(57)【要約】【課題】スイッチに過電圧が印加された場合にスイッチを保護するとともに、火花放電を維持させる場合に、２次電流が急激に低下することを抑制することが可能な点火装置を提供すること。【解決手段】点火装置（１０）は、第１巻線（１１ａ）と第２巻線（１１ｂ）との間の接続点（１４）に電源（９０）が接続される１次コイル（１１）と、１次コイルと磁気的に結合される２次コイル（２１）を備える。また、点火装置は、第１巻線と直列に接続された第１スイッチ（３１）と、第２巻線に対して接続点と反対側に直列に接続された第２スイッチ（３２）と、第２スイッチと直列に接続された第３スイッチ（３３）と、を備える。また、点火装置は、第２スイッチと第３スイッチとの間にアノードが接続され、カソードが接続点に接続されたダイオード（４４）と、各スイッチの開閉制御を実行するスイッチ制御部（６０）と、を備える。【選択図】      図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
点火プラグ（８０）に火花放電を生じさせる点火装置（１０）において、
第１巻線（１１ａ）及び前記第１巻線と直列に接続された第２巻線（１１ｂ）を有し、前記第１巻線と前記第２巻線との間の接続点（１４）に電源（９０）が接続される１次コイル（１１）と、
前記点火プラグに接続され、前記１次コイルと磁気的に結合される２次コイル（２１）と、
前記接続点よりも前記第１巻線側に設けられ、前記第１巻線と直列に接続された第１スイッチ（３１）と、
前記第２巻線に対して前記接続点と反対側に直列に接続された第２スイッチ（３２）と、
グランドと前記第２スイッチとの間に設けられ、前記第２スイッチと直列に接続された第３スイッチ（３３）と、
前記第２スイッチと前記第３スイッチとの間にアノードが接続され、カソードが前記接続点に接続されたダイオード（４４）と、
前記第１スイッチ、前記第２スイッチ、及び前記第３スイッチの開閉制御を実行するスイッチ制御部（６０）と、を備える点火装置。
【請求項２】
前記スイッチ制御部は、前記火花放電を開始させる場合、前記第２スイッチを開放させるとともに、前記第１スイッチを閉鎖させて前記電源から前記第１巻線へ通電させた後、前記第１スイッチを開放させて前記電源から前記第１巻線への通電を遮断させる請求項１に記載の点火装置。
【請求項３】
前記スイッチ制御部は、前記火花放電を開始させた後、前記火花放電を維持させる場合、前記第２スイッチを閉鎖させ、当該第２スイッチを閉鎖させたまま、前記第３スイッチを開閉させる請求項１又は２に記載の点火装置。
【請求項４】
前記２次コイルに流れる２次電流を検出する２次電流検出部（４７）を備え、
前記スイッチ制御部は、前記火花放電を維持させる場合、前記２次電流検出部により検出された前記２次電流に基づき、前記第３スイッチを開閉させる請求項３に記載の点火装置。
【請求項５】
前記スイッチ制御部は、前記火花放電を維持させるか否かに関わらず、前記火花放電を開始させる場合、前記火花放電を開始させた後、前記第２スイッチを閉鎖させる請求項１〜４のうちいずれか１項に記載の点火装置。
【請求項６】
前記接続点と前記電源との間に設けられ、前記電源側にアノードが接続され、前記接続点側にカソードが接続される逆流防止ダイオード（４５）を備える請求項１〜５のうちいずれか１項に記載の点火装置。
【請求項７】
前記第２スイッチと前記第３スイッチとの間に接続されるダイオードであって、アノードが前記第２スイッチ及び前記ダイオードのアノードに接続され、カソードが前記第３スイッチに接続される逆流防止ダイオード（４５）を備える請求項１〜５のうちいずれか１項に記載の点火装置。
【請求項８】
前記２次コイルの巻数を前記第２巻線の巻数で割った値である巻数比が、前記火花放電を維持させる場合において必要な放電維持電圧を前記電源の印加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１〜７のうちいずれか１項に記載の点火装置。
【請求項９】
前記第１巻線に電圧を印加する電源は、車載電源であり、かつ、前記第２巻線に電圧を印加する電源と共用される請求項１〜８のうちいずれか１項に記載の点火装置。
【請求項１０】
前記１次コイルと、前記２次コイルと、前記第１スイッチと、前記第２スイッチと、前記第３スイッチと、前記ダイオード（４４）と、前記スイッチ制御部は、点火コイルのケース（５０）内に収容される請求項１〜９のうちいずれか１項に記載の点火装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は内燃機関に用いられる点火装置に関するものである。
【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装置としては、例えば特許文献１に開示されるように、１次コイルの巻線の途中に中間タップを備えたものがある。この点火装置では、中間タップから１次コイルの一端までの巻線（以下、第１巻線と示す）に電流を流すことにより、点火プラグにおいて主点火を開始させる。その後、エネルギ投入用スイッチをオンして、１次コイルの中間タップから他端までの巻線（以下、第２巻線と示す）に電流を流すことにより、２次コイルにおいて、主点火を開始させる際に流れる電流（２次電流）と同方向に電流を順次追加して流させていた。これにより、点火プラグにおいて火花放電を維持させることができる。
【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、上記点火装置では、昇圧回路を用いることなく、点火プラグにおいて火花放電を維持させることが可能な大きさの２次電圧を２次コイルに発生させるため、第２巻線と２次コイルとの巻数比を大きくする必要がある。例えば、第２巻線と２次コイルとの巻数比を、数百倍としている。このため、第２巻線のインピーダンスが小さくなり、電源端子側から過電圧が印加される異常時において、エネルギ投入用スイッチに過電圧が印加され、破壊にいたったりする虞があり、保護回路の追加などで点火装置が大型化しやすいという点に、本願発明者は着目した。
【０００６】
また、上記点火装置では、エネルギ投入用スイッチをオフにしたときの１次電流（１次コイルに流れる電流）の遮断により、２次電流（２次コイルに流れる電流）が急激に低下するという問題もある。２次電流が急激に低下すると火花放電を維持できなくなる虞がある。
【０００７】
本発明は、上記課題を解決するためになされたものである。その主たる目的は、スイッチに過電圧が印加された場合にスイッチを保護するとともに、火花放電を維持させる場合に、２次電流が急激に低下することを抑制することが可能な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】
【０００８】
上記課題を解決するための第１の手段は、点火プラグに火花放電を生じさせる点火装置において、第１巻線及び前記第１巻線と直列に接続された第２巻線を有し、前記第１巻線と前記第２巻線との間の接続点に電源が接続される１次コイルと、前記点火プラグに接続され、前記１次コイルと磁気的に結合される２次コイルと、前記接続点よりも前記第１巻線側に設けられ、前記第１巻線と直列に接続された第１スイッチと、前記第２巻線に対して前記接続点と反対側に直列に接続された第２スイッチと、グランドと前記第２スイッチとの間に設けられ、前記第２スイッチと直列に接続された第３スイッチと、前記第２スイッチと前記第３スイッチとの間にアノードが接続され、カソードが前記接続点に接続されたダイオードと、前記第１スイッチ、前記第２スイッチ、及び前記第３スイッチの開閉制御を実行するスイッチ制御部と、を備える。
