(57)【要約】【課題】最小限の信号で点火制御可能とし、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、主点火信号ＩＧＴとエネルギ投入信号ＩＧＷと目標二次電流指令信号ＩＧＡとが統合された信号であって、パルス状の第１信号ＩＧ１と第２信号ＩＧ２からなる点火制御信号ＩＧを受信し、受信した点火制御信号ＩＧに含まれる信号を分離する信号分離回路部５を設ける。信号分離回路部５は、第１信号ＩＧ１及び第２信号ＩＧ２のパルス波形情報から主点火信号ＩＧＴを生成し、第２信号ＩＧ２のパルス波形情報からエネルギ投入信号ＩＧＷを生成し、第１信号ＩＧ１のパルス波形情報から目標二次電流指令信号ＩＧＡを生成する。【選択図】図１
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【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制御装置（１）であって、
上記主点火動作を制御する主点火信号（ＩＧＴ）と、上記エネルギ投入動作を制御するエネルギ投入信号（ＩＧＷ）と、目標二次電流指令信号（ＩＧＡ）とが統合された信号である点火制御信号（ＩＧ）を受信し、受信した上記点火制御信号に含まれる信号を分離する信号分離回路部（５）を備えており、
上記点火制御信号は、パルス状の第１信号（ＩＧ１）及び第２信号（ＩＧ２）からなり、
上記信号分離回路部は、上記点火制御信号から、上記第１信号及び上記第２信号のパルス波形情報に基づいて上記主点火信号を生成し、上記第２信号のパルス波形情報に基づいて上記エネルギ投入信号を生成し、上記第１信号のパルス波形情報に基づいて上記目標二次電流指令信号を生成する、内燃機関の点火制御装置。
【請求項２】
上記信号分離回路部は、上記第１信号及び上記第２信号の立ち上がりに基づいて上記主点火信号を生成し、上記第２信号のパルス幅に基づいて上記エネルギ投入信号を生成する、請求項１に記載の内燃機関の点火制御装置。
【請求項３】
上記信号分離回路部は、上記第１信号のパルス幅（ｔ１）に基づいて、上記目標二次電流指令信号を生成する、請求項１又は２に記載の内燃機関の点火制御装置。
【請求項４】
上記信号分離回路部は、上記点火制御信号の立ち上がりから規定時間（ｔ２）内における上記第１信号の出力回数に基づいて、上記目標二次電流指令信号を生成する、請求項１又は２に記載の内燃機関の点火制御装置。
【請求項５】
上記信号分離回路部は、上記第１信号の出力信号レベル（Ｖｓ）に基づいて、上記目標二次電流指令信号を生成する、請求項１又は２に記載の内燃機関の点火制御装置。
【請求項６】
上記信号分離回路部は、上記第１信号のデューティ比（Ｔ２／Ｔ１）に基づいて、上記目標二次電流指令信号を生成する、請求項１又は２に記載の内燃機関の点火制御装置。
【請求項７】
上記信号分離回路部は、上記第１信号と上記第２信号とを、動作開始後に入力する信号の順序、又は、パルス波形情報に基づいて検出する、請求項１〜６のいずれか１項に記載の内燃機関の点火制御装置。
【請求項８】
上記第１信号と上記第２信号とは、少なくとも初回の出力において、互いに出力信号レベルの異なるパルス波形を有し、上記信号分離回路部は、予め規定された出力信号レベルに基づいて、上記第１信号を検出する、請求項７に記載の内燃機関の点火制御装置。
【請求項９】
上記第１信号と上記第２信号とは、少なくとも初回の出力において、互いにパルス幅の異なるパルス波形を有し、上記信号分離回路部は、予め規定されたパルス幅に基づいて、上記第１信号を検出する、請求項７に記載の内燃機関の点火制御装置。
【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制御装置。
【請求項１１】
上記信号分離回路部は、上記主点火回路部及び上記エネルギ投入回路部を含む点火装置（１０）内に設けられる、請求項１〜９のいずれか１項に記載の内燃機関の点火制御装置。
【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制御装置。
【請求項１３】
上記許可信号は、上記信号分離回路部からの出力信号に基づいて生成されるパルス信号（Ｓ１）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制御装置。
【請求項１４】
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１〜１３のいずれか１項に記載の内燃機関の点火制御装置。
【請求項１５】
上記点火制御信号を生成して送信する点火制御信号送信部（１００）を、さらに備える、請求項１〜１４のいずれか１項に記載の内燃機関の点火制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、内燃機関の点火を制御する点火制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
火花点火式の車両エンジンにおける点火制御装置は、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制御装置がある。
【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及びエネルギ投入のための放電継続信号ＩＧＷが出力されると共に、これらとは別の信号線を用いて、二次電流指令信号ＩＧＡが出力される。あるいは、放電継続信号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、放電継続信号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】
本発明は、かかる課題に鑑みてなされたものであり、最小限の信号の送信によって、主点火動作とエネルギ投入動作を実施することができ、信号端子数や信号線数を低減可能として、小型で高性能な内燃機関の点火制御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】
【０００８】
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制御装置（１）であって、
上記主点火動作を制御する主点火信号（ＩＧＴ）と、上記エネルギ投入動作を制御するエネルギ投入信号（ＩＧＷ）と、目標二次電流指令信号（ＩＧＡ）とが統合された信号である点火制御信号（ＩＧ）を受信し、受信した上記点火制御信号に含まれる信号を分離する信号分離回路部（５）を備えており、
上記点火制御信号は、パルス状の第１信号（ＩＧ１）及び第２信号（ＩＧ２）からなり、
上記信号分離回路部は、上記点火制御信号から、上記第１信号及び上記第２信号のパルス波形情報に基づいて上記主点火信号を生成し、上記第２信号のパルス波形情報に基づいて上記エネルギ投入信号を生成し、上記第１信号のパルス波形情報に基づいて上記目標二次電流指令信号を生成する、内燃機関の点火制御装置にある。
【発明の効果】
【０００９】
上記点火制御装置において、信号分離回路部にて受信される点火制御信号は、第１信号と第２信号のパルス波形情報を用いて、主点火信号、エネルギ投入信号及び目標二次電流指令信号の３つの信号に分離される。２つのパルス波形に含まれる情報には、例えば、第１信号及び第２信号の立ち上がり又は立ち下がりの位置とそれらの間隔、各信号のパルス幅があり、信号分離回路部は、これらの１つ又は組み合わせによって３つの信号を生成し、対応する各部へ送信する。これにより、主点火回路部における主点火動作と、エネルギ投入回路部におけるエネルギ投入動作が順次実施され、さらに、目標二次電流指令信号に基づいて、二次電流の制御が適切に実施される。
【００１０】
上記点火制御装置によれば、信号分離回路部にて３つの信号が統合された点火制御信号を受信するので、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。
【００１１】
以上のごとく、上記態様によれば、最小限の信号の送信によって、主点火動作とエネルギ投入動作を実施することができ、信号端子数や信号線数を低減可能として、小型で高性能な点火制御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】
【００１２】
【図１】実施形態１における、内燃機関の点火制御装置の回路構成図。
【図２】実施形態１における、点火制御信号と、点火制御信号から生成される主点火信号、上記エネルギ投入信号及び目標二次電流指令信号の波形図。
【図３】実施形態１における、点火制御装置の点火装置を構成する信号分離回路部の回路構成図。
