(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
１次コイル（１２ａ）及び該１次コイルと磁気結合された２次コイル（１２ｂ）を有する点火コイル（１２）と、該点火コイルに蓄えられる磁気エネルギに基づき中心電極（１０ａ）及び接地電極（１０ｂ）間に高電圧が印加されることでこれら電極間に放電火花を生じさせる点火プラグ（１０）とを備える点火装置において、
前記２次コイルの両端のうち一端は、低圧側経路（Ｌ１，Ｌ１ａ）を介して基準となる電位を有する部材（１４）に接続され、他端は、接続経路（Ｌ２）を介して前記中心電極（１０ａ）に接続され、
前記接続経路には、一端が前記低圧側経路の両端のうち前記２次コイル側に接続された又は接地された定電圧用経路（Ｌ３，Ｌ３ａ）が接続され、
前記定電圧用経路には、前記１次コイルに通電される場合、前記２次コイルに生じる誘起電圧の極性が負となる側から正となる側に向かう方向である規定方向に前記定電圧用経路を流れる電流の流通を許容し、前記１次コイルへの通電が遮断される場合、自身の端子間電圧が規定電圧以上となるときに前記規定方向とは逆方向に前記定電圧用経路を流れる電流の流通を許容しつつ、前記規定電圧分の電圧降下を生じさせる定電圧素子（１８，２５）が備えられ、
前記１次コイルに通電される場合、前記規定方向に前記定電圧用経路を流れる電流を検出する電流検出手段（２０，２０ａ，２０ｂ，２６，３２）と、
前記１次コイルに通電される場合に前記電流検出手段によって電流が検出されないと判断されることに基づき、前記定電圧用経路にオープン故障が生じている旨判断する故障判断手段とを備えることを特徴とする点火装置。
【請求項２】
前記１次コイルに通電される場合、自身の端子間電圧が閾値電圧未満となるときに前記定電圧用経路を前記規定方向に流れようとする電流の流通を阻止し、前記端子間電圧が前記閾値電圧以上となるときに前記定電圧用経路を前記規定方向に流れる電流の流通を許容し、前記１次コイルへの通電が遮断される場合、前記規定方向とは逆方向に前記定電圧用経路を流れる電流の流通を許容する制限素子（２４，２８，３０，３４，３６，３８，４０）が備えられ、
前記閾値電圧は、前記１次コイルに通電される場合に前記制限素子の端子間に印加される電圧の最大値未満であってかつ０よりも高い電圧に設定されていることを特徴とする請求項１記載の点火装置。
【請求項３】
前記故障判断手段によってオープン故障が生じている旨判断された場合、その旨を報知する報知手段を更に備えることを特徴とする請求項１又は２記載の点火装置。
【請求項４】
前記定電圧素子は、該定電圧素子の端子間電圧が前記規定電圧となる場合にツェナー降伏又はアバランシェ降伏が生じるダイオードであることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の点火装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、１次コイル及び該１次コイルと磁気結合された２次コイルを有する点火コイルと、該点火コイルに蓄えられる磁気エネルギに基づき中心電極及び接地電極間に高電圧が印加されることでこれら電極間に放電火花を生じさせる点火プラグとを備える点火装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、ダウンサイジングによって燃費を改善したりコストを低減したりすべく、過給器の採用等によってガソリンエンジンの圧縮比が高くされる傾向にある。圧縮比が高くされると、点火プラグの中心電極及び接地電極の間隙（ギャップ）に放電火花を生じさせる時期における筒内圧が高くなり、点火プラグの放電電圧が高くなる。そして、放電電圧が高くなると、走行距離の増加等によって点火プラグの電極磨耗が進んだ場合に、早期に放電電圧がプラグ碍子の絶縁破壊限界電圧を超える事態が生じ、点火プラグの信頼性が低下するおそれがある。このとき、放電火花を発生させることができなくなり、エンジンが失火するおそれがある。
【０００３】
こうした問題に対処すべく、本発明者らは、下記特許文献１に見られるように、ツェナーダイオードやバリスタ等の定電圧素子を用いて点火プラグの放電電圧を所定電圧で制限する技術に着目した。この技術について説明すると、点火コイルの２次側の両端のうち一端には、点火プラグの中心電極と、端子間電圧が上記所定電圧以上になることで電流の流通を許容する定電圧素子とが接続されている。そして、定電圧素子の両端のうち中心電極側と反対側は接地されている。
【０００４】
