(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制御装置を提供する。【解決手段】一次コイル２１と二次コイル２２を有する点火コイル２と、主点火動作を行う主点火回路部３と、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制御装置１において、主点火動作を制御する主点火信号ＩＧＴの波形情報に基づいて、エネルギ投入動作を制御するエネルギ投入信号ＩＧＷ、及び、目標二次電流値Ｉ２tgtを指示する目標二次電流指令信号ＩＧＡのうちの少なくとも一方を生成する信号生成回路部５を設ける。【選択図】図１
2019203490.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
一次コイル（２１）を流れる一次電流（Ｉ１）の増減により、点火プラグ(Ｐ)に接続される二次コイル（２２）に放電エネルギを発生させる点火コイル（２）と、
上記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、
上記主点火動作を制御する主点火信号（ＩＧＴ）の波形情報に基づいて、上記エネルギ投入動作を制御するエネルギ投入信号（ＩＧＷ）、及び、目標二次電流値（Ｉ２tgt）を指示する目標二次電流指令信号（ＩＧＡ）のうちの少なくとも一方を生成する信号生成回路部（５）と、を備えている、内燃機関の点火装置。
【請求項２】
上記信号生成回路部は、上記エネルギ投入信号ＩＧＷ及び上記目標二次電流指令信号ＩＧＡの両方を生成する、請求項１に記載の内燃機関の点火装置。
【請求項３】
上記信号生成回路部は、内燃機関の運転領域を判定する運転領域判定部（５２）を備え、上記運転領域判定部の判定結果に基づいて、上記エネルギ投入動作の実施可否を判定する、請求項１又は２に記載の内燃機関の点火装置。
【請求項４】
上記運転領域判定部は、内燃機関の運転領域を、上記主点火信号の信号周期時間（Ｔ）に基づく回転数領域として判定する、請求項３に記載の内燃機関の点火装置。
【請求項５】
上記運転領域判定部は、前回の上記主点火信号の出力により開始した上記信号周期時間の計測結果に基づいて、上記回転数領域を判定する、請求項４に記載の内燃機関の点火装置。
【請求項６】
上記信号生成回路部は、上記主点火信号の波形情報と上記運転領域判定部の判定結果に基づいて、エネルギ投入期間を指示する上記エネルギ投入信号ＩＧＷを生成するＩＧＷ生成部（３）及び上記目標二次電流指令信号とを生成するＩＧＡ生成部の少なくとも一方を備える、請求項３〜５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ＩＧＷ生成部は、上記運転領域判定部の判定結果に基づいて、複数の上記エネルギ投入期間のうちの１つを指示する上記エネルギ投入信号を生成する、請求項６に記載の内燃機関の点火装置。
【請求項８】
上記ＩＧＡ生成部は、上記運転領域判定部の判定結果に基づいて、複数の上記目標二次電流値のうちの１つを指示する上記目標二次電流指令信号を生成する、請求項６又は７に記載の内燃機関の点火装置。
【請求項９】
上記目標二次電流指令信号に基づいて、上記二次電流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】
上記一次コイルは、主一次コイル（２１ａ）及び副一次コイル（２１ｂ）を有しており、上記エネルギ投入回路部は、上記副一次コイルへの通電を制御することにより、上記エネルギ投入動作を制御する、請求項１〜９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、上記目標二次電流指令信号がゼロレベルであるときに、上記エネルギ投入動作を停止する、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。
【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、主点火の後に継続して同一方向の二次電流を流し、火花放電を継続させるエネルギ投入回路を設けると共に、放電継続時の二次電流値を制御して、エネルギ効率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では、エネルギ投入量を制御するエンジン制御装置から、信号線を用いて、主点火信号ＩＧＴ及びエネルギ投入信号ＩＧＷが出力されると共に、これらとは別の信号線を用いて、目標二次電流指令信号ＩＧＡが出力される。あるいは、エネルギ投入信号ＩＧＷと二次電流指令信号ＩＧＡとを合成した合成信号ＩＧＷＡが、エンジン制御装置から点火装置へ送信される。点火装置は、送信された合成信号ＩＧＷＡから、エネルギ投入信号ＩＧＷを抽出すると共に、主点火用信号ＩＧＴと合成信号ＩＧＷＡの位相差に基づいて、二次電流の指令値を出力する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０１５−２０６３５５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、特許文献１の点火装置には、主点火の実施とエネルギ投入のために、エンジン制御装置から、少なくとも２つの信号（例えば、主点火用信号ＩＧＴと合成信号ＩＧＷＡ）が送信される必要がある。その場合には、信号数の増加に伴って、エンジン制御装置と点火装置にそれぞれ設けられる信号端子数が多くなると共に、装置間を接続するための信号線数も多くなる。そのために、気筒数が増えるほどシステム構成が複雑となって、車両搭載スペースがより大きくなり、高価なシステムとなるという課題があった。
【０００７】
また、主点火信号ＩＧＴとエネルギ投入信号ＩＧＷを合成して１つの信号とする技術も知られるが、エンジン制御装置からの出力信号にエネルギ投入信号ＩＧＷの情報を付加するために、エンジン制御装置の側での仕様変更が必要になる。あるいは、エンジン制御装置からの出力信号を変更せずに、一回の点火信号を、複数回の点火信号に変換して火花放電を複数発生させる装置がある。ところが、この装置は、例えば、点火信号により充電されるコンデンサの電位に応じて、点火スイッチを繰り返しオンオフするようにしたものであるため、主点火放電直後に同じ方向の二次電流を連続的に重畳させる装置へ適用し、さらに、目標二次電流値を用いたフィードバック制御を行うことは難しい。
【０００８】
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】
【０００９】
本発明の一態様は、
一次コイル（２１）を流れる一次電流（Ｉ１）の増減により、点火プラグ(Ｐ)に接続される二次コイル（２２）に放電エネルギを発生させる点火コイル（２）と、
上記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、
上記主点火動作を制御する主点火信号（ＩＧＴ）の波形情報に基づいて、上記エネルギ投入動作を制御するエネルギ投入信号（ＩＧＷ）、及び、目標二次電流値（Ｉ２tgt）を指示する目標二次電流指令信号（ＩＧＡ）のうちの少なくとも一方を生成する信号生成回路部（５）と、を備えている、内燃機関の点火装置にある。
【発明の効果】
【００１０】
上記点火装置において、信号生成回路部は、主点火信号の波形から知られる情報に基づいて、例えば、エネルギ投入信号を生成し、主点火動作後にエネルギ投入回路部によるエネルギ投入動作を実施する。加えて、目標二次電流指令信号を生成し、エネルギ投入動作時における目標二次電流値を制御する。さらには、内燃機関の運転状態が変化すると、主点火信号の波形情報、例えば、信号周期等が変化するので、その変化を利用して運転状態を判定し、エネルギ投入動作に反映させることができる。これにより、内燃機関の運転状態に応じて、エネルギ投入回路部によるエネルギ投入動作が適時実施され、または、火花放電時の二次電流が適切に制御可能となる。
【００１１】
上記点火装置によれば、信号生成回路部において、主点火信号のみからエネルギ投入動作のための信号を生成できるので、主点火信号の送信側の装置構成を、エネルギ投入動作の機能を備えない装置から変更する必要がない。また、主点火信号を送信するための１つの信号線があればよいので、気筒数の増加による信号端子や信号線の増加を最小限とすることができる。したがって、システム構成の複雑化や車両搭載スペースの増大を抑制しながら、効率よい点火制御が可能になる。
【００１２】
以上のごとく、上記態様によれば、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、主点火信号の波形図。
