(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
一次巻線および二次巻線を有し、前記一次巻線に流れる一次電流を遮断することで前記二次巻線に点火用高電圧を発生する点火コイルと、
該点火コイルの前記一次巻線に流れる前記一次電流の通電・遮断を行う点火用スイッチング手段と、
前記二次巻線の点火用高電圧発生端に接続されて、前記点火用高電圧により発生する放電電流が流れることで自身の電極間に火花放電を発生する点火プラグと、を備えた内燃機関用点火装置であって、
前記二次巻線と前記点火プラグとを接続する前記放電電流の通電経路上に直列接続され、前記点火プラグの前記放電電流の通電を許容し、前記一次巻線への通電時に前記二次巻線に発生する電流の通電を阻止する逆流防止手段と、
前記二次巻線の前記点火用高電圧発生端とは反対側の他端に接続されて、前記点火プラグに印加される前記点火用高電圧と同一極性のイオン電流検出用電圧を前記点火プラグに印加するための電圧印加手段と、
前記イオン電流検出用電圧の印加により前記点火プラグの前記電極間に流れるイオン電流を検出するためのイオン電流検出手段と、
前記電圧印加手段と前記二次巻線の他端とを接続する前記イオン電流検出用電圧の通電経路上に直列接続され、外部指令に基づき、前記点火用高電圧の発生時に前記イオン電流検出用電圧を印加するための通電経路を開放状態とし、イオン電流検出時に前記イオン電流検出用電圧を印加するための通電経路を導通状態とするためのイオン電流検出用スイッチング手段と、
を備えることを特徴とする内燃機関用点火装置。
【請求項２】
前記電圧印加手段は、充放電可能に構成され、前記点火プラグの前記放電電流の通電時に前記一次巻線の両端に発生する遮断時一次誘導電圧により充電されて、前記イオン電流検出用電圧を前記点火プラグに印加すること、
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】
前記電圧印加手段は、充放電可能に構成され、前記一次巻線の通電時に前記二次巻線の両端に発生する通電時二次誘導電圧により充電されて、前記イオン電流検出用電圧を前記点火プラグに印加すること、
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４】
前記電圧印加手段は、充放電可能に構成され、前記一次巻線の通電時に前記二次巻線の両端に発生する通電時二次誘導電圧と、前記点火プラグの前記放電電流の通電時に前記一次巻線の両端に発生する遮断時一次誘導電圧とにより充電されて、前記イオン電流検出用電圧を前記点火プラグに印加すること、
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５】
前記イオン電流検出用スイッチング手段に並列接続されて、前記放電電流の通電を阻止し、前記通電時二次誘導電圧により発生する電流の通電を許容する充電経路形成手段を備え、
前記電圧印加手段は、前記通電時二次誘導電圧により発生する電流が前記充電経路形成手段を介して供給されることで充電されること、
を特徴とする請求項３または請求項４に記載の内燃機関用点火装置。
【請求項６】
前記充電経路形成手段は、ダイオードで構成されていること、
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】
前記電圧印加手段は、コンデンサで構成されていること、
を特徴とする請求項２から請求項６のいずれかに記載の内燃機関用点火装置。
【請求項８】
前記電圧印加手段の充電電圧を許容最大充電電圧値以下に制限することで前記電圧印加手段を保護する保護手段を備えたこと、
を特徴とする請求項２から請求項７のいずれかに記載の内燃機関用点火装置。
【請求項９】
前記保護手段は、ツェナーダイオードで構成されていること、
を特徴とする請求項８に記載の内燃機関用点火装置。
【請求項１０】
前記点火プラグでの火花放電の終了後、前記点火コイルの二次側に発生する電圧減衰振動の収束に必要な検出遅延時間が経過した後に、前記イオン電流検出用スイッチング手段を駆動制御して、前記イオン電流検出用電圧を印加するための通電経路を導通状態とする検出時期制御手段を備えたこと、
を特徴とする請求項１から請求項９のいずれかに記載の内燃機関用点火装置。
【請求項１１】
内燃機関の運転状態に基づき、前記点火プラグの火花放電によって混合気を燃焼させるのに要する火花放電継続時間を算出する火花放電継続時間算出手段と、
前記火花放電継続時間算出手段にて算出された火花放電継続時間に応じて、前記点火プラグの火花放電を強制的に遮断する火花放電遮断手段と、
を備えたことを特徴とする請求項１から請求項１０のいずれかに記載の内燃機関用点火装置。
【請求項１２】
前記火花放電遮断手段は、前記点火用スイッチング手段が前記点火コイルの一次巻線への通電電流を遮断した後、前記火花放電継続時間が経過したタイミングに応じて、該一次巻線への通電を再開することにより前記点火プラグの火花放電を強制的に遮断すること、
を特徴とする請求項１１に記載の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、点火コイルに発生した点火用高電圧を印加することで点火プラグの電極間に火花放電を発生させるとともに、火花放電の終了後にイオン電流を発生させる機能を備えた内燃機関用点火装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
自動車エンジン等に使用される内燃機関においては、点火プラグによる火花放電により混合気が燃焼すると、その燃焼に伴ってイオンが発生することから、点火プラグの火花放電により混合気が燃焼した後に、その点火プラグの電極間に電圧を印加することでイオン電流が流れる。そして、イオンの発生量は混合気の燃焼状態によって変化することから、このイオン電流を検出し、解析処理を行うことによって、失火検知やノッキング検出等を行うことができる。
【０００３】
そして、従来より、このイオン電流を発生させる機能を備えた内燃機関用点火装置としては、例えば、図４に示すように、二次巻線３４の一端に点火プラグ１３の中心電極６１が電気的に接続される一方、二次巻線３４の他端に直列にコンデンサ４５が備えられるものがある。この内燃機関用点火装置１０１は、点火プラグ１３での火花放電発生時に、点火コイル１５の二次巻線３４および点火プラグ１３に流れる放電電流２２（二次電流２２）によりこのコンデンサ４５を充電し、火花放電終了後に充電されたコンデンサ４５を放電して、二次巻線３４を介し点火プラグ１３の電極間に電圧を印加することで、イオン電流４２を発生させる構成である。
【０００４】
なお、この内燃機関用点火装置１０１では、コンデンサ４５に並列にツェナーダイオード１１１が備えられて、コンデンサ４５が過充電により破壊されるのを防ぐとともに、コンデンサ４５の両端電圧を一定電圧（１００〜３００［Ｖ］）に制限している。
【０００５】
このように、コンデンサ４５をイオン電流検出用の電源として用いる内燃機関用点火装置は、イオン電流検出用としての専用電源装置（バッテリなど）を特に設ける必要が無くなるため、部品点数が比較的少なくなると共に、小型化を図ることができるという利点がある。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、上述の内燃機関用点火装置１０１では、点火コイル１５に磁束エネルギを蓄積するために一次巻線３３への通電を開始した際に、点火用高電圧とは逆極性の高電圧（数ｋＶ）が二次巻線３４に発生して、点火プラグ１３が正常な点火時期以前に火花放電を生じてしまい、混合気への誤着火を引き起こす虞がある。
【０００７】
ここで、図４に示す内燃機関用点火装置１０１の第１指令信号と二次巻線両端電圧の状態を表すタイムチャートを図６に示す。なお、第１指令信号がローレベルであるときにはイグナイタ１７が開放状態となり一次巻線に電流は流れず、第１指令信号がハイレベルであるときにはイグナイタ１７が短絡状態となり一次巻線３３に電流が流れることになる。また、図６では、点火用高電圧を負極性として二次巻線３４の両端電圧の波形を記載しており、時刻ｔ１２およびｔ１５が点火用高電圧の発生時期（点火時期）である。
【０００８】
そして、図６における時刻ｔ１１およびｔ１４が一次電流への通電開始時期であり、このタイミングで点火用高電圧とは逆極性の高電圧（数ｋＶ）が二次巻線の両端電圧として発生していることが判り、この電圧により誤着火が発生する虞がある。
【０００９】
このような誤着火の発生を防ぐためには、図４に示す内燃機関用点火装置に対して、例えば、二次電流２２の通電経路において一次電流２１の通電時にのみ電流が流れるのを許容するように、所謂、逆流防止用ダイオードを二次巻線３４の一端と点火プラグ１３とにより形成される通電経路に設けると良い。
【００１０】
しかしながら、図４に示す内燃機関用点火装置に逆流防止用ダイオードを設けると、二次電流によるコンデンサへの充電は可能であるが、逆流防止用ダイオードによってコンデンサの放電ができなくなり、点火プラグの電極間に流れるイオン電流の検出を行うことができない。
【００１１】
このような問題を考慮して構成された図５に示す内燃機関用点火装置１０３は、逆流防止用ダイオード３１を備えると共に、二次巻線とは異なる通電経路を通じてイオン電流検出用の電圧を点火プラグに印加するイオン電流検出回路１１３を設けることで、イオン電流の検出が可能となる。このイオン電流検出回路１１３は、内部電源１１５により点火プラグに対してイオン電流検出用電圧を印加し、検出抵抗４７の両端電圧に基づきイオン電流を検出して、判別回路５５がイオン電流検出結果信号２４を電子制御装置に対して出力するよう構成されている。なお、印加電圧制限用ツェナーダイオード５３は、判別回路５５に最大許容入力電圧値を越える過大な電圧の信号が入力されるのを防止することで、判別回路５５の破損を防止している。
【００１２】
そして、このように構成される内燃機関用点火装置１０３においては、点火用高電圧の印加によりイオン電流検出回路１１３が破損するのを防止するために、点火用高電圧発生時における二次電流のイオン電流検出回路への流入を防止する流入防止用ダイオード１１７を備えることになる。また、この流入防止用ダイオード１１７は、放電電流がイオン電流検出回路に漏洩するのを防ぐことから、点火用高電圧の発生時における点火プラグへの供給エネルギが低下するのを防ぐという効果も発揮する。
【００１３】
しかし、図５に示す内燃機関用点火装置１０３においては、流入防止用ダイオード１１７は、二次高圧側に接続されるため、許容耐電圧が点火用高電圧以上（約４０［ｋＶ］）の高耐圧のダイオードで構成する必要があるが、現時点では、このような高耐圧の一素子からなるダイオードは存在しないのである。
【００１４】
このため、全体としての許容耐電圧が点火用高電圧以上となるように直列接続された複数のダイオードを流入防止用ダイオード１１７として備えることで、図５に示す内燃機関用点火装置１０３を実現することが可能となる。
しかし、複数のダイオードを直列接続して使用する場合には、複数のダイオードのいずれかに不良品が含まれる確率が高くなり一素子のダイオードで校正する場合に比べて信頼性が低下するという問題が生じてしまう。また、特に、高電圧が印加される厳しい環境下での使用であることから、いずれかのダイオードが破損する確率が高いという問題もある。
【００１５】
このため、図５に示す内燃機関用点火装置においては、流入防止用ダイオード１１７が破損して正常に機能しなくなり、適切にイオン電流を発生・検出できなくなる虞がある。
このような問題に対して、イオン電流検出回路を二次巻線の点火用高電圧発生端とは反対側の他端に接続することで、高耐圧のダイオードを備える必要が無くなる。
【００１６】
しかし、イオン電流検出回路を二次巻線の点火用高電圧発生端とは反対側の他端に接続した場合、放電電流発生時にイオン電流検出回路が保持しているイオン電流検出用電圧が二次巻線の点火用高電圧発生端とは反対側の他端に向かって吸収されることになり、イオン電流検出時におけるイオン電流検出用電圧が低下してしまい、適切にイオン電流が検出できない虞がある。
【００１７】
そこで、本発明は、こうした問題に鑑みなされたものであり、一次巻線への通電時に点火プラグに火花放電が発生して、混合気への誤着火を引き起こすことを抑制するとともに、点火プラグの電極間におけるイオン電流の発生、検出が可能な内燃機関用点火装置を提供することを目的とする。
【００１８】
【課題を解決するための手段】
