(57)【要約】【課題】ロバスト性の向上、電極消耗の抑制、省電力を同時に実現可能な優れた点火装置を提供する。【解決手段】点火用開閉素子３の開閉によって、点火プラグ５の放電を開始した後に放電維持を図るためのエネルギを供給すべく、昇圧回路１からの放電と停止とを重畳的に行うことによって、二次巻線４１に流れる電流を増加する補助用電源２と、該補助用電源２が、補助用電源２からの放電と停止とを切り替える補助用開閉素子２０と、補助用開閉素子２０の駆動開始を遅延する遅延時間の増減と、補助用電源２からのエネルギ投入期間を決定する放電期間ＴＤＣの増減とを行う遅延時間演算部２１０とを具備する。【選択図】図１
2015014237.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも、直流電源（１０）と、該直流電源（１０）の電源電圧を昇圧する昇圧回路（１）と、該昇圧回路（１）に接続せしめた一次巻線（４０）の電流の増減により二次巻線（４１）に高い二次電圧（Ｖ２）を発生する点火コイル（４）と、機関の運転状況に応じて発信された点火信号（ＩＧｔ）にしたがって前記一次巻線（４０）への電流の供給と遮断を切り換える点火用開閉素子（３）と、前記二次巻線（４１）に接続され、前記二次巻線（４１）からの二次電圧(Ｖ２)の印加により、内燃機関の燃焼室内に火花放電を発生させる点火プラグ（５）と、を具備して、内燃機関の点火を行う点火装置であって、
前記点火用開閉素子（３）の開閉によって、前記点火プラグ（５）の放電を開始した後、所定の遅延時間（Ｔｄ）を経過した後、前記昇圧回路（１）からの放電と停止とを前記一次巻線（４０）の点火開閉素子（３）側から重畳的に行うことによって、前記二次巻線（４１）に流れる電流を増加する補助用電源（２）とを具備し、
該補助用電源（２）からの放電の停止を切り換える補助用開閉素子（２０）と、該補助用開閉素子（２０）を開閉駆動する補助用開閉素子駆動回路（２１、２１ａ、２１ｂ）と、
内燃機関の運転状況を示すエンジンパラメータ（ＥＰｒ）に応じて、前記補助用開閉素子（２０）の駆動を前記点火信号（ＩＧｔ）の終了位置（立ち下がり）から所定の遅延時間（Ｔｄ）だけ遅れて開始させる遅延時間演算部（２１０、２１０ａ、２１０ｂ）とを具備することを特徴とする点火装置（７、７ａ、７ｂ）
【請求項２】
前記遅延時間演算部（２１０、２１０ａ、２１０ｂ）は、エンジン回転数(Ｎｅ)、吸気圧(ＰＩＮ)、アクセル開度(Ｔｈ)、クランク角(ＣＡ)、エンジン水温(Ｔｗ)、ＥＧＲ率、空燃比(Ａ／Ｆ)、点火コイル（４）の一次電圧（Ｖ１）、点火コイル（４）の一次電流（Ｉ１）、点火コイル（４）の二次電圧（Ｖ２）、点火コイル（４）の二次電流（Ｉ２）のいずれかから選択した１又は複数のエンジンパラメータ（ＥＰｒ）に基づいて判定した内燃機関の運転状況に応じて、
前記内燃機関の回転数が低い程、又は、前記内燃機関の負荷が低い程、前記補助用素子（２０）の開閉駆動を開始する遅延時間（Ｔｄ）を長くし、
前記内燃機関の回転数が高い程、又は、前記内燃機関の負荷が高い程、前記補助用開閉素子（２０）の開閉駆動を開始する遅延時間（Ｔｄ）を短くする請求項１に記載の点火装置（７、７ａ、７ｂ）
【請求項３】
前記内燃機関の回転数が低い程、又は、前記内燃機関の負荷が低い程、前記補助用素子（２０）の開閉駆動によって放電維持を図る放電期間（ＴＤＣ）を短くし、前記内燃機関の回転数が高い程、又は、前記内燃機関の負荷が高い程、前記補助用開閉素子（２０）の開閉駆動によって放電維持を図る放電期間（ＴＤＣ）を長くする請求項１又は２に記載の点火装置（７、７ａ、７ｂ）
【請求項４】
前記遅延時間演算部（２１０）又は前記エンジン制御装置（６）のいずれかが、前記エンジンパラメータから判定した内燃機関の運転状況から、前記遅延時間（Ｔｄ）及び前記放電期間（ＴＤＣ）を補間するマップデータとして記憶する請求項１ないし３のいずれかに記載の点火装置（７、７ａ、７ｂ）
【請求項５】
前記補助用電源（３）からのエネルギ投入は前記一次巻線（４０）の前記一次巻線（４０）と前記点火用開閉素子（３）との接続点から実施することを特徴とする請求項１ないし４のいずれかに記載の点火装置（７、７ａ、７ｂ）
【請求項６】
