(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
内燃機関（４７）の燃焼室内の可燃混合気に点火するための放電を実行する点火プラグ（１２）と、
一次コイル（１７Ａ,１７Ｂ）及び二次コイル（１６Ａ,１６Ｂ）を具備し、前記二次コイルにより前記点火プラグに電圧を印加する第一点火コイル（１５Ａ）及び第二点火コイル（１５Ｂ）と、
所定の電圧を第一点火コイルが具備する前記一次コイルに印加する電圧印加手段（１１）と、
コンデンサ（２４）を具備し、前記電圧印加手段により供給される電圧を昇圧させて、前記昇圧させた電圧により前記コンデンサを充電する電圧昇圧手段（３１）と、
前記第一点火コイルが具備する前記一次コイルへ流れる一次電流の導通と切断を行う第一スイッチング素子（１３）と、
前記第二点火コイルが具備する前記一次コイルへ、前記コンデンサによる電圧の印加を行う第二スイッチング素子（２５）と、
前記第一スイッチング素子を制御することで、前記点火プラグにより前記放電を開始させる放電開始手段（２０）と、
前記放電開始手段によって前記点火プラグにより前記放電を開始させた後、前記放電を維持し続けられるように、前記第二スイッチング素子により前記コンデンサによる前記電圧の印加をさせる放電維持手段（２０、２６）と、
を備えることを特徴とする内燃機関用点火装置。
【請求項２】
前記第二スイッチング素子と前記第二点火コイルとの間にダイオード（２８）を介してアースに接続させた電流経路を備え、
前記放電開始手段により、前記第一スイッチング素子を制御し、前記第一点火コイルの前記一次コイルに流れる一次電流の導通を行わせ、導通継続後に前記一次電流を切断して前記点火プラグの放電を開始させ、その後に、前記放電維持手段により前記第二スイッチング素子を制御し、前記電圧昇圧手段により昇圧された電圧を印加させることで、前記点火プラグの電極間に前記第一スイッチング素子の制御により発生した放電電流と同一方向の放電電流を流させ、さらに前記電圧を切断させることで、前記電流経路を通じて前記アースから前記第二点火コイルの前記一次コイルへ電流を供給させる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。
【請求項３】
前記第二スイッチング素子により前記電圧を印加させるたびに、前回に前記第二スイッチング素子により前記電圧を印加させた時よりも、前記第二点火コイルの前記一次コイルに流れる前記一次電流を大きくさせることを特徴とする請求項１又請求項２に記載の内燃機関用点火装置。
【請求項４】
前記第二点火コイルの耐電圧は、前記第一点火コイルの耐電圧の１／３以下に設定されていることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の内燃機関用点火装置。
【請求項５】
前記第一点火コイルを円筒状の点火コイルとし、前記第二点火コイルを矩形状の点火コイルとし、
前記円筒状の点火コイルを前記内燃機関に形成されたプラグホール（４４）内に挿入させ、前記円筒状の点火コイルの上部に前記矩形状の点火コイルを配設させていることを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載の内燃機関用点火装置。
【請求項６】
前記第二点火コイルの二次コイル（１６Ｂ）の出力側は、前記第一点火コイルのセンタコア（１８）に接続され、前記センタコアの下端部がダイオード（１４Ｂ）を介して前記点火プラグに接続されていることを特徴とする請求項５に記載の内燃機関用点火装置。
【請求項７】
前記第二点火コイルの二次コイルに流れる二次電流の大きさを検出する二次電流検出手段（２９）を備え、
前記放電維持手段は、前記二次電流検出手段により検出された前記二次電流の大きさが第一閾値よりも大きくなった場合に、前記第二スイッチング素子により前記電圧を切断させ、前記二次電流検出手段により検出された前記二次電流の大きさが前記第一閾値よりも小さい第二閾値よりも小さくなった場合に、前記第二スイッチング素子により前記電圧を印加させることを特徴とする請求項１乃至６のいずれか１項に記載の内燃機関用点火装置。
【請求項８】
前記第二点火コイルの前記一次コイルに流れる前記一次電流の大きさを検出する一次電流検出手段（５１）を備え、