【０００９】
上記構成によれば、第１スイッチを閉鎖させて電源から第１巻線へ通電させた後、第１スイッチを開放させて電源から第１巻線への通電を遮断させることで、点火プラグに火花放電を生じさせ、２次コイルに２次電流を流すことができる。また、火花放電の開始後、第２スイッチ及び第３スイッチを閉鎖させることにより、電源から第２巻線へ通電させることができる。これにより、２次コイルに流れる前記２次電流と同じ方向に電流を重畳して流すことができ、火花放電を維持させることができる。
【００１０】
また、火花放電を維持させる場合において、第２スイッチを閉鎖させたまま、第３スイッチを開放させると、電源からの電流は遮断されるが、ダイオードを介して第２巻線に電流が第２巻線のインダクタンスにより還流し減衰させることができる。このため、火花放電を維持させる場合において、第２巻線に流れる電流が急激に低下することを防止し、２次コイルに流れる２次電流が急激に低下することを抑制することができる。
【００１１】
また、第２スイッチと第３スイッチは直列に接続されている。このため、電源側から過電圧が印加される異常が発生した場合であっても、第２スイッチ及び第３スイッチにそれぞれ印加される電圧を分担させることができる。なお、第２巻線のインピーダンスは、第１巻線と比較して小さく設定する本願の形態において、電源側から過電圧が印加される異常が発生した場合であっても、第２スイッチ及び第３スイッチを保護することができるという効果を得ることができる。
【００１２】
以上により、電源側から過電圧が印加された場合にスイッチの保護を図るとともに、火花放電を維持させる場合に２次電流が急激に低下することを抑制することができる。
【００１３】
第２の手段において、前記スイッチ制御部は、前記火花放電を開始させる場合、前記第２スイッチを開放させるとともに、前記第１スイッチを閉鎖させて前記電源から前記第１巻線へ通電させた後、前記第１スイッチを開放させて前記電源から前記第１巻線への通電を遮断させる。
【００１４】
上記構成によれば、火花放電を開始させる場合、電源から第２巻線へ電流が流れることを防止し、第１巻線と磁気回路を共有する第２巻線に磁界が発生しないようにするとともに、第１巻線の通電によって発生する第２巻線の電圧による電流が流れないようにすることができる。これにより、第１巻線に流れる電流で発生する磁界が低下することを防止して、適切に火花放電を開始させることができる。
【００１５】
第３の手段において、前記スイッチ制御部は、前記火花放電を開始させた後、前記火花放電を維持させる場合、前記第２スイッチを閉鎖させ、当該第２スイッチを閉鎖させたまま、前記第３スイッチを開閉させる。
【００１６】
上記構成によれば、火花放電を開始させた後、第２スイッチを閉鎖させ、当該第２スイッチを閉鎖させたまま、第３スイッチを開閉させることにより、電源から第２巻線への通電と停止を繰り返すことができる。これにより、２次コイルに流れる火花放電の２次電流と同じ方向に電流を重畳して流すことができ、火花放電を維持させることができる。
【００１７】
また、火花放電を維持させる場合において、第２スイッチを閉鎖させたまま、第３スイッチを開放させると、ダイオードを介して第２巻線に電流が還流する。このため、火花放電を維持させる場合において、第２巻線に流れる電流が急激に低下することを防止し、２次コイルに流れる２次電流が急激に低下することを抑制することができる。
【００１８】
第４の手段において、前記２次コイルに流れる２次電流を検出する２次電流検出部を備え、前記スイッチ制御部は、前記火花放電を維持させる場合、前記２次電流検出部により検出された前記２次電流に基づき、前記第３スイッチを開閉させる。
【００１９】
上記構成によれば、２次電流を検出し、検出した２次電流に基づき、第３スイッチを開閉させるため、２次電流を適切な値に維持することが確実にできる。
【００２０】
第５の手段において、前記スイッチ制御部は、前記火花放電を維持させるか否かに関わらず、前記火花放電を開始させる場合、前記火花放電を開始させた後、放電が開始されているはずの所定の時間後に前記第２スイッチを閉鎖させる。
【００２１】
例えば、点火プラグがはずれており、２次コイルに電流が流れない状態で、火花放電を開始させるために第１スイッチを開閉させた場合、２次コイルには負極性から始まる極性が交番しながら減衰する高電圧が発生する。２次コイルに交番した高電圧が発生すると第２巻線にも交番した無負荷の高電圧が巻数比に応じて発生する可能性がある。そして、第２巻線に正極性の高電圧が発生する際、第２スイッチ及び第３スイッチに過電圧が印加される可能性がある。そこで、上記構成では、スイッチ制御部は、火花放電の維持に関わらず、火花放電の開始後、放電が開始されているはずの所定の時間後でかつ、無負荷の２次電圧の極性が反転した最初の時点以前で第２スイッチを閉鎖させることとしている。これにより、仮に第２巻線に正極性の高電圧が発生したとしても、第２スイッチを閉鎖させることにより、第２巻線、第２スイッチ、及びダイオードを介して電流を還流させることができ、第２スイッチ及び第３スイッチに２次電圧による正極性の過電圧が印加されることを抑制できる。
【００２２】
第６の手段において、前記接続点と前記電源との間に設けられ、前記電源側にアノードが接続され、前記接続点側にカソードが接続される逆流防止ダイオードを備える。
【００２３】
一般に、第２スイッチ及び第３スイッチは、逆並列に接続されたボディダイオード等を備えている。このため、電源が逆接続されると、ボディダイオードなどを介して、回路に大電流が流れる虞がある。これに対して、上記構成によれば、逆流防止ダイオードにより、電源が逆接続された場合であっても、回路を保護することができる。特に第２巻線のインピーダンスが小さい場合であっても、回路に大きな電流が流れることを防止することができる。
【００２４】
第７の手段において、前記第２スイッチと前記第３スイッチとの間に接続されるダイオードであって、アノードが前記第２スイッチ及び前記ダイオードのアノードに接続され、カソードが前記第３スイッチに接続される逆流防止ダイオードを備える。
【００２５】
一般に、第２スイッチ及び第３スイッチは、逆並列に接続されたボディダイオード等を備えている。このため、電源が逆接続されると、ボディダイオードなどを介して、回路に大電流が流れる虞がある。これに対して、上記構成によれば、逆流防止ダイオードにより、電源が逆接続された場合であっても、回路を保護することができる。特に第２巻線のインピーダンスが小さい場合であっても、回路に大きな電流が流れることを防止することができる。
【００２６】
また、逆流防止ダイオードを接続点と電源との間に設ける場合と比較して、逆流防止ダイオードに火花放電開始のための第１巻線への通電電流を流すことができないため、発熱量を抑えることができる。逆流防止ダイオードによって、電源から第１巻線に印加される電圧が低下することも抑制できる。なお、このようにしても、第１巻線は、第２巻線と比較してインピーダンスを大きくすることができるため、電源が逆接続されても、第１スイッチに大きな電流が流れにくい。
