(57)【要約】【課題】装置構成の変更やシステムの複雑化を回避しながら、主点火動作とエネルギ投入動作を制御性よく実施可能であり、小型で高性能な内燃機関の点火装置を提供する。【解決手段】主一次コイル２１ａ及び副一次コイル２１ｂが、点火プラグＰに接続される二次コイル２２と磁気的に結合している点火コイル２と、主一次コイル２１ａへの通電を制御して、点火プラグＰに火花放電を生起する主点火動作を行う主点火回路部３と、副一次コイル２１ｂへの通電を制御して、主点火動作により二次コイル２２を流れる二次電流Ｉ２に対して、同極性の電流を重畳させるエネルギ投入動作を行うエネルギ投入回路部４とを備える内燃機関の点火装置１０において、副一次コイル２１ｂは、複数の副一次コイル部２１１、２１２を有しており、エネルギ投入回路部４は、複数の副一次コイル部２１１、２１２の１つ以上を用いてエネルギ投入動作を行う。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
主一次コイル（２１ａ）及び副一次コイル（２１ｂ）が、点火プラグ(Ｐ)に接続される二次コイル（２２）と磁気的に結合している点火コイル（２）と、
上記主一次コイルへの通電を制御して、上記点火プラグに火花放電を生起する主点火動作を行う主点火回路部（３）と、
上記副一次コイルへの通電を制御して、上記主点火動作により上記二次コイルを流れる二次電流（Ｉ２）に対して、同極性の電流を重畳させるエネルギ投入動作を行うエネルギ投入回路部（４）と、を備える内燃機関の点火装置（１０）において、
上記副一次コイルは、複数の副一次コイル部（２１１、２１２）を有しており、
上記エネルギ投入回路部は、複数の上記副一次コイル部の１つ以上を用いて、上記エネルギ投入動作を行う、内燃機関の点火装置。
【請求項２】
複数の上記副一次コイル部は、共通の電源（Ｂ）に接続されており、
上記エネルギ投入回路部は、複数の上記副一次コイル部と上記電源との接続を切り替えることにより、上記エネルギ投入動作を制御する、請求項１に記載の内燃機関の点火装置。
【請求項３】
上記エネルギ投入回路部は、上記電源の電圧値に応じて、上記エネルギ投入動作に用いる上記副一次コイル部を切り替える、請求項２に記載の内燃機関の点火装置。
【請求項４】
上記エネルギ投入回路部は、上記副一次コイルのエネルギ投入側の端子電圧又は上記点火プラグの放電維持電圧に応じて、上記エネルギ投入動作に用いる上記副一次コイル部を切り替える、請求項１〜３のいずれか１項に記載の内燃機関の点火装置。
【請求項５】
上記エネルギ投入回路部は、上記副一次コイルのエネルギ投入側の端子電圧を、上記主一次コイルの低圧側の端子電圧と、上記主一次コイル及び上記副一次コイルの巻数比とに基づいて推定する、請求項４に記載の内燃機関の点火装置。
【請求項６】
上記エネルギ投入回路部は、内燃機関の制御装置（１００）からの出力信号に基づいて、上記エネルギ投入動作に用いる上記副一次コイル部を切り替える、請求項１〜５のいずれか１項に記載の内燃機関の点火装置。
【請求項７】
上記エネルギ投入回路部は、上記主点火回路部に上記主点火動作を指示する主点火信号ＩＧＴと、上記エネルギ投入回路部に上記エネルギ投入動作を指示するエネルギ投入信号ＩＧＷの波形情報に基づいて、上記エネルギ投入動作に用いる上記副一次コイル部を切り替える、請求項６に記載の内燃機関の点火装置。
【請求項８】
上記波形情報は、上記主点火信号ＩＧＴと、上記エネルギ投入信号ＩＧＷの立ち上がりの位相差である、請求項７に記載の内燃機関の点火装置。
【請求項９】
上記エネルギ投入回路部は、内燃機関の回転数及び負荷の一方又は両方に応じて、上記エネルギ投入動作に用いる上記副一次コイル部を切り替える、請求項１〜８のいずれか１項に記載の内燃機関の点火装置。
【請求項１０】
上記エネルギ投入回路部は、上記点火コイルの温度に応じて、上記エネルギ投入動作に用いる上記副一次コイル部を切り替える、請求項１〜９のいずれか１項に記載の内燃機関の点火装置。
【請求項１１】
上記エネルギ投入回路部は、上記副一次コイル部への通電経路（Ｌ１）を開閉する放電継続用のスイッチング素子（ＳＷ１）と、上記エネルギ投入動作時に、複数の上記副一次コイル部への通電を制御する複数のスイッチング素子（ＳＷ３、ＳＷ４）を有する、請求項１〜１０のいずれか１項に記載の内燃機関の点火装置。
【請求項１２】
上記エネルギ投入回路部は、上記エネルギ投入動作の許可期間を設定すると共に、上記エネルギ投入動作の許可信号を出力するエネルギ投入許可期間設定部（４２）を備える、請求項１〜１１のいずれか１項に記載の内燃機関の点火装置。
【請求項１３】
上記許可信号は、内燃機関の制御装置（１００）からの出力信号に基づいて生成されるパルス信号であり、パルス幅によって上記許可期間の最大期間が設定される、請求項１２に記載の内燃機関の点火装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、内燃機関の点火装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
火花点火式の車両エンジンにおける点火装置は、気筒ごとに設けられる点火プラグに、一次コイルと二次コイルを有する点火コイルを接続し、一次コイルへの通電遮断時に二次コイルに発生する高電圧を印加して、火花放電を発生させている。また、火花放電による混合気への着火性を高めるために、火花放電の開始後に、放電エネルギを投入する手段を設けて、火花放電を継続可能とした点火装置がある。
【０００３】
その際に、１つの点火コイルによる点火動作を繰り返す複数回点火を行うことも可能であるが、より安定した点火制御を行うために、主点火動作によって発生した火花放電中に、放電エネルギを追加して、二次電流を重畳的に増加させるようにしたものがある。例えば、特許文献１には、一次コイルへの通電を遮断して主点火を開始した後に、一次コイルの接地側から電気エネルギを投入して、火花放電を同一方向のままで継続させるエネルギ投入回路を設けるとことにより、着火性を高めた点火装置が提案されている。
【０００４】
特許文献１に開示される点火装置は、エネルギ投入回路の作動期間中に、一次コイルの電源側端子がアース接地されるように、電源線及び接地線との接続をスイッチで切り替える。この状態で、一次コイルの接地側と電源線とを接続するスイッチをオンオフ制御することで、電源電圧を供給し、主点火時と同じ極性の二次電流を重畳可能としている。また、一次コイルと並列に副一次コイルを設けて、電源から一次コイルへの通電後に、副一次コイルへ通電することで、エネルギ投入を実施する点火装置も提案されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０１６−０５３３５８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
特許文献１の点火装置のように、電源電圧を利用してエネルギ投入を行うエネルギ投入回路では、何らかの理由で、電源から一次コイルに印加される電圧よりも、一次コイルに発生する一次電圧の方が高くなると、エネルギ投入ができなくなるおそれがある。例えば、エンジン始動時に電源電圧の低下が生じた場合や、気筒内の流速が大きくなるエンジン運転状態において放電維持電圧が高くなり、結果的に一次電圧が高くなる場合がある。さらには、重畳させる二次電流が増加した場合に、二次コイルでのドロップ電圧が増え、二次コイルから一次コイルへ巻数比に応じて跳ね返る一次電圧が高くなってしまうことがある。
【０００７】
このような場合には、例えば、一次コイルと二次コイルとの巻数比を大きくして一次電圧を低く抑え、低電圧でも使用可能な構成とすることもできるが、一次電流の増加に対応するために回路素子が大型化しやすい。また、一次コイルのインダクタンスが小さくなるため、一次電流の立ち上がりが早くなって高速でのオンオフ制御が必要になり、さらに、発熱量の増加等に対応するために、点火装置が大型化し高価になりやすい。このような課題は、副一次コイルを備える構成であっても同様であり、対策が望まれている。
【０００８】
本発明は、かかる課題に鑑みてなされたものであり、エネルギ投入の実施が制約される領域を少なくし、より広い範囲でエネルギ投入を実施可能として、小型で高性能な内燃機関の点火装置を提供しようとするものである。
【０００９】
本発明は、かかる課題に鑑みてなされたものであり、装置構成の変更やシステムの複雑化を回避しながら、主点火動作とエネルギ投入動作を制御性よく実施可能であり、小型で高性能な内燃機関の点火装置を提供しようとするものである。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明の一態様は、
主一次コイル（２１ａ）及び副一次コイル（２１ｂ）が、点火プラグ(Ｐ)に接続される二次コイル（２２）と磁気的に結合している点火コイル（２）と、
上記主一次コイルへの通電を制御して、上記点火プラグに火花放電を生起する主点火動作を行う主点火回路部（３）と、
上記副一次コイルへの通電を制御して、上記主点火動作により上記二次コイルを流れる二次電流（Ｉ２）に対して、同極性の電流を重畳させるエネルギ投入動作を行うエネルギ投入回路部（４）と、を備える内燃機関の点火装置（１０）において、
上記副一次コイルは、複数の副一次コイル部（２１１、２１２）を有しており、
上記エネルギ投入回路部は、複数の上記副一次コイル部の１つ以上を用いて、上記エネルギ投入動作を行う、内燃機関の点火装置にある。
【発明の効果】
【００１１】
上記点火装置によれば、例えば、電源電圧の状態や内燃機関の運転状態に応じて、複数の副一次コイル部の１つ以上を選択的に使用して、エネルギ投入動作を行うことができる。これにより、回路素子の大型化や高速でのオンオフ制御等を必要とせず、点火装置が大型化し高価となることを抑制しながら、広い運転領域で二次電流にエネルギを重畳させることが可能になる。
【００１２】
以上のごとく、上記態様によれば、エネルギ投入の実施が制約される内燃機関の運転状態の領域を少なくし、より広い範囲でエネルギ投入を実施可能として、小型で高性能な内燃機関の点火装置を提供することができる。
なお、特許請求の範囲及び課題を解決する手段に記載した括弧内の符号は、後述する実施形態に記載の具体的手段との対応関係を示すものであり、本発明の技術的範囲を限定するものではない。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】実施形態１における、内燃機関の点火装置が適用される点火制御装置の回路構成図。
【図２】実施形態１における、主点火動作及びエネルギ投入動作の推移を示すタイムチャート図。
【図３】実施形態１における、点火装置の副一次コイル制御回路にて実行される副一次コイル切替処理のフローチャート図。
【図４】実施形態２における、内燃機関の点火装置が適用される点火制御装置の回路構成図。
【図５】実施形態２における、点火装置の副一次コイル制御回路にて実行される副一次コイル切替処理のフローチャート図。
【図６】実施形態２における、主点火動作後の一次電圧及び二次電圧の推移を示すタイムチャート図。
【図７】実施形態３における、内燃機関の点火装置が適用される点火制御装置の回路構成図。
【図８】実施形態３における、主点火動作及びエネルギ投入動作の推移を示すタイムチャート図。
【図９】実施形態３における、点火装置の副一次コイル制御回路にて実行される副一次コイル切替処理のフローチャート図。
【図１０】実施形態４における、内燃機関の点火装置が適用される点火制御装置の回路構成図。
【図１１】実施形態４における、主点火動作及びエネルギ投入動作の推移を示すタイムチャート図。
【図１２】実施形態５における、内燃機関の点火装置が適用される点火制御装置の回路構成図。
【図１３】実施形態５における、主点火動作及びエネルギ投入動作の推移を示すタイムチャート図。
【図１４】実施形態６における、内燃機関の点火装置が適用される点火制御装置の回路構成図。
【図１５】実施形態６の変形例における、内燃機関の点火装置が適用される点火制御装置の回路構成図。
【図１６】実施形態６における、主点火動作及びエネルギ投入動作の推移を示すタイムチャート図。
【図１７】実施形態６における、点火装置の副一次コイル制御回路にて実行される副一次コイル切替処理のフローチャート図。
【図１８】実施形態６における、エンジン回転数及びエンジン負荷と、副一次コイル使用領域との関係を示す図。
【図１９】実施形態７における、内燃機関の点火装置が適用される点火制御装置の回路構成図。
【図２０】実施形態７における、主点火動作及びエネルギ投入動作の推移を示すタイムチャート図。
