(57)【要約】【課題】高着火性能及び小型化を実現した内燃機関用点火装置を提供する。【解決手段】内燃機関４７に形成されたプラグホール４４の端部に装着される点火プラグ２０と、一次コイル１５Ａ及び二次コイル１６Ａを有し、二次側が点火プラグ２０に電気的に接続されている第１点火コイル１８Ａと、一次コイル１５Ｂ及び二次コイル１６Ｂを有し、第１点火コイル１８Ａと並列に点火プラグ２０に接続されている第２点火コイル１８Ｂと、第１点火コイル１８Ａ及び第２点火コイル１８Ｂの通電を制御する制御部３０と、を備える。第２点火コイル１８Ｂの二次電圧が、第１点火コイル１８Ａの二次電圧よりも低くなるように構成されている。制御部３０は、第１点火コイル１８Ａに二次電圧を発生させた後、第２点火コイル１８Ｂに二次電圧を発生させて点火プラグ２０での放電を維持させる。【選択図】      図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
内燃機関（４７）に形成されたプラグホール（４４）の端部に装着される点火プラグ（２０）と、
一次コイル（１５Ａ）及び二次コイル（１６Ａ）を有し、二次側が前記点火プラグに電気的に接続されている第１点火コイル（１８Ａ）と、
一次コイル（１５Ｂ）及び二次コイル（１６Ｂ）を有し、前記第１点火コイルと並列に前記点火プラグに接続されている第２点火コイル（１８Ｂ）と、
前記第１点火コイル及び前記第２点火コイルの通電を制御する制御部（３０）と、を備え、
前記第２点火コイルの二次電圧が、前記第１点火コイルの二次電圧よりも低くなるように構成されており、
前記制御部は、前記第１点火コイルに二次電圧を発生させた後、前記第２点火コイルに二次電圧を発生させて前記点火プラグでの放電を維持させる内燃機関用点火装置。
【請求項２】
前記第２点火コイルは、前記プラグホールの外部で且つ上部に配置されている請求項１に記載の内燃機関用点火装置。
【請求項３】
前記第１点火コイルは、前記プラグホールの内部に配置されており、
前記第２点火コイルは、前記プラグホールの外部且つ前記第１点火コイルの上部に配置されている請求項２に記載の内燃機関用点火装置。
【請求項４】
前記第１点火コイルは円筒状の点火コイルであり、
前記第２点火コイルは前記プラグホールの上方開口部に配設されるハウジングに収容する矩形状の点火コイルである請求項３に記載の内燃機関用点火装置。
【請求項５】
前記制御部は、前記第１点火コイルに二次電圧を発生させた後、前記第１点火コイルと前記第２点火コイルとに交互に二次電圧を発生させて、前記点火プラグでの放電を維持させる請求項１〜４のいずれか１項に記載の内燃機関用点火装置。
【請求項６】
前記第１点火コイル及び前記第２点火コイルは、前記点火プラグに同じ極性の二次電圧を印加するように構成されている請求項１〜５のいずれか１項に記載の内燃機関用点火装置。
【請求項７】
前記第１点火コイルは、前記プラグホールの内部に配置されており、
前記第２点火コイルは、前記プラグホールの外部且つ前記第１点火コイルの上部に配置されており、
前記第２点火コイルの二次コイルは、前記第１点火コイルのセンタコア（１２Ａ）に接続されており、
前記センタコアの下端部は、ダイオード（１９Ｂ）を介して前記点火プラグに接続されている請求項３〜６のいずれか１項に記載の内燃機関用点火装置。
【請求項８】