【図４】実施形態１における、点火制御信号と信号分離回路部において生成される各種信号との関係と、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５】実施形態２における、点火制御装置の点火装置を構成する信号分離回路部の回路構成図。
【図６】実施形態２における、点火制御信号と信号分離回路部において生成される各種信号との関係と、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７】実施形態３における、点火制御装置の点火装置を構成する信号分離回路部の回路構成図。
【図８】実施形態３における、点火制御信号と信号分離回路部において生成される各種信号との関係と、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９】実施形態４における、点火制御装置の点火装置を構成する信号分離回路部の回路構成図。
【図１０】実施形態４における、点火制御信号と信号分離回路部において生成される各種信号との関係と、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１１】実施形態５における、点火制御信号の波形図及び点火装置の主要部の構成を示す回路構成図。
【図１２】実施形態６における、点火制御信号の波形図及び点火装置の主要部の構成を示す回路構成図。
【図１３】実施形態７における、点火制御信号の波形図と対応する二次電流の波形図。
【図１４】実施形態８における、内燃機関の点火制御装置の回路構成図。
【図１５】実施形態９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】
【００１３】
（実施形態１）
内燃機関の点火制御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、点火制御装置１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、信号分離回路部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点火制御信号送信部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。
【００１４】
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。
【００１５】
エンジンＥＣＵ１００は、１燃焼サイクル（例えば、７２０°ＣＡ）毎に、パルス状の第１信号ＩＧ１及び第２信号ＩＧ２を有する点火制御信号ＩＧを生成して送信する。点火制御信号ＩＧは、主点火動作を制御する主点火信号ＩＧＴと、エネルギ投入動作を制御するエネルギ投入信号ＩＧＷと、目標二次電流指令信号ＩＧＡとが統合された信号として生成される。点火制御信号ＩＧの第１信号ＩＧ１と第２信号ＩＧ２との識別は、例えば、点火制御装置１の動作が開始された後、エンジンＥＣＵ１００から点火装置１０に入力される初回の入力信号を、第１信号ＩＧ１とし、次回の入力信号を、第２信号ＩＧ２として動作を繰り返すことができる。
【００１６】
信号分離回路部５は、点火制御信号ＩＧを受信し、受信した点火制御信号ＩＧから、点火制御信号ＩＧに含まれる各信号を分離する。すなわち、第１信号ＩＧ１及び第２信号ＩＧ２のパルス波形情報に基づいて主点火信号ＩＧＴを生成し、第２信号ＩＧ２のパルス波形情報に基づいてエネルギ投入信号ＩＧＷを生成し、第１信号ＩＧ１のパルス波形情報に基づいて目標二次電流指令信号ＩＧＡを生成することができる。
具体的には、図２に示すように、受信した点火制御信号ＩＧに含まれる情報のうち、第１信号ＩＧ１及び第２信号ＩＧ２の立ち上がりに基づいて主点火信号ＩＧＴを生成し、第２信号ＩＧ２のパルス幅に基づいてエネルギ投入信号ＩＧＷを生成する。
また、第１信号ＩＧ１のパルス波形情報に基づいて、目標二次電流指令信号ＩＧＡを生成することができ、本形態では、例えば、第１信号ＩＧ１のパルス幅に基づいて、目標二次電流指令信号ＩＧＡを生成し、目標二次電流値Ｉ２tgtを指示する。
【００１７】
点火制御装置１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。
【００１８】
以下、点火制御装置１の各部構成について、詳細に説明する。
本形態の点火制御装置１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、点火制御信号ＩＧがそれぞれ送信される。
【００１９】
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、点火制御信号ＩＧ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、点火制御信号ＩＧに含まれる主点火信号ＩＧＴ、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。
【００２０】
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。
【００２１】
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、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。
【００２２】
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、重畳的に放電エネルギを増加させることができる。
【００２３】
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。
【００２４】
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４参照）、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。
【００２５】
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をオンオフ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、エネルギ投入動作に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。
【００２６】
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。
【００２７】
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。
【００２８】
副一次コイル制御回路４１には、信号分離回路部５から出力される主点火信号ＩＧＴと、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Ｌ２〜Ｌ４を介して入力されている。このうち、主点火信号ＩＧＴの出力信号線Ｌ２は、Ｔｄディレイ付きワンショット回路４２の入力端子に接続されており、遅延されたワンショットパルス信号Ｓ１が、副一次コイル制御回路４１に出力するようになっている。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、例えば、エネルギ投入動作の可否判定に用いている。
【００２９】
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、エネルギ投入動作の許可期間を点火装置１０内で設定して、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、信号分離回路部５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。
【００３０】
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Ｓ１を生成し、副一次コイル制御回路４１に出力する。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、エネルギ投入信号ＩＧＷの出力信号線Ｌ４が接続されており、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。
【００３１】
