(57)【要約】【課題】安定した高電流期間を確保して、安定した燃焼を維持できる内燃機関用点火装置を提供する。【解決手段】通電を開始した後に電流を遮断することで正方向に増加した通電磁束が急減する主一次コイル１１１ａと、通電によって通電磁束とは逆方向の重畳磁束を生じさせる副一次コイル１１１ｂと、一次側の磁束変化が作用して放電エネルギが発生する二次コイル１１２とで点火コイル１１を構成し、副一次コイル１１１ｂへの通電・遮断を切り替える副一次コイル通電許可スイッチ５１および副一次コイル通電スイッチ５２への動作指示を副一次コイル通電制御手段３０が行うことで、副一次コイル１１１ｂに目標とする一定の副一次電流を流し、二次側に与える放電エネルギを一定に保ち、安定した二次電流Ｉ２の高電流期間を確保して、内燃機関の安定した燃焼を維持できるようにした。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
通電により正方向の磁束が増加し、電流を遮断することにより正方向の磁束が減ぜられる主一次コイルと、通電により逆方向の追加磁束が生じる副一次コイルと、一端側が点火プラグと接続され、前記主一次コイルと副一次コイルの磁束が作用して放電エネルギが発生する二次コイルと、を有する点火コイルと、
前記点火コイルの主一次コイルへの通電・遮断を切り替える主スイッチ手段と、
前記副一次コイルへの通電・遮断を切り替える副スイッチ手段と、
前記点火コイルの副一次コイルへの通電を許可する副一次コイル通電許可スイッチ手段と、
前記点火コイルの副一次コイルに流れる副一次電流を検出する副一次電流検出手段と、
前記主スイッチ手段を制御して主一次コイルへ通電した後に主一次コイルへの通電を遮断することによりコイル二次側に高電圧を発生させ、燃焼サイクルの所定のタイミングで点火プラグに放電火花を発生させると共に、主一次コイルへの通電を遮断した遮断タイミング以降に所定の重畳時間だけ副一次コイル通電許可スイッチ手段に副一次コイルへの通電を許可し、副スイッチ手段を制御して副一次コイルへの通電制御を行う点火制御手段と、
を備え、
前記点火制御手段は、予め設定された副一次電流目標値と、前記副一次電流検出手段により検出された副一次電流検出値とを比較して、副一次電流が副一次電流目標値となるように、副一次コイルへの通電・遮断を制御するようにしたことを特徴とする内燃機関用点火装置。
【請求項２】
前記点火制御手段は、前記副スイッチ手段をＰＷＭ制御することによって副一次コイルに与える電力を調整し、副一次コイルに流れる副一次電流を増減させるようにしたことを特徴とする請求項１に記載の内燃機関用点火装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、自動車両に搭載される内燃機関用の点火装置に関し、点火コイルの二次側に発生させる放電エネルギを重畳的に増大させて、良好な放電特性を得るものである。
【背景技術】
【０００２】
車両搭載の内燃機関として、燃費改善のために直噴エンジンや高ＥＧＲエンジンが採用されているが、これらのエンジンは着火性があまり良くないため、点火装置には高エネルギ型のものが必要になる。そこで、古典的な電流遮断原理により発生する点火コイル二次側出力に、さらにもう一つの点火コイルの出力を加算的に重畳する位相放電型の点火装置が提案されている（例えば、特許文献１を参照）。
【０００３】
この特許文献１に記載の点火装置によれば、主点火コイルの一次電流を遮断することでその二次側に発生する数ｋＶの高電圧により、点火プラグの放電間隙に絶縁破壊を起こして点火コイルの二次側から放電電流を流し始めた後に、主点火コイルと並列に接続された副点火コイルの一次電流を遮断し、その二次側に発生する数ｋＶの直流電圧を加算的に重畳することで、比較的長い時間に亙って点火プラグに大きな放電エネルギを与えることができるため、燃料への着火性が向上し、延いては燃費も向上する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１２−１４０９２４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、特許文献１に記載された点火装置のような方式では、点火プラグの放電電流は各コイルから出力される三角波電流の組み合わせであるため、高電流期間を拡大するためには、２つの点火コイルの点火位相を大きくしたうえで、２つの点火コイルに十分なエネルギを蓄積する時間を長くしなければ、高電流期間を拡大することができない。
