(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
内燃機関の燃焼室内の可燃混合気に点火するための火花放電を発生する点火プラグ（２０）と、
一次コイル（１６、７１）及び二次コイル（１７、７３）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点火コイル（１９、７５）と、
所定の電圧を昇圧して前記一次コイルに印加するＤＣ−ＤＣコンバータ（１２）と、
前記一次コイルへ流れる一次電流の切断と導通を行う第一スイッチング素子（１５）と、
前記第一スイッチング素子の駆動を制御することで、前記点火プラグにより連続放電又は多重放電を実行させる放電実行手段（１３）と、
前記ＤＣ−ＤＣコンバータと前記一次コイルとの間に接続され、前記一次コイルへ流れる一次電流の切断と導通を行う第二スイッチング素子（２１）と、
前記第二スイッチング素子と前記一次コイルとの間にカソードが接続され、アノードが接地されたダイオード（２２）と、
前記放電実行手段による前記第一スイッチング素子の駆動中において、前記一次コイルに流れる電流が第一所定域に収まるように前記第二スイッチング素子を制御する一次電流制御手段（２３、３２、４２）と、
を備え、
前記一次電流制御手段は、前記点火プラグを点火させる点火信号（ＩＧＴ＿１,ＩＧＴ＿２）に依存しないことを特徴とする内燃機関用点火システム。
【請求項２】
前記一次電流制御手段は、少なくとも前記点火プラグに前記連続放電または前記多重放電を実行させるための前記放電実行手段による前記第一スイッチング素子の駆動制御中において、前記一次コイルに流れる電流が第一所定域に収まるように前記第二スイッチング素子を制御する請求項１に記載の内燃機関用点火システム。
【請求項３】
前記一次コイルに流れる前記一次電流を検出する一次電流検出手段（２４、４１）を備え、
前記一次電流制御手段は、前記一次電流検出手段により検出された前記一次電流が前記第一所定域に収まるように前記第二スイッチング素子を制御することを特徴とする請求項１または２に記載の内燃機関用点火システム。
【請求項４】
前記二次コイルに流れる二次電流を検出する二次電流検出手段（３１、４１）を備え、
前記一次電流制御手段（３２、４２）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に基づいて、前記一次電流が前記第一所定域に収まるように前記第二スイッチング素子を制御することを特徴とする請求項１または２に記載の内燃機関用点火システム。
【請求項５】
前記一次電流制御手段は、前記二次電流検出手段により検出された二次電流の電流値から前記一次電流の電流値を推測することを特徴とする請求項４に記載の内燃機関用点火システム。
【請求項６】
前記一次電流制御手段は、前記一次電流の電流値が第一所定域の上限値を超えた場合に一次電流を切断し、第一所定域の下限値を超えて低下した場合に導通することで一次電流を第一所定域内に制御することを特徴とする請求項１乃至５のいずれか１項に記載の内燃機関用点火システム。
【請求項７】
前記点火プラグの放電開始に際して、前記一次電流制御手段（２３）は、前記第一所定域よりも大きな電流域に設定した第二所定域内に前記一次電流を制御することを特徴とする請求項６に記載の内燃機関用点火システム。
【請求項８】
前記二次コイルに流れる二次電流を検出する二次電流検出手段を備え、
前記一次電流制御手段（３２、４２）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電流値が第三所定域を逸脱した場合に、以後の前記放電実行手段による前記第一スイッチング素子の駆動中において、前記一次電流制御手段により、前記第二スイッチング素子を制御することで第三所定域からの逸脱を抑制することを特徴とする請求項１乃至７のいずれか１項に記載の内燃機関用点火システム。