こうした構成によれば、例えば点火プラグの劣化度合いが大きくなり、ギャップの印加電圧が所定電圧を上回ろうとする場合、上記印加電圧が所定電圧で制限されてフラットにされる。そして、上記印加電圧が所定電圧に維持される期間内にギャップの気体の状態が放電に適した状態とされることで、ギャップに放電火花が生じる。これにより、点火プラグの放電電圧が過度に高くなることを回避でき、点火プラグの信頼性の低下を抑制することができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特公平６−８０３１３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ところで、定電圧素子にオープン故障が生じる等、２次コイル及び中心電極を接続する電気経路から定電圧素子側へと延びる電気経路（以下、定電圧用経路）にオープン故障が生じることも考えられる。上記オープン故障が生じると、定電圧素子によってギャップの印加電圧を制限する機能が失われることから、ギャップの印加電圧がその許容上限値（耐圧上限値）を上回るおそれがある。この場合、点火プラグを含む点火装置の信頼性が低下するおそれがある。こうした事態を回避するには、上記定電圧用経路のオープン故障を検出する技術が要求される。
【０００７】
本発明は、上記課題を解決するためになされたものであり、その目的は、上記定電圧用経路にオープン故障が生じているか否かを適切に判断することのできる点火装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
以下、上記課題を解決するための手段、及びその作用効果について記載する。
【０００９】
請求項１記載の発明は、１次コイル（１２ａ）及び該１次コイルと磁気結合された２次コイル（１２ｂ）を有する点火コイル（１２）と、該点火コイルに蓄えられる磁気エネルギに基づき中心電極（１０ａ）及び接地電極（１０ｂ）間に高電圧が印加されることでこれら電極間に放電火花を生じさせる点火プラグ（１０）とを備える点火装置において、前記２次コイルの両端のうち一端は、低圧側経路（Ｌ１，Ｌ１ａ）を介して基準となる電位を有する部材（１４）に接続され、他端は、接続経路（Ｌ２）を介して前記中心電極（１０ａ）に接続され、前記接続経路には、一端が前記低圧側経路の両端のうち前記２次コイル側に接続された又は接地された定電圧用経路（Ｌ３，Ｌ３ａ）が接続され、前記定電圧用経路には、前記１次コイルに通電される場合、前記２次コイルに生じる誘起電圧の極性が負となる側から正となる側に向かう方向である規定方向に前記定電圧用経路を流れる電流の流通を許容し、前記１次コイルへの通電が遮断される場合、自身の端子間電圧が規定電圧以上となるときに前記規定方向とは逆方向に前記定電圧用経路を流れる電流の流通を許容しつつ、前記規定電圧分の電圧降下を生じさせる定電圧素子（１８，２５）が備えられ、前記１次コイルに通電される場合、前記規定方向に前記定電圧用経路を流れる電流を検出する電流検出手段（２０，２０ａ，２０ｂ，２６，３２）と、前記１次コイルに通電される場合に前記電流検出手段によって電流が検出されないと判断されることに基づき、前記定電圧用経路にオープン故障が生じている旨判断する故障判断手段とを備えることを特徴とする。
【００１０】
本発明者らは、１次コイルに通電される場合に２次コイルに生じる誘起電圧によって、２次コイル及び定電圧用経路を備える閉ループ回路に電流が流れることに着目した。そして、定電圧用経路にオープン故障が生じる場合、上記閉ループ回路が形成されず、定電圧用経路に電流が流れないとの知見を得た。
【００１１】
こうした知見に基づき、上記発明では、電流検出手段を備え、１次コイルに通電される場合に電流検出手段によって電流が検出されないと判断されることに基づき、定電圧用経路にオープン故障が生じている旨判断する。こうした上記発明によれば、上記オープン故障を適切に検出することができる。
【００１２】
請求項２記載の発明は、請求項１記載の発明において、前記１次コイルに通電される場合、自身の端子間電圧が閾値電圧未満となるときに前記定電圧用経路を前記規定方向に流れようとする電流の流通を阻止し、前記端子間電圧が前記閾値電圧以上となるときに前記定電圧用経路を前記規定方向に流れる電流の流通を許容し、前記１次コイルへの通電が遮断される場合、前記規定方向とは逆方向に前記定電圧用経路を流れる電流の流通を許容する制限素子（２４，２８，３０，３４，３６，３８，４０）が備えられ、前記閾値電圧は、前記１次コイルに通電される場合に前記制限素子の端子間に印加される電圧の最大値未満であってかつ０よりも高い電圧に設定されていることを特徴とする。
【００１３】
本発明者らは、定電圧用経路に定電圧素子を備えることで点火プラグの放電電圧が過度に高くなることを回避できるものの、２次コイルに生じる誘起電圧が想定した電圧よりも低くなるとの知見を実験により得た。この場合、例えば、点火プラグの電極間に放電火花を生じさせることができず、エンジンが失火するおそれがある。ここで、本発明者らは、点火装置に上記制限素子を備えることで、１次コイルへの通電が遮断される場合に２次コイルに生じる誘起電圧の低下を抑制できるとの知見を得た。これは、以下の理由による。