前記放電維持手段は、前記一次電流検出手段により検出された前記一次電流の大きさを監視し、前記第二スイッチング素子による前記電圧の印加を開始してから前記一次電流が第一所定量だけ大きくなった場合に、前記第二スイッチング素子により前記電圧を切断させ、前記第二スイッチング素子による前記電圧の切断を開始してから前記一次電流が第二所定量だけ小さくなった場合に、前記第二スイッチング素子により前記電圧を印加させることを特徴とする請求項１乃至６のいずれか１項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】
本発明は内燃機関に用いられる点火装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
内燃機関の点火装置としては、点火栓のくすぶりに対して良好な着火性能を得るためには、二次電圧が急峻に立ち上がる特性が要求され、一方、リーンバーンや通常の燃焼を良好に維持するためには放電時間が長い特性が要求される。しかし、二次電圧を急峻に立ち上げるためには点火コイルの二次巻線数を小さくするなどして短時間にエネルギを放出させるため、放電時間は短くなるので、これら両特性の要求は相反している。そこで、複数の点火コイルを用いて個々の特性を合成して多重放電とすることにより、前記２つの要求を同時に満たすことが可能となる。
【０００３】
前記二つの要求を満たす構成として、点火栓とロッカカバーとの間に円筒状の点火コイル（スティックコイル）を設置するとともに、スティックコイルの上端部に連結させてロッカカバー上に矩形状の点火コイルを配置させたものがある（特許文献１参照）。特許文献１に記載のものでは、二つの点火コイルをコンパクトに配置し、多重放電特性を有する点火装置を小型化することができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０００−１９９４７０
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかし、特許文献１に記載のものでは、点火プラグの放電を開始可能な程度に大きな電圧を両点火コイルに印加させているため、両方の点火コイルの耐電圧を大きいものとしなければならない。そして、点火コイルの耐電圧を大きくするには、点火コイルが具備している一次コイル及びアース体と二次コイルとの絶縁距離を大きくせねばならず、点火コイルの大型化に繋がる。
【０００６】
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、その主たる目的は、２つの点火コイルを備える点火装置において、少なくとも一つの点火コイルの耐電圧が低く構成されても、点火プラグによる連続放電を実行可能と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】
【０００７】
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。
【０００８】
本発明は、内燃機関用点火装置であって、内燃機関の燃焼室内の可燃混合気に点火するための放電を実行する点火プラグと、一次コイル及び二次コイルを具備し、前記二次コイルにより前記点火プラグに電圧を印加する第一点火コイル及び第二点火コイルと、所定の電圧を第一点火コイルが具備する前記一次コイルに印加する電圧印加手段と、前記電圧印加手段により供給される電圧を昇圧させる電圧昇圧手段と、前記第一点火コイルが具備する前記一次コイルへ流れる一次電流の導通と切断を行う第一スイッチング素子と、前記第二点火コイルが具備する前記一次コイルへ、前記電圧昇圧手段により昇圧された電圧の印加と切断を行う第二スイッチング素子と、前記第一スイッチング素子を制御することで、前記点火プラグにより前記放電を開始させる放電開始手段と、前記放電開始手段によって前記点火プラグにより前記放電を開始させた後、前記放電を維持し続けられるように前記第二スイッチング素子による前記電圧の印加と切断とを繰り返させる放電維持手段と、を備えることを特徴とする。
【０００９】
上記構成によれば、第一点火コイルと第二点火コイルとは共に一次コイルと二次コイルを具備している。そのうち第一点火コイルが具備している一次コイルは、電圧印加手段により所定の電圧が印加される。一次コイルへ流れる一次電流は、放電開始手段が第一スイッチング素子を制御することにより、その電流の導通と切断を行い、点火プラグの放電を開始させる。