【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システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、自動車用内燃機関での燃費を向上させるため、希薄燃料の燃焼制御（リーンバーンエンジン）、又は、内燃機関のシリンダへ燃焼ガスを還流させるＥＧＲに関する技術の検討が進められている。これらの技術にあっては、内燃機関の点火タイミングで点火プラグが複数回連続的に放電を行なう多重点火方式／交流点火方式、又は、点火タイミング近傍の一定時間について点火プラグを持続的に放電させるＤＣＯ方式等、混合気に含まれる化石燃料を効果的に燃焼させる為の点火システムが種々検討されている。
【０００３】
これらの方式による点火システムでは、大きな放電電流を維持することが要求されるため、一次コイル（点火コイルの一次側）への印加電圧をＤＣ−ＤＣコンバータ等によって昇圧している（特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１２−１６７６６５
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上記の場合に、放電開始時の点火信号または放電開始後の点火信号が、ＥＣＵからの信号異常などにより通常時の点火信号よりも長くなってしまうことがある。このとき、高電圧のために、一次コイルへ流れる電流の切断と導通を行うＩＧＢＴ（絶縁ゲートバイポーラトランジスタ）等のスイッチング素子に、電流が過剰に流れるおそれがある。その結果として、ＩＧＢＴの消費電力が増大し、損傷してしまうおそれがある。
【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、点火プラグにより連続放電又は多重放電を実行させる点火システムにおいて、スイッチング素子の損傷を抑制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、内燃機関用点火システムであって、内燃機関の燃焼室内の可燃混合気に点火するための火花放電を発生する点火プラグと、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点火コイルと、所定の電圧を前記一次コイルに印加する電圧印加手段と、前記一次コイルへ流れる一次電流の切断と導通を行う第一スイッチング素子と、前記第一スイッチング素子の駆動を制御することで、前記点火プラグにより連続放電又は多重放電を実行させる放電実行手段と、前記電圧印加手段と前記一次コイルとの間に接続され、前記一次コイルへ流れる一次電流の切断と導通を行う第二スイッチング素子と、前記第二スイッチング素子と前記一次コイルとの間にカソードが接続され、アノードが接地されたダイオードと、前記放電実行手段による前記第一スイッチング素子の駆動中において、前記一次コイルに流れる電流が第一所定域に収まるように前記第二スイッチング素子を制御する一次電流制御手段と、を備えることを特徴とする。
【０００９】
上記構成によれば、点火コイルは一次コイルと二次コイルを具備している。そして、電圧印加手段により所定の電圧が一次コイルに印加される。一次コイルへ流れる電流は、第一スイッチング素子をＯＮ／ＯＦＦすることで、その電流の切断と導通が制御される。放電実行手段により、第一スイッチング素子を制御し、一次電流をコントロールすることで、点火プラグに連続放電や多重放電を実行させる。
【００１０】
この内燃機関用点火システムには、さらに電圧印加手段と一次コイルの間に第二スイッチング素子が設けられている。また、この第二スイッチング素子と一次コイルとの間に、カソードが接続されアノードが接地されたダイオードを設けている。このとき、第一スイッチング素子の駆動中、一次電流が第一所定域に収まるように、一次電流制御手段により、第二スイッチング素子を制御する。たとえば、第一スイッチング素子の駆動中において、一次コイルに流れる一次電流が第一所定域の上限値を超えた場合に、一次電流制御手段により、一次電流が切断される。その間、アノードが接地されたダイオードを介して、電流が供給され、ゆっくりと一次電流が下降する。そして第一所定域の下限値を超えて一次電流が下降した場合に、一次電流制御手段により、再度一次電流を流す。こうすることで、第一所定域内に一次電流を収めることが出来る。その結果、第一スイッチング素子に過剰な電流が流れることなく、損傷を抑制することが出来る。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】内燃機関用点火システムの回路構成を示す図である（第１の実施形態）。