【図２１】実施形態８における、内燃機関の点火装置の回路構成図。
【図２２】実施形態８における、点火装置の副一次コイル制御回路にて実行される副一次コイル切替処理のフローチャート図。
【図２３】実施形態８の変形例における、内燃機関の点火装置の回路構成図。
【図２４】実施形態８の変形例における、点火装置の副一次コイル制御回路にて実行される副一次コイル切替処理のフローチャート図。
【図２５】実施形態８の変形例における、点火装置の副一次コイル制御回路にて実行される副一次コイル切替処理のフローチャート図。
【図２６】実施形態９における、点火装置の副一次コイル制御回路にて実行される副一次コイル切替処理のフローチャート図。
【図２７】実施形態９の変形例における、点火装置に入力される主点火信号及びエネルギ投入信号の波形図。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
（実施形態１）
内燃機関の点火装置に係る実施形態１について、図１〜図３を参照して説明する。
図１において、点火装置１０は、例えば、車載用の火花点火式エンジンに適用されて、気筒毎に設けられる点火プラグＰの点火を制御する点火制御装置１を構成している。点火制御装置１は、点火コイル２と、主点火回路部３と、エネルギ投入回路部４とが設けられる点火装置１０と、点火装置１０へ点火指令を与える内燃機関の制御装置としてのエンジン用電子制御装置（以下、エンジンＥＣＵ；Electronic Control Unitと略称する）１００とを備えている。
【００１５】
点火コイル２は、一次コイル２１となる主一次コイル２１ａ及び副一次コイル２１ｂが、点火プラグＰに接続される二次コイル２２と磁気的に結合して構成される。主点火回路部３は、点火コイル２の主一次コイル２１ａへの通電を制御して、点火プラグＰに火花放電を生起する主点火動作を行う。エネルギ投入回路部４は、副一次コイル２１ｂへの通電を制御して、主点火動作により二次コイル２２を流れる二次電流Ｉ２に対して、同極性の電流を重畳させるエネルギ投入動作を行う。
【００１６】
副一次コイル２１ｂは、複数の副一次コイル部２１１、２１２を有しており、エネルギ投入回路部４は、複数の副一次コイル部２１１、２１２の１つ以上を用いて、エネルギ投入動作を行う。具体的には、複数の副一次コイル部２１１、２１２は、共通の電源である直流電源Ｂに接続可能に設けられており、エネルギ投入回路部４は、複数の副一次コイル部２１１、２１２と直流電源Ｂとの接続を切り替えることにより、エネルギ投入動作を制御する。
【００１７】
このとき、エネルギ投入回路部４は、直流電源Ｂからのエネルギ投入が可能となるように、複数の副一次コイル部２１１、２１２の一部又は全部を選択し、副一次コイル２１ｂの切り替えを行う。後述するように、本形態では、直流電源Ｂの電圧値（以下、適宜、電源電圧と称する）に応じて、エネルギ投入の可否を判定し、副一次コイル部２１１、２１２の一部又は全部を、直流電源Ｂに選択的に接続することができる。
【００１８】
エンジンＥＣＵ１００は、１燃焼サイクル毎に、パルス状の主点火信号ＩＧＴを生成して、点火装置１０に送信する（例えば、図２参照）。さらに、エンジン運転状態がエネルギ投入動作領域にあるときには、主点火信号ＩＧＴに続いて、エネルギ投入信号ＩＧＷが出力される。主点火信号ＩＧＴは、主点火回路部３に入力され、エネルギ投入信号ＩＧＷは、エネルギ投入回路部４に入力される。
点火装置１０は、主点火信号ＩＧＴに基づいて、主点火回路部３を作動させ、主点火動作を制御すると共に、エネルギ投入信号ＩＧＷに基づいて、エネルギ投入回路部４を作動させ、主点火回路部３にエネルギ投入動作を制御する。
【００１９】
点火装置１０は、さらに、目標二次電流値検出回路５の検出信号に基づいて、二次電流Ｉ２をフィードバック制御するフィードバック制御部６を備えている。目標二次電流値検出回路５は、エネルギ投入動作時の目標二次電流値Ｉ２tgtの設定値を検出するためのもので、目標二次電流値Ｉ２tgtは、エンジンＥＣＵ１００にて、エンジン運転状態等に応じて予め設定され、例えば、主点火信号ＩＧＴ及びエネルギ投入信号ＩＧＷのパルス波形情報として指示される。
【００２０】
以下、点火装置１０を含む点火制御装置１の各部構成について、詳細に説明する。
本形態の点火装置１０が適用されるエンジンは、例えば、４気筒エンジンであり、各気筒に対応して点火プラグＰ（例えば、図１中には、Ｐ＃１〜Ｐ＃４として示す）が設けられると共に、点火プラグＰのそれぞれに対応して点火装置１０が設けられる。各点火装置１０には、エンジンＥＣＵ１００から出力信号線Ｌ２、Ｌ３を介して、主点火信号ＩＧＴ及びエネルギ投入信号ＩＧＷがそれぞれ送信される。
【００２１】
点火プラグＰは、対向する中心電極Ｐ１と接地電極Ｐ２とを備える公知の構成であり、両電極の先端間に形成される空間を、火花ギャップＧとしている。点火プラグＰには、主点火信号ＩＧＴに基づいて点火コイル２にて発生する放電エネルギが供給されて、火花ギャップＧに火花放電が生起し、図示しないエンジン燃焼室内の混合気への着火が可能となる。このとき、着火性を高めるために、エンジン運転状態に応じて、エネルギ投入回路部４が作動し、火花放電を継続するためのエネルギが投入される。
【００２２】
点火コイル２は、主一次コイル２１ａ又は副一次コイル２１ｂと、二次コイル２２とが、互いに磁気結合されて、公知の昇圧トランスを構成している。二次コイル２２の一端は、点火プラグＰの中心電極Ｐ１に接続されており、他端は、第１ダイオード２２１及び二次電流検出抵抗Ｒ１を介して接地されている。第１ダイオード２２１は、アノード端子が二次コイル２２に接続しカソード端子が二次電流検出抵抗Ｒ１に接続するように配置されて、二次コイル２２を流れる二次電流Ｉ２の方向を規制している。二次電流検出抵抗Ｒ１は、詳細を後述する二次電流フィードバック回路（例えば、図１中にＩ２Ｆ／Ｂとして示す）６１と共に、フィードバック制御部６を構成している。
【００２３】
一次コイル２１となる主一次コイル２１ａと副一次コイル２１ｂとは、車両バッテリ等の直流電源Ｂに対して並列に接続される。
主一次コイル２１ａは、電源側端子となる一端が、直流電源Ｂに至る電源線Ｌ１に接続されると共に、接地側端子となる他端が、主点火用のスイッチング素子（以下、主点火スイッチと略称する）ＳＷ２を介して接地されている。これにより、主点火スイッチＳＷ２のオン駆動時に、主一次コイル２１ａへ直流電源Ｂからの通電が可能となっている。
副一次コイル２１ｂは、直列に接続された２つの副一次コイル部２１１、２１２からなり、直流電源Ｂから、その一方、又は、両方に通電されるように切り替え可能となっている。
【００２４】
副一次コイル２１ｂは、電源側端子となる副一次コイル部２１１側の一端が、放電継続用のスイッチング素子（以下、放電継続スイッチと略称する）ＳＷ１を介して電源線Ｌ１に接続されると共に、接地側端子となる副一次コイル部２１２側の他端が、通電許可用のスイッチング素子（以下、通電許可スイッチと略称する）ＳＷ３を介して接地されている。放電継続スイッチＳＷ１は、電源線Ｌ１と主一次コイル２１ａとの接続点と、副一次コイル部２１１との間に配置されて、通電経路となる電源線Ｌ１を開閉する。これにより、放電継続スイッチＳＷ１及び通電許可スイッチＳＷ３のオン駆動時に、副一次コイル２１ｂの全部へ直流電源Ｂからの通電が可能となっている。
【００２５】
本形態において、２つの副一次コイル部２１１、２１２は、中間タップ２３を介して直列に接続されており、中間タップ２３は、副一次コイル部２１１、２１２の切替用のスイッチング素子（以下、切替スイッチと略称する）ＳＷ４を介して接地されている。副一次コイル部２１１は、一端が放電継続スイッチＳＷ１に接続されており、他端が中間タップ２３に接続されている。副一次コイル部２１２は、一端が中間タップ２３に接続されており、他端が通電許可スイッチＳＷ４に接続されている。
これにより、放電継続スイッチＳＷ１及び切替スイッチＳＷ４のオン駆動時に、副一次コイル２１ｂの一部である副一次コイル部２１１へ、直流電源Ｂからの通電が可能となっている。
【００２６】
放電継続スイッチＳＷ１と副一次コイル２１ｂとの間には、第２ダイオード１１が設けられる。第２ダイオード１１は、アノード端子が接地され、カソード端子が副一次コイル２１ｂの電源側端子に接続されている。これにより、放電継続スイッチＳＷ１のオフ時に、副一次コイル２１ｂへの通電が停止されても、第２ダイオード１１で還流電流が流れ、副一次コイル２１ｂの電流が緩やかに変化するので、二次電流Ｉ２の急激な低下が抑制可能となる。
【００２７】
点火コイル２は、一次コイル２１及び二次コイル２２を、例えば、コア２４の周りに配置される一次コイル用ボビン及び二次コイル用ボビンに巻回することにより、磁気的に結合され一体的に構成される。このとき、一次コイル２１である主一次コイル２１ａ又は副一次コイル２１ｂの巻数と二次コイル２２の巻数との比である巻数比を十分大きくすることで、巻数比に応じた所定の高電圧を、二次コイル２２に発生させることができる。主一次コイル２１ａと副一次コイル２１ｂとは、直流電源Ｂからの通電時に生じる磁束の向きが逆方向になるように巻回され、副一次コイル２１ｂの巻数は、主一次コイル２１ａの巻数よりも少なく設定される。
これにより、主一次コイル２１ａへの通電の遮断で発生した電圧によって点火プラグＰの火花ギャップＧに放電が発生した後に、副一次コイル２１ｂへの通電により同じ向きの重畳磁束を生じさせて、主一次コイル２１ａによる放電電流に重畳的に同じ極性の電流を加算することができ、放電電流の極性を維持したまま放電エネルギを増加させることができる。
【００２８】
主点火回路部３は、主点火スイッチＳＷ２と、主点火スイッチＳＷ２をオンオフ駆動する主点火動作用のスイッチ駆動回路（以下、主点火用駆動回路と略称する）３１と、を備えて構成される。主点火スイッチＳＷ２は、電圧駆動型のスイッチング素子、例えば、ＩＧＢＴ（すなわち、絶縁ゲート型バイポーラトランジスタ）であり、ゲート端子に入力する駆動信号に応じて、ゲート電位が制御されることにより、コレクタ端子とエミッタ端子の間が導通又は遮断される。主点火スイッチＳＷ２のコレクタ端子は、主一次コイル２１ａの他端に接続され、エミッタ端子は接地されている。
【００２９】
主点火用駆動回路３１には出力信号線Ｌ２が接続されて、エンジンＥＣＵ１００からの主点火信号ＩＧＴが入力されている。主点火用駆動回路３１は、主点火信号ＩＧＴに対応させて駆動信号を生成し、主点火スイッチＳＷ２をオン駆動又はオフ駆動する。具体的には（例えば、図２参照）、主点火信号ＩＧＴの立ち上がりで主点火スイッチＳＷ２をオンすると、主一次コイル２１ａへの通電が開始され、主一次コイル２１ａを流れる一次電流Ｉ１が徐々に上昇する。次いで、主点火信号ＩＧＴの立ち下がりで主点火スイッチＳＷ２をオフすると、主一次コイル２１ａへの通電が遮断され、相互誘導作用により二次コイル２２に高電圧が発生する。この高電圧が、点火プラグＰの火花ギャップＧに印加されて、火花放電が発生し、二次電流Ｉ２が流れる。
【００３０】
エネルギ投入回路部４は、放電継続スイッチＳＷ１と、放電継続スイッチＳＷ１をオンオフ駆動するエネルギ投入動作用のスイッチ駆動回路（以下、エネルギ投入用駆動回路と称する）４０と、を備える。エネルギ投入用駆動回路４０は、エネルギ投入動作の実施時に放電継続スイッチＳＷ１をオン状態とする。また、副一次コイル２１ｂの全部への通電を許可する通電許可スイッチＳＷ３と、副一次コイル２１ｂの一部への通電に切り替える切替スイッチＳＷ４と、副一次コイル制御回路４１と、を備える。副一次コイル制御回路４１は、通電許可スイッチＳＷ３及び切替スイッチＳＷ４をオンオフ駆動して副一次コイル２１ｂの通電を制御する。
【００３１】
放電継続スイッチＳＷ１、通電許可スイッチＳＷ３及び切替スイッチＳＷ４は、電圧駆動型のスイッチング素子、例えば、ＭＯＳＦＥＴ（すなわち、電界効果型トランジスタ）であり、ゲート端子に入力する駆動信号に応じて、ゲート電位が制御されることにより、ドレイン端子とソース端子の間が導通又は遮断される。放電継続スイッチＳＷ１のドレイン端子は、直流電源Ｂに接続され、ソース端子は、副一次コイル２１ｂの副一次コイル部２１１側の一端に接続されている。通電許可スイッチＳＷ３のドレイン端子は、副一次コイル２１ｂの副一次コイル部２１２側の一端に接続され、切替スイッチＳＷ４のドレイン端子は、中間タップ２３に接続されている。通電許可スイッチＳＷ３及び切替スイッチＳＷ４のソース端子は接地されている。
【００３２】