かかる目的を達成するためになされた請求項１記載の発明は、一次巻線および二次巻線を有し、一次巻線に流れる一次電流を遮断することで二次巻線に点火用高電圧を発生する点火コイルと、この点火コイルの一次巻線に流れる一次電流の通電・遮断を行う点火用スイッチング手段と、二次巻線の点火用高電圧発生端に接続されて、点火用高電圧により発生する放電電流が流れることで自身の電極間に火花放電を発生する点火プラグと、を備えた内燃機関用点火装置であって、二次巻線と点火プラグとを接続する放電電流の通電経路上に直列接続され、点火プラグの放電電流の通電を許容し、一次巻線への通電時に二次巻線に発生する電流の通電を阻止する逆流防止手段と、二次巻線の点火用高電圧発生端とは反対側の他端に接続されて、点火プラグに印加される点火用高電圧と同一極性のイオン電流検出用電圧を前記点火プラグに印加するための電圧印加手段と、イオン電流検出用電圧の印加により点火プラグの電極間に流れるイオン電流を検出するためのイオン電流検出手段と、電圧印加手段と二次巻線の他端とを接続するイオン電流検出用電圧の通電経路上に直列接続され、外部指令に基づき、点火用高電圧の発生時にイオン電流検出用電圧を印加するための通電経路を開放状態とし、イオン電流検出時にイオン電流検出用電圧を印加するための通電経路を導通状態とするためのイオン電流検出用スイッチング手段とを備えることを特徴とする。
【００１９】
つまり、本発明の内燃機関用点火装置では、点火コイルの二次巻線と点火プラグとを接続する放電電流の通電経路上に逆流防止手段を備えることにより、放電電流（二次電流）の通電経路において通電可能な電流方向を一方向に制限している。すなわち、この逆流防止手段が、一次巻線への通電時に二次巻線の両端に発生する高電圧（数ｋＶ）による通電を阻止することで、一次巻線への通電時において点火プラグの電極間（中心電極と接地電極との間）に火花放電が発生するのを防いでいる。
【００２０】
また、本内燃機関用点火装置では、イオン電流検出回路を二次巻線の点火用高電圧発生端とは反対側の他端に接続することにより、イオン電流検出回路が、点火用高電圧の影響を受けることが無くなり、イオン電流検出用回路を保護するための高耐圧の流入防止用ダイオードを備える必要が無くなる。
【００２１】
さらに、本内燃機関用点火装置では、イオン電流検出回路を二次巻線の点火用高電圧発生端とは反対側の他端に接続し、かつ、イオン電流検出用スイッチング手段を備えることにより、電圧印加手段に充電されたイオン電流検出用電圧が点火用高電圧発生時に、二次巻線の点火用高電圧発生端とは反対側の他端に吸収されるのを防ぐことができる。その結果、イオン電流検出時に必要となるイオン電流検出用電圧を点火プラグに印加することができ、イオン電流を検出することができる。
【００２２】
よって、本発明（請求項１）の内燃機関用点火装置によれば、一次巻線への通電時に混合気への誤着火が発生するのを防止することができると共に、高耐圧のダイオードを設ける必要が無くなり、更に、点火プラグの電極間におけるイオン電流を発生・検出することができる。
【００２３】
なお、イオン電流検出用スイッチング手段は、例えば、内燃機関の各部の動作を制御する制御手段からの指令に基づき、自身の内部線路を短絡状態または開放状態とするよう構成されたスイッチを用いて構成することができる。つまり、イオン電流検出用スイッチング手段は、自身が短絡状態となることで通電経路を導通状態とし、自身が開放状態となることで通電経路を開放状態とするのである。
【００２４】
また、イオン電流検出用スイッチング手段を駆動制御する制御手段を設けることにより、通電経路を導通状態とする期間（イオン電流検出ウインドウ）を内燃機関の運転状態に基づいて変化可能に構成することができ、内燃機関の運転状態に適したイオン電流検出ウインドウを設定することができる。また、火花放電の終了直後は、ノイズ成分がイオン電流に多く重畳されることから、このようなノイズ成分を避けてイオン電流検出ウインドウを設定することで、ノイズの影響を抑えて精度良くイオン電流を検出することができる。
【００２５】
さらに、本内燃機関用点火装置は、点火用高電圧発生時に二次巻線に流れる電流の通電経路として、電圧印加手段、イオン電流検出手段およびイオン電流検出用スイッチング手段からなる経路とは異なる位置に設けられた補助放電経路形成手段を備えると良い。これにより、電圧印加手段、イオン電流検出手段およびイオン電流検出用スイッチング手段からなる回路と、二次巻線とが何らかの要因で遮断状態となった場合であっても、補助放電経路形成手段により通電経路を形成することができ、放電電流の通電経路を確保することができる。
【００２６】
ところで、イオン電流を発生させるために点火プラグの電極間に電圧を印加する際には、中心電極が負極性、接地電極が正極性となるように電圧を印加する場合に比べて、中心電極が正極性、接地電極が負極性となるように電圧を印加する場合の方が、より大きなイオン電流が発生可能となることが知られている。これは、体積の大きい陽イオンが電子の供給を受けるにあたり、中心電極よりも表面積の大きい接地電極から電子の供給を受けることで、より多くの電子の交換、移動が可能となるからである。
【００２７】
つまり、上述（請求項１）のように構成される内燃機関用点火装置において、点火用高電圧により点火プラグの中心電極に印加される電圧極性は、正極性の方が好まれる。なお、点火用高電圧発生時の二次巻線の端部の正負極性は、点火コイルにおける一次巻線および二次巻線のそれぞれの巻線方向を調整することで設定することができる。
【００２８】
ところで、上述（請求項１）の内燃機関用点火装置に備えられる電圧印加手段は、例えば、車載バッテリなどの外部電源から供給される電圧をイオン電流検出用電圧として必要な所定電圧値に昇圧する昇圧手段を備えることで、イオン電流検出用電圧を出力可能に構成することができる。あるいは、電圧印加手段は、自身の内部に蓄積した電気エネルギによりイオン電流検出用電圧を出力するように構成することもできる。
【００２９】
そこで、上述（請求項１）の内燃機関用点火装置に備えられる電圧印加手段は、例えば、請求項２に記載のように、充放電可能に構成され、点火プラグの放電電流の通電時に一次巻線の両端に発生する遮断時一次誘導電圧により充電されて、イオン電流検出用電圧を点火プラグに印加するとよい。
【００３０】
ここで、点火プラグの放電電流の通電時には、二次巻線に点火用高電圧が誘導されると共に、一次巻線にも相互誘導により誘導電圧（遮断時一次誘導電圧）が発生しており、この遮断時一次誘導電圧は、イオン電流の発生に必要となる電圧値（１００〜３００［Ｖ］程度）以上となる。このことから、遮断時一次誘導電圧により充電された電圧印加手段は、イオン電流の発生に必要となるエネルギを蓄積することができ、イオン電流の発生に必要な電圧値以上となるイオン電流検出用電圧を出力することが可能となる。
【００３１】
また、遮断時一次誘導電圧は、点火プラグへ印加するための点火用高電圧の発生に伴い発生する。このことから、遮断時一次誘導電圧を用いて電圧印加手段を充電することで、電圧印加手段を充電するための電気エネルギを供給する充電電圧供給手段を新規に設ける必要がなくなる。
【００３２】
よって、本発明（請求項２）の内燃機関用点火装置によれば、イオン電流の発生に必要となるエネルギを電圧印加手段に蓄積することができ、イオン電流検出用電圧が不足してイオン電流を検出できなくなるのを防ぐことができる。また、新規に充電電圧供給手段を設ける必要がないため、コストの上昇を抑えることができる。
【００３３】
また、上述（請求項１）の内燃機関用点火装置に備えられる電圧印加手段は、例えば、請求項３に記載のように、充放電可能に構成され、一次巻線の通電時に二次巻線の両端に発生する通電時二次誘導電圧により充電されて、イオン電流検出用電圧を前記点火プラグに印加するとよい。
【００３４】
一次電流の通電時には、点火用高電圧よりは低い電圧値ではあるが、二次巻線に誘導電圧（通電時二次誘導電圧）が発生しており、この通電二次誘導電圧は約２［ｋＶ］以上となり、イオン電流の発生に必要となる電圧値（１００〜３００［Ｖ］程度）以上となる。このことから、通電時二次誘導電圧により充電された電圧印加手段は、イオン電流の発生に必要となるエネルギを蓄積することができる。
【００３５】
また、通電時二次誘導電圧は、点火用高電圧を発生させるためのエネルギを点火コイルに蓄積するための一次電流の通電開始に伴い発生する。このことから、通電時二次誘導電圧を用いて電圧印加手段を充電することで、電圧印加手段を充電するための電気エネルギを供給する充電電圧供給手段を新規に設ける必要がなくなる。
【００３６】
よって、本発明（請求項３）の内燃機関用点火装置によれば、イオン電流の発生に必要となるエネルギを電圧印加手段に蓄積することができ、イオン電流検出用電圧が不足してイオン電流を検出できなくなるのを防ぐことができる。また、新規に充電電圧供給手段を設ける必要がないため、コストの上昇を抑えることができる。
【００３７】
さらに、上述（請求項１）の内燃機関用点火装置に備えられる電圧印加手段は、例えば、請求項４に記載のように、充放電可能に構成され、一次巻線の通電時に二次巻線の両端に発生する通電時二次誘導電圧と、点火プラグの放電電流の通電時に一次巻線の両端に発生する遮断時一次誘導電圧とにより充電されて、イオン電流検出用電圧を点火プラグに印加するとよい。
【００３８】
つまり、通電時二次誘導電圧と遮断時一次誘導電圧との両方を用いて、電圧印加手段を充電するのである。これにより、電圧印加手段の充電に際して、イオン電流の発生に必要なエネルギを確実に電圧印加手段に蓄積させることが可能となる。また、請求項２および請求項３と同様に、電圧印加手段を充電するための電気エネルギを供給する充電電圧供給手段を新規に設ける必要がなくなる。
【００３９】
よって、本発明（請求項４）の内燃機関用点火装置によれば、より確実にイオン電流の発生に必要となるエネルギを電圧印加手段に蓄積することができ、イオン電流検出用電圧が不足してイオン電流を検出できなくなるのを防止できる。また、新規に充電電圧供給手段を設ける必要がないため、コストの上昇を抑えることができる。
【００４０】
なお、通電時二次誘導電圧により電圧印加手段を充電する方法としては、例えば、イオン電流検出用スイッチング手段を経由して、通電時二次誘導電圧により発生する電流を電圧印加手段に供給する方法がある。しかし、この方法では、充電タイミングに応じてイオン電流検出用スイッチング手段を導通状態（短絡状態）にするための駆動制御処理を実行する必要があり、内燃機関用点火装置の制御処理が煩雑になるという問題がある。
【００４１】
そこで、請求項３または請求項４に記載の内燃機関用点火装置においては、請求項５に記載のように、イオン電流検出用スイッチング手段に並列接続されて、放電電流の通電を阻止し、通電時二次誘導電圧により発生する電流の通電を許容する充電経路形成手段を備え、電圧印加手段は、通電時二次誘導電圧により発生する電流が充電経路形成手段を介して供給されることで充電されるとよい。
【００４２】
このような充電経路形成手段は、通電時二次誘導電圧によって発生する電流を通電して電圧印加手段に供給することができる。つまり、充電経路形成手段を備えることで、充電タイミングに応じてイオン電流検出用スイッチング手段を駆動制御するという複雑な制御処理を実行することなく、通電時二次誘導電圧によって電圧印加手段を充電することができる。また、充電経路形成手段は、二次巻線での点火用高電圧により発生する電流の通電を阻止することから、電圧印加手段が点火用高電圧の影響を受けることは無い。
【００４３】
よって、本発明（請求項５）の内燃機関用点火装置によれば、複雑な制御処理を実行することなく、通電時二次誘導電圧による電圧印加手段の充電を実現することができ、内燃機関用点火装置の構成を複雑化することなく、イオン電流を発生させるためのエネルギを電圧印加手段に蓄積することができる。
【００４４】
なお、充電経路形成手段を備えるにあたっては、点火用高電圧による充電経路形成手段への影響を抑えることが望ましい。そのため、点火用高電圧の発生時における二次巻線の高圧側端部が逆流防止手段を介して点火プラグの中心電極に接続され、点火用高電圧の発生時における二次巻線の低圧側端部がイオン電流検出用スイッチング手段を介して電圧印加手段に接続される構成の内燃機関用点火装置に、充電経路形成手段を備えるとよい。これにより、点火用高電圧による充電経路形成手段への影響を小さく抑えることができる。
【００４５】
そして、請求項５に記載の内燃機関用点火装置における充電経路形成手段は、例えば、請求項６に記載のように、ダイオードで構成するとよい。
このようにダイオードで構成された充電経路形成手段は、イオン電流検出用スイッチング手段に並列接続されて、二次巻線での点火用高電圧により発生する電流の通電を阻止し、通電時二次誘導電圧により発生する電流の通電を許容することができ、電圧印加手段を充電するための充電経路を形成することができる。