【図３】実施形態１における、点火装置を構成する信号生成回路部の回路構成図。
【図４】実施形態１における、点火装置のＩＧＡ生成部において判定される回転数領域と、目標二次電流指令信号ＩＧＡとの関係を示す図。
【図５】実施形態１における、主点火信号及び信号生成回路部において生成される各種信号と、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６】実施形態１における、点火装置にて実行される主点火動作と、信号生成回路部による回転数領域判定処理のフローチャート図。
【図７】実施形態２における、点火装置を構成する信号生成回路部の回路構成図。
【図８】実施形態２における、Ｆ／Ｖコンバータ回路の出力電圧とエンジン回転数との関係を示す図。
【図９】実施形態２における、主点火信号及び信号生成回路部において生成される各種信号と、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１０】実施形態３における、点火装置を構成する信号生成回路部の回路構成図。
【図１１】実施形態４における、主点火信号及び信号生成回路部において生成される各種信号と、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、内燃機関の点火制御装置の回路構成図。
【図１３】実施形態６における、内燃機関の点火制御装置の回路構成図。
【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４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、信号生成回路部５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を流れる一次電流Ｉ１の増減により、点火プラグＰに接続される二次コイル２２に放電エネルギを発生させる。主点火回路部３は、点火コイル２の一次コイル２１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、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。一次コイル２１は、例えば、主一次コイル２１ａ及び副一次コイル２１ｂを有しており、エネルギ投入回路部４は、副一次コイル２１ｂへの通電を制御することにより、エネルギ投入動作を制御する。
【００１６】
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を生成して送信する。信号生成回路部５は、主点火動作を制御する主点火信号ＩＧＴの波形情報に基づいて、エネルギ投入動作を制御するエネルギ投入信号ＩＧＷ、及び、目標二次電流値Ｉ２tgtを指示する目標二次電流指令信号ＩＧＡのうちの少なくとも一方を生成することができる。好適には、エネルギ投入信号ＩＧＷ及び目標二次電流指令信号ＩＧＡの両方を生成するのがよい。
【００１７】
具体的には、図２に示すように、１燃焼サイクル（例えば、７２０°ＣＡ）毎に送信される主点火信号ＩＧＴの１つ又は複数のパルス信号波形に含まれる情報（例えば、信号周期時間Ｔ）を用いて、エンジン運転領域（例えば、エンジン回転数領域）を判定することができる。そして、その判定結果からエネルギ投入動作の実施可否を判定し、エネルギ投入動作の実施領域にある場合に、エンジン運転領域に対応させて、エネルギ投入信号ＩＧＷ及び目標二次電流指令信号ＩＧＡの一方又は両方を生成して、エネルギ投入動作を制御することができる。
【００１８】
パルス信号波形に含まれる情報としては、パルス信号の立ち上がり又は立ち下がりの位置やパルス幅、信号周期等に加え、２つ以上のパルス信号の立ち上がり又は立ち下がりの位置関係等があり、これらの１つ又は組み合わせから知られる任意の情報が用いられる。好ましくは、２つの主点火信号ＩＧＴの点火位置に対応する立ち下がりエッジ間隔で表される信号周期時間Ｔの計測結果を採用することで、後述するように、エンジン回転数領域を判定することができる。信号周期時間Ｔとして、点火コイル２への通電開始位置となる立ち上がり信号ではなく、点火プラグＰへの点火位置となる立ち下がり信号を用いることで、周期変動が少なくなり、検出精度を確保できる。
【００１９】
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、主点火動作を実施する。また、主点火後に、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、エネルギ投入動作を実施して、火花放電を継続させる。この継続放電において投入されるエネルギは、目標二次電流指令信号ＩＧＡによって指示される。点火制御装置１は、さらに、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を備えており、目標二次電流指令信号ＩＧＡに基づいて、点火コイル２の二次コイル２２を流れる二次電流Ｉ２が目標二次電流値Ｉ２tgtとなるようにフィードバック制御する。
【００２０】
以下、点火装置１０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、主点火信号ＩＧＴが各気筒の点火位置に合わせた各位相で各気筒用の点火装置１０に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。点火コイル２への通電は、主点火信号ＩＧＴの他、エネルギ投入信号ＩＧＷ及び目標二次電流指令信号ＩＧＡに基づいて制御される。
【００２２】
点火コイル２は、一次コイル２１となる主一次コイル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】
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、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。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２３が設けられており、中間タップ２３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、主点火用のスイッチング素子（以下、主点火スイッチと略称する）ＳＷ１を介して接地され、副一次コイル２１ｂの他端は、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）ＳＷ２を介して接地されている。
これにより、主点火スイッチＳＷ１又は放電継続スイッチＳＷ２のオン駆動時に、主一次コイル２１ａ又は副一次コイル２１ｂへバッテリ電圧を印加可能となっている。主点火スイッチＳＷ１は、主点火回路部３を構成し、放電継続スイッチＳＷ２は、エネルギ投入回路部４を構成している。
【００２４】
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、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で点火プラグ２の火花ギャップＧで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、重畳的に放電エネルギを増加させることができる。
【００２５】
主点火回路部３は、主点火スイッチＳＷ１と、主点火スイッチＳＷ１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ＳＷ１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ＳＷ１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。
【００２６】
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ＳＷ１をオン駆動又はオフ駆動する。具体的には（例えば、図５参照）、主点火信号ＩＧＴの立ち上がりで主点火スイッチＳＷ１をオンすると、主一次コイル２１ａへの通電が開始され、一次電流Ｉ１が流れる。次いで、主点火信号ＩＧＴの立ち下がりで主点火スイッチＳＷ１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。
【００２７】
エネルギ投入回路部４は、放電継続スイッチＳＷ２と、放電継続スイッチＳＷ２をスイッチング駆動するための駆動信号を出力して副一次コイル２１ｂの通電を制御する、副一次コイル制御回路４１と、を備えて構成される。また、副一次コイル２１ｂに接続される還流経路Ｌ１１を開閉するスイッチング素子（以下、還流スイッチと略称する）ＳＷ３が設けられ、副一次コイル制御回路４１からの駆動信号によりオンオフ動作するようになっている。