【０００６】
また、点火コイルの外部あるいは内部で電源電圧を昇圧してコイルの二次側に直接的に高電圧を印加したりすることで、一次コイルへの通電時間を長くすることなく、二次側の放電エネルギを高め、安定した燃焼を維持する方法も考えられる。しかしながら、このような方法では、電源電圧を数ｋＶまで昇圧させる昇圧回路が必要となるため、搭載する回路の高耐圧化および高電圧での接続耐性が必要となり、相当なコストアップとなってしまう。加えて、昇圧回路の使用により点火のための消費電力も増大するため、燃費を悪化させる要因となってしまう。
【０００７】
そこで、本発明は、安定した高電流期間を確保して、安定した燃焼を維持でき、しかも、点火のための消費電力を適切化して燃費の悪化も低減できる内燃機関用点火装置の提供を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記課題を解決するために、請求項１に係る内燃機関用点火装置は、通電により正方向の磁束が増加し、電流を遮断することにより正方向の磁束が減ぜられる主一次コイルと、通電により逆方向の追加磁束が生じる副一次コイルと、一端側が点火プラグと接続され、前記主一次コイルと副一次コイルの磁束が作用して放電エネルギが発生する二次コイルと、を有する点火コイルと、前記点火コイルの主一次コイルへの通電・遮断を切り替える主スイッチ手段と、前記副一次コイルへの通電・遮断を切り替える副スイッチ手段と、前記点火コイルの副一次コイルへの通電を許可する副一次コイル通電許可スイッチ手段と、前記点火コイルの副一次コイルに流れる副一次電流を検出する副一次電流検出手段と、前記主スイッチ手段を制御して主一次コイルへ通電した後に主一次コイルへの通電を遮断することによりコイル二次側に高電圧を発生させ、燃焼サイクルの所定のタイミングで点火プラグに放電火花を発生させると共に、主一次コイルへの通電を遮断した遮断タイミング以降に所定の重畳時間だけ副一次コイル通電許可スイッチ手段に副一次コイルへの通電を許可し、副スイッチ手段を制御して副一次コイルへの通電制御を行う点火制御手段と、を備え、前記点火制御手段は、予め設定された副一次電流目標値と、前記副一次電流検出手段により検出された副一次電流検出値とを比較して、副一次電流が副一次電流目標値となるように、副一次コイルへの通電・遮断を制御するようにしたことを特徴とする。
【０００９】
また、請求項２に係る発明は、前記請求項１に係る内燃機関用点火装置において、前記点火制御手段は、前記副スイッチ手段をＰＷＭ制御することによって副一次コイルに与える電力を調整し、副一次コイルに流れる副一次電流を増減させるようにしたことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１０】
本発明に係る内燃機関用点火装置によれば、副一次コイルを流れる副一次電流が副一次電流目標値となるように制御して、一定の副一次電流を流すことができるので、安定した燃焼を維持するのに必要十分な一定量の放電エネルギを二次側に重畳し、二次電流の安定した高電流期間を確保できる。さらに、過剰な副一次電流となることを抑制して点火のための消費電力を適切化できるので、燃費の悪化も低減できる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明に係る内燃機関用点火装置の実施形態を示す概略構成図である。
【図２】実施形態の内燃機関用点火装置による通常放電制御と重畳放電制御における各部波形を模式的に示した波形図である。
【図３】副一次コイル通電制御手段の概略構成図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
次に、本発明に係る内燃機関用点火装置の実施形態を、添付図面に基づいて詳細に説明する。