前記昇圧回路（１）が、前記直流電源（１０）に接続したエネルギ蓄積用インダクタ（１１）と、前記点火信号（ＩＧｔ）にしたがって所定の期間だけ前記インダクタ（１１）への電流の供給と遮断を所定の周期で切り換える開閉素子（１２）と、前記インダクタ（１１）に並列に接続したキャパシタ（１５）と、前記インダクタ（１１）から前記キャパシタ（１５）への電流を整流する第１の整流素子（１４）とからなる請求項１ないし５のいずれかに記載の点火装置（７、７ａ、７ｂ）
【請求項７】
前記補助用電源（２）が、前記キャパシタ（１５）と前記一次巻線（４０）との間に介装され、前記キャパシタ（１５）からの放電と停止とを切り換える補助用開閉素子（２０）と、前記キャパシタ（１５）から前記一次巻線（４０）への電流を整流する第２の整流素子（２２）と、前記直流電源（１０）と、前記インダクタ（１１）と前記キャパシタ（１５）とからなる請求項１ないし６のいずれかに記載の点火装置（７、７ａ、７ｂ）
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は内燃機関の点火を行う点火装置に係り、特に、放電開始後のスイッチングにより、重畳的に電流を流して放電維持を図る補助用電源と駆動周波数を算定する駆動周波数演算部とを設けた点火装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
火花点火式の内燃機関にあっては、点火コイル等からなる点火装置によって点火プラグに放電が発せられ、その放電により燃焼室に導入された燃料が燃焼に供される。
この内燃機関の燃焼状態を良好なものにするために、１回の燃焼行程内で点火プラグに放電を複数回生じさせる多重放電型の点火装置が提案されている。
特許文献１には、通常の誘導放電型の点火装置に加えて点火コイルの二次側に点火エネルギを注入するＤＣ−ＤＣコンバータと該ＤＣ−ＤＣコンバータの作動を停止する作動停止手段と、所定の運転状況を検知したときに作動停止を解除する作動停止解除手段と、を設けた内燃機関用点火装置が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】実公平２−２４０６６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところが、従来の点火装置では、放電の維持を図るべく点火コイルの二次側に設けたＤＣ−ＤＣコンバータには、高耐圧素子を用いる必要があり、製造コストの増大を招く上に、耐圧性の向上、放熱性の向上を図る必要性から、装置の大型化を招き、また、高耐圧素子の発熱等による信頼性の低下等の問題もあった。
【０００５】
そこで、本発明は、かかる実情に鑑み、高耐圧素子を用いることなく、搭載性に優れ、信頼性の高い内燃機関の点火装置を低コストで提供することを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明（７、７ａ、７ｂ）は、少なくとも、直流電源（１０）と、該直流電源（１０）の電源電圧を昇圧する昇圧回路（１）と、該昇圧回路（１）に接続せしめた一次巻線（４０）の電流の増減により二次巻線（４１）に高い二次電圧（Ｖ２）を発生する点火コイル（４）と、機関の運転状況に応じて発信された点火信号（ＩＧｔ）にしたがって前記一次巻線（４０）への電流の供給と遮断を切り換える点火用開閉素子（３）と、前記二次巻線（４１）に接続され、前記二次巻線（４１）からの二次電圧(Ｖ２)の印加により、内燃機関の燃焼室内に火花放電を発生させる点火プラグ（５）と、を具備して、内燃機関の点火を行う点火装置であって、前記点火用開閉素子（３）の開閉によって、前記点火プラグ（５）の放電を開始した後、所定の遅延時間（Ｔｄ）を経過した後、所定の放電期間（ＴＤＣ）だけ放電維持を図るエネルギを投入すべく、前記昇圧回路（１）からの放電と停止とを前記一次巻線（４０）と前記点火用開閉素子（３）との接続点において重畳的に行うことによって、前記二次巻線（４１）に流れる電流を増加する補助用電源（２）とを具備し、該補助用電源（２）からの放電の停止を切り換える補助用開閉素子（２０）と、該補助用開閉素子（２０）を開閉駆動する補助用開閉素子駆動回路（２１、２１ａ、２１ｂ）と、内燃機関の運転状況を示すエンジンパラメータ（ＥＰｒ）に応じて、前記補助用開閉素子（２０）の駆動を前記点火信号（ＩＧｔ）の立ち下がりから所定の遅延時間（Ｔｄ）だけ遅れて開始させる遅延時間演算部（２１０、２１０ａ、２１０ｂ）とを具備することを特徴とする。