【００１０】
この内燃機関用点火装置には、さらに第二スイッチング素子が設けられている。放電開始手段により、点火プラグが放電を開始して以後、放電維持手段により第二スイッチング素子を制御し、電圧昇圧手段により昇圧された電圧を印加させることで、点火プラグの放電を維持させる。更に昇圧された電圧の印加と切断を制御することにより、放電電流を増加又は減少させ、あるいは一定に保つなど最適な放電電流に制御することが出来る。この構成により、点火プラグが放電を開始して以後は、その放電を維持するための電圧は１０ｋＶ以下と小さくて済むため、第二点火コイルの耐電圧設計を小さくすることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】内燃機関用点火装置の電気的構成を示す回路図である（第１の実施形態）。
【図２】内燃機関用点火コイル装置の断面図。
【図３】放電信号、一次電流、及び二次電流を示したタイミングチャートである（第１の実施形態）。
【図４】内燃機関用点火装置の電気的構成を示す回路図である（第２の実施形態）。
【図５】放電信号、一次電流、及び二次電流を示したタイミングチャートである（第２の実施形態）。
【図６】内燃機関用点火コイル装置の断面図（変更例）。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
（第１の実施形態）
以下、実施の形態を示す図面に基づいて本発明を詳細に説明する。図１は、内燃機関用点火装置の一実施形態を示したもので、本実施形態の電気回路の構成を示している。この電気回路は、点火プラグ１２、パワートランジスタ１３（第一スイッチング素子に該当）、第一点火コイル１５Ａ、第二点火コイル１５Ｂ、昇圧回路３１（電圧昇圧手段に該当）、ＭＯＳＦＥＴ２５（第二スイッチング素子に該当）、およびダイオード１４,２３,２７,２８、ＥＣＵ２０（放電開始手段,放電維持手段に該当）等を備えている。
【００１３】
ここで、ＥＣＵ２０は、エンジンの運転状態や制御状態を示すパラメータ（暖機状態、エンジン回転速度、エンジン負荷、希薄燃焼の有無、旋回流の程度等）を検出する各種センサから信号が入力される。また、ＥＣＵ２０は、入力された信号を処理する入力回路、入力された信号に基づき、エンジン制御に関する制御処理や演算処理を行うＣＰＵ、エンジン制御に必要なデータやプログラム等を記憶する。そしてその記憶を保持する各種のメモリ、ＣＰＵの処理結果に基づき、エンジン制御に必要な信号を出力する出力回路等を備えて構成される。そして、ＥＣＵ２０は、各種センサから取得したエンジンパラメータに応じた放電開始信号ＩＧｔおよび放電継続信号ＩＧｗを生成して出力する。
【００１４】
第一点火コイル１５Ａ及び第二点火コイル１５Ｂは、それぞれが具備している一次コイル１７Ａ,１７Ｂを流れる一次電流Ｉ１１,Ｉ１２の増減に応じて、電磁誘導により二次コイル１６Ａ,１６Ｂに二次電流Ｉ２を発生させ、点火プラグ１２の放電を実行させる周知構造である。一次コイル１７Ａ,１７Ｂは、両方とも、第一端がバッテリ（電圧印加手段に該当）１１の出力電極に接続され、第二端が各種電子素子等を介してアースに接続されている。この構成により、バッテリ１１から供給される電圧を一次コイル１７Ａに印加させることが可能となる。また、二次コイル１６Ａ,１６Ｂは、両方とも第一端がダイオード１４を介して点火プラグ１２の中心電極に接続され、第二端がアースに接続されている。
【００１５】
パワートランジスタ１３のエミッタ端子はアースに接続され、コレクタ端子は、一次コイル１７Ａの第二端に接続されている。このパワートランジスタ１３は、バッテリ１１から一次コイル１７Ａへ流れる一次電流Ｉ１１の導通と切断とをするものである。そしてこの導通と切断とは、パワートランジスタ１３のベース端子と接続されているＥＣＵ２０から送信される放電開始信号ＩＧｔにより制御される。つまり放電開始信号ＩＧｔは、パワートランジスタ１３のオンオフ動作を制御するものであり、より具体的には、一次コイル１７Ａに磁気エネルギーを蓄えさせる期間を指令する信号である。なお、パワートランジスタ１３は、ＩＧＢＴ、ＭＯＳ型トランジスタ、サイリスタ等でも代用可能である。
【００１６】