【００１３】
図１に示すのは、本発明の実施形態に係る内燃機関用点火装置１であり、内燃機関の気筒毎に設けられる１つの点火プラグ２に放電火花を発生させる点火コイルユニット１０と、この点火コイルユニット１０の動作タイミングを指示する主一次コイル点火信号Ｓａ等を適宜なタイミングで出力する点火制御手段としての機能を備える内燃機関駆動制御装置３、車両バッテリ等の直流電源４、副一次コイル通電許可スイッチ５１、副一次コイル通電スイッチ５２等で構成される。
【００１４】
なお、本実施形態に示す内燃機関用点火装置１においては、点火制御手段が、自動車の内燃機関を統括的に制御する内燃機関駆動制御装置３に含まれるものとしたが、これに限定されるものではない。例えば、通常の内燃機関駆動制御装置３が有している点火信号生成機能によって生成された点火信号を受けて、適宜な制御信号を生成し、点火コイルユニット１０、副一次コイル通電許可スイッチ５１、副一次コイル通電スイッチ５２へ制御信号を出力する点火制御手段を別途設けるようにしても構わない。
【００１５】
上記点火コイルユニット１０は、例えば、点火コイル１１、主スイッチ１２、主スイッチ１２と並列に設けるバイパス線路１３、このバイパス線路１３に設ける整流手段１４等を所要形状のケース１５に収納して一体構造としたユニットである。このケース１５の適所には、高圧端子１５１とコネクタ１５２を設けてあり、高圧端子１５１を介して点火プラグ２を接続すると共に、コネクタ１５２を介して内燃機関駆動制御装置３、車両バッテリ等の直流電源４、副一次コイル通電許可スイッチ５１、副一次コイル通電スイッチ５２等と接続する。
【００１６】
上記点火コイル１１は、主一次コイル１１１ａ（例えば、９０ターン）と副一次コイル１１１ｂ（例えば、６０ターン）に生ずる磁束を二次コイル１１２（例えば、９０００ターン）に作用させるもので、例えば、センターコア１１３を取り巻くように主一次コイル１１１ａおよび副一次コイル１１１ｂを配置し、更にその外側に二次コイル１１２を配置した構造である。上記主スイッチ１２は、主一次コイル１１１ａへの通電・遮断を行うための主スイッチ手段であり、例えば、ＩＧＢＴ（Insulated Gate Bipolar Transistor:絶縁ゲートバイポーラトランジスタ）を用いて構成できる。このように、点火コイルユニット１０は、イグニッションコイルとイグナイタをケース１５内に封止したユニット構造である。
【００１７】
主一次コイル１１１ａの一方端である第１端１１１ａ１は、コネクタ１５２を介して直流電源４と接続され、電源電圧ＶＢ＋（例えば、１２Ｖ）が印加される。主一次コイル１１１ａの他方端である第２端１１１ａ２は主スイッチ１２のコレクタに接続され、主スイッチ１２のエミッタはコネクタ１５２を介して接地点ＧＮＤに接続される。すなわち、内燃機関駆動制御装置３より出力される主一次コイル点火信号Ｓａが主スイッチ１２のゲートに入力されると（主一次コイル点火信号Ｓａの信号レベルがＬからＨに変わると）、主スイッチ１２がオンになって主点火コイル１１１ａの第２端１１１ａ２が接地点ＧＮＤに接続され、主一次コイル１１１ａには第１端１１１ａ１から第２端１１１ａ２に向かう主一次電流Ｉ１ａが流れる。これにより、主一次コイル１１１ａには、順方向の通電磁束が発生する。
【００１８】
副一次コイル１１１ｂの一方端である第１端１１１ｂ１は、コネクタ１５２を介して副一次コイル通電スイッチ５２と接続され、副一次コイル１１１ｂの他方端である第２端１１１ｂ２は、コネクタ１５２を介して副一次コイル通電許可スイッチ５２と接続される。そして、内燃機関駆動制御装置３により副一次コイル通電許可スイッチ５１および副一次コイル通電スイッチ５２のオン・オフが制御されて、副一次コイル１１１ｂの第１端１１１ｂ１側が直流電源４に、第２端１１１ｂ２側が接地点ＧＮＤにそれぞれ接続され、副一次コイル１１１ｂには第１端１１１ｂ１から第２端１１１ｂ２に向かう重畳電流Ｉ１ｂが流れる。
【００１９】