【００２８】
放電継続スイッチＳＷ２及び還流スイッチＳＷ３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ＳＷ２のドレイン端子は、副一次コイル２１ｂの他端に接続され、ソース端子は接地されている。
【００２９】
還流経路Ｌ１１は、副一次コイル２１ｂの他端（すなわち、主一次コイル２１ａと反対側）と電源線Ｌ１との間に設けられる。還流スイッチＳＷ３のドレイン端子は、副一次コイル２１ｂの他端と放電継続スイッチＳＷ２との接続点に接続し、ソース端子は、第２ダイオード１１を介して電源線Ｌ１に接続される。また、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２ダイオード１１は電源線Ｌ１へ向かう方向を順方向とし、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。これにより、放電継続スイッチＳＷ２のオフ時に、還流スイッチＳＷ３をオンとすることで、還流経路Ｌ１１を介して、副一次コイル２１ｂの他端と電源線Ｌ１とが接続される。したがって、副一次コイル２１ｂへの通電遮断時に還流電流が流れ、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の急激な低下を抑制可能となる。
【００３０】
主点火用駆動回路３１は、信号生成回路部５から出力される主点火信号ＩＧＴが、出力信号線Ｌ２を介して入力されている。また、副一次コイル制御回路４１には、信号生成回路部５から出力されるエネルギ投入信号ＩＧＷと、目標二次電流指令信号ＩＧＡとが、出力信号線Ｌ３〜Ｌ４を介して入力されている。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が入力されており、さらに、電源線Ｌ１からバッテリ電圧信号ＳＢが入力され、エネルギ投入動作の要否判定に用いている。
【００３１】
また、目標二次電流指令信号ＩＧＡの出力信号線Ｌ４は、二次電流フィードバック回路６１の入力端子に接続されている。二次電流フィードバック回路６１は、目標二次電流指令信号ＩＧＡを入力として、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、副一次コイル制御回路４１に出力する。具体的には、目標二次電流指令信号ＩＧＡにより指示される目標二次電流値Ｉ２tgtに基づいて、検出された二次電流Ｉ２を閾値判定して、放電継続スイッチＳＷ２の開閉駆動にフィードバックするフィードバック信号ＳＦＢを出力する。
【００３２】
副一次コイル制御回路４１は、これら各部から入力される信号の組み合わせによって、エネルギ投入動作の実施可否を判定する。例えば、エネルギ投入信号ＩＧＷと、他のエネルギ投入条件（例えば、フィードバック信号ＳＦＢに基づくフィードバック制御の実施やバッテリ電圧信号ＳＢ等）に基づいて、所定のタイミングで駆動信号を生成し、放電継続スイッチＳＷ２及び還流スイッチＳＷ３を、オン駆動又はオフ駆動する。また、主点火動作後に所定のタイミングでエネルギ投入動作を開始するためのディレイ時間Ｔｄ等を設定する。
【００３３】
具体的には（例えば、図５参照）、主点火信号ＩＧＴの立ち下がり後に、エネルギ投入信号ＩＧＷが立ち上がることによって、エネルギ投入期間が指示され、所定のディレイ時間Ｔｄ後に、放電継続スイッチＳＷ２の駆動信号が出力されて、エネルギ投入動作が実施される。また、エネルギ投入動作が実施される間、フィードバック信号ＳＦＢに基づいて、目標二次電流値Ｉ２tgtに維持するフィードバック制御が実施される。
【００３４】
このような目標二次電流指令信号ＩＧＡによる二次電流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は、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備える。比較回路は、目標二次電流指令信号ＩＧＡを比較器の基準電圧として使用し、基準電圧からの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、二次電流検出抵抗Ｒ１により電圧変換された検出信号との比較結果が、フィードバック信号ＳＦＢとして出力される。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ＳＷ２をオン駆動して二次電流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ＳＷ２をオフ駆動して二次電流Ｉ２が下降しているときには下限閾値が選択される。
なお、後述するように、目標二次電流指令信号ＩＧＡによって指令される目標二次電流値Ｉ２tgtが複数から選択される場合には、これに対応させて上限閾値及び下限閾値もそれぞれ切り替えられる。
【００３５】
このとき、副一次コイル制御回路４１では、例えば、放電継続スイッチＳＷ２を駆動するために、エネルギ投入信号ＩＧＷ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、エネルギ投入信号ＩＧＷとフィードバック信号ＳＦＢが入力される。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ＳＷ２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。
【００３６】
次に、信号生成回路部５の詳細について、図３、図４により説明する。
図３において、信号生成回路部５は、ＩＧＴ波形整形回路５１と、エンジン回転数領域を判定する回転数領域判定部（すなわち、内燃機関の運転領域を判定する運転領域判定部）５２と、エネルギ投入信号ＩＧＷを生成するＩＧＷ生成部５３と、目標二次電流指令信号ＩＧＡを生成するＩＧＡ生成部５４と、を有する。
信号生成回路部５に入力された主点火信号ＩＧＴは、まず、ＩＧＴ波形整形回路５１においてフィルタリング処理され、ノイズを取り除いた矩形波形の主点火信号ＩＧＴとして、回転数領域判定部５２及びＩＧＷ生成部５３に、それぞれ出力される。
【００３７】
本形態では、エンジン運転領域からエネルギ投入動作の実施可否を判定するために、回転数領域判定部５２を設けて、波形整形後の主点火信号ＩＧＴに基づいて、現在のエンジン回転数領域を判定する。
ＩＧＷ生成部５３は、回転数領域判定部５２からの出力に基づいて、現在のエンジン回転数領域がエネルギ投入動作を実施する領域であるときに、エネルギ投入信号ＩＧＷを出力する。ＩＧＡ生成部５４は、回転数領域判定部５２からの出力に基づいて、目標二次電流指令信号ＩＧＡを生成する。
【００３８】
ＩＧＷ生成部５３は、Ｔｄディレイ付きＴｗワンショットパルス生成回路５３１と、ＩＧＷ出力回路５３０となる第１アンドゲート５３２を有する。Ｔｄディレイ付きＴｗワンショットパルス生成回路５３１の入力端子は、ＩＧＴ波形整形回路５１の出力端子に接続されている。Ｔｄディレイ付きＴｗワンショットパルス生成回路５３１は、主点火信号ＩＧＴの立ち下がり信号をトリガとして、ディレイ時間Ｔｄだけ遅れて、一定のパルス幅時間Ｔｗを有するワンショットパルス信号（以下、Ｔｗパルスと略称する）を生成し、１回のみ出力する。パルス幅時間Ｔｗは、エネルギ投入信号ＩＧＷとして使用できる一定時間（すなわち、エネルギ投入期間）に、予め設定されている。ディレイ時間Ｔｄは、ＩＧＴ信号の立ち下がりから、点火プラグＰの火花ギャップＧで放電が開始されているであろう時間を設定し、エネルギ投入による電流が二次電流Ｉ２に重畳されるように設定されている。第１アンドゲート５３２は、回転数領域判定部５２からの出力及びＴｄディレイ付きＴｗワンショットパルス生成回路５３１からの出力の論理積に基づいて、エネルギ投入信号ＩＧＷを生成する。
【００３９】
回転数領域判定部５２は、Ｔ１ワンショットパルス生成回路５２１及びＴ２ワンショットパルス生成回路５２２と、第１Ｄフリップフロップ５２３及び第２Ｄフリップフロップ５２４と、第１インバータ５２５及び第２インバータ５２６と、からなる。ＩＧＴ波形整形回路５１の出力端子は、Ｔ１ワンショットパルス生成回路５２１及びＴ２ワンショットパルス生成回路５２２の入力端子に、第１インバータ５２５及び第２インバータ５２６を介して、並列に接続されている。また、ＩＧＴ波形整形回路５１の出力端子は、第１Ｄフリップフロップ５２３及び第２Ｄフリップフロップ５２４のクロック端子(以下、Ｃ端子と称する)に、並列に接続される。
【００４０】