前記第２点火コイルの耐電圧は、前記第１点火コイルの耐電圧の１／３以下に設定されている請求項１〜７のいずれか１項に記載の内燃機関用点火装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、内燃機関の点火に用いられる内燃機関用点火装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、着火性能の向上を目的として、内燃機関用の種々の点火装置が提案されている。例えば、特許文献１には、２つの同型の点火コイルが収容されたケースと、外部からの電源及び信号を供給するコネクタと、点火プラグへ高電圧を供給する高圧出力部とを備える内燃機関用点火装置が記載されている。上記点火装置において、高圧出力部は、２つの点火コイルから与えられた出力を一つにまとめて点火プラグに出力し、ケースのコイル収容部は、内燃機関の上部に形成されたプラグホールの外部に配置されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特許第５６３１６３８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特許文献１に記載の内燃機関用点火装置は、コイル収容部を内燃機関の各気筒に形成されたプラグホールの外部に配置する必要がある。しかしながら、コイル収容部は、２個の同型の矩形コイルが収容されているために体格が大きくなりやすい。そのため、限られた内燃機関の搭載スペースにおいて、近接して配置されている各気筒に、互いのコイル収容部が干渉しないように搭載することが困難であるという問題がある。
【０００５】
本発明は、上記実情に鑑み、高着火性能及び小型化を実現した内燃機関用点火装置を提供することを主たる目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明は上記課題を解決するため、内燃機関用点火装置であって、内燃機関に形成されたプラグホールの端部に装着される点火プラグと、一次コイル及び二次コイルを有し、二次側が前記点火プラグに電気的に接続されている第１点火コイルと、一次コイル及び二次コイルを有し、前記第１点火コイルと並列に前記点火プラグに接続されている第２点火コイルと、前記第１点火コイル及び前記第２点火コイルの通電を制御する制御部と、を備え、前記第２点火コイルの二次電圧が、前記第１点火コイルの二次電圧よりも低くなるように構成されており、前記制御部は、前記第１点火コイルに二次電圧を発生させた後、前記第２点火コイルに二次電圧を発生させて前記点火プラグでの放電を維持させる。
【０００７】
本発明によれば、第１点火コイル及び第２点火コイルが互いに並列に点火プラグに接続されており、第２点火コイルは、第１点火コイルよりも二次電圧が低くなるように構成されている。ここで、点火プラグの放電開始には高電圧が必要だが、一旦放電が開始されると、放電維持に必要な電圧は、放電開始に必要な電圧よりも低くなる。よって、二次電圧が高い方の第１点火コイルに二次電圧が誘起されて放電が開始された後、二次電圧が低い方の第２点火コイルに二次電圧が誘起されて放電が維持される。このように、放電開始後に放電を維持することにより、着火性能を高くすることができる。また、第２点火コイルの二次電圧を第１点火コイルの二次電圧よりも低くしたことにより、二つの点火コイルの二次電圧を同程度とした場合と比べて、第２点火コイルを小型化することができる。したがって、点火装置の高着火性能及び小型化を両立することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】本実施形態に係る内燃機関用点火装置の電気的構成を示す回路図。
【図２】内燃機関のプラグホールに取り付けた状態における、本実施形態に係る内燃機関用点火装置の機械的構成を示す断面図。
【図３】（ａ）第１スイッチの駆動信号、（ｂ）第２スイッチの駆動信号、（ｃ）第１点火コイルの一次電流、（ｄ）第２点火コイルの一次電流、（ｅ）第１点火コイル及び第２点火コイルの二次電流を示すタイムチャート。
【図４】他の実施形態に係る第１点火コイル及び第２点火コイルの構成を示す図。
