(57)【要約】【課題】スイッチング部が故障した状態において点火用電圧を発生可能な内燃機関用の点火装置を提供する。【解決手段】ＤＣ−ＤＣコンバータ１５は、昇圧トランス１６、コイル通電用トランジスタ１７、発振用トランジスタ２１（スイッチング部２０）、第１通電停止用トランジスタ３１などから構成されている。第１通電停止用トランジスタ３１のベースには電流制限用ダイオード３７を介してコイル通電用トランジスタ１７のエミッタが接続されている。この電流制限用ダイオード３７は、コイル通電用トランジスタ１７側から第１通電停止用トランジスタ３１側に向かう方向が順方向になるように配置されている。発振用トランジスタ２１に接続不良やオープン故障が発生したとしても、第１通電停止用トランジスタ３１によりコイル通電用トランジスタ１７のオン・オフが繰り返される。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
昇圧トランスと、前記昇圧トランスの一次コイルの一端及びグランドの間に設けられ電源に接続される前記一次コイルの他端にベースが接続されたコイル通電用トランジスタと、前記コイル通電用トランジスタのベース及びグランドの間に設けられ前記コイル通電用トランジスタのオン・オフを交互に繰り返すべく開閉するスイッチング部と、前記コイル通電用トランジスタのベース及びグランドの間に設けられ前記コイル通電用トランジスタをオフ状態に維持する通電停止用トランジスタとを有する充電回路と、
前記昇圧トランスの二次コイルに接続され前記充電回路により前記二次コイルに発生される高電圧によって充電される点火用コンデンサと、前記点火用コンデンサに接続され同点火用コンデンサの放電に伴って点火用電圧を発生させる点火コイルとを有する点火回路とを備えるコンデンサ放電式の点火装置において、
前記一次コイル及び前記コイル通電用トランジスタを含む電流経路に前記通電停止用トランジスタのベースが接続されていることを特徴とする内燃機関用の点火装置。
【請求項２】
前記通電停止用トランジスタのベースと前記電流経路との間に設けられ、前記通電停止用トランジスタ側から前記電流経路側に向かって流れる電流を制限する電流制限部を更に備える請求項１に記載の内燃機関用の点火装置。
【請求項３】
前記スイッチング部は、前記電流経路に接続され、前記電流経路に電流が流れることで開状態に遷移し、前記電流経路に電流が流れなくなることで閉状態に遷移し、
前記電流経路と前記通電停止用トランジスタのベースとの間に設けられ、前記電流経路側から前記通電停止用トランジスタ側に向かう方向を順方向とする電流制限用ダイオードを更に備える請求項１に記載の内燃機関用の点火装置。
【請求項４】
前記通電停止用トランジスタのベース及びグランドの間に設けられ、前記二次コイルに発生する高電圧の発生周期を規定するパルス周期設定用コンデンサを更に備える請求項１から３のいずれか一項に記載の点火装置。
【請求項５】
前記コイル通電用トランジスタは、コレクタにおいて前記一次コイルに接続され、エミッタにおいてグランドに接続され、
前記通電停止用トランジスタは、コレクタにおいて前記コイル通電用トランジスタのベースに接続され、エミッタにおいてグランドに接続され、ベースにおいて前記コイル通電用トランジスタのエミッタに接続され、
前記スイッチング部として、コレクタが前記コイル通電用トランジスタのベースに接続され、エミッタがグランドに接続され、ベースが前記コイル通電用トランジスタのエミッタに接続された発振用トランジスタを備える請求項１から４のいずれか一項に記載の内燃機関用の点火装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、コンデンサ放電式の内燃機関用点火装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、内燃機関の点火装置としてコンデンサ放電式の点火装置が知られている（例えば、特許文献１参照）。コンデンサ放電式の点火装置は、点火コイルの一次コイル、点火用コンデンサ、及び充放電制御用のサイリスタが直列接続されてなる点火回路と、上記点火用コンデンサを充電する充電回路とを備え、コンデンサに充電した電荷を点火コイルの一次コイル経由で放電することにより、同点火コイルの二次コイルに点火用の高電圧（以下「点火用電圧」という）を発生させる。この点火用電圧が点火プラグに供給され、同点火プラグにおいて火花放電が発生する。
【０００３】
また、上記充電回路としては、昇圧トランスと、その昇圧トランスの一次コイルに接続され同一次コイルを含む電流経路を開閉するコイル通電用トランジスタと、そのコイル通電用トランジスタのオン・オフを交互に繰り返すことで昇圧トランスの一次コイルへの通電を断続させるスイッチング部と、コイル通電用トランジスタをオフ状態に維持する通電停止部とを有するものが知られている。こうした充電回路では、点火用コンデンサを充電する充電期間において、スイッチング部により昇圧トランスの一次コイルへの通電が断続されることで、昇圧トランスの二次コイルにパルス状の高電圧が発生し、この高電圧によって点火用コンデンサが充電される。一方、上記充電期間以外の期間では、コイル通電用トランジスタの発熱を抑制すべく、通電停止部によりコイル通電用トランジスタがオフ状態に維持される。