第１インバータ５２５及び第２インバータ５２６は、直列接続された２つのインバータゲートであり、波形整形後の主点火信号ＩＧＴを遅延させて、Ｔ１ワンショットパルス生成回路５２１及びＴ２ワンショットパルス生成回路５２２に、それぞれ入力する。Ｔ１ワンショットパルス生成回路５２１の出力端子は、第１Ｄフリップフロップ５２３のデータ端子(以下、Ｄ端子と称する)に接続されており、Ｔ２ワンショットパルス生成回路５２２の出力端子は、第２Ｄフリップフロップ５２４のＤ端子に接続されている。このとき、第１Ｄフリップフロップ５２３及び第２Ｄフリップフロップ５２４の出力信号は、第１インバータ５２５及び第２インバータ５２６の伝搬遅れにより、Ｃ端子への主点火信号ＩＧＴの入力よりも遅れて、Ｄ端子に入力される。これにより、第１Ｄフリップフロップ５２３及び第２Ｄフリップフロップ５２４の出力は、前回のＩＧＴ信号の立ち下がりで起動されたＴ１ワンショットパルス生成回路５２１及びＴ２ワンショットパルス生成回路５２２の出力レベルがラッチされる。
【００４１】
Ｔ１ワンショットパルス生成回路５２１は、主点火信号ＩＧＴの立ち下がり信号をトリガとして、一定のパルス幅時間Ｔ１を有するワンショットパルス信号（以下、Ｔ１パルスと略称する）を生成し、１回のみ出力する。同様に、Ｔ２ワンショットパルス生成回路５２２は、主点火信号ＩＧＴの立ち下がり信号をトリガとして、一定のパルス幅時間Ｔ２を有するワンショットパルス信号（以下、Ｔ２パルスと略称する）を生成し、１回のみ出力する。パルス幅時間Ｔ１、Ｔ２は、エネルギ投入動作の実施可否を判定するための閾値となる一定時間であり、所定のエンジン回転数に対応する主点火信号ＩＧＴの立ち下がりの信号周期時間Ｔとなるように、予め設定されている。ここでは、パルス幅時間Ｔ１は、パルス幅時間Ｔ２よりも長い時間である（すなわち、Ｔ１＞Ｔ２）。エンジン回転数が低回転数域であるほど信号周期時間Ｔは長くなり、高回転数域であるほど信号周期時間Ｔは短くなるので、エネルギ投入動作を実施するエンジン回転数領域の上下限に対応させた２つのパルス幅時間Ｔ１、Ｔ２を選択することで、所定のエンジン回転数領域にあるか否かを判定できる。
【００４２】
第１アンドゲート５３２には、第１Ｄフリップフロップ５２３の出力端子（以下、Ｑ端子と称する）と、第２Ｄフリップフロップ５２４の反転出力端子(以下、Ｑバー端子と称する)とが接続されている。これにより、主点火信号ＩＧＴの立ち下がり位置で、Ｔｄディレイ付きＴｗワンショットパルス生成回路５３１からの出力がＨレベルとなったときに、さらに、第１Ｄフリップフロップ５２３のＱ端子からの出力がＨレベルとなり、かつ、第２Ｄフリップフロップ５２４のＱバー端子からの出力がＨレベルとなることで、第１アンドゲート５３２からの出力がＨレベルとなる。Ｔｄディレイ付きＴｗワンショットパルス生成回路５３１からの出力がＬレベルになると、第１アンドゲート５３２からの出力がＬレベルとなる。すなわち、エネルギ投入期間を指示するエネルギ投入信号ＩＧＷが生成される。
【００４３】
なお、Ｔｄディレイ付きＴｗワンショットパルス生成回路５３１の出力と、第１Ｄフリップフロップ５２３及び第２Ｄフリップフロップ５２４のＱ端子出力は、電源オン時における初期値がＬレベルとなるように設定される。また、これらの出力は、Ｔｄディレイ付きＴｗワンショットパルスの終了エッジやＴ１ワンショットパルスの終了エッジから短いクリアパルスを生成して、エネルギ投入信号ＩＧＷの終了ポイントで確実にＬレベルとなるように設定してもよい。これにより、次回の主点火信号ＩＧＴに対する動作が正しく実施できるようになり、エンジン停止時にもＬレベルに初期化され、再始動の動作も正しく実施できるようになる。
【００４４】
ＩＧＡ生成部５４は、目標二次電流指令信号ＩＧＡを生成する目標二次電流設定回路５４１と、第１分圧回路５４２とを有する。目標二次電流設定回路５４１は、第１マルチプレクサＭ１を備え、第１マルチプレクサＭ１のＡ端子、Ｂ端子には、第１Ｄフリップフロップ５２３のＱ端子、第２Ｄフリップフロップ５２４のＱ端子が、それぞれ接続される。第１マルチプレクサＭ１は、Ａ端子及びＢ端子の入力信号の論理（Ａ：Ｂ）に基づいて、Ｘ０〜Ｘ３の４つの入力端子のうち１つを選択し、その入力電圧信号（Ｘ０〜Ｘ３）を、Ｘ端子から、目標二次電流指令信号ＩＧＡとして出力する。
なお、（Ａ：Ｂ）と（Ｘ０〜Ｘ）との関係は、以下の通りである。
（Ａ：Ｂ）＝（０：０）：Ｘ０
（Ａ：Ｂ）＝（１：０）：Ｘ１
（Ａ：Ｂ）＝（０：１）：Ｘ２
（Ａ：Ｂ）＝（１：１）：Ｘ３
【００４５】
第１分圧回路５４２は、第１電圧源５４３の電圧を２つの抵抗Ｒ２、Ｒ３で分圧して、基準電圧信号Ｘ１を生成し、第１マルチプレクサＭ１のＸ１端子に出力する。それ以外のＸ０端子、Ｘ２〜Ｘ３端子は、抵抗Ｒ３と接地端子の間に接続される。このとき、エンジン回転数の推移と目標二次電流指令信号ＩＧＡの関係は、図４に示すようになり、（Ａ：Ｂ）＝（１：０）となる回転数領域ＮＥ１にある場合のみ、基準電圧信号Ｘ１に相当する目標二次電流値Ｉ２tgtが設定され、エネルギ投入動作が実施される。（Ａ：Ｂ）＝（０：０）となる低回転数側の回転数領域ＮＥ０、又は、（Ａ：Ｂ）＝（１：１）となる高回転側の回転数領域ＮＥ２では、目標二次電流値Ｉ２tgtはゼロｍＡが設定され、エネルギ投入動作は実施されない。これにより、３つの回転数領域ＮＥ０〜ＮＥ２（ＮＥ０＜ＮＥ１＜ＮＥ２；単位ｒ／ｍ）が選択可能となる。
なお、第１Ｄフリップフロップ５２３、第２Ｄフリップフロップ５２４に入力するパルス幅時間Ｔ１、Ｔ２は、上述したように、Ｔ１＞Ｔ２の関係にあるので、（Ａ：Ｂ）＝（０：１）となることはなく、実質的にＸ２が選択されることはない。
【００４６】
主点火動作の制御とエネルギ投入動作における回転数領域の判定について、図５、図６を参照して説明する。図５において、主点火信号ＩＧＴ（１）〜（３）は、それぞれ回転数領域ＮＥ０〜ＮＥ２における動作波形を比較して示している。主点火信号ＩＧＴ（１）〜（３）は、１燃焼サイクル（例えば、７２０°ＣＡ）に一回出力され、その立ち上がりで主一次コイル２１ａに通電が開始され、立ち下がりで主一次コイル２１ａの電流を遮断して主点火動作が実施される。
図６に示すフローチャートにおいて、ステップＳ１〜Ｓ４は、主点火動作に対応する。本処理がスタートすると、ステップＳ１において、主点火信号ＩＧＴがＨレベルか否かを判定し（すなわち、ＩＧＴ信号Ｈｉ？）、肯定判定された場合には、ステップＳ２へ進んで、主点火回路部３により主点火スイッチＳＷ１をオンとする。その後、本処理のスタートへ戻る。これにより、点火コイル２の主一次コイル２１ａへの通電が開始され、主点火信号ＩＧＴがＨレベルである間、通電が継続されて、一次電流Ｉ１が徐々に上昇する（例えば、図５のＩ１参照）。
【００４７】
ステップＳ１が否定判定された場合には、ステップＳ３へ進んで、主点火信号ＩＧＴの立ち下がりが検出されたか否かを判定する（すなわち、ＩＧＴ信号立ち下がり？）、ステップＳ３が肯定判定された場合には、ステップＳ４へ進んで、主点火スイッチＳＷ１をオフとし、主点火動作を開始する。すなわち、点火コイル２の主一次コイル２１ａへの通電が遮断されることで、二次コイル２２に高い二次電圧Ｖ２が発生し、点火プラグＰに火花放電が発生して、二次電流Ｉ２が流れる（例えば、図５のＶ２、Ｉ２参照）。ステップＳ３が否定判定された場合には、本処理のスタートへ戻る。
【００４８】
この主点火動作の後、エネルギ投入信号ＩＧＷによって、エネルギ投入動作が実施される。エネルギ投入動作の実施は、前回の主点火信号ＩＧＴに基づいて指示される。そのために、今回の主点火動作に先立ち、前回の主点火信号ＩＧＴが、信号生成回路部５の回転数領域判定部５２及びＩＧＷ生成部５３に入力されて、Ｔ１パルス及びＴ２パルスが、Ｔ１ワンショットパルス生成回路５２１及びＴ２ワンショットパルス生成回路５２２から、それぞれ出力されている。
【００４９】
例えば、図５における主点火信号ＩＧＴ（１）は、低回転数側の回転数領域ＮＥ０に相当し、前回の主点火信号ＩＧＴの信号周期時間Ｔが長くなるので、１燃焼サイクルに相当する信号周期時間Ｔよりも、一定のＴ１パルス及びＴ２パルスのパルス幅時間Ｔ１、Ｔ２の方が短くなる。そのために、今回の主点火信号ＩＧＴ（１）の立ち下がり時点よりも前に、Ｔ１パルス及びＴ２パルスが立ち下がり、第１Ｄフリップフロップ５２３及び第２Ｄフリップフロップ５２４のＳ端子はＬレベルとなる。
【００５０】
