(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
直流電源、エネルギ蓄積コイルおよび第１のスイッチング素子を含む第１の直列回路と、
前記エネルギ蓄積コイルに逆流防止手段を介して接続される容量放電用コンデンサ、点火コイルの１次コイル、ならびに第２のスイッチング素子を含む第２の直列回路と、
前記第１のスイッチング素子を導通／遮断させて前記エネルギ蓄積コイルに蓄えられたエネルギにより前記容量放電用コンデンサを充電し、点火時期において前記第２のスイッチング素子を導通／遮断させて前記容量放電用コンデンサに充電されたエネルギを前記１次コイルに供給するためのスイッチング素子制御手段と、
前記点火コイルの２次コイルに接続され、前記２次コイルのエネルギにより充電されて内燃機関の点火プラグに電圧を印加する電源用コンデンサと、
前記電源用コンデンサに直列に接続され、前記２次コイルのプラス放電時に前記電源用コンデンサのエネルギの放電を抑制する放電緩衝手段と、
混合気の燃焼時に前記電源用コンデンサと前記点火プラグとの間に流れるイオン電流を検出するイオン電流検出手段とを備え、
前記イオン電流検出手段は、
一端が前記点火コイルの２次コイルに前記電源用コンデンサと並列に接続され、他端が接地されるツェナーダイオードと、
一端が前記放電緩衝手段を介して前記電源用コンデンサに直列に接続され、他端が接地されるイオン電流検出抵抗と、
前記放電緩衝手段および前記イオン電流検出抵抗と並列に接続され、グランド側から前記電源用コンデンサ側への電流の逆流を防止するイオン電流検出用逆流防止手段とによって構成され、
前記放電緩衝手段と前記イオン電流検出抵抗との間の電位を検出することを特徴とする内燃機関用点火装置。
【請求項２】
直流電源、エネルギ蓄積コイルおよび第１のスイッチング素子を含む第１の直列回路と、
前記エネルギ蓄積コイルに第１の逆流防止手段を介して接続される容量放電用コンデンサ、点火コイルの１次コイル、ならびに第２のスイッチング素子を含む第２の直列回路と、
前記第１のスイッチング素子を導通／遮断させて前記エネルギー蓄積コイルに蓄えられたエネルギにより前記容量放電用コンデンサを充電し、点火時期において前記第２のスイッチング素子を導通／遮断させて前記容量放電用コンデンサに充電されたエネルギを前記１次コイルに供給するための第１のスイッチング素子制御手段と、
前記直流電源、前記エネルギ蓄積コイル、前記第１の逆流防止手段、前記１次コイルおよび前記第２のスイッチング素子を含む直列回路における前記エネルギ蓄積コイルおよび前記第１の逆流防止手段に対し並列に接続される第２の逆流防止手段と、
フェイル時に点火時期において前記第２のスイッチング素子を導通／遮断させて前記直流電源のエネルギを前記第２の逆流防止手段を介して前記１次コイルに供給するための第２のスイッチング素子制御手段と、
前記点火コイルの２次コイルに接続され、前記２次コイルのエネルギにより充電されて内燃機関の点火プラグに電圧を印加する電源用コンデンサと、
前記電源用コンデンサに直列に接続され、前記２次コイルのプラス放電時に前記電源用コンデンサのエネルギの放電を抑制する放電緩衝手段と、
混合気の燃焼時に前記電源用コンデンサと前記点火プラグとの間に流れるイオン電流を検出するイオン電流検出手段と、
を備えることを特徴とする内燃機関用点火装置。
【請求項３】
直流電源、エネルギ蓄積コイルおよび第１のスイッチング素子を含む第１の直列回路と、
前記エネルギ蓄積コイルに第１の逆流防止手段を介して接続される容量放電用コンデンサ、点火コイルの１次コイル、ならびに第２のスイッチング素子を含む第２の直列回路と、
前記第１のスイッチング素子を導通／遮断させて前記エネルギ蓄積コイルに蓄えられたエネルギにより前記容量放電用コンデンサを充電し、点火時期において前記第２のスイッチング素子を導通／遮断させて前記容量放電用コンデンサに充電されたエネルギを前記１次コイルに供給するための第１のスイッチング素子制御手段と、
前記エネルギ蓄積コイルに対し並列に接続される第２の逆流防止手段と、
フェイル時に点火時期において前記第２のスイッチング素子を導通／遮断させて前記直流電源のエネルギを前記第１および第２の逆流防止手段を介して前記１次コイルに供給するための第２のスイッチング素子制御手段と、
前記点火コイルの２次コイルに接続され、前記２次コイルのエネルギにより充電されて内燃機関の点火プラグに電圧を印加する電源用コンデンサと、
前記電源用コンデンサに直列に接続され、前記２次コイルのプラス放電時に前記電源用コンデンサのエネルギの放電を抑制する放電緩衝手段と、
混合気の燃焼時に前記電源用コンデンサと前記点火プラグとの間に流れるイオン電流を検出するイオン電流検出手段と、