【特許文献１】特開平８−７４７１５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、スイッチング部が故障すると、充電回路において、昇圧トランスの一次コイルへの通電が断続されず、昇圧トランスの二次コイルにパルス状の高電圧が発生しなくなる。その結果、点火回路において、点火用コンデンサが充電されず、点火用電圧が発生しなくなる。そのため、点火プラグにおいて火花放電を発生させることができず、内燃機関を作動させることができなくなる。
【０００５】
本発明は上述の問題を解決するためになされたものであって、スイッチング部が故障した状態において点火用電圧を発生可能な内燃機関用の点火装置を提供することを主たる目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
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説明する。
【０００７】
請求項１に記載の発明は、昇圧トランスと、昇圧トランスの一次コイルの一端及びグランドの間に設けられ電源に接続される一次コイルの他端にベースが接続されたコイル通電用トランジスタと、コイル通電用トランジスタのベース及びグランドの間に設けられコイル通電用トランジスタのオン・オフを繰り返すべく開閉するスイッチング部と、コイル通電用トランジスタのベース及びグランドの間に設けられコイル通電用トランジスタをオフ状態に維持する通電停止用トランジスタとを有する充電回路を備える。また、昇圧トランスの二次コイルに接続され上記充電回路により同二次コイルに発生される高電圧によって充電される点火用コンデンサと、その点火用コンデンサに接続され同点火用コンデンサの放電に伴って点火用電圧を発生させる点火コイルとを有する点火回路を備えている。なお、「グランド」とは点火装置の共通電位を示す導体を意味し、その電位はアース電位に限定されない。
【０００８】
この構成によれば、通電停止用トランジスタがオフ状態である場合において、スイッチング部によりコイル通電用トランジスタのオン・オフが交互に繰り返されることにより、昇圧トランスの一次コイルへの通電が断続される。その結果、昇圧トランスの二次コイルにパルス状の高電圧が発生し、点火回路の点火用コンデンサが充電される。一方、通電停止用トランジスタがオン状態である場合には、同通電停止用トランジスタを介してコイル通電用トランジスタのベース側からグランド側に電流が流れることで、コイル通電用トランジスタがオフ状態になる。
【０００９】
このように、スイッチング部が故障していない正常時には、通電停止用トランジスタをオフ状態にすることで点火用コンデンサを充電したり、通電停止用トランジスタをオン状態にすることで点火用コンデンサの充電を停止したりすることができる。
【００１０】
また、昇圧トランスの一次コイル及びコイル通電用トランジスタを含む電流経路に通電停止用トランジスタのベースが接続されている。これにより、スイッチング部がオープン故障した異常時においても、次のとおりコイル通電用トランジスタのオン・オフが交互に繰り返される。
【００１１】
すなわち、スイッチング部がオープン故障すると、コイル通電用トランジスタがオン状態になり、上記電流経路に電流が流れ、それに伴って電流経路から通電停止用トランジスタのベースに電流が流れ込む。これにより、通電停止用トランジスタがオン状態になり、結果として、コイル通電用トランジスタがオフ状態になる。すると、上記電流経路に電流が流れなくなるため、その電流経路から通電停止用トランジスタのベースに電流が流れ込まなくなる。これにより、通電停止用トランジスタがオフ状態になり、結果として、コイル通電用トランジスタが再びオン状態になる。
【００１２】
このように通電停止用トランジスタによりコイル通電用トランジスタのオン・オフが交互に繰り返されることで、昇圧トランスの二次コイルにパルス状の高電圧が発生する。この高電圧で点火用コンデンサを充電することができるため、スイッチング部がオープン故障したとしても点火用電圧を発生させることができる。
【００１３】
ところで、請求項１に記載の発明では、通電停止用トランジスタのベース側から電流経路側に向かって電流が流れると、スイッチング部が故障していない正常時において通電停止用トランジスタがオン状態にならないことが考えられる。この場合、通電停止用トランジスタによりコイル通電用トランジスタをオフ状態にすることができず、点火用コンデンサの充電が停止不能になる。
【００１４】
そこで、請求項２に記載の発明では、通電停止用トランジスタのベースと電流経路との間に、通電停止用トランジスタ側から電流経路側に向かって流れる電流を制限する電流制限部が設けられている。これにより、通電停止用トランジスタによりコイル通電用トランジスタをオフ状態に維持し、点火用コンデンサの充電を停止させることができる。
【００１５】
請求項３に記載の発明では、スイッチング部が、一次コイル及びコイル通電用トランジスタを含む電流経路に接続され、同電流経路に電流が流れることで開状態に遷移し、同電流経路に電流が流れなくなることで閉状態に遷移する。
【００１６】