エネルギ投入回路部４は、さらに、エネルギ投入動作開始に主点火動作から所定のディレイ時間Ｔｄを設定するワンショットパルス生成回路(以下、Ｔｄディレイ付きワンショット回路と称する)４２を備える。Ｔｄディレイ付きワンショット回路４２の入力端子には、エンジンＥＣＵ１００からの主点火信号ＩＧＴが、出力信号線Ｌ２を介して入力されており、主点火信号ＩＧＴの立ち下がりから所定時間遅延させたワンショットパルス信号が、エネルギ投入用駆動回路４０に出力されるようになっている。また、エネルギ投入用駆動回路４０には、エンジンＥＣＵ１００からのエネルギ投入信号ＩＧＷが、出力信号線Ｌ３を介して入力されており、エネルギ投入信号ＩＧＷと、Ｔｄディレイ付きワンショットパルス信号と、二次電流フィードバック回路６１の出力信号を入力とする論理積回路を備えて、後述するようにエネルギ投入動作を制御する。
【００３３】
Ｔｄディレイ付きワンショット回路４２は、主点火動作からエネルギ投入開始時期を設定する機能を有すると共に、エネルギ投入許可期間設定部としても機能し、点火装置１０内でエネルギ投入動作の許可期間を設定して、エネルギ投入動作の許可信号となるパルス信号を出力する。許可信号は、エンジンＥＣＵ１００からの出力信号に基づいて、例えば、主点火信号ＩＧＴをトリガとして生成されるパルス信号であり、そのパルス幅によって許可期間の最大期間が設定される。また、主点火信号ＩＧＴに基づいてパルス信号を出力し、エネルギ投入期間の開始を指示した後、エネルギ投入信号ＩＧＷに基づいて、エネルギ投入期間の終了を指示することができる。
【００３４】
具体的には、Ｔｄディレイ付きワンショット回路４２は、主点火信号ＩＧＴの立ち下がりを検出すると、所定のディレイ時間Ｔｄを有して、エネルギ投入信号ＩＧＷよりも長いパルス幅のワンショットパルス信号を生成し、副一次コイル制御回路４１に出力する。また、Ｔｄディレイ付きワンショット回路４２のクリア端子ＣＬＲには、エンジンＥＣＵ１００からのエネルギ投入信号ＩＧＷが、出力信号線Ｌ３を介して入力され、例えば、エネルギ投入信号ＩＧＷのＬレベル信号によってリセットされるようになっている。
【００３５】
なお、ディレイ時間Ｔｄは、エネルギ投入動作の実施期間を指示するエネルギ投入信号ＩＧＷが出力されたときに、点火プラグ２の主点火動作後、火花ギャップＧに放電が開始されたであろう所定のタイミングでエネルギ投入動作を行うためのものである。ディレイ時間Ｔｄは、例えば、主点火動作により流れる二次電流Ｉ２がある程度低下してから、エネルギ投入動作が実施されるように、適宜設定される。これにより、放電が発生する前や二次電流Ｉ２が目標値まで低下していない場合に、副一次コイル２１ｂへ通電することで発生する無駄な副一次コイル２１ｂへの通電が防止できる。
また、Ｔｄディレイ付きワンショット回路４２からのワンショットパルス信号の時間幅は、点火装置１０の発熱限界等からエネルギ投入が許可される最大期間に設定される。これにより、エネルギ投入信号ＩＧＷがＨレベルで固定されたり想定より過大となったりしても、エネルギ投入信号ＩＧＷに関わらず、エネルギ投入動作を点火装置１０内で停止させることができて、装置を保護することができる。また、エネルギ投入信号ＩＧＷの時間幅が想定内の場合には、エネルギ投入信号ＩＧＷのＬレベル出力でＴｄディレイ付きワンショット回路４２をクリアし、出力パルスをＬレベルに初期化して、次回の動作に備えることができる。
【００３６】
エネルギ投入用駆動回路４０は、Ｔｄディレイ付きワンショット回路４２からの遅延されたワンショットパルス信号と、エネルギ投入信号ＩＧＷとに基づいて、エネルギ投入動作の要否を判定し、所定のタイミングで放電継続スイッチＳＷ１を、オン駆動又はオフ駆動する。
具体的には（例えば、図２参照）、エネルギ投入信号ＩＧＷの入力と、Ｔｄディレイ付きワンショット回路４２からのワンショットパルス信号の入力をアンド条件として、放電継続スイッチＳＷ１の駆動信号が生成される。すなわち、ＩＧＴ信号の立ち下がりから、火花ギャップＧにて放電が開始されているであろう所定のディレイ時間Ｔｄ後に、放電継続スイッチＳＷ１がオン状態となることで、直流電源Ｂから副一次コイル２１への給電が可能になる。さらに、二次電流Ｉ２の検出値と目標二次電流値Ｉ２tgtの比較結果が二次電流フィードバック回路６１からエネルギ投入用駆動回路４０に出力され、アンド条件に加えられており、二次電流値を目標値にする二次電流フィードバック制御が実施される。
【００３７】
本形態では、副一次コイル制御回路４１によって、通電許可スイッチＳＷ３及び切替スイッチＳＷ４の一方をオンオフ駆動することで、副一次コイル２１ｂの一部又は全部を用いたエネルギ投入動作が実施可能となる。副一次コイル制御回路４１には、電源線Ｌ１から電源電圧信号ＳＢが入力されており、電源電圧信号ＳＢから知られる直流電源Ｂの電圧値に基づいて、通電許可スイッチＳＷ３及び切替スイッチＳＷ４の一方が選択されるようになっている。
【００３８】
このとき、副一次コイル制御回路４１は、検出される電源電圧を、予め設定された電圧閾値Ｖthと比較することで、通電許可スイッチＳＷ３及び切替スイッチＳＷ４の一方を選択する。例えば、電源電圧が低下している場合には、切替スイッチＳＷ４を選択して副一次コイル２１ｂの一部のみに通電することで、エネルギ投入動作が可能となる。なお、この通電は、選択する副一次コイル２１ｂの一部に発生する電圧が電源電圧より低くなるように、巻数比などを予め設定することで実現する。このように、直流電源Ｂから供給可能な実際の電源電圧情報に基づいて、副一次コイル２１ｂへの通電を切り替えるので、副一次コイル２１ｂへの通電可否を容易に判定することができる。
【００３９】
また、副一次コイル制御回路４１には、フィードバック制御部６の二次電流フィードバック回路６１からフィードバック信号ＳＦＢが入力されている。二次電流フィードバック回路６１には、目標二次電流値検出回路５にて検出された目標二次電流値Ｉ２tgtの設定値が入力されており、二次電流検出抵抗Ｒ１に基づく二次電流Ｉ２の検出値と比較した結果が、副一次コイル制御回路４１に出力される。二次電流フィードバック回路６１は、エネルギ投入動作が実施される間、検出された二次電流Ｉ２を閾値判定し、エネルギ投入用駆動回路４０における放電継続スイッチＳＷ１の開閉駆動にフィードバックする。
【００４０】
目標二次電流値検出回路５の入力端子には、出力信号線Ｌ２、Ｌ３が接続されており、エンジンＥＣＵ１００からの主点火信号ＩＧＴ及びエネルギ投入信号ＩＧＷが、それぞれ入力される。このとき、エネルギ投入動作時の目標二次電流値Ｉ２tgtは、主点火信号ＩＧＴ及びエネルギ投入信号ＩＧＷのパルス波形情報、例えば、立ち上がりの位相差として指示される。目標二次電流値検出回路５は、主点火信号ＩＧＴ及びエネルギ投入信号ＩＧＷの立ち上がりの位相差に対応させて、予め設定された目標二次電流値Ｉ２tgtの指令信号を、二次電流フィードバック回路６１へ出力する。
【００４１】
このようにして、図２中に示すように、エネルギ投入信号ＩＧＷが出力されている期間であって、放電継続スイッチＳＷ１がオンオフ状態となっている間、エネルギ投入動作の実施が可能となる。さらに、通電許可スイッチＳＷ３及び切替スイッチＳＷ４の一方が、選択的に駆動されることによって、副一次コイル２１ｂの全部又は一部への通電切替が可能となる。副一次コイル２１ｂの全部へ通電する場合には、通電許可スイッチＳＷ３が選択され、副一次コイル２１ｂの一部に通電する場合には、切替スイッチＳＷ４が選択される。
選択されない通電許可スイッチＳＷ３及び切替スイッチＳＷ４の他方は、エネルギ投入動作の間、オフ状態となる。エネルギ投入動作が実施されないときは、放電継続スイッチＳＷ１、通電許可スイッチＳＷ３及び切替スイッチＳＷ４は、全てオフ状態となる。
【００４２】
副一次コイル制御回路４１において実行される副一次コイル２１ｂの切替処理を、図２を参照しながら、図３に示すフローチャートにより説明する。
図３において、副一次コイル２１ｂの切替処理を開始すると、まず、ステップＳ１において、エンジン運転状態が予め設定されたエネルギ投入動作領域か否かを判定する。ステップＳ１が否定判定された場合には、本処理を一旦終了する。エネルギ投入動作領域か否かは、例えば、エネルギ投入信号ＩＧＷに基づく目標二次電流値Ｉ２tgtの設定値の入力やエネルギ投入信号ＩＧＷの入力の有無やフィードバック信号ＳＦＢの入力の有無等で、点火装置１０内で判定することができる。
【００４３】
この場合には、図２中に主点火信号ＩＧＴ（１）として示すように、主点火動作の後、エネルギ投入動作は実施されない。すなわち、主点火信号ＩＧＴ（１）と同期して主点火スイッチＳＷ２がオンオフ駆動され、主点火信号ＩＧＴ（１）の立ち下がりで一次電流Ｉ１が遮断されると、二次電流Ｉ２が流れる。主点火信号ＩＧＴ（１）に続いて、エネルギ投入信号ＩＧＷは出力されず、放電継続スイッチＳＷ１、通電許可スイッチＳＷ３及び切替スイッチＳＷ４はオフのままとなり、二次電流Ｉ２は徐々に減少する。
【００４４】
ステップＳ１が肯定判定されると、ステップＳ２へ進んで、電源電圧信号ＳＢを取り込み、電源電圧が所定の電圧閾値Ｖth以上か否かを判定する（すなわち、電源電圧≧Ｖth？）。ステップＳ２が肯定判定されると、電源電圧を副一次コイル２１ｂの全部に対して印加可能であると判断して、ステップＳ３へ進む。ステップＳ３では、副一次コイル部２１１、２１２の両方を用いて、エネルギ投入動作を実施する。
【００４５】
この場合には、図２中に主点火信号ＩＧＴ（２）として示すように、主点火動作の後、エネルギ投入動作が実施される。すなわち、主点火信号ＩＧＴ（２）と同期して主点火スイッチＳＷ２がオンオフ駆動され、主点火信号ＩＧＴ（２）の立ち下がりで一次電流Ｉ１が遮断されると、二次電流Ｉ２が流れる。それに先立ち、エネルギ投入信号ＩＧＷが出力されることで、主点火信号ＩＧＴ（２）の立ち下がりから所定のディレイ時間Ｔｄ後に、所定のパルス幅のワンショットパルス信号が、エネルギ投入用駆動回路４０に出力される。このＴｄディレイ付きワンショットパルス信号と、二次電流フィードバック回路６１からのオンオフ信号の論理積で、放電継続スイッチＳＷ１がオンオフ駆動される。放電継続スイッチＳＷ１は、エネルギ投入信号ＩＧＷの立ち下がりまで交互にオンオフされる状態となり、その間、通電許可スイッチＳＷ３をオン動作させることにより、二次電流Ｉ２が重畳される。
つまり、エネルギ投入の開始は、Ｔｄディレイ付きワンショットパルス信号が出力される、主点火信号ＩＧＴの立ち下がりからディレイ時間Ｔｄ後であり、二次電流フィードバック回路６１からの出力がＬレベルとなると、エネルギ投入が一時停止される。エネルギ投入期間の終了は、エネルギ投入信号ＩＧＷ又はＴｄディレイ付きワンショットパルス信号がＬレベルとなる時点である。
【００４６】
これにより、主点火動作により流れる二次電流Ｉ２に対して、同じ極性の電流が重畳され、火花放電が維持される。放電継続スイッチＳＷ１のスイッチング動作状態となっているエネルギ投入期間の間、通電許可スイッチＳＷ３のオン動作が継続され、二次電流Ｉ２の検出値が目標二次電流値Ｉ２tgtになるようにフィードバック制御される。切替スイッチＳＷ４は、主点火動作及びエネルギ投入動作の間、オフとなる。その後、本処理を一旦終了する。
【００４７】
ステップＳ２が否定判定されたときには、電源電圧を副一次コイル２１ｂの一部のみに対して印加すればエネルギ投入が可能であると判断して、ステップＳ４へ進む。ステップＳ４では、副一次コイル２１ｂの副一次コイル部２１１のみに通電するために、切替スイッチＳＷ４と放電継続スイッチＳＷ１を用いて、エネルギ投入動作を実施する。
【００４８】
この場合も、図２中に主点火信号ＩＧＴ（２）として示すように、主点火動作の後、エネルギ投入動作が実施される。すなわち、主点火信号ＩＧＴ（２）に続いてエネルギ投入信号ＩＧＷが出力されることで、主点火信号ＩＧＴ（２）の立ち下がりから所定のディレイ時間Ｔｄ後に、放電継続スイッチＳＷ１がオンオフ状態となる。同時に、切替スイッチＳＷ４をオン動作させることにより、二次電流Ｉ２が重畳される。
【００４９】
これにより、主点火動作により流れる二次電流Ｉ２に対して、同じ極性の電流が重畳され、火花放電が維持される。放電継続スイッチＳＷ１がスイッチング状態となっているエネルギ投入期間の間、切替スイッチＳＷ４のオン動作が継続され、二次電流Ｉ２の検出値が目標二次電流値Ｉ２tgtになるようにフィードバック制御される。通電許可スイッチＳＷ３は、主点火動作及びエネルギ投入動作の間、オフとなる。その後、本処理を一旦終了する。
【００５０】
ここで、副一次コイル２１ｂと二次コイル２２の巻数比と、エネルギ投入動作を可能とするための電源電圧との関係について説明する。