【図２】点火信号、一次電流、二次電流、及び消費電力を示したタイミングチャートである（第１の実施形態）。
【図３】点火信号、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】内燃機関用点火システムの回路構成を示す図である（第１の実施形態の変更例）。
【図５】内燃機関用点火システムの回路構成を示す図である（第２の実施形態）。
【図６】点火信号、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７】内燃機関用点火システムの回路構成を示す図である（第３の実施形態）。
【図８】点火信号、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３の実施形態）。
【図９】電流制御回路の制御プログラムを示すフローチャートである（第３の実施形態）。
【図１０】内燃機関用点火システムの回路構成を示す図である（変更例）。
【図１１】内燃機関用点火システムの回路構成を示す図である（変更例）。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
（第１の実施形態）
本実施形態を、図面を参照して説明する。図１に示す内燃機関用点火システム１０は、二つの点火コイル１９Ａ,１９Ｂと、二つのＩＧＢＴ１５Ａ,１５Ｂ（第一スイッチング素子に該当）と、点火プラグ２０と、ＤＣ−ＤＣコンバータ１２（電圧印加手段に該当）とが設けられている。
【００１３】
バッテリ１１とＤＣ−ＤＣコンバータ１２とは直列で繋がっている。このＤＣ−ＤＣコンバータ１２は、バッテリ１１から１２（Ｖ）〜２４（Ｖ）程度の電圧が印加され、これに基づいて、４０（Ｖ）〜９０（Ｖ）程度にまで電圧を昇圧させる。
【００１４】
ＤＣ−ＤＣコンバータ１２の出力側は分岐しており、それぞれ点火コイル１９Ａが有する一次コイル１６Ａの第一端と、点火コイル１９Ｂが有する一次コイル１６Ｂの第一端とに接続されている。点火コイル１９Ａは、一次コイル１６Ａの他に二次コイル１７Ａ及び鉄心１８Ａを備え、点火コイル１９Ｂもまた同様な構成を取っている。一次コイル１６Ａ,１６Ｂのそれぞれの第二端は、ＩＧＢＴ１５Ａ,１５Ｂ（第一スイッチング素子に該当）のコレクタ端子にそれぞれ接続され、そしてＩＧＢＴ１５Ａ,１５Ｂのエミッタ端子は抵抗などによる電流検出回路を介して接地されている。
【００１５】
二次コイル１７Ａ,１７Ｂの第一端はそれぞれグランド電位に接地されている。一方で、二次コイル１７Ａ,１７Ｂの第二端は、ダイオード１４Ａ,１４Ｂのカソード側に接続されている。ダイオード１４Ａ,１４Ｂのアノード側は点火プラグ２０に接続されている。
かかるダイオード１４Ａ,１４Ｂは、プレイグニッションを防止するために設けられる。詳しくは、これらのダイオード１４Ａ,１４Ｂのアノード側が互いに接続されて合流し、合流した電流経路は点火プラグ２０の入力端子に接続されている。即ち、各々の二次コイル１７Ａ,１７Ｂは、１つの共通する点火プラグ２０に接続され、当該点火プラグ２０は、双方の点火コイル１９Ａ,１９Ｂから二次コイル１７Ａ,１７Ｂへ電流を流す向きの電圧が足し合わされて印加されることとなる。図１の二次電流Ｉ２の矢印は、二次コイル１７Ａ,１７Ｂから点火プラグ２０に流れる方向を正方向と示している。よって、一次コイル１６Ａ,１６Ｂに流れる一次電流Ｉ１＿１,Ｉ１＿２を遮断した際に、点火プラグ２０に接地しているグランド電位から点火プラグ２０に流れる二次電流Ｉ２は負の値となる。
【００１６】