そして、ＥＣＵ２０から放電開始信号ＩＧｔが与えられ、パワートランジスタ１３がオン動作をすることで、一次コイル１７Ａにバッテリ１１の電圧が印加されて一次電流Ｉ１１が通電され、一次コイル１７Ａに磁気エネルギーが蓄えられる。その後、パワートランジスタ１３の切断により、電磁誘導によって、一次コイル１７Ａに蓄えられた磁気エネルギーが電気エネルギーに変換される。その結果、二次コイル１６Ａに高電圧が発生するとともに点火プラグ１２の電極間に高電圧が印加され、放電が生じる。
【００１７】
昇圧回路３１は、バッテリ１１の電圧を昇圧し、電気エネルギーとしてコンデンサ２４に蓄えるものであり、ＥＣＵ２０から放電開始信号ＩＧｔが与えられる期間において、バッテリ１１の電圧を昇圧して蓄える。また、昇圧回路３１は、コンデンサ２４以外に、チョークコイル３０、ＭＯＳＦＥＴ２２、第一制御回路２１、およびダイオード２３により構成される。
【００１８】
ここで、チョークコイル３０は第一端がバッテリ１１のプラス電極に接続され、ＭＯＳＦＥＴ２２によりチョークコイル３０の通電状態が断続される。また、第一制御回路２１は、ＭＯＳＦＥＴ２２に制御信号を与えて、ＭＯＳＦＥＴ２２をオンオフさせるものである。このＭＯＳＦＥＴ２２のオンオフ動作により、チョークコイル３０で蓄えた磁気エネルギーはコンデンサ２４に電気エネルギーとして充電される。
【００１９】
なお、第一制御回路２１は、ＥＣＵ２０から放電開始信号ＩＧｔが与えられる期間において、ＭＯＳＦＥＴ２２を繰り返してオンオフするように設けられている。
【００２０】
また、ダイオード２３は、コンデンサ２４に蓄えた電気エネルギーがチョークコイル３０側へ逆流するのを防ぐものである。
【００２１】
ＭＯＳＦＥＴ２５はオンオフ動作により、一次コイル１７Ａへのコンデンサ２４に蓄えられた電圧の印加と切断を行う。このとき、ＭＯＳＦＥＴ２５はオン動作を行う事で、コンデンサ２４に蓄えられた電気エネルギーを一次コイル１７Ｂに投入する。そして点火プラグ１２の電極間に、パワートランジスタ１３のオンオフにより発生した放電と同一方向の電流を重畳加算し、放電開始に続けて放電を継続させる。より具体的には、ＭＯＳＦＥＴ２５は、第二制御回路２６から与えられる制御信号によりオンオフされるものである。
【００２２】
第二制御回路２６は、ＥＣＵ２０から放電継続信号ＩＧｗが与えられる期間において、制御信号のハイ／ローを繰り返し切り替えて出力するものである。ここで、放電継続信号ＩＧｗは、放電を継続する期間を指令する信号である。より具体的には、第二制御回路２６によりＭＯＳＦＥＴ２５にオンオフを繰り返させて、昇圧回路３１から一次コイル１７Ｂへと印加される電圧の継続期間を指令する信号である。
【００２３】
そして、ＭＯＳＦＥＴ２５は、ＥＣＵ２０から放電継続信号ＩＧｗが与えられる間、オンオフを繰り返して昇圧回路３１の電気エネルギーを一次コイル１７Ｂに逐次投入し、これにより、放電が継続される。なお、ＭＯＳＦＥＴ２５は、パワートランジスタ、サイリスタ等で代用可能である。
【００２４】
ダイオード１４Ａ,１４Ｂは、それぞれ、点火プラグ１２の中心電極と二次コイル１６Ａ、１６Ｂとの間に設けられ、放電開始とその後の放電継続時とで二次電流の方向を同一の方向にして限定する。具体的には、ダイオード１４Ａ,１４Ｂは、パワートランジスタ１３のオンオフにより二次コイル１６Ａに流れる二次電流と、ＭＯＳＦＥＴ２５のオンオフにより二次コイル１６Ｂに流れる二次電流が同一の方向となるように設けられる。
【００２５】
また、ダイオード２７は、ＭＯＳＦＥＴ２５のソース側に設けられ、一次コイル１７Ｂから昇圧回路３１への電流の逆流を阻止するものである。
【００２６】
さらに、ダイオード２７と第二点火コイル１５Ｂの間に、分岐してアースに接続された電流経路が設けられている。その経路にはダイオード２８が設置されており、ダイオード２８のカソード側は、二次コイル１６Ｂの第二端側に接続され、ダイオード２８のアノード側はアースに接続されている。そのため、ＭＯＳＦＥＴ２５をオンからオフに切り替えたときに還流ダイオードとして動作する。つまり、ダイオード２８は、ＭＯＳＦＥＴ２５のオフ時に一次コイル１７Ｂにおいて発生する起電力による電流を、一次コイル１７Ｂ→バッテリ１１→アース→ダイオード２８→一次コイル１７Ｂの経路で還流させる。
【００２７】
このとき、二次コイル１６Ｂの第一端とアースとの間に抵抗を設け、電流検出回路２９（二次電流検出手段に該当）を接続させている。
【００２８】