【００２７】
第８の手段において、前記２次コイルの巻数を前記第２巻線の巻数で割った値である巻数比が、前記火花放電を維持させる場合において必要な放電維持電圧を前記電源の印加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。
【００２８】
上記構成によれば、火花放電を維持させる際、昇圧回路なしで、エネルギ投入が可能となる。
【００２９】
第９の手段において、前記第１巻線に電圧を印加する電源は、車載電源であり、かつ、前記第２巻線に電圧を印加する電源と共用される。
【００３０】
上記構成によれば、点火装置内に電源が必要ないため、点火装置の小型化をすることができる。車載電源を利用することにより、特別な電源が必要なくなり、小型化できる。車載電源を共用することにより、複数の電源が必要なくなり、小型化できる。
【００３１】
第１０の手段において、前記１次コイルと、前記２次コイルと、前記第１スイッチと、前記第２スイッチと、前記第３スイッチと、前記ダイオードと、前記スイッチ制御部は、点火コイルのケース内に収容される。
【００３２】
上記構成によれば、点火コイルのケース内に収容することにより、車両での搭載性を向上させ、また、配線を削減できる。
【図面の簡単な説明】
【００３３】
【図１】点火装置の電気的構成を示す回路図。
【図２】多気筒のエンジンに適用される点火装置を示す図。
【図３】点火コイルのケースを示す断面図。
【図４】主点火が行われる際の回路図。
【図５】主点火が行われる際のタイムチャート。
【図６】（ａ）及び（ｂ）は、エネルギ投入点火が行われる際の回路図。
【図７】エネルギ投入点火が行われる際のタイムチャート。
【図８】点火装置の変更例の電気的構成を示す回路図。
【発明を実施するための形態】
【００３４】
以下、車両に搭載される多気筒のガソリンエンジン（内燃機関）の点火装置に具現化した一実施形態について、図面を参照しつつ説明する。なお、以下の各実施形態相互において、互いに同一もしくは均等である部分には、図中、同一符号を付してある。エンジンは、例えば希薄燃焼（リーンバーン）が可能な筒内直接噴射式のエンジンであり、気筒内に混合気の旋回流（タンブル流やスワール流等）を生じさせる旋回流コントロール部を備える。点火装置は、所定の点火タイミング（点火時期）において、エンジンの燃焼室内の混合気に点火（着火）を行う。点火装置は、各気筒の点火プラグに対応した点火コイルを用いるＤＩ（Ｄｉｒｅｃｔ  Ｉｇｎｉｔｉｏｎ）タイプの点火装置である。
【００３５】
図１に示すように、点火装置１０は、エンジン制御の中枢を成すＥＣＵ７０（Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ  Ｃｏｎｔｒｏｌ  Ｕｎｉｔ）から与えられる指示信号（主点火信号ＩＧＴ及びエネルギ投入信号ＩＧＷ）に基づいて、点火コイルの１次コイル１１の通電を制御する。そして、点火装置１０は、１次コイル１１の通電を制御することで点火コイルの２次コイル２１に生じる電気エネルギを制御して、点火プラグ８０に生じる火花放電を制御する。
【００３６】
ＥＣＵ７０は、各種センサから取得したエンジンパラメータ（暖機状態、エンジン回転速度、エンジン負荷等）や、エンジン１００の制御状態（希薄燃焼の有無、旋回流の程度等）に応じて、点火方式を選択し、点火方式に応じて主点火信号ＩＧＴ及びエネルギ投入信号ＩＧＷを生成して出力する。
【００３７】
より詳しく説明すると、ＥＣＵ７０は、エンジン回転速度とエンジン負荷とに応じて、主点火（誘導放電主点火）と、主点火に重畳させて実施するエネルギ投入点火とを選択して実行させるように構成されている。主点火は、最も消費エネルギ−が少なくかつ火花エネルギも少ない方式であり、例えば、ストイキ領域で運転する場合に好適な方式である。エネルギ投入点火は、点火プラグ８０に継続して同じ極性の２次電流Ｉｂを流し続けるために最も多くの投入エネルギが必要とされる方式である。しかし、エネルギ投入点火は、過給やＥＧＲの投入でエンジン内の気流速度が速く、火花が気流によって流されて伸ばされたり、吹き消されたりする場合に好適な方式である。
【００３８】
ＥＣＵ７０は、主点火を実行させる場合には、主点火信号ＩＧＴのみ出力する。一方、ＥＣＵ７０は、エネルギ投入点火を実行させる場合には、主点火信号ＩＧＴの出力に加え、エネルギ投入信号ＩＧＷを出力する。
【００３９】
点火装置１０は、１次コイル１１、２次コイル２１、スイッチング素子３１〜３３、ダイオード４１〜４６、電流検出回路４７、及び制御回路６０を備えている。
【００４０】
図２に示すように、点火プラグ８０及び点火装置１０は、エンジン１００の気筒毎に搭載されている。そして、点火装置１０は点火プラグ８０毎に設けられているが、ここでは１つの点火プラグ８０に対応する構成を例に説明する。
【００４１】
なお、点火装置１０の各構成は、図３に示すように、点火コイルのケース５０内に収容され、エンジン１００に取り付けられている。これにより、配線を削減することができ、また点火装置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。
【００４２】
点火プラグ８０は、周知の構成からなり、図１に示すように、出力端子を介して２次コイル２１の一端に接続される中心電極と、エンジン１００のシリンダヘッド等を介してＧＮＤ（グランド）に接続（接地）される外側電極とを備えている。２次コイル２１の他端は、ダイオード４６及び電流検出抵抗４７ａを介してＧＮＤに接続（接地）されている。ダイオード４６のアノードが２次コイル２１に接続されており、カソードが電流検出抵抗４７ａに接続されている。
【００４３】
電流検出抵抗４７ａは、２次コイル２１に流れる２次電流Ｉｂを検出する２次電流検出部としての電流検出回路４７を構成するものである。電流検出回路４７は、検出した２次電流Ｉｂに応じた信号を制御回路６０に出力する。ダイオード４６は、１次コイル１１の通電開始時に発生する不要な電圧による火花放電を抑制する。そして、点火プラグ８０は、２次コイル２１に生じる電気エネルギにより、中心電極と外側電極との間で火花放電を生じさせる。
【００４４】
点火コイルは、１次コイル１１と、１次コイル１１に磁気的に結合された２次コイル２１とを備えている。２次コイル２１の巻線数は、１次コイル１１の巻線数よりも多くなっている。
【００４５】
１次コイル１１は、第１端子１２、第２端子１３、中間タップ１４を備えている。１次コイル１１において、第１端子１２と中間タップ１４との間の巻線が第１巻線１１ａであり、中間タップ１４と第２端子１３との間の巻線が第２巻線１１ｂである。すなわち、１次コイル１１は、第１巻線１１ａ及び第１巻線１１ａと直列に接続された第２巻線１１ｂを有する。そして、１次コイル１１は、第１巻線１１ａに対して、第１巻線１１ａと第２巻線１１ｂとの間の接続点としての中間タップ１４とは反対側に第１端子１２を有し、第２巻線１１ｂに対して、中間タップ１４の反対側に第２端子１３を有する。
【００４６】