副一次コイル１１１ｂに重畳電流Ｉ１ｂが流れると、上記通電磁束とは逆方向の重畳磁束が発生し、この重畳磁束は、主一次コイル１１１ａへの通電遮断時に二次側に誘起される磁界の向きと同じである。すなわち、主一次コイル１１１ａへの通電遮断タイミング以降に、重畳電流Ｉ１ｂを副一次コイル１１１ｂに流すと、二次コイル１１２に発生する放電エネルギを重畳的に増加させることができる。なお、通電磁束と重畳磁束の向きを逆にするためには、主一次コイル１１１ａと副一次コイル１１１ｂの巻回方向を逆にするか、主一次コイル１１１ａへの給電方向と副一次コイル１１１ｂへの給電方向を逆にしておけば良い。
【００２０】
上記のように、副一次コイル１１１ｂへの通電によって重畳磁束が生じる構成にすると、副一次コイル１１１ｂへの通電が遮断されたとき、その逆起電力が主一次コイル１１１ａに作用するため、通常の一次電流とは逆向きの電流を流そうとする逆方向の電圧が主スイッチ１２のコレクタ−エミッタ間に印加されることとなり、主スイッチ１２が故障したり、主スイッチ１２の劣化を早めたりする危険性がある。そこで、主スイッチ１２と並列にバイパス線路１３を設けると共に、このバイパス線路１３の接地点側から点火コイル１１側に向かって順方向となる整流手段１４（例えば、主スイッチ１２のコレクタ側にカソードを、主スイッチ１２のエミッタ側にアノードをそれぞれ接続したダイオード）を設けておく。
【００２１】
上記二次コイル１１２がコネクタ１５２を介して接地点ＧＮＤに接続される間の二次電流経路には、適宜な抵抗値の電流検出用抵抗６１ａを介挿してあり、この電流検出用抵抗６１ａによる電圧変化を検知する二次側電圧検出ライン６１ｂと電流検出用抵抗６１ａとによって、二次電流検出手段を構成する。二次側電圧検出ライン６１ｂより得られる二次電流検出信号は、内燃機関駆動制御装置３へ供給され、この二次電流検出信号に基づいて内燃機関駆動制御装置３は二次コイル１１２に流れる二次電流を知ることができる。
【００２２】
なお、上述した点火コイルユニット１０とは別体として設ける副一次コイル通電許可スイッチ５１および副一次コイル通電スイッチ５２は、別々に設けるようにしても良いし、同一のケースに収納したユニット構造としても良い。また、耐電圧および耐ノイズ性の高い半導体デバイスを副一次コイル通電許可スイッチ５１および副一次コイル通電スイッチ５２として用いるなら、点火コイルユニット１０のケース１０内に設けるようにしても良い。
【００２３】
副一次コイル通電許可スイッチ５１は、高速スイッチング特性を備えるパワーＭＯＳ−ＦＥＴで構成でき、副一次コイル通電許可スイッチ５１のドレインが副一次コイル１１１ｂの第２端１１１ｂ２側に、副一次コイル通電許可スイッチ５１のソースが接地点ＧＮＤ側に接続され、副一次コイル通電許可スイッチ５１のゲートには、内燃機関駆動制御装置３より副一次コイル通電許可信号Ｓｂ１が入力される。したがって、副一次コイル通電許可信号Ｓｂ１がオン（例えば、信号レベルがＬからＨ）になると、副一次コイル通電許可スイッチ５１がオンになり、副一次コイル１１１ｂの第２端１１１ｂ２が接地点ＧＮＤに接続されることとなる。
【００２４】
なお、上記副一次コイル通電許可スイッチ５１のソースと接地点ＧＮＤの間の副一次電流経路には、適宜な抵抗値の電流検出用抵抗６２ａを介挿してあり、この電流検出用抵抗６２ａによる電圧変化を検知する副一次電圧検出ライン６２ｂと電流検出用抵抗６２ａとによって、副一次電流検出手段を構成する。副一次電圧検出ライン６２ｂより得られる副一次電流検出信号は、内燃機関駆動制御装置３へ供給され、この副一次電流検出信号に基づいて内燃機関駆動制御装置３は副一次コイル１１１ｂに流れる副一次電流を知ることができる。そして、内燃機関駆動制御装置３内の副一次コイル通電制御手段３０（後に詳述）は、この副一次電流の検出値を用いて、適切な副一次コイル通電信号Ｓｂ２を生成し、副一次コイル１１１ｂに発生させる重畳磁束を適切に制御することができる。
【００２５】
