(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
１次コイル（２ａ）と２次コイル（２ｂ）を有する点火コイル（２）と、
前記２次コイルに生じた高電圧により火花放電を行う点火プラグ（１）と、
前記１次コイルのプラス側からマイナス側へ向けて１次電流（ｉ１）を流し、この１次電流（ｉ１）の切断により前記２次コイルに高電圧を生じさせる主点火回路（４）と、
この主点火回路の作動によって生じた火花放電中に前記１次コイルのマイナス側からプラス側へ向けて電気エネルギを投入することで前記主点火回路の作動によって生じた火花放電を継続させるエネルギ投入回路（５）と、
このエネルギ投入回路の作動時に前記１次コイルのプラス側をアース接地へ切り替える切替手段（１４、１５）と、
前記エネルギ投入回路の作動時に、前記２次コイルに流れる電流を監視するとともに、前記２次コイルに流れる電流が目標範囲を維持するように、前記エネルギ投入回路に、前記１次コイルのマイナス側からプラス側へ向けて電気エネルギーを逐次投入させる２次電流制御手段（１３）とを備える内燃機関用点火装置。
【請求項２】
請求項１に記載の内燃機関用点火装置において、
この内燃機関用点火装置は、
前記１次コイルのプラス側へバッテリ電圧の供給を行うバッテリ電圧ライン（α）と、
前記１次コイルのプラス側をアース接地させるアース接地ライン（δ）とを備えるものであり、
前記切替手段は、
前記１次コイルのプラス側を、前記バッテリ電圧ラインまたは前記アース接地ラインの一方へ切り替える切替スイッチ手段（１４）と、
この切替スイッチ手段を制御して、前記エネルギ投入回路の作動時に前記１次コイルのプラス側をアース接地へ切り替える切替制御手段（１５）とを具備することを特徴とする内燃機関用点火装置。
【請求項３】
請求項２に記載の内燃機関用点火装置において、
前記切替スイッチ手段は、
前記バッテリ電圧ラインを断続する第１切替スイッチ（Ｓ１）と、
前記アース接地ラインを断続する第２切替スイッチ（Ｓ２）とを組み合わせるものであり、
前記切替制御手段は、
前記エネルギ投入回路が作動する直前に、前記第１切替スイッチをオン状態からオフ状態へ切替えた後に、前記第２切替スイッチをオフ状態からオン状態へ切り替える開始ディレイ制御を実施するとともに、
前記エネルギ投入回路の作動が停止した直後に、前記第２切替スイッチをオン状態からオフ状態へ切り替えた後に、前記第１切替スイッチをオフ状態からオン状態へ切替る終了ディレイ制御を実施することを特徴とする内燃機関用点火装置。
【請求項４】
請求項１〜請求項３のいずれか１つに記載の内燃機関用点火装置において、
前記エネルギ投入回路は、前記１次コイルのマイナス側からプラス側へ向けてバッテリ電圧を供給することで前記主点火回路の作動によって生じた火花放電を継続させることを特徴とする内燃機関用点火装置。
【請求項５】
１次コイル（２ａ）と２次コイル（２ｂ）を有する点火コイル（２）と、
前記２次コイルに生じた高電圧により火花放電を行う点火プラグ（１）と、
前記１次コイルのプラス側からマイナス側へ向けて１次電流（ｉ１）を流し、この１次電流（ｉ１）の切断により前記２次コイルに高電圧を生じさせる主点火回路（４）と、
この主点火回路の作動によって生じた火花放電中に前記１次コイルのマイナス側からプラス側へ向けて電気エネルギを投入することで前記主点火回路の作動によって生じた火花放電を継続させるエネルギ投入回路（５）と、
このエネルギ投入回路の作動時に前記１次コイルのプラス側をアース接地へ切り替える切替手段（１４、１５）と、
前記１次コイルのプラス側へバッテリ電圧の供給を行うバッテリ電圧ライン（α）と、
前記１次コイルのプラス側をアース接地させるアース接地ライン（δ）とを備え、
前記切替手段は、
前記１次コイルのプラス側を、前記バッテリ電圧ラインまたは前記アース接地ラインの一方へ切り替える切替スイッチ手段（１４）と、
この切替スイッチ手段を制御して、前記エネルギ投入回路の作動時に前記１次コイルのプラス側をアース接地へ切り替える切替制御手段（１５）とを具備し、