一般に、主点火動作後のエネルギ投入動作を可能にするには、主点火動作による二次コイル２２の磁束変化に伴い副一次コイル２１に発生する電圧よりも電源電圧を高くする必要がある。一例として、点火プラグＰの火花ギャップＧにて放電が開始した後の二次電圧（以下、適宜、放電維持電圧と称する）Ｖ２が２ｋＶ、二次電流（以下、適宜、放電維持電流と称する）Ｉ２が１００ｍＡであり、二次コイル２２の抵抗値を７ｋΩ、副一次コイル２１ｂと二次コイル２２の巻数比を３００とした場合、副一次コイル２１ｂのエネルギ投入側となる電源線Ｌ１側の端子電圧は、下記式１で概算できる。
式１：（２ｋＶ＋１００ｍＡ×７ｋΩ）／３００＝９Ｖ
さらに、エネルギ投入動作を可能とするには、式１にて得られた端子電圧に、副一次コイル２１ｂのエネルギ投入側の端子への給電経路における各素子のサチュレーション電圧と、副一次コイル２１ｂのドロップ分とを上乗せする必要がある。例えば、給電経路に開閉スイッチとダイオードを含む場合、開閉スイッチのサチュレーション電圧を０．９Ｖ、ダイオード１１の順方向電圧Ｖｆを０．９Ｖとし、副一次コイル２１ｂの抵抗値を６７ｍΩとすると、エネルギ投入可能となる電源電圧は、下記式２で概算できる。
式２：９Ｖ＋０．９Ｖ＋０．９Ｖ＋６７ｍΩ×１００ｍＡ×３００＝１２．８Ｖ
【００５１】
式２から、例えば、巻数比を３００とした場合に、エネルギ投入可能な電源電圧は、１２．８Ｖとなり、１２．８Ｖ未満では、エネルギ投入動作が困難となることがわかる。
また、下記表１に巻数比を変更した場合の試算例を示すように、巻数比が大きくなるほど、式１で算出される端子電圧は小さくなり、式２で算出される電源電圧も小さくなる。この場合も、放電電圧Ｖ２：２ｋＶ、放電電流Ｉ２：１００ｍＡとし、例えば、巻数比１００〜１０００の範囲におけるエネルギ投入可能電圧と、一次コイル電流Ｉ１ｎｅｔ、副一次コイル２１ｂの抵抗値の変化を、併せて示している。
【００５２】
【表１】
2019203488.tif 000003
【００５３】
表１から、例えば、何らかの理由で電源電圧が、通常電圧（例えば、１４Ｖ）から低下した場合、６．５Ｖでもエネルギ投入を可能とするには、巻数比を１０００とする必要がある。ところが、この状態で電源電圧が通常電圧に戻ると、副一次コイル２１ｂを流れる一次コイル電流Ｉ１netは、下記式３で算出されるように、大電流となる。
式３：（１４Ｖ−０．８Ｖ−０．８Ｖ）／０．０２Ω＝６２０Ａ
その場合には、給電経路の各素子や副一次コイル２１ｂの電流容量確保や放熱性を確保するために、装置の大型化や高価格化をまねき実現性が低くなることが課題となっていた。
【００５４】
これに対して、本形態の点火装置１０は、副一次コイル２１ｂに２つの副一次コイル部２１１、２１２を設けたので、電源電圧に応じてその一方又は両方に通電することで、巻数比を可変とすることができる。すなわち、電源電圧が電圧閾値Ｖthに満たないときには、一方の副一次コイル部２１１のみを選択して巻数比を大きくすることで、エネルギ投入回路部４によるエネルギ投入が可能になる。また、電源電圧が電圧閾値Ｖth以上のときには、副一次コイル部２１１、２１２の両方を選択して巻数比を小さくすることで、大電流が流れるのを抑制しながらエネルギ投入できる。このように、印加可能な電源電圧に応じて、副一次コイル２１ｂを切替可能とすることで、広い運転領域でエネルギ投入が可能になり、着火性を向上させることができる。
【００５５】
また、点火装置１０には、エネルギ投入時間を制限するＴｄディレイ付きワンショット回路４２を設けてあるので、副一次コイル２１ｂへの通電の最大時間を点火装置１０の諸元に合わせて予め設定しておき、点火装置１０を保護することができる。特に、電源電圧低下時に、副一次コイル２１ｂへの電流が増加する場合に対する保護機能とすることができる。
【００５６】
また、点火装置１０に、目標二次電流値検出回路５とフィードバック制御部６を設けたので、エネルギ投入動作が実施される間、二次電流Ｉ２の検出値をフィードバック制御して、目標二次電流値Ｉ２tgtに維持させることができる。その際、目標二次電流値Ｉ２tgtは、主点火信号ＩＧＴとエネルギ投入信号ＩＧＷの位相差によって指示されるので、エンジンＥＣＵ１００と点火装置１０との間の信号線や各装置に設けられる信号端子を増加させることなく、二次電流Ｉ２のフィードバック制御が可能になる。
【００５７】
また、目標二次電流値Ｉ２tgtに基づく二次電流Ｉ２のフィードバック制御を行うために、二次電流フィードバック回路６１として、例えば、特開２０１５−２００３００号公報に記載される電流フィードバック制御回路構成を採用することができる。
具体的には、二次電流フィードバック回路６１に、検出された二次電流Ｉ２を閾値と比較するための比較回路と、閾値を切り替えるための切替手段を設け、閾値として目標二次電流値検出回路５からの検出信号を供給することで実現できる。比較回路には、二次電流検出抵抗Ｒ１により電圧変換された二次電流Ｉ２の検出信号と、上限閾値及び下限閾値の一方が適宜切り替えられて入力され、判定結果で放電継続スイッチＳＷ１を開閉駆動させる。上限閾値及び下限閾値は、例えば、目標二次電流値Ｉ２tgtを中心として設定され、放電継続スイッチＳＷ１を閉駆動して二次電流Ｉ２が上昇しているときには上限閾値が、放電継続スイッチＳＷ１を開駆動して下降しているときには下限閾値が選択される。
【００５８】
このとき、エネルギ投入用駆動回路４０では、例えば、放電継続スイッチＳＷ１を駆動するために、エネルギ投入信号ＩＧＷとＴｄディレイ付きワンショット回路からのパルス出力と二次電流比較結果であるフィードバック信号ＳＦＢとのアンド回路が設けられる。フィードバック信号ＳＦＢは、例えば、検出信号が上限閾値より大きいときにＬレベルとなり、また、下限閾値より小さいときにＨレベルとなる。すなわち、エネルギ投入信号ＩＧＷが出力されていて、かつＴｄディレイ付きワンショット回路からのパルス出力されているときに、二次電流Ｉ２が下限閾値を下回ると、放電継続スイッチＳＷ１がオンとなり、上限閾値を上回るとオフとなるように構成されて、エネルギ投入動作がなされる。
【００５９】
以上のように、本形態によれば、副一次コイル２１ｂを複数の副一次コイル部２１１、２１２で構成し、直流電源Ｂとの接続を、直流電源Ｂの電圧値に応じて切り替えるようにしたので、主点火動作に続くエネルギ投入動作を最適に制御することができる。よって、小型で高性能な内燃機関の点火装置１０を実現することができる。
【００６０】
本形態では、エネルギ投入回路部４において、複数の副一次コイル部２１１、２１２と直流電源Ｂとの接続を、点火装置１０内で直流電源Ｂの電圧値に応じて切り替える手法について説明したが、他の手法を用いてもよい。例えば、複数の副一次コイル部２１１、２１２を、副一次コイル２１ｂのエネルギ投入側の端子電圧又は点火プラグ２の放電維持電圧に応じて、又は、主点火信号ＩＧＴ及びエネルギ投入信号ＩＧＷのパルス波形情報に基づいて、切り替えることもできる。さらに、エンジンの運転状態、例えばエンジン回転数及びエンジン負荷の一方又は両方に応じて切り替えたり、又は、点火コイル２の温度に応じて切り替えたりしてもよいし、これらを組み合わせることもできるし、エンジンＥＣＵ１００で判定し点火装置１０に指示することもできる。これら手法について、次に説明する。
【００６１】
（実施形態２）
内燃機関の点火装置に係る実施形態２について、図４〜図６を参照して説明する。
本形態においても、点火装置１０とエンジンＥＣＵ１００を備える点火制御装置１の基本構成は、上記実施形態１と同様である。本形態では、エネルギ投入回路部４において、複数の副一次コイル部２１１、２１２を切り替えるために、主一次コイル２１ａの低圧側の端子電圧を用いる点が異なっている。以下、相違点を中心に説明する。
なお、実施形態２以降において用いた符号のうち、既出の実施形態において用いた符号と同一のものは、特に示さない限り、既出の実施形態におけるものと同様の構成要素等を表す。
【００６２】
図４に示すように、本形態では、主一次コイル２１ａの低圧側となる接地側端子２５と、副一次コイル制御回路４１とが、信号線Ｌ４によって接続されており、接地側端子２５における端子電圧(以下、主一次コイル端子電圧と称する)Ｖ１の検出信号が、副一次コイル制御回路４１に入力されるようになっている。副一次コイル制御回路４１は、主一次コイル２１ａと副一次コイル２１ｂの巻数比に基づいて、主一次コイル端子電圧Ｖ１から、副一次コイル２１ｂのエネルギ投入側の端子電圧(以下、副一次コイル端子電圧と称する)Ｖｓを推定することができる。副一次コイル端子電圧Ｖｓは、電源線Ｌ１に接続される電源側端子電圧であり、副一次コイル制御回路４１に電源線Ｌ１から入力される電源電圧信号ＳＢと比較することで、エネルギ投入の可否を判定することができる。
【００６３】
この場合に副一次コイル制御回路４１にて実行される副一次コイル２１ｂの切替処理を、図５に示すフローチャートにより説明する。
図５において、副一次コイル２１ｂの切替処理を開始すると、まず、ステップＳ１１において、エンジン運転状態が予め設定されたエネルギ投入動作領域か否かをエネルギ投入信号ＩＧＷ等で判定する。ステップＳ１１が否定判定された場合には、本処理を一旦終了する。
【００６４】
ステップＳ１１が肯定判定されると、ステップＳ１２へ進んで、主点火動作による放電中の主一次コイル２１ａの接地側端子２５における検出電圧信号を信号線Ｌ４から取り込む。そして、検出された主一次コイル端子電圧Ｖ１と、予め知られる主一次コイル２１ａと副一次コイル２１ｂの巻数比とに基づいて、副一次コイル２１ｂのエネルギ投入側における副一次コイル端子電圧Ｖｓを推定する。
【００６５】
このとき、主一次コイル２１ａと副一次コイル２１ｂを含む一次コイル２１と、二次コイル２２とは磁気回路で結合されており、全ての一次コイル２１が無負荷状態であれば、二次コイル２２の二次電圧Ｖ２に対して、一次コイル２１のそれぞれに、巻数比に応じた電圧が発生する。この原理を用いて、図６に示すように、全ての一次コイル２１が無負荷状態にある期間中に、主一次コイル端子電圧Ｖ１を検出するのがよい。具体的には、主一次コイル２１ａの一次電流が遮断されてから、副一次コイル２１ｂによるエネルギ投入までの待機期間（すなわち、ディレイ時間Ｔｄ）において、放電が開始された時点からエネルギ投入が開始される時点以前までは、主一次コイル２１ａと副一次コイル２１ｂの両方が無負荷となる。
【００６６】
したがって、無負荷状態の主一次コイル２１ａと、無負荷状態の副一次コイル２１ｂが共存する、例えば、ディレイ時間Ｔｄの終了時に（すなわち、図６中に一次電圧測定位置として示す）、主一次コイル端子電圧Ｖ１を測定し、副一次コイル２１ｂの選択使用を決定したあとにエネルギ投入を開始することで、各コイルの巻数比から副一次コイル端子電圧Ｖｓを精度よく推定することができる。
ここで、ディレイ時間Ｔｄ後にエネルギ投入が実施される場合には、主一次コイル２１ａの電圧に（すなわち、図６中に実線で示す）、副一次コイル２１ｂに発生する電圧も重畳されることになる（すなわち、図６中に点線で示す）。そのため、主一次コイル２１ａだけでなく副一次コイル２１ｂが無負荷であるエネルギ投入開始前状態にて、主一次コイル端子電圧Ｖ１の検出を行うことが望ましい。
【００６７】
その後、ステップＳ１３へ進んで、電源電圧信号ＳＢを取り込み、電源電圧が、推定した副一次コイル端子電圧Ｖｓより高いか否かを判定する（すなわち、電源電圧＞Ｖｓ？）。ステップＳ１３が肯定判定されると、ステップＳ１４へ進む。この場合には、電源電圧を副一次コイル２１ｂの全部に対して印加可能であり、副一次コイル部２１１、２１２の両方を用いて、エネルギ投入動作を実施する（例えば、図２参照）。その後、本処理を一旦終了する。
【００６８】
ステップＳ１３が否定判定されたときには、ステップＳ１５へ進む。この場合には、電源電圧を副一次コイル２１ｂの一部に対して印加可能であり、副一次コイル部２１１のみを用いて、エネルギ投入動作を実施する（例えば、図２参照）。その後、本処理を一旦終了する。
【００６９】
本形態によれば、副一次コイル２１ｂのエネルギ投入側となる副一次コイル端子電圧Ｖｓを、主一次コイル端子電圧Ｖ１の測定値から精度よく推定することができる。そして、推定された副一次コイル端子電圧Ｖｓを、電源電圧と比較することで、副一次コイル部２１１、２１２へのエネルギ投入の可否を正確に判定することができる。すなわち、電源電圧より低い電圧となっている副一次コイル２１ｂの一部又は全部を用いるので、エネルギ投入動作を途切れることなく実施可能となる。
よって、主点火動作に続くエネルギ投入動作を最適に制御することができ、小型で高性能な内燃機関の点火装置１０を実現することができる。