【００１４】
制限素子が備えられない点火装置においては、１次コイルに通電される場合、２次コイルに生じる誘起電圧によって上記閉ループ回路に電流が流れることとなる。上記閉ループ回路に電流が流れると、１次コイルに流れる電流が減少し、点火コイルに蓄えられる磁気エネルギが減少する。この磁気エネルギが減少すると、１次コイルへの通電が遮断される場合に２次コイルに生じる誘起電圧が低下する。このとき、点火プラグの電極間の印加電圧が低下し、例えば、点火プラグの電極間に放電火花を生じさせることができなくなる。
【００１５】
ここで、点火コイルに蓄えられる磁気エネルギの減少抑制効果を高める上では、１次コイルに通電される場合に上記閉ループ回路を流れる電流を阻止することも考えられる。しかしながら、故障判断手段によって定電圧用経路のオープン故障の有無を判断する上では、１次コイルに通電される場合に上記閉ループ回路を流れる電流を阻止できない。
【００１６】
こうした点に鑑み、上記発明では、制限素子の閾値電圧を上記態様にて設定する。このため、１次コイルに通電される場合に上記規定方向に流れる電流を制限しつつ、定電圧用経路のオープン故障の有無を判断することができる。このように、上記発明によれば、１次コイルへの通電が遮断される場合に２次コイルに生じる誘起電圧の低下を抑制し、点火プラグの電極間の印加電圧の低下を抑制することができる。したがって、例えば、点火プラグの電極間に放電火花が発生しない事態を回避でき、エンジンの失火を回避することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】第１の実施形態にかかる点火装置の構成図。
【図２】エンジン運転状態及び点火プラグの放電電圧の関係を示す図。
【図３】第１の実施形態にかかる故障判断処理の手順を示すフローチャート。
【図４】同実施形態にかかる故障判断処理の一例を示すタイムチャート。
【図５】第２の実施形態にかかる点火装置の構成図。
【図６】同実施形態にかかる故障判断処理の一例を示すタイムチャート。
【図７】同実施形態にかかるブロックダイオードの効果を示す図。
【図８】第３の実施形態にかかる点火装置の構成図。
【図９】第４の実施形態にかかる点火装置の構成図。
【図１０】その他の実施形態にかかる点火装置の構成図。
【図１１】その他の実施形態にかかる点火装置の構成図。
【図１２】その他の実施形態にかかる点火装置の構成図。
【図１３】その他の実施形態にかかる点火装置の構成図。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
（第１の実施形態）
以下、本発明にかかる点火装置を車載火花点火式エンジンに適用した第１の実施形態について、図面を参照しつつ説明する。
【００１９】
図１に、本実施形態にかかる点火装置の全体構成を示す。
【００２０】
図示されるように、点火装置は、点火プラグ１０及び点火コイル１２を備えて構成されている。詳しくは、点火プラグ１０は、中心電極１０ａと接地電極１０ｂとを備えて構成され、図示しないエンジンの燃焼室に放電火花を生じさせる機能を有する。
【００２１】
点火コイル１２は、１次コイル１２ａ及びこのコイルと磁気結合された２次コイル１２ｂを備えて構成されている。１次コイル１２ａの両端のうち一端は、バッテリ１４の正極側に接続され、他端は、電子制御式の開閉手段であるスイッチング素子１６（ＮチャネルＭＯＳＦＥＴ）の入出力端子を介して接地されている。また、バッテリ１４の負極側は接地されている。なお、本実施形態では、バッテリ１４として、１２Ｖの端子電圧Ｖｂを有する鉛蓄電池を用いている。また、本実施形態では、接地電位を「０Ｖ」とする。
【００２２】
２次コイル１２ｂの両端のうち一端は、低圧側経路Ｌ１を介して接地電位を有する部位（基準となる電位を有する部材に相当）に接続（接地）されている。また、他端は、接続経路Ｌ２を介して中心電極１０ａに接続されている。
【００２３】
上記接続経路Ｌ２には、一端が接地された定電圧用経路Ｌ３が接続されている。定電圧用経路Ｌ３には、接続経路Ｌ２側から順に、定電圧素子としてのツェナーダイオード１８と、電流検出用の抵抗体２０とが備えられている。詳しくは、ツェナーダイオード１８のアノードは、接続経路Ｌ２側に接続され、カソードは抵抗体２０の一端に接続されている。
【００２４】
電子制御装置（以下、ＥＣＵ２２）は、マイクロコンピュータを主体として構成され、点火装置を制御対象とする。ＥＣＵ２２は、抵抗体２０における電圧降下量に基づき抵抗体２０を流れる電流を検出したり、点火プラグ１０に放電火花を生じさせるべく、スイッチング素子１６の開閉制御端子（ゲート）に対して点火信号ＩＧｔを出力したりする。