【図５】他の実施形態に係る内燃機関用点火装置の電気的構成を示す回路図。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下、内燃機関用点火装置を具現化した実施形態について、図面を参照しつつ説明する。まず、本実施形態に係る内燃機関用の点火装置４０の電気的構成について、図１を参照して説明する。
【００１０】
点火装置４０は、第１点火部１３Ａ、第２点火部１３Ｂ、点火プラグ２０、及びＥＵＣ３０を備え、点火装置４０へ直流電源を供給するバッテリ６０に接続される。本実施形態において、バッテリ６０の直流電圧は、１２Ｖ〜２４Ｖ程度である。
【００１１】
第１点火部１３Ａは、第１点火コイル１８Ａ、第１スイッチ１４Ａ、及びダイオード１９Ａを備える。本実施形態では、第１スイッチ１４Ａとして、ＩＧＢＴ（絶縁ゲートバイポーラトランジスタ）を採用しているが、ＩＧＢＴに限らずＭＯＳＦＥＴ等の他のパワートランジスタを採用してもよい。
【００１２】
第１点火コイル１８Ａは、一次コイル１５Ａ、二次コイル１６Ａ及び鉄心１７Ａを備える。一次コイル１５Ａの第１端は、バッテリ６０の正極端子に接続されており、一次コイル１５Ａの第２端は、第１スイッチ１４Ａのコレクタ端子に接続されている。第１スイッチ１４Ａのエミッタ端子は、抵抗を介してグラウンド電位に接地されている。第１スイッチ１４Ａのゲート端子は、ＥＣＵ３０に接続されている。また、二次コイル１６Ａの第１端はグラウンド電位に接地されており、二次コイル１６Ａの第２端は、過早着火防止用のダイオード１９Ａを介して、点火プラグ２０の中心電極に接続されている。ダイオード１９Ａは、カソード側が二次コイル１６Ａの第２端に接続されており、アノード側が点火プラグ２０に接続されている。そして、二次コイル１６Ａの巻数は、一次コイル１５Ａの巻数よりも多くなるように構成されている。
【００１３】
第１スイッチ１４Ａは、ＥＣＵ３０から送信された駆動信号によりオン・オフされる。第１スイッチ１４Ａがオン状態になると、バッテリ６０の電圧が一次コイル１５Ａに印加されているため、一次コイル１５Ａに一次電流Ｉ１Ａが流れ、一次コイル１５Ａに磁気エネルギが蓄積される。その後、第１スイッチ１４Ａがオフ状態になると、一次コイル１５Ａに流れる一次電流Ｉ１Ａが遮断される。そして、一次コイル１５Ａと二次コイル１６Ａとの相互誘導により、二次コイル１６Ａに二次電圧が発生し、プラグ２０で放電が発生すると、二次コイル１６Ａに二次電流Ｉ２が流れる。二次コイル１６Ａに発生する二次電圧は、点火プラグ２０の電極間に印加される。二次コイル１６Ａに発生する二次電圧は、例えば３０ｋＶ程度の高電圧であり、点火プラグ２０の電極間で放電を開始させるのに十分な大きさの電圧である。なお、バッテリ６０の正極端子側から一次コイル１５Ａ，１５Ｂに電流が流れる向きを正とし、図面上の矢印の向きは、正の電流が流れる向きを示している。
【００１４】
第２点火部１３Ｂは、第２点火コイル１８Ｂ、第２スイッチ１４Ｂ、及びダイオード１９Ｂを備え、第１点火部１３Ａと同様の構成となっている。また、第２点火コイル１８Ｂは、一次コイル１５Ｂ，二次コイル１６Ｂ及び鉄心１７Ｂを備え、第１点火コイル１８Ａと同様の構成となっている。
【００１５】
第１点火コイル１８Ａ及び第２点火コイル１８Ｂは、互いに並列に点火プラグ２０に接続されているとともに、第１点火コイル１５Ａおよび第２点火コイル１５Ｂは、互いに並列にバッテリ６０に接続される。ダイオード１９Ａ，１９Ｂは、二次コイル１６Ａに流れる二次電流Ｉ２と、二次コイル１６Ｂに流れる二次電流Ｉ２との向きが、同一方向になるように設置されている。また、第１点火コイル１８Ａ及び第２点火コイル１８Ｂは、点火プラグ２０に同じ極性の二次電圧を印加するように構成されている。
【００１６】