また、副一次コイル通電スイッチ５２もパワーＭＯＳ−ＦＥＴで構成でき、副一次コイル通電スイッチ５２のドレインが直流電源４側に、副一次コイル通電スイッチ５２のソースが副一次コイル１１１ｂの第１端１１１ｂ１側に接続され、副一次コイル通電スイッチ５２のゲートには、内燃機関駆動制御装置３より副一次コイル通電信号Ｓｂ２が入力される。したがって、副一次コイル通電信号Ｓｂ２がオン（例えば、信号レベルがＬからＨ）になると、副一次コイル通電スイッチ５２がオンになり、副一次コイル１１１ｂの第１端１１１ｂ１に直流電源４から電源電圧ＶＢ＋が印加されることとなる。なお、副一次コイルスイッチユニット５内に昇圧電源回路５３（図１中、二点鎖線で示す）を設け、直流電源４からの電源電圧ＶＢ＋を昇圧して副一次コイル１１１ｂへ供給できるようにしても良い。斯くすれば、副一次コイル１１１ｂに印加する電圧を高くして、副一次コイル１１１ｂに流す重畳電流Ｉ１ｂを大きくできるので、副一次コイル１１１ｂから二次コイル１１２へ、より大きなエネルギを重畳することが可能となる。
【００２６】
しかして、本実施形態に係る内燃機関用点火装置１では、副一次コイル通電制御手段３０が、副一次コイル通電許可スイッチ５１および副一次コイル通電スイッチ５２の切り替え動作を制御して、重畳磁束を発生させるタイミング、重畳磁束の大きさ、重畳磁束を消失させるタイミングを調整する。特に、副一次コイル通電制御手段３０は、副一次電流検出手段により検出された副一次電流の検出値が、予め定めた副一次電流目標値となるように副一次コイル１１１ｂへの給電量を制御して、一定の副一次電流を流すことができる。
【００２７】
これにより、本実施形態に係る内燃機関用点火装置１では、安定した燃焼を維持するのに必要十分な一定量の放電エネルギを二次側に重畳し、二次電流の安定した高電流期間を確保することが可能となる。しかも、副一次コイル通電制御手段３０が副一次コイル１１１ｂへの供給電力を必要十分な一定量に制御するので、過剰な副一次電流が流れてしまうことを抑制して点火のための消費電力を適切化できる。よって、副一次コイル１１１ｂを用いた重畳放電制御を行う事で燃費が悪化することも低減できる。
【００２８】
図２に、副一次コイル通電制御手段３０の概略構成の一例を示す。なお、副一次コイル通電制御手段３０の構成はこれに限定されるものではない。また、副一次コイル通電制御手段３０の機能は、ハードウェアロジックで実現しても、ソフトウェアによるコンピュータ制御で実現しても構わない。
【００２９】
副一次コイル通電制御手段３０は、主一次コイル１１１ａのみを用いる通常放電制御の時には稼動せず、主一次コイル１１１ａと副一次コイル１１１ｂの両方を用いる重畳放電制御の時にのみ稼動する。例えば、重畳放電制御を行う場合に限って、主一次コイル点火信号Ｓａ（或いは、同等の制御指示信号）が副一次コイル通電制御手段３０へ入力されることで、副一次コイル通電制御手段３０が動作する。
【００３０】
主一次コイル点火信号Ｓａは、副一次コイル通電制御手段３０の副一次コイル通電タイミング決定手段３１に入力され、主一次コイル１１１ａへの通電遮断タイミングと同時あるいはそれ以降の適宜なタイミングを、副一次コイル通電許可信号出力タイミングとして副一次コイル通電許可信号生成手段３２へ知らせ、この副一次コイル通電許可信号生成手段３２により生成された副一次コイル通電許可信号Ｓｂ１が副一次コイル通電許可スイッチ５１へ供給され、副一次コイル通電許可スイッチ５１がオンとなり、副一次コイル１１１ｂへの通電が可能になる。
【００３１】
一方、副一次コイル通電タイミング決定手段３１は、副一次コイル通電許可信号Ｓｂ１が副一次コイル通電許可スイッチ５１へ供給開始と同時あるいはそれ以降の適宜なタイミングを、副一次コイル通電信号出力タイミングとして副一次コイル通電シング脳生成手段３３へ知らせ、この副一次コイル通電信号生成手段３３により生成された副一次コイル通電信号Ｓｂ２が副一次コイル通電スイッチ５２へ供給され、副一次コイル通電スイッチ５１のオン・オフ制御が行われる。すなわち、副一次コイル通電スイッチ５２がオンになった時だけ、直流電源４から副一次コイル１１１ａへ通電される事となるので、副一次コイル通電スイッチ５２がオン時間とオフ時間の比率（デューティー比）を制御するＰＷＭ制御によって、副一次コイル１１１ｂに供給する電力を微調整できるのである。
【００３２】