前記バッテリ電圧ラインを断続する第１切替スイッチ（Ｓ１）と、前記アース接地ラインを断続する第２切替スイッチ（Ｓ２）とを組み合わせるものであり、
前記切替制御手段は、
前記エネルギ投入回路が作動する直前に、前記第１切替スイッチをオン状態からオフ状態へ切替えた後に、前記第２切替スイッチをオフ状態からオン状態へ切り替える開始ディレイ制御を実施するとともに、
前記エネルギ投入回路の作動が停止した直後に、前記第２切替スイッチをオン状態からオフ状態へ切り替えた後に、前記第１切替スイッチをオフ状態からオン状態へ切替る終了ディレイ制御を実施することを特徴とする内燃機関用点火装置。
【請求項６】
請求項５に記載の内燃機関用点火装置において、
前記エネルギ投入回路は、前記１次コイルのマイナス側からプラス側へ向けてバッテリ電圧を供給することで前記主点火回路の作動によって生じた火花放電を継続させることを特徴とする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】
点火プラグの負担を軽減し、無駄な電力消費を抑えて、火花放電を継続させる点火装置が提案されている（例えば、特許文献１参照）。
この点火装置は、周知のフルトラタイプの点火回路と、この点火回路による火花放電中に、その火花放電の継続を開始するエネルギ投入回路とを組み合わせて構成される。
なお、以下では、フルトラタイプの点火回路を主点火回路と称し、この主点火回路による火花放電を主点火と称して説明する。
【０００３】
エネルギ投入回路は、主点火回路による主点火の発生中に、１次コイルのマイナス側からバッテリの電源ラインへ電気エネルギを投入する。これにより、２次コイルに「主点火時と同一方向の２次電流」を継続して流して、主点火で生じた火花放電を任意の期間に亘って継続させる。
なお、以下では、バッテリ電圧が印加される電源ラインをバッテリ電圧ラインと称し、エネルギ投入回路によって火花放電を任意に継続させる期間を放電継続期間と称して説明する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１４−２０６０６８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
エネルギ投入回路の作動によりバッテリ電圧ラインを介して車載バッテリのプラス端子に向かう電気エネルギは、「車載バッテリの充電状態」や「車載バッテリのプラス端子へ至る配線長などによるインダクタンスの影響」等により、バッテリ電圧に影響を与える懸念がある。
具体的には、エネルギ投入回路の作動により、電気エネルギが車載バッテリのプラス端子に向かって流れると、バッテリ電圧が一時的に上昇する可能性がある。
【０００６】
車載バッテリのプラス端子には、点火装置の他にも、複数の電気機器が接続されている。このため、エネルギ投入回路の作動の影響を受けて、バッテリ電圧が上昇すると、車載バッテリからバッテリ電圧の供給を受ける複数の電気機器が、バッテリ電圧の上昇の影響を受けて誤作動や寿命低下等を受ける可能性がある。
【０００７】
本発明の目的は、車載バッテリからバッテリ電圧の供給を受ける電気機器に、エネルギ投入回路の作動の影響を与えない内燃機関用点火装置の提供にある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の内燃機関用点火装置は、請求項１の手段を採用する。これにより、エネルギ投入回路の作動期間中は、１次コイルのプラス側がアース接地へ切り替えられる。
このため、エネルギ投入回路が作動してもバッテリ電圧が上昇する不具合が生じない。その結果、車載バッテリからバッテリ電圧の供給を受ける電気機器が、エネルギ投入回路の作動の影響を受けない。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】内燃機関用点火装置の概略構成図である。
【図２】内燃機関用点火装置の作動説明用のタイムチャートである。
【図３】内燃機関用点火装置の概略構成図である。
【図４】内燃機関用点火装置の概略構成図である。
【図５】１次電圧と点火コイルの巻数比と放電維持電圧の関係を示すグラフである。