ただし、一次コイル１５Ｂの巻数Ｎ１Ｂに対する二次コイル１６Ｂの巻数Ｎ２Ｂの巻数比ＮＢは、一次コイル１５Ａの巻数Ｎ１Ａに対する二次コイル１６Ａの巻数Ｎ２Ａの巻数比ＮＡよりも、小さくなっている。すなわち、第１点火コイル１８Ａ及び第２点火コイル１８Ｂは、第２点火コイル１８Ｂで発生できる二次電圧が、第１点火コイル１８Ａで発生できる二次電圧よりも低い電圧となるように構成されている。
【００１７】
一般に、点火プラグ２０の放電開始には、点火プラグ２０に高電圧を印加する必要があるが、一旦放電が開始された後の放電電圧は低くなり、放電開始よりも低い電圧を点火プラグ２０に印加すれば、放電を維持することができる。例えば、放電開始には３０ｋＶ程度の電圧が必要であるのに対して、放電維持には数ｋｖから１０ｋＶ程度の電圧で放電が維持可能である。
【００１８】
よって、着火性能を向上させるために二つの点火コイルを備える構成とした場合、二つの点火コイルの一方を、放電維持にのみ用いるようにすれば、一方の点火コイルの二次発生電圧を放電維持に必要な電圧程度に抑えることができる。これにより、両方の点火コイルの二次電圧を放電開始に必要な電圧程度とした場合と比較して、一方の点火コイルの巻数を減らすことができる。これにより点火コイルの耐電圧特性を低く設定することができる。ひいては、点火コイルの巻線コイルの被膜の厚さや、絶縁距離を狭くすることができる。よって、放電維持にのみ用いる点火コイルを小型化することができる。なお、絶縁距離は、点火コイル１８Ａ，１８Ｂとの各部品間の距離や絶縁樹脂の厚み、更にはケース等とエンジン部品などとの距離である。
【００１９】
上述したように、二つの点火コイルの一方を放電維持にのみ用いるようにすることにより、両方の点火コイルのいずれでも放電開始可能とした場合よりも、耐電圧を低くすることで点火装置４０を小型化することができる。内燃機関周辺の点火装置４０の搭載スペースは限られているため、点火装置４０を小型化することにより、点火装置４０の搭載性を向上させることができる。
【００２０】
そこで、点火装置４０において、第１点火コイル１８Ａを主として放電開始するために用い、第２点火コイル１８Ｂを放電維持のために用いるようにした。具体的には、第２点火コイル１８Ｂの巻数比ＮＢは、第１点火コイル１８Ａの巻数比ＮＡの１／３以下にし、第２点火コイル１８Ｂの二次発生電圧を第１点火コイル１８Ａの二次発生電圧の１／３以下、例えば１０ｋＶ程度の電圧とした。そして、第２点火コイル１８Ｂの耐電圧を、第１点火コイル１８Ａの耐電圧の１／３以下に設定した。これにより、第２点火コイル１８Ｂを、小型化して、点火装置４０を小型化することができる。
【００２１】
ＥＣＵ３０（制御部）は、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ及びＩ／Ｏ等を備えたマイクロコンピュータを主体として構成されている。ＥＣＵ３０は、予めＲＯＭに格納されているプログラム、及び各種センサにより検出された運転状況を示す検出信号に基づいて、第１スイッチ１４Ａ及び第２スイッチ１４Ｂのゲート端子に、駆動信号を送信する。このようにして、ＥＣＵ３０は、第１点火コイル１８Ａ及び第２点火コイル１８Ｂの通電を制御して、点火プラグ２０の放電を制御する。なお、ＥＣＵ３０が実施する制御の詳細は後述する。
【００２２】
次に、点火装置４０の機械的構成について、図２を参照して説明する。図２は、内燃機関４７に形成されたプラグホール４４に、図示しない固定部により点火装置４０を取り付けた状態を示す断面図である。
【００２３】
プラグホール４４は、内燃機関４７の外表面、詳しくはシリンダヘッドやヘッドカバーに設けられた収容凹部４６の底面から、燃焼室７０に向けて延在した円筒形状の深い穴状部分である。プラグホール４４の下端部には、点火プラグ２０が装着される。詳しくは、プラグホール４４の底面には、内燃機関４７の燃焼室７０に貫通する螺子孔４９が形成されており、点火プラグ２０の両電極が燃焼室７０に突出するように、点火プラグ２０は螺子孔４９に装着されている。