この構成によれば、スイッチング部が故障していない正常時において、次のとおりコイル通電用トランジスタのオン・オフが交互に繰り返される。すなわち、コイル通電用トランジスタがオン状態である場合には、上記電流経路に電流が流れる。これにより、スイッチング部が開状態になり、結果としてコイル通電用トランジスタがオフ状態になる。コイル通電用トランジスタがオフ状態である場合には、上記電流経路に電流が流れなくなる。これにより、スイッチング部が閉状態になり、結果としてコイル通電用トランジスタがオン状態になる。このようにスイッチング部によりコイル通電用トランジスタのオン・オフが繰り返される。
【００１７】
また、電流経路と通電停止用トランジスタのベースとの間に、電流経路側から通電停止用トランジスタ側に向かう方向を順方向とする電流制限用ダイオードが設けられている。電流制限用ダイオードは、その逆方向（カソード側からアノード側に向かう方向）に電流を殆ど流さない。これにより、通電停止用トランジスタによりコイル通電用トランジスタをオフ状態に維持し、点火用コンデンサの充電を停止することができる。
【００１８】
ここで、上述の如くスイッチング部が電流経路に接続された構成では、通電停止用トランジスタのベースと電流経路との接続に起因して、昇圧トランスに発生する高電圧のパルス発生周期が長くなるおそれがある。この場合、エンジンの高回転域で点火用コンデンサを十分に充電することができず、点火用電圧が低下する。
【００１９】
この点、電流制限用ダイオードは、その順方向（アノード側からカソード側に向かう方向）に加わる電圧がカットイン電圧よりも低い場合において電流を殆ど流さない。すなわち、電流制限用ダイオードの順方向にそのカットイン電圧以上の電圧が加わらない限り、通電停止用トランジスタのベースと電流経路との接続は電気的に切断された状態になる。そのため、スイッチング部の正常時において電流制限用ダイオードの順方向に加わる電圧を考慮してそのカットイン電圧を設定することにより、スイッチング部の正常時における上記点火用電圧の低下を抑制することができる。
【００２０】
ここで、点火用コンデンサの充電期間では、コイル通電用トランジスタがオン状態になることで同トランジスタが発熱する。そのため、上記充電期間においてコイル通電用トランジスタのオフ時間が短くなると、同トランジスタの発熱により点火装置が故障するおそれがある。そのため、上記充電期間におけるコイル通電用トランジスタのオフ時間は、同トランジスタの発熱に起因する点火装置の故障が防止されるように設定される。
【００２１】
スイッチング部が故障していない正常時において、上記オフ時間はスイッチング部により設定されている。しかしながら、スイッチング部がオープン故障した異常時には、上記オフ時間はスイッチング部による設定時間にならない。そのため、スイッチング部の異常時において、上述の如く点火用電圧を発生させることができたとしても、その後、コイル通電用トランジスタの発熱により点火装置が故障するおそれがある。
【００２２】
そこで、請求項４に記載の発明では、通電停止用トランジスタのベース及びグランドの間にパルス周期設定用コンデンサが設けられている。
【００２３】
これにより、スイッチング部がオープン故障した異常時において、点火用コンデンサの充電期間におけるコイル通電用トランジスタのオフ時間をパルス周期設定用コンデンサの容量により設定することができる。詳しくは、スイッチング部の異常時において上述の如く通電停止用トランジスタによりコイル通電用トランジスタのオン・オフが交互に繰り返される際に、上記電流経路から電流が流れ込むことでパルス周期設定用コンデンサに電荷が充電され、結果として通電停止用トランジスタがオン状態なる。そして、上記電流経路から電流が流れ込まなくなると、同コンデンサから電荷が放電されることで通電停止用トランジスタにおいてベース電流が流れ、結果として通電停止用トランジスタがオフ状態なる。
【００２４】
したがって、パルス周期設定用コンデンサの容量を大きくするほど、通電停止用トランジスタのオン時間が長くなり、コイル通電用トランジスタのオフ時間が長くなる。このように点火用コンデンサの充電期間におけるコイル通電用トランジスタのオフ時間を設定することで、コイル通電用トランジスタの発熱に起因する点火装置の故障を抑制することができる。
【００２５】
請求項５に記載の発明では、コイル通電用トランジスタは、コレクタにおいて一次コイルに接続され、エミッタにおいてグランドに接続されている。また、通電停止用トランジスタは、コレクタにおいてコイル通電用トランジスタのベースに接続され、エミッタにおいてグランドに接続され、ベースにおいてコイル通電用トランジスタのエミッタに接続されている。さらに、スイッチング部として、コレクタがコイル通電用トランジスタのベースに接続され、エミッタがグランドに接続され、ベースがコイル通電用トランジスタのエミッタに接続された発振用トランジスタを備えている。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２６】
以下、本発明を具体化した一実施形態を図面に基づいて説明する。
【００２７】
本実施形態は、車両用エンジンの点火装置として本発明を具体化しており、その構成を図１に基づいて説明する。本実施形態は、点火用コンデンサに充電した電荷を放電することにより点火用電圧を出力するコンデンサ放電式の点火装置１０である。