を備え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】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、内燃機関用点火装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、内燃機関（以下、「内燃機関」をエンジンという）の燃焼時において混合気の電離作用によって発生するイオンに着目し、そのイオン電流を検出する回路が提案されている。この種のイオン電流検出回路として、例えば特開平７−２１７５１９号公報や特開平９−３１７６１９号公報に開示されるものが知られている。
【０００３】
上記従来のイオン電流検出回路を用いたエンジン用点火装置の例を図６に示す。点火コイル１１１の１次コイル１１２の一端は、バッテリ１００のプラス端子に接続され、１次コイル１１２の他端は、点火制御用のパワートランジスタ１１５のコレクタに接続される。点火コイル１１１の２次コイル１１３の一端は点火プラグ１１７に接続され、２次コイル１１３の他端は、電源用コンデンサ１２０およびダイオード１１９を介して接地される。また、電源用コンデンサ１２０にツェナーダイオード１１８が並列に接続され、ダイオード１１９に抵抗１２２およびイオン電流検出抵抗１２１が並列に接続される。電源用コンデンサ１２０とイオン電流検出抵抗１２１との間の電位は抵抗１２２を介して増幅回路１２３に入力されて増幅される。イオン電流検出回路は、ツェナーダイオード１１８、ダイオード１１９、コンデンサ１２０、イオン電流検出抵抗１２１、増幅回路１２３等から構成される。
【０００４】
このエンジン用点火装置において、エンジン運転中は、エンジン制御用の図示しないマイクロコンピュータから出力される点火信号ＩＧｔの立ち上がり／立ち下がりでパワートランジスタ１１５がオン／オフする。パワートランジスタ１１５がオン状態になると、バッテリ１００から１次コイル１１２に１次電流が流れ、その後、パワートランジスタ１１５がオフ状態になると、１次コイル１１２の１次電流が遮断されて、２次コイル１１３に高電圧が電磁誘導され、この高電圧によって点火プラグ１１７の電極１３０、１３１間に火花放電が発生する。
【０００５】
このとき、火花放電電流は点火プラグ１１７の接地電極１３１から中心電極１３０へ流れ、２次コイル１１３を経て電源用コンデンサ１２０に充電されるとともに、ツェナーダイオード１１８およびダイオード１１９を経由してグランド側に流れる。電源用コンデンサ１２０の充電後は、ツェナーダイオード１１８のツェナー電圧によって規制される電源用コンデンサ１２０の充電電圧を電源としてイオン検出回路が駆動され、以下のようにしてイオン電流が検出される。
【０００６】
火花放電終了後は、電源用コンデンサ１２０の充電電圧によって点火プラグ１１７の電極１３０、１３１間に電圧が印加され、混合気が燃焼する際に発生したイオンがイオン電流として点火プラグ１１７の電極１３０、１３１間に流れる。このイオン電流は、中心電極１３０から接地電極１３１へ流れ、さらに、グランド側からイオン電流検出抵抗１２１および抵抗１２２を通って電源用コンデンサ１２０に流れる。
【０００７】
そして、イオン電流検出抵抗１２１に流れるイオン電流の変化に応じて増幅回路１２３の入力電位が変化し、この増幅回路１２３の出力端子からイオン電流に応じた電圧のイオン電流信号が出力される。ここで、点火信号ＩＧｔと、２次コイル１１３の２次電流Ｉ２と、図６の点Ｖｃ（コンデンサ１２０の正極端子側）の電位を図７（Ａ）に示す。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、近年、容量放電型点火装置と誘導放電型点火装置とを組み合わせ、点火放電時期に多重放電を行うようにした多重放電型のエンジン用点火装置が開発されている。
この種の点火装置として、例えば特開平３−１５６５９号公報に開示されている点火装置では、点火時期において、エネルギ蓄積コイルに蓄えられたエネルギと容量放電用コンデンサに充電されたエネルギとが点火コイルに供給され、点火プラグが火花を発生する。また、点火が開始されるタイミングから所定の放電区間にてエネルギ蓄積コイルにより点火プラグに周期的にエネルギが供給されて多重放電が行われ、火花が持続される。このような多重放電型のエンジン用点火装置では、１回放電型の点火装置に比べて放電途切れが生じにくいという特徴がある。
【０００９】
上記多重放電型のエンジン用点火装置では、点火時期において容量放電用コンデンサに蓄えられたエネルギと、エネルギ蓄積コイルに蓄えられたエネルギとを点火コイルの１次コイルに供給して２次コイルに点火用高電圧を印加した後、所定の放電期間に第１および第２のスイッチング素子を交互に断続させ、２次コイル側の電流をプラス／マイナスに振り連続多重放電を実現している。