【０００７】
具体的には、前記遅延時間演算部（２１０、２１０ａ、２１０ｂ）は、エンジン回転数（Ｎｅ）、吸気圧（ＰＩＮ）、アクセル開度（Ｔｈ）、クランク角（ＣＡ）、エンジン水温（Ｔｗ）、ＥＧＲ率、空燃比（Ａ／Ｆ）、点火コイル（４）の一次電圧（Ｖ１）、一次電流（Ｉ１）、二次電圧（Ｖ２）、二次電流（Ｉ２）のいずれかから選択した１又は複数のエンジンパラメータ（ＥＰｒ）に基づいて判定した内燃機関の運転状況に応じて、内燃機関の回転数が低い程、又は、内燃機関の負荷が低い程、前記補助用素子（２０）の開閉駆動を開始する遅延時間（Ｔｄ）を長くし、内燃機関の回転数が高い程、又は、内燃機関の負荷が高い程、前記補助用開閉素子（２０）の開閉駆動を開始する遅延時間（Ｔｄ）を短くする。
【０００８】
また、内燃機関の回転数が低い程、又は、内燃機関の負荷が低い程、前記補助用素子（２０）の開閉駆動によって放電維持を図る放電期間（ＴＤＣ）を短くし、内燃機関の回転数が高い程、又は、内燃機関の負荷が高い程、前記補助用開閉素子（２０）の開閉駆動によって放電維持を図る放電期間（ＴＤＣ）を長くする。
【発明の効果】
【０００９】
本発明の点火装置（７、７ａ、７ｂ）によれば、前記遅延時間演算部（２１０、２１０ａ、２１０ｂ）によって、内燃機関の運転状況に応じた適切な遅延遅延時間（Ｔｄ）、放電期間（ＴＤＣ）を算出して、前記補助用開閉素子（２０）の開閉タイミングを調節することが可能となり、前記補助用電源（２）から前記点火プラグ（５）に投入されるエネルギの増減を図ることが可能となり、投入エネルギの無駄を抑制しつつ、確実に放電の維持を図り、安定した着火を実現できる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本発明の第１の実施形態における点火装置の概要を示す構成図
【図２Ａ】実施例１として示す、図１の点火装置の動作を説明するためのタイムチャート
【図２Ｂ】比較例１として示す、本発明の要部である遅延時間演算部を具備しない構成の点火装置の動作を示すタイムチャート
【図３】本発明に適用される制御方法を示すフローチャート
【図４Ａ】エンジンパラメータから遅延時間Ｔｄを補間するためのマップの一例
【図４Ｂ】エンジンパラメータから放電期間ＴＤＣを補間するためのマップの一例
【図５Ａ】比較例２として示す低回転、低負荷の運転状態における問題点を示す従来点火装置の特性図
【図５Ｂ】実施例２として、低回転、低負荷の運転状態における本発明の効果を示す特性図
【図６Ａ】比較例３として示す高回転、高負荷の運転状態における問題点を示す従来点火装置の特性図
【図６Ｂ】実施例３として、高回転、高負荷の運転状態における本発明の効果を示す特性図
【図７】本発明の第２の実施形態における点火装置の概要を示す構成図
【図８】本発明の第３の実施形態における点火装置の概要を示す構成図
【発明を実施するための形態】
【００１１】
図１を参照して、本発明の第１の実施形態における点火装置７の概要について説明する。
本発明の点火装置７は、図略の内燃機関８の気筒毎に設けられ、燃焼室内に導入された混合気に火花放電を発生させて点火を行うものである。
点火装置７は、昇圧回路１と、補助用電源２と、点火用開閉素子３と、点火コイル４と、点火プラグ５と、外部に設けた電子制御装置６（以下、ＥＣＵ６と称する。）と、によって構成されている。
【００１２】
昇圧回路１は、電源１０に接続したエネルギ蓄積用インダクタ１１（以下、インダクタ１１と称する。）と、インダクタ１１への電流の供給と遮断を所定の周期で切り換える昇圧用開閉素子１２（以下、昇圧用素子１２と称する。）と、インダクタ１１に並列に接続したキャパシタ１５と、インダクタ１１からキャパシタ１５への電流を整流する第１の整流素子１４と、点火コイル４の一次巻線４０とからなり、いわゆるフライバック型の昇圧回路を構成している。
直流電源１０（以下、電源１０と称する。）は、車載バッテリや、交流電源をレギュレータ等によって直流変換した公知の直流安定化電源等が用いられ、例えば１２Ｖ、２４Ｖといった一定の直流電圧を供給する。
本実施形態において、昇圧回路２には、いわゆるフライバック型の昇圧回路が用いられた例を示しているが、これに限定するものではなく、いわゆるチョパ型の昇圧回路を用いることもできる。
【００１３】