ＥＣＵ１３（放電実行手段に該当）は、ＣＰＵ及びＩ／Ｏ回路及びメモリ回路及びクロック回路等を備えている。このＥＣＵ１３は、ＩＧＢＴ１５Ａ,１５Ｂそれぞれと別個に接続されている。ＥＣＵ１３は、入力された情報に基づいて点火信号ＩＧＴ＿１,ＩＧＴ＿２を生成してＩＧＢＴ１５Ａ,１５Ｂのゲート端子へ出力し、ＩＧＢＴ１５Ａ,１５Ｂの駆動を制御する。Ｉ／Ｏ回路には、自動車の各部に設けられた各種ＥＣＵまたはセンサから、内燃機関の運転状態に関する情報（以下、運転状態情報と呼ぶ）が適宜に入力される。この運転状態情報には、インジェクタの動作情報，クランク角センサからの情報等を含み、ＥＣＵ１３では、これらの情報に基づいて内燃機関の負荷状態及び回転数に関する情報を認識する。そして、ＥＣＵ１３では、これらの情報に基づいて各々の点火信号ＩＧＴ＿１とＩＧＴ＿２を設定する。
【００１７】
そして、ＥＣＵ１３から送信される点火信号ＩＧＴ＿１とＩＧＴ＿２の位相は、一致しない状態でＩＧＢＴ１５Ａ,１５Ｂに入力されるため、ＩＧＢＴ１５Ａ,１５Ｂは一方がＯＮの場合に他方がＯＦＦとなるように同期して駆動することとなる。
【００１８】
ここで、ＤＣ−ＤＣコンバータ１２の出力端子と一次コイル１６Ａ，１６Ｂの第一端との間には、ＭＯＳＦＥＴ２１（第二スイッチング素子に該当）が接続されている。詳しくは、ＭＯＳＦＥＴ２１のドレイン端子がＤＣ−ＤＣコンバータ１２の出力端子と接続し、ＭＯＳＦＥＴ２１のソース端子が一次コイル１６Ａの第一端と接続している。
【００１９】
ＭＯＳＦＥＴ２１のソース端子と一次コイル１６Ａ，１６Ｂの第一端との間にダイオード２２のカソードが接続され、ダイオード２２のアノードが接地されている。またＭＯＳＦＥＴ２１のゲート端子は、電流制御回路２３（一次電流制御手段に該当）が接続されている。電流制御回路２３はマイコンや駆動回路などで構成されている。
【００２０】
そして電流制御回路２３は電流検出回路２４（一次電流検出手段に該当）に接続され、電流検出回路２４は二つのＩＧＢＴ１５Ａ,１５Ｂのそれぞれのエミッタ端子と接続している。電流検出回路２４は電流センサなどで構成されている。このため、電流検出回路２４により検出された電流を基に、電流制御回路２３がＭＯＳＦＥＴ２１のＯＮ／ＯＦＦ制御を行ない、一次コイル１６Ａ,１６Ｂへ流れる一次電流Ｉ１＿１,Ｉ１＿２をそれぞれ制御する。
【００２１】
次に、本実施形態におけるＥＣＵ１３と電流制御回路２３が実行する制御を説明する。
【００２２】
図２は、本実施形態におけるＥＣＵ１３と電流制御回路２３の動作を示すタイミングチャートである。この図には、ＥＣＵ１３から送信されるＩＧＴ＿１,ＩＧＴ＿２、ＩＧＢＴ１５Ａ,１５Ｂにそれぞれ流れる一次電流Ｉ１＿１,Ｉ１＿２の波形、一次電流Ｉ１＿１,Ｉ１＿２を遮断したときに発生する二次電流Ｉ２の波形、ＩＧＢＴ１５Ａの消費電力が各々示されている。
【００２３】
ＥＣＵ１３により非同期的に送信される点火信号ＩＧＴ＿１,ＩＧＴ＿２は、それぞれ時間間隔の長い第一パルスと、時間間隔の短く間欠的に起こる後続パルスとで構成されている。この第一パルスは、一次電流Ｉ１＿１が予め設定されている上側設定値Ａに達するように設定されている。従って、第一パルスによる一次電流Ｉ１＿１は、後続パルスによる一次電流Ｉ１＿１と比べて大きく設定されている。一次電流Ｉ１＿２も同様の設定がされている。
【００２４】
点火信号ＩＧＴ＿１,ＩＧＴ＿２によってＩＧＢＴ１５Ａ,１５Ｂが駆動されると、各々の一次コイル１６Ａ,１６Ｂでは、一次電流Ｉ１＿１及びＩ１＿２が断続的に発生する。
【００２５】
このとき、各々の二次コイル１７Ａ,１７Ｂでは、一次電流Ｉ１＿１,Ｉ１＿２に同期して磁束の変動が連続的に発生し、高電圧を連続的に出力させる。従って、点火プラグ２０の入力端子には、双方の高電圧を合成させた電圧が印加されることとなり、二次電流Ｉ２が持続的に流れるようになる。
【００２６】
このとき、点火プラグ２０の放電開始に際して、ＩＧＢＴ１５Ａ,１５Ｂに送信される点火信号ＩＧＴ＿１,ＩＧＴ＿２は、ＥＣＵ１３からの信号異常などにより通常時の点火信号よりも長くなってしまうと、一次電流Ｉ１＿１の点線に示したように、一次電流Ｉ１＿１の過剰な増大を許してしまう。その結果、ＩＧＢＴ１５Ａの消費電力は急速に増加し、損傷してしまう。このため、点火信号ＩＧＴ＿１,ＩＧＴ＿２に依存しない別の電流制御回路２３を設けることにより、ＩＧＢＴ１５Ａ,１５Ｂの損傷を抑制する。
【００２７】