【００２５】
ここで、ＥＣＵ２２による点火制御について説明すると、まず、スイッチング素子１６のゲートに入力される点火信号ＩＧｔがオン点火信号とされることでスイッチング素子１６がオン状態とされる。これにより、バッテリ１４から１次コイル１２ａへと電流（１次電流Ｉ１）の流通が開始され、点火コイル１２への磁気エネルギの蓄積が開始される。ちなみに、本実施形態では、１次コイル１２ａに通電される場合、２次コイル１２ｂの両端のうち中心電極１０ａ側の極性が正とされ、低圧側経路Ｌ１側の極性が負とされる。
【００２６】
そして、１次コイル１２ａへの通電後、点火信号ＩＧｔがオフ点火信号に切り替えられることでスイッチング素子１６がオフ状態とされると、２次コイル１２ｂの両端の極性が反転されるとともに２次コイル１２ｂに高電圧が誘起される。これにより、点火プラグ１０の中心電極１０ａと接地電極１０ｂとの間隙（キャップ）に高電圧が印加される。
【００２７】
ここで、本実施形態では、定電圧用経路Ｌ３に上記ツェナーダイオード１８が備えられている。このため、点火プラグ１０のギャップの印加電圧（２次電圧Ｖ２）がツェナーダイオード１８のブレークダウン電圧Ｖｚを上回ろうとする場合、ツェナーダイオード１８にてブレークダウン電圧Ｖｚ分の電圧降下が生じることで、２次電圧Ｖ２がブレークダウン電圧Ｖｚで制限される。すなわち、２次電圧Ｖ２がブレークダウン電圧Ｖｚを上回ろうとする期間において２次電圧Ｖ２がブレークダウン電圧Ｖｚに維持されることとなる。
【００２８】
そして、２次電圧Ｖ２がブレークダウン電圧Ｖｚで維持される期間において、ギャップの気体の状態が放電に適した状態となると、点火プラグ１０のギャップに放電火花が生じるとともに、接地電極１０ｂから中心電極１０ａへと電流（放電電流Ｉｓ）が流れることとなる。こうした構成によれば、点火プラグ１０の放電電圧が高くなることを回避できる。
【００２９】
ちなみに、本実施形態では、ツェナーダイオード１８のブレークダウン電圧Ｖｚを、新品の点火プラグ１０の放電電圧よりも高くてかつ、点火プラグ１０の放電電圧の許容上限値（耐圧上限値）未満の電圧に設定している。こうした設定は、点火プラグ１０の経年劣化により点火プラグ１０の放電電圧が過度に高くなることを回避するためのものである。つまり、点火プラグ１０の使用初期の放電電圧は低いものの、点火プラグ１０の使用期間が長くなって点火プラグ１０の劣化度合いが大きくなると、上記放電電圧は高くなる。なお、上記耐圧上限値とは、例えば、点火装置の信頼性を維持可能な放電電圧の上限値のことである。
【００３０】
次に、本実施形態にかかる故障判断処理について説明する。
【００３１】
この処理は、点火信号ＩＧｔがオン点火信号とされる状況下、１次コイル１２ａに通電される期間において、定電圧用経路Ｌ３にオープン故障が生じているか否かを判断する処理であり、点火装置の信頼性の低下を回避するための処理である。ここで、定電圧用経路Ｌ３のオープン故障としては、例えば、この経路の断線や、ツェナーダイオード１８のオープン故障が挙げられる。
【００３２】
ここで、本実施形態において、１次コイル１２ａに通電される期間における判断手法を採用するのは、以下の理由による。
【００３３】
点火信号ＩＧｔがオフ点火信号とされる状況下、２次電圧Ｖ２がツェナーダイオード１８のブレークダウン電圧Ｖｚを上回ろうとする場合に定電圧用経路Ｌ３に電流が流れる。このことから、例えば、点火信号ＩＧｔがオフ点火信号とされる状況下、抵抗体２０によって電流が検出されないと判断された場合、定電圧用経路Ｌ３にオープン故障が生じている旨判断する手法を採用することも考えられる。しかしながら、こうした手法では、点火プラグ１０の劣化度合いが大きくなり、２次電圧Ｖ２がブレークダウン電圧Ｖｚで制限されるようになるまで上記オープン故障の有無を判断することができないといった問題が生じる。また、点火プラグ１０の劣化度合いによって放電電圧が変化することに加えて、図２に示すように、エンジンの運転状態によって点火プラグ１０の放電電圧が大きく異なることから、２次電圧Ｖ２が上記ブレークダウン電圧Ｖｚで制限される状況の把握が困難であると考えられる。上記制限される状況を正確に把握できなければ、上記オープン故障の有無を誤判断するといった問題が生じる。
【００３４】
これに対し、１次コイル１２ａに通電される期間における判断手法によれば、上述した問題は生じない。このため、１次コイル１２ａに通電される期間における判断手法を採用する。
【００３５】
図３に、本実施形態にかかる故障判断処理の手順を示す。この処理は、ＥＣＵ２２によって実行される。