インダクタ１１には、所定のインダクタンス（Ｌ０、例えば、５〜５０μＨ）を有するコア付きコイル等が用いられる。
昇圧用素子１２には、サイリスタ、ＩＧＢＴ（絶縁ゲートバイポーラトランジスタ）等のパワートランジスタが用いられている。
昇圧用素子１２には、昇圧素子駆動用ドライバ（以下、ドライバ１３と称する。）が接続されている。
【００１４】
ドライバ１３には、機関の運転状況に応じてエンジン制御装置６（以下、ＥＣＵ６と称する。）から点火信号ＩＧｔが発信される。
ドライバ１３は、点火信号ＩＧｔにしたがって、所定のタイミングで所定の期間だけ、所定の周期でハイローが切り換えられる駆動パルスＶＧＥを発生する。
ドライバ１３から昇圧用素子１２のゲートＧに駆動パルスＶＧＥが印加され、昇圧用素子１２のオンオフが切り換えられる。
【００１５】
キャパシタ１５には、所定のキャパシタンス（Ｃ、例えば、１００〜１０００μＦ）を有するコンデンサが用いられている。
整流素子１４には、ダイオードが用いられており、キャパシタ１５からインダクタ１１への電流の逆流を防止している。
【００１６】
ＥＣＵ６から送信された点火信号ＩＧｔにしたがって、ドライバ１３によって昇圧用素子１２が開閉されると、電源１０からインダクタ１１に蓄えられた電気エネルギがキャパシタ１５に重畳的に充電され、キャパシタ１５の充放電電圧Ｖｄｃが電源電圧よりも高い電圧（例えば、５０Ｖ〜数百Ｖ）に昇圧される。
点火コイル４は、コイル線材をＮ１回巻き回した一次巻線４０、Ｎ２回巻き介した二次巻線４１、コイルコア４２、ダイオード４３等によって構成されている。
点火コイル４の一次巻線４０には、電源１０の電圧が印加され、一次巻線４０に流れる電流を増減することによって二次巻線４１に二次電圧Ｖ２として、コイル巻き回数の比Ｎ２／Ｎ１によって定まる高い電圧（例えば、−２０〜―５０ｋＶ）を発生する。
【００１７】
点火用開閉素子３（以下、点火用素子３と称する。）には、ＭＯＳ  ＦＥＴ、ＩＧＢＴ等のパワートランジスタＰＴｒが用いられている。
点火用素子３は、機関の運転状況に応じてＥＣＵ６から発信された点火信号ＩＧｔにしたがって一次巻線４０への電流の供給と遮断を切り換える。
点火用素子３のスイッチングにより、一次巻線４０への導通が遮断されると、磁界が急激に変化し、電磁誘導によって、二次巻線４１に極めて高い二次電圧Ｖ２が発生し、点火プラグ５に印加される。
【００１８】
補助用電源２は、キャパシタ１５と一次巻線４０との間に介装せしめた、補助用開閉素子２０（以下、補助用素子２０と称する。）と、補助用素子２０を駆動する補助用開閉素子駆動回路２１（以下、ドライバ２１と称する。）第２の整流素子２２と、電源１０と、インダクタ１１と、キャパシタ１５とによって構成されている。
本実施形態におけるドライバ２１は、本発明の要部である遅延時間演算部２１０を具備している。
【００１９】
遅延時間演算部２１０は、後述する補間方法によって内燃機関Ｅ／Ｇの運転状況を示すエンジンパラメータＥＰｒに応じて、点火信号ＩＧｔの終了位置（立ち下がり）から補助用素子２０の駆動開始を遅延させる遅延時間Ｔｄ及び放電期間ＴＤＣを算出する。
ドライバ２１には、点火信号ＩＧｔの立ち下がりに同期して遅延時間Ｔｄ及び、放電期間ＴＤＣをカウントするタイマが内蔵されている。
【００２０】
点火コイル４からの二次電圧Ｖ２の印加により、放電が開始され、遅延時間演算部２１０で算出された所定の遅延時間Ｔｄ経過した後に、所定の放電期間ＴＤＣだけ、ドライバ２１から補助用素子２０を駆動する駆動パルスＶＧＳが出力される。
補助電源２は、点火用開閉素子３の開閉によって、点火プラグ５の放電を開始した後、所定の遅延時間Ｔｄを経過した後、所定の放電期間ＴＤＣだけ放電維持を図るエネルギを投入すべく、昇圧回路１からの放電と停止とを一次巻線４０と点火用開閉素子３との接続点において重畳的に行うことによって、二次巻線４１に流れる電流を増加させることができる。
【００２１】
補助用素子２０の開閉駆動にしたがって、補助用電源２からの放電エネルギの投入が行われ、補助用電源２からの放電と停止とを重畳的に行うことによって、二次巻線４１に流れる二次電流Ｉ２を増加することができる。
補助用素子２０には、ＭＯＳＦＥＴ等の応答性が高い、パワートランジスタが用いられている。
第２の整流素子２２には、ダイオードが用いられ、キャパシタ１５から一次巻線４０へ投入する電流を整流する。