電流制御回路２３は、電流検出回路２４により検出された電流の大きさが入力される。そして、点火プラグ２０の放電開始では、電流検出回路２４により検出された一次電流Ｉ１＿１,Ｉ１＿２のどちらか一方でも、予め設定されている上側設定値Ａを超えて上昇した場合に、ＭＯＳＦＥＴ２１をＯＦＦに制御する。このとき、アノードが接地されたダイオード２２を介して、電流が供給され、ゆっくりと一次電流Ｉ１＿１,Ｉ１＿２が下降する。その後、下側設定値Ｂを超えて小さくなった場合にＭＯＳＦＥＴ２１をＯＮに制御する。この制御により、一次電流Ｉ１＿１,Ｉ１＿２は上側設定値Ａと下側設定値Ｂの間（第二所定域に該当）に制御される。このとき、上側設定値Ａは、ＩＧＢＴ１５Ａ,１５Ｂを損傷させるおそれがない範囲での上限値として設定し、下側設定値Ｂは上側設定値Ａを所定値だけ小さくした値として設定する。
【００２８】
点火プラグ２０の放電開始後では、上側設定値Ａからそれよりも低く設定した上側設定値Ｃ（図３）に変更し、下側設定値Ｂからそれよりも低く設定した下側設定値Ｄ（図３）に変更する。そして、一次電流Ｉ１＿１,Ｉ１＿２の双方が上側設定値Ｃと下側設定値Ｄの間（第一所定域に該当）で推移するように同様の制御が行う。これにより、二次電流Ｉ２は、放電途切れが起こらないように制御される。
【００２９】
上記構成により、本実施形態に係る内燃機関用点火システム１０の電流制御回路２３は、以下の効果を奏する。
【００３０】
・点火プラグ２０の放電開始に際した一次電流Ｉ１＿１,Ｉ１＿２の上側設定値Ａを、放電開始後の上側設定値Ｃよりも高く設定している。このため、一次電流Ｉ１＿１,Ｉ１＿２をそれぞれ大きくすることができ、その電流値に呼応して点火プラグ２０への出力電圧を大きくすることが出来る。その結果として点火プラグ２０の放電の実施が容易になる。
【００３１】
・電流制御回路２３は、電流検出回路２４により検出された一次電流Ｉ１＿１,Ｉ１＿２を監視し、予め設定された上側設定値Ａと下側設定値Ｂ又は上側設定値Ｃと下側設定値Ｄに従って、ＭＯＳＦＥＴ２１のＯＮ/ＯＦＦ制御を行なう。そうすることで、一次電流Ｉ１＿１,Ｉ１＿２は上側設定値Ａと下側設定値Ｂ又は、上側設定値Ｃと下側設定値Ｄの間に制御される。電流制御回路２３はＥＣＵ１３に依存しない回路であるため、ＥＣＵ１３の信号異常により、ＩＧＢＴ１５Ａ,１５ＢがＯＮを維持し続けても、電流制御回路２３により一次電流Ｉ１＿１,Ｉ１＿２の上昇は抑制される。そのため、ＩＧＢＴ１５Ａ,１５Ｂの消費電力が抑えられ、損傷抑制につながる。
【００３２】
なお、上記実施形態を、以下のように変更して実施することもできる。
【００３３】
・点火プラグ２０の放電開始に際して、一次電流の上側設定値Ａを、放電開始後の上側設定値Ｃよりも高く設定することとしていた。このことについて上側設定値Ａを上側設定値Ｃと同等にしてもよい。こうすることにより、点火プラグ２０の放電開始とその放電開始後で、制御に違いがなくなり、制御をより簡便化できる。また、上側設定値Ａ，Ｃを、一次電流の目標値に設定してもよい。こうした構成によれば、一次電流を目標値に正確に制御することができる。
【００３４】
・二次コイル１７Ａ,１７Ｂの第一端はそれぞれグランド電位に接地されている。このことについて、図４に示したように、一次コイル１６の第一端と二次コイル１７の第一端とを接続してもよい。こうすることにより、点火システム１０の簡便化を図ることが出来る。
【００３５】
（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。
【００３６】
第１の実施形態では、ＩＧＢＴ１５Ａ,１５Ｂのエミッタ端子と接地点との間に電流検出回路２４を接続し、一次電流Ｉ１＿１,Ｉ１＿２を検出していた。本実施形態では、図５に記載されているように二次コイル１７Ａ,１７Ｂの第一端と接地点との間に電流検出回路３１（二次電流検出手段に該当）を接続させている。
【００３７】