【００２８】
図１において、車両には交流発電機１１が搭載されている。この交流発電機１１にはＡＣ−ＤＣコンバータ１２が接続されており、ＡＣ−ＤＣコンバータ１２にはバッテリ１３が接続されている。エンジンに駆動されて交流発電機１１が交流電力を発生させると、その交流電力はＡＣ−ＤＣコンバータ１２により直流電力に変換され、その直流電力はバッテリ１３に充電される。
【００２９】
これらのＡＣ−ＤＣコンバータ１２及びバッテリ１３には、ＤＣ−ＤＣコンバータ１５、点火回路４０、制御回路５０を有する点火装置１０が接続されている。点火回路４０は、制御回路５０が出力する点火信号に同期して点火用コンデンサ４１を放電させるＡＣ放電式の点火回路である。ＤＣ−ＤＣコンバータ１５は、ＡＣ−ＤＣコンバータ１２及びバッテリ１３から電力の供給を受け、点火回路４０の点火用コンデンサ４１を充電する充電回路である。
【００３０】
上述したＡＣ−ＤＣコンバータ１２及びバッテリ１３とＤＣ−ＤＣコンバータ１５とは、ダイオード１４を介して接続されている。ＤＣ−ＤＣコンバータ１５は、ダイオード１４に接続された昇圧トランス１６、昇圧トランス１６に接続されたコイル通電用トランジスタ１７、そのコイル通電用トランジスタ１７のベースに接続されたスイッチング部２０及び通電停止部３０などから構成されている。
【００３１】
昇圧トランス１６は、一次コイル１６ａ、二次コイル１６ｂ、及び三次コイル１６ｃを有し、その一次コイル１６ａにはコイル通電用トランジスタ１７が接続されている。詳しくは、コイル通電用トランジスタ１７のベースが抵抗器１８を介して一次コイル１６ａの一端に接続され、そのコレクタがダイオード１４及び一次コイル１６ａの他端に接続され、そのエミッタが抵抗器１９を介してグランドに接続されている。コイル通電用トランジスタ１７は、昇圧トランス１６の一次コイル１６ａ及びコイル通電用トランジスタ１７を含む電流経路（ＡＣ−ＤＣコンバータ１２又はバッテリ１３、ダイオード１４、一次コイル１６ａ、コイル通電用トランジスタ１７、グランドをこの順に通る電流経路：以下「昇圧電流経路」という）を開状態又は閉状態にする。
【００３２】
スイッチング部２０は、コイル通電用トランジスタ１７のベース及びグランドの間に設けられ、コイル通電用トランジスタ１７のオン・オフを交互に繰り返すようになっている。詳しくは、スイッチング部２０は発振用トランジスタ２１を有し、同トランジスタ２１のベースはコイル通電用トランジスタ１７のエミッタに接続され、そのコレクタはコイル通電用トランジスタ１７のベースに接続され、そのエミッタはグランドに接続されている。
【００３３】
通電停止部３０は、コイル通電用トランジスタ１７をオフ状態に維持するようになっている。詳しくは、通電停止部３０は第１通電停止用トランジスタ３１及び第２通電停止用トランジスタ３４を有している。第１通電停止用トランジスタ３１のベースは抵抗器３２及びダイオード３３を介して制御回路５０に接続され、そのコレクタはコイル通電用トランジスタ１７のベースに接続され、そのエミッタはグランドに接続されている。また、第２通電停止用トランジスタ３４のベースは抵抗器３５及びツェナーダイオード３６を介して点火回路４０の点火用コンデンサ４１に接続され、そのコレクタがコイル通電用トランジスタ１７のベースに接続され、そのエミッタがグランドに接続されている。なお、ツェナーダイオード３６は、第２通電停止用トランジスタ３４側から点火用コンデンサ４１側に向かう方向が順方向になるように配置されている。
【００３４】
このＤＣ−ＤＣコンバータ１２において、第１通電停止用トランジスタ３１及び第２通電停止用トランジスタ３４の両トランジスタがオフ状態である場合には、コイル通電用トランジスタ１７のオン・オフが交互に繰り返される。詳しくは、コイル通電用トランジスタ１７がオフ状態からオン状態に遷移すると、昇圧トランス１６の一次コイル１６ａへの通電が開始され、同トランス１６の二次コイル１６ｂ及び三次コイル１６ｃにパルス状の高電圧が発生する。これにより、発振用トランジスタ２１がオン状態になり、結果としてコイル通電用トランジスタ１７がオン状態からオフ状態に遷移する。コイル通電用トランジスタ１７がオフ状態になると、昇圧トランス１６の一次コイル１６ａへの通電が停止され、同トランス１６の二次コイル１６ｂ及び三次コイル１６ｃにパルス状の高電圧が発生しなくなる。これにより、発振用トランジスタ２１がオフ状態になり、結果としてコイル通電用トランジスタ１７がオフ状態からオン状態に遷移する。
【００３５】
このようにコイル通電用トランジスタ１７がオン・オフを交互に繰り返されることにより、昇圧トランス１６の一次コイル１６ａへの通電が断続され、昇圧トランス１６の二次コイル１６ｂにパルス状の高電圧が発生する。
【００３６】
一方、第１通電停止用トランジスタ３１及び第２通電停止用トランジスタ３４の少なくともいずれか一方のトランジスタがオン状態である場合には、コイル通電用トランジスタ１７がオフ状態になる。これにより、昇圧トランス１６の一次コイル１６ａへの通電が停止され、同トランス１６の二次コイル１６ｂにパルス状の高電圧が発生しなくなる。