中間タップ１４は、逆流防止ダイオード４５を介して、電源としてのバッテリ９０と接続されている。バッテリ９０は、例えば周知の鉛バッテリであり、１２Ｖの電圧を供給する。このバッテリ９０は、車載されている電源である。逆流防止ダイオード４５のアノードがバッテリ９０に接続されており、カソードが中間タップ１４に接続されている。
【００４７】
１次コイル１１の第１端子１２は、第１スイッチとしてのスイッチング素子３１に接続されている。スイッチング素子３１は、例えば、パワートランジスタやＩＧＢＴ等の半導体スイッチング素子である。スイッチング素子３１の出力側の端子が、ＧＮＤに接続（接地）されている。すなわち、スイッチング素子３１は、第１端子１２とＧＮＤとの間に設けられており、第１巻線１１ａと直列に接続されている。このスイッチング素子３１は、制御回路６０からの信号に基づいて、第１端子１２とＧＮＤとの間を断続するように構成されている。
【００４８】
なお、スイッチング素子３１には、ダイオード４１が並列に接続されていても良い。このダイオード４１のアノードは、ＧＮＤに接続（接地）されており、カソードは、第１端子１２とスイッチング素子３１との間に接続されている。
【００４９】
第２端子１３は、第２スイッチとしてのスイッチング素子３２、及び第３スイッチとしてのスイッチング素子３３を介してＧＮＤに接続されている。第２巻線１１ｂと、スイッチング素子３２と、スイッチング素子３３は、直列に接続されている。スイッチング素子３２，３３は、例えば、それぞれパワートランジスタやＭＯＳ型トランジスタ等の半導体スイッチング素子である。
【００５０】
すなわち、スイッチング素子３２は、第２端子１３とスイッチング素子３３との間に設けられており、制御回路６０からの信号に基づいて、第２端子１３とスイッチング素子３３との間を断続するように構成されている。スイッチング素子３３は、スイッチング素子３２とＧＮＤとの間に設けられており、制御回路６０からの信号に基づいて、スイッチング素子３２とＧＮＤとの間を断続するように構成されている。
【００５１】
また、スイッチング素子３２とスイッチング素子３３は、それぞれダイオード４２、４３と並列に接続されている。ダイオード４２，４３は、それぞれＭＯＳ型トランジスタの寄生ダイオードであってもよい。ダイオード４２のアノードは、スイッチング素子３２とスイッチング素子３３の間に接続されており、ダイオード４２のカソードは、スイッチング素子３２と第２端子１３との間に接続されている。ダイオード４３のアノードは、スイッチング素子３３とＧＮＤとの間に接続されており、ダイオード４３のカソードは、スイッチング素子３２とスイッチング素子３３との間に接続されている。
【００５２】
スイッチング素子３２とスイッチング素子３３との間には、ダイオード４４のアノードが接続されている。このダイオード４４のカソードは、中間タップ１４に接続されている。すなわち、ダイオード４４のカソードは、中間タップ１４と逆流防止ダイオード４５の間に接続されている。このダイオード４４は、トランジスタやＭＯＳ等を使ったダイオードでも構わない。
【００５３】
制御回路６０（スイッチ制御部に相当）は、入出力インターフェース、駆動回路６１〜６３、ディレイ回路６４、設定回路６５、フィードバック回路６６等を備えている。制御回路６０は、ＥＣＵ７０からの指示信号及び電流検出回路４７の出力等に基づいて、スイッチング素子３１〜３３の開閉状態（断続状態、オンオフ状態）を制御する。これにより、制御回路６０は、「主点火（誘導放電主点火）」、及び「エネルギ投入点火」の２方式の点火を選択し実行する。以下、制御回路６０について詳しく説明する。
【００５４】
駆動回路６１は、ＥＣＵ７０からの主点火信号ＩＧＴを入力するように構成されている。そして、駆動回路６１は、主点火信号ＩＧＴを入力している期間において（ハイ状態中に）、スイッチング素子３１を閉鎖（接続状態、オン状態に）させるようにスイッチング素子３１に対して信号を出力する（ハイ状態とする）。
【００５５】
駆動回路６２は、ディレイ回路６４からの信号を入力するように構成されている。そして、駆動回路６２は、ディレイ回路６４からの信号を入力している期間において（ハイ状態中に）、スイッチング素子３２を閉鎖（接続状態、オン状態に）させるように、スイッチング素子３２に対して信号を出力する（ハイ状態とする）。
【００５６】
駆動回路６３は、フィードバック回路６６からの信号を入力するように構成されている。そして、駆動回路６３は、フィードバック回路６６からの信号を入力している期間において（ハイ状態中に）、スイッチング素子３３を閉鎖（接続状態、オン状態に）させるように、スイッチング素子３３に対して信号を出力する（ハイ状態とする）。
【００５７】
ディレイ回路６４は、主点火信号ＩＧＴ及びエネルギ投入信号ＩＧＷを入力するように構成されている。そして、ディレイ回路６４は、主点火信号ＩＧＴがハイ状態からロー状態に遷移した時（立下りエッジを入力した時）から所定の時間Ｔ１を経過した後、駆動回路６２に信号を出力する（ハイ状態とする）。この時間Ｔ１は、主点火が開始されプラグ電極間での飛び火が発生して２次電流が発生する時間以上に設定することで、エネルギ投入動作による第２巻線１１ｂへの電流投入が主点火動作に影響を与えないようにしている。
【００５８】
このとき、ディレイ回路６４は、主点火信号ＩＧＴがハイ状態からロー状態に遷移した時に、エネルギ投入信号ＩＧＷが入力されていなければ（ハイ状態となっていなければ）、所定の時間Ｔ２だけ信号を出力する（ハイ状態とする）。一方、ディレイ回路６４は、エネルギ投入信号ＩＧＷが入力されている場合、所定の時間Ｔ２の経過前であっても、エネルギ投入信号ＩＧＷに基づき、駆動回路６２への信号の出力を停止する（ロー状態とする）。より具体的には、ディレイ回路６４は、エネルギ投入信号ＩＧＷの入力が停止された場合（ハイ状態からロー状態に遷移した場合）、駆動回路６２への信号の出力を停止する（ロー状態とする）。なお、所定の時間Ｔ２は、エネルギ投入信号ＩＧＷの入力時間の最大値よりも大きくして、エネルギ投入信号ＩＧＷが入力されている間は確実にエネルギ投入するように構成することが望ましい。
【００５９】
設定回路６５は、主点火信号ＩＧＴとエネルギ投入信号ＩＧＷの立ち上がり時間差（ロー状態からハイ状態に遷移した時の時間差）に基づき、目標２次電流の上限値と下限値を設定する。目標２次電流の上限値と下限値は、エネルギ投入点火が行われる際に、エンジン１００の運転状態などから点火プラグ８０に流れていることが望ましい値をもとに、２次コイル２１に流れていることが望ましい２次電流Ｉｂの範囲が求められ、それを示すものである。
【００６０】
具体的には、設定回路６５は、主点火信号ＩＧＴがロー状態からハイ状態に遷移した時から、エネルギ投入信号ＩＧＷがロー状態からハイ状態に遷移した時までの時間を計測し、計測した時間に応じて、上限値及び下限値をそれぞれ決定する。上限値及び下限値は、計測した時間に応じて予め記憶されている。その後（例えば、主点火信号ＩＧＴがハイ状態からロー状態に遷移した時から所定の時間Ｔ１を経過した後）、設定回路６５は、決定した上限値及び下限値を、フィードバック回路６６に出力して、上限値及び下限値をフィードバック回路６６に設定する。
【００６１】
なお、ＥＣＵ７０は、エネルギ投入点火を選択する場合、エンジン１００の運転状態に応じて下限値及び上限値を変更させるべく、エンジン１００の運転状態に応じて主点火信号ＩＧＴとエネルギ投入信号ＩＧＷの立ち上がり時間差を変更して、主点火信号ＩＧＴとエネルギ投入信号ＩＧＷを出力する。