【００１０】
しかしながら、この方式は単なる交流点火の回路であって、イオン電流の検出について考慮されていないため、図６に示すイオン検出回路を単に流用したのみでは、図７（Ｂ）に示すように、多重放電の最後の放電がプラス放電となり、マイナス放電時に充電された電圧Ｖｃが図６に示すツェナーダイオード１１８を経由して直ちに放電され、イオン検出用の電源として用いることができないという問題があった。
【００１１】
本発明は、このような問題を解決するためなされたものであり、簡単な構成で点火プラグの電極間のイオン電流を容易に検出するエンジン用点火装置を提供することを目的とする。
本発明の他の目的は、フェイル時の１回放電においてもイオン電流を検出することが可能なエンジン用点火装置を提供することにある。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
本発明の請求項１記載のエンジン用点火装置によると、第１のスイッチング素子が導通／遮断されエネルギ蓄積コイルに蓄えられたエネルギにより容量放電用コンデンサが充電されるとともに、点火時期において第２のスイッチング素子が導通／遮断され容量放電用コンデンサに充電されたエネルギが点火コイルの１次コイルに供給される。このため、前回の点火時期において容量放電用コンデンサに蓄えられたエネルギと、エネルギ蓄積コイルに蓄えられたエネルギとが点火コイルの１次コイルに供給されるとともに、２次コイルに点火用高電圧が印加され、点火プラグが火花を発生する。
また、その後の所定の放電期間に第１および第２のスイッチング素子を交互に断続させ、多重放電させることにより、放電期間に周期的に点火エネルギが供給され、点火プラグの火花が持続する。
【００１３】
さらに、点火コイルの２次コイルのエネルギにより充電されて点火プラグに電圧を印加する電源用コンデンサが２次コイルに接続され、２次コイルのプラス放電時に上記電源用コンデンサのエネルギの放電を抑制する放電緩衝手段が電源用コンデンサに直列に接続されているので、多重放電において、マイナス放電時に電源用コンデンサに充電し、プラス放電時には電源用コンデンサの放電が抑制される。
したがって、混合気の燃焼時に電源用コンデンサと点火プラグとの間に流れるイオン電流をイオン電流検出手段により検出することで、点火プラグの電極間のイオン電流を容易に検出することができる。
ここで、イオン電流検出手段は、ツェナーダイオードと、イオン電流検出抵抗と、イオン電流検出用逆流防止手段とによって構成される。ツェナーダイオードは、一端が２次コイルに電源用コンデンサと並列に接続され、他端が接地される。イオン電流検出抵抗は、一端が放電緩衝手段を経由して電源用コンデンサに直列に接続され、他端が接地される。イオン電流検出用逆流防止手段は、放電緩衝手段およびイオン電流検出抵抗と並列に接続され、グランド側から電源用コンデンサ側への電流の逆流を防止する。また、イオン電流検出手段は、放電緩衝手段とイオン電流検出抵抗との間の電位を検出する。
これによって、プラス放電時、大部分のイオン電流はグランド側からツェナーダイオードを経由して２次コイルに流れ、プラス放電後も電源用コンデンサに電荷が蓄えられて、イオン電流を検出することができる。
さらにまた、放電緩衝手段として抵抗素子等を用いることにより、従来のイオン電流検出手段の構成要素を用いて簡単な構成で、イオン電流を検出することができる。
【００１４】
本発明の請求項２記載のエンジン用点火装置によると、フェイル時において、第２のスイッチング素子制御手段により、点火時期において第２のスイッチング素子が導通／遮断され直流電源のエネルギが第２の逆流防止手段を介して点火コイルの１次コイルに供給されるので、退避走行を行うことが可能となる。したがって、フェイル時とそれ以外の通常時に一つの直流電源を用いた点火を行わせることが可能となり、簡便にフェイルセーフ機能を有するエンジン用点火装置を提供することができる。
また、第２の逆流防止手段により、フェイル時でない通常時において容量放電用コンデンサに充電されたエネルギが直流電源側に逆流するのが防止される。
【００１５】
さらに、点火コイルの２次コイルのエネルギにより充電されて点火プラグに電圧を印加する電源用コンデンサが２次コイルに接続され、２次コイルのプラス放電時に上記電源用コンデンサのエネルギの放電を抑制する放電緩衝手段が電源用コンデンサに直列に接続されているので、フェイル時とそれ以外の通常時において、マイナス放電時に電源用コンデンサに充電し、プラス放電時には電源用コンデンサの放電が抑制される。したがって、混合気の燃焼時に電源用コンデンサと点火プラグとの間に流れるイオン電流をイオン電流検出手段により検出することで、点火プラグの電極間のイオン電流を容易に検出することができる。