【００３６】
この一連の処理では、まずステップＳ１０において、点火信号ＩＧｔがオン点火信号であるか否かを判断する。この処理は、１次コイル１２ａに通電されている状況であるか否かを把握するための処理である。
【００３７】
ステップＳ１０において肯定判断された場合には、ステップＳ１２に進み、抵抗体２０によって検出される２次電流Ｉ２が閾値電流Ｉα（＞０）未満であるか否かを判断する。この処理は、２次電流が流れているか否かを判断するための処理である。ここで、２次電流Ｉ２とは、１次コイル１２ａに通電される場合、２次コイル１２ｂからツェナーダイオード１８へと向かう方向へと定電圧用経路Ｌ３に流れる電流のことである。
【００３８】
ステップＳ１２において肯定判断された場合には、２次電流Ｉ２が検出されないと判断し、ステップＳ１４に進む。ステップＳ１４では、定電圧用経路Ｌ３にオープン故障が生じている旨判断する。そして、オープン故障が生じている旨をユーザに報知する報知処理を行う。ここで、報知処理は、具体的には例えば、警告灯を点灯させて報知したり、音によって報知したりする処理とすればよい。
【００３９】
なお、上記ステップＳ１０、Ｓ１２において否定判断された場合や、ステップＳ１４の処理が完了する場合には、この一連の処理を一旦終了する。
【００４０】
図４に、本実施形態にかかる故障判断処理の一例を示す。詳しくは、図４（ａ）は、点火信号ＩＧｔの推移を示し、図４（ｂ）は、１次電流Ｉ１の推移を示し、図４（ｃ）は、２次コイル１２ｂの誘起電圧Ｖ１の推移を示し、図４（ｄ）は、２次電圧Ｖ２の推移を示し、図４（ｅ）は、２次電流Ｉ２の推移を示し、図４（ｆ）は、放電電流Ｉｓの推移を示し、図４（ｇ）は、故障判断フラグＦの値の推移を示す。ここで、故障判断フラグＦは、点火信号ＩＧｔがオン点火信号とされる状況下、「１」によってオープン故障が生じていないことを示し、「０」によってオープン故障が生じていることを示す。なお、図中、バッテリ１４からスイッチング素子１６へと向かう方向に流れる１次電流Ｉ１を正と定義し、ツェナーダイオード１８をアノード側からカソード側へと向かう方向に流れる２次電流Ｉ２を正と定義し、接地電極１０ｂから中心電極１０ａへと向かう方向に流れる放電電流Ｉｓを正と定義する。
【００４１】
図中実線にて示すように、点火信号ＩＧｔがオフ点火信号からオン点火信号に切り替えられる時刻ｔ１において、１次電流Ｉ１の流通が開始されることで、２次コイル１２ｂに誘起電圧が生じる。これにより、２次コイル１２ｂからツェナーダイオード１８に向かう方向へと定電圧用経路Ｌ３に２次電流Ｉ２が流れることとなる。
【００４２】
その後、２次電流Ｉ２が閾値電流Ｉα以上になると判断される時刻ｔ２において、２次電流Ｉ２が検出された旨判断されることで故障判断フラグＦの値が「１」とされ、オープン故障が生じていない旨判断される。
【００４３】
その後、点火信号ＩＧｔがオフ点火信号に切り替えられ、２次電流Ｉ２が閾値電流Ｉα未満になると判断される時刻ｔ３において、故障判断フラグＦの値が「０」とされる。
【００４４】
なお、その後、点火プラグ１０のギャップの印加電圧がツェナーダイオード１８のブレークダウン電圧Ｖｚに維持される期間内の時刻ｔ４において、ギャップに放電火花が生じるとともに放電電流Ｉｓが流れる。ちなみに、図４（ｅ）では、２次電圧Ｖ２がブレークダウン電圧Ｖｚに維持される期間においてツェナーダイオード１８を流れる電流の表記を省略している。
【００４５】
これに対し、定電圧用経路Ｌ３のオープン故障が生じる場合には、図中破線にて示すように、点火信号ＩＧｔがオン点火信号とされる期間である時刻ｔ１〜ｔ３において、２次電流Ｉ２が検出されない。このため、故障判断フラグＦの値が「０」とされ、定電圧用経路Ｌ３にオープン故障が生じている旨判断されることとなる。
【００４６】
このように、本実施形態では、点火信号ＩＧｔがオン点火信号とされる期間において２次電流Ｉ２が検出されないと判断された場合、定電圧用経路Ｌ３のオープン故障が生じている旨判断した。そして、オープン故障が生じている旨判断された場合、その旨をユーザに報知する報知処理を行った。これにより、例えば、定電圧用経路Ｌ３のオープン故障の修理を極力速やかに行わせることができ、点火装置の信頼性の低下を好適に抑制できる。
【００４７】
（第２の実施形態）
以下、第２の実施形態について、先の第１の実施形態との相違点を中心に図面を参照しつつ説明する。
【００４８】
図５に、本実施形態にかかる点火装置の全体構成を示す。なお、図５において、先の図１に示した部材と同一の部材については、便宜上同一の符号を付している。また、図５では、ＥＣＵ２２の図示を省略している。
【００４９】