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、主点火動作後の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り、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、エネルギ投入が指示されることで発生する、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Ｓ１は、エネルギ投入が点火装置１０として許容できる最大期間が設定されるので、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な期間となったりしても、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、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をクリアして出力パルスを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。
【００３２】
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。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。
【００３３】
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合せによって、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、エネルギ投入動作の要否を判定し、所定のタイミングで駆動信号を生成して、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。具体的には（例えば、図４参照）、目標二次電流指令信号ＩＧＡを比較器の基準電圧として目標二次電流値Ｉ２tgtが指示されると共に、エネルギ投入信号ＩＧＷエネルギ投入期間が指示される。これにより、主点火信号ＩＧＴの立ち下がりから、点火プラグ２の火花ギャップＧで放電が開始されているであろう所定のディレイ時間Ｔｄ後に出力される信号とのアンド条件によって、放電継続スイッチＳＷ２の駆動信号が出力され、エネルギ投入動作が実施される。このように、エネルギ投入動作が実施される間、二次電流Ｉ２の検出値と目標二次電流指令信号ＩＧＡの比較結果に基づいて、二次電流値が目標二次電流値Ｉ２tgtを維持するようにフィードバック制御が実施される。
【００３４】
また、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、閾値として目標二次電流指令信号ＩＧＡ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ＳＷ２を開閉駆動させる。上限閾値及び下限閾値は、例えば、目標二次電流指令信号ＩＧＡを中心として目標二次電流値Ｉ２tgtが設定され、放電継続スイッチＳＷ２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ＳＷ２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。
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Ｔｄディレイ付きワンショット回路４２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４２から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。
また、放電継続スイッチＳＷ２のスイッチング動作におけるオフ時には、還流スイッチＳＷ３がオン駆動されているため副一次コイル２１ｂに還流電流を流すことができ、二次電流の急激な低下を抑制することができる。
【００３６】
次に、信号分離回路部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、信号分離回路部５は、ＩＧ波形整形回路５１と、主点火信号ＩＧＴを生成するＩＧＴ生成部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。
信号分離回路部５に入力された点火制御信号ＩＧは、まず、ＩＧ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第１信号ＩＧ１及び第２信号ＩＧ２として、ＩＧＴ生成部５２、ＩＧＷ生成部５３、及び、ＩＧＡ生成部５４に、それぞれ出力される。
【００３７】
本形態では、ＩＧＡ生成部５４において、第１信号ＩＧ１のパルス幅に基づいて、目標二次電流指令信号ＩＧＡを生成し、目標二次電流値Ｉ２tgtを指示する。また、図４に示すように、点火制御信号ＩＧは、第１信号ＩＧ１及び第２信号ＩＧ２を含み、点火制御信号ＩＧの立ち上がりと共に出力される、前の信号を第１信号ＩＧ１とし、第１信号ＩＧ１の立ち下がり後に出力される、後の信号を第２信号ＩＧ２とする。このとき、第１信号ＩＧ１のパルス幅を変更することで、目標二次電流値Ｉ２tgtを変更することができる。
なお、図４には、図３の各部において出力される信号の波形と、点火コイル２の一次電流Ｉ１、二次電圧Ｖ２、二次電流Ｉ２の時間推移を併せて示している。
【００３８】
ＩＧＴ生成部５２は、Ｄフリップフロップ５２１からなる。Ｄフリップフロップ５２１のクロック端子(以下、Ｃ端子と称する)には、ＩＧ波形整形回路５１の出力端子が接続されており、データ端子（以下、Ｄ端子と称する）には、反転出力端子(以下、Ｑバー端子と称する)が接続されて、出力端子（以下、Ｑ端子と称する）の出力が反転入力される。初期状態において、Ｑ端子はＬレベルであり、Ｄ端子はＨレベルとなっている。この状態において、Ｃ端子に点火制御信号ＩＧが入力されると、第１信号ＩＧ１の立ち上がりに同期して、Ｄ端子の信号レベルがラッチされてＱ端子からＨレベルの信号が出力される。これに伴い、Ｑバー端子がＬレベルに切り替わり、Ｄ端子がＬレベルに設定される。次いで、第２信号ＩＧ２が立ち上がると、これに同期して、Ｄ端子の信号レベルがラッチされてＱ端子からＬレベルの信号が出力される。
【００３９】
このとき、図４中に示すように、主点火信号ＩＧＴが、第１信号ＩＧ１の立ち上がりに同期して立ち上がり、第２信号ＩＧ２の立ち上がりに同期して立ち下がる。すなわち、点火制御信号ＩＧから、所定のパルス状の主点火信号ＩＧＴが生成され、そのパルス幅は、第１信号ＩＧ１及び第２信号ＩＧ２の立ち上がりによって規定される。
【００４０】
ＩＧＷ生成部５３は、第１ワンショットパルス生成回路５３１、第２ワンショットパルス生成回路５３２、及び、ＲＳフリップフロップ５３３からなる。第１ワンショットパルス生成回路５３１の入力端子には、Ｄフリップフロップ５２１のＱ端子が接続されており、Ｑ端子からの信号の立ち下がりを検出して、所定のワンショットパルス（ｓ）を生成するようになっている。第１ワンショットパルス生成回路５３１の出力端子は、ＲＳフリップフロップ５３３のセット端子（以下、Ｓ端子と称する）に接続されており、初期状態において、Ｓ端子はＬレベルにセットされ、Ｑ端子の出力はＬレベルにセットされており、Ｓ端子にＨレベルを入力するとＱ端子の出力はＨレベルとなり、Ｒ端子にＨレベルを入力するとＱ出力はＬレベルとなる。
【００４１】
一方、第２ワンショットパルス生成回路５３２の入力端子には、波形整形後の点火制御信号ＩＧが入力されており、入力信号の立ち下がりを検出して、所定のワンショットパルス（ｃ）を生成するようになっている。第２ワンショットパルス生成回路５３２の出力端子は、ＲＳフリップフロップ５３３のリセット端子（以下、Ｒ端子と称する）に接続されている。初期状態において、第２ワンショットパルス生成回路５３２の出力はＬレベルであり、ＲＳフリップフロップ５３３のＲ端子及びＱ端子はＬレベルとなっている。
【００４２】
図４中の（ｃ）に示すように、この状態において、点火制御信号ＩＧが入力されると、まず、第１信号ＩＧ１の立ち下がりに同期して、第２ワンショットパルス生成回路５３２からワンショットパルス（ｃ）が出力され、ＲＳフリップフロップ５３３のＲ端子に入力される。このとき、Ｓ端子及びＱ端子はＬレベルであり、Ｑ端子の出力レベルは変化しない。次いで、第２信号ＩＧ２の立ち上がりに同期して、主点火信号ＩＧＴが立ち下がると、第１ワンショットパルス生成回路５３１からワンショットパルス（ｓ）が出力される。これにより、ＲＳフリップフロップ５３３のＳ端子がＨレベルにセットされ、Ｑ端子からの出力がＨレベルとなって、エネルギ投入信号ＩＧＷが立ち上がる。
【００４３】
次に、第２信号ＩＧ２の立ち下がりに同期して、第２ワンショットパルス生成回路５３２から、再びワンショットパルス（ｃ）が出力される。これにより、ＲＳフリップフロップ５３３のＲ端子がＨレベルとなり、Ｑ端子がリセットされてＬレベルとなり、エネルギ投入信号ＩＧＷが立ち下がる。
このようにして、図４中に示すように、第２信号ＩＧ２の立ち上がり及び立ち下がりによって規定される、エネルギ投入信号ＩＧＷが生成される。