点火信号ＩＧＴ＿１,ＩＧＴ＿２は、それぞれ予め決められた時間間隔の幅で、ＩＧＢＴ１５Ａ,１５Ｂに入力される。このとき、電流検出回路３１により検出された二次電流Ｉ２＿１,Ｉ２＿２の大きさから一次電流Ｉ１＿１,Ｉ１＿２の大きさを推測し、二次電流Ｉ２＿１,Ｉ２＿２が予め設定されている基準電流値β（図６）よりも小さくなる場合には、一次電流Ｉ１＿１,Ｉ１＿２の時間間隔を延長させる。なお、一次電流Ｉ１＿１,Ｉ１＿２を遮断することにより誘起する二次電流はＩ２＿１,Ｉ２＿２は、負の値となる。よって、図６の二次電流Ｉ２＿１，Ｉ２＿２のグラフにおいて、負の方向を二次電流Ｉ２＿１，Ｉ２＿２の増大方向としている。これにより、二次電流Ｉ２＿１,Ｉ２＿２がどちらも予め設定している基準電流値βよりも大きくなるように、一次電流Ｉ１＿１,Ｉ１＿２はある程度制御されることになる。このときの基準電流値βと二次電流Ｉ２＿１,Ｉ２＿２それぞれの最大ピークの範囲は、請求項における第三所定域に該当する。
【００３８】
二次電流Ｉ２＿１における点線部に示すように、二次電流Ｉ２＿１は燃焼室の気流の変化などで刻々と変化し、場合によっては二次電流Ｉ２＿１が維持できなくなり失火を招くおそれがある。二次電流Ｉ２＿２も同様の事象が起こりうる。
【００３９】
よって、電流制御回路３２は、二次電流Ｉ２＿１,Ｉ２＿２各々について、基準電流値βよりも小さくなった場合に、その減少を抑制するために必要な一次電流の増加分を予測する。そして、その予測に基づいて点火信号ＩＧＴ＿１,ＩＧＴ＿２の時間間隔の長さを延長する。このとき、最大延長時間は、ＩＧＢＴ１５Ａ,１５Ｂが損傷する可能性がない範囲での延長時間とする。この制御により、二次電流Ｉ２＿１,Ｉ２＿２各々の減少を抑制することが可能となる。
【００４０】
また、電流制御回路３２は、基準電流値βのほか限界電流値γが設けられている。そして、二次電流Ｉ２＿１,Ｉ２＿２が限界電流値γよりも減少すると、点火プラグ２０の放電が困難となり失火する限界の値として設定されている。そして、基準電流値βは、気流変化などの外部要因の影響を受けていないときの二次電流Ｉ２＿１,Ｉ２＿２の最大ピークと、限界電流値γとの間、詳しくは２次電流の最大ピークと限界電流値γとの間の中央に設定されている。
【００４１】
上記構成により、本実施形態に係る内燃機関用点火システム３０の電流制御回路３２は、以下の効果を奏する。
【００４２】
・電流検出回路３１を二次コイル１７Ａ,１７Ｂの第一端に接続することで、二次電流Ｉ２の変化を監視することが出来る。このため、二次電流Ｉ２＿１,Ｉ２＿２各々が基準電流値βを超えて減少しても、点火信号ＩＧＴ＿１,ＩＧＴ＿２それぞれの時間間隔の長さを延長することで、減少を抑制する事が可能である。このとき、二次電流Ｉ２＿１,Ｉ２＿２の最大ピークは減少してしまった分だけ小さくなっているが、最小ピークが限界電流値γを下回らない限り、点火プラグ２０の放電状態を維持することが可能となる。
【００４３】
なお、上記実施形態を、以下のように変更して実施することもできる。
【００４４】
・二次コイル１７Ａ,１７Ｂそれぞれの第一端に電流検出回路３１を接続させていた。このことについて、ダイオード１４Ａ,１４Ｂのアノード側の電流経路の合流点と点火プラグ２０との間に電流検出回路３１を接続してもよい。そうすることで、電流検出回路３１に接続される電流経路を少なくすることが出来、構造を簡便化することが出来る。
【００４５】
・二次電流Ｉ２＿１,Ｉ２＿２は、基準電流値βと二次電流Ｉ２＿１,Ｉ２＿２それぞれの最大ピークの範囲に収まるように制御されるとしていた。このことについて、基準電流値βは二次電流Ｉ２＿１,Ｉ２＿２の最大ピークと限界電流値γとの間の中央に設定されるとしていたが、それに限定しなくてもよい。二次電流Ｉ２＿１,Ｉ２＿２の最大ピークと限界電流値γとの間ならば、基準電流値βはどこに設けられてもよい。
【００４６】
（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。
【００４７】
第１の実施形態では、ＩＧＢＴ１５Ａ,１５Ｂのエミッタ端子と接地点との間に電流検出回路２４を接続し、一次電流Ｉ１＿１,Ｉ１＿２を検出していた。本実施形態でも、図７に記載されているように、ＩＧＢＴ１５Ａ,１５Ｂのエミッタ端子と接地点との間に電流検出回路２４を接続させている。この構成は第１の実施形態と同様だが、それに加えて二次コイル１７Ａ,１７Ｂの第一端と接地点との間にも電流検出回路４１を接続させている。この構成により、一次電流Ｉ１＿１,Ｉ１＿２と二次電流Ｉ２＿１,Ｉ２＿２、これら全てを検出することが可能となる。