【００２４】
２次電圧が比較的高い第１点火コイル１８Ａは、プラグホール４４の内部且つ点火プラグ２０の上部に配置されている。一方、２次電圧が比較的低い第２点火コイル１８Ｂは、プラグホール４４の外部且つ第１点火コイル１８Ａの上部、詳しくはプラグホール４４の直上に形成された収容凹部４６に配置されている。
【００２５】
ここで、２次電圧が比較的高い第１点火コイル１８Ａの方を、プラグホール４４の外部に配置した場合、プラグホール４４内に挿通させて、第２点火コイル１８Ｂから点火プラグ２０まで接続する配線が高電圧となり絶縁設計が困難になる。これに対して、２次電圧が比較的低い第２点火コイル１８Ｂの方を、プラグホール４４の外部に配置することにより、点火プラグ２０までの絶縁設計を容易にすることができる。
【００２６】
第１点火コイル１８Ａは、鉄心１７Ａのうちの円筒状のセンタコア１２Ａに二次コイル１６Ａが巻かれ、二次コイル１６Ａの外側に一次コイル１５Ａが巻かれ、一次コイル１５Ａの外側に外装用の鉄心１７Ａが装着されて構成された、円筒状の点火コイル（スティックコイル）となっている。すなわち、第１点火コイル１８Ａは、プラグホール４４の円筒形状に対応した円筒状の立体形状に形成されており、プラグホール４４の延びる方向に垂直な断面は円形となっている。
【００２７】
一方、第２点火コイル１８Ｂは、鉄心１７Ｂのうちのセンタコア１２Ｂに一次コイル１５Ｂが巻かれ、一次コイル１５Ｂの外側に二次コイル１６Ｂが巻かれ、外周面に閉磁路用鉄心１７Ｂが装着されて構成されている。センタコア１２Ｂは、プラグホール４４の延びる方向に垂直な断面が矩形状のコアである。
【００２８】
そして、第２点火コイル１８Ｂの二次コイル１６Ｂから伸びた配線４５が、第１点火コイル１８Ａのセンタコア１２Ａの上端部に接触している。センタコア１２Ａの下端部には、ダイオード１９Ｂのカソード側が接触している。また、第１点火コイル１８Ａの二次コイル１６Ａには、ダイオード１９Ａのカソード側が接触している。また、ダイオード１９Ａ、１９Ｂのアノード側は、それぞれギャップ状の高圧端子４３に接続されている。高圧端子４３の下端部には、スプリング端子４２の上端部が嵌挿されて固定されている。
【００２９】
第１点火コイル１８Ａ、第２点火コイル１８Ｂ、ダイオード１９Ａ，１９Ｂ、高圧端子４３、及びスプリング端子４２は、絶縁ケース４８に収納されている。第１点火コイル１８Ａ、第２点火コイル１８Ｂ、及びダイオード１９Ａ，１９Ｂは樹脂で固定されている。絶縁ケース４８は、プラグホール４４の形状に対応した円筒状部と、第２点火コイル１８Ｂの形状に対応した矩形部（ハウジング）とを備え、図示しない固定部により収容凹部４６に取り付け固定されている。絶縁ケース４８の矩形部は、プラグホール４４の上方開口部に配設される。絶縁ケース４８の円筒状部の下端部は、上部よりも細くなっており、円筒状部の細くなっている部分にスプリング端子４２が圧入されており、その上の円筒状部に第１点火コイル１８Ａ及びダイオード１９Ａ，１９Ｂが配置されている。そして、絶縁ケース４８の上部には、第２点火コイル１８Ｂが直方体状（第２点火コイルのコアがプラグホール４４の延びる方向に垂直な断面が矩形状）に配置されている。
【００３０】
絶縁ケース４８の円筒状部の下端部は開口しており、絶縁ケース４８の下端部には円筒状の緩衝部材４１が連結されている。緩衝部材４１の内部には、点火プラグ２０の上部が挿入され、点火プラグ２０の直上にスプリング端子４２が配置されている。スプリング端子４２を押し縮めることにより、二次コイル１６Ａ，１６Ｂの第２端が、ダイオード１９Ａ，１９Ｂ、高圧端子４３及びスプリング端子４２を介して、点火プラグ２０の陽極に接続される。なお、緩衝部材４１は、合成ゴム等から成形されている。