【００３７】
ここで、本実施形態のＤＣ−ＤＣコンバータ１５は、上記の構成に加え、更に次のような構成を有している。すなわち、第１通電停止用トランジスタ３１のベースが、抵抗器３２及び電流制限用ダイオード３７を介して、コイル通電用トランジスタ１７のエミッタに接続されている。この電流制限用ダイオード３７は、その順方向がコイル通電用トランジスタ１７側から第１通電停止用トランジスタ３１側に向くように設けられており、そのカットイン電圧は発振用トランジスタ２１のオン電圧よりも高く設定されている。そのため、上記ＤＣ−ＤＣコンバータ１５の作動において電流が電流制限用ダイオード３７を介して流れることはない。
【００３８】
また、抵抗器３２及び電流制限用ダイオード３７の接点とグランドとの間には、パルス周期設定用コンデンサ３８が設けられている。このパルス周期設定用コンデンサ３８は、上記パルス状の高電圧の発生周期を設定するために設けられている。詳細は後述する。また、昇圧トランス１６の三次コイル１６ｃには、コイル通電用トランジスタ１７のベース、発振用トランジスタ２１のコレクタ、第１通電停止用トランジスタ３１のコレクタ、及び第２通電停止用トランジスタ３４のコレクタが接続されている。
【００３９】
昇圧トランス１６の二次コイル１６ｂには、ダイオード３９を介して点火回路４０の点火用コンデンサ４１が接続されている。点火回路４０は、点火用コンデンサ４１、充放電制御用サイリスタ４２、点火コイル４３の一次コイル４３ａがこの順に直列接続されてなる回路と、充放電制御用サイリスタ４２に逆並列接続されたダイオード４４とで構成されている。詳しくは、充放電制御用サイリスタ４２のゲートが制御回路５０に接続され、そのアノードが点火用コンデンサ４１に接続され、そのカソードが一次コイル４３ａに接続されている。また、点火コイル４３の二次コイル４３ｂには点火プラグ４５が接続されている。
【００４０】
充放電制御用サイリスタ４２がオフ状態である場合において、昇圧トランス１６の二次コイル１６ｂにパルス状の高電圧が発生すると、この高電圧により点火用コンデンサ４１が充電される。一方、充放電制御用サイリスタ４２がオフ状態からオン状態に遷移すると、点火用コンデンサ４１の放電が開始されると共に、一次コイル４３ａ及び点火用コンデンサ４１によりＬＣ共振回路が形成される。その結果、点火コイル４３の一次コイル４３ａにＡＣ放電電流が流れ、点火プラグ４５においてＡＣ火花放電が発生する。
【００４１】
制御回路５０は、ＣＰＵ、メモリを主体とする回路である。メモリは、点火制御プログラムやその制御に要するパラメータを記憶する。ＣＰＵは、メモリに記憶された点火制御プログラムを実行することにより各部を制御する。制御回路５０には、エンジンの所定クランク角毎にパルス信号を出力するクランク角センサ５１が接続されている。
【００４２】
次に、図２に基づいて点火装置１０の点火制御を説明する。図２において、（ａ）は点火信号（充放電制御用サイリスタ４２のゲート電圧）Ｘ1、（ｂ）は通電停止信号（ダイオード３３のアノード電圧）Ｘ2、（ｃ）は第１通電停止用トランジスタ３１の状態（ＯＮ／ＯＦＦ）、（ｄ）はパルス周期設定用コンデンサ３８の充電電圧（パルス周期設定用コンデンサ３８及び抵抗器３２の接点の電圧）Ｖ1、（ｅ）はコイル通電用トランジスタ１７のエミッタ電圧ＶＢ、（ｆ）は点火用コンデンサ４１の充電電圧（点火用コンデンサ４１及び充放電制御用サイリスタ４２の接点の電圧）Ｖ3を示している。
【００４３】
なお、図２では、タイミングｔ1〜ｔ5が一回の点火周期であり、点火信号Ｘ1及び通電停止信号Ｘ2は同期しているものとする。また、点火信号Ｘ1がハイレベルの場合に充放電制御用サイリスタ４２をオン状態に遷移させるゲート電流（ターンオンさせるゲート電流）が同サイリスタ４２に流れることを想定している。
【００４４】
タイミングｔ1では、点火信号Ｘ1及び通電停止信号Ｘ2がローレベルからハイレベルに遷移している。その結果、点火回路４０では、充放電制御用サイリスタ４２がオン状態になることで、点火用コンデンサ４１が放電する。これにより、図２（ｆ）に示すように点火用コンデンサ４１の充電電圧Ｖ3が急激に低下すると共に、点火コイル４３の一次コイル４３ａに放電電流が流れ、点火コイル４３の二次コイル４３ｂに点火用電圧が発生する。一方、ＤＣ−ＤＣコンバータ１５では、通電停止部３０の第１通電停止用トランジスタ３１がオン状態になることで、充電電圧が発生しなくなる（図２（ｅ）参照）。
【００４５】
通電停止信号Ｘ2がハイレベルに維持されているタイミングｔ1〜ｔ2では、パルス周期設定用コンデンサ３８に電荷が充電される。
【００４６】
タイミングｔ2では、点火信号Ｘ1及び通電停止信号Ｘ2がローレベルに遷移している。その結果、点火回路４０では充放電制御用サイリスタ４２がオフ状態になる。一方、ＤＣ−ＤＣコンバータ１５では、パルス周期設定用コンデンサ３８に電荷が充電されているため、タイミングｔ2において第１通電停止用トランジスタ３１が直ちにオン状態からオフ状態に遷移することはない。そして、タイミングｔ2以降も第１通電停止用トランジスタ３１においてベース電流が流れ続けることで、パルス周期設定用コンデンサ３８に充電されていた電荷が放電され、同コンデンサ３８の充電電圧Ｖ1が徐々に低下する（図２（ｆ）参照）。その結果、第１通電停止用トランジスタ３１のベース電圧が徐々に低下する。