以下、図２にプラグホール４４の内部に点火プラグ１２を装着した内燃機関４７に適用する内燃機関用点火装置４０を例示し、その構成を説明する。この構成において、第一点火コイル１５Ａは円筒状の点火コイル（スティックコイル）として形成され、第二点火コイル１５Ｂは矩形状の点火コイル（矩形コイル）として形成されている。
【００２９】
プラグホール４４は、内燃機関４７（より正確にはシリンダヘッドやヘッドカバー）の外表面に設けた収容凹部４６の底面から燃焼室に向けて延在した深い穴状部分である。このプラグホール４４に第一点火コイル１５Ａを挿入させ、その上部に第二点火コイル１５Ｂを配設させている。ここで、第二点火コイル１５Ｂの耐電圧は、第一点火コイル１５Ａの耐電圧の１／３に設定されている。
【００３０】
第一点火コイル１５Ａは、中心側から外側にセンタコア１８と、二次コイル１６Ａと、一次コイル１７Ａと、外装鉄心１９Ａとを備えて構成される。
【００３１】
第二点火コイル１５Ｂは、内側から外側へ一次コイル１７Ｂと、二次コイル１６Ｂと、上下に積層した鉄心１９Ｂとが装着される。
【００３２】
ここで、第一点火コイル１５Ａと第二点火コイル１５Ｂは、第二点火コイル１５Ｂの二次側から伸びた配線４５が第一点火コイル１５Ａのセンタコア１８に接触している。そして、センタコア１８の下端部は、過早着火防止用のダイオード１４Ｂを介して、点火プラグ１２の電極に接続される。一方で、第一点火コイル１５Ａの二次コイル１６Ａもまた、ダイオード１４Ａを介して、点火プラグ１２の電極に接続される。
【００３３】
両ダイオード１４のアノード側は、それぞれキャップ状の高圧端子４３に接続され、高圧端子４３の下端部にスプリング端子４２の上端部が嵌挿して固定される。そして、第一点火コイル１５Ａの下端部と連結して、高圧端子４３及びスプリング端子４２の外側に配設された円筒状の緩衝部材４１に、点火プラグ１２の陽極と接続されるスプリング端子４２の上端部が圧入される。このときスプリング端子４２の上端部は、スプリング端子４２を押し縮めることにより、高圧端子４３及びダイオード１４を介して、第一点火コイル１５Ａ及び第二点火コイル１５Ｂの各二次コイル１６Ａ，１６Ｂと電気的に接続される。円筒状の緩衝部材４１は、ゴム材等からなる。
【００３４】
次に、図３を参照して本内燃機関用点火装置１０の動作を説明する。
【００３５】
なお、図３において、「ＩＧｔ」は放電開始信号ＩＧｔの入力状態をハイ／ローで表すものであり、「ＩＧｗ」は放電継続信号ＩＧｗの入力状態をハイ／ローで表すものである。また、「投入スイッチ」は、ＭＯＳＦＥＴ２５のオンオフを表し、「Ｉ１１」、「Ｉ１２」はそれぞれ一次コイル１７Ａ、１７Ｂに流れる一次電流の値、「Ｉ２」は二次電流の値を表す。
【００３６】
放電開始信号ＩＧｔがローからハイへ切り替わると（時間ｔ０１参照）、放電開始信号ＩＧｔがハイの期間において、パワートランジスタ１３がオン状態を維持して、一次コイル１７Ａに一次電流Ｉ１１を流し磁気エネルギーが蓄えられる。また、昇圧回路３１に電気エネルギーが蓄えられる。
【００３７】
やがて、放電開始信号ＩＧｔがハイからローへ切り替わると、パワートランジスタ１３がオフされ、一次コイル１７Ａの通電状態が切断される（時間ｔ０２参照）。これにより、一次コイル１７Ａに蓄えられた磁気エネルギーが電気エネルギーに変換されて、二次コイル１６Ａに高電圧を発生させ、点火プラグ１２において放電が開始される。なお、一次電流Ｉ１１を切断することにより誘起する二次電流Ｉ２は、バッテリ１１のプラス電極から流れる電流に対して負の値となる。よって、図４の二次電流Ｉ２のグラフにおいて、負の方向を二次電流Ｉ２の増大方向としている。
【００３８】
点火プラグ１２において放電が開始された後、電流検出回路２９により検出された二次電流Ｉ２は略三角波形状に減衰する。そして、放電継続信号ＩＧｗがローからハイへ切り替わるとＭＯＳＦＥＴ２５のオンオフ動作が開始される（時間ｔ０３参照）。なお、二次電流Ｉ２が予め定められた所定の第二閾値よりも小さくなった場合に、放電継続信号ＩＧｗがローからハイへ切り替わる。このとき、第二閾値は、放電を維持するために必要な電流値として定めた限界電流値γより大きな値として設けられる。
【００３９】