【００７０】
なお、副一次コイル端子電圧Ｖｓの推定は、上記した方法に限るものではなく、任意の方法を採用することができる。例えば、主一次コイル端子電圧Ｖ１の測定値に基づいて、二次コイル２２と主一次コイル２１ａとの巻数比から、二次コイル２２の二次電圧（放電維持電圧）を推定し、さらに二次コイル２２と副一次コイル２１ｂとの巻数比から副一次コイル端子電圧Ｖｓを推定してもよい。
【００７１】
また、複数の副一次コイル部２１１、２１２の切り替えに、必ずしも電源電圧や副一次コイル端子電圧Ｖｓを用いる必要はなく、点火プラグ２の放電維持電圧を用いてもよい。副一次コイル端子電圧Ｖｓの上昇は、例えば、火花ギャップＧの周囲の環境変化で放電維持電圧が上昇することによって生じるので、通常運転時の放電維持電圧の測定結果に応じて、予め設定した副一次コイル２１ｂの切り替えをその都度行うようにしてもよい。放電維持電圧は測定値でも推定値でもよく、上述したように、例えば、主一次コイル端子電圧Ｖ１の測定値から推定することができる。また、上記実施形態１、２において、電源電圧を電圧閾値Ｖthや副一次コイル端子電圧Ｖｓと比較したように、電源電圧の値と放電維持電圧の値との比較による切り替えを実施してもよい。
【００７２】
（実施形態３）
内燃機関の点火装置に係る実施形態３について、図７〜図９を参照して説明する。
本形態においても、点火装置１０とエンジンＥＣＵ１００を備える点火制御装置１の基本構成は、上記実施形態１と同様である。本形態では、エネルギ投入回路部４において、副一次コイル２１ｂの複数の副一次コイル部２１１、２１２を切り替えるために、エンジンＥＣＵ１００から送信される信号である主点火信号ＩＧＴとエネルギ投入信号ＩＧＷを用いる点が異なっている。具体的には、主点火信号ＩＧＴとエネルギ投入信号ＩＧＷのパルス波形情報、例えば、２つの信号の位相差を用いる。以下、相違点を中心に説明する。
【００７３】
図７に示すように、本形態では、エンジンＥＣＵ１００から出力される主点火信号ＩＧＴとエネルギ投入信号ＩＧＷが、出力信号線Ｌ２、Ｌ３を介して、目標二次電流値検出回路５に入力されると共に、副一次コイル制御回路４１に入力されるようになっている。副一次コイル制御回路４１では、主点火信号ＩＧＴとエネルギ投入信号ＩＧＷの位相差を用いて、エネルギ投入動作時に使用される副一次コイル２１ｂを指示することができる。
【００７４】
図８に示すように、これら信号は、例えば、主点火信号ＩＧＴの立ち上がり後に、エネルギ投入信号ＩＧＷが、時間差Ｔ１を有して立ち上がるように設定される。この立ち上がり時間差Ｔ１を、予め設定された時間閾値ＴＣと比較することで、比較結果に応じて副一次コイル２１ｂの切り替えを可能としている。例えば、立ち上がり時間差Ｔ１が、時間閾値ＴＣ未満のときには、通電許可スイッチＳＷ３を駆動して、副一次コイル２１ｂの全部を使用し、時間閾値ＴＣ以上のときには、切替スイッチＳＷ４を駆動して、副一次コイル２１ｂの一部を使用するようにすることができる。
【００７５】
この場合に副一次コイル制御回路４１にて実行される副一次コイル２１ｂの切替処理を、図９に示すフローチャートにより説明する。
図９において、副一次コイル２１ｂの切替処理を開始すると、まず、ステップＳ２１において、エンジン運転状態が予め設定されたエネルギ投入動作領域か否かをエネルギ投入信号ＩＧＷの有無等で判定する。ステップＳ２１が否定判定された場合には、本処理を一旦終了する。
【００７６】
ステップＳ２１が肯定判定されると、ステップＳ２２へ進んで、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Ｔ１を算出し、立ち上がり時間差Ｔ１が所定の時間閾値ＴＣ以上であったか否かを判定する（すなわち、立ち上がり時間差Ｔ１≧ＴＣ？）。ステップＳ２２が否定判定されると（すなわち、立ち上がり時間差Ｔ１＜ＴＣ）、ステップＳ２３へ進む。この場合には、電源電圧を副一次コイル２１ｂの全部に対しての印加指示であり、副一次コイル部２１１、２１２の両方を用いて、エネルギ投入動作を実施する（例えば、図８参照）。その後、本処理を一旦終了する。
【００７７】
ステップＳ２２が肯定判定されたときには、ステップＳ２４へ進む。この場合には、電源電圧を副一次コイル２１ｂの一部に対しての印加指示であり、副一次コイル部２１１のみを用いて、エネルギ投入動作を実施する（例えば、図８参照）。その後、本処理を一旦終了する。
【００７８】
なお、副一次コイル制御回路４１には、エネルギ投入開始と投入最大期間を示すＴｄディレイ付きワンショット回路４２からの出力が入力されている。副一次コイル制御回路４１は、このＴｄディレイ付きワンショットパルスの出力期間以外においては、通電許可スイッチＳＷ３及びＳ切替スイッチＷ４をオフさせることで、主点火動作時に副一次コイル２１ｂの影響が出ないようにしている。
また、目標二次電流値Ｉ２tgtの指示は、時間閾値ＴＣ以上のときと時間閾値ＴＣ未満のときに分けて各々設定してもよいし、後述するように、時間閾値ＴＣ以上のときと時間閾値ＴＣ未満のときのそれぞれについて、２つの信号の位相差を更に区分けし、立ち上がり時間差Ｔ１に応じて、異なる目標二次電流値Ｉ２tgtに設定してもよい。
【００７９】
本形態によれば、エンジンＥＣＵ１００から送信される主点火信号ＩＧＴ及びエネルギ投入信号ＩＧＷを用いて、副一次コイル部２１１、２１２へのエネルギ投入の可否を判定し、その一部又は全部を用いてエネルギ投入動作を実施可能となる。この場合には、エンジンＥＣＵ１００内で水温や燃料噴射量やＥＧＲ量、電源電圧の変動などを加味して最適な副一次コイル２１ｂの切り替えを決定し、指示することができるので、信号線や信号端子の追加の必要がなく、簡易な装置構成で、高精度な制御を実現することができる。
よって、主点火動作に続くエネルギ投入動作を最適に制御することができ、小型で高性能な内燃機関の点火装置１０を実現することができる。
【００８０】
（実施形態４）
内燃機関の点火装置に係る実施形態４について、図１０、図１１を参照して説明する。
本形態において、点火装置１０とエンジンＥＣＵ１００を備える点火制御装置１の基本構成は、上記実施形態３と同様であり、点火装置１０において副一次コイル２１ｂを駆動するための回路構成が異なっている。複数の副一次コイル部２１１、２１２を切り替えるための、エネルギ投入回路部４の構成は、上記実施形態３と同様であり、以下、相違点を中心に説明する。
【００８１】
本形態においても、主一次コイル２１ａと副一次コイル２１ｂとは直列に接続されると共に、直流電源Ｂに対して並列に接続される。具体的には、主一次コイル２１ａの一端と副一次コイル２１ｂの一端との間に中間タップ２６が設けられており、中間タップ２６には、直流電源Ｂに至る電源線Ｌ１が接続されている。主一次コイル２１ａの他端は、主点火スイッチＳＷ２を介して接地され、副一次コイル２１ｂの他端は、放電継続スイッチＳＷ１を介して接地されている。
【００８２】
放電継続スイッチＳＷ１と副一次コイル２１ｂとの間には、通電許可スイッチＳＷ３が直列に接続されている。また、放電継続スイッチＳＷ１と通電許可スイッチＳＷ３の接続点には、第２ダイオード１１のアノード端子が接続され、第２ダイオード１１のカソード端子は電源線Ｌ１に接続される。これにより、放電継続スイッチＳＷ１のオフ時に、通電許可スイッチＳＷ３のオンを継続することで、副一次コイル２１ｂの他端と電源線Ｌ１とを接続する還流経路Ｌ１１が形成される。
【００８３】
また、副一次コイル部２１１、２１２の間の中間タップ２３は、切替スイッチＳＷ４を介して、放電継続スイッチＳＷ１と通電許可スイッチＳＷ３の接続点に、接続している。これにより、放電継続スイッチＳＷ１のオフ時に、切替スイッチＳＷ４のオンを継続することで、還流経路Ｌ１１を介して、中間タップ２３に接続される副一次コイル部２１１の他端と、電源線Ｌ１とが接続される。
電源線Ｌ１には、還流経路Ｌ１１との接続点と直流電源Ｂとの間に、第３ダイオード１２が設けられる。第３ダイオード１２は、一次コイル２１へ向かう方向を順方向としている。
【００８４】
本形態においても、上記実施形態３と同様に、出力信号線Ｌ２、Ｌ３を介して、主点火信号ＩＧＴとエネルギ投入信号ＩＧＷとが、目標二次電流値検出回路５に入力されると共に、副一次コイル制御回路４１に入力されるようになっている。
したがって、副一次コイル制御回路４１において、主点火信号ＩＧＴとエネルギ投入信号ＩＧＷの位相差に基づいて、エネルギ投入動作時に使用される副一次コイル２１ｂを切り替えることができる。また、目標二次電流値検出回路５において、主点火信号ＩＧＴとエネルギ投入信号ＩＧＷの位相差を用いて、エネルギ投入動作時の目標二次電流値Ｉ２tgtを検出することができる。
【００８５】
この場合も、図１１に示すように、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Ｔ１を用いて、副一次コイル部２１１、２１２の切り替えを行うことができる。すなわち、立ち上がり時間差Ｔ１が、時間閾値ＴＣ未満のときには、通電許可スイッチＳＷ３を駆動して、副一次コイル２１ｂの全部を使用して、エネルギ投入動作を実施することができる。また、時間閾値ＴＣ以上のときには、切替スイッチＳＷ４を駆動して、副一次コイル２１ｂの一部を使用して、エネルギ投入動作を実施することができる。
【００８６】
本形態の回路構成において、副一次コイル制御回路４１にて実行される副一次コイル２１ｂの切替処理は、上記実施形態３と同様であり(例えば、図９参照)、フローチャートは省略する。本形態においても、立ち上がり時間差Ｔ１を用いて、副一次コイル部２１１、２１２の切り替えを行うことで、上記実施形態３と同様の効果が得られる。
よって、主点火動作に続くエネルギ投入動作を最適に制御することができ、小型で高性能な内燃機関の点火装置１０を実現することができる。
【００８７】
上記実施形態では、放電継続スイッチＳＷ１をスイッチング駆動し、通電許可スイッチＳＷ３又は切替スイッチＳＷ４をオンオフ駆動して、副一次コイル２１ｂの切り替えを行う場合としてエネルギ投入動作を説明したが、通電許可スイッチＳＷ３又は切替スイッチＳＷ４のオンを放電継続スイッチＳＷ１のオンと同期させて、スイッチング駆動してもよい。放電継続スイッチＳＷ１と、通電許可スイッチＳＷ３及び切替スイッチＳＷ４の駆動方法を入れ替えてもよく、通電許可スイッチＳＷ３又は切替スイッチＳＷ４をスイッチング駆動させてもよい。また、還流ダイオード１１を廃止して、回路を簡素化してもよい。
【００８８】
（実施形態５）
内燃機関の点火装置に係る実施形態５について、図１２、図１３を参照して説明する。
本形態において、点火装置１０とエンジンＥＣＵ１００を備える点火制御装置１の基本構成は、上記実施形態４と同様であり、点火装置１０において副一次コイル２１ｂを駆動するための回路構成が異なっている。複数の副一次コイル部２１１、２１２を切り替えるための、エネルギ投入回路部４の構成は、上記実施形態４と同様であり、以下、相違点を中心に説明する。
【００８９】
図１２に示すように、本形態においても、主一次コイル２１ａの一端と副一次コイル２１ｂの一端との間に中間タップ２６が設けられており、中間タップ２６には、直流電源Ｂに至る電源線Ｌ１が接続されている。主一次コイル２１ａの他端は、主点火スイッチＳＷ２を介して接地され、副一次コイル２１ｂの他端は、第１通電許可スイッチＳＷ１３を介して接地されている。また、副一次コイル部２１１、２１２の間の中間タップ２３は、第２通電許可スイッチＳＷ１４を介して接地されている。
【００９０】
また、副一次コイル２１ｂの他端には、第１通電許可スイッチＳＷ１３と並列に第１放電継続スイッチＳＷ１１が設けられる。第１放電継続スイッチＳＷ１１は、第２ダイオード１１を介して、電源線Ｌ１に接続される。第１放電継続スイッチＳＷ１１のドレイン端子は、副一次コイル２１ｂに、ソース端子は第２ダイオード１１のアノード端子に接続され、第２ダイオード１１のカソード端子は電源線Ｌ１に接続される。
【００９１】
また、副一次コイル部２１１、２１２の間の中間タップ２３には、第２通電許可スイッチＳＷ１４と並列に第２放電継続スイッチＳＷ１２が設けられる。第２放電継続スイッチＳＷ１２は、第４ダイオード１３を介して、電源線Ｌ１に接続される。第２放電継続スイッチＳＷ１２のドレイン端子は、中間タップ２３に、ソース端子は第４ダイオード１３のアノード端子に接続され、第４ダイオード１３のカソード端子は電源線Ｌ１に接続される。
【００９２】