【図６】内燃機関用点火装置の概略構成図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下では、図面に基づいて発明を実施するための形態を説明する。なお、以下で開示する実施形態は、一例を開示するものであって、本発明が実施形態に限定されないことは言うまでもない。
【００１１】
［実施形態１］
図１、図２を参照して実施形態１を説明する。
この実施形態における点火装置は、車両走行用の火花点火エンジンに用いられるものであり、所定の点火タイミングで燃焼室内の混合気に点火を行う。
【００１２】
エンジンの具体的な一例を開示する。
エンジンは、ガソリンを燃料とする希薄燃焼が可能な直噴式エンジンである。また、エンジンは、排気ガスの一部をＥＧＲガスとしてエンジン吸気側へ戻すＥＧＲ装置を搭載する。さらに、エンジンは、気筒内に混合気の旋回流を生じさせる旋回流コントロール手段を備える。なお、旋回流は、タンブル流やスワール流等である。
このように、この実施形態のエンジンは、混合気の着火性が低下する運転領域が存在する。
【００１３】
この実施形態における点火装置は、各気筒の点火プラグ１ごとに対応した点火コイル２を用いるＤＩタイプである。なお、ＤＩは、ダイレクト・イグニッションの略である。
この点火装置は、エンジン制御の中枢を成すＥＣＵ３から与えられる点火信号ＩＧｔおおび放電継続信号ＩＧｗに基づいて点火コイル２の１次コイル２ａを通電制御する。具体的には、１次コイル２ａを通電制御することで、点火コイル２の２次コイル２ｂに生じる電気エネルギを制御して、点火プラグ１の火花放電をコントロールする。
【００１４】
ＥＣＵ３は、各種センサから取得したエンジンパラメータ（例えば、暖機状態、エンジン回転速度、エンジン負荷等）やエンジンの制御状態（例えば、希薄燃焼の有無、旋回流の程度等）に応じた点火信号ＩＧｔ及び放電継続信号ＩＧｗを生成して出力する。
【００１５】
車両に搭載される点火装置は、各気筒毎に搭載される点火プラグ１と、各点火プラグ１毎に搭載される点火コイル２と、フルトラ作動を行う主点火回路４と、火花放電の継続を行うエネルギ投入回路５と、作動制御を行う制御回路６とを備えて構成される。
【００１６】
主点火回路４とエネルギ投入回路５の主要部は、点火回路ユニットとして共通のケース内に収容配置さる。そして、点火回路ユニットは、点火プラグ１や点火コイル２とは異なる場所に設置される。
【００１７】
点火プラグ１は、周知なものであり、２次コイル２ｂの一端に接続される中心電極と、エンジンのシリンダヘッド等を介してアース接地される外側電極とを備える。そして、２次コイル２ｂから印加される高電圧により中心電極と外側電極との間で火花放電を発生させる。
【００１８】
点火コイル２は、周知なものであり、１次コイル２ａと、この１次コイル２ａの巻数より多くの巻数を有する２次コイル２ｂとを備える。
１次コイル２ａの一端は、プラス側であり、車載バッテリ７のプラス端子から電力の供給を受けるバッテリ電圧ラインαに接続される。
１次コイル２ａの他端は、マイナス側であり、主点火回路４に設けられた点火スイッチＩＧＢＴ（例えば、パワートランジスタ、ＭＯＳ型ＦＥＴ、サイリスタ等）を介してアース接地される。
【００１９】
２次コイル２ｂの一端は、上述したように点火プラグ１の中心電極に接続される。
２次コイル２ｂの他端は、１次コイル２ａの通電時に不要な２次電圧の発生を抑制するダイオード８及び電流検出抵抗９を介してアース接地される。
【００２０】
主点火回路４は、１次コイル２ａの通電制御を行って点火プラグ１に主点火を生じさせる。
具体的に制御回路６は、点火信号ＩＧｔがハイ信号に切り替わると、点火スイッチＩＧＢＴをＯＮする。これにより、１次コイル２ａのプラス側からマイナス側へ向けて１次電流ｉ１が流れる。
また、制御回路６は、点火信号ＩＧｔがロー信号に切り替わると、点火スイッチＩＧＢＴをＯＦＦする。これにより、１次電流ｉ１が切断されて、２次コイル２ｂに高電圧が発生し、点火プラグ１に主点火が生じる。
【００２１】