放電継続信号ＩＧｗがローからハイへ切り替わると、放電継続信号ＩＧｗがハイの期間中、第二制御回路２６によりＭＯＳＦＥＴ２５はオン動作とオフ動作を交互に実行される。このため、昇圧回路３１に蓄えられていた電気エネルギーが、一次コイル１７Ｂに順次投入され、一次コイル１７Ｂからバッテリ１１のプラス電極に向かって一次電流Ｉ１２が流れる。より具体的には、ＭＯＳＦＥＴ２５がオンされる毎に、二次電流Ｉ２の減少を補うために一次電流Ｉ１２が一次コイル１７Ｂに追加される。その結果、前回にＭＯＳＦＥＴ２５により電圧を印加させた時よりも、一次電流Ｉ１２はマイナス側に大きくなることが繰り返される（時間ｔ０３〜ｔ０４参照）。そして、一次電流Ｉ１２が増大する期間において、二次電流Ｉ２が増大する。なお、図３では、放電開始時の二次電流I２の大きさが、限界電流値γよりも大きくなっているが、放電を開始することが出来ればそれ以下となっていてもよい。
【００４０】
そして、一次電流Ｉ１２が全体的な傾向として大きくなることにより、二次電流Ｉ２は所定範囲内に維持される。二次電流Ｉ２が第一閾値より大きくなった際には、ＭＯＳＦＥＴ２５が第二制御回路２６によりオフ動作を実行される。このため一次電流Ｉ１２の増大が停止される。このとき、第一閾値は、第二閾値より大きな値として設定されている。
【００４１】
このように第二制御回路２６によりＭＯＳＦＥＴ２５のオンオフ動作を制御し、この制御を繰り返し行う事で放電は継続される。
【００４２】
上記構成により、本実施形態に係る内燃機関用点火装置１０は、以下の効果を奏する。
【００４３】
・この内燃機関用点火装置１０には、ＭＯＳＦＥＴ２５が設けられている。点火プラグ１２が放電を開始して以後、その放電を維持し続けられるように第二制御回路２６によりＭＯＳＦＥＴ２５をオンオフ制御する。放電開始させるには３０ｋV以上の高電圧が必要だが、一旦放電が開始されると点火プラグ１２の電極間で起こる放電維持電圧は１０ｋV以下に低下する。従ってこの構成により、点火プラグ１２が放電を開始して以後の放電維持に必要な電圧は低くてすむため、第二点火コイル１５Ｂの耐電圧設計値を低くすることが可能となる。
【００４４】
・ＥＣＵ２０によりパワートランジスタ１３を制御し、第一点火コイル１５Ａの一次コイル１７Ａに流れる一次電流Ｉ１１の導通を行わせる。そして導通継続後に一次電流Ｉ１１を切断することで、点火プラグ１２により放電を開始させる。以降は、ＭＯＳＦＥＴ２５により、昇圧回路３１により昇圧された電圧を印加させることで、点火プラグ１２の電極間にパワートランジスタ１３の制御により発生した放電電流と同一方向の放電電流を流させることが可能となる。さらに、ＭＯＳＦＥＴ２５と第二点火コイル１５Ｂとの間にダイオード２８を介してアースに接続させた電流経路を設けることで、ＭＯＳＦＥＴ２５により昇圧回路３１から第二点火コイル１５Ｂに印加される電圧を切断させることで、アースから第二点火コイル１５Ｂが供給される。この構成により、一次電流Ｉ１２の極端な減少、ひいては二次電流Ｉ２の減少を抑制する事が可能となる。
【００４５】
・ＭＯＳＦＥＴ２５により電圧を印加させるたびに、前回にＭＯＳＦＥＴ２５により電圧を印加させた時よりも、オン時間を長くしたり、オフ時間を短くしたりすることで第二点火コイル１５Ｂの一次コイル１７Ｂに流れる一次電流Ｉ１２を大きくさせる。このため、この一次電流Ｉ１２に対応した大きさの電圧を二次コイル１６Ｂに発生させることができ、二次電流Ｉ２の減少を抑制することが可能となる。
【００４６】
・ＥＣＵ２０により、点火プラグ１２が放電を開始して以後、第二制御回路２６を介してＭＯＳＦＥＴ２５を制御することで、昇圧回路３１により昇圧された電圧の印加と切断を繰り返させ、点火プラグ１２の放電を維持する。この構成により、点火プラグ１２が放電を開始して以後は、その放電を維持するための電圧は小さくて済むため、第二点火コイル１５Ｂの耐電圧設計を小さくすることが可能となる。
【００４７】
具体的には放電を開始するため第一点火コイル１５Ａの耐電圧は３０ｋＶ以上であるが、放電開始後に動作する第二点火コイル１５Ｂの耐電圧は１０ｋＶを満足していればよい。よって、第二点火コイル１５Ｂの耐電圧は第一点火コイル１５Ａの耐電圧の１／３に設定されている。このため、第二点火コイル１５Ｂが具備する一次コイル１７Ｂと二次コイル１６Ｂ及びアース体と二次コイルとの絶縁距離を小さくすることが可能となり、第二点火コイル１５Ｂの体格を小さくすることが出来る。
【００４８】