この状態で、主点火信号ＩＧＴ（１）が立ち下がると、第１Ｄフリップフロップ５２３及び第２Ｄフリップフロップ５２４のＱ端子の出力がＬレベルとなる。また、Ｔｄディレイ付きＴｗワンショットパルス生成回路５３１から、遅延されたＴｗパルスが出力される。主点火信号ＩＧＴ（１）の立ち下がりから遅延させる所定の出力開始時間は、第１Ｄフリップフロップ５２３及び第２Ｄフリップフロップ５２４の前回の主点火信号ＩＧＴ信号で起動された結果のＤ端子レベルが、確実にＱ端子及びＱバー端子にラッチされて、かつ、エネルギ投入期間が指示できる幅を持つことができる時間、例えば１０ｕＳｅｃ〜１００ｕＳｅｃの遅れ時間をもって設定しており、Ｔｗパルスが出力されて、第１アンドゲート５３２への入力がＨレベルとなる。このとき、第１アンドゲート５３２へ入力される、第２Ｄフリップフロップ５２４のＱバー端子の出力もＨレベルとなるが、第１Ｄフリップフロップ５２３のＱ端子の出力がＬレベルであるため、エネルギ投入信号ＩＧＷは出力されない。
【００５１】
一方、主点火信号ＩＧＴ（１）の立ち下がりで、第１、第２Ｄフリップフロップ５２３、５２４のＱ端子が接続される第１マルチプレクサＭ１のＡ端子、Ｂ端子の出力（すなわち、図５中にＭ１−Ａ、Ｍ１−Ｂとして示す）もＬレベルとなる。なお、前前回も回転数領域ＮＥ０にあれば、Ｌレベルが継続して出力されることになる。この場合は、下記表１に示すように、主点火信号ＩＧＴの信号周期時間Ｔとパルス幅時間Ｔ１、Ｔ２とが、Ｔ≧Ｔ１＞Ｔ２の関係となり、（Ａ：Ｂ）＝（０：０）となるので、目標二次電流値Ｉ２tgtは０ｍＡとなり、第１マルチプレクサＭ１のＸ端子からの出力はゼロレベルとなる。
【００５２】
【表１】
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【００５３】
また、主点火信号ＩＧＴ（２）は、回転数領域ＮＥ０よりも高回転側の回転数領域ＮＥ１に相当し、信号周期時間Ｔがより短くなる。そのために、今回の主点火信号ＩＧＴ（２）の立ち下がり時点よりも前に、Ｔ２パルスのみが立ち下がり、Ｔ１パルスはＨレベルのままとなる。この状態で、主点火信号ＩＧＴ（２）が立ち下がると、第１Ｄフリップフロップ５２３のＱ端子の出力がＨレベルとなる。第２Ｄフリップフロップ５２４のＱ端子の出力はＬレベルとなり、Ｑバー端子の出力はＨレベルとなる。さらに、Ｔｄディレイ付きＴｗワンショットパルス生成回路５３１から出力されるＴｗパルスがＨレベルとなることで、第１アンドゲート５３２が開いて、エネルギ投入信号ＩＧＷが出力される。
【００５４】
一方、主点火信号ＩＧＴ（２）の立ち下がりで、第１、第２Ｄフリップフロップ５２３、５２４のＱ端子が接続される第１マルチプレクサＭ１のＡ端子、Ｂ端子の出力（すなわち、図５中にＭ１−Ａ、Ｍ１−Ｂとして示す）は、それぞれＨレベル、Ｌレベルとなる。その場合には、Ｔ１パルス及びＴ２パルスのパルス幅時間Ｔ１、Ｔ２とは、Ｔ１＞Ｔ≧Ｔ２の関係となり、（Ａ：Ｂ）＝（１：０）となって、目標二次電流値Ｉ２tgtが８０ｍＡに設定される。これにより、第１マルチプレクサＭ１のＸ端子から、目標二次電流値Ｉ２tgtに対応する目標二次電流指令信号ＩＧＡが出力される。
【００５５】
したがって、所定のディレイ時間Ｔｄ後に、エネルギ投入回路部４により放電継続スイッチＳＷ２がオン駆動されて、エネルギ投入動作が実施される。すなわち、副一次コイル２１ｂへ通電されて、二次電流Ｉ２が重畳され、火花放電が維持される。このとき、重畳される放電エネルギは、目標二次電流指令信号ＩＧＡによって指示され、二次電流計測値と比較される。そして、フィードバック制御部６からの比較結果であるフィードバック信号ＳＦＢにより、二次電流Ｉ２が目標二次電流値Ｉ２tgtとなるように、放電継続スイッチＳＷ２の駆動信号がフィードバック制御される。
【００５６】
また、主点火信号ＩＧＴ（３）は、回転数領域ＮＥ１よりも高回転側の回転数領域ＮＥ２に相当し、信号周期時間Ｔがより短くなる。そのために、今回の主点火信号ＩＧＴ（３）の立ち下がり時点において、Ｔ１パルス及びＴ２パルスがＨレベルのままとなる。この状態で、主点火信号ＩＧＴ（３）が立ち下がると、第１Ｄフリップフロップ５２３及び第２Ｄフリップフロップ５２４のＱ端子の出力がＨレベルとなる。このとき、第２Ｄフリップフロップ５２４のＱバー端子の出力がＬレベルとなるので、Ｔｄディレイ付きＴｗワンショットパルス生成回路５３１から出力されるＴｗパルスがＨレベルとなっても、第１アンドゲート５３２からエネルギ投入信号ＩＧＷは出力されない。
【００５７】
一方、主点火信号ＩＧＴ（３）の立ち下がりで、第１、第２Ｄフリップフロップ５２３、５２４のＱ端子が接続される第１マルチプレクサＭ１のＡ端子、Ｂ端子の出力（すなわち、図５中にＭ１−Ａ、Ｍ１−Ｂとして示す）もＨレベルとなる。その場合には、Ｔ１パルス及びＴ２パルスのパルス幅時間Ｔ１、Ｔ２とは、Ｔ１＞Ｔ２＞Ｔの関係となり、（Ａ：Ｂ）＝（１：１）となるので、第１マルチプレクサＭ１のＸ端子からの出力である目標二次電流指令信号ＩＧＡはゼロレベルとなり、目標二次電流値Ｉ２tgtは０ｍＡとなる。
【００５８】
図６のステップＳ５〜Ｓ１０は、この回転数領域の判定動作に対応する。
ステップＳ５では、Ｔ１パルスの出力がＨレベルか否かを判定する（すなわち、Ｔ１ワンショットパルス出力Ｈｉ？）。このＴ１パルスの出力は、前回の主点火信号ＩＧＴに基づくものである。ステップＳ５が否定判定された場合には、ステップＳ６へ進んで、（Ａ：Ｂ）＝（０：０）と判定する。すなわち、上述した主点火信号ＩＧＴ（１）の場合に相当する。その後、ステップＳ１０へ進む。
【００５９】
ステップＳ５が肯定判定された場合には、ステップＳ７へ進んで、Ｔ２パルスの出力がＨレベルか否かを判定する（すなわち、Ｔ２ワンショットパルス出力Ｈｉ？）。このＴ２パルスの出力は、前回の主点火信号ＩＧＴに基づくものである。ステップＳ７が否定判定された場合には、ステップＳ８へ進んで、（Ａ：Ｂ）＝（１：０）と判定する。すなわち、上述した主点火信号ＩＧＴ（２）の場合に相当する。その後、ステップＳ１０へ進む。
【００６０】
ステップＳ６が肯定判定された場合には、ステップＳ９へ進んで、（Ａ：Ｂ）＝（１：１）と判定する。すなわち、上述した主点火信号ＩＧＴ（３）の場合に相当する。その後、ステップＳ１０へ進む。
ステップＳ１０では、今回の主点火信号ＩＧＴの立ち下がりに基づいて、Ｔ１パルス及びＴ２パルスを、それぞれ所定のパルス幅時間Ｔ１及びＴ２で出力する（すなわち、Ｔ１，Ｔ２ワンショットパルス出力）。これらＴ１パルス及びＴ２パルスは、次回の主点火信号ＩＧＴに基づく点火制御において、回転数領域の判定に用いられる。なお、ステップＳ５からステップＳ１０のステップシーケンスは、上記図３の第１Ｄフリップフロップ５２３及び第２Ｄフリップフロップ５２４のＣ端子入力と第１インバータ５２５及び第２インバータ５２６による信号遅延回路を経て、Ｔ１ワンショットパルス及びＴ２ワンショットパルスを起動させるシーケンスに相当する。この順序シーケンスを用いることで、主点火信号ＩＧＴの一つの立ち下がり信号位置で、回転数領域の判定と目標二次電流指令信号ＩＧＡの生成を可能としている。
【００６１】
なお、回転数領域の判定は、１燃焼サイクル毎に実施する必要はなく、例えば、複数燃焼サイクル間の信号周期時間Ｔを用いて判定してもよい。このように複数回の燃焼サイクルの主点火信号ＩＧＴを使用することで、回転数情報が平均化されて切り替え動作を安定させることができる。
あるいは、回転数領域の判定毎に切り替え動作を実施する必要はなく、複数の判定結果に基づいて切り替え動作を実施してもよいし、また、判定値にヒステリシスを設けてもよい。これにより、切り替え動作のチャタリング等を抑制して、切り替え動作を安定化することができる。
【００６２】
このように、エンジン運転領域をエンジン回転数にて判定することで、例えば、着火しにくい運転領域を含む回転領域を選択して、効率よくエネルギ投入動作を主点火信号ＩＧＴのみで実施可能とできる。例えば、希薄燃焼エンジンにおいて高Ｇ／Ｆ（すなわち、Gas／Fuel比）運転又は高Ａ／Ｆ（すなわち、Air／Fuel比）運転となる回転領域のみで、エネルギ投入動作を実施し、着火性を向上させて燃費を改善できる。
【００６３】
以上のように、本形態によれば、エンジンＥＣＵ１００から点火装置１０へ送信される主点火信号ＩＧＴのみから、エネルギ投入信号ＩＧＷと目標二次電流指令信号ＩＧＡを生成することができる。したがって、エンジンＥＣＵ１００からの送信信号を変更する必要がなく、主点火信号ＩＧＴを送信する１本の信号線があればよいので、各装置に設けられる信号端子や装置間を接続するための信号線等の数を低減できる。また、使用している点火信号ＩＧＴを、そのまま用いることもできるのでエンジンＥＣＵ１００側の仕様等を変更することなく、エネルギ投入可能な点火装置１０を後付けにて搭載可能となる。
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。