【００２２】
エンジンパラメータＥＰｒには、例えば、エンジン回転数Ｎｅ、吸気圧ＰＩＮ、アクセル開度Ｔｈ、クランク角ＣＡ、エンジン水温Ｔｗ、ＥＧＲ率、空燃比Ａ／Ｆ等から選択した１又は複数のパラメータが用いられる。
エンジンパラメータＥＰｒから、内燃機関の運転状況を把握し、吹き消え発生を防止できるような後述するマップにしたがって、遅延時間Ｔｄ及び放電期間ＴＤＣが補間されエネルギーが投入される。
なお、本実施形態においては、エンジン回転センサ、吸気圧センサ、アクセル開度計、クランク角センサ、エンジン水温計、ＥＧＲセンサ、Ａ／Ｆセンサ等の内燃機関８に設けた図略の運転状況確認手段９によって検出されたエンジンパラメータＥＰｒが、ＥＣＵ６を介して間接的に周波数演算部２１０に伝達される構成を示してあるが、運転状況確認手段９からの情報を遅延時間演算部２１０に直接入力するように構成しても良い。更にはエンジンの燃焼状態と相関が高い一次コイル電圧Ｖ１や電流Ｉ１、二次コイルの放電電圧Ｖ２，電流Ｉ２をパラメータに加えてもよい。
【００２３】
補助用素子２０により、キャパシタ１５からの放電と停止とを切り換えることによって、一次巻線４０に電流が流れ、二次巻線４１に発生している電流・電圧が増強されため、吹き消えを抑制できる。
このとき、遅延時間演算部２１０によって、点火コイル４からの二次電圧Ｖ２の印加により、放電が開始された後、内燃機関の運転状況に応じた適切な遅延時間Ｔｄだけ遅れて、補助用電源２からのエネルギ投入を行うことによって、省エネルギで、より安定した着火を実現できることが判明した。
また、点火コイル４の一次巻線４０からエネルギを投入するため、二次巻線４１側から投入する場合よりも、低電圧でエネルギを投入することができる。
【００２４】
図２Ａを参照して実施例１として示す本発明の点火装置７の作動について、図２Ｂを参照して、比較例１として本示す発明の要部である遅延時間演算部２１０を持たない構成の問題点について説明する。
図２Ａ（ａ）に示すように、ＥＣＵ６から点火信号ＩＧｔが発信される。本図（ｂ）に示すように点火信号ＩＧｔの立ち上がりに同期して、所定の周期で昇圧用素子１２のオンオフが繰り返され、同時に本図（ｃ）に示すように、点火用素子３がオンとなる。
【００２５】
昇圧用素子１２の開閉により、キャパシタ１５にインダクタ１１からの電気エネルギが充電され、本図（ｅ）に示すように、充放電電圧Ｖｄｃが徐々に上昇する。
点火信号ＩＧｔの立ち下がりに同期して、昇圧用素子１２の駆動は停止され、同時に点火用素子３も停止される。
【００２６】
このとき、本図（ｇ）に示すように、点火コイル４の二次巻線４１側に高い二次電圧Ｖ２が発生し、点火プラグ５に印加される。
二次電圧Ｖ２の印加により、点火プラグ５の電極間に放電が起こり、本図（ｈ）に示すように、瞬間的に極めて大きな二次電流Ｉ２が流れる。
【００２７】
このとき、従来の火花点火装置では、本図（ｈ）中、比較例１として、一点鎖線で示したように、速やかの二次電流Ｉ２が減少し、電極間の放電経路が途切れ、二次電流Ｉ２が流れなくなる。
しかし、本発明においては、本図（ｄ）に示すように、点火信号ＩＧｔの立ち下がりから所定の遅延時間ｔｄ経過した後、所定の放電期間ＴＤＣの間、補助用素子２０がオンとなり、本図（ｅ）に示すように、高電圧に充電されたキャパシタ１５からの放電が開始され、補助電源２から本図（ｆ）に示すように大きなエネルギの投入が図られる。
【００２８】
遅延時間Ｔｄは、本図（ｆ）に示すように、二次電流Ｉ２が吹き消えを生じる限界電流ＩＲＥＦを下回る直前となっている。
これにより、放電初期のエネルギ投入を抑えることができるとともに、投入用エネルギを限界電流近傍まで保持させることができ放電維持が困難となる放電後期においても、最小限のエネルギで、二次電流I２を吹き消え限界電流ＩＲＥＦ以上に保てるため、放電経路の維持が図れ、着火性を向上できる。
なお、二次電流I２は、補助電源２からのエネルギ供給量に比例するため、エンジン条件に応じて吹き消えを生じない範囲で適宜増減可能であり、後述するマップデータによって調整可能である。
【００２９】
ここで、図２Ｂを参照して、比較例１として示す、本発明の要部である遅延時間演算部２１０を用いない場合の問題点について説明する。