さらにまた、放電緩衝手段として抵抗素子等を用いることにより、従来のイオン電流検出手段の構成要素を用いて簡単な構成で、イオン電流を検出することができる。
【００１６】
本発明の請求項３記載のエンジン用点火装置によると、フェイル時において、第２のスイッチング素子制御手段により、点火時期において第２のスイッチング素子が導通／遮断され直流電源のエネルギが第１および第２の逆流防止手段を介して点火コイルの１次コイルに供給されるので、退避走行を行うことが可能となる。したがって、フェイル時とそれ以外の通常時に一つの直流電源を用いた点火を行わせることが可能となり、簡便にフェイルセーフ機能を有するエンジン用点火装置を提供することができる。
また、第２の逆流防止手段により、フェイル時でない通常時において容量放電用コンデンサに充電されたエネルギが直流電源側に逆流するのが防止される。
【００１７】
さらに、点火コイルの２次コイルのエネルギにより充電されて点火プラグに電圧を印加する電源用コンデンサが２次コイルに接続され、２次コイルのプラス放電時に上記電源用コンデンサのエネルギの放電を抑制する放電緩衝手段が電源用コンデンサに直列に接続されているので、フェイル時とそれ以外の通常時において、マイナス放電時に電源用コンデンサに充電し、プラス放電時には電源用コンデンサの放電が抑制される。したがって、混合気の燃焼時に電源用コンデンサと点火プラグとの間に流れるイオン電流をイオン電流検出手段により検出することで、点火プラグの電極間のイオン電流を容易に検出することができる。
さらにまた、放電緩衝手段として抵抗素子等を用いることにより、従来のイオン電流検出手段の構成要素を用いて簡単な構成で、イオン電流を検出することができる。
【００１８】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を示す複数の実施例を図面に基づいて説明する。
（第１実施例）
本発明の第１実施例によるエンジン用点火装置の電気的構成を図１に示す。第１実施例の点火装置は車両に搭載されるものであって、ＤＬＩ（Distributor Less Ignition ）方式の点火装置である。
【００１９】
図１において、バッテリ１０のプラス端子とグランド間には、エネルギ蓄積コイル１１とトランジスタＱ１とが直列に接続されている。バッテリ１０は１２ボルト仕様である。エネルギ蓄積コイル１１にはトランジスタＱ１のオンに伴う通電によりエネルギが蓄えられる。このとき、エネルギ蓄積コイル１１に流れる電流をｉ0とする。エネルギ蓄積コイル１１とトランジスタＱ１との間のａ点はダイオードＤ１を介して容量放電用コンデンサとしてのコンデンサ１２に接続されている。コンデンサ１２はエネルギ蓄積コイル１１に蓄えられたエネルギにより充電される。
【００２０】
また、ダイオードＤ１とコンデンサ１２との間のｂ点とグランド間には、第１気筒用点火コイル１３の１次コイル１４とトランジスタＱ１１と電流検出用抵抗１６が直列に接続されている。そして、トランジスタＱ１１をオン／オフさせてコンデンサ１２に充電されたエネルギを点火コイル１３の１次コイル１４に供給することが可能である。このとき、１次コイル１４に流れる電流（１次電流）をｉ1とする。点火コイル１３の２次コイル１５には図示しない第１気筒用点火プラグが接続されている。１次コイル１４の通電に伴い２次コイル１５に電流（２次電流）ｉ2が流れる。
【００２１】
２次コイル１５の反第１気筒用点火プラグ側の端部はツェナーダイオード３８を介して接地されている。また、ツェナーダイオード３８には電源用コンデンサ４０が並列に接続され、電源用コンデンサ４０には抵抗４２およびイオン電流検出抵抗４１が直列に接続されている。さらに、抵抗４２およびイオン電流検出抵抗４１にはダイオード３９が並列に接続されている。電源用コンデンサ４０とイオン電流検出抵抗４１との間の電位は抵抗４２を介して増幅回路４３に入力されて増幅される。
【００２２】
同様に、前述のｂ点とグランド間には、第２気筒用点火コイル１７の１次コイル１８とトランジスタＱ１２と電流検出用抵抗２０が直列に接続されている。点火コイル１７の２次コイル１９には図示しない第２気筒用点火プラグが接続されている。また、２次コイル１９の反第２気筒用点火プラグ側の端部はツェナーダイオード５８を介して接地されている。ツェナーダイオード５８には電源用コンデンサ６０が並列に接続され、電源用コンデンサ６０には抵抗６２およびイオン電流検出抵抗６１が直列に接続されている。抵抗６２およびイオン電流検出抵抗６１にはダイオード５９が並列に接続されている。電源用コンデンサ６０とイオン電流検出抵抗６１との間の電位は抵抗６２を介して増幅回路４３に入力されて増幅される。
【００２３】