エネルギ投入回路５は、主点火回路４の作動によって生じた主点火中に１次コイル２ａのマイナス側からプラス側へ向けて電気エネルギを投入する。これにより、２次コイル２ｂに「主点火時と同一方向の２次電流ｉ２」を継続して流し、主点火回路４の作動によって生じた火花放電を任意の放電継続期間に亘って継続させる。
【００２２】
具体的にエネルギ投入回路５は、着火性が低下するエンジンの運転領域（例えば、希薄燃焼時、強旋回流の発生時、高ＥＧＲ率時、低温始動時など）に作動して、火花放電の継続を行って混合気の着火性を高める。
エネルギ投入回路５は、バッテリ電圧を昇圧するとともに、昇圧した電気エネルギを蓄える昇圧回路１１を備える。
エネルギ投入回路５は、昇圧回路１１内に蓄えた電気エネルギを１次コイル２ａのマイナス側に投入するエネルギ投入ラインβをＯＮ−ＯＦＦするエネルギ投入スイッチＳｎｅｔ（例えば、ＭＯＳ型ＦＥＴ、パワートランジスタ等）を備える。
エネルギ投入回路５は、エネルギ投入ラインβにおいて１次コイル２ａのマイナス側のみへ電流を流すダイオード１２を備える。
【００２３】
昇圧回路１１の具体的な一例は、直流電圧を昇圧するチョッパー型のＤＣ−ＤＣコンバータと、昇圧した電気エネルギを蓄える蓄電手段（例えば、コンデンサ等）とを組み合わせて構成される。
ＤＣ−ＤＣコンバータは、周知なものである。理解補助の目的でＤＣ−ＤＣコンバータの一例を開示する。ＤＣ−ＤＣコンバータは、昇圧回路給電ラインγを介してバッテリ電圧が印加されるチョークコイルを備える。ＤＣ−ＤＣコンバータは、チョークコイルの通電状態を断続する昇圧スイッチ（例えば、ＭＯＳ型ＦＥＴ、パワートランジスタ等）を備える。ＤＣ−ＤＣコンバータは、昇圧スイッチを繰り返しＯＮ−ＯＦＦさせる昇圧用発振回路を備える。ＤＣ−ＤＣコンバータは、蓄電手段に蓄えた電気エネルギがチョークコイル側へ逆流するのを防ぐダイオードを備える。
【００２４】
昇圧用発振回路は、制御回路６によって制御される。具体的に、昇圧用発振回路は、ＥＣＵ３から点火信号ＩＧｔが与えられる期間に亘って昇圧スイッチを所定周期で繰り返してＯＮ−ＯＦＦするように設けられている。
制御回路６には、エネルギ投入回路５の作動時にエネルギ投入スイッチＳｎｅｔのＯＮ−ＯＦＦ制御を行うことで２次電流ｉ２をコントロールする２次電流コントローラ１３が設けられている。
具体的な２次電流コントローラ１３の一例を説明する。２次電流コントローラ１３は、２次コイル２ｂを流れる２次電流ｉ２を、電流検出抵抗９を用いてモニターする。そして、２次電流コントローラ１３は、モニターした２次電流ｉ２が所定の目標範囲を維持するようにエネルギ投入スイッチＳｎｅｔをＯＮ−ＯＦＦ制御するフィードバック制御を採用する。
【００２５】
なお、２次電流コントローラ１３は、上述したフィードバック制御に限定しない。具体的に２次電流コントローラ１３は、２次電流ｉ２が所定の目標範囲を維持するようにオープンループ制御によってエネルギ投入スイッチＳｎｅｔをＯＮ−ＯＦＦ制御するものであっても良い。
また、フィードバック制御あるいはオープンループ制御を行う際における２次電流ｉ２の目標値は、一定であっても良いし、エンジンの運転状態に応じて変更するものであっても良い。
【００２６】
この実施形態の点火装置には、エネルギ投入回路５の作動時に１次コイル２ａのプラス側をアース接地へ切り替える切替手段が設けられる。
ここで、点火装置には、１次コイル２ａのプラス側へバッテリ電圧の供給を行うバッテリ電圧ラインαの他に、１次コイル２ａのプラス側をアース接地させるためのアース接地ラインδが設けられている。
【００２７】
切替手段は、１次コイル２ａのプラス側を、バッテリ電圧ラインαまたはアース接地ラインδの一方へ切り替える切替スイッチ手段１４を備える。
切替手段は、この切替スイッチ手段１４を制御して、エネルギ投入回路５の作動時に１次コイル２ａのプラス側をアース接地へ切り替える切替制御手段１５を備える。
【００２８】
切替スイッチ手段１４は、バッテリ電圧ラインαを断続する第１切替スイッチＳ１（例えば、ＭＯＳ型ＦＥＴ、パワートランジスタ等）を備える。
切替スイッチ手段１４は、アース接地ラインδを断続する第２切替スイッチＳ２（例えば、ＭＯＳ型ＦＥＴ、パワートランジスタ等）を備える。
【００２９】