比較例１は、遅延時間演算部２１０を設けておらず、ＥＣＵ６から発信された放電期間信号ＩＧｗにしたがって、放電開始後、速やかに補助電源２からのエネルギ投入が行われるようにした点が実施例１と相違する。
【００３０】
比較例１では、ＩＧｗの信号によって、二次電流Ｉ２が、吹き消え限界電流ＩＲＥＦを下回るよりもかなり前にエネルギ投入をしている場合を示す。
この場合、本図（ｉ）に示すように放電維持を図ることができるが、吹き消え限界を超える余剰投入エネルギにより、投入エネルギの無駄、電極消耗促進が発生することが判明した。
【００３１】
ここで、図３を参照して、本発明の点火装置７の放電制御方法の一例について説明する。
なお、当該制御プログラムは、ドライバ２１を構成する制御ＩＣ等に記憶させることができる。
ステップＳ１００の起動判定行程では、内燃機関８の運転状況にしたがって、ＥＣＵ６から発信された点火信号ＩＧｔの立ち上がりの有無を判定する。
点火信号ＩＧｔがオフの場合は、判定Ｎｏとなり、点火信号ＩＧｔの立ち上がりを検出するまでステップＳ１００を繰り返す。
点火信号ＩＧｔの立ち上がりが検出されると判定Ｙｅｓとなり、ステップＳ１１０に進む。
【００３２】
ステップＳ１１０の点火用素子駆動行程では、点火用素子３がオンとなる。
同時にステップＳ１２０の昇圧用素子駆動開始行程に進み、昇圧用素子１２の開閉駆動が開始される。
ステップＳ１３０の点火信号立ち下がり判定行程では、点火信号ＩＧｔの立ち下がりの有無を判定する。
点火信号ＩＧｔの立ち下がりを検出するまでは、判定Ｎｏとなり、ステップＳ１３０が繰り返される。
【００３３】
その間は、昇圧用素子１２の開閉駆動が繰り返され、昇圧用キャパシタ１５の充電が行われる。
ステップＳ１３０で点火信号ＩＧｔの立ち下がりが検出されると、判定Ｙｅｓとなり、ステップＳ１４０に進む。
ステップＳ１４０の点火用素子停止行程では、点火用素子３がオフとなる。
同時にステップ１５０の昇圧用素子停止行程に進み、昇圧用素子１２もオフとなる。
これによって、点火コイル４の一次巻線４０に流れる電流の急激な変化が起こり、電磁誘導によって二次巻線４１側に高い極めて二次電圧Ｖ２が発生し、点火プラグ５の電極間の絶縁が破壊され、放電が開始される。
【００３４】
次いで、ステップＳ１６０の遅延時間判定行程では、点火信号ＩＧｔの立ち下がりに同期してカウントを開始した遅延時間Ｔｄが経過したか否かが判定される。  遅延時間Ｔｄを経過するまでは、判定Ｎｏとなり、ステップＳ１６０が繰り返される。即ち、遅延時間Ｔｄが経過するまで、補助電源２からの補助エネルギ投入開始が待機されることになる。
遅延時間Ｔｄのカウントがアップすると、判定Ｙｅｓとなり、ステップＳ１７０に進む。
ステップＳ１７０の補助用素子駆動行程では、ドライバ１２から補助用素子２０に駆動信号ＶＧＳが印加され、補助用素子２０がオンとなる。
この補助用素子２０がオンとなっている間、昇圧用キャパシタ１５から放電維持のためのエネルギが投入され続ける。
【００３５】
次いでステップＳ１８０の放電期間経過判定行程では、点火信号ＩＧｔの立ち下がりに同期してカウントを開始した放電期間ＴＤＣが経過したか否かが判定される。
放電期間ＴＤＣが経過するまでは、判定Ｎｏとなり、ステップＳ１８０が繰り返される。
【００３６】
放電期間ＴＤＣがアップすると、判定Ｙｅｓとなり、ステップＳ１９０に進む。
ステップＳ１９０の補助用素子停止工程では、補助用素子２０の駆動を停止し、補助用電源２からのエネルギ投入を終了する。
なお、遅延時間Ｔｄ及び放電期間ＴＤＣは、後述する補間方法によって運転状況に応じた値に補間される。
【００３７】
図４Ａ、図４Ｂを参照して、遅延時間Ｔｄ及び放電期間ＴＤＣの補間方法について説明する。
遅延時間Ｔｄを補間するため、遅延時間演算部２１０又はＥＣＵ６に図４Ａに示すようなマップデータを記憶し、エンジンパラメータＥＰｒから判定した内燃機関の運転状況に応じて、遅延時間Ｔｄの長短が決定され、上述の制御フローに補間される。
【００３８】
例えば、エンジン回転数Ｎｅが低く、吸気圧ＰＩＮも低い場合には、着火が容易であるため、遅延時間Ｔｄを長くした値が選択される。
これとは反対に、エンジン回転数Ｎｅが高く、吸気圧ＰＩＮも高い場合には、着火が困難であるため、遅延時間Ｔｄを短くした値が選択される。
その結果、易着火性の運転条件においては、補助用電源２からのエネルギ投入開始時期が遅くなり、電費の抑制が図られ、難着火性の運転条件においては、補助用電源２からのエネルギ投入開始時期が速くなり、二次電流Ｉ２の維持が図られる。