なお、図１においては、第２気筒用の点火コイル１７、トランジスタＱ１２、電流検出用抵抗２０、電源用コンデンサ６０、抵抗６２、ツェナーダイオード５８、ダイオード５９およびイオン電流検出抵抗６１を示したが、エンジン気筒数分の点火コイル・トランジスタ・抵抗・コンデンサ・ダイオード等が用意されている。
【００２４】
一方、電子制御ユニット（ＥＣＵ；Electronic Control Unit）２１は、各種センサからの信号を入力してエンジンの状態（吸入空気量、回転数、冷却水温など）を検知することが可能である。そして、ＥＣＵ２１はそのときのエンジン状態に応じた最適な点火時期を決定する。また、ＥＣＵ２１には駆動回路２２が接続され、ＥＣＵ２１は駆動回路２２に対し気筒判別信号ＩＧｔと放電区間信号ＩＧｗを出力する。スイッチング素子制御手段としての駆動回路２２には前述の各トランジスタＱ１、Ｑ１１およびＱ１２が接続され、トランジスタＱ１に駆動信号Ａを出力し、トランジスタＱ１１に第１気筒用駆動信号Ｂ＃１を出力し、トランジスタＱ１２に第２気筒用駆動信号Ｂ＃２をそれぞれ出力する。
【００２５】
また、ＥＣＵ２１は、電流検出用抵抗１６での両端子間の印加電圧（α１点での電圧）をモニタしている。同様に、ＥＣＵ２１は、第１気筒以外の他の気筒に対応する電流検出用抵抗２０での両端子間の印加電圧（α２点での電圧）をモニタしている。電流検出用抵抗１６および２０での両端子間の印加電圧は１次電流ｉ1に応じたものである。
【００２６】
このように、直流電源としてのバッテリ１０と、エネルギ蓄積コイル１１と、第１のスイッチング素子としてのトランジスタＱ１とを含む第１の直列回路が形成されるとともに、エネルギ蓄積コイル１１に逆流防止手段としてのダイオードＤ１を介してコンデンサ１２が接続され、さらに、コンデンサ１２と、点火コイル１３（１７）の１次コイル１４（１８）と、第２のスイッチング素子としてのトランジスタＱ１１（Ｑ１２）とを含む第２の直列回路が形成されている。
【００２７】
また、２次コイル１５（１９）に電源用コンデンサ４０（６０）が接続され、電源用コンデンサ４０（６０）に放電緩衝手段としての抵抗４２（６２）が直列に接続されている。さらに、ツェナーダイオード３８（５８）、ダイオード３９（５９）、イオン電流検出抵抗４１（６１）および増幅回路４３がイオン電流検出手段を構成している。
【００２８】
次に、上記のように構成した点火装置の作動について図２を用いて説明する。
放電区間信号ＩＧｗと、気筒判別信号ＩＧｔと、トランジスタＱ１の駆動信号Ａと、トランジスタＱ１１の駆動信号Ｂ＃１と、エネルギ蓄積コイル１１に流れる電流ｉ0と、点火コイル１３の１次電流ｉ1と、２次電流ｉ2と、図１の電源用コンデンサ４０とツェナーダイオード３８との間のＶｃ点の各信号波形、電流波形および電圧波形を図２に示す。
【００２９】
ＥＣＵ２１から駆動回路２２に対し気筒判別信号ＩＧｔが出力され、同信号ＩＧｔは図２のｔ１〜ｔ２の期間にＨレベルとなっている。駆動回路２２はこの信号ＩＧｔに同期した波形の駆動信号ＡをトランジスタＱ１に出力する。この信号ＡによりトランジスタＱ１がオン状態となって電流ｉ0が徐々に大きくなり、トランジスタＱ１のオフ時にエネルギ蓄積コイル１１に発生した高電圧エネルギがダイオードＤ１を介して点火コイル１３の１次コイル１４に供給される。
【００３０】
一方、放電区間信号ＩＧｗは図２のｔ２〜ｔ３の期間にＨレベルとなっており、この期間に放電が行われる。詳しくは、駆動回路２２は駆動信号Ａとして所定時間毎に反転する信号（ｔ１１、ｔ１２、…のタイミングで反転する信号）をトランジスタＱ１に出力してオフ時にエネルギ蓄積コイル１１に発生した高電圧エネルギをダイオードＤ１を介してコンデンサ１２に蓄積する（いわゆる多重充電する）。この繰り返し動作中において、駆動回路２２は駆動信号Ｂ＃１として、駆動信号Ａに対し相補的な信号（ｔ２、ｔ１１、ｔ１２、…のタイミングで反転する信号）をトランジスタＱ１１に出力する。この信号Ｂ＃１により、コンデンサ１２のエネルギが点火コイル１３の１次コイル１４に供給され、１次電流ｉ1の遮断時（図２のｔ１１、ｔ１３、ｔ１５、ｔ１７のタイミング）に大きな２次電流ｉ2（高電圧）が発生して多重点火が行われる。
【００３１】
このとき、マイナス放電時（図２のｔ２〜ｔ１１、ｔ１２〜ｔ１３、ｔ１４〜ｔ１５、ｔ１６〜ｔ１７の期間）に火花放電電流は点火プラグの接地電極から中心電極へ流れ、２次コイル１５を経て電源用コンデンサ４０に充電されるとともに、ツェナーダイオード３８を経由してグランド側に流れる。また、プラス放電時（図２のｔ１１〜ｔ１２、ｔ１３〜ｔ１４、ｔ１５〜ｔ１６の期間）に抵抗４２により電源用コンデンサ４０の放電が抑制される。
【００３２】