切替制御手段１５は、制御回路６に設けられる。
切替制御手段１５は、「エネルギ投入回路５の作動直前から作動終了直後の期間」のみ、バッテリ電圧ラインαを切断して、１次コイル２ａのプラス側をアース接地へ切り替える。そして、「他の期間」はアース接地ラインδを切断して、１次コイル２ａのプラス側にバッテリ電圧を印加する。
【００３０】
この切替制御手段１５の具体例を図２に示す。
切替制御手段１５は、エネルギ投入回路５が作動する直前に、第１切替スイッチＳ１をＯＮ状態からＯＦＦ状態へ切替えた後に、第２切替スイッチＳ２をＯＦＦ状態からＯＮ状態へ切り替える開始ディレイ制御を実施する。
切替制御手段１５は、エネルギ投入回路５の作動が停止した直後に、第２切替スイッチＳ２をＯＮ状態からＯＦＦ状態へ切り替えた後に、第１切替スイッチＳ１をＯＦＦ状態からＯＮ状態へ切替る終了ディレイ制御を実施する。
【００３１】
即ち、エネルギ投入回路５の作動開始時は、「第１切替スイッチＳ１のＯＦＦ」→「第２切替スイッチＳ２のＯＮ」→「エネルギ投入スイッチＳｎｅｔのＯＮ−ＯＦＦ制御の開始」の順に作動する。
逆に、エネルギ投入回路５の作動終了時は、「エネルギ投入スイッチＳｎｅｔのＯＮ−ＯＦＦ制御の終了」→「第２切替スイッチＳ２のＯＦＦ」→「第１切替スイッチＳ１のＯＮ」の順に作動する。
なお、各スイッチの切り替わりタイミングのディレイ時間は、バッテリ電圧の短絡等の不具合が生じない範囲で、且つ短い時間となるように設定される。具体的には、例えば数十μｓ程に設定される。
【００３２】
（点火装置の作動説明）
点火信号ＩＧｔが出力されると、点火信号ＩＧｔの出力期間に亘って点火スイッチＩＧＢＴがＯＮされるとともに、昇圧回路１１がバッテリ電圧の昇圧作動を行なって昇圧した電気エネルギを蓄電手段に蓄える。
【００３３】
点火信号ＩＧｔが停止されると、点火スイッチＩＧＢＴがＯＦＦされ、１次コイル２ａの通電状態が遮断される。その結果、１次電流ｉ１が停止すると同時に２次電圧が立ち上がって点火プラグ１に高電圧が印加されて、点火プラグ１において主点火が生じる。
【００３４】
点火プラグ１で主点火が開始された後、２次電流ｉ２は略三角波形状で減衰する。そして、２次電流ｉ２が所定の下限電流値（即ち、火花放電を維持するための電流値）に低下する前に、ＥＣＵ３が放電継続信号ＩＧｗを出力する。
この直前に、上述した切替手段の作動により、１次コイル２ａのプラス側がアース接地へ切り替えられる。
具体的には、上述した開始ディレイ制御により、第１切替スイッチＳ１をＯＦＦして１次コイル２ａへのバッテリ電圧の印加を停止させた後に、第２切替スイッチＳ２をＯＮして１次コイル２ａのプラス側をアース接地させる切替作動を行う。
【００３５】
放電継続信号ＩＧｗが出力されると、制御回路６によりエネルギ投入回路５が作動する。すると、エネルギ投入回路５は、１次コイル２ａのマイナス側からプラス側へ向けて電気エネルギを投入し、主点火回路４の作動によって生じた火花放電を継続させる。
【００３６】
具体的に、放電継続信号ＩＧｗが出力されると、２次電流コントローラ１３がエネルギ投入スイッチＳｎｅｔをＯＮ−ＯＦＦ制御して、昇圧回路１１の蓄電手段に蓄えた電気エネルギを１次コイル２ａのマイナス側からプラス側へ向けて投入する。すると、図１の一点鎖線矢印Ｙに示すように、１次コイル２ａを流れた電気エネルギが第２切替スイッチＳ２を介してアース接地へ流れる。
なお、エネルギ投入回路５の作動中にアース接地ラインδを通って再び第１コイル２ａへ戻る還流電流を流す手段として、点火スイッチＩＧＢＴに対して並列に接続されるダイオード１６を設けている。
【００３７】
さらに具体的に説明する。エネルギ投入スイッチＳｎｅｔがＯＮされる毎に１次コイル２ａのマイナス側からプラス側へ電気エネルギが追加される。その結果、電気エネルギが追加される毎に、主点火時と同方向の２次電流ｉ２が２次コイル２ｂに順次追加して流れる。このように、２次電流コントローラ１３がエネルギ投入スイッチＳｎｅｔをＯＮ−ＯＦＦ制御することで、火花放電を維持可能な範囲に２次電流ｉ２が制御される。
【００３８】