【００３１】
次に、ＥＣＵ３０による点火プラグ２０の放電制御について、図３を参照して説明する。図３（ａ），（ｂ）は、それぞれ、第１スイッチ１４Ａ及び第２スイッチ１４Ｂの駆動信号ＩＧＴＡ，ＩＧＴＢを表す。駆動信号ＩＧＴＡ，ＩＧＴＢがＨのときに、第１スイッチ１４Ａ及び第２スイッチ１４Ｂはオン状態になり、駆動信号ＩＧＴＡ，ＩＧＴＢがＬのときに、第１スイッチ１４Ａ及び第２スイッチ１４Ｂはオフ状態になる。また、図３（ｃ），（ｄ）は、それぞれ一次電流Ｉ１Ａ及び一次電流Ｉ１Ｂを示し、図３（ｅ）の実線は、二次電流Ｉ２を示す。なお、二次電流Ｉ２は、図１に示す矢印とは反対向きに流れるため、本実施形態では負の値となる。図３（ｅ）では、負の方向を二次電流Ｉ２の増大方向としている。
【００３２】
駆動信号ＩＧＴＡ，ＩＧＴＢは、それぞれ比較的時間間隔の長い第１パルスと、比較的時間間隔が短く間欠的に連なる後続パルスとから構成されている。この第１パルスと後続パルスの幅は、一次電流Ｉ１Ａ，Ｉ１Ｂが予め設定されている目標値Ｘに達するような値に設定されている。目標値Ｘは、第１スイッチ１４Ａ及び第２スイッチ１４Ｂで遮断動作を実施したときに所望の二次電圧が発生させることができる値に設定されている。
【００３３】
ＥＣＵ３０は、まず、第１スイッチ１４Ａに第１パルスを送信し、第１スイッチ１４Ａをオン状態にする。これにより、一次コイル１５Ａに一次電流Ｉ１Ａが流れ出す。続いて、ＥＣＵ３０は、第１スイッチ１４Ａに第１パルスを送信してから所定時間経過後に、第２スイッチ１４Ｂに第１パルスを送信する。これにより、一次コイル１５Ｂに一次電流Ｉ１Ｂが流れ出す。
【００３４】
そして、ＥＣＵ３０は、所定時間が経過した時点で、駆動信号ＩＧＴＡをＬにする。これにより、一次電流Ｉ１Ａが遮断されて、二次コイル１６Ａに二次電圧が誘起されて、点火プラグ２０に印加されて、放電が開始し、二次コイル１６Ａから二次電流Ｉ２が流れる。
【００３５】
続いて、ＥＣＵ３０は、所定時間が経過した時点で、駆動信号ＩＧＴＢをＬにするとともに、駆動信号ＩＧＴＡをＨにする。これにより、一次電流Ｉ１Ｂが遮断されて、二次コイル１６Ｂに二次電圧が誘起され、放電電圧に達すると二次コイル１６Ｂから二次電流Ｉ２が流れるとともに、駆動信号ＩＧＴＡのＨにより一次コイル１５Ａに一次電流Ｉ１Ａが流れ出す。このとき、すでに点火プラグ２０は放電開始電圧よりも低い値で放電をしているので、二次コイル１６Ａで発生させた二次電圧よりも低い放電電圧を点火プラグ２０に印加すれば、放電を継続させることができる。
【００３６】
続いて、ＥＣＵ３０は、所定時間が経過した時点で、ＩＧＴＡをＬにするとともに、駆動信号ＩＧＴＢをＨにする。これにより、一次電流Ｉ１Ａが遮断されて、一次コイル１５Ａで発生した二次電圧が、点火プラグ２０に印加され、更に放電が継続する。
【００３７】
その後、ＥＣＵ３０は、第１スイッチ１４Ａ及び第２スイッチ１４Ｂを交互にオン・オフ状態にして、点火プラグ２０の放電を所定期間継続させる。すなわち、ＥＣＵ３０は、第１点火コイル１８Ａに二次電圧を発生させて放電を開始させた後、第１点火コイル１８Ａと第２点火コイル１８Ｂとに交互に二次電圧を発生させて、点火プラグ２０の放電を維持させる。この間、点火プラグ２０には同じ極性の電圧が印加されるため、安定した同じ極性の放電が継続される。
【００３８】
そして、ＥＣＵ３０は、点火プラグ２０の放電を所定期間継続させた後、駆動信号ＩＧＴＡ及びＩＧＴＢのどちらもＬにして、第１スイッチ１４Ａ及び第２スイッチ１４Ｂの両方をオフ状態する。これにより、二次コイル１６Ａ，１６Ｂに発生する二次電圧が零となり、点火プラグ２０の放電が終了する。このとき、二次電流Ｉ２は、二次コイル１６Ａ及び二次コイル１６Ｂの両方から流れるため、一旦、放電継続中よりも大きな二次電流Ｉ２が流れた後に零となる。