【００４８】
このとき、図８に示すように、電流制御回路４２は一次電流Ｉ１＿１,Ｉ１＿２それぞれに上側設定値Ｃと下側設定値Ｄを設定している。電流の大きさがその上側設定値Ｃを超えて大きくなったときには、ＭＯＳＦＥＴ２１をＯＦＦにして電流の上昇を抑制する。そして、下側設定値Ｄを超えて減少した場合には、ＭＯＳＦＥＴ２１をＯＮにすることで電流の減少が妨げられる。
【００４９】
二次電流Ｉ２＿１,Ｉ２＿２両者の最小ピークが基準電流値βよりも大きい状態にある場合は、このような第１の実施形態と同様の制御が実施される。しかし、それのみの制御では、燃焼室内の気流の変化などにより、二次電流Ｉ２＿１,Ｉ２＿２のうちどちらか一方でも基準電流値βを超えて減少した場合に、対処できず失火を招くおそれがある（Ｉ２＿１点線）。その場合に備え、本実施形態では加えて次に説明する制御が行われる。
【００５０】
図９は、電流制御回路４２により実施される二次電流制御のフローチャートを示している。
【００５１】
まず、電流検出回路４１に二次コイル１７Ａ,１７Ｂに流れる二次電流Ｉ２＿１,Ｉ２＿２の大きさαをそれぞれ検出させる（Ｓ１）。そして、検出された二次電流Ｉ２＿１,Ｉ２＿２の大きさαの絶対値が基準電流値βよりも小さくなったかを判定する（Ｓ２）。二次電流Ｉ２＿１,Ｉ２＿２の大きさαの絶対値が基準電流値βよりも小さくなかった場合は、二次電流Ｉ２＿１,Ｉ２＿２の大きさαの検出（Ｓ１）に戻る（Ｓ２：ＮＯ）。二次電流Ｉ２＿１,Ｉ２＿２の大きさαの絶対値が基準電流値βよりも小さかった場合には、上側設定値Ｃと下側設定値Ｄを、点火プラグ２０の放電開始に際して設定された上側設定値Ａと下側設定値Ｂに変更する（Ｓ３：ＹＥＳ）。
【００５２】
上記構成により、本実施形態に係る内燃機関用点火システム４０の電流制御回路４２は、以下の効果を奏する。
【００５３】
・二次電流Ｉ２＿１,Ｉ２＿２両者の最小ピークが基準電流値β（図８）よりも大きい状態にある場合、予め設定された上側設定値Ｃと下側設定値Ｄの範囲に一次電流Ｉ１＿１,Ｉ１＿２が収まるように制御される。このため、二次電流Ｉ２＿１,Ｉ２＿２は外部要因の影響を受けない限り、所定域に制御される。
【００５４】
・二次電流Ｉ２＿１,Ｉ２＿２のうちどちらか一方でも基準電流値βを超えて減少した場合に、一次電流Ｉ１＿１,Ｉ１＿２において予め設定していた上側設定値Ｃと下側設定値Ｄを、上側設定値Ａと下側設定値Ｂに変更する。こうすることで、一次電流Ｉ１＿１,Ｉ１＿２をそれぞれ大きくすることが出来、二次電流Ｉ２＿１,Ｉ２＿２の減少を抑制する事が可能となる。
【００５５】
なお、上記実施形態を、以下のように変更して実施することもできる。
【００５６】
・二次コイル１７Ａ,１７Ｂそれぞれの第一端に電流検出回路４１を接続させていた。このことについて、ダイオード１４Ａ,１４Ｂのアノード側の電流経路の合流点と点火プラグ２０との間に電流検出回路３１を接続してもよい。そうすることで、電流検出回路３１に接続される電流経路を少なくすることが出来、構造を簡便化することが出来る。
【００５７】
・二次電流Ｉ２＿１,Ｉ２＿２のうちどちらか一方でも基準電流値βを超えて減少した場合に、一次電流において予め設定していた上側設定値Ｃと下側設定値Ｄを、上側設定値Ａと下側設定値Ｂに変更するとしていた。このことについて、変更後の設定値は上側設定値Ａと下側設定値Ｂに限る必要はない。ＩＧＢＴ１５Ａ,１５Ｂの損傷のおそれがなく、二次電流Ｉ２＿１,Ｉ２＿２それぞれが限界電流値γよりも小さくならないように制御できるならば、変更される上側設定値Ａと下側設定値Ｂの値に制限はない。
【００５８】
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。
【００５９】
・上記各実施形態では、供給される電圧はバッテリ１１の電圧をＤＣ−ＤＣコンバータ１２により昇圧されたものとしていた。このことについて、図１０に示したようにハイブリッド車で使用される高圧バッテリ６１に変更しても良い。この場合、高圧バッテリ６１の全電圧（最高圧）に限らず、一部の電圧を使用するだけでもよい。こうすることで、ＤＣ−ＤＣコンバータ１２での昇圧は必要なくなり、構造も簡便化することが出来る。