そして、次の点火のために、トランジスタＱ１がｔ１７のタイミングでオン状態になるとともにｔ１８のタイミングでオフ状態となり、このｔ１７〜ｔ１８の期間にエネルギ蓄積コイル１１に発生したエネルギがコンデンサ１２に蓄積される。つまり、今回の点火のための動作におけるｔ２〜ｔ１１の期間でのトランジスタＱ１１のオンにおいてはｔ１７〜ｔ１８の期間（前回の点火のための動作）でコンデンサ１２に蓄積したエネルギとｔ１〜ｔ２の期間にエネルギ蓄積コイル１１に発生したエネルギとが点火コイル１３の１次コイル１４に供給される。すなわち、図２のｔ２〜ｔ１１の期間における１次電流ｉ1において、突出電流部分ｅ１をコンデンサ１２に蓄積したエネルギが受持ち、その後の緩やかな電流部分ｅ２をｔ１〜ｔ２の期間にエネルギ蓄積コイル１１に発生したエネルギが受け持っている。
【００３３】
火花放電終了後は、ツェナーダイオード３８のツェナー電圧によって規制される電源用コンデンサ４０の充電電圧によって点火プラグの電極間に電圧が印加され、混合気が燃焼する際に発生したイオンがイオン電流として点火プラグの電極間に流れる。このイオン電流は、点火プラグの中心電極から接地電極へ流れ、さらに、グランド側からイオン電流検出抵抗４１および抵抗４２を通って電源用コンデンサ４０に流れるほか、大部分のイオン電流は、グランド側からツェナーダイオード３８を通って流れる。
このとき、イオン電流検出抵抗４１に流れるイオン電流の変化に応じて増幅回路４３の入力電位が変化し、この増幅回路４３の出力端子からイオン電流に応じた電圧のイオン電流信号が出力される。
【００３４】
同様の動作が第１気筒以外の他の気筒においても行われる。つまり、駆動回路２２において、気筒判別信号ＩＧｔにて気筒を判別してトランジスタＱ１１に代わるトランジスタＱ１２等に対し駆動信号Ｂ＃２等が出力され、多重充電・多重点火が行われる。そして火花放電終了後、イオン電流検出抵抗６１に流れるイオン電流の変化に応じて増幅回路４３の入力電位が変化し、この増幅回路４３の出力端子からイオン電流に応じた電圧のイオン電流信号が出力される。
【００３５】
このように、第１のスイッチング素子制御手段としての駆動回路２２は、トランジスタＱ１をオン／オフ（導通／遮断）状態にしてエネルギ蓄積コイル１１に蓄えられたエネルギによりコンデンサ１２を充電するとともに、点火時期においてトランジスタ（Ｑ１１等）をオン／オフ状態にしてコンデンサ１２に充電されたエネルギを点火コイル（１３等）の１次コイル（１４等）に供給し、これにより、点火動作が行われる。詳しくは、駆動回路２２は、気筒判別信号ＩＧｔと放電区間信号ＩＧｗを入力して、対象気筒に対し所定の放電区間においてトランジスタＱ１を連続してオン／オフ状態にしてコンデンサ１２を多重充電するとともに、トランジスタ（Ｑ１１等）をトランジスタＱ１とは相補的に動作させて多重点火する。その後、混合気の燃焼時に点火プラグの電極間のイオン電流を検出する。
【００３６】
以上説明した第１実施例においては、前回の点火時期においてコンデンサ１２に蓄えられたエネルギと、エネルギ蓄積コイル１１に蓄えられたエネルギとが点火コイル（１３等）の１次コイル（１４等）に供給されるとともに、２次コイル（１５等）に点火用高電圧が印加され、点火プラグが火花を発生する。
また、その後の所定の放電期間にトランジスタ（Ｑ１およびＱ１１等）を交互に断続させ、多重放電させることにより、放電期間に周期的に点火エネルギが供給され、点火プラグの火花が持続する。
【００３７】
さらに、点火コイル１３（１７）の２次コイル１５（１９）のエネルギにより充電されて点火プラグに電圧を印加する電源用コンデンサ４０（６０）が２次コイル１５（１９）に接続され、２次コイル１５（１９）のプラス放電時に電源用コンデンサ４０（６０）のエネルギの放電を抑制する抵抗４２（６２）が電源用コンデンサ４０（６０）に直列に接続されているので、多重放電において、マイナス放電時に電源用コンデンサ４０（６０）に充電し、プラス放電時には電源用コンデンサ４０（６０）の放電が抑制される。したがって、混合気の燃焼時に電源用コンデンサ４０（６０）と点火プラグとの間に流れるイオン電流をイオン電流検出抵抗４１により検出することで、点火プラグの電極間のイオン電流を容易に検出することができる。
さらにまた、従来のイオン電流検出回路の構成要素を用いて構成のみを変更するだけで、簡便にイオン電流を検出することができる。
【００３８】
（第２実施例）
第２実施例を図３に示す。図１に示す第１実施例と実質的に同一構成部分に同一符号を付す。
第２実施例においては、図３に示すように、バッテリ１０とエネルギ蓄積コイル１１との間のｃ点とｂ点との間にトランジスタＱ２１とダイオードＤ２が直列に接続されている。駆動回路２２にはトランジスタＱ２１が接続され、トランジスタＱ２１に切替用駆動信号ＳＧ１を出力する。ＥＣＵ２１は、点火動作の際のモニタ電圧（１次電流ｉ1）が所定値に達しない状況が所定回連続して発生するとフェイルが発生したと判定する。
【００３９】