【００３９】
同様に、放電期間ＴＤＣは、遅延時間演算部２１０又はＥＣＵ６に図４Ｂに示すようなマップデータを記憶し、エンジンパラメータＥＰｒから判定した内燃機関の運転状況に応じて、放電期間ＴＤＣの長短が決定され、上述の制御フローに補間される。
例えば、エンジン回転数Ｎｅが低く、吸気圧ＰＩＮも低い場合には、着火が容易であるため、放電期間ＴＤＣを短くした値が選択される。
これとは反対に、エンジン回転数Ｎｅが高く、吸気圧ＰＩＮも高い場合には、着火が困難であるため、放電期間ＴＤＣを長くした値が選択される。
その結果、易着火性の運転条件においては、補助用電源２からのエネルギ投入期間が短くなり、電費の抑制が図られ、難着火性の運転条件においては、補助用電源２からのエネルギ投入期間が長くなり、二次電流Ｉ２の維持が図られる。
【００４０】
エンジン回転数Ｎｅ、吸気圧ＰＩＮ以外のアクセル開度Ｔｈ、クランク角ＣＡ、エンジン水温Ｔｗ、ＥＧＲ率、空燃比Ａ／Ｆ等からも、エンジンの運転状況を把握することが可能で、高回転、高負荷と判断される場合には、放電遅延時間Ｔｄを短く、放電期間ＴＤＣを長くし、低回転、低付加と判断される場合には、放電遅延時間Ｔｄを長く、放電期間ＴＤＣを短くする。
また、点火コイル４の一次電圧Ｖ１、一次電流Ｉ１、二次電圧Ｖ２、二次電流Ｉ２を直接的に読み取り、その変化から、放電維持が困難と判断される場合には、放電遅延時間Ｔｄを短く、放電期間ＴＤＣを長くすることで、安定した着火を図ることもできる。
【００４１】
ここで、図５Ａ、図５Ｂ、図６Ａ、図６Ｂを参照して、本発明の効果を確認するために本発明者等が行った試験結果について説明する。
図５Ａは、比較例２として、本発明を設けていない従来の点火装置において、低回転、低負荷の運転条件で点火を行った場合の問題点を示す特性図である。
放電の後期に燃焼室内を流れる筒内気流によって、点火プラグ５に形成された放電経路が引き延ばされると、放電電圧が上昇し、二次電流Ｉ２が瞬断され、失火に至る虞がある。
【００４２】
一方、図５Ｂに実施例２として示す、本発明の点火装置を用いて、低回転、低負荷の運転条件で点火を行った場合、放電の吹き消えが生じやすくなる放電後期まで、補助電源２からのエネルギ投入を遅延させ、所定の遅延時間Ｔｄ経過した後に補助電源２からのエネルギ投入を開始する構成となっている。
このような構成にすることで、吹き消えの生じ易い吹き消え限界電流近傍から吹き消えが発生しやすい放電後期の時期に、補助電源２からのエネルギ投入が行われるため、最小限のエネルギで放電維持を図ることができる。
【００４３】
図６Ａは、比較例３として示す、本発明を設けていない従来の点火装置において、高回転、高負荷の運転条件で点火を行った場合の問題点を示す特性図である。
比較例３では、強い筒内気流の影響により、比較例２よりも早期に吹き消えが起こり、吹き消えの発生回数も多く、再放電によるエネルギの消耗も大きく、失火に至るおそれがさらに高くなる。
図６Ｂは、実施例３として示す、本発明の点火装置を用いて、高回転、高負荷の運転条件で点火を行った場合、早期に放電の吹き消えが生じ易くなるので、補助電源２からの放電を遅延させる遅延時間Ｔｄを短くし、早期に補助電源２からの放電を開始し、放電期間ＴＤＣを長くする構成となっている。
【００４４】
このような構成とすることで、二次電圧Ｖ２の上昇を抑制し、放電経路を維持し、放電経路の吹き消えを生じることなく安定した着火を実現できることが確認された。以上により、以下の知見を得た。
（１）内燃機関８の回転数Ｎｅ、又は、内燃機関８の負荷（吸気圧ＰＩＮ）が低い程、点火信号ＩＧｔの立ち下がりから補助用素子２０の開閉駆動を開始するまでの遅延時間Ｔｄを長くし、内燃機関８の回転数Ｎｅが高い程、又は、内燃機関８の負荷（吸気圧ＰＩＮ）が高い程、補助用開閉素子２０の開閉駆動を開始するまでの遅延時間Ｔｄを短くするのが望ましい。
（２）内燃機関８の回転数Ｎｅが低い程、又は、内燃機関８の負荷（吸気圧ＰＩＮ）が低い程、補助用素子２０の開閉駆動によって放電維持を図る放電期間ＴＤＣを短くし、内燃機関８の回転数Ｎｅが高い程、又は、内燃機関８の負荷吸気圧ＰＩＮ）が高い程、補助用開閉素子（２０）の開閉駆動によって放電維持を図る放電期間（ＴＤＣ）を長くするのが望ましい。