これにより、第１放電継続スイッチＳＷ１１がオン状態であるときに、第１通電許可スイッチＳＷ１３をスイッチング動作させることにより、副一次コイル部２１１、２１２の両方を用いて、エネルギ投入動作を実施することができる。その際、第１通電許可スイッチＳＷ１３がオフされると、第１放電継続スイッチＳＷ１１を介して、電源線Ｌ１へ至る還流経路Ｌ１１が形成され、還流電流が流れるので、二次電流Ｉ２の急激な低下を抑制できる。
なお、第２放電継続スイッチＳＷ１２及び第２通電許可スイッチＳＷ１４は、主点火動作及びエネルギ投入動作の間、オフされる。
【００９３】
一方、第２放電継続スイッチＳＷ１２がオン状態であるときに、第２通電許可スイッチＳＷ１４をスイッチング動作させることにより、副一次コイル部２１１のみを用いて、エネルギ投入動作を実施することができる。その際、第２通電許可スイッチＳＷ１４がオフされると、第２放電継続スイッチＳＷ１２を介して、電源線Ｌ１へ至る還流経路Ｌ１２が形成され、還流電流が流れるので、二次電流Ｉ２の急激な低下を抑制できる。
なお、第１放電継続スイッチＳＷ１１及び第１通電許可スイッチＳＷ１３は、主点火動作及びエネルギ投入動作の間、オフされる。
【００９４】
本形態においても、上記実施形態３と同様に、エネルギ投入回路部４に、出力信号線Ｌ２、Ｌ３を介して、エンジンＥＣＵ１００から出力される主点火信号ＩＧＴとエネルギ投入信号ＩＧＷが入力されるようになっている。したがって、これら信号の立ち上がり時間差Ｔ１を用いて、副一次コイル部２１１、２１２の切り替えを行うことで、上記実施形態４と同様の効果が得られる。
【００９５】
すなわち、図１３に示すように、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Ｔ１が所定の時間閾値ＴＣ未満である場合には、電源電圧を副一次コイル２１ｂの全部に対して印加する指示信号であり、副一次コイル部２１１、２１２の両方を用いて、エネルギ投入動作を実施する。
一方、立ち上がり時間差Ｔ１が所定の時間閾値ＴＣ以上である場合には、電源電圧を副一次コイル２１ｂの一部に対して印加する指示信号であり、副一次コイル部２１１のみを用いて、エネルギ投入動作を実施する。
【００９６】
このように、本形態の回路構成においても、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Ｔ１を用いて、副一次コイル部２１１、２１２の切り替えを行うことができ、上記実施形態４と同様の効果が得られる。
【００９７】
（実施形態６）
内燃機関の点火装置に係る実施形態６について、図１４〜図１８を参照して説明する。
本形態において、点火装置１０とエンジンＥＣＵ１００を備える点火制御装置１の基本構成は、上記実施形態４と同様であり、点火装置１０において副一次コイル２１ｂを駆動するための回路構成が異なっている。複数の副一次コイル部２１１、２１２を切り替えるための、エネルギ投入回路部４の構成は、上記実施形態４と同様であり、以下、相違点を中心に説明する。
【００９８】
図１４に示すように、本形態においても、副一次コイル部２１１、２１２の間に中間タップ２３が設けられており、主一次コイル２１ａの一端と副一次コイル２１ｂの一端との間の中間タップ２６には、直流電源Ｂに至る電源線Ｌ１が接続されている。主一次コイル２１ａの他端は、主点火スイッチＳＷ２を介して接地され、副一次コイル２１ｂの他端は、放電継続スイッチＳＷ１を介して接地されている。中間タップ２６と第３ダイオード１２との間には、通電許可スイッチＳＷ３が設けられる。また、中間タップ２６と通電許可スイッチＳＷ３との間には、第２ダイオード１１のカソード端子が接続され、第２ダイオード１１のアノード端子は接地される。
【００９９】
また、副一次コイル部２１１、２１２の間の中間タップ２３は、切替スイッチＳＷ４を介して、電源線Ｌ１に接続されている。中間タップ２３と第３ダイオード１２との間には、切替スイッチＳＷ４が設けられる。また、中間タップ２３と切替スイッチＳＷ４との間には、第４ダイオード１３のカソード端子が接続され、第４ダイオード１３のアノード端子は接地される。
【０１００】
さらに、副一次コイル２１ｂの副一次コイル部２１２側の他端と、第３ダイオード１２との間には、放電継続スイッチＳＷ１と並列に、主点火動作の補助用のスイッチング素子（以下、補助スイッチと称する）ＳＷ５が設けられる。また、中間タップ２６と通電許可スイッチＳＷ３との間には、第２ダイオード１１のカソード端子が接続され、第２ダイオード１１のアノード端子は接地される。
【０１０１】
これにより、主点火動作時に、通電許可スイッチＳＷ３と切替スイッチＳＷ４をオフさせたままで、主点火スイッチＳＷ２をオンすると共に、補助スイッチＳＷ５をオンすることにより（例えば、図１６参照）、主一次コイル２１ａに通電すると共に、副一次コイル２１ｂに通電可能となる。すなわち、主一次コイル２１ａと副一次コイル２１ｂを含む一次コイル２１の全部を、主点火動作に用いることができる。エネルギ投入動作時には、主点火スイッチＳＷ２及び補助スイッチＳＷ５をオフし、放電継続スイッチＳＷ１をオンにした上で、通電許可スイッチＳＷ３又は切替スイッチＳＷ４を用いて、スイッチング動作を行う。
【０１０２】
この構成においても、上記実施形態３と同様に、エネルギ投入回路部４に、出力信号線Ｌ２、Ｌ３を介して、エンジンＥＣＵ１００から出力される主点火信号ＩＧＴとエネルギ投入信号ＩＧＷが入力されるようになっている。したがって、これら信号の立ち上がり時間差Ｔ１を用いて、副一次コイル部２１１、２１２の切り替えを行うことで、上記実施形態３と同様の効果が得られる。
【０１０３】
あるいは、図１５に本形態の変形例を示すように、エンジンＥＣＵ１００において、副一次コイル部２１１、２１２の切り替えを制御する制御信号Ｃselを生成し、信号出力線Ｌ４を介して、副一次コイル制御回路４１に入力するようにしてもよい。その場合には、副一次コイル制御回路４１にエネルギ投入信号ＩＧＷは入力されず、切替処理に立ち上がり時間差Ｔ１の代わりに、制御信号Ｃselの論理レベル（「０」又は「１」）を用いて切替処理を行うことができる。
【０１０４】
すなわち、図１６に示すように、制御信号Ｃsel＝０の場合には、電源電圧を副一次コイル２１ｂの全部に対しての印加指示であり、副一次コイル部２１１、２１２の両方を用いて、エネルギ投入動作を実施する。
一方、制御信号Ｃsel＝１の場合には、電源電圧を副一次コイル２１ｂの一部に対しての印加指示であり、副一次コイル部２１１のみを用いて、エネルギ投入動作を実施する。
【０１０５】
この場合に副一次コイル制御回路４１にて実行される副一次コイル２１ｂの切替処理を、図１７に示すフローチャートにより説明する。
図１７において、副一次コイル２１ｂの切替処理を開始すると、まず、ステップＳ３１において、エンジン運転状態が予め設定されたエネルギ投入動作領域か否かをエネルギ投入信号ＩＧＷ等で判定する。ステップＳ３１が否定判定された場合には、本処理を一旦終了する。
【０１０６】
ステップＳ３１が肯定判定されると、ステップＳ３２へ進んで、制御信号Ｃsel＝１か否かを判定する（すなわち、Ｃsel＝１？）ステップＳ３２が否定判定されると（すなわち、Ｃsel＝０）、ステップＳ３３へ進む。この場合には、電源電圧を副一次コイル２１ｂの全部に対しての印加指示であり、副一次コイル部２１１、２１２の両方を用いて、エネルギ投入動作を実施する。その後、本処理を一旦終了する。
【０１０７】
ステップＳ３２が肯定判定されたときには、ステップＳ３４へ進む。この場合には、電源電圧を副一次コイル２１ｂの一部に対しての印加指示であり、副一次コイル部２１１のみを用いて、エネルギ投入動作を実施する。その後、本処理を一旦終了する。
【０１０８】
このように、エンジンＥＣＵ１００において、独立した制御信号Ｃselを生成して、副一次コイル２１ｂの切り替えを制御することができ、点火装置１０内における副一次コイル２１ｂの切り替えのための回路構成を簡易にすることができると共に、制御信号Ｃselの信号レベルに合わせて高速で切り替えることができるので、エネルギ投入動作中にもＣsel信号レベルを変更して、よりエンジンの燃焼状態に最適化した放電電流制御を実施することができる。なお、制御信号Ｃselを用いる場合には、例えば、予めエンジンＥＣＵ１００に記憶している副一次コイル使用領域マップを参照し、エンジン運転領域に応じて制御信号Ｃselを出力すればよい。
【０１０９】
例えば、図１８に一例を示すように、エンジン回転数又はエンジン負荷と、副一次コイル使用領域との関係を用いて、副一次コイル２１ｂの切り替えを行うことができる。一般的に、エンジンが高回転又は高負荷になると、エンジンの気筒内の気流速度が速くなり、放電火花が気流によって伸びていくことで放電維持電圧が高くなる。その結果、副一次コイル２１ｂに跳ね返る電圧が高くなっていき、エネルギが投入できる電源電圧も上昇していく。その場合には、副一次コイル２１ｂの一部を用いることで、エネルギ投入動作が実施可能となる。
【０１１０】
したがって、このような副一次コイル２１ｂの電圧と、エンジン回転数又はエンジン負荷との関係から、副一次コイル２１ｂの全部を使用してエネルギ投入動作を実施可能な領域、又は、一部を使用してエネルギ投入動作を実施可能な領域を、予め設定しておくことで、エンジンの運転状態に追従させたエネルギ投入動作が実現できる。例えば、副一次コイル２１ｂの全部を用いる通常運転時の回転数領域よりも外側（低回転数側又は高回転数側）の領域において、又は、副一次コイル２１ｂの全部を用いる通常運転時の負荷領域よりも外側（低負荷側又は高負荷側）の領域において、副一次コイル２１ｂの一部を用いる。また、例えば、エンジン負荷がごく低い領域では、エネルギ投入動作を実施しないようにしてもよく、この領域間の移動に、高速で追従させることができる。
【０１１１】
エンジンＥＣＵ１００は、各種センサの検出信号から、エンジン回転数及びエンジン負荷の一方又は両方に基づいて、副一次コイル２１ｂの切り替えを判定し、制御信号Ｃselを出力する。エンジン回転数は、回転数センサの出力を用いて、エンジン負荷は、スロットル開度センサや吸気圧センサの出力を用いて検出することができる。なお、図１８に示すエンジン回転数及びエンジン負荷と、副一次コイル使用領域との関係を、予め副一次コイル使用領域マップとして記憶しておいてもよい。
【０１１２】
本形態によれば、予め設定したエンジン回転数領域やエンジン負荷領域との関係を用いて、副一次コイル２１ｂの切り替えを行うことで、確実なエネルギ投入が可能になる。このようにして、電源電圧やコイル端子電圧等の測定を実施することなく、広い運転領域にて、容易にエネルギ投入動作を実施することができる。
【０１１３】
（実施形態７）
内燃機関の点火装置に係る実施形態６について、図１９、図２０を参照して説明する。
本形態において、点火装置１０とエンジンＥＣＵ１００を備える点火制御装置１の基本構成は、上記実施形態４と同様であり、図１９に示すように、点火装置１０における複数の副一次コイル部２１１、２１２とそれらを駆動するための回路構成と、複数の副一次コイル部２１１、２１２を切り替えるための、エネルギ投入回路部４の構成が異なっている。以下、相違点を中心に説明する。
【０１１４】
上記実施形態では、副一次コイル２１ｂの複数の副一次コイル部２１１、２１２を、中間タップ２３を用いて分割する構成としたが、本形態では、磁気的に結合した別体の副一次コイル部２１１、２１２を、電源線Ｌ１に対して、並列に接続している。副一次コイル２１ｂのうち、副一次コイル部２１１は、電源線Ｌ１に接続される中間タップ２６を介して、主一次コイル２１ａと一体的に設けられる。副一次コイル部２１１、２１２の巻数は、例えば、副一次コイル部２１１＞副一次コイル部２１２とする。
【０１１５】
このとき、複数の副一次コイル部２１１、２１２の巻線線径は、巻数比が大きくなるコイルほど、線径が太くなるようにしてもよい。巻数比が大きいほど、巻回数が少なくなり、抵抗値が下がるので、エネルギ投入時の電流を増加させることができるが、一方で、電流の増加による発熱が生じる。その場合に、線径を太くすることで、抵抗値をより小さくして、発熱を抑制することができる。
【０１１６】
副一次コイル部２１１は、一端が中間タップ２６に接続され、他端が第１放電継続スイッチＳＷ１１及び通電許可スイッチＳＷ３を介して接地されている。副一次コイル部２１２は、一端が電源線Ｌ１に接続され、他端が第２放電継続スイッチＳＷ１２を介して、第１放電継続スイッチＳＷ１１と通電許可スイッチＳＷ３の接続点に接続されている。副一次コイル部２１２の一端と電源線Ｌ１の接続点と、副一次コイル部２１１の一端との間には、副一次コイル部２１１へ向かう方向を順方向とする第５ダイオード１４が設けられ、副一次コイル部２１２の一端と電源線Ｌ１との間には、副一次コイル部２１２へ向かう方向を順方向とする第６ダイオード１５が設けられる。