このように、バッテリ１０とエネルギ蓄積コイル１１とダイオードＤ１と点火コイルの１次コイル１４（１８）とトランジスタＱ１１（Ｑ１２）とを含む直列回路におけるエネルギ蓄積コイル１１とダイオードＤ１に対し第２の逆流防止手段としてのダイオードＤ２が並列接続されている。
【００４０】
次に、上記のように構成した点火装置の作動について図４を用いて説明する。なお、フェイル時以外の通常時の作動は図２に示す第１実施例と同様であるので説明を省略する。
図４には、フェイル時での各信号波形、電流波形および電圧波形を示す。ＥＣＵ２１は電流検出用抵抗１６および２０を用いた電圧モニタにてフェイルが発生したことを検出すると、それまでの通常モードからフェールセーフモードに切り替える。
【００４１】
フェールセーフモードにおいて、まず、ＥＣＵ２１は、図４のｔ２０のタイミングで、駆動信号ＳＧ１をＨレベルにしてトランジスタＱ２１をオン状態にするとともに、駆動回路２２への信号として、放電区間信号ＩＧｗの出力レベルをそれまでの最大５ボルトから１２ボルトに切り替える。駆動回路２２は、放電区間信号ＩＧｗの入力ポート（図３のＰ１で示す）の電圧をモニタしており、１２ボルトに切り替わると、フェールセーフモードであると判断して気筒判別信号ＩＧｔを気筒毎に振り分けて信号Ｂ＃１およびＢ＃２として出力する。この信号Ｂ＃１およびＢ＃２にてトランジスタＱ１１およびＱ１２がオン／オフ状態になる。すなわち、第１気筒において、図４のｔ２１のタイミングでトランジスタＱ１１をオン状態にし、ｔ２２のタイミングでオフ状態にする。このトランジスタＱ１１のオン時に、バッテリ１０から点火コイル１３の１次コイル１４に対しダイオードＤ２を介してエネルギが供給され、点火コイル１３の１次電流ｉ1の遮断時（図４のｔ２２のタイミング）に大きな２次電流ｉ2（高電圧）が発生し点火に供される。以下同様に、例えば、第２気筒に対しては、図４のｔ２３のタイミングでトランジスタＱ１２をオン状態にし、ｔ２４のタイミングでオフ状態にして点火が行われる。
【００４２】
このように、エネルギ蓄積コイル１１やトランジスタＱ１やダイオードＤ１やコンデンサ１２が故障したりそれら部品の配線に異常が発生したといったフェイルが発生したときには、第２のスイッチング素子制御手段としての駆動回路２２は、点火時期においてトランジスタＱ１１（Ｑ１２）をオン／オフ（導通/遮断）状態にしてバッテリ１０のエネルギをダイオードＤ２を介して点火コイル１３（１７）の１次コイル１４（１８）に供給する。これにより、退避走行を行うことが可能となる。また、ダイオードＤ２によりフェイル時でない通常時においてコンデンサ１２に充電されたエネルギがバッテリ１０側に逆流するのが防止される。
【００４３】
このようにして、フェイル時に機関停止に至る点火通電経路に対するバイパス経路を用いてバッテリ１０のエネルギにて点火コイル１３（１７）を作動させることにより、退避走行を行うことができる。その結果、フェイル時とそれ以外の通常時に一つのバッテリ１０を用いた点火を行わせることができ、より簡素な構成にてフェイルセーフ機能を有するエンジン用点火装置とすることができる。
【００４４】
特に駆動回路２２は、フェイル時において、トランジスタＱ２１をそれまでの遮断状態から導通状態に切り替えるので、フェイル時でない通常時に、バッテリ１０からダイオードＤ２を介した点火コイル１３（１７）の１次コイル１４（１８）へのエネルギ供給経路を確実に遮断することができる。
【００４５】
さらに、点火コイル１３（１７）の２次コイル１５（１９）のエネルギにより充電されて点火プラグに電圧を印加する電源用コンデンサ４０（６０）が２次コイル１５（１９）に接続され、２次コイル１５（１９）のプラス放電時に電源用コンデンサ４０（６０）のエネルギの放電を抑制する抵抗４２（６２）が電源用コンデンサ４０（６０）に直列に接続されているので、通常時においては、マイナス放電時に電源用コンデンサ４０（６０）に充電し、フェイル時においては、トランジスタＱ１１（Ｑ１２）のオン時に電源用コンデンサ４０（６０）に充電し、プラス放電時には電源用コンデンサ４０（６０）の放電が抑制される。したがって、混合気の燃焼時に電源用コンデンサ４０（６０）と点火プラグとの間に流れるイオン電流をイオン電流検出抵抗４１により検出することで、点火プラグの電極間のイオン電流を容易に検出することができる。
【００４６】
さらにまた、駆動回路２２は、フェイル時において気筒判別信号ＩＧｔを入力して、当該気筒判別信号ＩＧｔに同期してトランジスタＱ１１（Ｑ１２）をオン／オフ状態にするようにしたので、フェイル時に特別の信号を生成することなく容易にトランジスタＱ１１（Ｑ１２）を制御することができる。
【００４７】
