネルギ重畳制御部３０ｃ及び第二制御部３０ｄは、信号情報切り分け回路３０ａからの情報及び検出した二次電流Ｉ２に基づいて、第二制御信号を作成する。詳しくは、日本国特許第４７３６９４２号公報に記載された構成を採用することができる。なお、上記点火信号ＩＧｔに基づく第一巻線１２Ｂへの通電期間の設定、並びに二次電流Ｉ２の指令値及び放電維持制御の終了時期の設定は、他の実施形態及びそれらの変更例にも適用することができる。
【０１５７】
・上記各実施形態において、ＭＯＳＦＥＴを想定していたスイッチング素子（第三スイッチング素子１４や第二スイッチング素子１６）は、ＭＯＳＦＥＴに代わり、ＩＧＢＴやパワートランジスタ、サイリスタ、トライアックなどを用いてもよい。同様に、ＩＧＢＴを想定していたスイッチング素子（第一スイッチング素子１５）は、ＭＯＳＦＥＴやパワートランジスタ、サイリスタ、トライアックなどを用いてもよい。
【０１５８】
・上記各実施形態において、第一スイッチング素子１５には、第五ダイオード１５Ｄ（図１に点線で例示）が逆並列に接続されていてもよい。仮に第一実施形態において、電流還流経路Ｌ１がない状態で放電維持制御を実施した場合、第二巻線１２Ｃへ流れる一次電流Ｉ１が第一スイッチング素子１５に逆並列に接続される第五ダイオード１５Ｄと、第一巻線１２Ｂと、を介して第二巻線１２Ｃから第二スイッチング素子１６へと流れる電流が還流することになる。この場合、還流する電流は第一巻線１２Ｂの影響を受けることでその電流の大きさが小さくなり、それに伴って二次コイル１３に生じる二次電流Ｉ２が小さくなるなど、その制御性が低下するおそれがある。この点、電流還流経路Ｌ１が設けられることで、放電維持制御中に電流還流経路Ｌ１を介して第二巻線１２Ｃへと電流が還流することになる。これにより、点火プラグ２０に流れる二次電流Ｉ２が小さくなることを抑制することができるため、第一スイッチング素子１５に第五ダイオード１５Ｄが逆並列に接続される構成に対して本点火システム１０は好適な構成といえる。
【０１５９】
・上記各実施形態では、２〜３ｋＶの範囲内で放電維持電圧を設定していた。このことについて、例えば放電維持電圧をエンジン６０の燃焼状態に合わせて、３ｋＶよりも大きな値、又は２ｋＶよりも小さい値に設定してもよい。
【０１６０】
・第一実施形態及び第二実施形態では、カソード側が第二スイッチング素子１６に接続されており、アノード側が第二巻線１２Ｃにおける第二スイッチング素子１６側の端部に接続されている第三ダイオード１９が設けられていた。また、第三実施形態では、カソード側が接地側に接続されており、アノード側が第二巻線１２Ｃにおける中間タップ１２Ａ側とは反対側の端部に接続されている第三ダイオード１９が設けられていた。このことについて、第三ダイオード１９を設けない構成として、第二スイッチング素子１６や第三スイッチング素子１４に逆流防止機能を備えた素子（ダイオード）が備わっていてもよい。
【０１６１】
・上記各実施形態では、点火制御回路３０は、エンジンＥＣＵから受信した点火信号ＩＧｔに基づいて各制御信号を生成して制御していたが、これに限定されるものではなく、各制御信号の内の任意の制御信号を個別にエンジンＥＣＵから受信して制御するようにしてもよい。
【０１６２】
・上記各実施形態では、ケース５０内に電源部１７や点火プラグ２０を除く点火システム１０を収容していた。このことについて、ケース５０内に収容する点火システム１０の構成を減らしてもよい。例えば、点火制御回路３０を削除し、点火制御回路３０が実施する制御を、ケース５０の外部に存在するエンジンＥＣＵに実施させる構成としてもよい。この場合、エンジンＥＣＵが点火制御回路に該当することとなる。
【０１６３】
・上記各実施形態では、電流還流経路にダイオードを設ける例（第一実施形態における電流還流経路Ｌ１の第一ダイオード１８などが該当）で説明したが、これに限定されるものではなく、例えば半導体スイッチ素子を設けて、還流動作のときに閉じるような開閉制御を実施してもよい。
【符号の説明】
【０１６４】
１１…点火コイル、１２…一次コイル、１２Ｂ…第一巻線、１２Ｃ…第二巻線、１３…二次コイル、１４…第三スイッチング素子、１５…第一スイッチング素子、１６…第二スイッチング素子、１７…電源部、２０…点火プラグ、３０…点火制御回路、６０…エンジン、Ｌ１、Ｌ４、Ｌ７…電流還流経路。
【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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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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【図２７】
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【図２８】
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【図２９】
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【図３０】
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【図３１】
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【図３２】
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【図３３】
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【図３４】
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【図３５】
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【図３６】
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【図３７】
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