なお、第１ワンショットパルス生成回路５３１及び第２ワンショットパルス生成回路５３２から出力されるワンショットパルス（ｃ）とワンショットパルス（ｓ）は、第１信号ＩＧ１及び第２信号ＩＧ２の信号幅よりも短く、かつＲＳフリップフロップ５３３とＲＳフリップフロップ５４４が駆動可能なパルス幅以上の範囲、例えば１０ｕＳｅｃ〜１８０ｕＳｅｃの幅で適宜設定してある。
【００４４】
ＩＧＡ生成部５４は、第３ワンショットパルス生成回路５４１、第１アンドゲート５４２、第２アンドゲート５４３、及び、ＲＳフリップフロップ５４４と、目標二次電流設定回路５４５とを有している。第３ワンショットパルス生成回路５４１の入力端子には、波形整形後の点火制御信号ＩＧが入力されており、信号の立ち上がりを検出して、所定のワンショットパルス（ａ）を生成するようになっている。第３ワンショットパルス生成回路５４１の出力端子は、第１アンドゲート５４２の一方の入力端子に接続され、第１アンドゲート５４２の他方の入力端子には、Ｄフリップフロップ５２１のＱ端子が接続されている。第１アンドゲート５４２の出力端子は、ＲＳフリップフロップ５４４のＳ端子に接続されており、初期状態において、Ｓ端子及びＱ端子はＬレベルにセットされている。
なお、第３ワンショットパルス生成回路５４１から出力されるワンショットパルス（ａ）は、第１信号ＩＧ１及び第２信号ＩＧ２の信号幅よりも短く、かつＲＳフリップフロップ５４４が駆動可能なパルス幅以上の範囲、例えば１０ｕＳｅｃ〜１８０ｕＳｅｃの幅で適宜設定してある。
【００４５】
一方、第２アンドゲート５４３の一方の入力端子には、第２ワンショットパルス生成回路５３２の出力端子が接続され、他方の入力端子には、Ｄフリップフロップ５２１のＱ端子が接続されている。第２アンドゲート５４３の出力端子は、ＲＳフリップフロップ５４４のＲ端子に接続されており、初期状態において、Ｒ端子及びＱ端子はＬレベルとなっている。
【００４６】
図４中の（ａ）、（ｂ）、（ｄ）に示すように、この状態において、点火制御信号ＩＧが入力すると、まず、第１信号ＩＧ１の立ち上がりに同期して、第３ワンショットパルス生成回路５４１からワンショットパルス（ａ）が出力され、第１アンドゲート５４２の一方に入力される。また、Ｄフリップフロップ５２１のＱ端子の出力がＨレベルとなり、第１アンドゲート５４２の他方に入力される。これにより、第１アンドゲート５４２が開いて、ワンショットパルス（ｂ）が出力されると、ＲＳフリップフロップ５４４のＳ端子がＨレベルにセットされ、Ｑ端子からの出力信号（ｄ）がＨレベルに立ち上がる。
【００４７】
次に、第１信号ＩＧ１の立ち下がりに同期して、第２ワンショットパルス生成回路５３２から、ワンショットパルス（ｃ）が出力され、第２アンドゲート５４３の一方に入力される。また、Ｄフリップフロップ５２１の出力端子Ｑの出力がＨレベルとなり、第２アンドゲート５４３の他方に入力される。これにより、第２アンドゲート５４３が開いて、ＲＳフリップフロップ５４４のＲ端子がＨレベルとなり、Ｑ端子がリセットされてＬレベルとなり、Ｑ端子からの出力信号（ｄ）がＬレベルに立ち下がる。
【００４８】
出力信号（ｄ）は、目標二次電流指令信号ＩＧＡに対応する、所定幅のパルス信号である。このパルス幅は、第１信号ＩＧ１の立ち上がり及び立ち下がりによって規定され、目標二次電流値Ｉ２tgtを指示する。そこで、ＩＧＡ生成部５４は、出力信号（ｄ）を、目標二次電流設定回路５４５に取り込んで、パルス幅に対応するパルス幅時間ｔ１を計測し、計測されたパルス幅時間ｔ１に基づいて、目標二次電流値Ｉ２tgtを設定する。
【００４９】
下記表１は、パルス幅時間ｔ１の範囲と、目標二次電流値Ｉ２tgt（絶対値）との対応関係の一例を示すものであり、ｔ１の大きさに応じて、目標二次電流値Ｉ２tgtを４段階に変化させている。具体的には、ｔ１が０．２ｍｓに満たないときは、目標二次電流値Ｉ２tgtを１５０ｍＡとし、０．２ｍｓ毎に、目標二次電流値Ｉ２tgtが３０ｍＡずつ低くなるように設定する。ｔ１が０．８ｍｓ以上の範囲では、エネルギ投入動作をせず、目標二次電流値Ｉ２tgtは設定されない。
【００５０】
【表１】
2019203489.tif 000003
【００５１】
目標二次電流設定回路５４５は、例えば、出力信号（ｄ）のパルス幅を、Ｈレベルの信号が出力されている時間として計測するパルス幅時間計測回路を備え、計測されたパルス幅時間ｔ１を目標二次電流値Ｉ２tgtに変換して、目標二次電流指令信号ＩＧＡとして出力する。なお、パルス幅の時間計測は、既知の時間パルス発信器からの出力と、ＲＳフリップフロップ５４４のＱ出力とのアンドをとり、アンド回路を通過したパルスの数を計測することで求めることができる。
このようにして、第１信号ＩＧ１の立ち上がり及び立ち下がりによって規定される、目標二次電流指令信号ＩＧＡが生成される。
【００５２】
そして、図４に示すように、主点火信号ＩＧＴが生成されることによって、放電継続スイッチＳＷ２および還流スイッチＳＷ３をオフにしたままで、主点火用駆動回路３１で主点火スイッチＳＷ１をオンさせ、主一次コイル２１ａへの通電を開始すると一次電流Ｉ１が徐々に上昇する。主点火信号ＩＧＴが立ち下がり、一次電流Ｉ１が遮断されると、二次コイル２２に高い二次電圧Ｖ２が発生し、点火プラグＰの火花ギャップＧでの放電により二次電流Ｉ２が流れる。さらに、エネルギ投入信号ＩＧＷ及び目標二次電流指令信号ＩＧＡが生成されることによって、所定のディレイ時間Ｔｄ後に、フィードバック信号ＳＦＢとの論理積が成立した段階で放電継続スイッチＳＷ２および還流スイッチＳＷ３がオンとなり、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、目標二次電流値Ｉ２tgtとなるように、フィードバック制御される。
【００５３】
本形態によれば、エンジンＥＣＵ１００から点火装置１０へ点火制御信号ＩＧを送信するだけでよいので、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の数を最小限とすることができる。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制御装置１を実現することができる。
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Ｓ１を、エネルギ投入が許容できる最大期間に設定することで、第２信号ＩＧ２の信号幅がＨレベルで固定された場合や、想定よりも過大となった場合に、エネルギ投入動作を停止させることができ、点火装置１０を保護することができる。
【００５４】
本形態では、第１信号ＩＧ１のパルス波形情報として、第１信号ＩＧ１のパルス幅に対応するパルス幅時間ｔ１を用いる手法について説明したが、パルス幅以外の波形情報を用いることもできる。例えば、第１信号ＩＧ１のパルス波形情報として、規定時間ｔ２内における第１信号ＩＧ１の出力回数ｎ、第１信号ＩＧ１の出力信号レベルＶｓ、第１信号ＩＧ１のデューティ比Ｔ２／Ｔ１等に基づいて、目標二次電流指令信号ＩＧＡを生成し、目標二次電流値Ｉ２tgtを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。
【００５５】
（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５〜図６を参照して説明する。
本形態では、目標二次電流指令信号ＩＧＡを生成するための第１信号ＩＧ１のパルス波形情報として、所定の規定時間ｔ２内における第１信号ＩＧ１の出力回数ｎを用いる。その場合においても、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の基本構成は、上記実施形態１と同様であり、点火装置１０の信号分離回路部５の構成が異なっている。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。
【００５６】
図５において、信号分離回路部５は、ＩＧ波形整形回路５１と、主点火信号ＩＧＴを生成するＩＧＴ生成部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。本形態では、ＩＧＡ生成部５４において、第１信号ＩＧ１の規定時間ｔ２内における出力回数ｎをカウントして、目標二次電流値Ｉ２tgtを指示する構成となっている。ＩＧＴ生成部５２と、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。
【００５７】
図６に示すように、点火制御信号ＩＧは、第１信号ＩＧ１及び第２信号ＩＧ２を含み、点火制御信号ＩＧの立ち上がりから、予め設定した規定時間ｔ２内に出力されるパルス信号を第１信号ＩＧ１としている。このとき、規定時間ｔ２内に出力される第１信号ＩＧ１の出力回数ｎを変更することで、下記表２に示すように、目標二次電流値Ｉ２tgtを変更することができる。