このことをさらに具体的に説明する。エンジンの気筒内に生じる強い気流によって火花放電が流されると、火花放電が伸張して放電電圧が上昇し、２次電流ｉ２が減少していく。２次電流ｉ２が所定値より減少すると、２次電流ｉ２のフィードバック制御によりエネルギ投入スイッチＳｎｅｔがＯＮとなり、１次コイル２ａに電気エネルギ量が再投入される。その結果、火花放電が気流に流されて伸張しても２次電流ｉ２が略一定範囲内に保たれ、火花放電を維持するのに必要な放電維持電圧を維持することができ、火花放電の吹き消しを回避できる。
逆に、火花放電中に２次電流ｉ２が増加する方向に作用すると、２次電流ｉ２のフィードバック制御によりエネルギ投入スイッチＳｎｅｔがＯＦＦになる。すると、１次コイル２ａに投入される電気エネルギ量が減らされ、結果的に２次電流ｉ２が略一定範囲内に保たれる。
【００３９】
このようにして放電継続信号ＩＧｗの継続中は、火花放電を継続させることができるため、高い着火性を得るこができる。
また、火花放電の継続中は２次電流ｉ２が略一定範囲内にコントロールされるため、大電流による電極摩耗の軽減効果を得ることができる。
さらに、火花放電の継続中は２次電流ｉ２を略一定範囲内にコントロールすることで、無駄な電力消費を抑えて省エネ効果を得ることができる。
【００４０】
点火継続信号ＩＧｗが停止されると、制御回路６に設けた２次電流コントローラ１３の作動が停止して、エネルギ投入回路５の作動が停止する。この結果、エネルギ投入により継続させた火花放電が終了する。
この直後に、上述した切替手段の作動によって、１次コイル２ａのプラス側にバッテリ電圧を印加する初期状態へ切り替える。
具体的には、上述した終了ディレイ制御により、第２切替スイッチＳ２をＯＦＦして１次コイル２ａのプラス側のアース接地を止めた後に、第１切替スイッチＳ１をＯＮして１次コイル２ａのプラス側にバッテリ電圧を印加する切替作動を行う。
【００４１】
（実施形態１の効果１）
実施形態１の点火装置は、上述したように、エネルギ投入回路５の作動時に、１次コイル２ａのプラス側をアース接地へ切り替えて、エネルギ投入回路５が投入した電気エネルギをアース接地へ流す。
これにより、エネルギ投入回路５の作動時に、車載バッテリ７のバッテリ電圧が上昇する不具合が生じない。このため、車載バッテリ７からバッテリ電圧の供給を受ける電気機器（具体的には、点火装置とは異なる車載機器類）が、エネルギ投入回路５の作動影響を受ける不具合が生じない。
即ち、この実施形態の点火装置は、車載バッテリ７からバッテリ電圧の供給を受ける電気機器が、エネルギ投入回路５の作動影響を受けて、誤作動や寿命低下を生じる懸念を回避することができる。これにより、点火装置の信頼性を高めることができる。
【００４２】
（実施形態１の効果２）
実施形態１の点火装置は、上述したように、エネルギ投入回路５の作動時に、１次コイル２ａのプラス側をアース接地へ切り替える。
このため、１次コイル２ａのマイナス側に投入する電気エネルギの電圧を、従来技術に比較して「バッテリ電圧分」低く設定することが可能になる。理解補助の目的で具体的な数値例を開示すると、車載バッテリ７の「規定バッテリ電圧が１２Ｖ」の場合には、１次コイル２ａに投入する電気エネルギの電圧を「１２Ｖ分」低く設定することが可能になる。
これにより、昇圧回路１１の昇圧比を抑えることができ、昇圧回路１１の小型化及び低コスト化が可能になる。即ち、エネルギ投入回路５を搭載する点火装置の小型化及び低コスト化を図ることができる。
【００４３】
（実施形態１の効果３）
実施形態１では、バッテリ電圧ラインαを断続する第１切替スイッチＳ１と、アース接地ラインδを断続する第２切替スイッチＳ２とを組み合わせて切替スイッチ手段１４を構成する。
このように、独立した第１切替スイッチＳ１と第２切替スイッチＳ２を用いることで、第１切替スイッチＳ１と第２切替スイッチＳ２の切替タイミングを自由に設定することが可能になる。
【００４４】
（実施形態１の効果４）
実施形態１では、エネルギ投入回路５が作動する直前に、第１切替スイッチＳ１をＯＮ状態からＯＦＦ状態へ切替え、その後に第２切替スイッチＳ２をＯＦＦ状態からＯＮ状態へ切り替える開始ディレイ制御を実施する。