【００６４】
主点火動作の制御とエネルギ投入動作における回転数領域の判定について、理解のために図６のフローチャートで説明したが、この判定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。
【００６５】
ここで、上記実施形態１の変形例として、第１アンドゲート５３２への第２Ｄフリップフロップ５２４のＱバー端子の出力を廃止して、目標二次電流指令信号ＩＧＡの出力をゼロレベルとすることでエネルギ投入動作が実施されないようにしてもよい。その場合には、回路を簡素化して装置構成をより簡易にすることができる。
また、Ｔｄディレイ付きＴｗワンショットパルス生成回路５３１の出力と、第１Ｄフリップフロップ５２３及び第２Ｄフリップフロップ５２４のＱ端子出力は、電源オン時やエンジン停止時にそれぞれＨレベルにプリセットして開始される設定としてもよい。このような構成にすると、エンジン始動時にもエネルギ投入動作を遅れることなく実施することが可能になる。
【００６６】
（実施形態２）
内燃機関の点火制御装置に係る実施形態２について、図７〜図９を参照して説明する。
本形態では、主点火信号ＩＧＴからエネルギ投入信号ＩＧＷ及び目標二次電流指令信号ＩＧＡを生成する信号生成回路部５において、エンジン運転領域を判断するための回転数領域判定部５２の構成が異なっている。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と同様であり、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。
【００６７】
図７において、信号生成回路部５は、ＩＧＴ波形整形回路５１と、エンジン回転数領域を判定する回転数領域判定部５２と、エネルギ投入信号ＩＧＷを生成するＩＧＷ生成部５３と、目標二次電流指令信号ＩＧＡを生成するＩＧＡ生成部５４と、を有する。
信号生成回路部５に入力された主点火信号ＩＧＴは、まず、ＩＧＴ波形整形回路５１においてフィルタリング処理され、ノイズを取り除いた矩形波形の主点火信号ＩＧＴとして、回転数領域判定５２及びＩＧＷ生成部５３に、それぞれ出力される。ＩＧＷ生成部５３の構成は、上記第１実施形態と同様であり、説明を省略又は簡略にする。
【００６８】
回転数領域判定部５２は、Ｆ／Ｖコンバータ回路５５１と回転数領域判定回路５５２を有している。波形整形後の主点火信号ＩＧＴは、Ｆ／Ｖコンバータ回路５５１に入力される。Ｆ／Ｖコンバータ回路５５１は、例えば、入力されるパルス状の主点火信号ＩＧＴを微分回路で立ち下がり信号を生成し、この信号の１周期毎の周波数を演算し、電圧信号ＶＯに変換して出力する。図８に出力電圧特性を示すように、Ｆ／Ｖコンバータ回路５５１の出力電圧は、主点火信号ＩＧＴの信号周期と相関があるエンジン回転数に比例する。したがって、この関係を利用して、Ｆ／Ｖコンバータ回路５５１の出力電圧から、所定のエンジン回転数に達したことを検出することができる。
【００６９】
なお、この場合も、Ｆ／Ｖコンバータ回路５５１への主点火信号ＩＧＴの入力信号周期を、立ち下がり信号間の周期とするのがよい。通電開始時期となる立ち上がり位置ではなく、点火時期となる立ち下がり位置による信号周期とすることで、周期変動が少なくなり、検出精度を確保することができる。
【００７０】
具体的には、エネルギ投入動作が実施される所定の回転数領域を規定するために、２つエンジン回転数（例えば、Ｎ１、Ｎ２；Ｎ１＜Ｎ２）と、これらに対応する２つの基準電圧（例えば、Ｖ１、Ｖ２；Ｖ１＜Ｖ２）を、予め設定する。このとき、Ｆ／Ｖコンバータ回路５５１から出力される電圧信号ＶＯが、Ｖ１≦ＶＯ＜Ｖ２の範囲にあれば、エネルギ投入動作を実施する回転数領域にあると判定することができる。ＶＯ＜Ｖ１、又は、Ｖ２≦ＶＯの範囲にあれば、エネルギ投入動作を実施しない回転数領域と判定される。このように、２つの基準電圧Ｖ１、Ｖ２を用いて、３つの回転数領域が判定可能となる。
【００７１】
回転数領域判定回路５５２は、Ｆ／Ｖコンバータ回路５５１から出力される電圧信号ＶＯを、基準電圧Ｖ１、Ｖ２と比較して、回転数領域を判定する。そして、電圧信号ＶＯが、基準電圧Ｖ１、Ｖ２で規定される範囲にあるときに、エンジン回転数が所定の回転数領域にあると判定し、エネルギ投入動作の実施を許可する許可信号ＥＮを生成して出力する。許可信号ＥＮは、エネルギ投入信号ＩＧＷの出力許可／禁止の指令信号となると共に、目標二次電流指令信号ＩＧＡの出力許可／禁止の指令信号となる。
【００７２】
ＩＧＷ生成部５３は、例えば、ＩＧＷ出力回路５３３に許可信号ＥＮが入力され、エネルギ投入信号ＩＧＷの出力が許可されているときに、Ｔｄディレイ付きＴｗワンショットパルス生成回路５３１からのＴｗパルスが入力すると、これをエネルギ投入信号ＩＧＷとして出力する。
ＩＧＡ生成部５４は、例えば、目標二次電流設定回路５４１に許可信号ＥＮが入力されると、所定の回転数領域に対応させて予め設定される目標二次電流値Ｉ２tgtに対応する目標二次電流指令信号ＩＧＡを出力する。
【００７３】
図９に示すように、１燃焼サイクル（例えば、７２０°ＣＡ）毎に主点火信号ＩＧＴが出力され、その立ち下がり位置において、Ｆ／Ｖコンバータ回路５５１を用いた回転数領域判定が実施される。例えば、主点火信号ＩＧＴ（４）、（５）の立ち下がり直後に、Ｆ／Ｖコンバータ回路５５１から出力される電圧信号ＶＯが基準電圧と比較され、ＶＯが基準電圧Ｖ１、Ｖ２の間となって、許可信号ＥＮがＨレベルとなる。電圧信号ＶＯは、Ｆ／Ｖコンバータ回路５５１の動作により、その後徐々に低下し、基準電圧Ｖ１を下回ると、許可信号ＥＮがＬレベルとなる。
【００７４】
これに伴い、主点火信号ＩＧＴ（４）、（５）の立ち下がり直後に、許可信号ＥＮがＨレベルとなり、所定のディレイ時間Ｔｄだけ遅れてパルス幅時間Ｔｗのエネルギ投入信号ＩＧＷが出力され、ディレイ時間Ｔｄの経過後から、エネルギ投入動作が実施される。さらに、目標二次電流設定回路５４１から出力される目標二次電流指令信号ＩＧＡに基づいて、二次電流Ｉ２がフィードバック制御される。
なお、Ｆ／Ｖコンバータ回路５５１からの出力を用いた回転数領域の判定は、主点火信号ＩＧＴの立ち下がり毎に実施してもよいし、複数回に一回の判定としてもよい。あるいは、複数回の判定結果を平均化するように変更してもよく、任意に設定できる。また、基準電圧との判定結果は、主点火信号ＩＧＴの立ち下がり位置で実施して、その結果を所定の期間、例えば４燃焼サイクル保持して制御しエネルギ投入動作実施を安定化してもよい。
【００７５】
このように、本形態の信号生成回路部５においても、主点火信号ＩＧＴのみから、エネルギ投入信号ＩＧＷと目標二次電流指令信号ＩＧＡを生成することができる。そして、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。また、使用している点火信号ＩＧＴを、そのまま用いることもできるので、エンジンＥＣＵ１００側の仕様等を変更することなく、エネルギ投入可能な点火装置１０を後付けにて搭載可能となる。
【００７６】
（実施形態３）
内燃機関の点火制御装置に係る実施形態３について、図１０〜図１１を参照して説明する。
上記実施形態では、信号生成回路部５の回転数領域判定部５２において、３つの回転数領域を設定し、そのうちの１つの回転数領域でエネルギ投入動作を実施する場合について説明したが、２つ以上の回転数領域でエネルギ投入動作を実施してもよい。その場合に、エネルギ投入信号ＩＧＷで指示されるエネルギ投入期間や、目標二次電流指令信号ＩＧＡで指示される目標二次電流値Ｉ２tgtの設定を、それぞれ変更してもよい。
本形態では、２つの回転数領域でエネルギ投入信号ＩＧＷ及び目標二次電流指令信号ＩＧＡを切り替える例としている。点火装置１０を備える点火制御装置１の基本構成は、上記実施形態１と同様であり、以下、相違点を中心に説明する。
【００７７】
図１０において、信号生成回路部５は、ＩＧＴ波形整形回路５１と、回転数領域判定部５２と、エネルギ投入信号ＩＧＷを生成するＩＧＷ生成部５３と、目標二次電流指令信号ＩＧＡを生成するＩＧＡ生成部５４と、を有する。
信号生成回路部５に入力された主点火信号ＩＧＴは、まず、ＩＧＴ波形整形回路５１においてフィルタリング処理され、ノイズを取り除いた矩形波形の主点火信号ＩＧＴとして、回転数領域判定部５２及びＩＧＷ生成部５３に、それぞれ出力される。
【００７８】