【００６２】
フィードバック回路６６は、目標２次電流が設定された後、エネルギ投入信号ＩＧＷの入力期間中、電流検出回路４７により検出された２次電流Ｉｂと目標２次電流との比較に基づき、駆動回路６３に信号を出力する。具体的には、フィードバック回路６６は、エネルギ投入信号ＩＧＷの入力期間中（ハイ状態である期間中）、電流検出回路４７により検出される２次電流Ｉｂが、目標２次電流の下限値と上限値との間に維持されるように、駆動回路６３への信号の出力（ハイ状態とする）及び出力停止（ロー状態とする）を切り替える。
【００６３】
次に、図４に基づき、主点火が行われる際の態様について説明する。同図に示すように、スイッチング素子３２，３３が開放されて、ＧＮＤと第２端子１３との間が切断（通電が遮断）された後、スイッチング素子３１が閉鎖されて、第１端子１２とＧＮＤとの間が接続（通電が許可）される。これにより、バッテリ９０から第１巻線１１ａへの通電が行われる。その際、中間タップ１４から第１端子１２へ１次電流Ｉａが流れる。図４では、通電している経路を実線で示し、通電していない経路を破線で示す。
【００６４】
第１巻線１１ａの通電開始時に２次コイル２１に流れようとする２次電流Ｉｂは、ダイオード４６により阻止される。また、主点火が行われる際、スイッチング素子３２，３３が開放されているため、バッテリ９０から第２巻線１１ｂに電流が流れることがなく、第１巻線１１ａに流れる電流が第２巻線１１ｂの電流によって減少することが抑制される。
【００６５】
その後、スイッチング素子３１が開放されて、第１端子１２とＧＮＤとの間が切断されることで、２次コイル２１に高電圧が発生し、点火プラグ８０において主点火が実行され、火花放電が開始される。このとき、２次コイル２１に２次電流Ｉｂが流れる。
【００６６】
図５に基づき、主点火が行われる場合において、各種信号の入力タイミング及び電流の変化態様について説明する。図５では、主点火信号ＩＧＴを「ＩＧＴ」と示し、エネルギ投入信号ＩＧＷを「ＩＧＷ」と示す。また、図５では、第１巻線１１ａに流れる電流（１次電流）を「Ｉａ」で示し、２次コイル２１に流れる電流（２次電流）を「Ｉｂ」で示す。また、図５では、制御回路６０（より詳しくは、駆動回路６１）からスイッチング素子３１への信号を「ｓｗ３１」で示す。また、図５では、制御回路６０（より詳しくは、駆動回路６２）からスイッチング素子３２への信号を「ｓｗ３２」で示す。また、図５では、制御回路６０（より詳しくは、駆動回路６３）からスイッチング素子３３への信号を「ｓｗ３３」で示す。
【００６７】
図５に示すように、制御回路６０の駆動回路６１は、ＥＣＵ７０からの主点火信号ＩＧＴがハイ状態である期間（時点Ｐ１１〜Ｐ１２）に亘って、スイッチング素子３１を閉鎖させるように制御する（オン状態、接続状態となるように制御する。以下同じ）。すなわち、駆動回路６１は、時点Ｐ１１から時点Ｐ１２において、スイッチング素子３１への信号を出力する（ハイ状態とする）。これにより、第１巻線１１ａに、バッテリ９０から電圧（バッテリ電圧）が印加され、１次電流Ｉａが流れる。
【００６８】
そして、１次電流Ｉａが増加し、主点火信号ＩＧＴがロー状態になった時点Ｐ１２で、駆動回路６１は、スイッチング素子３１を開放させるように制御する（オフ状態、切断状態となるように制御する。以下同じ）。すなわち、駆動回路６１は、時点Ｐ１２において、スイッチング素子３１への信号の出力を停止する（ロー状態とする）。これにより、１次コイル１１の第１巻線１１ａおよび２次コイル２１に高電圧が発生し、点火プラグ８０に火花放電が生じて、２次コイル２１に２次電流Ｉｂが流れる。その後、２次電流Ｉｂは減衰していく。２次電流Ｉｂが減衰していき、放電が維持できる最小の電流である放電維持電流よりも減少すると、点火プラグ８０での放電が終了する。
【００６９】
ところで、例えば、点火プラグ８０がはずれており、２次コイル２１に２次電流Ｉｂが流れない状態で、火花放電を開始させるためにスイッチング素子３１を開閉させた場合、２次コイル２１において負電圧と正電圧とが交番しながら減衰していく電圧の影響を受けて、第２巻線１１ｂにおいて負電圧と正電圧とが交番しながら減衰していく高電圧が発生する可能性がある。そして、第２巻線１１ｂに正電圧の高電圧が発生する際、スイッチング素子３２及びスイッチング素子３３に過電圧が印加される可能性がある。そこで、制御回路６０は、火花放電の維持に関わらず（エネルギ投入点火でない場合であっても）、火花放電の開始後（主点火後）、スイッチング素子３２を閉鎖させることとした。
【００７０】
より詳しく説明すると、制御回路６０のディレイ回路６４は、主点火信号ＩＧＴがハイ状態からロー状態に遷移した時点Ｐ１２から所定の時間Ｔ１を経過した時点Ｐ１３において、駆動回路６２に出力する（ハイ状態とする）。その際、ディレイ回路６４は、所定の時間Ｔ２だけ信号を駆動回路６２に出力する（ハイ状態とする）。
【００７１】
そして、制御回路６０の駆動回路６２は、ディレイ回路６４から信号を入力している期間（ハイ状態である期間）において、スイッチング素子３２を閉鎖（接続状態、オン状態に）させる。つまり、駆動回路６２は、時点Ｐ１３〜時点Ｐ１４において、スイッチング素子３２に対して信号を出力する（ハイ状態とする）。
【００７２】
このため、スイッチング素子３２は、主点火信号ＩＧＴがハイ状態からロー状態に遷移した時から所定の時間Ｔ１を経過した後、所定の時間Ｔ２だけ閉鎖することとなる。これにより、仮に第２巻線１１ｂに高電圧が発生したとしても、スイッチング素子３２を閉鎖させることにより、第２巻線１１ｂ、スイッチング素子３２、及びダイオード４４を介して電流を還流させることができ、スイッチング素子３２に過電圧が印加されることが抑制でき、スイッチング素子３２とスイッチング素子３３の耐圧を低く抑えることができ、小型で安価な点火装置１０にすることができる。
【００７３】
図６に基づき、エネルギ投入点火が行われる際の態様について説明する。図６では、通電している経路を実線で示し、通電していない経路を破線で示す。図６（ａ）に示すように、上記主点火の開始後、スイッチング素子３１が開放される一方、スイッチング素子３２及びスイッチング素子３３が閉鎖される。これにより、１次コイル１１の中間タップ１４から第２端子１３へ１次電流Ｉｅが流れる（エネルギ投入）。これに伴い、２次コイル２１に誘導放電と同じ方向の電圧が発生し、２次電流Ｉｂに電流が重畳される。
【００７４】
なお、エネルギ投入時、２次コイル２１に発生する電圧が、火花放電を維持させる場合において必要な放電維持電圧よりも高くなるように、第２巻線１１ｂと２次コイル２１の巻数比が設定されている。詳しくは、２次コイル２１の巻数を第２巻線１１ｂの巻数で割った値である巻数比が、火花放電を維持させる場合において必要な放電維持電圧をバッテリ９０の印加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ている。
【００７５】
ちなみに、火花放電を開始させる際、２次コイル２１に適切な電圧を発生させ、且つ適切な２次電流Ｉｂを流させるため、第１巻線１１ａの巻数は、第２巻線１１ｂの巻数よりも多くなっている。つまり、第１巻線１１ａの方が、第２巻線１１ｂよりもインピーダンスを大きくしている。