・第一点火コイル１５Ａを内燃機関４７に形成されたプラグホール４４内に挿入させ、第一点火コイル１５Ａの上部に第二点火コイル１５Ｂを配設させている。この構成により、二つの点火コイル１５Ａ,１５Ｂをコンパクトに収納することが可能となる。
【００４９】
・第二点火コイル１５Ｂが具備する二次コイル１６Ｂの出力側は、第一点火コイル１５Ａが具備するセンタコア１８に接続されている。そして、センタコア１８の下端部がダイオード１４Ｂを介して点火プラグ１２に接続されている。この構成により、点火プラグ１２まで配線を延ばす必要がなくなり、構造の簡便化を図ることが可能となる。
【００５０】
・ＥＣＵ２０により、電流検出回路２９により検出された二次電流Ｉ２が第一閾値より大きくなった場合に、ＭＯＳＦＥＴ２５により一次電流Ｉ１２を切断させる。一方で、電流検出回路２９により検出された二次電流Ｉ２が第二閾値より小さくなった場合に、ＭＯＳＦＥＴ２５により一次電流Ｉ１２を導通させる。この構成により、第二点火コイル１５Ｂの二次コイル１６Ｂに流れる二次電流Ｉ２を、第一閾値と第二閾値の間に収めることが可能となる。さらに、二次電流Ｉ２が予期せぬ変化を起こしても、ＭＯＳＦＥＴ２５を制御することで、二次電流Ｉ２を所望の領域に収めることが出来る。
【００５１】
（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。
【００５２】
第１の実施形態では、二次コイル１６Ｂの第一端とアースの間に抵抗を設けて電流検出回路２９を接続させていた。本実施形態では、図４に示されているようにアースとパワートランジスタ１３の間に抵抗を設けて電流検出回路５１（一次電流検出手段に該当）を接続させている。また、アースとバッテリ１１の間に抵抗を設けて電流検出回路５１を接続させている。
【００５３】
図５を参照して本内燃機関用点火装置５０の動作を説明する。
【００５４】
放電開始信号ＩＧｔがローからハイへ切り替わり（時間ｔ０１参照）、放電開始信号ＩＧｔがハイの期間中に、パワートランジスタ１３のオン状態を維持させる。これにより、一次コイル１７Ａに一次電流Ｉ１１が流れて磁気エネルギーが蓄えられる。また、昇圧回路３１に電気エネルギーが蓄えられる。
【００５５】
一次コイル１７Ａに一次電流Ｉ１１を流し始めてから第一所定時間が経過すると、放電開始信号ＩＧｔがハイからローへ切り替わる。それにより、パワートランジスタ１３がオフされ、一次コイル１７Ａの通電状態が切断される（時間ｔ０２参照）。これにより、一次コイル１７Ａに蓄えられた磁気エネルギーが電気エネルギーに変換されて、二次コイル１６Ａに高電圧を発生させ、点火プラグ１２において放電が開始される。このとき、第一所定時間は、一次電流Ｉ１１が点火プラグ１２に放電を開始させる程度に大きく、且つパワートランジスタ１３を損傷させるおそれがない値にまで上昇する時間として設定される。
【００５６】
点火プラグ１２の放電が開始してから第二所定時間の経過後にＥＣＵ２０により送信される放電継続信号ＩＧｗがローからハイへ切り替わる（時間ｔ０３参照）。これにより、放電継続信号ＩＧｗを受信した第二制御回路２６によりＭＯＳＦＥＴ２５がオン動作を実行し、一次コイル１７Ｂに一次電流Ｉ１２が流される。このとき、第二制御回路２６は、電流検出回路５１により検出された一次電流Ｉ１２の大きさを監視している。ＭＯＳＦＥＴ２５をオン（電圧の印加を開始）してから一次電流Ｉ１２の大きさが第一所定量だけ大きくなったら、第二制御回路２６によりＭＯＳＦＥＴ２５をオフにさせ、電圧を切断させる。そして、ＭＯＳＦＥＴ２５をオフ（電圧の切断を開始）してから一次電流Ｉ１２が第二所定量だけ小さくなったら、再度ＭＯＳＦＥＴ２５をオンにさせ、電圧を再度印加させる。この第二制御回路２６により制御を繰り返し行うことで、点火プラグ１２の放電は継続される（時間ｔ０３〜ｔ０４参照）。このとき、第一所定量と第二所定量は二次電流Ｉ２の極端な増大、減少を抑制するための値であり、具体的には第一所定量は第二所定量よりも大きく設定されている。
【００５７】
上記構成により、本実施形態に係る内燃機関用点火装置５０は、以下の効果を奏する。
【００５８】
・アースとパワートランジスタ１３の間に抵抗を設けて電流検出回路５１を接続させている。また、アースとバッテリ１１の間に抵抗を設けて電流検出回路５１を接続させている。この構成により、一次電流Ｉ１１と一次電流Ｉ１２の監視をすることができ、両者の一次電流Ｉ１１,Ｉ１２を精密に制御することが可能となる。
【００５９】