図示されるように、接続経路Ｌ２のうち定電圧用経路Ｌ３との接続点よりも２次コイル１２ｂ側には、制限素子としてのダイオード（ブロックダイオード２４）が備えられている。詳しくは、ブロックダイオード２４のアノードは、ツェナーダイオード１８のアノードに接続され、カソードは２次コイル１２ｂの一端に接続されている。
【００５０】
次に、本実施形態における特徴的構成であるブロックダイオード２４の役割について説明する。
【００５１】
ブロックダイオード２４は、２次コイル１２ｂに生じる誘起電圧の低下を抑制するための部材である。これにより、ギャップに放電火花が発生しない事態を回避したり、ギャップの印加電圧が上記ブレークダウン電圧Ｖｚを上回ろうとする場合、上記印加電圧が上記ブレークダウン電圧Ｖｚで維持される時間（以下、定電圧継続時間）が短縮されることを抑制したりする。本実施形態では、ブロックダイオード２４のブレークダウン電圧Ｖｌｉｍｉｔを、１次コイル１２ａに通電される場合におけるブロックダイオード２４のアノード及びカソード間の印加電圧の最大値Ｖｍａｘ（例えば２ｋＶ）よりも低い電圧であってかつ、１次コイル１２ａへの通電が遮断されるタイミングにおける上記アノード及びカソード間の印加電圧の最小値Ｖｍｉｎよりも高い電圧（例えば１ｋＶ）に設定する。ここで、上記最大値Ｖｍａｘは、具体的には例えば、１次コイル１２ａの巻き数Ｎ１に対する２次コイル１２ｂの巻き数Ｎ２「Ｎ２／Ｎ１」にバッテリ１４の端子電圧Ｖｂを乗算した値とされる。これにより、１次コイル１２ａに通電される場合において、ブロックダイオード２４のカソード及びアノード間の印加電圧がブレークダウン電圧Ｖｌｉｍｉｔ未満とされる期間における２次電流Ｉ２の流通を阻止する。以下、図６を用いて、ブロックダイオード２４の役割について詳述する。
【００５２】
図６は、本実施形態にかかる故障検出処理の一例である。詳しくは、図６（ａ）〜図６（ｆ）は、先の図４（ａ）〜図４（ｆ）に対応している。
【００５３】
まず、ブロックダイオード２４が備えられない場合について説明する。
【００５４】
図中破線にて示すように、点火信号ＩＧｔがオフ点火信号からオン点火信号に切り替えられる時刻ｔ１において、１次電流Ｉ１の流通が開始される。しかしながら、１次コイル１２ａに通電される状況下、２次コイル１２ｂからツェナーダイオード１８に向かう方向へと定電圧用経路Ｌ３に２次電流Ｉ２が流れることとなる。このため、１次電流Ｉ１が減少し、点火コイル１２に蓄えられる磁気エネルギが減少することとなる。そしてこれにより、点火信号ＩＧｔがオフ点火信号に切り替えられる時刻ｔ３において２次コイル１２ｂに生じる誘起電圧が低下し、ひいては点火プラグ１０の定電圧継続時間が短縮されることとなる。
【００５５】
次に、ブロックダイオード２４が備えられる場合について説明する。
【００５６】
図中実線にて示すように、点火信号ＩＧｔがオン点火信号とされる状況下、２次コイル１２ｂの誘起電圧Ｖ１は徐々に低下される。ここで、２次コイル１２ｂの誘起電圧Ｖ１がブロックダイオード２４のブレークダウン電圧Ｖｌｉｍｉｔを上回る時刻ｔ１〜ｔ２においては、定電圧用経路Ｌ３に２次電流Ｉ２が流れるものの、上記誘起電圧Ｖ１が上記ブレークダウン電圧Ｖｌｉｍｉｔ未満となる時刻ｔ２〜ｔ３においては、定電圧用経路Ｌ３における２次電流Ｉ２の流通が阻止される。これにより、点火コイル１２に蓄えられる磁気エネルギの減少が抑制され、点火プラグ１０の定電圧継続時間の短縮が抑制される。
【００５７】
図７は、点火信号ＩＧｔがオフ点火信号に切り替えられてから放電火花が生じるまでの期間における２次電圧Ｖ２の波形の計測結果である。詳しくは、図中、ブロックダイオード２４が備えられる場合における計測結果を「ＥＸＰ１」にて示し、ブロックダイオード２４が備えられない場合における計測結果を「ＥＸＰ２」にて示す。
【００５８】
図示されるように、ブロックダイオード２４が備えられる場合の点火プラグ１０の定電圧継続時間ＴＡは、ブロックダイオードが備えられない場合の定電圧継続時間ＴＢと比較して長くなっている。すなわち、ブロックダイオード２４によって点火コイル１２に蓄えられる磁気エネルギの減少が抑制されている。
【００５９】
このように、本実施形態では、定電圧用経路Ｌ３に上記態様にてブロックダイオード２４を備えた。このため、故障判断処理が行われる場合に、点火コイル１２に蓄えられる磁気エネルギの減少を抑制することができる。これにより、点火信号ＩＧｔがオフ点火信号に切り替えられる場合に２次コイル１２ｂに生じる誘起電圧の低下を抑制することができ、点火プラグ１０の定電圧継続時間の短縮を好適に抑制することができる。したがって、エンジンの失火を好適に回避することができる。
【００６０】
（第３の実施形態）
以下、第３の実施形態について、先の第１の実施形態との相違点を中心に図面を参照しつつ説明する。
【００６１】