【００５８】
下記表２は、第１信号ＩＧ１の出力回数ｎと、目標二次電流値Ｉ２tgtとの対応関係の一例を示すものであり、出力回数ｎに応じて、目標二次電流値Ｉ２tgtを４段階に変化させている。具体的には、出力回数ｎが１回のときは、エネルギ投入動作をせず、目標二次電流値Ｉ２tgtは０ｍＡとして出力しエネルギ投入動作を実施させない。出力回数ｎが２回のときは、目標二次電流値Ｉ２tgtを１２０ｍＡとし、出力回数ｎが２回以上において１回増す毎に、目標二次電流値Ｉ２tgtが３０ｍＡずつ低くなるように設定する。
【００５９】
【表２】
2019203489.tif 000004
【００６０】
信号分離回路部５に入力された点火制御信号ＩＧは、まず、ＩＧ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第１信号ＩＧ１及び第２信号ＩＧ２として出力される。
ＩＧＡ生成部５４は、規定時間ｔ２を設定するための第４ワンショットパルス生成回路５５と、規定時間ｔ２内の第１信号ＩＧ１を出力する第３アンドゲート５５１と、第４ワンショットパルス生成回路５５からの出力を反転させて出力する第１インバータ５５２と、第１信号ＩＧ１の出力回数ｎに基づく目標二次電流設定回路５５３とを有している。
【００６１】
第４ワンショットパルス生成回路５５には、ＩＧＴ生成部５２から出力される主点火信号ＩＧＴが入力されている。第４ワンショットパルス生成回路５５は、主点火信号ＩＧＴの立ち上がりを検出して、予め設定された所定の規定時間ｔ２に対応するワンショットパルス（ｅ）を生成して出力する。第３アンドゲート５５１には、第４ワンショットパルス生成回路５５からのワンショットパルス（ｅ）と、ＩＧ波形整形回路５１にて波形整形後の点火制御信号ＩＧとが入力しており、これら信号の論理積によって、出力信号（ｆ）が得られる。
【００６２】
図６に示されるように、出力信号（ｆ）は、ワンショットパルス（ｅ）がＨレベルである規定時間ｔ２の間、点火制御信号ＩＧの第１信号ＩＧ１に同期して出力レベルが切り替わる。図６の左図の場合は、第１信号ＩＧ１のパルス幅が、規定時間ｔ２よりも長いために、出力信号（ｆ）は、第１信号ＩＧ１と共に立ち上がった後、規定時間ｔ２の間に立ち下がることがなく、出力回数ｎは１回となる。図６の右図のように、第１信号ＩＧ１が規定時間ｔ２の間に複数回（例えば、４回）出力される場合には、同じ回数の出力信号（ｆ）が出力されて、目標二次電流設定回路５５３のＣ端子に入力される。
【００６３】
目標二次電流設定回路５５３は、例えば、出力信号（ｆ）の出力回数ｎを、入力されるパルス数として計測するパルス数計測回路を備え、一例として、出力信号（ｆ）の立ち上がり回数を計測し、計測された出力回数ｎを目標二次電流値Ｉ２tgtに変換して、目標二次電流指令信号ＩＧＡとして出力する。図６の左図は、エネルギ投入動作を実施しない場合であり、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っている。これに対して、図６の右図では、第１信号ＩＧ１が出力される度に、予め設定された目標二次電流指令信号ＩＧＡの出力レベルに段階的に下降し、４回で所定の値である６０ｍＡに相当するＩＧＡ電圧レベルとなる例を示している。
【００６４】
目標二次電流設定回路５５３のクリア端子ＣＬＲには、第５ワンショットパルス生成回路５５４の出力端子が接続されており、第５ワンショットパルス生成回路５５４の入力端子には、ＲＳフリップフロップ５３３のＱバー端子が接続されている。ＩＧＷ生成部５３は、上記実施形態１と同様の構成であり、ＲＳフリップフロップ５３３のＱ端子がＬレベルになると、すなわち、エネルギ投入信号ＩＧＷが立ち下がると、Ｑバー端子がＨレベルとなる。これにより、第５ワンショットパルス生成回路５５４からワンショットパルス（以下、適宜、第５ワンショットパルス出力と称する）が出力されて、パルス数計測値をクリアすることで目標二次電流指令信号ＩＧＡの出力がリセットされる。なお、第５ワンショットパルス生成回路５５４の出力パルス時間は、パルス数計測値がクリアでき、かつ次の第１信号ＩＧ１入力までの時間内で適宜設定され、例えば１０ｕＳｅｃ〜１８０ｕＳｅｃの幅で適宜設定してある。
【００６５】
ＩＧＴ生成部５２は、ＩＧ波形整形回路５１からの出力と第１インバータ５５２からの出力が入力される第４アンドゲート５２３と、Ｄフリップフロップ５２１からなる。第１インバータ５５２は、初期状態においてＨレベルであり、第４アンドゲート５２３にＩＧ波形整形回路５１から第１信号ＩＧ１が入力されると、第４アンドゲート５２３の出力がＨレベルとなって、Ｄフリップフロップ５２１のＣ端子に入力される。これにより、Ｄフリップフロップ５２１のＱ端子の出力がＨレベルとなって、主点火信号ＩＧＴが立ち上がる。
【００６６】
規定時間ｔ２の間、第１インバータ５５２の出力はＬレベルとなり、第４アンドゲート５２３が閉じられてＤフリップフロップ５２１のＣ端子がＬレベルとなるので、主点火信号ＩＧＴはＨレベルのまま保持される。Ｄフリップフロップ５２１のＤ端子は、Ｌレベルとなる。規定時間ｔ２が経過すると、第４ワンショットパルス生成回路５５の出力がＬレベル、第１インバータ５５２の出力がＨレベルとなり、第２信号ＩＧ２が入力されると、第４アンドゲート５２３の出力がＨレベルとなって、Ｄフリップフロップ５２１のＣ端子に入力される。これにより、Ｄフリップフロップ５２１のＱ端子の出力がＬレベルとなって、主点火信号ＩＧＴが立ち下がる。
【００６７】
このように、本形態においても、第１信号ＩＧ１と第２信号ＩＧ２の立ち上がりで規定される主点火信号ＩＧＴが生成される。そして、一次コイル２１ａへ通電された後、一次電流Ｉ１が遮断されることによって高い二次電圧Ｖ２が発生し、二次電流Ｉ２が流れる。図６左図に示すように、目標二次電流指令信号ＩＧＡがエネルギ投入動作を実施しないゼロレベルの場合には、副一次コイル２１ｂへの通電はなされない。一方、図６右図に示すように、目標二次電流指令信号ＩＧＡによりエネルギ投入動作が指示されている場合には、所定のディレイ時間Ｔｄ後に、副一次コイル２１ｂへ通電されて、二次電流Ｉ２が重畳されると共に、フィードバック制御がなされる。
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制御装置１を実現することができる。
【００６８】
（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７〜図８を参照して説明する。
本形態では、目標二次電流指令信号ＩＧＡを生成するための第１信号ＩＧ１のパルス波形情報として、第１信号ＩＧ１の出力信号レベルＶｓを用いる。その場合においても、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の基本構成は、上記実施形態１と同様であり、点火装置１０の信号分離回路部５の構成が異なっている。以下、相違点を中心に説明する。
【００６９】
図７において、信号分離回路部５は、ＩＧ波形整形回路５１と、主点火信号ＩＧＴを生成するＩＧＴ生成部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。本形態では、第１信号ＩＧ１の出力信号レベルＶｓを可変とすることで、目標二次電流値Ｉ２tgtを指示する構成となっている。ＩＧＴ生成部５２と、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。
【００７０】
図８に示すように、点火制御信号ＩＧは、第１信号ＩＧ１及び第２信号ＩＧ２を含み、第１信号ＩＧ１の出力信号レベルＶｓを、複数の出力電圧レベルに設定可能としている。複数の出力電圧レベルは、例えば、第２信号ＩＧ２と同等の最大レベル値と、検出可能な範囲で設定される最小レベル値との間に、少なくとも１つないしそれ以上のレベルを有するように設定することができる。このとき、各レベルを挟んで複数の閾値電圧Ｖth1〜Ｖthnを設定し、これら閾値と比較することで、出力信号レベルＶｓの判定が可能であり、判定結果に応じて、下記表３に示すように、目標二次電流値Ｉ２tgtを指示することができる。
【００７１】
下記表３は、第１信号ＩＧ１の出力信号レベルＶsと、目標二次電流値Ｉ２tgtとの対応関係の一例を示すものであり、表３に示すように、閾値電圧Ｖth1〜Ｖthnの設定値に応じて、複数の出力信号レベルＶｓが設定される。ここでは、ｎ＝３として、目標二次電流値Ｉ２tgtを４段階に変化させた例を示している。具体的には、ＶｓがＶth3より大きいときは、目標二次電流指令信号ＩＧＡをゼロレベルに設定してエネルギ投入動作をせず、目標二次電流値Ｉ２tgtはゼロｍＡに設定される。ＶｓがＶth2より大きくＶth3以下のときは、目標二次電流指令信号ＩＧＡは、目標二次電流値Ｉ２tgtを１２０ｍＡに設定した場合に相当する電圧レベルとし、出力レベル範囲を規定するｎの数が小さくなる毎に、目標二次電流値Ｉ２tgtが３０ｍＡずつ低くなるように設定する。