【００４６】
なお、二次巻線から電圧印加手段に流れる電流を許容し、電圧印加手段から二次巻線に流れる電流を阻止するためにダイオードを用いる場合には、イオン電流検出用スイッチング手段と二次巻線との接続点にアノードが接続され、イオン電流検出用スイッチング手段と電圧印加手段との接続点にカノードが接続されるようにダイオードを備えるとよい。
【００４７】
また、上述（請求項２から請求項６のいずれか）の内燃機関用点火装置における電圧印加手段は、例えば、請求項７に記載のように、コンデンサで構成するとよい。
つまり、コンデンサは、充放電可能な容量素子であることから、遮断時一次誘導電圧や通電時二次誘導電圧により充電可能であると共に、イオン電流検出用電圧を出力することができる。よって、電圧印加手段をコンデンサで構成することで、イオン電流検出用電圧を点火プラグに印加することができる。
【００４８】
さらに、上述（請求項２から請求項７のいずれか）の内燃機関用点火装置においては、請求項８に記載のように、電圧印加手段の充電電圧を許容最大充電電圧値以下に制限することで電圧印加手段を保護する保護手段を備えるとよい。
このように保護手段を設けることで、電圧印加手段を充電する際に過充電となるのを防ぐことができ、過充電により電圧印加手段が破損してしまうのを防止することができる。
【００４９】
また、保護手段は、電圧印加手段の充電電圧を許容最大充電電圧値以下に制限することから、電圧印加手段の充電電圧を許容最大充電電圧値で略一定に維持することができ、電圧印加手段が出力するイオン電流検出用電圧を略一定電圧値に維持することも可能となる。そして、イオン電流検出用電圧を略一定電圧値に維持できることから、イオン電流検出用電圧の電圧値の変動によりイオン電流の検出値にバラツキが生じるのを防ぐことができる。
【００５０】
よって、本発明（請求項８）の内燃機関用点火装置によれば、過充電による電圧印加手段の破損によってイオン電流の検出が不可能となるのを防止できると共に、イオン電流の検出値におけるバラツキを抑えることでイオン電流の検出精度を向上させることができる。
【００５１】
また、請求項８に記載の内燃機関用点火装置における保護手段は、例えば、請求項９に記載のように、ツェナーダイオードで構成されているとよい。
つまり、電圧印加手段の両端電圧（充電電圧）がツェナーダイオードのツェナー電圧（降伏電圧）以上となる場合に、ツェナーダイオードがツェナー降伏して電流の通電を行うことで、電圧印加手段の充電電圧を許容最大充電電圧値以下に制限することができ、電圧印加手段を保護することができる。
【００５２】
なお、このとき、ツェナーダイオードとしては、ツェナー電圧が電圧印加手段の許容最大充電電圧値以下であるツェナーダイオードを用いるとよい。
また、このツェナーダイオードのツェナー電圧は、イオン電流検出手段が検出するイオン電流のダイナミックレンジの最大値に応じて設定してもよく、これにより、イオン電流検出手段が精度良くイオン電流を検出することが可能となる。
【００５３】
そして、例えば、イオン電流検出用スイッチング手段から電圧印加手段に向けて電流が流れる際に、過充電を防止して電圧印加手段を保護するためには、カソードが電圧印加手段におけるイオン電流検出用スイッチング手段との接続端に接続され、アノードが電圧印加手段における他端に接続されるように、ツェナーダイオードを備えると良い。
【００５４】
ところで、火花放電の終了により放電電流の通電が停止されると、点火コイルの磁束密度が変化し、この磁束密度の変化に伴い、二次巻線に誘導電圧が発生する。そして、この誘導電圧が発生する二次巻線とイオン電流通電経路の浮遊容量とで共振回路が形成され、電圧減衰振動が発生する。このため、共振回路が形成された状態で、電圧印加手段と二次巻線とを接続すると、電圧減衰振動の影響ににより、電圧印加手段の蓄積電荷が二次巻線に吸収されて電圧印加手段の出力電圧が低下してしまい、イオン電流検出用電圧の印加が不可能となる虞がある。
【００５５】
なお、このような電圧減衰振動は、火花放電の終了による放電電流の通電停止後、次の燃焼サイクルにおける一次巻線への通電開始時期までの長期間にわたり継続するのではなく、一定時間経過後に消滅（収束）する。
そこで、上述（請求項１から請求項９のいずれか）の内燃機関用点火装置は、請求項１０に記載のように、点火プラグでの火花放電の終了後、点火コイルの二次側に発生する電圧減衰振動の収束に必要な検出遅延時間が経過した後に、イオン電流検出用スイッチング手段を駆動制御して、イオン電流検出用電圧を印加するための通電経路を導通状態とする検出時期制御手段を備えるとよい。
【００５６】
つまり、火花放電の終了直後からイオン電流検出用スイッチング手段を駆動制御してイオン電流検出用電圧を点火プラグに印加するのではなく、火花放電の終了から検出遅延時間が経過した後に、イオン電流検出用スイッチング手段を駆動制御してイオン電流検出用電圧を点火プラグに印加するように構成するのである。このように、火花放電の終了から検出遅延時間が経過した後に、イオン電流検出用スイッチング手段を駆動制御することで、電圧減衰振動の影響により電圧印加手段の蓄積電荷が二次巻線に吸収されるのを防止できる。
【００５７】
なお、上述したように、この電圧減衰振動は、火花放電の終了から一定時間経過後に収束することから、検出遅延時間を電圧減衰振動の収束に必要な時間以上に設定することで、イオン電流の検出にあたり、確実に電圧減衰振動の影響を避けることができる。
【００５８】
また、火花放電の終了から検出遅延時間が経過した後に、イオン電流検出用電圧を点火プラグに印加して、イオン電流を検出する構成とすることで、火花放電終了直後に電圧減衰振動の発生によりイオン電流に重畳するノイズの影響を受けることなく、イオン電流の検出を行うことができる。
【００５９】
よって、本発明（請求項１０）の内燃機関用点火装置によれば、火花放電の終了による電圧減衰振動の発生時期を避けて電圧印加手段と二次巻線とを接続することから、電圧印加手段の蓄積電荷が二次巻線に吸収されるのを防止でき、確実にイオン電流検出用電圧を点火プラグに印加することができる。また、火花放電の終了により発生する電圧減衰振動によりイオン電流に重畳するノイズの影響を避けてイオン電流を検出できることから、イオン電流検出の検出精度を向上させることができる。
【００６０】
次に、点火プラグの電極間にて発生する火花放電の終了後に、その電極近傍に存在するイオンによって流れるイオン電流を用いてノッキングを検出することも近年検討されている。内燃機関に、ノッキングが発生すればその衝撃波で混合気が圧縮されてイオン電流が振動することから、例えば、イオン電流値の振動が一定値以上であればノッキング有り、イオン電流値の振動が一定値未満であればノッキング無し、と判別することができる。ところで、ノッキングが発生する時期は、混合気の燃焼が緩慢に進む運転状態（低回転低負荷時）と、混合気の燃焼が迅速に進行する運転状態（高回転高負荷時）とで差が生じることとなる。具体的には、混合気の燃焼が迅速に進行する運転状態におけるノッキングの発生時期は、混合気の燃焼が緩慢に進行する運転状態に比べて、早い時期となる。
【００６１】
そのため、混合気の燃焼が迅速に進行する運転条件下において、火花放電継続時間が長く設定されている場合には、火花放電継続時間の途中でノッキングが発生してしまい、火花放電終了時にこのノッキングをイオン電流により検出できない虞がある。
【００６２】
そこで、上述（請求項１から請求項１０のいずれか）の内燃機関用点火装置は、請求項１１に記載のように、内燃機関の運転状態に基づき、点火プラグの火花放電によって混合気を燃焼させるのに要する火花放電継続時間を算出する火花放電継続時間算出手段と、火花放電継続時間算出手段にて算出された火花放電継続時間に応じて、点火プラグの火花放電を強制的に遮断する火花放電遮断手段とを備えるとよい。
【００６３】
このように火花放電遮断手段を備える内燃機関用点火装置は、火花放電の終了時期を、自然終了による終了時期に固定するのではなく、内燃機関の運転状態に応じて任意の時期に設定することができる。そして、内燃機関の運転状態に基づき算出した火花放電継続時間に応じて火花放電を強制的に遮断することで、混合気の燃焼が迅速に進行する運転状態であっても、発生したノッキングが消滅する前にノッキングを検出することができる。
【００６４】
そして、イオンの発生は混合気（燃料）の燃焼に伴う関係から、混合気の燃焼が迅速に進行する運転状態におけるイオンの発生する時期は、混合気の燃焼が緩慢に進む運転状態に比べて早い時期になる。よって、本発明のように、内燃機関の運転状態に基づき算出した火花放電継続時間に応じて火花放電を強制的に遮断することで、ノッキングの発生時期とイオンの発生量が多い時期とが重なり、より一層ノッキングの検出精度を向上させることができる。
【００６５】
よって、本発明（請求項１１）の内燃機関用点火装置によれば、ノッキングが発生する時期とイオンの発生量が多い時期とを重ねることができ、電流値の大きいイオン電流によりノッキングを検出することができるため、ノッキングの検出精度を向上させることができる。
【００６６】
そして、火花放電遮断手段は、例えば、請求項１２に記載のように、点火用スイッチング手段が点火コイルの一次巻線への通電電流を遮断した後、火花放電継続時間が経過したタイミングに応じて、一次巻線への通電を再開することにより点火プラグの火花放電を強制的に遮断するよう構成するとよい。
【００６７】
つまり、火花放電の発生は、まず、点火コイルの一次巻線への電流通電により磁束を誘起させ、そのあと通電電流を遮断して急激に磁束を変化させて二次巻線に高電圧を誘導する原理を利用して行われている。このような火花放電中に、再度一次巻線に電流を通電すると、一次巻線に流れる一次電流の変化方向が減少方向から増加方向に反転して、点火コイルにおける磁束の変化方向が反転し、二次巻線の両端に発生する誘導電圧が低下する。このように一次巻線への再通電により、二次巻線に発生する誘導電圧を低下させることで、点火プラグへの印加電圧を火花放電の発生に必要な要求電圧よりも低下させることができる。
【００６８】
すなわち、請求項１２記載のように、火花放電遮断手段を点火コイルの一次巻線への通電を再開するよう構成すれば、点火プラグへの印加電圧を要求電圧よりも低下させることでき、点火プラグの火花放電を強制的に遮断できる。よって、請求項１２に記載の内燃機関用点火装置によれば、ノッキングが発生する時期とイオンの発生量が多い時期とを重ねることができ、電流値の大きいイオン電流によりノッキングを検出することができるため、ノッキングの検出精度を向上させることができる。
【００６９】
なお、請求項１０に記載の検出時期制御手段は、火花放電が強制的に遮断される場合には、その強制的な遮断時期を起点として検出遅延時間が経過した時点でイオン電流検出用電圧の印加を開始するとよい。また、火花放電の強制的な遮断を行わない場合には、火花放電の自然終了時期から検出遅延時間が経過した時点でイオン電流検出用電圧の印加を開始するとよい。
【００７０】
【発明の実施の形態】
以下に、本発明の実施例を図面と共に説明する。
まず、図１は、実施例のイオン電流検出機能を備えた内燃機関用点火装置の構成を表す電気回路図である。なお、本実施例では、１気筒分について説明を行うが、本発明は複数の気筒を備える内燃機関についても適用でき、各気筒毎の内燃機関用点火装置の基本構成は同様である。
【００７１】
図１に示すように、本実施例の内燃機関用点火装置１は、定電圧（例えば、電圧１２［Ｖ］）を出力する電源装置１１（バッテリ１１）と、中心電極６１と接地電極６３（外側電極６３ともいう）とを備えて内燃機関の気筒に装着される点火プラグ１３と、一次巻線３３と二次巻線３４とを備えて点火用高電圧を発生する点火コイル１５と、一次巻線３３と直列接続されたＩＧＢＴ（Insulated Gate Bipolar Transistor ）を有するイグナイタ１７と、イグナイタ１７を駆動制御するための第１指令信号２０を出力する電子制御装置１９（以下、ＥＣＵ１９と呼ぶ）と、を備えている。
【００７２】
さらに、内燃機関用点火装置１は、二次巻線３４および逆流防止用ダイオード３１を介して点火プラグ１３にイオン電流検出用電圧を印加し、イオン電流検出用電圧の印加により点火プラグ１３の電極間に発生するイオン電流４２を検出するイオン電流検出回路４１を備えている。
【００７３】