また、この実施形態１では、エネルギ投入回路５の作動が停止した直後に、第２切替スイッチＳ２をＯＮ状態からＯＦＦ状態へ切り替え、その後に第１切替スイッチＳ１をＯＦＦ状態からＯＮ状態へ切替る終了ディレイ制御を実施する。
これにより、切替スイッチ手段１４の切替作動時に、バッテリショート等の不具合が生じず、点火装置の信頼性を高めることができる。
【００４５】
［実施形態２］
図３に基づいて実施形態２を説明する。
なお、以下の各実施形態において上記実施形態１と同一符合は同一機能物を示すものである。また、以下の各実施形態では、実施形態１に対する変更箇所のみを開示するものであり、説明していない箇所については先行して説明した形態を採用するものである。
【００４６】
上記実施形態１では、昇圧回路１１にバッテリ電圧を供給する昇圧回路給電ラインγが、エネルギ投入回路５の作動時に、アース接地へ切り替えられる例を示した。
これに対し、この実施形態２は、昇圧回路給電ラインγを第１切替スイッチＳ１より車載バッテリ７側に接続するものである。即ち、昇圧回路給電ラインγに独立したスイッチＳ３（例えば、常閉型のリレースイッチ等）を設けるものである。
【００４７】
この実施形態２では、制御回路６にエネルギ投入回路５の故障判定手段１７を設ける。この故障判定手段１７は、エネルギ投入回路５が万が一に故障した場合に、スイッチＳ３をＯＦＦさせる。これにより、エネルギ投入回路５が万が一に故障した場合であっても、エネルギ投入回路５のみを停止させることが可能になり、主点火回路４によってエンジンの運転を継続することができる。
【００４８】
［実施形態３］
図４〜図６に基づいて実施形態３を説明する。
上記実施形態１のエネルギ投入回路５は、昇圧回路１１で昇圧した電気エネルギーを１次コイル２ａのマイナス側からプラス側へ向けて電気エネルギを投入することで主点火回路４の作動によって生じた火花放電を継続させる例を示した。
これに対し、この実施形態３のエネルギ投入回路５は、１次コイル２ａのマイナス側からプラス側へ向けてバッテリ電圧を供給することで主点火回路４の作動によって生じた火花放電を継続させるものである。
【００４９】
即ち、実施形態１、２で示した昇圧回路１１を廃止する。そして、火花放電の継続を行う際は、上述した実施形態１と同様の切替制御を実施する。
具体的には、ＥＣＵ３から放電継続信号ＩＧｗが出力されると、制御回路６が第１切替スイッチＳ１をＯＦＦするとともに第２切替スイッチＳ２をＯＮして１次コイル２ａのプラス側をアース接地させる。その状態で、制御回路６がエネルギ投入スイッチＳｎｅｔをＯＮ−ＯＦＦ制御する。
【００５０】
エネルギ投入スイッチＳｎｅｔがＯＮされる毎に、バッテリ電圧が１次コイル２ａのマイナス側に印加される。すると、エネルギ投入スイッチＳｎｅｔがＯＮされる毎に１次コイル２ａのマイナス側からプラス側へ電気エネルギが追加される。そして、電気エネルギが追加される毎に、主点火時と同一方向の２次電流ｉ２が２次コイル２ｂに追加して流れる。これにより、放電を維持するのに必要な放電維持電圧を維持することができ、点火プラグ１に生じた火花放電を継続させることができる。
【００５１】
火花放電を継続するには、所定の放電維持電圧を発生させる必要がある。この放電維持電圧と１次コイル２ａの１次電圧には、１次コイル２ａと２次コイル２ｂの巻数比分の１という関係がある。１次コイル２ａへのエネルギ投入は、放電維持電圧に対応する１次電圧以上の電圧が必要となる。
１次コイル２ａに印加する１次電圧と巻線比と放電維持電圧の関係を図５に示す。
図中実線Ａは、巻数比６０における１次電圧と放電維持電圧の関係を示す。
図中実線Ｂは、巻数比８０における１次電圧と放電維持電圧の関係を示す。
図中実線Ｃは、巻数比１００における１次電圧と放電維持電圧の関係を示す。
図中実線Ｄは、巻数比２００における１次電圧と放電維持電圧の関係を示す。
なお、図５中の破線Ｅは１２Ｖのバッテリ電圧を示し、図５中の破線Ｆは４８Ｖのバッテリ電圧を示す。
【００５２】
一般的に、放電維持電圧は、２ｋＶ以上あれば放電を維持することができる。
また、一般的に多く用いられる定格電圧が１２Ｖの車載バッテリ７の場合、電気負荷によって一時的に１０Ｖに下がる懸念がある。