【００７６】
エネルギ投入に伴い、２次電流Ｉｂが徐々に大きくなっていく。そして、２次電流Ｉｂが所定の範囲内となるように、エネルギ投入を停止させ２次電流Ｉｂの増加を止めるため、スイッチング素子３３が開放される。
【００７７】
ところで、スイッチング素子３３が開放されると、２次電流Ｉｂの増加を停止することができるが、第２巻線１１ｂに流れる電流を停止してしまうと、２次電流Ｉｂが急激に減少してしまうこととなる。２次電流Ｉｂが急激に減少してしまうと、火花放電の維持ができなくなり火花放電が途切れる。火花放電が途切れた後に、エネルギ投入を再開しても第２巻線１１ｂによる発生電圧が低いため火花放電にいたらず、電流を流すことができずに、火花放電が終了してしまう可能性がある。
【００７８】
そこで、本実施形態の点火装置１０には、ダイオード４４が備えられている。このため、図６（ｂ）に示すように、スイッチング素子３３が開放された際、ダイオード４４→中間タップ１４→第２巻線１１ｂ→第２端子１３→スイッチング素子３２→ダイオード４４の還流経路により、還流電流が流れる。したがって、第２巻線１１ｂには、１次電流Ｉｅが緩やかに減衰しながら流れるため、２次電流Ｉｂの急激な減少も抑制され緩やかに低下していく。これにより火花放電の途切れを防止しつつ、所定の２次電流Ｉｂに制御することが容易となる。
【００７９】
以降、２次電流Ｉｂを所定の範囲内となるように、スイッチング素子３３が開閉される。これにより、点火プラグ８０においてエネルギ投入点火が実行され、火花放電が維持される。
【００８０】
図７に基づき、主点火後、エネルギ投入点火が行われる場合において、各種信号の入力タイミング及び電流の変化態様について説明する。図７における「ＩＧＴ」、「ＩＧＷ」「Ｉａ」、「Ｉｂ」、「ｓｗ３１」、「ｓｗ３２」、「ｓｗ３３」は、図５と同じ意味である。また、図７では、スイッチング素子３２に流れる電流を「Ｉ３２」で示し、スイッチング素子３３に流れる電流を「Ｉ３３」で示し、ダイオード４４に流れる電流を「Ｉ４４」で示す。なお、図７に示すように、エネルギ投入点火は、主点火信号ＩＧＴがハイ状態からロー状態に遷移した時、エネルギ投入信号ＩＧＷがハイ状態である場合に、制御回路６０によって行われる。
【００８１】
時点Ｐ２１において、主点火信号ＩＧＴがハイ状態となると、駆動回路６１は、スイッチング素子３１を閉鎖させるように制御する。すなわち、駆動回路６１は、スイッチング素子３１へ信号を出力する（ハイ状態とする）。これにより、第１巻線１１ａに、バッテリ９０から電圧（バッテリ電圧）が印加され、１次電流Ｉａが流れる。その後、スイッチング素子３１が開放されるまで（時点Ｐ２１〜Ｐ２３）、１次電流Ｉａが徐々に増加していく。
【００８２】
そして、主点火信号ＩＧＴがロー状態になった時点Ｐ２３において、駆動回路６１は、スイッチング素子３１を開放させるように制御する。すなわち、駆動回路６１は、スイッチング素子３１への信号の出力を停止する（ロー状態とする）。これにより、１次コイル１１の第１巻線１１ａおよび２次コイル２１に高電圧が発生し、点火プラグ８０に火花放電が生じて、２次コイル２１に２次電流Ｉｂが流れる。その後、エネルギ投入がされるまで（時点Ｐ２３〜時点Ｐ２４）、２次コイル２１の２次電流Ｉｂは、徐々に減少していく。
【００８３】
主点火信号ＩＧＴがハイ状態からロー状態に遷移した時点Ｐ２３から所定の時間Ｔ１を経過した時点Ｐ２４において、駆動回路６２は、ディレイ回路６４から信号を入力し、スイッチング素子３２を閉鎖させるように制御する。すなわち、時点Ｐ２４において、駆動回路６２は、スイッチング素子３２に対して信号を出力する（ハイ状態とする）。このため、スイッチング素子３２は、主点火信号ＩＧＴがハイ状態からロー状態に遷移した時点Ｐ２３から所定の時間Ｔ１を経過した後、閉鎖することとなる。
【００８４】
また、当該時点Ｐ２４において、設定回路６５により目標２次電流の上限値及び下限値がフィードバック回路６６に設定される。なお、目標２次電流の上限値及び下限値は、主点火信号ＩＧＴがロー状態からハイ状態に遷移した時点Ｐ２１から、エネルギ投入信号ＩＧＷがロー状態からハイ状態に遷移した時点Ｐ２２までの時間に応じて設定される。
【００８５】
そして、駆動回路６３は、目標２次電流が設定された後、エネルギ投入信号ＩＧＷがハイ状態である期間（時点Ｐ２４〜時点Ｐ２７）において、フィードバック回路６６からの信号に基づき、スイッチング素子３３の開閉を制御する。つまり、駆動回路６３は、フィードバック回路６６からの信号に基づき、２次電流Ｉｂが目標２次電流の下限値と上限値との間に維持されるように、スイッチング素子３３への信号の出力及び出力停止を切り替える。
【００８６】
例えば、制御回路６０は、２次電流Ｉｂの絶対値が、目標２次電流の下限値以下となった場合、時点Ｐ２４〜時点Ｐ２５に示すように、スイッチング素子３２，３３へ信号を出力し（ハイ状態とし）、スイッチング素子３２，３３を閉鎖させる。
【００８７】
これにより、１次コイル１１の中間タップ１４から第２端子１３へ１次電流Ｉｅが流れる（エネルギ投入）。すなわち、スイッチング素子３２に電流Ｉ３２（≒１次電流Ｉｅ）が流れ、スイッチング素子３３に電流Ｉ３３（≒１次電流Ｉｅ）が流れる。これに伴い、２次コイル２１に誘導放電と同じ方向の電圧が発生し、２次電流Ｉｂに電流が重畳され、２次電流Ｉｂが増加する。エネルギ投入に伴い、１次電流Ｉｅが増加していく。なお、その間、ダイオード４４には、電流が流れない。
【００８８】
また、例えば、制御回路６０は、２次電流Ｉｂの絶対値が、目標２次電流の上限値以上となった場合、時点Ｐ２５〜時点Ｐ２６に示すように、スイッチング素子３２を閉鎖させたまま、スイッチング素子３３への信号の出力を停止し（ロー状態とし）、スイッチング素子３３を開放させる。これにより、バッテリ９０から、第２巻線１１ｂへの電力供給（エネルギ投入）が停止される。
【００８９】
このとき、ダイオード４４→中間タップ１４→第２巻線１１ｂ→第２端子１３→スイッチング素子３２→ダイオード４４の還流経路により、第２巻線１１ｂのインダクタンスによる還流電流が流れる。すなわち、図７に示すように、スイッチング素子３２に電流Ｉ３２が流れるとともに、ダイオード４４にも電流Ｉ４４（≒Ｉ３２）が流れる。その一方、スイッチング素子３３には、電流Ｉ３３が流れない。
【００９０】
このように、第２巻線１１ｂには、還流電流が流れるため、１次電流Ｉｅの急激な減少が抑制され、２次電流Ｉｂの急激な減少が抑制され緩やかに低下していく。これにより所定の範囲内となるように、２次電流Ｉｂに制御することが容易となる。
【００９１】
以上のように、制御回路６０は、エネルギ投入信号ＩＧＷがハイ状態である期間（時点Ｐ２４〜時点Ｐ２７）において、２次電流Ｉｂが、目標２次電流の下限値と上限値との間に維持されるように、スイッチング素子３２，３３を制御する。
【００９２】
その後、エネルギ投入信号ＩＧＷがハイ状態からロー状態に遷移すると（時点Ｐ２７）、制御回路６０は、スイッチング素子３２，３３への信号の出力を停止し（ロー状態とし）、スイッチング素子３２，３３を開放させる。これにより、２次電流Ｉｂが減衰していき、放電が維持できる最小の電流である放電維持電流よりも減少すると、点火プラグ８０での放電が終了する。
【００９３】