これらのうち、イグナイタ１７は、点火コイル１５の一次巻線３３への通電・遮断を行うために、ＥＣＵ１９からの第１指令信号２０に基づいてスイッチング動作する半導体素子からなるスイッチング素子であり、本実施例の内燃機関に備えられる点火装置はフルトランジスタ型点火装置である。また、イグナイタ１７は、ゲートがＥＣＵ１９の第１指令信号２０の出力端子に接続され、コレクタが一次巻線３３に接続され、エミッタが電源装置１１の負極と同電位のグランドに接地されている。
【００７４】
そして、点火コイル１５の一次巻線３３は、一端が電源装置１１の正極に接続され、他端がイグナイタ１７のコレクタに接続されている。また、二次巻線３４は、点火用高電圧発生時における低圧側端部３５が補助ダイオード３２を介して一次巻線３３の端部のうち電源装置１１の正極と接続される端部と接続され、高圧側端部３６（点火用高電圧発生端）が逆流防止用ダイオード３１のアノードに接続されている。なお、補助ダイオード３２は、アノードが一次巻線３３に接続され、カソードが二次巻線３４に接続されている。また、点火用高電圧発生時の二次巻線３４の端部の正負極性は、点火コイル１５における一次巻線３３および二次巻線３４のそれぞれの巻線方向を調整することで設定することができる。
【００７５】
また、逆流防止用ダイオード３１は、アノードが二次巻線３４に接続され、カソードが点火プラグ１３の中心電極６１に接続されており、二次巻線３４から点火プラグ１３の中心電極６１に向かう電流の通電を許容し、点火プラグ１３の中心電極６１から二次巻線３４に向かう電流の通電を阻止している。
【００７６】
さらに、点火プラグ１３は、中心電極６１と接地電極６３とが互いに対向して配置されて、中心電極６１と接地電極６３との間に火花放電を発生させる火花放電ギャップを形成するよう構成されており、接地電極６３は、電源装置１１の負極と同電位のグランドに接地されている。
【００７７】
また、二次巻線３４の低圧側端部３５と補助ダイオード３２との接続点は、イオン電流検出回路４１に接続されている。
次に、イオン電流検出回路４１は、イオン電流検出用スイッチ４３、電圧印加用コンデンサ４５、検出抵抗４７、第１充電経路形成用ダイオード４９、第２充電経路形成用ダイオード５０、保護用ツェナーダイオード５１、印加電圧制限用ツェナーダイオード５３、判別回路５５を備えている。
【００７８】
まず、イオン電流検出用スイッチ４３は、一端が二次巻線３４の低圧側端部３５に接続され、他端が電圧印加用コンデンサ４５に接続されている。また、検出抵抗４７は、一端が電源装置１１の負極と同電位のグランドに接続され、他端が電圧印加用コンデンサ４５に接続されている。つまり、イオン電流検出用スイッチ４３、電圧印加用コンデンサ４５、検出抵抗４７は、この順番で直列接続されて、二次巻線３４の低圧側端部３５とグランドとの間に配置されている。
【００７９】
また、イオン電流検出用スイッチ４３は、ＥＣＵ１９からの検出指令信号２３に基づいて自身の内部経路が短絡状態または開放状態となるよう構成されており、二次巻線３４と電圧印加用コンデンサ４５とを接続する通電経路を導通状態または遮断状態にすることができる。なお、イオン電流検出用スイッチ４３は、検出指令信号２３がハイレベルになると短絡状態となり、検出指令信号２３がローレベルになると開放状態となる。
【００８０】
そして、第１充電経路形成用ダイオード４９は、アノードがイオン電流検出用スイッチ４３と二次巻線３４の低圧側端部３５との接続点に接続され、カソードがイオン電流検出用スイッチ４３と電圧印加用コンデンサ４５との接続点に接続されている。また、第２充電経路形成用ダイオード５０は、アノードがイグナイタ１７のコレクタと一次巻線３３との接続点に接続され、カソードがイオン電流検出用スイッチ４３と電圧印加用コンデンサ４５との接続点に接続されている。
【００８１】
次に、保護用ツェナーダイオード５１は、アノードが電圧印加用コンデンサ４５と検出抵抗４７との接続点に接続され、カソードが電圧印加用コンデンサ４５とイオン電流検出用スイッチ４３との接続点に接続されている。そして、保護用ツェナーダイオード５１のツェナー電圧（降伏電圧）は、点火プラグ１３の電極間にイオン電流４２を発生させるために必要となる電圧印加用コンデンサ４５の放電電圧値以上（例えば、３００［Ｖ］）であり、かつ電圧印加用コンデンサ４５の充電電圧の許容最大充電電圧値以下に設定されている。つまり、保護用ツェナーダイオード５１は、電圧印加用コンデンサ４５が過充電となるのを防止すると共に、イオン電流を発生可能となる電圧値に電圧印加用コンデンサ４５を充電するために設けられている。
【００８２】
また、印加電圧制限用ツェナーダイオード５３は、アノードが電圧印加用コンデンサ４５と検出抵抗４７との接続点に接続され、カソードが電源装置１１の負極と同電位のグランドに接続されている。そして、印加電圧制限用ツェナーダイオード５３のツェナー電圧（降伏電圧）は、判別回路５５の検出端子５６に入力可能な最大許容入力電圧値以下（例えば、５［Ｖ］）に設定されている。つまり、印加電圧制限用ツェナーダイオード５３は、判別回路５５に最大許容入力電圧値を越える過大な電圧の信号が入力されるのを防止することで、判別回路５５の破損を防止している。
【００８３】
なお、検出抵抗４７は、イオン電流発生時の両端電圧が過度に小さくならないよう、判別回路５５への入力信号として適した電圧範囲内となるように抵抗値が設定されている。
また、判別回路５５は、検出端子５６が電圧印加用コンデンサ４５と検出抵抗４７との接続点に接続され、基準端子５７が電源装置１１の負極と同電位のグランドに接続され、出力端子５８がＥＣＵ１９におけるイオン電流検出結果信号２４の入力端子に接続されている。そして、判別回路５５は、検出抵抗４７の両端電圧（実際には、検出抵抗４７と電圧印加用コンデンサ４５との接続点の電位）に基づき、点火プラグ１３の電極間（中心電極６１と接地電極６３との間）に発生するイオン電流４２を検出し、検出したイオン電流４２に応じて変動するイオン電流検出結果信号２４を出力するよう構成されている。
【００８４】
なお、イオン電流発生時は、検出抵抗４７と点火プラグ１３とがイオン電流４２の通電経路において直列接続されることから、検出抵抗４７の両端電圧は、イオン電流４２の電流値に比例した値を示す。また、判別回路５５は、出力するイオン電流検出結果信号２４の変動範囲が、ＥＣＵ１９に入力可能な範囲を逸脱しないように構成されている。
【００８５】
次に、このように構成された内燃機関用点火装置１において、点火プラグ１３に火花放電を発生させるための動作について説明する。
まず、ＥＣＵ１９から出力される第１指令信号２０がローレベル（一般にグランド電位）である場合には、ゲート−エミッタ間への電圧印加が行われずイグナイタ１７はオフ状態（遮断状態）となり、イグナイタ１７によって一次巻線３３に電流（一次電流２１）が流れることはない。また、ＥＣＵ１９から出力される第１指令信号２０がハイレベル（一般に定電圧電源からの供給電圧５［Ｖ］）である場合には、ゲート−エミッタ間への電圧印加が行われてイグナイタ１７はオン状態（通電状態）となり、イグナイタ１７によって一次巻線３３に電流（一次電流２１）が流れる。この一次電流２１の通電継続に伴い、点火コイル１５に磁束エネルギが蓄積される。
【００８６】
そして、第１指令信号２０がハイレベルであり一次巻線３３に一次電流２１が流れている状態で、第１指令信号２０がローレベルになると、イグナイタ１７がオフ状態となり、一次巻線３３への一次電流２１の通電が急峻に遮断（停止）される。すると、点火コイル１５における磁束密度が急激に変化して、電磁誘導により二次巻線３４に点火用高電圧（約４０［ｋＶ］）が発生し、この点火用高電圧が点火プラグ１３に印加されることで、点火プラグ１３の電極６１−６３間に火花放電が発生する。
【００８７】
なお、点火コイル１５は、一次巻線３３への通電を遮断（停止）することで、二次巻線３４のうち高圧側端部３６が高電位となり、低圧側端部３５が低電位となる点火用高電圧を発生するように構成されている。これにより、点火プラグ１３の中心電極６１が高圧電位（正極電位）となり、接地電極６３が低圧電位（負極電位）となるように、点火プラグ１３に点火用高電圧が印加されて、点火プラグ１３の電極６１−６３間に火花放電が発生する。
【００８８】
このとき、火花放電に伴い二次巻線３４に流れる二次電流２２（放電電流２２）は、二次巻線３４から逆流防止用ダイオード３１、点火プラグ１３の中心電極６１、接地電極６３の順に通過し、さらにグランド、電源装置１１および補助ダイオード３２を介して二次巻線３４に戻る方向に流れる。そして、点火プラグ１３における火花放電の継続に伴い、点火コイル１５に蓄積されたエネルギが消費されていき、このエネルギが火花放電の継続に必要な量を下回ると、点火プラグ１３における火花放電が自然終了する。
【００８９】
次に、内燃機関用点火装置１において、点火プラグ１３の電極間にイオン電流検出用電圧を印加するための動作と、イオン電流検出用電圧の印加により発生するイオン電流４２を検出するための動作について説明する。
まず、点火コイル１５に磁束エネルギを蓄積するための一次巻線３３への通電に際し、通電時には、一次電流２１の通電により点火コイル１５における磁束密度が変化することで、二次巻線３４に誘導電圧（通電時二次誘導電圧）が発生する。なお、この通電時二次誘導電圧は、約２［ｋＶ］となり、イオン電流の発生に必要となる電圧値（１００〜３００［Ｖ］程度）以上であり、また、点火用高電圧とは逆極性の電圧である。
【００９０】
このように通電時二次誘導電圧が発生して、二次巻線３４の低圧側端部３５が高電位、高圧側端部３６が低電位となると、この電位変化に伴い、二次巻線３４、第１充電経路形成用ダイオード４９、電圧印加用コンデンサ４５の間で電荷の移動が起こり、この電荷の移動により電圧印加用コンデンサ４５が充電される。なお、このような電荷の移動は、二次巻線３４の略中央位置がグランドに接地されていると仮定した場合に流れる電流の方向に応じて発生する。
【００９１】
また、二次巻線３４に点火用高電圧を発生させるために一次巻線３３への通電を遮断する時には、二次巻線３４に点火用高電圧が誘導されると共に、一次巻線３３にも相互誘導により誘導電圧（遮断時一次誘導電圧）が発生している。そして、この遮断時一次誘導電圧が発生すると、一次巻線３３から第２充電経路形成用ダイオード５０を介して電圧印加用コンデンサ４５に電流が流れて、電圧印加用コンデンサ４５が充電される。なお、この遮断時一次誘導電圧は、約４００［Ｖ］となり、イオン電流の発生に必要となる電圧値（１００〜３００［Ｖ］程度）以上である。
【００９２】
なお、電圧印加用コンデンサ４５には保護用ツェナーダイオード５１が並列接続されているため、通電時二次誘導電圧および遮断時一次誘導電圧による電圧印加用コンデンサ４５の充電電圧が保護用ツェナーダイオード５１のツェナー電圧（降伏電圧）よりも高電圧となることはない。つまり、保護用ツェナーダイオード５１は、電圧印加用コンデンサ４５が過充電状態となるのを防止している。
【００９３】
このように、通電時二次誘導電圧または遮断時一次誘導電圧によって充電された電圧印加用コンデンサ４５は、点火プラグ１３での火花放電が自然終了した後に、イオン電流検出用スイッチ４３が短絡状態となることで放電を開始する。
そして、電圧印加用コンデンサ４５の放電時に、燃焼室内にイオンが存在する場合には、点火プラグ１３の電極間にイオンの発生量に応じたイオン電流が流れることになる。これにより、電圧印加用コンデンサ４５、イオン電流検出用スイッチ４３、二次巻線３４、逆流防止用ダイオード３１、点火プラグ１３、グランド、検出抵抗４７の順に、イオンの発生量に応じた電流値の電流が流れ、検出抵抗４７の両端電圧は、イオン電流に応じた電圧値を示すことになる。なお、イオンは混合気（燃料）の燃焼に伴う電離作用により発生するため、混合気が正常燃焼した時には燃焼室内にイオンが存在する。
【００９４】
また、電圧印加用コンデンサ４５の放電時に、燃焼室内にイオンが存在しない場合には、イオン電流検出用スイッチ４３が短絡状態となっても、点火プラグ１３の電極間にはイオン電流は流れず、検出抵抗４７の両端に電圧は発生しない。なお、イオンは混合気（燃料）の燃焼に伴う電離作用により発生するため、失火して混合気が正常燃焼しない時には燃焼室内にイオンは存在しない。
【００９５】
そして、点火プラグ１３の電極６１−６３間にイオン電流が発生すると、検出電流の大きさに比例した電圧が検出抵抗４７の両端に発生して、検出抵抗４７の両端電圧が検出電流（イオン電流）の大きさに比例して変化することになる。なお、点火プラグ１３の電極間にイオン電流が発生した時に、検出抵抗４７の両端電圧、つまり印加電圧制限用ツェナーダイオード５３への印加電圧が、印加電圧制限用ツェナーダイオード５３の降伏電圧（ツェナー電圧）を下回る場合には、印加電圧制限用ツェナーダイオード５３に電流は流れない。この場合、イオン電流に比例する検出電流は、電圧印加用コンデンサ４５、イオン電流検出用スイッチ４３、二次巻線３４、逆流防止用ダイオード３１、点火プラグ１３、グランド、検出抵抗４７を通じて流れることになる。