図８に、本実施形態にかかる点火装置の全体構成を示す。なお、図８において、先の図１に示した部材と同一の部材については、便宜上同一の符号を付している。また、図８では、ＥＣＵ２２の図示を省略している。
【００６２】
図示されるように、２次コイル１２ｂの両端のうち一端は、低圧側経路Ｌ１ａを介してバッテリ１４の正極側（基準となる電位を有する部材に相当）に接続されている。そして、低圧側経路Ｌ１ａには、電流検出用の抵抗体２０ａが備えられている。
【００６３】
こうした構成において、１次コイル１２ａに通電される場合に抵抗体２０ａによって２次電流Ｉ２が検出されないと判断された場合、定電圧用経路Ｌ３にオープン故障が生じている旨判断する故障判断処理を行う。ちなみに、本実施形態では、１次コイル１２ａに通電される場合、２次コイル１２ｂの両端のうち中心電極１０ａ側の極性が正とされ、低圧側経路Ｌ１ａ側の極性が負とされる。
【００６４】
このように本実施形態では、図８に示した点火装置を採用する場合に故障判断処理を行うことによっても、上記第１の実施形態に示した効果と同様の効果を得ることができる。
【００６５】
（第４の実施形態）
以下、第４の実施形態について、先の第３の実施形態との相違点を中心に図面を参照しつつ説明する。
【００６６】
図９に、本実施形態にかかる点火装置の全体構成を示す。なお、図９において、先の図８に示した部材と同一の部材については、便宜上同一の符号を付している。
【００６７】
図示されるように、本実施形態では、低圧側経路Ｌ１ａの両端のうち２次コイル１２ｂ側と、接続経路Ｌ２とが定電圧用経路Ｌ３ａによって接続されている。定電圧用経路Ｌ３ａには、低圧側経路Ｌ１ａ側から順に、抵抗体２０ｂと、ツェナーダイオード２５とが備えられている。詳しくは、ツェナーダイオード２５のカソードは、抵抗体２０ｂの一端に接続され、アノードは接続経路Ｌ２側に接続されている。
【００６８】
こうした構成において、点火信号ＩＧｔがオン点火信号とされて１次コイル１２ａに通電される場合、点火コイル１２に磁気エネルギが蓄えられるとともに、２次コイル１２ｂ及び定電圧用経路Ｌ３ａを備える閉ループ回路を、２次コイル１２ｂの両端のうち極性が正となる側から定電圧用経路Ｌ３ａへと向かう方向に２次電流Ｉ２が流れることとなる。その後、点火信号ＩＧｔがオン点火信号からオフ点火信号に切り替えられる場合、２次コイル１２ｂの誘起電圧がツェナーダイオード２５のブレークダウン電圧Ｖｚを上回ろうとすると、上記誘起電圧がブレークダウン電圧Ｖｚで制限される。すなわち、ギャップの印加電圧がブレークダウン電圧Ｖｚに維持される。
【００６９】
次に、本実施形態にかかる故障判断処理について説明する。
【００７０】
１次コイル１２ａに通電される場合に抵抗体２０ｂによって２次電流Ｉ２が検出されないと判断された場合、定電圧用経路Ｌ３ａにオープン故障が生じている旨判断する。
【００７１】
このように本実施形態では、図９に示した点火装置を採用する場合に故障判断処理を行うことによっても、上記第３の実施形態に示した効果と同様の効果を得ることができる。
【００７２】
さらに、本実施形態では、定電圧用経路Ｌ３ａの一端を接地しない回路構成とした。このため、定電圧用経路を接続するための車両側の接地端子を省略できる等、点火装置を車両に実装する場合の自由度を高めることもできる。
【００７３】
（その他の実施形態）
なお、上記各実施形態は、以下のように変更して実施してもよい。
【００７４】
・上記第１の実施形態において、電流検出用の抵抗体の設置位置として以下のものを採用してもよい。例えば、図１０に示すように、低圧側経路Ｌ１に抵抗体２６が備えられる構成を採用してもよい。
【００７５】
・上記第２の実施形態において、ブロックダイオードの設置位置として以下のものを採用してもよい。
【００７６】
例えば、図１１（ａ）に示すように、定電圧用経路Ｌ３のうちツェナーダイオード１８及び抵抗体２０の間にブロックダイオード２８が備えられる構成を採用してもよい。この場合、定電圧用経路Ｌ３のオープン故障として、ブロックダイオード３０のオープン故障も含まれることとなる。また、例えば、図１１（ｂ）に示すように、低圧側経路Ｌ１にブロックダイオード３０が備えられる構成を採用してもよい。
【００７７】
・上記第３の実施形態において、電流検出用の抵抗体の設置位置として以下のものを採用してもよい。例えば、図１２（ａ）に示すように、定電圧用経路Ｌ３に抵抗体３２を備える構成を採用してもよい。
【００７８】
また、上記第３の実施形態において、ブロックダイオードの設置位置として以下のものを採用してもよい。例えば、図１２（ｂ）に示すように、接続経路Ｌ２のうち定電圧用経路Ｌ３との接続点よりも２次コイル１２ｂ側にブロックダイオード３４が備えられる構成を採用してもよい。また、例えば、図１２（ｃ）に示すように、低圧側経路Ｌ１ａにブロックダイオード３６が備えられる構成を採用してもよい。