【００７２】
【表３】
2019203489.tif 000005
【００７３】
信号分離回路部５に入力された点火制御信号ＩＧは、まず、ＩＧ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第１信号ＩＧ１及び第２信号ＩＧ２として出力される。ＩＧＡ生成部５４は、複数の閾値電圧Ｖth1〜Ｖthnと比較するための比較回路５６と、第１信号ＩＧ１の出力信号レベルＶｓに基づく目標二次電流設定回路５６５とを有している。
【００７４】
比較回路５６は、複数の閾値電圧Ｖth1〜Ｖthnのそれぞれと、第１信号ＩＧ１の出力信号レベルＶｓとを比較するための複数の比較器５６１〜５６ｎを備える。複数の比較器５６１〜５６ｎは並列に接続され、複数の閾値電圧Ｖth1〜Ｖthnの１つが反転入力端子に入力され、非反転入力端子に第１信号ＩＧ１が入力される。複数の比較器５６１〜５６ｎは、入力された第１信号ＩＧ１の出力信号レベルＶｓが、対応する閾値電圧Ｖth1〜Ｖthnを超えているときに、それぞれＨレベルの比較結果信号を出力する。目標二次電流設定回路５６５は、これら比較器５６１〜５６ｎからの比較結果信号に基づいて、第１信号ＩＧ１の出力信号レベルＶｓを判定する判定回路を備え、判定された出力信号レベルＶｓを目標二次電流値Ｉ２tgtに変換して、目標二次電流指令信号ＩＧＡとして出力する。なお、一例として、比較結果信号の判定は、論理回路を組み合わせたり、既知のマルチプレクサ回路を使用して、比較器５６１〜５６ｎの比較結果の論理値に応じて目標二次電流指令信号ＩＧＡの出力レベルを選択するようにして構成することができる。
【００７５】
ＩＧＷ生成部５３は、第１ワンショットパルス生成回路５３１、第２ワンショットパルス生成回路５３２、ＲＳフリップフロップ５３３、第５アンドゲート５３４、及び、第２インバータ５３５からなる。第５アンドゲート５３４には、第２インバータ５３５からの出力と、ＩＧ波形整形回路５１からの出力が入力されており、これらの論理積に基づく信号が第２ワンショットパルス生成回路５３２に入力される。ＩＧＴ生成部５２の構成は、上記実施形態１と同様であり、Ｄフリップフロップ５２１のＱ端子の出力は、第２インバータ５３５により反転されて、第５アンドゲート５３４に入力される。
第１ワンショットパルス生成回路５３１及び第２ワンショットパルス生成回路５３２の出力パルス時間は、上記第１実施形態と同様にして設定することができる。
【００７６】
初期状態において、Ｄフリップフロップ５２１のＱ端子はＬレベルであり、Ｄフリップフロップ５２１のＱ端子の出力は、第１信号ＩＧ１の立ち上がりでＨレベルになり、第２信号ＩＧ２の立ち上がりでＬレベルとなる主点火信号ＩＧＴが、第１の実施形態と同様に出力される。また、第１実施形態と同様に、ＲＳフリップフロップ５３３をセットしてエネルギ投入信号ＩＧＷの出力が開始される。また、Ｄフリップフロップ５２１のＱ出力がＬレベルの時には、第２インバータ５３５により第５アンドゲート５３４が開き、第２ワンショットパルス生成回路５３２に点火制御信号ＩＧが入力され、第２信号ＩＧ２の立ち下がりで第２ワンショットパルス生成回路５３２からワンショットパルス（ｃ）が出力されてＲＳフリップフロップ５３３をリセットし、Ｑ出力をＬレベルにする。
【００７７】
これにより、第１信号ＩＧ１の出力信号レベルによらず、上記実施形態１と同様に、第２信号ＩＧ２の立ち上がり、つまり主点火信号ＩＧＴの立ち下がりに同期させて、第２ワンショットパルス生成回路５３２からワンショットパルス（ｃ）を出力させて、ＲＳフリップフロップ５３３をセットしてエネルギ投入信号ＩＧＷの出力を開始させることができる。また、その後、第２信号ＩＧ２の立ち下がりに同期させて、第２ワンショットパルス生成回路５３２からワンショットパルス（ｃ）を出力させてＲＳフリップフロップ出力をリセットすることで、エネルギ投入信号ＩＧＷの出力を終了させることができる。なお、第１信号ＩＧ１の立ち上がり時とＤフリップフロップ５２１のＱ端子からの出力信号の伝搬遅延時間のずれにより、第２ワンショットパルス生成回路５３２からのワンショットパルス（ｃ）も出力され、ＲＳフリップフロップ５３３のＱ出力はＬレベルに初期化され、確実に第１信号ＩＧ１の立ち上がりでエネルギ投入信号ＩＧＷをクリアすることができる。それ以外の構成及び動作は、上記実施形態１と同様である。
【００７８】
なお、第１信号ＩＧ１の波高値（出力信号レベルＶｓ）及び比較用の閾値（閾値電圧Ｖth1〜Ｖthn）は、Ｄフリップフロップ５２１及び第５アンドゲート５３４の入力がＨレベル判定される範囲内を区分して設定してあるが、波高値及び閾値を、Ｈレベル判定される領域を超えて設定することも可能である。その場合には、Ｄフリップフロップ５２１及び第５アンドゲート５３４の入力部に、第１信号ＩＧ１の波高値がＨレベル判定できる範囲内に収まるように、電圧変換器や電圧増幅器などを備えた電圧レベル変換部を備えて実施してもよい。
【００７９】
このように、本形態においても、第１信号ＩＧ１と第２信号ＩＧ２の立ち上がりで規定される主点火信号ＩＧＴが生成される。そして、一次コイル２１ａへ通電された後、一次電流Ｉ１が遮断されることによって高い二次電圧Ｖ２が発生し、二次電流Ｉ２が流れる。図８左図に示すように、目標二次電流指令信号ＩＧＡが、２つの閾値電圧Ｖth1、Ｖth2の間にあるときは、表３に基づく目標二次電流値Ｉ２tgtが設定され、所定のディレイ時間Ｔｄ後に、副一次コイル２１ｂへ通電されて、二次電流Ｉ２が重畳されると共に、フィードバック制御がなされる。一方、図８右図に示すように、目標二次電流指令信号ＩＧＡが、閾値電圧の最大値Ｖthn（例えば、Ｖth3）を超えているときには、目標二次電流指令信号ＩＧＡはゼロレベルが設定され、副一次コイル２１ｂへの通電はなされない。
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制御装置１を実現することができる。
【００８０】
（実施形態４）
内燃機関の点火制御装置に係る実施形態４について、図９〜図１０を参照して説明する。
本形態では、目標二次電流指令信号ＩＧＡを生成するための第１信号ＩＧ１のパルス波形情報として、第１信号ＩＧ１のデューティ比Ｔ２／Ｔ１を用いる。その場合においても、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の基本構成は、上記実施形態３と同様であり、点火装置１０の信号分離回路部５の構成が異なっている。以下、相違点を中心に説明する。
【００８１】
図９において、信号分離回路部５は、ＩＧ波形整形回路５１と、主点火信号ＩＧＴを生成するＩＧＴ生成部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。本形態では、第１信号ＩＧ１のデューティ比Ｔ２／Ｔ１を可変とすることで、目標二次電流値Ｉ２tgtを指示する構成となっている。ＩＧＴ生成部５２と、ＩＧＷ生成部５３の構成は、上記第１実施形態と同様であり、説明を省略する。
【００８２】
図１０に示すように、点火制御信号ＩＧは、第１信号ＩＧ１及び第２信号ＩＧ２を含み、第１信号ＩＧ１の周期（すなわち、第１信号ＩＧ１の立ち上がりと第２信号ＩＧ２の立ち上がりとの間の時間）Ｔ１に対する、第１信号ＩＧ１の出力時間Ｔ２の比率を、デューティ比Ｔ２／Ｔ１としている。このとき、第１信号ＩＧ１のデューティ比Ｔ２／Ｔ１を設定することで、下記表４に示すように、目標二次電流値Ｉ２tgtを変更することができる。
【００８３】
下記表４は、第１信号ＩＧ１のデューティ比Ｔ２／Ｔ１と、目標二次電流値Ｉ２tgtとの対応関係の一例を示すものであり、Ｔ２／Ｔ１の値に応じて複数の範囲が設定される。ここでは、目標二次電流値Ｉ２tgtを４段階に変化させた例を示している。具体的には、Ｔ２／Ｔ１が７５％以上であるときは、目標二次電流指令信号ＩＧＡをゼロレベルに設定してエネルギ投入動作をせず、目標二次電流値Ｉ２tgtはゼロｍＡが設定される。Ｔ２／Ｔ１が５０％以上７５％未満のときは、目標二次電流指令信号ＩＧＡは、目標二次電流値Ｉ２tgtを１２０ｍＡに設定した場合に相当する電圧レベルとし、２５％毎に、目標二次電流値Ｉ２tgtが３０ｍＡずつ低くなるように設定する。
【００８４】
【表４】
2019203489.tif 000006
【００８５】