【０１１７】
第１放電継続スイッチＳＷ１１、第２放電継続スイッチＳＷ１２は、それぞれ第１駆動回路４４、第２駆動回路４５によってオンオフ駆動される。また、第１駆動回路４４、第２駆動回路４５には、主点火信号ＩＧＴとエネルギ投入信号ＩＧＷが入力されており、立ち上がり時間差Ｔ１を用いて、副一次コイル２１ｂを選択使用する。第３駆動回路４６には、Ｔｄディレイ付きワンショット回路４２からのワンショットパルス信号が入力されるようになっており、二次電流フィードバック回路６１の出力との論理積をとり通電許可スイッチＳＷ３をオンオフさせて、放電電流が目標二次電流になるように制御する。
【０１１８】
副一次コイル部２１１の一端と第５ダイオード１４の間には、第２ダイオード１１のカソード端子が接続され、第２ダイオード１１のアノード端子は、第１放電継続スイッチＳＷ１１と通電許可スイッチＳＷ３の接続点に接続される。
また、副一次コイル部２１２の一端と第６ダイオード１５の間には、第４ダイオード１３のカソード端子が接続され、第４ダイオード１３のアノード端子は、第１放電継続スイッチＳＷ１１と通電許可スイッチＳＷ３の接続点に接続される。
【０１１９】
このように、通電許可スイッチＳＷ３は、第３駆動回路４６によって、目標二次電流検出回路５からの検出信号と、二次電流フィードバック回路６１からのフィードバック信号ＳＦＢに基づいて、オンオフ駆動されるようになっている。
これにより、第１放電継続スイッチＳＷ１１又は第２放電継続スイッチＳＷ１２がオン状態であるときに、通電許可スイッチＳＷ３をオンオフ駆動することにより、副一次コイル部２１１又は副一次コイル部２１２の一方を駆動可能とする。
【０１２０】
図２０に示すように、具体的には、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Ｔ１を用いて、副一次コイル部２１１、２１２の切り替えを行い、立ち上がり時間差Ｔ１＜時間閾値ＴＣのときには、巻数の多い（すなわち、巻数比の小さい）副一次コイル部２１１を用いる。そして、第３駆動回路４６からの切替信号によって、第１駆動回路４４にて第１放電継続スイッチＳＷ１１をオンすると共に、第３駆動回路４６にて通電許可スイッチＳＷ３をスイッチング動作させることで、副一次コイル部２１１を用いてエネルギ投入動作を実施することができる。
【０１２１】
一方、立ち上がり時間差Ｔ１≧時間閾値ＴＣのときには、巻数の少ない（すなわち、巻数比の大きい）副一次コイル部２１２を用いる。そして、第３駆動回路４６からの切替信号によって、第２駆動回路４５にて第２放電継続スイッチＳＷ１２をオンすると共に、第３駆動回路４６にて通電許可スイッチＳＷ３をスイッチング動作させることで、副一次コイル部２１１を用いてエネルギ投入動作を実施することができる。
【０１２２】
なお、副一次コイル２１ｂの切り替え条件に、実施形態１で説明した電源電圧の条件を付け加えて、電源電圧が低い時には、エンジンＥＣＵ１００からの切り替え指示に関わらず、巻数の少ない副一次コイル２１２を使用するようにして、確実にエネルギ投入動作が実施できるようにしてもよい。
また、通電許可スイッチＳＷ３のオフ時には、第１放電継続スイッチＳＷ１１及び第２ダイオード１１を介して、あるいは、第２放電継続スイッチＳＷ１２及び第４ダイオード１３を介して、還流電流が流れるので、二次電流Ｉ２の急激な低下を抑制できる。
【０１２３】
本形態のように、複数の副一次コイル部２１１、２１２を並列に設けて、１つの通電許可スイッチＳＷ３にてスイッチング動作させるようにしてもよく、上記実施形態と同様の効果が得られる。また、複数の副一次コイル部２１１、２１２を別体で設けることにより、熱容量が増え、点火コイル全体の温度上昇が抑制可能となる。
【０１２４】
（実施形態８）
内燃機関の点火装置に係る実施形態８について、図２１〜図２４を参照して説明する。
本形態において、点火装置１０とエンジンＥＣＵ１００を備える点火制御装置１の基本構成は、上記各実施形態と同様とすることができ、点火コイル２の温度を用いて、複数の副一次コイル部２１１、２１２を切り替える点が異なっている。以下、相違点を中心に説明する。
【０１２５】
例えば、図２１に示すように、上記実施形態１と同様の点火コイル２を含む回路構成とした場合について、電源電圧の検出結果等に基づいて、副一次コイル２１ｂの切り替えを行う他、副一次コイル２１ｂの温度を推定し、その推定結果に応じて副一次コイル２１ｂの切り替えを行ってもよい。また、上記各実施形態では、電源電圧の検出結果等に基づいて、複数の副一次コイル部２１１、２１２の一部又は全部を選択したが、予め選択した副一次コイル部２１１、２１２の一部を用いてエネルギ投入動作を開始し、その後、副一次コイル２１ｂの温度を推定して、副一次コイル２１ｂの切り替えを判定するようにしてもよい。
【０１２６】
その場合には、図２２に示すように、まず、ステップＳ４１において、副一次コイル２１ｂの一部である副一次コイル部２１１を選択して、エネルギ投入動作を実施する。
上述したように、複数の副一次コイル部２１１、２１２を切り替えて使用する場合には、巻数比が大きいほど、電源電圧が低くてもエネルギ投入が可能になる。そこで、副一次コイル２１ｂの一部のみに通電することで、エネルギ投入を確実に開始することができる。ただし、通電量が多くなると、発熱によりコイル抵抗が大きくなってエネルギ投入効率がむしろ低下する。
【０１２７】
そのため、続くステップＳ４２において、副一次コイル部２１１の温度（以下、第１コイル温度と称する）を検出し、検出された第１コイル温度が温度閾値Ｔth１より高いか否かを判定する（すなわち、第１コイル温度＞Ｔth１？）。
第１コイル温度は、例えば、副一次コイル部２１１の電流経路に電流センサを設けて電流を検出し、副一次コイル部２１１を流れる電流の変化の傾きと、副一次コイル部２１１の温度とが相関を有することを利用して、推定することができる。電流センサとしては、例えば、放電継続スイッチＳＷ１に電流センス端子を設けたセンスＭＯＳＦＥＴを使用することができる。あるいは、副一次コイル部２１１への通電状態の履歴から、第１コイル温度を推定するようにしてもよい。
【０１２８】
ステップＳ４２が肯定判定されると、ステップＳ４３へ進んで、複数の副一次コイル部２１１、２１２の両方によるエネルギ投入動作を実施する。すなわち、副一次コイル２１ｂの全部を用いたエネルギ投入動作に切り替える。これにより、副一次コイル部２１１のみに発熱が集中することがなくなり、副一次コイル２１ｂの全体に通電されることで、発熱を分散させて、副一次コイル部２１１の温度上昇を抑制することができる。
その後、本処理を一旦終了する。
【０１２９】
ステップＳ４２が否定判定された場合には、ステップＳ４４へ進んで、副一次コイル部２１１のみによるエネルギ投入動作を継続する。その後、本処理を一旦終了する。
【０１３０】
また、他の例として、図２３に示すように、上記実施形態７と同様の点火コイル２を含む回路構成とした場合についても、同様に、副一次コイル２１ｂの温度の推定結果に応じて副一次コイル２１ｂの切り替えを行うことができる。
その場合には、図２４、図２５にフローチャートを示すように、並列に配設された複数の副一次コイル部２１１、２１２の一方に選択的に通電し、その温度の推定結果に応じて、他方の副一次コイル部２１１、２１２へ切り替えるようにしてもよい。
【０１３１】
図２４において、まず、ステップＳ５１では、副一次コイル２１ｂの一部である副一次コイル部２１１を選択し、エネルギ投入動作を実施する。次いで、ステップＳ５２において、副一次コイル部２１１の温度（すなわち、第１コイル温度）を検出し、検出された第１コイル温度が温度閾値Ｔth１より高いか否かを判定する（すなわち、第１コイル温度＞Ｔth１？）。
【０１３２】
ステップＳ５２が肯定判定されると、ステップＳ５３へ進んで、副一次コイル２１ｂの他の一部である副一次コイル部２１２を選択して、エネルギ投入動作を実施する。その後、本処理を一旦終了する。
ステップＳ５２が否定判定された場合には、ステップＳ５４へ進んで、副一次コイル部２１１によるエネルギ投入動作を継続する。その後、本処理を一旦終了する。
【０１３３】
このように、副一次コイル２１ｂの複数の副一次コイル部２１１、２１２が別体で設けられ、搭載位置が異なる場合には、副一次コイル部２１１、２１２の一方から他方へ切り替えることで、発熱を分散させて、温度上昇を抑制する効果が高い。
【０１３４】
図２４のステップＳ５３において、副一次コイル部２１２へ切り替えられた場合には、次に、図２５のフローチャートにおいて、同様の処理を実施することができる。
その場合には、まず、ステップＳ６１において、副一次コイル部２１２によるエネルギ投入動作を実施する。次いで、ステップＳ６２において、副一次コイル部２１２の温度（以下、第２コイル温度）を検出し、検出された第２コイル温度が温度閾値Ｔth２より高いか否かを判定する（すなわち、第２コイル温度＞Ｔth２？）。
【０１３５】
ステップＳ６２が肯定判定されると、ステップＳ６３へ進んで、副一次コイル２１ｂの他の一部である副一次コイル部２１１を選択して、エネルギ投入動作を実施する。その後、本処理を一旦終了する。
ステップＳ６２が否定判定された場合には、ステップＳ６４へ進んで、副一次コイル部２１２によるエネルギ投入動作を継続する。その後、本処理を一旦終了する。
【０１３６】
このような処理を繰り返すことにより、副一次コイル２１ｂの全体の温度上昇を抑制しながら、連続して同じ副一次コイル部２１１、２１２を使用するよりも容易にエネルギ投入動作を継続することができる。
【０１３７】
（実施形態９）
内燃機関の点火装置に係る実施形態９について、図２６、図２７を参照して説明する。
本形態において、点火装置１０とエンジン用電子制御装置１００を備える点火制御装置１の基本構成及び基本作動は、上記実施形態３と同様であり、図示を省略する。本形態では、複数の副一次コイル部２１１、２１２を、主点火信号ＩＧＴとエネルギ投入信号ＩＧＷの位相差を用いて切り替える構成において、さらに、主点火信号ＩＧＴとエネルギ投入信号ＩＧＷの位相差に応じて、複数の目標二次電流値Ｉ２tgtを指示可能とした場合の具体例を示している。以下、相違点を中心に説明する。
【０１３８】
上記図８に示したように、これら信号は、主点火信号ＩＧＴの立ち上がり後に、エネルギ投入信号ＩＧＷが、立ち上がり時間差Ｔ１を有するように設定されており、予め設定された時間閾値ＴＣと比較することで、副一次コイル２１ｂの切り替えを可能としている。この立ち上がり時間差Ｔ１を、さらに、時間閾値ＴＣよりも小さい値である閾値ＴI1、閾値ＴI2と比較されることで（すなわち、ＴI1＜ＴI2＜ＴＣ）、あるいは、時間閾値ＴＣ以上の値である閾値Ｔb1、閾値Ｔb2と比較されることで（すなわち、ＴＣ≦Ｔb1＜Ｔb2）、目標二次電流値Ｉ２tgtを設定することができる。
【０１３９】
具体的には、下記表２に示すように、立ち上がり時間差Ｔ１が、時間閾値ＴＣ未満のときには、副一次コイル２１ｂの全部が使用される。すなわち、放電継続スイッチＳＷ１がスイッチング動作状態であるときに、通電許可スイッチＳＷ３をオン動作させることにより、副一次コイル２１ｂの全部を用いたエネルギ投入動作を実施する。時間閾値ＴＣ以上のときには、通電許可スイッチＳＷ３をオフさせて、切替スイッチＳＷ４をオン動作させることにより、副一次コイル２１ｂの一部を用いたエネルギ投入動作を実施する。
【０１４０】
【表２】
2019203488.tif 000004
【０１４１】
本形態では、さらに、立ち上がり時間差Ｔ１を、時間閾値ＴＣ未満であって、かつ閾値ＴI1未満のとき、閾値ＴI1以上閾値ＴI2未満のとき、閾値ＴI2以上のとき、の３段階に分けて、それぞれの目標二次電流値Ｉ２tgtを、例えば、１２０ｍＡ、９０ｍＡ、６０ｍＡに設定する。同様に、時間閾値ＴＣ以上であって、かつ閾値Ｔb1未満のとき、閾値Ｔb1以上閾値Ｔb2未満のとき、閾値Ｔb2以上のとき、の３段階に分けて、それぞれの目標二次電流値Ｉ２tgtを、例えば、１２０ｍＡ、９０ｍＡ、６０ｍＡに設定することができる。
これら閾値の関係は、主点火信号ＩＧＴの信号幅の最大値及び最小値となる範囲内で、例えば、以下のように設定することができる。
ＴI1（０．６ｍｓ）＜ＴI2（０．８ｍｓ）＜ＴＣ（１ｍｓ）≦Ｔb1（１．２ｍｓ）＜Ｔb2（１．４ｍｓ）
【０１４２】
この場合に副一次コイル制御回路４１にて実行される副一次コイル２１ｂの切替処理を、図２６に示すフローチャートにより説明する。