なお、主点火信号ＩＧＴがハイ状態からロー状態に遷移する時点Ｐ２３から、エネルギ投入信号ＩＧＷがハイ状態からロー状態に遷移する時点Ｐ２７までの時間は、エンジン１００の運転状態等に基づき、ＥＣＵ７０により設定される。
【００９４】
以上詳述した上記実施形態によれば、次の優れた効果が得られる。
【００９５】
・この点火装置１０によれば、制御回路６０は、火花放電を開始させる場合、スイッチング素子３１を閉鎖させてバッテリ９０から第１巻線１１ａへ通電させた後、スイッチング素子３１を開放させてバッテリ９０から第１巻線１１ａへの通電を遮断させる。これにより、２次コイル２１に２次電流Ｉｂを流させ、点火プラグ８０に火花放電を生じさせることができる。また、制御回路６０は、火花放電を維持させる場合、火花放電の開始後、スイッチング素子３２及びスイッチング素子３３を閉鎖させることにより、バッテリ９０から第２巻線１１ｂへ通電させる。これにより、２次コイル２１に流れる放電２次電流Ｉｂと同じ方向に電流を重畳して流すことができ、火花放電を維持させることができる。
【００９６】
また、制御回路６０は、火花放電を維持させる場合において、スイッチング素子３２を閉鎖させたまま、スイッチング素子３３を開放させ、ダイオード４４を介して第２巻線１１ｂに電流を還流させる。このため、火花放電を維持させる場合において、第２巻線１１ｂに流れる電流が急激に低下することを防止し、２次コイル２１に流れる２次電流Ｉｂが急激に小さくなることを抑制することができる。また、２次電流Ｉｂを所定範囲内となるように、第２巻線１１ｂに流れる１次電流Ｉｅを制御するため、制御回路６０は、スイッチング素子３３を適切なタイミングで開閉させることが容易となる。
【００９７】
また、スイッチング素子３２とスイッチング素子３３は直列に接続されている。このため、バッテリ９０が接続される接続端子等、バッテリ９０側から過電圧が印加される異常が発生した場合であっても、スイッチング素子３２とスイッチング素子３３にそれぞれ印加される電圧を分担させることができ、耐圧が低いトランジスタを使用することができ安価で小型な点火装置にできる。なお、スイッチング素子３１は高耐圧素子であることと、第１巻線１１ａのインピーダンスは、第２巻線１１ｂと比較して大きくすることができるため、バッテリ９０側から過電圧が印加される異常が発生した場合であっても、スイッチング素子３１を保護することができる。
【００９８】
以上により、この点火装置１０によれば、スイッチング素子３１〜３３に過電圧が印加されることを抑制するとともに、火花放電を維持させる場合に２次電流Ｉｂが急激に小さくなることを抑制することができる。
【００９９】
・制御回路６０は、火花放電を開始させる場合、スイッチング素子３２を開放させてバッテリ９０から第２巻線１１ｂへの通電を遮断させるとともに、スイッチング素子３１を閉鎖させてバッテリ９０から第１巻線１１ａへ通電させた後、スイッチング素子３１を開放させてバッテリ９０から第１巻線１１ａへの通電を遮断させる。これによれば、火花放電を開始させる場合、バッテリ９０から第２巻線１１ｂへ電流が流れることを防止することができる。これにより、火花放電を開始させる際、第１巻線１１ａに流れる電流が低下することを防止して、適切に火花放電を開始させることができる。
【０１００】
・制御回路６０は、火花放電を開始させた後、火花放電を維持させる場合（エネルギ投入点火を行う場合）、スイッチング素子３２を閉鎖させ、当該スイッチング素子３２を閉鎖させたまま、スイッチング素子３３を開閉させる。これによれば、バッテリ９０から第２巻線１１ｂへの通電を繰り返すことができる。これにより、２次コイル２１に流れる２次電流Ｉｂと同じ方向に電流を重畳して流すことができ、火花放電を維持させることができる。
【０１０１】
また、制御回路６０は、火花放電を維持させる場合において、スイッチング素子３２を閉鎖させたまま、スイッチング素子３３を開放させると、ダイオード４４を介して第２巻線１１ｂに電流が還流する。このため、火花放電を維持させる場合において、第２巻線１１ｂに流れる２次電流Ｉｂが急激に低下することを防止し、緩やかに低下させることで、２次コイル２１に流れる２次電流Ｉｂが急激に小さくなることを抑制し火花放電が途切れることを防止することができる。
【０１０２】
・制御回路６０は、火花放電を維持させる場合、電流検出回路４７により検出された２次電流Ｉｂに基づき、スイッチング素子３３を開閉させる。このため、２次電流Ｉｂを適切な値に維持し、火花放電を適切に維持することができる。
【０１０３】
・例えば、点火プラグ８０がはずれており、２次コイル２１に電流が流れない状態で、火花放電を開始させるためにスイッチング素子３１を開閉させた場合、第２巻線１１ｂに正極性の高電圧が発生する可能性がある。そして、第２巻線１１ｂに高電圧が発生する際、スイッチング素子３２及びスイッチング素子３３に過電圧が印加される可能性がある。そこで、制御回路６０は、火花放電の維持（エネルギ投入点火）に関わらず、火花放電の開始（主点火）後、スイッチング素子３２を閉鎖させることとした。これにより、仮に第２巻線１１ｂに正極性の高電圧が発生したとしても、スイッチング素子３２を閉鎖させることにより、第２巻線１１ｂ、スイッチング素子３２、及びダイオード４４を介して電流を還流させることができ、スイッチング素子３２及びスイッチング素子３３に過電圧が印加されることを抑制し保護することができ、耐圧の低い安価で小型な素子を使用することができる。
【０１０４】
・スイッチング素子３２，３３は、逆並列に接続されたダイオード４２，４３を備えている。このため、バッテリ９０が逆接続されると、ダイオード４２，４３などを介して、回路に大電流が流れるおそれがある。そこで、中間タップ１４とバッテリ９０との間に逆流防止ダイオード４５を備えた。この逆流防止ダイオード４５により、バッテリ９０が逆接続された場合であっても、回路を保護することができる。特に上記点火装置１０のように、第２巻線１１ｂのインピーダンスが小さい場合であっても、回路に大きな電流が流れることを防止することができる。
【０１０５】
また、火花放電を開始させるため、１次コイル１１への通電を遮断した後に、第２巻線１１ｂの第２端子１３側が負電位となる可能性がある。しかしながら、逆流防止ダイオード４５を備えることにより、ＧＮＤ→スイッチング素子３３→スイッチング素子３２→第２巻線１１ｂ→バッテリ９０の経路で電流が流れることを防止できる。
【０１０６】
・２次コイル２１の巻数を第２巻線１１ｂの巻数で割った値である巻数比が、火花放電を維持させる場合において必要な放電維持電圧をバッテリ９０の印加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した。これにより、火花放電を維持させる際、昇圧回路なしで、車載バッテリ等からエネルギ投入が可能となる。
【０１０７】
・第１巻線１１ａに電圧を印加するバッテリ９０は、車載電源であり、かつ、第２巻線１１ｂに電圧を印加する電源と共用されるようにした。これによれば、点火装置１０内に電源が必要ないため、点火装置１０の小型化をすることができる。車載電源を利用することにより、特別な電源が必要なくなり、小型化できる。また、バッテリ９０を共用することにより、複数の電源が必要なくなり、小型化できる。
【０１０８】