【００９６】
このように検出電流が流れることで検出抵抗４７の両端電圧が変化すると、判別回路５５は、検出した検出抵抗４７の両端電圧に基づきイオン電流検出結果信号２４をＥＣＵ１９に出力する。なお、判別回路５５は、ＥＣＵ１９の入力端子の入力レンジに応じた範囲内で検出抵抗４７の両端電圧と同様の変化を示すイオン電流検出結果信号２４を出力端子５８から出力する。つまり、判別回路５５は、ＥＣＵ１９に対してイオン電流に応じて変動するイオン電流検出結果信号２４を出力している。
【００９７】
ここで、図１に示す回路図における第１指令信号２０、点火プラグ１３の中心電極６１の電位Ｖｐ、一次巻線３３に流れる一次電流２１、検出指令信号２３、検出抵抗４７の両端電圧（換言すれば、イオン電流）および電圧印加用コンデンサ４５の両端電圧（充電電圧）の各状態を表すタイムチャートを、図２に示す。
【００９８】
図２に示すように、時刻ｔ１にて、第１指令信号２０がローレベルからハイレベルに切り換わると、点火コイル１５の一次巻線３３に電流（一次電流２１）が流れ始める。このとき、一次電流２１の通電開始に伴う磁束密度の変化により、二次巻線３４の両端に通電時二次誘導電圧が発生するが、この時発生する電圧は、二次巻線３４の低圧側端部３５が高電位、高圧側端部３６が低電位となるように発生する。このため、一次電流２１の通電時に二次巻線３４の両端に発生する通電時二次誘導電圧により生じる電流は、逆流防止用ダイオード３１により通電が阻止されることになり、点火プラグ１３の中心電極６１の電位が変化することはなく、点火プラグ１３の電極６１−６３間に火花放電が発生することはない。しかし、上述したように、通電時二次誘導電圧が発生することで、二次巻線３４、第１充電経路形成用ダイオード４９、電圧印加用コンデンサ４５の間で電荷の移動が起こり、この電荷の移動により電圧印加用コンデンサ４５が、イオン電流検出用スイッチ４３との接続端が正極性（高電位）となるように充電される。
【００９９】
そして、時刻ｔ１を基点として予め設定された通電時間（一次電流通電時間）が経過した時刻ｔ２にて、第１指令信号２０がハイレベルからローレベルに切り換わると、点火コイル１５の一次巻線３３への一次電流２１の通電が遮断されて、急激に磁束密度が変化することになり、点火コイル１５の二次巻線３４に点火用高電圧（約４０［ｋＶ］）が発生する。そして、二次巻線３４の高圧側端部３６から点火プラグ１３の中心電極６１に正極性の点火用高電圧が印加されて、中心電極６１の電位が急峻に上昇し、点火プラグ１３の電極６１−６３間に火花放電が発生して、二次巻線３４に二次電流２２が流れる。
【０１００】
なお、一次電流通電時間は、一次巻線３３への通電によって点火コイル１５に蓄積されるエネルギが、内燃機関のあらゆる運転条件下で混合気を燃焼させることができる火花エネルギと等しくなるように、予め設定されている。
この点火用高電圧発生時は、二次巻線３４の低圧側端部３５には、補助ダイオード３２から電流が流れ込むことになり、イオン電流検出回路４１から電流が流れ込むことはない。このように、イオン電流検出回路４１から電流が流れ込まないのは、イオン電流検出用スイッチ４３が開放状態であり、また、第１充電経路形成用ダイオード４９への印加電圧が逆方向バイアスとなるためである。
【０１０１】
また、点火用高電圧発生時には、上述したように、一次巻線３３に遮断時一次誘導電圧が発生することになり、一次巻線３３から第２充電経路形成用ダイオード５０を介して電圧印加用コンデンサ４５に電流が流れて、電圧印加用コンデンサ４５が充電される。
【０１０２】
このあと、時刻ｔ２から時刻ｔ３にかけて、点火コイル１５の磁束エネルギが点火プラグ１３における火花放電の継続に伴って消費されていき、点火コイル１５の磁束エネルギにより二次巻線３４の両端に発生する電圧が火花放電に必要な電圧よりも小さくなると、火花放電を継続することができなくなり、火花放電が自然終了する。
【０１０３】
そして、時刻ｔ３において、検出指令信号２３がローレベルからハイレベルになると、イオン電流検出用スイッチ４３が短絡状態となり、電圧印加用コンデンサ４５から二次巻線３４にかけての通電経路が導通状態となって、電圧印加用コンデンサ４５が放電を開始する。このとき、点火プラグ１３の電極間にイオンが存在する場合には、イオン電流波形は、図２の時刻ｔ３から時刻ｔ４までの区間に示すような略山形の波形となる。このようにしてイオン電流が流れることにより、イオン電流に比例した検出電流が検出抵抗４７に流れて、検出抵抗４７の両端に電位差が発生し、検出抵抗４７の両端電圧がイオン電流の大きさに応じて変化することになる。
【０１０４】
なお、イオン電流の通電が継続されることに伴い、電圧印加用コンデンサ４５に蓄積されたエネルギが消費されていき、電圧印加用コンデンサ４５の充電電圧は徐々に低下していく。また、イオンは混合気（燃料）の燃焼に伴う電離作用により発生するため、正常燃焼時にはイオンが発生するが、失火時にイオンが発生することはない。
【０１０５】
このあと、次の燃焼サイクルに移行して、時刻ｔ５になると、前述した時刻ｔ１と同様に、第１指令信号２０がローレベルからハイレベルに切り換わり、点火コイル１５への火花放電用エネルギの蓄積が開始され、また、電圧印加用コンデンサ４５の充電が開始される。そして、このとき、点火プラグ１３の中心電極６１の電位が変化することはなく、点火プラグ１３の電極６１−６３間に火花放電が発生することはない。なお、燃焼サイクルは、吸気行程・圧縮行程・燃焼行程・排気行程の４つの行程からなる。
【０１０６】
また、時刻ｔ６では時刻ｔ２と同様の動作が行われ、時刻ｔ７では時刻ｔ３と同様の動作が行われ、時刻ｔ８では時刻ｔ４と同様の動作が行われることで、内燃機関用点火装置１は、火花放電の発生およびイオン電流の検出を行う。
なお、図２における時刻ｔ７から時刻ｔ８までの区間では、イオンが発生していない場合のイオン電流波形を示しており、イオン電流波形は変化していない。また、この時には、電圧印加用コンデンサ４５の放電は行われないため、電圧印加用コンデンサ４５の両端電圧は低下していない。このように電圧印加用コンデンサ４５が放電されずに、次の燃焼サイクルに移行して、電圧印加用コンデンサ４５への充電が行われる場合には、保護用ツェナーダイオード５１によって電圧印加用コンデンサ４５の両端電圧が制限されるため、電圧印加用コンデンサ４５が過充電となることはない。
【０１０７】
次に、内燃機関用点火装置１のＥＣＵ１９において実行されるイオン電流検出処理について、図３に示すフローチャートを用いて説明する。
なお、ＥＣＵ１９は、内燃機関の火花放電発生時期（点火時期）、燃料噴射量、アイドル回転数（アイドル回転速度）等を総合的に制御するためのものであり、以下に説明するイオン電流検出処理のほかに、別途、内燃機関の吸入空気量（吸気管圧力），回転速度（エンジン回転数）、スロットル開度、冷却水温、吸気温等、機関各部の運転状態を検出する運転状態検出処理等を実行している。
【０１０８】
また、図３に示すイオン電流検出処理は、例えば、内燃機関の回転角度（クランク角）を検出するクランク角センサからの信号に基づき、内燃機関が、吸気，圧縮，燃焼，排気を行う１燃焼サイクルに１回の割合で実行されており、さらに、点火制御のための処理も併せて実行している。
【０１０９】
そして、内燃機関が始動され、内燃機関の運転状態に基づいて定められる一次巻線通電開始時期となってイオン電流検出処理が開始されると、まずＳ３１０（Ｓはステップを表す）では、第１指令信号２０をローレベルからハイレベルに変化させる処理を実行して、一次巻線３３への通電を開始する。つまり、Ｓ３１０の処理により、第１指令信号２０がローレベルからハイレベルに切り換わると、イグナイタ１７がオン状態となり、点火コイル１５の一次巻線３３への一次電流２１の通電が開始される（図２に示す時刻ｔ１、ｔ５）。
【０１１０】
そして、続くＳ３２０では、クランク角センサからのクランク角度検出信号に基づき、Ｓ３１０における一次巻線３３への通電開始時点から一次電流通電時間が経過した火花放電発生時期ｔｓに達したか否かを判断しており、否定判定される場合には、同ステップを繰り返し実行することで、火花放電発生時期ｔｓになるまで待機する。そして、Ｓ３２０にて、火花放電発生時期ｔｓに達したと判断されると（図２に示す時刻ｔ２、ｔ６）、Ｓ３３０に移行する。
【０１１１】
Ｓ３３０では、第１指令信号２０をハイレベルからローレベルに反転させ、この結果、イグナイタ１７がターンオフして一次電流２１が遮断され、点火コイル１５の磁束密度が急激に変化して二次巻線３４に点火用高電圧が発生し、点火プラグ１３の電極６１−６３間に火花放電が発生する。また、このとき、遮断時一次誘導電圧が発生して、一次巻線３３から第２充電経路形成用ダイオード５０を介して電圧印加用コンデンサ４５に電流が流れて、電圧印加用コンデンサ４５が充電される。
【０１１２】
次のＳ３４０では、火花放電が自然終了する時期以降となるように予め設定されたイオン電流検出開始時期ｔｉに達したか否かを判断し、否定判定された場合には、同ステップを繰り返し実行することで、イオン電流検出開始時期ｔｉになるまで待機する。
【０１１３】
そして、Ｓ３４０にて、イオン電流検出開始時期ｔｉに達したと判断されると（図２に示す時刻ｔ３、ｔ７）、Ｓ３５０に移行し、Ｓ３５０では、検出指令信号２３をローレベルからハイレベルに変化させると共に、判別回路５５から出力されるイオン電流検出結果信号２４の読み込みを開始する。
【０１１４】
ここで、イオン電流検出開始時期ｔｉは、火花放電が自然終了する時期以降に予め設定されており、Ｓ３５０に移行した時には、点火プラグ１３での火花放電が自然終了している。そして、検出指令信号２３がハイレベルに変化して、イオン電流検出用スイッチ４３が短絡状態となることで、電圧印加用コンデンサ４５の放電が開始されて、イオン電流検出用電圧が点火プラグ１３の電極６１−６３間に印加されることとなる。
【０１１５】
そして、イオン電流検出用電圧が点火プラグ１３の電極６１−６３間に印加される時点で、電極６１−６３間にイオンが存在する場合には、電極６１−６３間にイオン電流が流れることになり、検出抵抗４７の両端にイオン電流の大きさに比例する電圧が発生する。これにより、検出抵抗４７と電圧印加用コンデンサ４５との接続点の電位が、検出抵抗４７の両端電圧に応じて変化することになる。また、Ｓ３５０の処理が開始された後は、ＥＣＵ１９の内部では、検出抵抗４７の両端電圧の変化に応じて判別回路５５から出力されるイオン電流検出結果信号２４を読み込む処理が継続して行われる。
【０１１６】
続いて、Ｓ３６０では、Ｓ３４０にて肯定判定された後、イオン電流検出結果信号２４を読み込むための時間として予めＥＣＵ１９に設定してある検出信号読込時間を経過したか否かを判断し、否定判定された場合には、同ステップを繰り返し実行することで待機する。そして、Ｓ３６０にて、検出信号読込時間が経過したと判断されると（図２に示す時刻ｔ４、ｔ８）、Ｓ３７０に移行する。本実施例では、検出信号読込時間は、内燃機関の運転状態に関わらず、予め設定された固定値としているが、運転状態に合わせて適切な値を設定してもよい。
【０１１７】
そして、Ｓ３７０では、検出指令信号２３をハイレベルからローレベルに変化させると共に、Ｓ３５０で開始したイオン電流検出結果信号２４の読み込み処理を停止する。Ｓ３７０における処理が終了すると、本イオン電流検出処理が終了する。
【０１１８】
なお、ＥＣＵ１９では、点火プラグ１３の電極６１−６３間に発生するイオン電流に比例する検出電流に基づいて、内燃機関の失火の有無を判定する失火判定処理を別途実行している。つまり、この失火判定処理では、図２における時刻ｔ３から時刻ｔ４までの期間において、判別回路５５から出力されるイオン電流検出結果信号２４に基づき失火判定を行っている。
【０１１９】
そして、失火判定処理では、時刻ｔ３の直後のピーク値を除くイオン電流検出結果信号２４のピーク値と、失火判定のために予め定められた判定基準値とを比較し、ピーク値が判定基準値を下回る場合に失火と判定している。また、この他の失火判定方法としては、時刻ｔ３から時刻ｔ４までの期間中における時刻ｔ３の直後のピーク値を除くイオン電流検出結果信号２４の積分値を算出し、この積分値と失火判定のために予め定められた判定基準値とを比較し、積分値が判定基準値を下回る場合に失火と判定してもよい。なお、失火の判定を行うために用いられる上記それぞれの判定基準値は、予め設定された固定値に限定されることはなく、内燃機関の運転状態（例えば、エンジン回転数とエンジン負荷とを含む情報）に基づき、エンジン回転数とエンジン負荷とをパラメータとするマップ若しくは計算式を用いて設定するようにしてもよい。