・第二点火コイル１５Ｂが具備している一次コイル１７Ｂに流れる一次電流Ｉ１２を検出する電流検出回路５１を備えている。第二制御回路２６は、この電流検出回路５１により検出された一次電流Ｉ１２の大きさを常時監視することが出来る。第二制御回路２６は、電流検出回路５１により検出された一次電流Ｉ１２が、一次コイル１７Ｂへ電圧の印加を開始してから第一所定量だけ大きくなった場合に、ＭＯＳＦＥＴ２５により一次電流Ｉ１２を切断させる。そして、一次コイル１７Ｂへの電圧の切断を開始してから一次電流Ｉ１２が第二所定量だけ小さくなった場合に、ＭＯＳＦＥＴ２５により一次電流Ｉ１２を再度導通させる。この制御を繰り返すことで、第二点火コイル１５Ｂの二次コイル１６Ｂに流れる二次電流Ｉ２の極端な増大、減少を抑制することが出来る。
【００６０】
なお、上記実施形態を、以下のように変更して実施してもよい。
【００６１】
・図４において、アースとバッテリ１１の間に抵抗を設けて電流検出回路５１を接続させていたが、一次電流Ｉ１２の電流検出方法はこれ以外の方法でもよい。例えばダイオード２８とアースの間に抵抗を設けて電流検出回路５１を接続させてもよい。又は、コンデンサ２４とアースの間に抵抗を設けて電流検出回路５１を接続させてもよい。
【００６２】
上記各実施形態について、以下のように変更して実施してもよい。
【００６３】
・上記各実施形態では、第二点火コイル１５Ｂの二次側から伸びた配線４５が第一点火コイル１５Ａのセンタコア１８に接触させている。そして、センタコア１８の下端部は、過早着火防止用のダイオード１４Ａを介して、点火プラグ１２の電極に接続される。このことについて、図６に記載されているように、第二点火コイル１５Ｂの二次側から延びる配線４５が、ケース４８と外装鉄心１９Ａとの間に設けられた配線６１と接続するようにしても良い。この配線６１は、ダイオード１４Ｂを介して、点火プラグ１２に接続される。
【００６４】
・上記第１の実施形態では、二次電流Ｉ２を限界電流値γよりも大きい状態で一定期間維持させるために、二次電流Ｉ２に二つの閾値を設けその範囲に収める制御を行なった。第２の実施形態では、一次電流Ｉ１２を監視し、一次電流Ｉ１２が予め定めていた所定値だけ増大、減少した場合にＭＯＳＦＥＴ２５のオンオフ動作を行い、二次電流Ｉ２の極端な増大又は減少を抑制するフィードバック制御を行なった。このことについて、予め設定した時間（所定の周期）によりパワートランジスタ１３やＭＯＳＦＥＴ２５のオンオフ動作を制御してもよい。こうすることで、電流検出回路２９，５１を不要とし、点火装置の簡略化を図ることが出来る。また、このとき、点火プラグ１２の放電維持を行う際に、ＭＯＳＦＥＴ２５をオンする時間はオフする時間よりも長く設定されている。これにより、ＭＯＳＦＥＴ２５をオフした際に生じる一次電流Ｉ１２の減少分を、ＭＯＳＦＥＴ２５をオンした期間中に増加させることができ、結果的に二次電流Ｉ２の減少を抑制する事が可能となる。
【００６５】
・上記各実施形態では、第一点火コイル１５Ａはスティックコイル、第二点火コイル１５Ｂは矩形コイルと定めたが、形状はこれらに限らない。第一点火コイル１５Ａを矩形コイルとし、第二点火コイル１５Ｂをスティックコイルとしてもよい。他にも、矩形コイル二つをそれぞれ、第一点火コイル１５Ａ,第二点火コイル１５Ｂに適用してもよいし、スティックコイル二つをそれぞれ第一点火コイル１５Ａ,第二点火コイル１５Ｂに適用してもよい。これらの場合であっても、点火プラグ１２が放電を開始して以後に、その放電を維持するための電圧が印加される点火コイルの耐電圧を小さく設計することができる。
【００６６】
・上記各実施形態では、第二点火コイル１５Ｂの耐電圧は第一点火コイル１５Ａの耐電圧の１／３と設定しているが、それに限らない。点火プラグ１２の放電を維持できるなら、第二点火コイル１５Ｂの耐電圧は第一点火コイル１５Ａの１／３以下であってもよいし、それ以上であってもよい。
【符号の説明】
【００６７】
１１…バッテリ、１３…パワートランジスタ、１５Ａ…スティックコイル、１５Ｂ…矩形コイル、２０…ＥＣＵ、２５…ＭＯＳＦＥＴ、３１…昇圧回路、４７…内燃機関。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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