ＩＧＷ生成部５３は、Ｔｄディレイ付きＴｗ１ワンショットパルス生成回路５３４と、Ｔｄディレイ付きＴｗ２ワンショットパルス生成回路５３５と、第２マルチプレクサＭ２と、ＩＧＷ出力回路５３０となる第１アンドゲート５３２と、を有する。Ｔｗ１、Ｔｗ２ワンショットパルス生成回路５３４、５３５は、それぞれ、ＩＧＴ波形整形回路５１からの主点火信号ＩＧＴの立ち下がり信号をトリガとして、所定のディレイ時間Ｔｄだけ遅れて、一定のパルス幅時間Ｔｗ１、Ｔｗ２を有するワンショットパルス信号（以下、Ｔｗ１パルス、Ｔｗ２パルスと略称する）を生成して出力する。パルス幅時間Ｔｗ１、Ｔｗ２は、エネルギ投入期間を指示するエネルギ投入信号ＩＧＷとして使用できる一定時間であり、互いに異なる時間（例えば、Ｔｗ１＜Ｔｗ２）に予め設定されている。
【００７９】
第２マルチプレクサＭ２は、後述するＩＧＡ生成部５４の第１マルチプレクサＭ１と同じ構成となっており、Ａ〜Ｃ端子の入力信号の論理（Ａ：Ｂ：Ｃ）に基づいて、Ｘ０〜Ｘ７の８つの入力端子のうち１つを選択する。選択された入力端子の入力電圧信号（Ｘ０〜Ｘ７）は、Ｘ端子から第１アンドゲート５３２に入力される。第１アンドゲート５３２は、回転数領域判定部５２からの出力と第２マルチプレクサＭ２からの出力の論理積に基づいて、エネルギ投入信号ＩＧＷを生成する。
なお、（Ａ：Ｂ：Ｃ）と（Ｘ０〜Ｘ７）との関係は、以下の通りである。
（Ａ：Ｂ：Ｃ）＝（０：０：０）：Ｘ０
（Ａ：Ｂ：Ｃ）＝（１：０：０）：Ｘ１
（Ａ：Ｂ：Ｃ）＝（０：１：０）：Ｘ２
（Ａ：Ｂ：Ｃ）＝（１：１：０）：Ｘ３
（Ａ：Ｂ：Ｃ）＝（０：０：１）：Ｘ４
：                ：
：                ：
（Ａ：Ｂ：Ｃ）＝（１：１：１）：Ｘ７
【００８０】
回転数領域判定部５２は、Ｔ１ワンショットパルス生成回路５２１及びＴ２ワンショットパルス生成回路５２２に加えて、Ｔ３ワンショットパルス生成回路５２７を有する。また、第１Ｄフリップフロップ５２３及び第２Ｄフリップフロップ５２４に加えて、第３Ｄフリップフロップ５２８を有する。ＩＧＴ波形整形回路５１の出力端子は、Ｔ１〜Ｔ３ワンショットパルス生成回路５２１、５２２、５２７の入力端子に、第１インバータ５２５及び第２インバータ５２６を介して、並列に接続されており、また、第１〜第３Ｄフリップフロップ５２３、５２４、５２８のＣ端子に、並列に接続される。
【００８１】
第１、第２Ｄフリップフロップ５２３、５２４と同様に、Ｔ３ワンショットパルス生成回路５２７は、主点火信号ＩＧＴの立ち下がり信号をトリガとして、一定のパルス幅時間Ｔ３を有するワンショットパルス信号（以下、Ｔ３パルスと略称する）を生成し、１回のみ出力する。Ｔ１〜Ｔ３ワンショットパルス生成回路５２１、５２２、５２７の出力端子は、第１〜第３Ｄフリップフロップ５２３、５２４、５２８のＤ端子にそれぞれ接続され、Ｔ１〜Ｔ３パルスが入力する。
【００８２】
パルス幅時間Ｔ１〜Ｔ３は、所定のエンジン回転数に対応する主点火信号ＩＧＴの立ち下がりの信号周期時間Ｔとなるように、互いに異なる時間に予め設定されている（例えば、Ｔ１＞Ｔ２＞Ｔ３）。このように、エネルギ投入動作を実施する２つの回転数領域の上下限に対応させた３つのパルス幅時間Ｔ１〜Ｔ３を設定することで、所定の２つの回転数領域（パルス幅時間Ｔ１、Ｔ２で規定される回転数領域、又は、パルス幅時間Ｔ２、Ｔ３で規定される回転数領域）にあるか否かを判定し、エネルギ投入動作の実施可否を判定できる。
【００８３】
第１〜第３Ｄフリップフロップ５２３、５２４、５２８は、Ｃ端子に入力する主点火信号ＩＧＴの立ち下がり毎に、前回の主点火信号ＩＧＴの立ち下がりで出力された信号をＤ端子の論理レベルとしてラッチして、Ｑ端子に出力する。第１〜第３Ｄフリップフロップ５２３、５２４、５２８のＱ端子は、第２マルチプレクサＭ１のＡ〜Ｃ端子に、それぞれ接続される。第２マルチプレクサＭ１のＸ１端子には、Ｔｄディレイ付きＴｗ１ワンショットパルス生成回路５３４の出力端子が接続され、Ｘ３端子には、Ｔｄディレイ付きＴｗ２ワンショットパルス生成回路５３５の出力端子が接続される。Ｘ０端子とＸ２端子は、接地端子に接続される。
【００８４】
第１アンドゲート５３２には、第１Ｄフリップフロップ５２３のＱ端子と、第３Ｄフリップフロップ５２７のＱバー端子が接続される。第３Ｄフリップフロップ５２７のＱバー端子には、Ｑ端子のレベルが反転して出力されている。
これにより、主点火信号ＩＧＴの信号周期時間Ｔが、パルス幅時間Ｔ１〜Ｔ３の範囲にあり、かつ、第２マルチプレクサＭ１のＸ端子が、Ｘ１端子又はＸ３端子に接続されて、Ｔｗ１パルス又はＴｗ２パルスが出力されると、第１アンドゲート５３２からの出力がＨレベルとなる。すなわち、選択されたＴｗ１パルス又はＴｗ２パルスが、エネルギ投入信号ＩＧＷとして出力される。
下記表２に、所定の２つの回転数領域を含む４つの回転数領域に対応する（Ａ：Ｂ：Ｃ）の組み合わせと、エネルギ投入動作の実施の可否との関係を示す。
【００８５】
【表２】
2019203490.tif 000004
【００８６】
一方、第１〜第３Ｄフリップフロップ５２３、５２４、５２８のＱ端子は、第１マルチプレクサＭ１のＡ〜Ｃ端子に、それぞれ接続されている。第１マルチプレクサＭ１は、第２マルチプレクサＭ２と同様に、Ａ〜Ｃ端子の入力信号の論理（Ａ：Ｂ：Ｃ）に基づいて、Ｘ０〜Ｘ３の４つの入力端子のうち１つを選択し、その入力電圧信号（Ｘ０〜Ｘ３）を、Ｘ端子に出力する。
【００８７】
上記実施形態１では、Ｘ１端子が選択された場合のみ、目標二次電流指令信号ＩＧＡが出力されるようにしたが、本形態では、第２分圧回路５４４を設けて、Ｘ３端子が選択された場合にも、目標二次電流指令信号ＩＧＡとして出力する。第２分圧回路５４４は、第２電圧源５４５の電圧を２つの抵抗Ｒ４、Ｒ５で分圧して、基準電圧信号Ｘ３（例えば、Ｘ３＞Ｘ１）を生成し、第１マルチプレクサＭ１のＸ３端子に出力している。基準電圧信号Ｘ３は、例えば、Ｔｗ２パルスに基づくエネルギ投入動作の目標二次電流値Ｉ２tgtに対応する。
【００８８】
このとき、図１１に示すように、主点火信号ＩＧＴ（６）〜（８）と、Ｔ１〜Ｔ３パルスの波形及び第１、第２マルチプレクサＭ１、Ｍ２のＡ〜Ｃ端子の出力（すなわち、図１１中にＭ１/２−Ａ〜Ｍ１/２−Ｃとして示す）の関係から回転数領域を判定することができる。また、上記表２中に示すように、複数の回転数領域に対応させて、複数の目標二次電流値Ｉ２tgtを設定することができる。
【００８９】
例えば、主点火信号ＩＧＴ（６）の立ち下がり位置で、Ｔ１〜Ｔ３パルスがいずれもＬレベルであり、上記表２において（Ａ：Ｂ：Ｃ）＝（０：０：０）となり、目標二次電流指令信号ＩＧＡの出力レベルはゼロレベルとなる。したがって、エネルギ投入動作は実施されず、目標二次電流値Ｉ２tgtは０ｍＡとなる。
主点火信号ＩＧＴ（７）は、立ち下がり位置で、Ｔ１パルスがＨレベルとなり、（Ａ：Ｂ：Ｃ）＝（１：０：０）となるので、Ｍ１出力はＸ１が選択されエネルギ投入動作が実施される。このとき、Ｔｗ１パルスがエネルギ投入信号ＩＧＷとして出力され、目標二次電流値Ｉ２tgtは８０ｍＡとなる。
【００９０】
主点火信号ＩＧＴ（８）は、立ち下がり位置で、Ｔ１〜Ｔ３パルスがいずれもＨレベルであり、（Ａ：Ｂ：Ｃ）＝（１：１：１）となる。したがって、Ｍ１出力はＸ７が選択され目標二次電流指令信号ＩＧＡの出力レベルはゼロレベルとなり、エネルギ投入動作は実施されず、目標二次電流値Ｉ２tgtは０ｍＡとなる。
なお、図示しないが、Ｔ１、Ｔ２パルスがＨレベルとなり、Ｔ３パルスがＬレベルになった場合には、（Ａ：Ｂ：Ｃ）＝（１：１：０）となるので、Ｍ１出力はＸ３が選択されるとともに、Ｔｗ２パルスがエネルギ投入信号ＩＧＷとして出力され、目標二次電流値Ｉ２tgtは１００ｍＡとなる。
【００９１】
なお、同様にして、３以上のエンジン回転数領域において、それぞれエネルギ投入信号ＩＧＷ及び目標二次電流指令信号ＩＧＡを切り替えるようにしてもよい。その場合には、エネルギ投入動作の制御をきめ細かく切り替えることができるので、エンジンの運転状態に応じた最適なエネルギ投入動作を実施することができる。例えば、上述したように、エンジン回転数に応じてＧ／Ｆ又はＡ／Ｆが変化する運転制御を行う場合に、回転数領域に対応させたエネルギ投入を実施することができ、着火性と省燃費を両立させることができる。
【００９２】
また、エネルギ投入信号ＩＧＷ及び目標二次電流指令信号ＩＧＡの切り替えは、電源電圧の値に応じて切り替えてもよく、また、回転数領域と電源電圧とを組み合わせて、切り替えを実施してもよい。例えば、直流電源Ｂから供給可能な電圧が変動した場合には、重畳可能なエネルギも変化するので、この変化に追従させることができる。具体的には、例えば、ウィンドウコンパレータ等を用いて直流電源Ｂの電圧が所定の範囲にあるか否かを判定し、判定結果に応じたエネルギ投入信号ＩＧＷ又は目標二次電流指令信号ＩＧＡが、マルチプレクサ等を用いて、選択的に出力されるようにすることができる。