【００４７】
タイミングｔ3において、第１通電停止用トランジスタ３１のベース電圧が同トランジスタ３１のオフ電圧以下になると、第１通電停止用トランジスタ３１がオフ状態になる。このように第１通電停止用トランジスタ３１がオフ状態になると、通電用トランジスタ１７がオン状態になり、以降、昇圧トランスの一次コイル１６ａへの通電が断続される。
【００４８】
そのため、タイミングｔ3〜ｔ4では、ＤＣ−ＤＣコンバータ１５においてパルス状の高電圧が発生し（図２（ｅ）参照）、点火回路４０において点火用コンデンサ４１の充電電圧Ｖ3が上昇する（図２（ｆ）参照）。
【００４９】
タイミングｔ4において、点火用コンデンサ４１の充電電圧Ｖ3が予め設定された所定電圧に達すると、ツェナーダイオード３６を介して第２通電停止用トランジスタ３４にベース電流が流れ、同トランジスタ３４がオン状態になる。すると、ＤＣ−ＤＣコンバータ１５において通電用トランジスタ１７がオフ状態になる。
【００５０】
そのため、タイミングｔ4〜ｔ5では、ＤＣ−ＤＣコンバータ１５において昇圧トランス１６にパルス状の高電圧が発生せず（図２（ｅ）参照）、点火回路４０において点火用コンデンサ４１の充電電圧が変化しない（図２（ｆ）参照）。
【００５１】
タイミングｔ5において、点火信号Ｘ1及び通電停止信号Ｘ2が再びローレベルからハイレベルに遷移すると、点火回路４０において点火用電圧が発生する。上記点火制御によると、点火信号に同期させて点火用電圧を発生させ、点火プラグ４５において火花放電を発生させることができる。
【００５２】
ところで、従来の点火装置では、図１に示す点火装置１０において第１通電停止用トランジスタ３１のベースが通電用トランジスタ１７のエミッタに接続されていない。このような従来の点火装置おいて、発振用トランジスタ２１に接続不良やオープン故障が発生すると、コイル通電用トランジスタ１７が常時オン状態になり、昇圧トランス１６の一次コイル１６ａへの通電が断続されなくなる。その結果、ＤＣ−ＤＣコンバータ１５において昇圧トランス１６にパルス状の高電圧が発生せず、点火回路４０において点火用電圧が発生しない。そのため、上述の如く発振用トランジスタ２１に故障が発生すると、点火プラグ４５において火花放電を発生させることができず、エンジン１０が停止してしまう。
【００５３】
これに対して、本実施形態の点火装置１０では、発振用トランジスタ２１に接続不良やオープン故障が発生したとしても、点火用電圧の発生が可能になっている。
【００５４】
次に、図３及び図４に基づいて、上述の如く発振用トランジスタ２１に故障が発生した場合における点火制御を説明する。図３において（ａ）〜（ｆ）はそれぞれ図２における（ａ）〜（ｆ）に対応し、図３に示すタイミングｔ11〜ｔ13はそれぞれス図２に示すタイミングｔ1〜ｔ3に対応する。また、図４は、図３に示すタイミングチャートのタイミングｔ13近傍（図３に一点鎖線で示す領域Ａ参照）の拡大図であり、（ａ）は図３の（ｃ）に示す第１通電停止用トランジスタ３１の状態に対応し、（ｂ）は図３の（ｄ）に示すパルス周期設定用コンデンサ３８の充電電圧Ｖ1に対応し、（ｃ）は図３の（ｅ）に示すコイル通電用トランジスタ１７のエミッタ電圧Ｖ2に対応する。
【００５５】
また、以下の図３及び図４に基づく点火制御の説明では、発振用トランジスタ２１に接続不良やオープン故障が発生していない状態をスイッチング部２０の「正常時」といい、発振用トランジスタ２１に接続不良やオープン故障が発生した状態をスイッチング部２０の「異常時」という。なお、図２に基づいて説明した上記点火装置１０の作動はスイッチング部２０の正常時における作動に相当する。
【００５６】
スイッチング部２０の異常時には、図３に示すように、第１通電停止用トランジスタ３１により通電用トランジスタ１７のオン・オフが交互に繰り返され、結果として、昇圧トランス１６の二次コイル１６ｂにパルス状の高電圧が発生する（タイミングｔ13〜ｔ17参照）。
【００５７】
詳しくは、図４に示すタイミングｔ13において、第１通電停止用トランジスタ３１のベース電圧が同トランジスタ３１のオフ電圧以下になると（図４（ｂ）に示すパルス周期設定用コンデンサ３８の充電電圧ＶＡ参照）、第１通電停止用トランジスタ３１がオフ状態になる（図４（ａ）参照）。その結果、コイル通電用トランジスタ１７がオフ状態からオン状態に遷移し、昇圧トランス１６の一次コイル１６ａへの通電が開始される。これにより、コイル通電用トランジスタ１７のエミッタ電圧Ｖ2が上昇する（図４（ｃ）参照）。
【００５８】
タイミングｔ14において、コイル通電用トランジスタ１７のエミッタ及び抵抗器１９の接点の電圧Ｖ2が電流制限用ダイオード３７のカットイン電圧以上になると、電流制限用ダイオード３７を介して同電流制限用ダイオード３７の順方向に電流が流れる。これにより、パルス周期設定用コンデンサ３８の充電電圧ＶＡが上昇し（図４（ｂ）参照）、第１通電停止用トランジスタ３１のベース電圧が上昇する。
【００５９】