このため、図５から明らかなように、巻数比は２００以上あれば、バッテリ電圧が１０Ｖに下がった状態であっても、火花放電を維持するのに必要とされる放電維持電圧を発生させることができる。そこで、この実施形態では、巻数比を２００以上に設定する。
【００５３】
（実施形態３の効果１）  
切替スイッチ手段１４を設けたことで、実施形態１で示した昇圧回路１１を無くすことができる。
このため、火花放電の継続を行うことができる点火装置の小型化が可能になるとともに、コストを抑えることが可能になる。
【００５４】
（実施形態３の効果２）  
また、昇圧回路１１を無くすことにより、エネルギ投入回路５と制御回路６を小型にできる。このため、これまで点火コイル２とは別の場所に設置していたエネルギ投入回路５と制御回路６を、図６に示すように１つの回路２０に設け、その回路２０を各点火コイル２毎に内蔵させることが可能になる。
このように小型化されたエネルギ投入回路５と制御回路６を各点火コイル２毎に内蔵させることで、火花放電の継続を行うことができる点火装置の車両搭載性を飛躍的に高めることができる。
【００５５】
なお、図６中に示す符号ＩＧｔ１と符号ＩＧｗ１は、第１気筒の点火プラグ１の火花放電を制御する点火信号ＩＧｔと放電継続信号ＩＧｗである。
図６中に示す符号ＩＧｔ２と符号ＩＧｗ２は、第２気筒の点火プラグ１の火花放電を制御する点火信号ＩＧｔと放電継続信号ＩＧｗである。
図６中に示す符号ＩＧｔ３と符号ＩＧｗ３は、第３気筒の点火プラグ１の火花放電を制御する点火信号ＩＧｔと放電継続信号ＩＧｗである。
図６中に示す符号ＩＧｔ４と符号ＩＧｗ４は、第４気筒の点火プラグ１の火花放電を制御する点火信号ＩＧｔと放電継続信号ＩＧｗである。
【００５６】
［他の実施形態］
上記の実施形態では、切替スイッチ手段１４の一例として半導体型スイッチを用いる例を示したが、限定するものではなく、例えば機械的な開閉動作を伴うリレー等を用いても良い。
【００５７】
上記の実施形態では、ガソリンエンジンに本発明の点火装置を用いる例を示したが、火花放電の継続によって混合気の着火性の向上を図ることができるため、エタノール燃料や混合燃料を用いるエンジンに適用しても良い。もちろん、粗悪燃料が用いられる可能性のあるエンジンに用いて着火性の向上を図っても良い。
【００５８】
上記の実施形態では、着火性が悪化する希薄燃焼時の着火性を向上させる例を示したが、希薄燃焼とは異なる燃焼状態であっても着火性の向上を図ることができるため、希薄燃焼を行わないエンジンに用いても良い。
【００５９】
また、スロットルバルブの吸気下流へＥＧＲガスを戻す高ＥＧＲエンジンに適用し、多量のＥＧＲガスをエンジンへ戻す高ＥＧＲ時に着火性の向上を図っても良い。
同様に、着火性が低下するエンジン低温時に火花放電の継続を実施して、エンジン低温時における着火性の向上を図っても良い。
【００６０】
上記の実施形態では、燃焼室に直接燃料を噴射する直噴式エンジンに本発明の点火装置を用いる例を示したが、もちろん限定するものではなく、吸気バルブの吸気上流に燃料を噴射するポート噴射式のエンジンに用いても良い。
【００６１】
上記の実施形態では、混合気の旋回流を気筒内にて積極的に生じさせるエンジンに本発明の点火装置を用い、旋回流による火花放電の吹き消しを回避する例を開示したが、旋回流コントロール手段を有しないエンジンに用いても良い。
【００６２】
上記の実施形態では、ＤＩタイプの点火装置に本発明を適用したが、限定するものではない。
【符号の説明】
【００６３】
１    点火プラグ
２    点火コイル
２ａ  １次コイル
２ｂ  ２次コイル
４    主点火回路
５    エネルギ投入回路
１３ ２次電流コントローラ（２次電流制御手段）
１４    切替スイッチ手段（切替手段）
１５    制御回路に設けた切替制御手段（切替手段）
【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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