【０１２０】
なお、本実施例の内燃機関用点火装置においては、イグナイタ１７が特許請求の範囲に記載の点火用スイッチング手段に相当し、逆流防止用ダイオード３１が逆流防止手段に相当し、電圧印加用コンデンサ４５が電圧印加手段に相当し、検出抵抗４７および判別回路５５がイオン電流検出手段に相当し、イオン電流検出用スイッチ４３がイオン電流検出用スイッチング手段に相当し、第１充電経路形成用ダイオード４９が充電経路形成手段に相当し、保護用ツェナーダイオード５１が保護手段に相当する。
【０１２１】
以上説明したように、実施例の内燃機関用点火装置１においては、点火コイル１５の二次巻線３４の高圧側端部３６と点火プラグ１３とを接続する通電経路上に逆流防止用ダイオード３１を備えることにより、二次電流２２の通電経路において通電可能な電流方向を一方向に制限している。つまり、この逆流防止用ダイオード３１が、一次巻線３３への通電時に二次巻線３４の両端に発生する通電時二次誘導電圧による点火プラグ１３への通電を阻止することで、通電時二次誘導電圧によって点火プラグの中心電極と接地電極との間に火花放電が発生するのを防いでいる。
【０１２２】
また、内燃機関用点火装置１では、点火用高電圧発生時に、イオン電流検出用スイッチ４３がイオン電流の通電経路を遮断状態とすることで、電圧印加用コンデンサ４５と点火プラグ１３とを電気的に切り離した状態（絶縁状態）としている。このため、イオン電流を発生させるために充電された電圧印加用コンデンサ４５が点火用高電圧の影響を受けて放電してしまうことが無くなる。さらに、点火用高電圧発生時に、電圧印加用コンデンサ４５と点火プラグ１３とを電気的に切り離した状態とすることで、点火コイル１５に蓄積されたエネルギが電圧印加用コンデンサ４５に漏洩することが無くなり、点火プラグ１３への供給エネルギが低下するのを防いで、確実に火花放電を発生させることができる。
【０１２３】
また、電圧印加用コンデンサ４５が、点火時期に点火プラグ１３に印加される点火用高電圧と同一極性のイオン電流検出用電圧を点火プラグ１３に印加することから、逆流防止用ダイオード３１により阻止されることなく点火プラグ１３にイオン電流検出用電圧を印加することができ、イオン電流を発生させることができる。
【０１２４】
よって、本実施例の内燃機関用点火装置によれば、一次巻線３３への通電時に混合気への誤着火が発生するのを防止することができると共に、点火プラグ１３の電極間におけるイオン電流を発生・検出することができる。
また、本実施例の内燃機関用点火装置は、中心電極６１が正極性、接地電極６３が負極性となるようにイオン電流検出用電圧を点火プラグ１３に印加する構成であるため、より大きなイオン電流が発生可能となり、イオン電流の検出精度を向上させることができる。なお、中心電極が正極性、接地電極が負極性となるようにイオン電流検出用電圧を印加する場合には、体積の大きい陽イオンが電子の供給を受けるにあたり、中心電極よりも表面積の大きい接地電極から電子の供給を受けることができ、より多くの電子の交換、移動が可能となることから、より大きなイオン電流が発生可能となる。
【０１２５】
さらに、電圧印加用コンデンサ４５が、イオン電流検出用スイッチ４３を介して、二次巻線３４の端部のうち点火用高電圧発生時の低圧側端部３５に接続されることから、点火用高電圧発生時の高圧側端部３６に接続する場合に比べて、点火用高電圧によってイオン電流検出用スイッチ４３に印加される電圧は小さくなる。これにより、点火用高電圧の発生に伴い印加される電圧が原因となりイオン電流検出用スイッチ４３が破損するのを防ぐことができると共に、電圧印加用コンデンサ４５および検出抵抗４７をより確実に保護することが可能となる。
【０１２６】
よって、本実施例の内燃機関用点火装置によれば、より大きなイオン電流が発生可能となると共に、イオン電流検出用スイッチ４３などが点火用高電圧によって破損し難くなることから、イオン電流の検出精度を向上させることができる。
そして、電圧印加用コンデンサ４５は、充放電可能であり、一次電流２１の通電遮断時に一次巻線３３の両端に発生する遮断時一次誘導電圧により充電されて、イオン電流検出用電圧を点火プラグ１３に印加している。そして、遮断時一次誘導電圧は、イオン電流の発生に必要となる電圧値（１００〜３００［Ｖ］程度）以上となる。このことから、遮断時一次誘導電圧により充電された電圧印加用コンデンサ４５は、イオン電流の発生に必要となるエネルギを蓄積することができ、イオン電流の発生に必要なイオン電流検出用電圧を出力可能となる。
【０１２７】
また、電圧印加用コンデンサ４５は、一次巻線の通電時に二次巻線の両端に発生する通電時二次誘導電圧により充電されて、イオン電流検出用電圧を点火プラグに印加している。そして、通電二次誘導電圧は約２［ｋＶ］となり、イオン電流の発生に必要となる電圧値（１００〜３００［Ｖ］程度）以上となる。このことから、通電時二次誘導電圧により充電された電圧印加用コンデンサ４５は、イオン電流の発生に必要となるエネルギを蓄積することができ、イオン電流の発生に必要な電圧値以上となるイオン電流検出用電圧を出力することが可能となる。
【０１２８】
このように、本実施例の内燃機関用点火装置は、通電時二次誘導電圧と遮断時一次誘導電圧との両方を用いて、電圧印加用コンデンサ４５を充電することから、イオン電流の発生に必要なエネルギを確実に電圧印加用コンデンサ４５に蓄積させることができる。
【０１２９】
また、遮断時一次誘導電圧は、点火プラグへ印加するための点火用高電圧の発生に伴い発生し、通電時二次誘導電圧は、エネルギを点火コイルに蓄積するための一次電流の通電に伴い発生する。このことから、遮断時一次誘導電圧および電時二次誘導電圧を用いて電圧印加用コンデンサ４５を充電することで、電圧印加用コンデンサ４５を充電するための電気エネルギを供給する充電電圧供給手段を新規に設ける必要がない。
【０１３０】
よって、本実施例の内燃機関用点火装置によれば、遮断時一次誘導電圧および電時二次誘導電圧の両方を用いて充電を行うため、より確実にイオン電流の発生に必要となるエネルギを電圧印加用コンデンサ４５に蓄積することができ、イオン電流検出用電圧が不足してイオン電流を検出できなくなるのを防止できる。また、新規に充電電圧供給手段を設ける必要がないため、コストの上昇を抑えることができる。
【０１３１】
さらに、本実施例の内燃機関用点火装置においては、イオン電流検出用スイッチ４３に並列接続された第１充電経路形成用ダイオード４９を備えている。このように、第１充電経路形成用ダイオード４９を備えることで、充電タイミングに応じてイオン電流検出用スイッチ４３を駆動制御するという複雑な制御処理を実行することなく、通電時二次誘導電圧によって電圧印加用コンデンサ４５を充電することができる。
【０１３２】
また、第１充電経路形成用ダイオード４９は、二次巻線での点火用高電圧により発生する電流の通電を阻止することから、電圧印加用コンデンサ４５が点火用高電圧の影響を受けることは無い。なお、本実施例の内燃機関用点火装置では、第１充電経路形成用ダイオード４９が二次巻線３４のうち低圧側端部３５に接続されることから、高圧側端部３６に接続する場合に比べて、点火用高電圧発生時に第１充電経路形成用ダイオード４９に印加される電圧値が低くなる。このため、第１充電経路形成用ダイオード４９は、比較的耐電圧の低いダイオードを用いて構成することが出来る。
【０１３３】
よって、本実施例の内燃機関用点火装置によれば、複雑な制御処理を実行することなく、通電時二次誘導電圧による電圧印加用コンデンサ４５の充電を実現することができ、内燃機関用点火装置の構成を複雑化することなく、イオン電流を発生させるためのエネルギを電圧印加用コンデンサに蓄積することができる。
【０１３４】
また、本実施例の内燃機関用点火装置においては、電圧印加用コンデンサ４５に並列接続された保護用ツェナーダイオード５１を備えており、この保護用ツェナーダイオード５１は、電圧印加用コンデンサ４５の充電電圧を許容最大充電電圧値以下に制限している。このように保護用ツェナーダイオード５１を設けることで、電圧印加用コンデンサ４５を充電する際に過充電となるのを防ぐことができ、過充電により電圧印加用コンデンサ４５が破損してしまうのを防止することができる。
【０１３５】
また、保護用ツェナーダイオード５１は、電圧印加用コンデンサ４５の充電電圧を許容最大充電電圧値で略一定に維持することができるため、電圧印加用コンデンサ４５が点火プラグ１３に印加するイオン電流検出用電圧を略一定電圧値に維持することも可能となる。このように、イオン電流検出用電圧を略一定電圧値に維持できることから、イオン電流検出用電圧の電圧値の変動によりイオン電流の検出値にバラツキが生じるのを防ぐことができる。
【０１３６】
よって、本実施例の内燃機関用点火装置によれば、過充電による電圧印加用コンデンサ４５の破損によってイオン電流の検出が不可能となるのを防止できると共に、イオン電流の検出値におけるバラツキを抑えることでイオン電流の検出精度を向上させることができる。
【０１３７】
以上、本発明の実施例（以下、第１実施例という）について説明したが、本発明は上記第１実施例に限定されるものではなく、種々の態様を採ることができる。
例えば、ＥＣＵ１９は、イオン電流検出用スイッチ４３を駆動制御して通電経路を導通状態とする期間（イオン電流検出ウインドウ）を内燃機関の運転状態に基づいて変化させることで、内燃機関の運転状態に適したイオン電流検出ウインドウに設定することができる。つまり、火花放電の終了直後は、イオン電流にノイズ成分が多く重畳されることから、このようなノイズ成分を避けてイオン電流検出ウインドウを設定することで、ノイズの影響を抑えて精度良くイオン電流を検出することができる。
【０１３８】
また、上記第１実施例の内燃機関用点火装置は、通電時二次誘導電圧および遮断時一次誘導電圧の両方を用いて電圧印加用コンデンサ４５を充電する構成であるが、通電時二次誘導電圧のみで電圧印加用コンデンサ４５を十分に充電可能である場合には、通電時二次誘導電圧のみで電圧印加用コンデンサ４５を充電する構成としても良い。同様に、遮断時一次誘導電圧のみで電圧印加用コンデンサ４５を十分に充電可能である場合には、遮断時一次誘導電圧のみで電圧印加用コンデンサ４５を充電する構成としてもよい。
【０１３９】
さらに、イグナイタ１７は、ＩＧＢＴを用いて構成したものに限ることはなく、例えば、バイポーラトランジスタなどのスイッチング素子を用いて構成したものを用いてもよい。
また、上記第１実施例の内燃機関用点火装置は、失火に限らず、ノッキング等の燃焼状態を検出することもできる。この燃焼状態を検出するにあたっては、点火プラグの電極間に流れるイオン電流を検出し、検出したイオン電流波形を公知の手法を用いて解析して燃焼状態の判定を行うことができる。
【０１４０】
さらに、電圧印加用コンデンサ４５が過充電となる虞がない場合には、保護用ツェナーダイオード５１を省略して、内燃機関用点火装置を構成しても良い。
また、上記実施形態では、点火プラグの中心電極が正極性となる点火装置を説明したが、本発明の技術的思想を有する形で回路を適宜構成して、点火プラグの中心電極が負極性となる点火装置を構成してもよい。その際、点火プラグの中心電極が負極性ではあるが、極性に関わらず中心電極と接続される二次巻線の端部が点火用高電圧発生端に相当する。
【０１４１】
そして、イオン電流検出処理のＳ３４０での処理に用いるイオン電流検出開始時期ｔｉは、火花放電の自然終了時点から電圧減衰振動の収束に必要な時間が経過した時点となるように予め設定してもよい。これにより、電圧減衰振動の影響による電圧印加用コンデンサ４５の蓄積電荷が無駄に放出されるのを防止でき、また、イオン電流の検出波形に対して電圧減衰振動によりノイズが重畳するのを防止でき、イオン電流の検出精度を向上できる。
【０１４２】
次に、第２実施例として、火花放電継続時間を設定可能に構成された第２内燃機関用点火装置２について説明する。
図７は、第２内燃機関用点火装置２の構成を表す電気回路図である。なお、本実施例では、１気筒分について説明を行うが、本発明は複数の気筒を備える内燃機関についても適用でき、各気筒毎の内燃機関用点火装置の基本構成は同様である。
【０１４３】
第２内燃機関用点火装置２は、上記第１実施例の内燃機関用点火装置１に対して、一次巻線短絡用スイッチ６５が追加されると共に、ＥＣＵ１９において実行されるイオン電流検出処理の処理内容が変更されて構成されている。よって、第１実施例の内燃機関用点火装置１との相違点を中心に、第２内燃機関用点火装置２について説明する。
【０１４４】