図２６において、副一次コイル２１ｂの切替処理を開始すると、まず、ステップＳ７１において、エンジン運転状態が予め設定されたエネルギ投入動作領域か否かをエネルギ投入信号ＩＧＷの有無等で判定する。ステップＳ７１が否定判定された場合には、本処理を一旦終了する。
【０１４３】
ステップＳ７１が肯定判定されると、ステップＳ７２へ進んで、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Ｔ１を算出し、立ち上がり時間差Ｔ１が所定の時間閾値ＴＣ以上であったか否かを判定する（すなわち、立ち上がり時間差Ｔ１≧ＴＣ？）。ステップＳ７２が否定判定されると（すなわち、立ち上がり時間差Ｔ１＜ＴＣ）、ステップＳ７３へ進む。この場合には、電源電圧を副一次コイル２１ｂの全部に対して印加可能であり、副一次コイル部２１１、２１２の両方を用いたエネルギ投入動作が実施される（例えば、図８参照）。その後、ステップＳ７５、Ｓ７６において、目標二次電流値Ｉ２tgtを設定する。
【０１４４】
ステップＳ７２が肯定判定されたときには、ステップＳ７４へ進む。この場合には、電源電圧を副一次コイル２１ｂの一部に対しての印加指示であり、副一次コイル部２１１のみを用いたエネルギ投入動作が実施される（例えば、図８参照）。その後、ステップＳ７７、Ｓ７８において、目標二次電流値Ｉ２tgtを設定する。
【０１４５】
ステップＳ７５では、立ち上がり時間差Ｔ１が閾値ＴI1未満であったか否かを判定する（すなわち、立ち上がり時間差Ｔ１＜ＴI1？）。ステップＳ７５が肯定判定された場合には、ステップＳ７９へ進んで、目標二次電流値Ｉ２tgtを１２０ｍＡに設定する。ステップＳ７５が否定判定された場合には（すなわち、立ち上がり時間差Ｔ１≧ＴI1）、ステップＳ７６へ進んで、さらに、立ち上がり時間差Ｔ１が閾値ＴI2以上であったか否かを判定する（すなわち、立ち上がり時間差Ｔ１≧ＴI2？）。ステップＳ７６が否定判定された場合は（すなわち、ＴI1≦立ち上がり時間差Ｔ１＜ＴI2）、ステップＳ８０へ進んで、目標二次電流値Ｉ２tgtを９０ｍＡに設定する。ステップＳ７６が肯定判定された場合には、ステップＳ８１へ進んで、目標二次電流値Ｉ２tgtを６０ｍＡに設定する。
【０１４６】
一方、ステップＳ７７では、立ち上がり時間差Ｔ１が閾値Ｔb1以上であったか否かを判定する（すなわち、立ち上がり時間差Ｔ１≧Ｔb1？）。ステップＳ７７が肯定判定された場合には、ステップＳ７９へ進んで、目標二次電流値Ｉ２tgtを１２０ｍＡに設定する。ステップＳ７７が否定判定された場合には（すなわち、立ち上がり時間差Ｔ１＜Ｔb1）、ステップＳ７８へ進んで、さらに、立ち上がり時間差Ｔ１が閾値Ｔb2以上であったか否かを判定する（すなわち、立ち上がり時間差Ｔ１≧Ｔb2？）。ステップＳ７８が否定判定された場合は（すなわち、Ｔb1≦立ち上がり時間差Ｔ１＜Ｔb2）、ステップＳ８０へ進んで、目標二次電流値Ｉ２tgtを９０ｍＡに設定する。ステップＳ７８が肯定判定された場合には、ステップＳ８１へ進んで、目標二次電流値Ｉ２tgtを６０ｍＡに設定する。
【０１４７】
本形態によれば、主点火信号ＩＧＴ及びエネルギ投入信号ＩＧＷの立ち上がり時間差Ｔ１を用いて、副一次コイル２１ｂの切り替えを判定し、さらに、副一次コイル部２１１、２１２の一部又は全部を用いた場合のそれぞれについて、目標二次電流値Ｉ２tgtを３段階に設定可能となる。
なお、上記表２および図２６の切り替え処理は、ステップＳ７３、ステップＳ７４以下の処理で設定される目標二次電流値Ｉ２tgtを同じ値にして回路を簡略化した例で説明しているが、ステップＳ７５〜ステップＳ７８における判定結果によるＩ２ｔｇｔ設定値は異なっていてもよい。
【０１４８】
さらに、図２６に変形例として示すように、主点火信号ＩＧＴ及びエネルギ投入信号ＩＧＷの立ち上がりが一致しているかどうか、すなわち、位相ずれの有無で副一次コイル２１ｂの切り替えを判定してもよい。また、主点火信号ＩＧＴのオン期間中に、エネルギ投入信号ＩＧＷを立ち下げ、再度、立ち上げることもできる。その場合には、主点火信号ＩＧＴの立ち上がりと、最初のエネルギ投入信号ＩＧＷの立ち上がりとの位相ずれの有無によって、初期の目標二次電流値Ｉ２tgtを設定する。さらに、主点火信号ＩＧＴの立ち上がりから、次のエネルギ投入信号ＩＧＷが立ち上がるまでの再立ち上がり時間Ｔａによって、目標二次電流値Ｉ２tgtを再設定することができる。
【０１４９】
具体的には、下記表３に示すように、初期の位相ずれがある場合には、副一次コイル２１ｂの全部、すなわち、副一次コイル部２１１、２１２の両方を用いたエネルギ投入動作を実施する。このとき、初期の目標二次電流値Ｉ２tgtを、例えば、８０ｍＡに設定する。一方、初期の位相ずれがない場合には、時間閾値ＴＣ以上のときには、副一次コイル２１ｂの一部、例えば、副一次コイル部２１１のみを用いたエネルギ投入動作を実施すると共に、初期の目標二次電流値Ｉ２tgtを、例えば、１００ｍＡに設定する。
【０１５０】
【表３】
2019203488.tif 000005
【０１５１】
また、主点火信号ＩＧＴが立ち下がる前に、再度、エネルギ投入信号ＩＧＷが出力された場合には、主点火信号ＩＧＴの立ち上がりからの再立ち上がり時間Ｔａを算出し、その時間に応じて、目標二次電流値Ｉ２tgtを設定する。その場合は、初期の位相ずれによらず、例えば、再立ち上がり時間Ｔａが短く、所定の下限値（すなわち、表３中の所定値１）未満のとき、再立ち上がり時間Ｔａが長く、所定の上限値（すなわち、表３中の所定値２）以上のとき、その間の中程度の時間であるとき（すなわち、表３中の所定値１〜所定値２）、の３段階に分けて、それぞれ目標二次電流値Ｉ２tgtを再設定する。
例えば、表３に示すように、主点火信号ＩＧＴとエネルギ投入信号ＩＧＷの位相ずれありで出力された後に、ＩＧＷが再出力された場合に、主点火信号ＩＧＴからのエネルギ投入信号ＩＧＷの再立ち上がり時間が、所定値１未満のとき、所定値１〜所定値２のとき、所定値２以上のときに、それぞれ、１１０ｍＡ、９０ｍＡ、７０ｍＡに再設定し、主点火信号ＩＧＴとエネルギ投入信号ＩＧＷの位相ずれなしで出力された場合には、初期の目標二次電流値Ｉ２tgtが、それぞれ、１２０ｍＡ、９０ｍＡ、６０ｍＡに再設定される。
【０１５２】
このようにすれば、主点火信号ＩＧＴとエネルギ投入信号ＩＧＷの位相ずれの有無のみで、副一次コイル２１ｂの切り替え、さらには、目標二次電流値Ｉ２tgtの初期設定が可能になる。そして、エネルギ投入信号ＩＧＷが再送信されることで、目標二次電流値Ｉ２tgtの再設定が可能になる。
なお、エネルギ投入信号ＩＧＷは、主点火信号ＩＧＴが立ち下がる前であれば、繰り返し再送信してもよい。また、主点火信号ＩＧＴとエネルギ投入信号ＩＧＷの位相ずれがあるときに、副一次コイル２１ｂの一部を用い、位相ずれがないときに、副一次コイル２１ｂの全部を用いるようにしてもよい。
【０１５３】
これにより、エンジンＥＣＵ１００から送信される、主点火信号ＩＧＴ及びエネルギ投入信号ＩＧＷの波形情報を用いて、副一次コイル２１ｂの切り替え、さらには、目標二次電流値Ｉ２tgtの初期設定や設定変更を、容易に制御することができる。
よって、主点火動作に続くエネルギ投入動作を刻々と変化するエンジンの運転状況に合わせて最適に制御することができ、小型で高性能な内燃機関の点火装置１０を実現することができる。
【０１５４】
本発明は上記各実施形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲において、内燃機関の点火装置の種々の実施形態に組み合わせて、あるいは、単独で適用することが可能である。例えば、内燃機関は、自動車用のガソリンエンジンの他、火花点火式の各種内燃機関に適用することができる。また、点火コイル２や点火装置１０の構成は、取り付けられる内燃機関に応じて適宜変更することができる。
【０１５５】
例えば、上記各実施形態では、副一次コイル２１ｂが、２つの副一次コイル部２１１、２１２を有する構成について説明したが、３つ以上の副一次コイル部を設けることもできる。このようにすると、電源電圧等に応じて、副一次コイル２１ｂの切り替えを行い、より確実にエネルギ投入を行うことができる。
【０１５６】
また、点火コイル２は、主一次コイル２１ａ及び副一次コイル２１ｂを備える構成であればよく、エネルギ投入回路部４は、副一次コイル２１ｂへのエネルギ投入が可能な構成であれば、上記各実施形態で説明した以外のエネルギ投入方式を採用してもよく、同様の作用効果が得られる。
【０１５７】
上記実施形態では、エネルギ投入信号ＩＧＷが、各気筒に設けられた点火装置１０にそれぞれ送信される例で説明したが、必ずしもこれに限らない。例えば、特開２０１７−２１０９６５号公報に記載されるように、全気筒用のエネルギ投入信号ＩＧＷを一つの信号に重畳させて各気筒に送信する方法を採用して、点火装置１０内で主点火信号ＩＧＴとの論理などで自気筒のエネルギ投入信号ＩＧＷを抽出して使用してもよい。
また、二次電流フィードバック回路６１の目標二次電流値Ｉ２tgtに対する、上限閾値及び下限閾値は、二次電流フィードバック回路６１内で設定し使用される例を示したが、目標二次電流値検出回路５にて、上限閾値及び下限閾値を目標二次電流値Ｉ２tgtと合わせて設定して二次電流フィードバック回路６１へ出力してもよい。
【０１５８】
上記実施形態では、エネルギ投入信号ＩＧＷの時間幅が想定内の場合には、エネルギ投入信号ＩＧＷの出力がＬレベルのときにＴｄディレイ付きワンショット回路４２をクリアして次回の動作に備える構成としたが、必ずしもこれに限らず、エネルギ投入信号ＩＧＷでのクリアを廃止して回路を簡素化してもよい。
【０１５９】
また、制御信号Ｃselを用いる場合には、制御信号Ｃselの論理レベルは、「０」又は「１」の１ｂｉｔに限られず、多ビット化したり、信号電圧のレベルを分割して出力して使用してもよい。これにより、より多くの副一次コイル２１ｂの切り替えに対応させることができる。
なお、制御信号Ｃselによる副一次コイル２１ｂの切り替えは、エネルギ投入期間内で切り替えてもよい。これにより、放電中に副一次コイル２１ｂの切り替えが実施でき、よりエンジンの燃焼状態に最適な値で追従させることができる。
また、制御信号Ｃselによる切り替えに、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Ｔ１による切り替えを加えて実施できるようにしてもよい。
【０１６０】
上記実施形態では、副一次コイル２１ｂの切り替え処理は、理解のためにフローチャートで説明したが、この切り替え処理はソフトウェア等による処理に限定されるものではなく、ハードウェアで構成してもよい。
【符号の説明】
【０１６１】
Ｐ  点火プラグ
Ｂ  直流電源（電源）
１０  点火装置
２  点火コイル
２１ａ  副一次コイル
２１ｂ  主一次コイル
２１１、２１２  副一次コイル部
２２  二次コイル
３  主点火回路部
４  エネルギ投入回路部
【図１】
2019203488.tif 000006
【図２】
2019203488.tif 000007
【図３】
2019203488.tif 000008
【図４】
2019203488.tif 000009
【図５】
2019203488.tif 000010
【図６】
2019203488.tif 000011
【図７】
2019203488.tif 000012
【図８】
2019203488.tif 000013
【図９】
2019203488.tif 000014
【図１０】
2019203488.tif 000015
【図１１】
2019203488.tif 000016
【図１２】
2019203488.tif 000017
【図１３】
2019203488.tif 000018
【図１４】
2019203488.tif 000019
【図１５】
2019203488.tif 000020
【図１６】
2019203488.tif 000021
【図１７】
2019203488.tif 000022
【図１８】
2019203488.tif 000023
【図１９】
2019203488.tif 000024
【図２０】
2019203488.tif 000025
【図２１】
2019203488.tif 000026
【図２２】
2019203488.tif 000027
【図２３】
2019203488.tif 000028
【図２４】
2019203488.tif 000029
【図２５】
2019203488.tif 000030
【図２６】
2019203488.tif 000031
【図２７】
2019203488.tif 000032