さらにまた、フェイルセーフモード時には未使用となる放電区間信号ＩＧｗにおける信号レベルを切り替えることによりモード切替惰報を伝達するようにしたので、フェイルセーフモード時に未使用となる信号を有効に活用してモード切替情報の伝達を行うことができる。
なお、図３に示す第２実施例においては、バイパス経路にトランジスタＱ２１とダイオードＤ２を設けたが、本発明においては、ダイオードＤ２のみを設けてもよい。
【００４８】
（第３実施例）
第３実施例を図５に示す。図１に示す第１実施例と実質的に同一構成部分に同一符号を付す。
第３実施例においては、図５に示すように、エネルギ蓄積コイル１１に対し第２の逆流防止手段としてのダイオードＤ２０およびトランジスタＱ２１０を並列に接続し、駆動回路２２により、フェイル時に点火時期においてトランジスタＱ１１をオン／オフ状態にしてバッテリ１０のエネルギをタイオードＤ１およひＤ２０を介して点火コイルの１次コイル１４（１８）に供給するようにしている。この場合、ダイオードＤ２０によりフェイル時でない通常時においてエネルギ蓄積コイル１１に蓄えられたエネルギがバッテリ１０側に逆流するのが防止される。
【００４９】
上記第３実施例においても、図３に示す第２実施例と同様の効果を得ることができる。なお、第３実施例においては、図４に示す第２実施例に比べてダイオードＤ１が故障した場合にはフェイルに対処できないので、図５に示す第３実施例のダイオードＤ１として耐圧を高くする等の対策を講じておくことが望ましい。
【００５０】
また、図５に示す第３実施例のダイオードＤ２０を含む並列回路の途中に設けたトランジスタＱ２１０を駆動回路２２により、フェイル時において、それまでの遮断状態から導通状態に切り替える。これにより、フェイル時でない通常時に、バッテリ１０からダイオードＤ１およびＤ２０を介した点火コイル１３（１７）の１次コイル１４（１８）ヘのエネルギ供給経路を確実に遮断することができる。
なお、第３実施例においては、バイパス経路にトランジスタＱ２１０とダイオードＤ２０を設けたが、本発明においては、ダイオードＤ２０のみを設けてもよい。
【００５１】
以上説明した本発明の複数の実施例でのトランジスタＱ１、Ｑ１１、Ｑ１２、Ｑ２１およびＱ２１０として、バイポーラトランジスタ、ＦＥＴ（好ましくはＰチャネルＭＯＳＦＥＴ）、ＩＧＢＴのいずれを用いてもよく、スイッチング素子であれば何を採用してもよい。
また、第２および第３実施例では、フェイルの検出は抵抗１６および２０を用いた１次電流ｉ1のモニタにより行う場合を示したが、これに限らず他の方式、例えばイオン電流をモニタする方式等を用いてもよいことはいうまでもない。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１実施例によるエンジン用点火装置を示す電気的構成図である。
【図２】本発明の第１実施例によるエンジン用点火装置の信号波形、電流波形および電圧波形を示す図である。
【図３】本発明の第２実施例によるエンジン用点火装置を示す電気的構成図である。
【図４】本発明の第２実施例によるエンジン用点火装置のフェイル時における信号波形、電流波形および電圧波形を示す図である。
【図５】本発明の第３実施例によるエンジン用点火装置を示す電気的構成図である。
【図６】従来技術によるエンジン用点火装置を示す電気的構成図である。
【図７】従来技術によるエンジン用点火装置の信号波形、電流波形および電圧波形を示す図である。
【符号の説明】
１０    バッテリ（直流電源）
１１    エネルギ蓄積コイル
１２    コンデンサ（容量放電用コンデンサ）
１３、１７    点火コイル
１４、１８    １次コイル
１５、１９    ２次コイル
１６、２０    電流検出用抵抗
２１    ＥＣＵ
２２    駆動回路（第１のスイッチング素子制御手段、第２のスイッチング素子制御手段）
３８、５８    ツェナーダイオード（イオン電流検出手段）
３９、５９    ダイオード（イオン電流検出手段）
４０、６０    電源用コンデンサ
４１、６１    イオン電流検出抵抗（イオン電流検出手段）
４２、６２    抵抗（放電緩衝手段）
４３    増幅回路
Ｑ１    トランジスタ（第１のスイッチング素子）
Ｑ１１、Ｑ１２    トランジスタ（第２のスイッチング素子）
Ｑ２１、Ｑ２１０    トランジスタ
Ｄ１    ダイオード（第１の逆流防止手段）
Ｄ２、Ｄ２０    ダイオード（第２の逆流防止手段）
ＩＧｔ    気筒判別信号
ＩＧＷ    放電区問信号
【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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【図７】
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