まず、一次巻線短絡用スイッチ６５は、機械式リレースイッチで構成されており、点火コイル１５の一次巻線３３に並列に接続されると共に、ＥＣＵ１９からの放電制御信号６７に基づいて自身の内部経路が短絡状態または開放状態となることで、一次巻線３３の両端を短絡状態または開放状態にすることができる。そして、一次巻線短絡用スイッチ６５は、放電制御信号６７がハイレベルになると短絡状態となり、放電制御信号６７がローレベルになると開放状態となる。
【０１４５】
なお、第２内燃機関用点火装置２は、第１実施例の内燃機関用点火装置１と同様に、イグナイタ１７を用いて、一次巻線３３へ一次電流２１を通電した後、急峻に一次電流２１を遮断して、二次巻線３４に誘導電圧としての点火用高電圧を発生させることで、点火プラグ１３にて火花放電を発生する構成である。つまり、二次巻線３４に発生する点火用高電圧は、通電中の一次電流２１を遮断し、点火コイル１５での磁束密度の変化により発生する。
【０１４６】
そして、点火用高電圧の発生時に、一次巻線短絡用スイッチ６５により一次巻線３３の両端を短絡すると、一次巻線３３に流れる一次電流２１の変化方向が減少方向から増加方向に反転して、点火コイル１５における磁束密度の変化方向が反転して、二次巻線３４に発生する点火用高電圧が低下することになり、火花放電は強制的に遮断される。すなわち、一次巻線短絡用スイッチ６５は、火花放電発生時に一次巻線３３の両端を短絡することで、火花放電を強制的に遮断する機能を果たす。
【０１４７】
ここで、図７に示す第２内燃機関用点火装置２の回路図における第１指令信号２０、点火プラグ１３の中心電極６１の電位Ｖｐ、放電制御信号６７、検出指令信号２３および検出抵抗４７の両端電圧（換言すれば、イオン電流）の各状態を表すタイムチャートを、図８に示す。
【０１４８】
なお、図８における時刻ｔ２１から時刻ｔ２６までの区間は、混合気への着火が正常に行われた場合の各部の波形を示しており、また、図８における時刻ｔ２７から時刻ｔ３２までの区間は、混合気への着火が行われず失火した場合の各部の波形を示している。
【０１４９】
そして、図８のタイムチャートにおいては、時刻ｔ２３および時刻ｔ２９にて、放電制御信号６７がローレベルからハイレベルに変化しており、これに伴う一次巻線短絡用スイッチ６５の動作により、点火プラグ１３の中心電極６１の電位Ｖｐが低下して、火花放電が強制的に遮断されている。
【０１５０】
次に、第２内燃機関用点火装置２のＥＣＵ１９において実行される第２イオン電流検出処理について、図９に示すフローチャートを用いて説明する。
なお、ＥＣＵ１９は、第１実施例と同様に、内燃機関の火花放電発生時期（点火時期）、燃料噴射量、アイドル回転数（アイドル回転速度）等を総合的に制御するためのものである。
【０１５１】
また、図９に示す第２イオン電流検出処理は、例えば、内燃機関の回転角度（クランク角）を検出するクランク角センサからの信号に基づき、内燃機関が、吸気，圧縮，燃焼，排気を行う１燃焼サイクルに１回の割合で実行されており、さらに、点火制御のための処理も併せて実行している。
【０１５２】
そして、内燃機関が始動されると共に、第２イオン電流検出処理が開始されると、まずＳ９１０（Ｓはステップを表す）では、別途実行される運転状態検出処理にて検出された機関の運転状態を読込み、Ｓ９２０にて、その読み込んだ運転状態に基づき、火花放電発生時期ｔｓ（いわゆる点火時期ｔｓ）、火花放電継続時間Ｔｔ、イオン電流検出開始時期ｔｉおよび放電制御信号６７のハイレベル継続時間Ｔｂを算出する。
【０１５３】
なお、火花放電発生時期ｔｓは、例えば、内燃機関の吸入空気量と回転速度をパラメータとするマップ若しくは計算式を用いて制御基準値を求め、これを冷却水温，吸気温等に基づき補正する、といった手順で算出される。
また、火花放電継続時間Ｔｔは、例えば、内燃機関の回転速度と機関負荷を表すスロットル開度とに基づき、混合気を燃焼させるのに要する火花エネルギが大きい運転条件下（内燃機関の低負荷低回転時等）では長く、火花エネルギが小さくてよい運転条件下（高負荷高回転時等）では短くなるように、予め設定されたマップ若しくは計算式を用いて算出される。
【０１５４】
そして、イオン電流検出開始時期ｔｉは、火花放電発生時期ｔｓから火花放電継続時間Ｔｔが経過した火花遮断時期を起点として、検出遅延時間Ｔｄが経過した時刻が設定される。なお、検出遅延時間Ｔｄは、火花放電終了直後に点火コイルの二次側に発生する電圧減衰振動の収束に必要な時間以上に設定されている。また、電圧減衰振動の収束に必要な時間は、点火コイルの仕様や内燃機関の運転状態などによって変化するが、一般に最長でも２［ｍｓ］を超えないことから、第２内燃機関用点火装置２では、検出遅延時間Ｔｄは２［ｍｓ］に設定されている。
【０１５５】
さらに、放電制御信号６７のハイレベル継続時間Ｔｂは、例えば、火花放電継続時間Ｔｔに基づいて、点火コイル１５に残された磁束Ｂが消費されるまで一次巻線短絡用スイッチ６５の短絡状態を継続するように、予め設定されたマップ若しくは計算式を用いて算出される。なお、放電制御信号６７のハイレベル継続時間Ｔｂは、火花放電継続時間Ｔｔが長い場合（点火コイル１５に残されている磁束Ｂが少ない場合）には短く、火花放電継続時間Ｔｔが短い場合（点火コイル１５に残されている磁束Ｂが多い場合）には長くなるように設定される。
【０１５６】
次に、Ｓ９３０では、Ｓ９２０にて算出した火花放電発生時期ｔｓよりも、予め設定された一次巻線３３の通電時間だけ早い、一次巻線３３の通電開始時期を求め、通電開始時期に達した時点（図８に示す時刻ｔ２１、時刻ｔ２７）で、第１指令信号２０をローレベルからハイレベルに変化させる。
【０１５７】
Ｓ９３０の処理により、第１指令信号２０をローレベルからハイレベルに切り換えると、イグナイタ１７がオン状態になるため、点火コイル１５の一次巻線３３に一次電流２１が流れる。また、火花放電発生時期ｔｓまでの一次巻線３３の通電時間は、一次巻線３３への通電によって、内燃機関のあらゆる運転条件下で混合気を燃焼させるのに要する最大の火花エネルギを点火コイル１５に蓄積させるのに要する時間となるように、予め設定されている。
【０１５８】
そして、Ｓ９４０では、クランク角センサからの検出信号に基づき、Ｓ２２０で算出した火花放電発生時期ｔｓに達したか否かを判断し、否定判定された場合には、同ステップを繰り返し実行することで、火花放電発生時期ｔｓになるまで待機する。Ｓ９４０にて、火花放電発生時期ｔｓに達したと判断されると（図８に示す時刻ｔ２２、時刻ｔ２８）、Ｓ９５０に移行する。
【０１５９】
Ｓ９５０では、図８の時刻ｔ２２、ｔ２８に示したように、第１指令信号２０をハイレベルからローレベルに反転させる。この結果、イグナイタ１７がターンオフして、一次電流２１が遮断されて、点火コイル１５の二次巻線３４に点火用高電圧が誘導され、点火プラグ１３の電極６１−６３間に火花放電が発生する。また、このとき、遮断時一次誘導電圧が発生して、一次巻線３３から第２充電経路形成用ダイオード５０を介して電圧印加用コンデンサ４５に電流が流れて、電圧印加用コンデンサ４５が充電される。
【０１６０】
続いて、Ｓ９６０では、Ｓ９４０にて火花放電発生時期ｔｓに達したと判断された後、Ｓ９２０にて算出した火花放電継続時間Ｔｔが経過したか否かを判断しており、否定判定された場合には、同ステップを繰り返し実行することで、火花放電継続時間Ｔｔが経過するまで待機する。
【０１６１】
そして、Ｓ９６０にて、火花放電継続時間Ｔｔが経過したと判断されると、Ｓ９７０に移行し、Ｓ９７０にて放電制御信号６７をローレベルからハイレベルに切り換える処理を実行する（図８に示した時刻ｔ２３、時刻ｔ２９）。
これにより、一次巻線短絡用スイッチ６５が開放状態から短絡状態に状態変化して、一次巻線３３の両端が短絡状態となり、点火コイル１５の残留磁束によって、一次巻線３３と一次巻線短絡用スイッチ６５とで形成される閉ループに一次電流２１が流れ始める。これに伴い、点火コイル１５の磁束の変化方向が反転して、二次巻線３４の誘導電圧が低下し、点火プラグ１３への印加電圧が、火花放電の発生に必要な要求電圧よりも低い電圧となる。
【０１６２】
このようにして、火花放電発生中に、点火プラグ１３への印加電圧を低下させることで、点火プラグ１３での火花放電を強制的に遮断することができる。
次のＳ９８０では、Ｓ９２０で設定されたイオン電流検出開始時期ｔｉに達したか否かを判断し、否定判定された場合には、同ステップを繰り返し実行することで、イオン電流検出開始時期ｔｉになるまで待機する。
【０１６３】
そして、Ｓ９８０にて、イオン電流検出開始時期ｔｉに達したと判断されると（図８に示す時刻ｔ２４、ｔ３０）、Ｓ９９０に移行し、Ｓ９９０では、検出指令信号２３をローレベルからハイレベルに変化させると共に、判別回路５５から出力されるイオン電流検出結果信号２４の読み込みを開始する。
【０１６４】
ここで、イオン電流検出開始時期ｔｉは、Ｓ９２０にて火花放電の終了時点から検出遅延時間が経過した時期に設定されており、検出遅延時間は電圧減衰振動の収束に必要な時間以上の値が設定されていることから、Ｓ９９０に移行した時には、点火プラグ１３での火花放電の終了に伴い点火コイル１５の二次側に発生する電圧減衰振動は収束（消滅）している。そのため、検出指令信号２３がハイレベルに変化して、イオン電流検出用スイッチ４３が短絡状態となる際に、電圧減衰振動の影響によって、電圧印加用コンデンサ４５の蓄積電荷が無駄に放電されることはない。
【０１６５】
つまり、検出指令信号２３がハイレベルに変化して、イオン電流検出用スイッチ４３が短絡状態となると、電圧印加用コンデンサ４５の放電により発生する電圧は、二次巻線３４に吸収されることなく、イオン電流検出用電圧として点火プラグ１３の電極６１−６３間に印加される。
【０１６６】
そして、イオン電流検出用電圧が点火プラグ１３の電極６１−６３間に印加される時点で、電極６１−６３間にイオンが存在する場合には、電極６１−６３間にイオン電流が流れることになり、検出抵抗４７の両端にイオン電流の大きさに比例する電圧が発生する。これにより、検出抵抗４７と電圧印加用コンデンサ４５との接続点の電位が、検出抵抗４７の両端電圧に応じて変化することになる（図８における時刻ｔ２４から時刻ｔ２６までの区間）。
【０１６７】
また、イオン電流検出用電圧が点火プラグ１３の電極６１−６３間に印加される時点で、電極６１−６３間にイオンが存在しない場合には、電極６１−６３間には電流が流れないことから、検出抵抗４７と電圧印加用コンデンサ４５との接続点の電位は変化しないことになる（図８における時刻ｔ３０から時刻ｔ３２までの区間）。
【０１６８】
さらに、Ｓ９９０の処理が開始された後は、ＥＣＵ１９の内部では、検出抵抗４７の両端電圧の変化に応じて判別回路５５から出力されるイオン電流検出結果信号２４を読み込む処理が継続して行われる。
続くＳ１０００は、Ｓ９６０で肯定判定された後、Ｓ９２０で算出された放電制御信号６７のハイレベル継続時間Ｔｂが経過したか否かを判定しており、肯定判定された場合にはＳ１０１０に移行し、否定判定された場合には、同じステップを繰り返し実行することで待機する。
【０１６９】
そして、放電制御信号６７のハイレベル継続時間Ｔｂが経過すると、Ｓ１０００にて肯定判定され、Ｓ１０１０に移行し、Ｓ１０１０にて、放電制御信号６７をハイレベルからローレベルに反転させる（図８に示す時刻ｔ２５）。これにより、一次巻線短絡用スイッチ６５が開放状態となり、一次巻線３３の両端も短絡状態から開放状態になる。なお、このとき、点火コイル１５の磁束は全て消費されて、一次巻線３３に電流は流れておらず、一次巻線短絡用スイッチ６５の状態変化により、点火コイル１５の二次側に電圧減衰振動が発生することはない。
【０１７０】
続いて、Ｓ１０２０では、Ｓ９８０にて肯定判定された後、イオン電流検出結果信号２４を読み込むための時間として予めＥＣＵ１９に設定してある検出信号読込時間を経過したか否かを判断し、否定判定された場合には、同ステップを繰り返し実行することで待機する。そして、Ｓ１０２０にて、検出信号読込時間が経過したと判断されると（図８に示す時刻ｔ２６、ｔ３２）、Ｓ１０３０に移行する。なお、本実施例では、検出信号読込時間は、内燃機関の運転状態に関わらず、予め設定された固定値としているが、運転状態に合わせて適切な値を設定してもよい。
【０１７１】
そして、Ｓ１０３０では、検出指令信号２３をハイレベルからローレベルに変化させると共に、Ｓ９９０で開始したイオン電流検出結果信号２４の読み込み処理を停止する。Ｓ１０３０における処理が終了すると、本第２イオン電流検出処理が終了する。
【０１７２】