【００７９】
・上記第４の実施形態において、定電圧用経路Ｌ３ａにブロックダイオードを備えてもよい。詳しくは、例えば、図１３（ａ）に示すように、定電圧用経路Ｌ３ａのうち抵抗体２０ｂとツェナーダイオード２５との間にブロックダイオード３８を備えてもよい。より具体的には、抵抗体２０ｂ側をアノードとし、ツェナーダイオード２５側をカソードとするようにブロックダイオード３８を備えればよい。また、例えば、図１３（ｂ）に示すように、定電圧用経路Ｌ３ａのうちツェナーダイオード２５よりも接続経路Ｌ２側にブロックダイオード４０を備えてもよい。
【００８０】
また、電流検出用の抵抗体の設置位置を、２次コイル１２及び定電圧用経路Ｌ３ａを備える閉ループ回路上であれば、上記第３の実施形態で示した設置位置以外の位置としてもよい。
【００８１】
・点火装置の回路構成としては、点火プラグの中心電極を負極としてかつ接地電極を正極とし、点火信号ＩＧｔがオフ点火信号に切り替えられる場合に接地電極から中心電極へと放電電流が流れるいわゆるマイナス放電が行われる構成に限らない。例えば、中心電極を正極としてかつ接地電極を負極とし、上記オフ点火信号に切り替えられる場合に中心電極から接地電極へと放電電流が流れるいわゆるプラス放電が行われる構成であってもよい。この場合、例えば、先の図５において、１次コイル１２ａに通電される場合、２次コイル１２ｂの両端のうち中心電極１０ａ側の極性が負とされ、低圧側経路Ｌ１側の極性が正とされるように２次コイル１２ｂが備えられることとなる。そして、１次コイル１２ａに通電される場合に、２次コイル１２ｂの両端のうち点火プラグ１０側から低圧側経路Ｌ１側へと向かう方向に電流が流れようとすることから、接続経路Ｌ２のうち定電圧用経路Ｌ３との接続点よりも２次コイル１２ｂ側において、２次コイル１２ｂ側をアノードとし、中心電極１０ａ側をカソードとするようにブロックダイオードを備えればよい。なお、この場合、定電圧用経路Ｌ３において、接地部位側をアノードとし、接続経路Ｌ２側をカソードとするようにツェナーダイオード１８が備えられることとなる。
【００８２】
・ツェナーダイオード１８のブレークダウン電圧Ｖｚの設定手法としては、上記各実施形態に例示したものに限らない。例えば、ブレークダウン電圧Ｖｚを上記耐圧上限値に設定してもよい。この場合、点火プラグ１０の放電電圧が耐圧上限値に到達するまでは、ツェナーダイオード１８による放電電圧の制限機能が使用されない。そして、上記制限機能が使用されるまでに上記オープン故障が生じるときには、放電電圧が耐圧上限値を超えることで、点火装置の信頼性が低下するおそれがある。このため、こうした構成においても、上記故障判断処理が有効である。
【００８３】
・電流検出用の抵抗体やブロックダイオードの設置数としては、１個に限らず、複数個であってもよい。
【００８４】
・電流検出手段としては、抵抗体に限らず、例えば、ホール素子を用いた電流センサであってもよい。
【００８５】
・スイッチング素子１６としては、ＭＯＳＦＥＴに限らず、例えばバイポーラトランジスタであってもよい。
【００８６】
・定電圧素子としては、上記各実施形態に例示したものに限らない。例えば、自身の端子間電圧が規定電圧となる場合にアバランシェ降伏が生じるアバランシェダイオードであってもよい。また、例えば、ツェナーダイオードやアバランシェダイオード以外の素子であってかつこれらと同様の機能を有する素子であってもよい。
【００８７】
・ブロックダイオードとしては、上記各実施形態に例示したものに限らず、例えばツェナーダイオードであってもよい。
【符号の説明】
【００８８】
１０…点火プラグ、１０ａ…中心電極、１０ｂ…接地電極、１２…点火コイル、１２ａ…１次コイル、１２ｂ…２次コイル、１８…ツェナーダイオード、２０…抵抗体、Ｌ１…低圧側経路、Ｌ２…接続経路、Ｌ３…定電圧用経路。
【図１】
0005794165.tif 000002
【図２】
0005794165.tif 000003
【図３】
0005794165.tif 000004
【図４】
0005794165.tif 000005
【図５】
0005794165.tif 000006
【図６】
0005794165.tif 000007
【図８】
0005794165.tif 000008
【図９】
0005794165.tif 000009
【図１０】
0005794165.tif 000010
【図１１】
0005794165.tif 000011
【図１２】
0005794165.tif 000012
【図１３】
0005794165.tif 000013
【図７】
0005794165.tif 000014