上記副一次コイル通電信号生成手段３３により生成する副一次コイル通電信号Ｓｂ２のデューティー比は、比較判定手段３４からの調整指示信号に基づいて調整される。比較判定手段３４には、副一次電流検出ライン６２ｂからの副一次電流検出信号が入力され、実際に副一次コイル１１１ｂを流れている副一次電流の値である蓋然性の高い副一次電流検出値を得ることができる。また、比較判定手段３４には、副一次電流目標値記憶手段３５に記憶された副一次電流目標値が供給される。
【００３３】
そして、比較判定手段３４は、副一次電流検出値と副一次電流目標値とを比較し、副一次電流検出値が副一次電流目標値よりも低い場合には出力増加指示信号を副一次コイル通電信号生成手段３３へ出力し、副一次電流検出値が副一次電流目標値よりも高い場合には出力低減指示信号を副一次コイル通電信号生成手段３３へ出力する。なお、出力増加指示信号あるいは出力低減指示信号を受けた副一次コイル通電信号生成手段３３は、予め定めた所定レベルだけデューティー比を増減させるような制御でも良いが、出力増加指示信号および出力低減指示信号に増加量や低減量を含ませておき、その増加量や低減量に応じたデューティー比の副一次コイル通電信号を副一次電流通電信号生成手段３３が生成する制御とすれば、短時間で副一次電流検出値を副一次電流目標値にすることができる。
【００３４】
比較判定手段３４からの出力増加指示信号を受けた副一次コイル通電信号生成手段３３は、副一次コイル通電信号Ｓｂ２のデューティー比を上げることで、副一次コイル１１１ｂへ供給する電力を増やして、副一次電流を大きくするので、副一次コイル１１１ｂに生ずる重畳磁束を強め、二次側へ重畳する放電エネルギを増やせる。一方、比較判定手段３４からの出力低減指示信号を受けた副一次コイル通電信号生成手段３３は、副一次コイル通電信号Ｓｂ２のデューティー比を下げることで、副一次コイル１１１ｂへ供給する電力を減らして、副一次電流を小さくするので、副一次コイル１１１ｂに生ずる重畳磁束を弱め、二次側へ重畳する放電エネルギを減らせる。
【００３５】
そして、比較判定手段３４から副一次コイル通電信号生成手段３３への指示は、副一次電流検出値を副一次電流目標値に近づける指示であるから、微増微減はあるものの、副一次電流検出値は副一次電流目標値にほぼ等しい一定値に保たれる。従って、副一次コイル１１１ｂに生ずる重畳磁束をほぼ一定に保つことができ、二次側へ重畳する放電エネルギもほぼ一定に保つことができる。
【００３６】
なお、副一次コイル通電制御手段３０の副一次コイル通電信号生成手段３３が副一次コイル通電信号Ｓｂ２を出力開始するときには、副一次電流検出信号による副一次コイル電流検出値が０Ｖ（或いは基準電位）となっているため、比較判定手段３４からは出力増加指示信号を受けることとなるが、この出力増加指示信号による増加量に基づいて副一次コイル通電信号を生成しても、目標とする副一次電流を副一次コイル１１１ｂに流すことができない場合もある。そこで、副一次コイル通電信号生成手段３３が副一次コイル通電信号Ｓｂ２を出力開始するときに限って、目標とする副一次電流に基づいて定めたデューティー比（デフォルト設定）の副一次コイル通電信号を生成するようにしても良い。また、副一次電流目標値は、内燃機関の特性に応じて適宜に変更できれば、汎用性を高めることができるので、例えば、副一次電流目標値設定手段３６（図２においては、破線で示す）を設けておき、副一次電流目標値記憶手段３５に記憶させる副一次電流目標値の設定変更を簡易に行える構成としても良い。
【００３７】
次に、内燃機関駆動制御装置３より出力される主一次コイル点火信号Ｓａ、副一次コイル通電許可信号Ｓｂ１および副一次コイル通電信号Ｓｂ２による点火コイルユニット１０、副一次コイル通電許可スイッチ５１および副一次コイル通電スイッチ５２の動作を、図３の波形図に基づいて説明する。
【００３８】
重畳磁束によって二次側へ放電エネルギを追加するまでもなく、主一次コイル１１１ａのみで適切な放電特性を得られている運転状況の場合、内燃機関駆動制御装置３は通常放電制御を行うので、内燃機関駆動制御装置３より主一次コイル点火信号Ｓａが出力され、点火コイルユニット１０に入力される。
【００３９】