なお、ＥＣＵ１９では、第１実施例と同様に、点火プラグ１３の電極６１−６３間に発生するイオン電流に比例する検出電流に基づいて、内燃機関の失火の有無を判定する失火判定処理を別途実行している。つまり、この失火判定処理では、図８における時刻ｔ２４から時刻ｔ２６までの区間、および時刻ｔ３０から時刻ｔ３２までの区間において、判別回路５５から出力されるイオン電流検出結果信号２４に基づき失火判定を行っている。
【０１７３】
なお、本第２実施例の第２内燃機関用点火装置２においては、第２イオン電流検出処理のうちＳ９２０が、特許請求の範囲に記載の検出時期制御手段および火花放電継続時間算出手段に相当し、一次巻線短絡用スイッチ６５が火花放電遮断手段に相当する。
【０１７４】
以上説明したように、第２内燃機関用点火装置２は、第２イオン電流検出処理のＳ９２０にて設定されたイオン電流検出開始時期ｔｉにおいて、イオン電流検出用スイッチ４３を短絡状態として、イオン電流検出用電圧を点火プラグ１３の電極６１−６３間に印加するよう構成されている。なお、イオン電流検出開始時期ｔｉは、火花遮断時期を基点として、電圧減衰振動の収束に必要な時間以上となる検出遅延時間Ｔｄが経過した時刻が設定される。
【０１７５】
このように、イオン電流検出用電圧を点火プラグ１３に印加する時期を、火花放電の終了時点ではなく、火花放電の終了から検出遅延時間Ｔｄが経過した時点（イオン電流検出開始時期ｔｉ）に設定することで、点火コイル１５の二次側に電圧減衰振動が発生している期間中に、二次巻線３４と電圧印加用コンデンサ４５とを接続するのを防止している。これにより、電圧減衰振動の影響によって電圧印加用コンデンサ４５の蓄積電荷が二次巻線３４に吸収されるのを防止でき、電圧印加用コンデンサ４５を用いて点火プラグ１３にイオン電流検出用電圧を印加することができる。
【０１７６】
また、火花放電の終了から検出遅延時間Ｔｄが経過した時期（イオン電流検出開始時期ｔｉ）に、イオン電流検出用電圧を点火プラグ１３に印加して、イオン電流を検出することで、火花放電終了直後に電圧減衰振動の発生によりイオン電流に重畳するノイズの影響を受けることなく、イオン電流の検出を行うことができる。
【０１７７】
よって、第２内燃機関用点火装置２は、火花放電の終了による電圧減衰振動の発生時期を避けて電圧印加用コンデンサ４５と二次巻線３４とを接続することから、電圧印加用コンデンサ４５の蓄積電荷が二次巻線３４に吸収されるのを防止でき、確実にイオン電流検出用電圧を点火プラグ１３に印加することができる。また、火花放電の終了により発生する電圧減衰振動によりイオン電流に重畳するノイズの影響を避けてイオン電流を検出できることから、ノイズがイオン電流波形に重畳するのを防止でき、イオン電流検出の検出精度を向上させることができる。
【０１７８】
また、第２内燃機関用点火装置２は、一次巻線短絡用スイッチ６５を備えており、火花放電を強制的に遮断できることから、火花放電遮断時期を、自然終了による終了時期だけでなく、内燃機関の運転状態に応じて任意の時期に設定することができる。そして、第２内燃機関用点火装置２は、第２イオン電流検出処理のＳ９２０にて、混合気を燃焼させるのに要する火花放電継続時間Ｔｔを算出し、火花放電発生時期ｔｓから火花放電継続時間Ｔｔが経過した時点で、一次巻線短絡用スイッチ６５を短絡して二次巻線３４に発生する誘導電圧を低下させて、強制的に火花放電を遮断している。
【０１７９】
このように、内燃機関の運転状態に応じて火花放電の終了時期を設定し、火花放電を強制的に遮断することで、ノッキングが発生する時期にイオン電流検出用電圧を点火プラグ１３に印加でき、発生したノッキングが消滅する前にノッキングの検出を行うことができる。また、強制的に火花放電を遮断することで、全ての混合気が燃焼した後に、無駄な火花放電を発生させるのを避けることができ、火花放電の発生に用いるエネルギの浪費を防止できる。
【０１８０】
具体的には、内燃機関のエンジン回転数（エンジン回転速度）が高回転高負荷になるほど、混合気の燃焼が迅速に進行することから、エンジン回転数が高回転高負荷になるに従い火花放電継続時間を短く設定して、ノッキングが発生する時期にイオン電流検出用電圧を印加でき、確実にノッキングを検出できる。
【０１８１】
よって、第２内燃機関用点火装置２によれば、ノッキングが発生する時期にイオン電流によりノッキングを検出できるため、ノッキングの検出精度を向上させることができる。
なお、第２内燃機関用点火装置２は、第１実施例の内燃機関用点火装置１に対して、一次巻線短絡用スイッチ６５を追加し、イオン電流検出処理の処理内容を追加して構成されていることから、第１実施例の内燃機関用点火装置１と同様の効果を発揮することは言うまでもない。
【０１８２】
以上、本発明の第２実施例について説明したが、本発明は上記第２実施例に限定されるものではなく、種々の態様を採ることができる。
例えば、一次巻線短絡用スイッチ６５は、機械式リレースイッチに限ることはなく、サイリスタ、パワートランジスタやＦＥＴ等の半導体素子からなるスイッチング素子を用いて構成しても良い。
【０１８３】
とりわけ、サイリスタは、駆動開始信号が入力されて導通状態になった後、通電電流が減少して０になると、自動的に導通状態から遮断状態に状態変化するという特性がある。このため、一次巻線短絡用スイッチ６５をサイリスタを用いて構成することで、一次巻線の両端を導通状態から開放状態に移行する時期を設定変更する処理が不要となり、開放状態から短絡状態に移行する時期を制御する処理のみを実行すればよい。これにより、放電制御信号６７のハイレベル継続時間Ｔｂには予め固定値を設定することが可能となり、内燃機関の運転状態に応じて放電制御信号６７のハイレベル継続時間Ｔｂを設定する処理が不要となるため、ＥＣＵ１９での処理内容を簡略化できると共に、ＥＣＵ１９での処理負荷の低減を図ることができる。
【０１８４】
また、一次巻線への再通電により火花放電を遮断する火花放電遮断手段としては、一次巻線に並列に接続されるものには限られず、例えば、一般的なフルトランジスタ型の点火装置において点火コイルの一次巻線への通電・非通電を切り換えるために設けられているパワートランジスタやＦＥＴ等の半導体素子からなるスイッチング素子を駆動（オン）することでも実現できる。また、フルトランジスタ型の点火装置に限らず、点火装置には、点火コイルの一次巻線への通電・非通電を切り換えるために電気式或いは機械式のスイッチング手段が設けられることから、こうしたスイッチング手段を導通させるように構成してもよい。また、当該スイッチング手段に並列に第２スイッチング手段を設け、この第２スイッチング手段を導通させるように構成しても良い。
【０１８５】
そして、検出遅延時間Ｔｄは、固定値に限らず、内燃機関の運転状態に基づき、設定しても良い。例えば、火花放電継続時間Ｔｔが長い場合（点火コイル１５に残されている磁束Ｂが少ない場合）には、電圧減衰振動の収束に必要な時間が長くなることから、検出遅延時間Ｔｄは長く設定すると良い。また、火花放電継続時間Ｔｔが短い場合（点火コイル１５に残されている磁束Ｂが多い場合）には、電圧減衰振動の収束に必要な時間が短くなることから、検出遅延時間Ｔｄは短く設定すると良い。なお、検出遅延時間Ｔｄは、例えば、火花放電継続時間Ｔｔに基づいて、予め設定されたマップ若しくは計算式を用いて算出するとよい。
【０１８６】
ところで、補助ダイオード３２の接続位置は、一次巻線３３と二次巻線３４との間に限られることはなく、例えば、図１０に示す第３実施例の第３内燃機関用点火装置３のように、補助ダイオード３２に代えて、アノードがグランドに接続され、カソードが二次巻線３４のうち低圧側端部３５に接続される第２補助ダイオード６８を設けても良い。
【０１８７】
つまり、第１実施例および第２実施例における補助ダイオード３２は、一次巻線３３から二次巻線３４に至る通電経路を構成しており、二次巻線３４とイオン電流検出回路４１との電気的な接続が何らかの要因で遮断された場合に、放電電流のバイパス経路となる補助放電経路形成手段としての機能を発揮する。
【０１８８】
そして、第３内燃機関用点火装置３における第２補助ダイオード６８についても、イオン電流検出回路４１と、二次巻線３４とが何らかの要因で遮断状態となった場合であっても、グランドから二次巻線３４に至る通電経路を形成でき、放電電流の通電経路を確保することができる。
【０１８９】
また、第３内燃機関用点火装置３は、波形生成回路６９を備えることで、ＥＣＵ１９での処理負荷を低減するよう構成されている。
波形生成回路６９は、ＥＣＵ１９から放電制御信号６７が入力され、イオン電流検出回路４１に対して検出指令信号２３を出力するよう構成されている。そして、波形生成回路６９は、放電制御信号６７がローレベルからハイレベルに状態変化した時点を起点として検出遅延時間Ｔｄが経過した時点から、検出指令信号２３のハイレベル出力を開始する。そのあと、波形生成回路６９は、イオン電流検出結果信号２４を読み込むための時間として予め設定してある検出信号読込時間が経過した時点で、検出指令信号２３をハイレベルからローレベルに反転させる。なお、波形生成回路６９は、検出指令信号２３のハイレベル出力を開始したあと検出信号読込時間が経過すると、放電制御信号６７の状態（ローレベルまたはハイレベル）に依存することなく、検出指令信号２３をローレベル出力する。
【０１９０】
なお、第３内燃機関用点火装置３のＥＣＵ１９で実行する第３イオン電流検出処理は、図９に示す第２イオン電流検出処理のうち、Ｓ９２０におけるイオン電流検出開始時期ｔｉの算出処理、Ｓ９９０における検出指令信号２３のハイレベル出力処理、Ｓ１０３０における検出指令信号２３のローレベル出力処理が省略されて構成される。このように処理内容が省略されることで、第３内燃機関用点火装置３のＥＣＵ１９は、イオン電流検出処理を実行する際の処理負荷を、第２実施例におけるＥＣＵ１９よりも軽減することができる。
【０１９１】
なお、第３内燃機関用点火装置３は、第２内燃機関用点火装置２に対して、補助ダイオード３２に代えて第２補助ダイオード６８を備え、また、新たに波形生成回路６９を備え、さらに、ＥＣＵ１９において第２イオン電流検出処理に代えて第３イオン電流検出処理を実行するように変更を加えて構成されている。このため、第３内燃機関用点火装置３は、第２内燃機関用点火装置２と同様の効果を発揮することは言うまでもない。また、波形生成回路６９は、特許請求の範囲に記載の検出時期制御手段に相当している。
【図面の簡単な説明】
【図１】  イオン電流検出機能を備えた本発明の実施例である内燃機関用点火装置の構成を表す電気回路図である。
【図２】  実施例の内燃機関用点火装置における各部の状態を表すタイムチャートである。
【図３】  内燃機関用点火装置の電子制御装置（ＥＣＵ）において実行されるイオン電流検出処理の処理内容を表すフローチャートである。
【図４】  イオン電流を発生させる機能を備えた従来の内燃機関用点火装置の構成を表す電気回路図である。
【図５】  逆流防止用ダイオードを備えると共に、イオン電流を発生させる機能を備えた従来の内燃機関用点火装置の構成を表す電気回路図である。
【図６】  図４に示す従来の内燃機関用点火装置における第１指令信号と二次巻線両端電圧の状態を表すタイムチャートである。
【図７】  イオン電流検出機能を備えると共に火花放電継続時間を設定可能に構成された第２内燃機関用点火装置の構成を表す電気回路図である。
【図８】  第２内燃機関用点火装置における各部の状態を表すタイムチャートである。
【図９】  第２内燃機関用点火装置の電子制御装置（ＥＣＵ）において実行される第２イオン電流検出処理の処理内容を表すフローチャートである。
【図１０】  第２補助ダイオードを備えて構成された第３内燃機関用点火装置の構成を表す電気回路図である。
【符号の説明】
１…内燃機関用点火装置、２…第２内燃機関用点火装置、３…第３内燃機関用点火装置、１１…電源装置（バッテリ）、１３…点火プラグ、１５…点火コイル、１７…イグナイタ、１９…電子制御装置（ＥＣＵ）、３１…逆流防止用ダイオード、３２…補助ダイオード、３３…一次巻線、３４…二次巻線、３５…低圧側端部、３６…高圧側端部、４１…イオン電流検出回路、４３…イオン電流検出用スイッチ、４５…電圧印加用コンデンサ、４７…検出抵抗、４９…第１充電経路形成用ダイオード、５０…第２充電経路形成用ダイオード、５１…保護用ツェナーダイオード、５３…印加電圧制限用ツェナーダイオード、５５…判別回路、６１…中心電極、６３…外側電極（接地電極）、６５…一次巻線短絡用スイッチ、６８…第２補助ダイオード、６９…波形生成回路。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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