・１次コイル１１と、２次コイル２１と、スイッチング素子３１〜３３と、ダイオード４４と、制御回路６０は、点火コイルのケース５０内に収容されるようにした。これによれば、車両での搭載性を向上させ、また、配線を削減できる。
【０１０９】
・主点火を実行させる際には、第１巻線１１ａに１次電流Ｉａを流させ、エネルギ投入を実行させる際には、第２巻線１１ｂに１次電流Ｉｅを流させる。このため、第１巻線１１ａと、２次コイル２１の巻数比を、第２巻線１１ｂの巻数と関係なく設定することができる。したがって、第１巻線１１ａへの通電開始時において、２次コイル２１に発生する２次電圧を低く抑えることができる。これに伴い、ダイオード４６に印加される電圧を低くすることができ、ダイオード４６の低耐圧化、もしくはダイオード４６を削除した構成とすることができ、点火装置１０のコスト削減を図ることができる。
【０１１０】
・制御回路６０は、主点火信号ＩＧＴとエネルギ投入信号ＩＧＷの立ち上がり時間差に基づき、目標２次電流の上限値と下限値を設定し、２次電流Ｉｂをこの範囲内となるようにスイッチング素子３３の開閉を制御する。また、エネルギ投入信号ＩＧＷの入力有無により、エネルギ投入の有無を制御できる。これにより、ＥＣＵ７０は、エンジン１００の運転状態や環境に応じて、２次電流Ｉｂやエネルギ投入時間を適切に制御できる。このため、着火性の向上と共に、省電力や点火プラグ８０の消耗を抑制できる。
【０１１１】
（他の実施形態）
本発明は、上記実施形態に限定されず、例えば以下のように実施してもよい。なお、以下では、各実施形態で互いに同一又は均等である部分には同一符号を付しており、同一符号の部分についてはその説明を援用する。
【０１１２】
上記実施形態において、逆流防止ダイオード４５の配置を変更してもよい。例えば、図８に示すように、逆流防止ダイオード４５が、スイッチング素子３２とスイッチング素子３３との間に設けられ、そのアノードがスイッチング素子３２及びダイオード４４のアノードに接続され、そのカソードがスイッチング素子３３に接続されていてもよい。
【０１１３】
これによれば、バッテリ９０が逆接続された場合であっても、回路を保護することができる。特に第２巻線１１ｂのインピーダンスが小さい場合であっても、回路に大きな電流が流れることを防止することができる。また、逆流防止ダイオード４５を中間タップ１４とバッテリ９０との間に設ける場合と比較して、逆流防止ダイオード４５に主点火時の第１巻線１１ａへの電流が流れることがない。このため、発熱量を抑えることができる。また、逆流防止ダイオード４５によって、バッテリ９０から第１巻線１１ａに印加される電圧が低下することも抑制できる。なお、このようにしても、第１巻線１１ａは、第２巻線１１ｂと比較してインピーダンスを大きくすることができるため、バッテリ９０が逆接続されても、スイッチング素子３１に大きな電流が流れにくい。
【０１１４】
上記実施形態において、１次コイル１１に中間タップ１４を設けることにより、第１巻線１１ａ及び第２巻線１１ｂを形成したが、分離巻によって、第１巻線１１ａ及び第２巻線１１ｂを形成してもよい。
【０１１５】
上記実施形態において、制御回路６０は、火花放電を開始させる場合、スイッチング素子３２を開放させていたが、閉鎖させていてもよい。
【０１１６】
上記実施形態において、目標２次電流の上限値及び下限値を、一定値とし、フィードバック回路６６にあらかじめ設定されていてもよい。これにより、設定回路６５を省略することができる。
【０１１７】
上記実施形態において、主点火信号ＩＧＴとエネルギ投入信号ＩＧＷの立ち上がり時間差に基づき、目標２次電流の上限値及び下限値を設定したが、設定方法を任意に変更してもよい。例えば、設定回路６５が、ＥＣＵ７０からの設定用の指示信号を入力し、当該指示信号に基づき、目標２次電流の上限値及び下限値を設定してもよい。
【０１１８】
上記実施形態において、制御回路６０は、フィードバック制御を行わずに、スイッチング素子３３の開閉制御を所定の時間で制御してもよい。例えば、エネルギ投入点火を実行する場合、制御回路６０は、所定の切替時間毎に、スイッチング素子３３の開閉状態を切替えてもよい。この場合、２次電流Ｉｂを検出する必要がなくなるため、電流検出回路４７を省略することができる。また、フィードバック回路６６を省略することができる。所定の切替時間は、設定回路６５により設定されるように構成してもよいし、ＥＣＵ７０により設定されるように構成してもよい。
【０１１９】
上記実施形態において、制御回路６０は、主点火後において、火花放電を維持させるか否かに関わらず、スイッチング素子３２を閉鎖させたが、火花放電を維持させない場合、閉鎖させなくてもよい。
【０１２０】
上記実施形態において、逆流防止ダイオード４５を省略してもよい。
【０１２１】
上記実施形態において、点火コイルのケース５０内に点火装置１０の各構成の全部又は一部が収容されていなくてもよい。
【０１２２】
上記実施形態において、バッテリ９０を共用したが、複数の電源を備えてもよい。すなわち、主点火時と、エネルギ投入時において、異なる電圧の電源を利用してもよい。これにより、第２巻線１１ｂと２次コイル２１との巻数比等を調整することができる。
【０１２３】
上記実施形態では、バッテリ９０として車載された電源を利用したが、点火装置１０に内蔵してもよい。
【０１２４】
上記実施形態において、エネルギ投入用に昇圧回路を設けてもよい。そして、エネルギ投入点火を実行する際、制御回路６０は、昇圧回路により昇圧された電圧を第２巻線１１ｂに印加してもよい。これにより、第２巻線１１ｂと２次コイル２１との巻数比等を調整することができる。
【０１２５】
上記実施形態の点火装置１０は、多気筒エンジンに採用したが、単気筒エンジンに採用してもよい。また、ガソリン以外の燃料を利用する内燃機関に適用してもよい。
【０１２６】
上記実施形態において、ディレイ回路６４から駆動回路６２への信号の出力時間（時間Ｔ２）は、エネルギ投入信号ＩＧＷの入力時間の最大値よりも大きくしたが、任意に変更してもよい。その際、主点火信号ＩＧＴの立下り時からエネルギ投入信号ＩＧＷの立下り時までの時間の最大時間よりも大きい時間とすることが望ましい。また、主点火のみを行う場合と、エネルギ投入点火を行う場合とで、ディレイ回路６４から駆動回路６２への信号の出力時間（時間Ｔ２）を異ならせてもよい。
【０１２７】
上記実施形態において、ディレイ回路６４が、主点火信号ＩＧＴがハイ状態からロー状態に遷移した時から、駆動回路６２に信号を出力するまでのディレイ時間（時間Ｔ１）は、任意に変更してもよい。また、主点火のみを行う場合と、エネルギ投入点火を行う場合とで、ディレイ時間を異ならせてもよい。
【符号の説明】
【０１２８】
１０…点火装置、１１…１次コイル、１１ａ…第１巻線、１１ｂ…第２巻線、１２…第１端子、１３…第２端子、１４…中間タップ、２１…２次コイル、３１…スイッチング素子（第１スイッチ）、３２…スイッチング素子（第２スイッチ）、３３…スイッチング素子（第３スイッチ）、４４…ダイオード、６０…制御回路、８０…点火プラグ、９０…バッテリ。
【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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