信号分離回路部５に入力された点火制御信号ＩＧは、まず、ＩＧ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第１信号ＩＧ１及び第２信号ＩＧ２として出力される。ＩＧＡ生成部５４は、第１信号ＩＧ１のデューティ比Ｔ２／Ｔ１に基づく目標二次電流設定回路５６６を有している。目標二次電流設定回路５６６には、ＩＧ波形整形回路５１からの出力が入力されると共に、Ｄフリップフロップ５２１のＱ端子からの出力が入力されている。目標二次電流設定回路５６６は、ＩＧ波形整形回路５１から入力される第１信号ＩＧ１の出力時間Ｔ２を計測する一方、Ｄフリップフロップ５２１のＱ端子から入力される第１信号ＩＧ１の周期Ｔ１を計測する。そして、これら計測結果に基づいてデューティ比Ｔ２／Ｔ１を算出し、目標二次電流値Ｉ２tgtに変換して、目標二次電流指令信号ＩＧＡとして出力する。
【００８６】
なお、第１信号ＩＧ１の出力時間Ｔ２の計測は、既知の時間パルス発信器からの出力と、点火制御信号ＩＧの入力及びＤフリップフロップ５２１のＱ端子からの入力信号とのアンドをとり、アンド回路を通過するパルスの数を計測することで求めることができる。第１信号ＩＧ１の周期Ｔ１の計測は、既知の時間パルス発信器からの出力と、Ｄフリップフロップ５２１のＱ端子からの入力信号とのアンドをとり、アンド回路を通過するパルスの数を計測することで求めることができる。デューティ比Ｔ２／Ｔ１の算出は、計測した周期Ｔ１から出力時間Ｔ２を引き算できる回数として求めることができる。
【００８７】
このように、本形態においても、第１信号ＩＧ１と第２信号ＩＧ２の立ち上がりで規定される主点火信号ＩＧＴが生成される。そして、一次コイル２１ａへ通電された後、一次電流Ｉ１が遮断されることによって高い二次電圧Ｖ２が発生し、二次電流Ｉ２が流れる。このとき、図１０に示すように、異なるデューティ比Ｔ２／Ｔ１に基づいて、表４に基づく目標二次電流値Ｉ２tgtがそれぞれ設定され、所定のディレイ時間Ｔｄ後に、副一次コイル２１ｂへ通電されて、二次電流Ｉ２が重畳されると共に、フィードバック制御がなされる。
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制御装置１を実現することができる。
【００８８】
（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１１を参照して説明する。上記実施形態では、点火制御信号ＩＧの第１信号ＩＧ１と第２信号ＩＧ２との識別を、例えば、動作開始後に点火装置１０に入力される信号の順序によって行うものとしたが、その他の情報、例えば、パルス波形情報を用いて識別してもよい。
本実施形態では、図１１中に示すように、第１信号ＩＧ１と第２信号ＩＧ２とが、互いに出力信号レベルの異なるパルス波形を有するように設定している。このとき、例えば、第１信号ＩＧ１のパルス波高値を、第２信号ＩＧ２のパルス波高値よりも低くし、かつ、予め設定された上限閾値ＶthＨ及び下限閾値ＶthＬで規定される範囲となるように設定することで、識別が容易になる。
【００８９】
その場合には、信号分離回路部５は、予め規定された出力信号レベルに基づいて、第１信号を検出する。具体的には、識別のために、点火装置１０のＩＧ波形整形回路５１の後段に、第１信号判定部５７を設けることができる。第１信号判定部５７は、ウィンドウコンパレータ５７１と、Ｄフリップフロップ５７２と、第６アンドゲート５７３からなる。ウィンドウコンパレータ５７１は、入力信号が反転入力端子に入力されて、上限閾値ＶthＨと比較される比較回路５７１ａと、入力信号が非反転入力端子に入力されて下限閾値ＶthＬと比較される比較回路５７１ｂとを有し、入力信号が上限閾値ＶthＨと下限閾値ＶthＬの間にあるときに、出力がＨレベルとなる。Ｄフリップフロップ５７２のＤ端子は、Ｈレベルに接続されて、初期状態においてＨレベルとなっており、ウィンドウコンパレータ５７１の出力がＨレベルとなると、Ｑ端子からの出力がＨレベルとなる。
【００９０】
第６アンドゲート５７３には、ＩＧ波形整形回路５１の出力と、Ｄフリップフロップ５７２のＱ端子からの出力が入力されている。ウィンドウコンパレータ５７１に第１信号ＩＧ１が入力されると、Ｑ端子からの出力がＨレベルとなって、第６アンドゲート５７３が開き、それ以降の信号を後段の回路へ伝達するようになっている。Ｄフリップフロップ５７２のＣＬＲ端子には、例えば、電源電圧の低下時やエンジン停止時等にリセット信号が入力されるようになっている。なお、ウィンドウコンパレータ５７１の出力とＤフリップフロップ５７２のＣ端子の間には、点火制御信号ＩＧの電圧レベルが所定の時間、設定電圧の範囲に入っていることが検出できるようにフィルタ回路等を設けて、第１信号ＩＧ１の立ち上がり過程で設定範囲となりウィンドウコンパレータ５７１を通過することによる誤判定を防止してもよい。
【００９１】
これにより、１つの信号の入力のみで、第１信号ＩＧ１の識別が可能になり、第１信号ＩＧ１及び第２信号ＩＧ２の入力待ちや判定待ちによる待ち時間を短縮して、制御の遅れを防止することができる。あるいは、信号の入力順序によって識別する場合に、何らかの理由で第２信号ＩＧ２から入力された場合の誤作動を防止することができる。
なお、エネルギ投入信号ＩＧＷの立ち下がりで起動される第５ワンショットパルス出力でＤフリップフロップ５７２をクリアして、第１信号ＩＧ１と第２信号ＩＧ２とは、毎回、出力信号レベルが異なるようにした例を示したが、第５ワンショットパルス出力でのＤフリップフロップ５７２のクリアを削除して、初回だけ異なるようにして、次回以降は同じ出力信号レベルとしてもよい。少なくとも初回の出力において、互いに出力信号レベルの異なるパルス波形を有していれば、識別が可能であり、初回の第１信号ＩＧ１と次回以降の第１信号ＩＧ１の出力信号レベルとが異なっていてもよい。これは、判定保持のＤフリップフロップ５７２のクリア入力を所望の動作となるようにすれば容易に実施することができる。
【００９２】
（実施形態６）
内燃機関の点火制御装置に係る実施形態６について、図１２を参照して説明する。本形態では、点火制御信号ＩＧの第１信号ＩＧ１と第２信号ＩＧ２とを、互いにパルス幅の異なるパルス波形を有するように設定し、パルス波形情報として、パルス幅を用いて第１信号ＩＧ１を識別する。具体的には、図１２中に示すように、第１信号ＩＧ１のパルス幅を、第２信号ＩＧ２のパルス幅よりも十分大きい、所定のパルス幅とする。例えば、第２信号ＩＧ２として想定されるパルス幅時間の最大値から、その最大値よりも長いパルス幅時間ｔ３（例えば、３ｍｓ程度）に設定することで、容易に識別が可能になる。
【００９３】
その場合には、信号分離回路部５は、予め規定されたパルス幅時間ｔ３に基づいて、第１信号を検出する。具体的には、識別のために、点火装置１０のＩＧ波形整形回路５１の後段に、第２信号判定部５８を設けることができる。第２信号判定部５８は、パルス幅計測と第１信号検出判定保持のためのパルス幅判定回路５８１と、第７アンドゲート５８２からなる。ＩＧ波形整形回路５１の出力は、パルス幅判定回路５８１に入力すると共に、第７アンドゲート５８２に入力している。パルス幅判定回路５８１の判定結果は、第５ワンショットパルス出力又は電源オン時又はエンジン停止時にクリアされ、出力がＬレベルとなる。
【００９４】
パルス幅判定回路５８１は、例えば、入力信号のパルス幅に対応する時間を計測する時間計測回路と、判定保持回路を有する。判定保持回路は、計測された信号幅時間と、パルス幅時間ｔ３に対応させて予め設定した時間閾値とを比較することで、第１信号ＩＧ１か否かを判定し、第１信号ＩＧ１を検出した場合には、その判定を保持する。波形整形回路５１から第１信号ＩＧ１が出力されると、パルス幅判定回路５８１にて、パルス幅の計測が開始される。計測されたパルス幅が、時間閾値条件を満足すると、第１信号ＩＧ１と判定することができる。パルス幅判定回路５８１のＣＬＲ端子には、例えば、電源電圧の低下時やエンジン停止時等にリセット信号が入力されるようになっている。
【００９５】
本形態によっても、上記実施形態５と同様の効果が得られ、１つの信号の入力のみで、第１信号ＩＧ１の識別が可能になり、制御の遅れを防止することができる。識別の誤りによる誤作動を防止することができる。
なお、本形態においても、第５ワンショットパルス出力によるクリアを廃止して、少なくとも初回の出力において、第１信号ＩＧ１のパルス幅時間を識別可能な長さとすればよく、次回以降は、識別のための判定を実施しなくてもよい。点火制御信号ＩＧの入力の度に、毎回判定を行い、又は、所定の頻度毎に、識別のための判定を行うようにしてももちろんよい。これは、判定保持のクリア入力を所望の動作となるようにすれば容易に実施することができる。
【００９６】
（実施形態７）
内燃機関の点火制御装置に係る実施形態７について、図１３を参照して説明する。