まず、放電サイクルの適宜なタイミングで主一次コイル点火信号Ｓａの信号レベルをＬからＨに変化させて、主スイッチ１２をオンにし、一次電流Ｉ１ａを流し始める。主一次コイル通電期間Ｔａが経過したタイミングで主一次コイル点火信号Ｓａの信号レベルをＨからＬに変化させて、主スイッチ１２をオフにし、一次電流Ｉ１ａを遮断すると、二次コイル１１２側に二次電流Ｉ２が流れる。
【００４０】
一次側の電流遮断により二次側の電圧は急激に増加してゆき、二次電流Ｉ２は急激に増加する。そして、点火プラグ２への印加電圧が放電電圧に達すると、電極間のギャップに絶縁破壊が生じ、放電火花が生じると共に放電電流が流れ始め、二次電流Ｉ２は急速に減少してゆくが、ある程度下がったところで減衰が緩やかになり、二次電流Ｉ２は徐々に零へ近づいてゆく。二次電流Ｉ２の流れ始めの急激な上昇と急激な減少は、二次コイル１１２に蓄えられた静電容量による容量放電と考えられ、二次電流Ｉ２が緩やかになって帰零するまでは、主一次コイル１１１ａの電流遮断によって二次コイル１１２に与えられた電磁誘導エネルギの放出による誘導放電と考えられる。
【００４１】
二次コイル１１２に二次電流が流れている期間、副一次コイル通電許可信号Ｓｂ１および副一次コイル通電信号Ｓｂ２の信号レベルは共にＬを保持しているので、副一次コイル１１１ｂに重畳電流Ｉ１ｂが流れることはない。これが主一次コイル１１１ａへの通電制御のみで行う通常放電制御である。
【００４２】
なお、内燃機関（例えば、ガソリンエンジン）では、点火プラグ２に生じた放電火花により気筒内の燃料に点火し、気筒内の燃焼が生ずるのであるが、点火プラグ２に流れる放電電流が十分でないと、燃焼に好適な大きさの火炎核が形成されず、必要な運動エネルギを得られない可能性がある。好適な気筒内燃焼に必要な放電電流の電流値や維持時間は、内燃機関の構造、混合気の状態、エンジンの回転数等によって様々であるから、内燃機関駆動制御装置３では、当該内燃機関の運転状況に応じて、通常放電制御から重畳放電制御に切り替えることが望ましいかを判断し、好適な気筒内燃焼を実現する。
【００４３】
例えば、主一次コイル通電期間Ｔａだけ主一次コイル１１１ａへの通電を行ったときに二次側に与える放電エネルギでは足りず、放電開始から比較的長時間に亘る高電流期間が必要である場合、内燃機関駆動制御装置３は、副一次コイル１１１ｂを用いた重畳放電制御を行う。なお、重畳放電制御を行うか否かの判断は、二次電流検出信号に基づく二次電流検出値により内燃機関駆動制御装置３が行い、当該内燃機関の好適な運転状態を維持するために必要な高電流の維持期間を実現するために、副一次コイル通電制御手段３０を稼動させて、副一次コイル通電許可信号Ｓｂ１および副一次コイル通電信号Ｓｂ２を生成させる。
【００４４】
重畳放電制御に際して、まず、放電サイクルの適宜なタイミングで主一次コイル点火信号Ｓａの信号レベルをＬからＨに変化させて、主スイッチ１２をオンにし、一次電流Ｉ１ａを流し始める。主一次コイル通電期間Ｔａが経過したタイミングで主一次コイル点火信号Ｓａの信号レベルをＨからＬに変化させて、主スイッチ１２をオフにし、一次電流Ｉ１ａを遮断すると、二次コイル１１２側に高電圧が発生して点火プラグ２の絶縁ギャップ間に放電火花が生じ、二次電流Ｉ２が流れる。
【００４５】
この一次電流遮断タイミング以降に重畳放電を行うので、副一次コイル通電制御手段３０は、例えば、主一次コイル点火信号Ｓａをオフにするのと同時に副一次コイル通電許可信号Ｓｂ１をオンにし、副一次コイル通電許可期間Ｔｂ１が経過したタイミングで副一次コイル通電許可信号Ｓｂ１をオフにする。すなわち、副一次コイル通電許可信号Ｓｂ１がオンになることで、副一次コイルスイッチユニット５の副一次コイル通電許可スイッチ５１がオンになっている期間は、副一次コイル１１１ｂの第２端１１１ｂ２側が接地点ＧＮＤに接続されており、副一次コイル１１１ｂの第１端１１１ｂ１側より電圧が印加されれば、いつでも副一次コイル１１１ｂに通電できる状態に保持される。
【００４６】
なお、副一次コイル通電許可期間Ｔｂ１は任意の時間に設定して構わないが、少なくとも、二次電流Ｉ２を高い電流値に維持する必要がある高電流期間よりも長い期間に設定しておく必要がある。例えば、主一次コイル通電期間Ｔａだけ主一次コイル１１１ａへの通電を行って主一次電流を遮断したときに、二次電流Ｉ２が流れ始めて帰零するまでの期間（容量放電期間＋誘導放電期間）を副一次コイル通電許可期間Ｔｂ１に設定しておけば十分である。