【００６０】
・各実施形態における電流制御回路２３,３２,４２は、マイコンや駆動回路などで構成されており、一次電流Ｉ１＿１,Ｉ１＿２や二次電流Ｉ２＿１,Ｉ２＿２を制御していた。このことについて、回路内に電流制御回路２３,３２,４２を設置せずに、ＥＣＵ１３又はＤＣ−ＤＣコンバータ１２内にあるＣＰＵに電流制御回路２３,３２,４２が行う制御を請け負わせてもよい。こうすることで、構造の簡便化を図ることが出来る。
【００６１】
・一次電流Ｉ１＿１,Ｉ１＿２の制御を行なうスイッチング素子として、各実施形態では、ＭＯＳＦＥＴ２１とＩＧＢＴ１５を使用していた。このことについて、パワートランジスタやサイリスタやトライアックなどに変更してもよい。
【００６２】
・各実施形態において、点火コイル１９Ａと点火コイル１９Ｂを備えていた。このことについて、点火コイル１９を１つだけ備える構成（多重点火方式）であってもよい。この場合でも、各実施形態における電流制御回路２３,３２,４２は、あくまで予め設定された上側設定値Ａと下側設定値Ｂ又は、上側設定値Ｃと下側設定値Ｄの間に一次電流Ｉ１が収まるようにＭＯＳＦＥＴ２１を制御する。こうすることで、構造の簡便化を図ることが出来る。
【００６３】
・本点火システムは、ＤＣＯ方式及び多重点火方式に限らず、図１１に示すような交流点火方式でも適用可能である。かかる点火システム７０は、図示の如く、イグナイタ７４のＩＧＢＴ７６の両端（入力端と出力端）に、ダイオード７７及びコンデンサ７８が各々並列接続されている。また、点火プラグ２０は、点火コイル７５の二次コイル７３に並列接続され、二次コイル７３の出力電圧が何れの極性であっても、放電動作が行われるように配線されている。
【００６４】
かかる点火システム７０では、ＩＧＢＴ７６をＯＮ状態として一次電流が規定値に到達すると、当該ＩＧＢＴ７６をＯＦＦに切換え、一次コイル７１とコンデンサ７８との間で電荷の充電・放電を繰り返させて一次電流を振動させる。このとき、点火プラグ２０では、一次電流が振動する振動期間について、極性方向を交互に切換えつつ放電を繰り返す。このように、本点火システム７０についても、ＤＣＯ方式の点火システム１０と同様、一定期間について放電動作が持続される。
【００６５】
このような点火システム７０では、点火プラグ２０への印加電圧が正極・負極の両極性で放電できるように、ＤＣ−ＤＣコンバータ１２において昇圧される電圧を設定しなければならない。その結果、電圧が一定範囲で維持されていればコンデンサ７８に蓄積される電荷量も設計予定値とされるので、一次電流の最大ピークが上側設定値Ａ又は上側設定値Ｃに到達するようになる。
【００６６】
この場合に、電流制御回路２３によりＭＯＳＦＥＴ２１のＯＮ/ＯＦＦ制御が行われ、上側設定値Ａと下側設定値Ｂ又は、上側設定値Ｃと下側設定値Ｄの間に一次電流が収まる。このため、ＩＧＢＴ７６の消費電力を過剰に高めること無く、点火プラグ２０での連続的な放電動作が確実に行われることとなる。
【符号の説明】
【００６７】
１２…ＤＣ−ＤＣコンバータ（電圧印加手段）、１３…ＥＣＵ（放電実行手段）、１５Ａ,１５Ｂ…ＩＧＢＴ（第一スイッチング素子）、１６Ａ,１６Ｂ,７１…一次コイル、１７Ａ,１７Ｂ,７３…二次コイル、１９Ａ,１９Ｂ,７５…点火コイル、２０…点火プラグ、２１…ＭＯＳＦＥＴ（第２スイッチング素子）、２２…ダイオード、２３…電流制御回路（一次電流制御手段）。
【図１】
0006442928.tif 000002
【図２】
0006442928.tif 000003
【図３】
0006442928.tif 000004
【図４】
0006442928.tif 000005
【図５】
0006442928.tif 000006
【図６】
0006442928.tif 000007
【図７】
0006442928.tif 000008
【図８】
0006442928.tif 000009
【図９】
0006442928.tif 000010
【図１０】
0006442928.tif 000011
【図１１】
0006442928.tif 000012