タイミングｔ15において、第１通電停止用トランジスタ３１のベース電圧が同トランジスタ３１のオン電圧以上になると、第１通電停止用トランジスタ３１がオン状態になる（図４（ａ）参照）。その結果、コイル通電用トランジスタ１７はオン状態からオフ状態に遷移し、昇圧トランス１６の一次コイル１６ａへの通電が停止される。
【００６０】
このとき、パルス周期設定用コンデンサ３８には電荷が充電されているため、第１通電停止用トランジスタ３１はタイミングｔ15でオフ状態に遷移することなく、同トランジスタ３１においてベース電流が流れ続ける。その結果、パルス周期設定用コンデンサ３８に充電されていた電荷が放電され、同コンデンサ３８の充電電圧ＶＡが低下し（図４（ｂ）参照）、第１通電停止用トランジスタ３１のベース電圧が徐々に低下する。そのため、タイミングｔ16において、第１通電停止用トランジスタ３１のベース電圧が同トランジスタ３１のオフ電圧以下になると、第１通電停止用トランジスタ３１はオフ状態になる（図４（ａ）参照）。
【００６１】
このように第１通電停止用トランジスタ３１によりコイル通電用トランジスタ１７のオン・オフが交互に繰り返されることで、昇圧トランス１６の一次コイル１６ａへの通電が断続される。これにより、スイッチング部２０の異常時においても、昇圧トランス１６にパルス状の高電圧が発生する。
【００６２】
以上詳述した本実施形態によれば、以下の優れた効果が得られる。
【００６３】
スイッチング部２０の異常時において、第１通電停止用トランジスタ３１により昇圧トランス１６の一次コイル１６ａへの通電が断続されるようにした。具体的には、コイル通電用トランジスタ１７のエミッタに第１通電停止用トランジスタ３１のベースを接続した。これにより、スイッチング部２０に異常が発生したとしても、昇圧トランス１６の二次コイル１６ｂに充電電圧を発生させ、点火コイル４３の二次コイル４３ｂに点火用電圧を発生させることができる。
【００６４】
ここで、仮に通電用トランジスタ１７のエミッタと第１通電停止用トランジスタ３１のベースとを電流制限用ダイオード３７を介さずに接続した場合には、制御回路５０からＤＣ−ＤＣコンバータ１５にハイレベルの通電停止信号が入力されると、電流がダイオード３３及び抵抗器１９を経由してグランドに流れる。その結果、通電停止用トランジスタ３１が通電停止信号により制御不能になることが考えられる。
【００６５】
また、上述の如く通電用トランジスタ１７のエミッタと第１通電停止用トランジスタ３１のベースとを電流制限用ダイオード３７を介さずに接続すると、スイッチング部２０の正常時において昇圧トランス１６に発生する高電圧のパルス発生周期が長くなるおそれがある。例えば、本実施形態のようにコンデンサ３８を設けている場合には、発振用トランジスタ２１に関する入力容量が増大し、発振用トランジスタ２１の動作速度が低下する。これにより、昇圧トランス１６に発生する高電圧のパルス発生周期が長くなることが考えられる。このように高電圧のパルス発生周期が長くなると、エンジン１０の高回転域において点火用コンデンサ４１を十分に充電することができず、点火用電圧が低下するおそれがある。
【００６６】
これに対して、通電用トランジスタ１７のエミッタと第１通電停止用トランジスタ３１のベースとの間に、通電用トランジスタ１７側から第１通電停止用トランジスタ３１側に向かう方向を順方向とする電流制限用ダイオード３７を設けた。
【００６７】
その結果、制御回路５０からＤＣ−ＤＣコンバータ１５にハイレベルの通電停止信号が入力されている場合において、電流が上述の如くグランドに流れることはない。これにより、第１通電停止用トランジスタ３１が通電停止信号により制御不能になることを抑制することができる。
【００６８】
また、電流制限用ダイオード３７は、その順方向に加わる電圧がカットイン電圧よりも低い場合において電流を殆ど流さない。これにより、電流制限用ダイオード３７の順方向に流れる電流が抑制されることから、昇圧トランス１６に発生する高電圧のパルス発生周期が上記接続（通電用トランジスタ１７のエミッタと第１通電停止用トランジスタ３１のベースとの接続）に起因して長くなることが抑制される。
【００６９】
特に、本実施形態では、電流制限用ダイオード３７のカットイン電圧は発振用トランジスタ２１のオン電圧よりも高く設定した。その結果、コイル通電用トランジスタ１７のエミッタ電圧Ｖ2が電流制限用ダイオード３７のカットイン電圧に達する前に発振用トランジスタ２１がオン状態になることから、スイッチング部２０の正常時において電流が電流制限用ダイオード３７の順方向に流れることはない。すなわち、スイッチング部２０の正常時において、通電用トランジスタ１７のエミッタと第１通電停止用トランジスタ３１のベースとの接続は電気的に切断されている。これにより、通電用トランジスタ１７のエミッタと第１通電停止用トランジスタ３１のベースとの接続に起因して、昇圧トランス１６に発生する高電圧のパルス発生周期が長くなることが防止される。
【００７０】
このようにして、昇圧トランス１６に発生する高電圧のパルス発生周期が長くなることを抑制することにより、スイッチング部２０の正常時において点火用電圧の低下を抑制することができる。
【００７１】