なお、内燃機関の運転状況を示すエンジンパラメータＥＰｒは、回転数Ｎｅ及び吸気圧ＰＩＮに限られるものではない。上述のパラメータから適宜選択し得るものである。
【００４５】
図７を参照して、本発明の第２の実施形態における点火装置７ａについて説明する。なお、上記実施形態と同様の構成については、同じ符号付し、相違する部分にアルファベットの枝番を付したので、同一の構成については、説明を省略し、特徴的な部分についてのみ説明する。
上記実施形態においては、遅延時間演算部２１０をドライバ２１に設けたが。本実施形態においてはＥＣＵ６内に設け、ＥＣＵ６内で演算の結果、遅延時間Ｔｄ、放電期間ＴＤＣを点火信号ＩＧｔと重畳的にドライバ２１ａに送信するようにした点が相違する。
本実施形態においても、上記実施形態と同様、内燃機関の運転状況に応じて、過不足なく補助用電源２からのエネルギ投入を行うことで、安定した着火と、電費の抑制との両立を図ることができる。
【００４６】
図８を参照して、本発明の第３の実施形態における点火装置７ｂについて説明する。
上記実施形態においては、エンジン回転センサ、吸気圧センサ、アクセル開度計、クランク角センサ、エンジン水温計等の内燃機関８に設けた図略の運転状況確認手段９によって検出されたデータをエンジンパラメータＥＰｒとした例を示したが、本実施形態においては、点火コイル４の一次電圧Ｖ１を検出する一次電圧検出手段２１１を設け、一次電圧Ｖ１から二次電圧Ｖ２の変化を予測し、これを遅延時間演算部２１０ｂにフィードバックして、遅延時間Ｔｄ及び放電時間ＴＤＣを算出している点が相違する。
本実施形態においても、上記実施形態と同様の効果を発揮できる。更には一次電流から二次電圧の変化を予測しても良いし、二次電圧Ｖ２や二次電流Ｉ２を計測し変化を予測し制御に使用してもよい。
【符号の説明】
【００４７】
７  点火装置
８  内燃機関
９  運転状況確認手段
１  昇圧回路
１０  直流電源
１１  エネルギ蓄積用インダクタ
１２  昇圧用開閉素子（ＰＴｒ１２）
１３  昇圧用開閉素子駆動ドライバ
１４  第１の整流素子
１５  昇圧用キャパシタ（Ｃ）
２  補助用電源
２０  補助用開閉素子（ＭＯＳ２０）
２１  補助用開閉素子駆動回路（補助用ドライバ）
２１０  遅延時間演算部
２２  第２の整流素子
３  点火用開閉素子（ＰＴｒ３）
４  点火コイル
４１  一次巻線（Ｌ１）
４２  二次巻線（Ｌ２）
４３  コア
４４  整流素子
５  点火プラグ
６  エンジン制御装置（ＥＣＵ）
ＩＧｔ  点火信号
ＩＧｗ  放電期間信号
ＥＰｒ  エンジンパラメータ
Ｔｄ  遅延時間
ＴＤＣ  放電期間
Ｖ１  一次電圧
Ｖ２  二次電圧
Ｉ２  二次電流
【図１】
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【図２Ａ】
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【図２Ｂ】
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【図３】
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【図４Ａ】
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【図４Ｂ】
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【図５Ａ】
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【図５Ｂ】
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【図６Ａ】
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【図６Ｂ】
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【図７】
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【図８】
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