【００４７】
主一次コイル１１１ａへの通電遮断により、二次コイル１１１２に二次電流Ｉ２が急激に流れ、点火プラグ２に放電電流が流れ始めることで二次電流Ｉ２が急激に減衰してゆき、二次電流Ｉ２の急激な減衰が終わったタイミング（例えば、副一次コイル通電待機期間Ｔｂ０が経過したタイミング）で、副一次コイル通電制御手段３０は副一次コイル通電信号Ｓｂ２をオンにする。すなわち、副一次コイル通電制御手段３０は、副一次コイル通電待機期間Ｔｂ０が経過したタイミングで、副一次コイルスイッチユニット５の副一次コイル通電スイッチ５２をオンにすることで、副一次コイル１１１ｂの第１端１１１ｂ１側を直流電源４に接続し、副一次コイル１１１ｂに重畳電流Ｉ１ｂを流すのである。
【００４８】
なお、副一次コイル通電信号Ｓｂ２によって副一次コイル通電スイッチ５２のオン・オフ制御を行う副一次コイル通電期間Ｔｂ２は、副一次コイル通電許可期間Ｔｂ１を超えない範囲で、適宜に設定すれば良い。例えば、安定した燃焼を維持するために必要とされる高電流期間から副一次コイル通電待機期間Ｔｂ０を引いた期間として副一次コイル通電期間Ｔｂ２を設定しても良いし、副一次コイル通電許可期間Ｔｂ１の終了タイミングと一致するように副一次コイル通電期間Ｔｂ２を設定しても良い。
【００４９】
また、内燃機関駆動制御装置３の副一次コイル通電制御手段３０は、副一次コイル通電スイッチ５２をＰＷＭ制御することにより、副一次コイル１１１ｂに与える電力を微調整できる。したがって、副一次コイル通電期間Ｔｂ２が経過するまで、副一次電流Ｉ１ｂをほぼ副一次電流目標値に保持することができる（図３の副一次電流Ｉ１ｂにおいて、網掛けで示す範囲を参照）。これにより、副一次コイル１１１ｂにより生じて二次コイル１１２に作用する重畳磁束は、副一次コイル通電期間Ｔｂ２が経過するまで、一定量に保たれる。
【００５０】
上記のように、内燃機関駆動制御装置３の副一次コイル通電制御手段３０によって副一次コイル１１１ｂへの通電制御を行えば、副一次コイル通電期間Ｔｂ２が経過するまで、副一次コイル１１１ｂから二次コイル１１２に与えられる放電エネルギ量がほぼ一定に保たれるので、二次電流Ｉ２を一定量だけ増加させることができる。すなわち、重畳放電制御における副一次コイル通電期間Ｔｂ２において、二次電流Ｉ２が減少してゆく傾きは、通常放電制御において二次電流Ｉ２が減少してゆく傾きとほぼ同じであるが、副一次コイル１１１ｂから与えられる放電エネルギ分（図３の二次電流Ｉ２において、網掛けで示す範囲）だけ高い電流値となるので、二次電流Ｉ２を必要十分な期間に亘って高電流に維持でき、安定した高電流期間を確保して、好適な燃焼を実現するのである。
【００５１】
以上、本発明に係る内燃機関用点火装置の実施形態を添付図面に基づいて説明したが、本発明は、この実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載の構成を変更しない範囲で、公知既存の等価な技術手段を転用することにより実施しても構わない。
【符号の説明】
【００５２】
１        内燃機関用点火装置
１０      点火コイルユニット
１１      点火コイル
１１１ａ  主一次コイル
１１１ｂ  副一次コイル
１１２    二次コイル
１１３    センターコア
１２      主スイッチ
１５      ケース
２        点火プラグ
３        内燃機関駆動制御装置
３０      副一次コイル通電制御手段
４        直流電源
５１      副一次コイル通電許可スイッチ
５２      副一次コイル通電スイッチ
６１ａ    電流検出用抵抗
６１ｂ    二次側電圧検出ライン
６２ａ    電流検出用抵抗
６２ｂ    副一次電圧検出ライン
【図１】
2019143507.tif 000003
【図２】
2019143507.tif 000004
【図３】
2019143507.tif 000005