ところで、上述の如く電流制限用ダイオード３７のカットイン電圧は発振用トランジスタ２１のオン電圧よりも高く設定されている。そのため、スイッチング部２０の異常時においてコイル通電用トランジスタ１７を流れる電流は、スイッチング部２０の正常時よりも大きくなる。したがって、コイル通電用トランジスタ１７のオン・オフが交互に繰り返される充電期間において同トランジスタ１７のオフ時間が短くなると、コイル通電用トランジスタ１７や抵抗器１９の発熱によってコイル通電用トランジスタ１７その他の回路素子が故障し、点火装置１０が故障するおそれがある。
【００７２】
これに対して、第１通電停止用トランジスタ３１のベース及びグランドの間にパルス周期設定用コンデンサ３８を設け、また第１通電停止用トランジスタ３１のベース及びパルス周期設定用コンデンサ３８の間に抵抗器３２を設けた。その結果、タイミングｔ15において第１通電停止用トランジスタ３１がオフ状態に遷移することなく、図４に示すタイミングｔ15から所定時間経過したタイミングｔ16において第１通電停止用トランジスタ３１がオン状態からオフ状態に遷移する。すなわち、タイミングｔ15から所定時間経過するまでの期間において、通電用トランジスタ１７がオフ状態に維持され、結果として充電期間においてコイル通電用トランジスタ１７のオフ時間が長くなる。これにより、コイル通電用トランジスタ１７や抵抗器１９の発熱が抑制され、これらの発熱に起因する点火装置１０の故障を抑制することができる。
【００７３】
一方、上述のように充電期間におけるコイル通電用トランジスタ１７のオフ時間を長くすると、点火周期において昇圧トランス１６に発生するパルス状の高電圧の発生回数が減少し、結果としてエンジン１０の高回転域において点火時における点火用コンデンサ４１の充電電圧が低下する（図３（ｆ）のタイミングｔ17におけるＶ3参照）。これにより、エンジン１０の高回転域では失火のおそれが高まる。
【００７４】
この点、充電期間におけるコイル通電用トランジスタ１７のオフ時間は、パルス周期設定用コンデンサ３８の放電に係る時定数（パルス周期設定用コンデンサ３８の容量、抵抗器３２の抵抗値）により設定可能である。これにより、コイル通電用トランジスタ１７や抵抗１９などの素子の発熱及びエンジン１０の高回転域における失火の蓋然性を考慮して、充電期間におけるコイル通電用トランジスタ１７のオフ時間を設定することができる。なお、エンジン１０の高回転域において失火が発生するように上記オフ時間を設定することにより、スイッチング部２０の故障をドライバに対して認識させることも可能である。
【００７５】
（他の実施形態）
本発明は上記実施形態の記載内容に限定されず、例えば次のように実施されてもよい。
【００７６】
上記実施形態では、ＡＣ火花放電を発生させる点火装置１０を説明した。しかしながら、本発明は、ＤＣ火花放電を発生させる点火装置に適用してもよい。
【００７７】
また、上記実施形態では、スイッチング部２０を昇圧電流経路に接続し、同スイッチング部２０により昇圧電流経路の通電状態に応じてコイル通電用トランジスタ１７のベース及びグランドの間を開閉するようにした。しかしながら、スイッチング部は、昇圧電流経路の通電状態によらずコイル通電用トランジスタ１７のベース及びグランドの間の開閉を交互に繰り返すものでもよい。
【００７８】
また、上記実施形態では、電流制限用ダイオード３７により、第１通電停止用トランジスタ３１側から昇圧電流経路側に向かって流れる電流を制限した。しかしながら、上記電流制限機能は、ダイオード以外の素子で実現してもよく、例えばスイッチング部２０の故障に伴ってオン状態になるスイッチング素子で実現してもよい。
【００７９】
また、上記実施形態では、点火周期におけるコイル通電用トランジスタ１７のオフ時間を長くするために、第１通電停止用トランジスタ３１のベース及びグランドの間にパルス周期設定用コンデンサ３８を接続し、また第１通電停止用トランジスタ３１のベース及びパルス周期設定用コンデンサ３８の間に抵抗器３２を設けた。しかしながら、スイッチング部２０の異常時におけるコイル通電用トランジスタ１７や抵抗器１９の発熱を仕様範囲内に抑制可能な限り、通電停止部３０にパルス周期設定用コンデンサ３８や抵抗器３２を設けなくてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００８０】
【図１】点火装置を示す図。
【図２】スイッチング部が正常である場合の点火制御を示すタイミングチャート。
【図３】スイッチング部が異常である場合の点火制御を示すタイミングチャート。
【図４】スイッチング部が異常である場合の点火制御を示すタイミングチャート。
【符号の説明】
【００８１】
１０…点火装置、１５…コンバータ、１６…昇圧トランス、１６ａ…一次コイル、１６ｂ…二次コイル、１７…コイル通電用トランジスタ、２０…スイッチング部、２１…通電停止用トランジスタ、３０…通電停止部、３１…第１通電停止用トランジスタ（通電用トランジスタ）、３７…ダイオード、３８…パルス周期設定用コンデンサ、４０…点火回路、４１…点火用コンデンサ、４２…充放電制御用サイリスタ、４３…点火コイル、４５…点火プラグ、５０…制御回路。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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