上記各実施形態では、点火制御信号ＩＧの第１信号ＩＧ１のパルス波形情報を用いて、目標二次電流指令信号ＩＧＡを生成しているが、さらに、第２信号ＩＧ２のパルス波形情報を用いて、１燃焼サイクル中における目標二次電流指令信号ＩＧＡを変更することもできる。
【００９７】
具体的には、図１３左図に示すように、第２信号ＩＧ２の出力信号レベルＶｓ２を複数のレベルに設定可能とすることにより、目標二次電流指令信号ＩＧＡによる目標二次電流値Ｉ２tgtの指示を変更可能とする。このとき、第２信号ＩＧ２の出力信号レベルＶｓ２を、１つの信号出力において、さらに変更することもできる。例えば、図示するように段階的に信号レベルが上昇する場合には、前段の信号レベルは、２つの閾値電圧Ｖth1、Ｖth2の間となり、後段の信号レベルは閾値電圧Ｖth２より高くなるので、これら閾値電圧Ｖth2と順次比較することで、出力信号レベルＶｓ２を判定することができる。
【００９８】
出力信号レベルＶｓ２による目標二次電流値Ｉ２tgtの設定は、下記表５に一例を示すように、複数の閾値電圧Ｖth1〜Ｖthn（例えば、ｎ＝３）を用い、例えば、６０ｍＡ〜１２０ｍＡの範囲で変更している。出力信号レベルＶｓ２の判定は、上記実施形態３と同様の比較回路を用いて行うことができる。なお、この場合も、第１信号ＩＧ１の信号レベル等のパルス波形情報による目標二次電流値Ｉ２tgtの指示と組み合わせることができる。その際、例えば、第１信号ＩＧ１の出力信号レベルＶｓと、本形態における第２信号ＩＧ２の出力信号レベルＶｓ２の判定は、図示を省略する主点火信号ＩＧＴとの論理積回路等で実施し、第２信号ＩＧ２の出力信号レベルＶｓ２が第１信号ＩＧ１の出力信号レベルＶｓと同じ値であっても、第２信号ＩＧ２に基づいて、異なる目標二次電流値Ｉ２tgtで再設定可能とする。あるいは、閾値電圧Ｖthに対する目標二次電流値Ｉ２tgtは、出力信号レベルＶｓと出力信号レベルＶｓ２とで同じ値を設定するようにして、回路を簡素化してもよい。
【００９９】
【表５】
2019203489.tif 000007
【０１００】
本形態において、点火制御信号ＩＧの出力時点における各信号の生成は、上記実施形態と同様にして行うことができる。例えば、上記実施形態１と同様に、第１信号ＩＧ１のパルス信号幅に基づいて、目標二次電流指令信号ＩＧＡを生成し、第１信号ＩＧ１及び第２信号ＩＧ２の立ち上がりに基づいて、主点火信号ＩＧＴを生成する。さらに、第２信号ＩＧ２の出力信号レべルＶｓ２から、目標二次電流指令信号ＩＧＡを生成して、更新する。また、第２信号ＩＧ２のパルス幅に基づいてエネルギ投入信号ＩＧＷを生成する。
【０１０１】
これにより、所定のディレイ時間Ｔｄ後に、エネルギ投入動作が実施される際の、目標二次電流値Ｉ２tgtの指示は、更新された目標二次電流指令信号ＩＧＡに基づくものとなる。出力信号レベルＶｓ２が段階的に上昇することで、目標二次電流指令信号ＩＧＡがさらに更新されると、目標二次電流値Ｉ２tgtは、再び変更され、図１３右図に示すように、流れる二次電流Ｉ２が増加する。
【０１０２】
本形態によれば、エンジンの運転状態の変化により、必要な放電エネルギが変化した場合に、１燃焼サイクルの途中で目標二次電流指令信号ＩＧＡを変更することができるので、過不足なく放電エネルギを投入し、火花放電を安定して継続できる。
【０１０３】
（実施形態８）
内燃機関の点火制御装置に係る実施形態７について、図１４を参照して説明する。
本形態においても、点火装置１０の信号分離回路部５により、点火制御信号ＩＧが３つの信号に分離された後、各部に出力されて点火プラグＰに点火される。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。本形態における点火コイル２と点火装置１０の基本構成及び基本作動は、上記実施形態１と同様であり、以下、相違点を中心に説明する。
【０１０４】
図１４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。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。
【０１０５】
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。
【０１０６】
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Ｓ１と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、放電継続スイッチＳＷ２をオンオフ駆動する。副一次コイル制御回路４１は、エネルギ投入信号ＩＧＷに基づいて、通電許可スイッチＳＷ４をオン駆動する。
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。
【０１０７】
（実施形態９）
内燃機関の点火制御装置に係る実施形態７について、図１５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１５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。
【０１０８】
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、エネルギ投入用駆動回路４３によって駆動される。第５ダイオード４４３はコンデンサ４３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。
【０１０９】
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。エネルギ投入用駆動回路４３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４３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。
【０１１０】
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９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、他方の点火コイル２を用いて、エネルギ投入動作を行ってもよい。
【０１１１】
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種々の実施形態に適用することが可能である。例えば、点火制御信号ＩＧは、信号電圧がＨレベルであるときに論理「１」とする正論理信号の場合で説明したが、電位が逆になる負論理信号であってもよい。また、目標二次電流指令信号ＩＧＡをゼロ電圧に設定してエネルギ投入動作を禁止するようにしたが、目標二次電流指令信号ＩＧＡは任意の値を設定して、エネルギ投入動作用のスイッチ制御をオフさせてもよい。さらに、目標二次電流指令信号ＩＧＡを、例えば、電源電圧の値に応じて切り替えてもよい。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、例えば、信号分離回路部５にて生成される目標二次電流指令信号ＩＧＡを、電源電圧の値に応じて切り替えることで、エネルギ投入動作を最適に制御することができる。
【０１１２】
また、内燃機関は、自動車用のガソリンエンジンに限らず、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】
【０１１３】
Ｐ  点火プラグ
１  点火制御装置
１００  エンジンＥＣＵ（点火制御信号送信部）
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  信号分離回路部
６  フィードバック制御部
【図１】
2019203489.tif 000008
【図２】
2019203489.tif 000009
【図３】
2019203489.tif 000010
【図４】
2019203489.tif 000011
【図５】
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【図６】
2019203489.tif 000013
【図７】
2019203489.tif 000014
【図８】
2019203489.tif 000015
【図９】
2019203489.tif 000016
【図１０】
2019203489.tif 000017
【図１１】
2019203489.tif 000018
【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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