【００９３】
このように、本形態においても、主点火信号ＩＧＴのみから、エネルギ投入信号ＩＧＷと目標二次電流指令信号ＩＧＡを生成することができる。さらに、エンジン回転数領域に応じて、エネルギ投入信号ＩＧＷと目標二次電流指令信号ＩＧＡをそれぞれ切り替えることができるので、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。また、使用している点火信号ＩＧＴを、そのまま用いることもできるので、エンジンＥＣＵ１００側の仕様等を変更することなく、エネルギ投入可能な点火装置１０を後付けにて搭載可能となる。
【００９４】
（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１２を参照して説明する。
本形態においても、エンジンＥＣＵ１００から点火装置１０へ主点火信号ＩＧＴが送信され、点火装置１０の信号生成回路部５において、エネルギ投入信号ＩＧＷと目標二次電流指令信号ＩＧＡが生成されることで点火プラグＰの点火が制御される。その際、点火コイル２へのエネルギ投入動作を行うためのエネルギ投入回路部４は、上記実施形態１に示した構成に限らず、主点火動作後にエネルギ投入動作を行って、同極性の二次電流Ｉ２を重畳可能な構成であればよい。
このような点火コイル２とエネルギ投入回路部４の他の構成例について、以下、相違点を中心に説明する。その他の点火装置１０の基本構成及び基本作動は、上記実施形態１と同様である。
【００９５】
図１２に示すように、点火コイル２は、主一次コイル２１ａと副一次コイル２１ｂとからなり、主一次コイル２１ａは、一端が電源線Ｌ１に接続されると共に、他端が主点火スイッチＳＷ１を介して接地されている。副一次コイル２１ｂは、一端が電源線Ｌ１に接続されると共に、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）ＳＷ４を介して接地されている。エネルギ投入回路部４を構成する通電許可スイッチＳＷ４は、主点火動作の間はオフ状態となり、エネルギ投入信号ＩＧＷがＨレベルとなっている間、通電が許可されて、副一次コイル制御回路４１からの駆動信号によりオン状態となる。
【００９６】
電源線Ｌ１には、主一次コイル２１ａとの接続点と副一次コイル２１ｂとの間に、放電継続スイッチＳＷ２が配置されており、放電継続スイッチＳＷ２と副一次コイル２１ｂとの間には、第４ダイオード１３が設けられる。第４ダイオード１３は、アノード端子が接地され、カソード端子が電源線Ｌ１に接続されている。これにより、放電継続スイッチＳＷ２のオフ時に、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の急激な低下を抑制可能となる。
【００９７】
放電継続スイッチＳＷ２は、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）４３によってオンオフ駆動される。エネルギ投入用駆動回路４３は、例えば、副一次コイル制御回路４１からの指令信号に基づいて、所定のディレイ時間Ｔｄ後に、放電継続スイッチＳＷ２を駆動して、エネルギ投入動作を実施する。副一次コイル制御回路４１は、フィードバック信号ＳＦＢに基づいて、目標二次電流指令信号ＩＧＡにより指示される目標二次電流値Ｉ２tgtとなるように、エネルギ投入用駆動回路４３に指令信号を出力する。
【００９８】
これにより、エネルギ投入動作が実施される間、目標二次電流値Ｉ２tgtに基づくフィードバック制御が実施される。
【００９９】
（実施形態５）
内燃機関の点火制御装置に係る実施形態５について、図１３を参照して説明する。
上記実施形態では、点火コイル２の一次コイル２１を、主一次コイル２１ａと副一次コイル２１ｂとで構成して、直流電源Ｂに対して並列に接続されるようにしたが、これに限らず、図１３に示すように、点火コイル２は、一次コイル２１と二次コイル２２とで構成してもよい。また、エネルギ投入回路部４に、昇圧回路４４とコンデンサ４５とを設けて、コンデンサ４５に蓄積されたエネルギを、一次コイル２１の接地側へ重畳的に投入するようにしてもよい。
【０１００】
本形態において、昇圧回路４４は、昇圧用のスイッチング素子(以下、昇圧用スイッチと称する)ＳＷ５と、昇圧用スイッチＳＷ５を駆動するための昇圧用駆動回路４４１と、チョークコイル４４２と、第５ダイオード４４３とを備える。昇圧用駆動回路４４１は、昇圧用スイッチＳＷ５をスイッチング動作させ、チョークコイル４４２に発生させたエネルギを、コンデンサ４５へ蓄積させる。放電継続スイッチＳＷ２は、一次コイル２１と主点火スイッチＳＷ１との間に、第６ダイオード４６を介して接続され、副一次コイル制御回路４１によって駆動される。第５ダイオード４４３はコンデンサ４５へ向かう方向を、第６ダイオード４６は、一次コイル２１へ向かう方向を、それぞれ順方向としている。
【０１０１】
昇圧用駆動回路４４１は、主点火信号ＩＧＴに基づいて駆動されて、主点火動作中にコンデンサ４５に充電する。副一次コイル制御回路４１は、目標二次電流指令信号ＩＧＡとエネルギ投入信号ＩＧＷに基づいて、主点火動作後のエネルギ投入期間に、放電継続スイッチＳＷ２を駆動させることで、コンデンサ４５に蓄積されたエネルギを一次コイル２１への接地側へ重畳的に投入する。このような構成によっても、二次電流Ｉ２と同極性の電流を増加させることで、エネルギ投入動作を実施して、火花放電を継続させることができる。
【０１０２】
このように、点火コイル２やエネルギ投入回路部４の構成は、任意に変更することができる。例えば、上記第１実施形態の構成において、第５実施形態の昇圧回路４４を設けて、副一次コイル２１ｂへ昇圧回路４４から給電して、エネルギ投入動作を行ってもよい。また、一次コイル２１と二次コイル２２からなる点火コイル２を、複数組、例えば２組設けて、一方の点火コイル２にて、主点火動作を行うと共に、他方又は両方の点火コイル２を交互に用いて、エネルギ投入動作を行ってもよい。その場合に、昇圧回路４４を設けて、２組の点火コイル２の両方に、昇圧回路４４から給電するようにしてもよいし、一次コイル２１をその一部のみに通電可能に構成して、発生する二次電圧を調整可能とすることもできる。
【０１０３】
また、点火コイル２を２組設けた場合において、二次コイル２２同士を直列接続して、一方で発生した二次電流を他方へ供給可能とすることもできる。いずれの場合も、スイッチング動作に伴う電流の急減や急増が緩和されるように、ダイオード等を設けて電流の流れ方向を規定するのがよく、安定した放電を継続することができる。
【０１０４】
上記実施形態では、信号生成回路部５にて、エネルギ投入信号ＩＧＷ及び目標二次電流指令信号ＩＧＡの両方を生成する構成としたが、例えば、常にエネルギ投入動作を実施するようにしてもよい。その場合には、例えば、エネルギ投入期間を固定とし、目標二次電流指令信号ＩＧＡによって、目標二次電流値Ｉ２tgtを指示することができ、目標二次電流指令信号ＩＧＡの出力レベルをゼロレベルにすることで、エネルギ投入動作を停止させるようにして、エネルギ投入制御をオンオフさせることができる。このように、ＩＧＷ生成部５３及びＩＧＡ生成部５４は、少なくとも一方が設けられていればよい。なお、主点火信号ＩＧＴは、Ｈレベルで通電する正論理信号で説明したが、Ｌレベルで通電する負論理信号としてもよく、同様の効果が得られる。
【０１０５】
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。
【符号の説明】
【０１０６】
Ｐ  点火プラグ
１０  点火装置
２  点火コイル
２１  一次コイル
２２  二次コイル
３  主点火回路部
４  エネルギ投入回路部
５  信号生成回路部
５２  運転領域判定部
６  フィードバック制御部
【図１】
2019203490.tif 000005
【図２】
2019203490.tif 000006
【図３】
2019203490.tif 000007
【図４】
2019203490.tif 000008
【図５】
2019203490.tif 000009
【図６】
2019203490.tif 000010
【図７】
2019203490.tif 000011
【図８】
2019203490.tif 000012
【図９】
2019203490.tif 000013
【図１０】
2019203490.tif 000014
【図１１】
2019203490.tif 000015
【図１２】
2019203490.tif 000016
【図１３】
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