【００３９】
図３（ｅ）の一点鎖線は、第１点火コイル１８Ａによる放電開始のみを行い、第１スイッチ１４Ａと第２スイッチ１４Ｂとを交互にオン・オフ状態にしなかった場合における、二次電流Ｉ２を示す。本実施形態と比較して、二次電流Ｉ２が減衰していき且つ持続時間が短く、放電継続期間が短くなっている。本実施形態は、第１点火コイル１８Ａと第２点火コイル１８Ｂとを交互に用いて、放電継続時間を延長したことにより、リーンバーンエンジン等の難着火環境の内燃機関でも、優れた着火性能が得られる。
【００４０】
なお、第１点火コイル１８Ａの巻数比ＮＡよりも、第２点火コイル１８Ｂの巻数比ＮＢは小さいため、二次コイル１６Ｂのインダクタンスは、二次コイル１６Ａのインダクタンスよりも小さい。そのため、二次コイル１６Ａから流れる二次電流Ｉ２よりも、二次コイル１６Ｂから流れる二次電流Ｉ２の方が大きな値となる。また、二次コイル１６Ａから流れる二次電流Ｉ２の減少する傾きよりも、二次コイル１６Ｂから流れる二次電流Ｉ２の減少する傾きの方が大きくなる。すなわち、二次コイル１６Ｂから流れる二次電流Ｉ２の方が、二次コイル１６Ａから流れる二次電流Ｉ２よりも速く減少する。
【００４１】
以上説明した本実施形態によれば、以下の効果を奏する。
【００４２】
・２次電圧が高い方の第１点火コイル１８Ａにより放電が開始され、２次電圧が低い方の第２点火コイル１８Ｂと第1点火コイル１８Ａの繰り返し動作により放電が維持される。このように、放電開始後に放電を維持することにより、二次電流を高い値で維持することで火花電流を安定させ、着火性能を高くすることができる。また、第２点火コイル１８Ｂの２次電圧を第１点火コイル１８Ａよりも低くしたことにより、二つの点火コイル１８Ａ、８Ｂの２次電圧を同程度とした場合と比べて、第２点火コイル１８Ｂを小型化することができる。したがって、点火装置４０の高着火性能及び小型化を実現することができる。
【００４３】
・第１点火コイル１８Ａはプラグホール４４の内部に配置され、第２点火コイル１８Ｂはプラグホール４４の外部且つ第１点火コイル１８Ａの上部に配置されている。これにより、プラグホール部のスペースを無駄なく活用することができ、二つの点火コイル１８Ａ、１８Ｂの配置効率を向上させることができ、搭載性に優れた点火装置４０提供することができる。
【００４４】
・二次電圧が高い方の第１点火コイル１８Ａをプラグホール４４の内部に配置し、二次電圧が低い方の第２点火コイル１８Ｂをプラグホール４４の外部に配置することにより、第２点火コイル１８Ｂのプラグホール４４内での内部の絶縁設計を容易にできる。
【００４５】
・第１点火コイル１８Ａを、一般的なプラグホールの形状である円筒状とすることにより、第１点火コイル１８Ａをプラグホール４４の内部に効率的に配置することができる。また、第２点火コイル１８Ｂを直方体状とすることにより、第２点火コイル１８Ｂをプラグホール４４の外部且つ第１点火コイル１８Ａの上部に、効率的に設置することができる。
【００４６】
・放電開始後、第１点火コイル１８Ａと第２点火コイル１８Ｂとに、交互に二次電圧を発生させることにより、放電を延長して、点火装置４０の着火性能を向上させることができる。
【００４７】
・第１点火コイル１８Ａ及び第２点火コイル１８Ｂは、点火プラグ２０に同じ極性の二次電圧を印加するように構成されている。これにより、同じ極性で点火プラグ２０の放電が継続されるため、二次電流が低くなることがない安定した点火プラグ２０の放電を継続できる。
【００４８】
・第２点火コイル１８Ｂの二次コイル１６Ｂが第１点火コイル１８Ａのセンタコア１２Ａに接続されており、センタコア１２Ａの下端部はダイオード１９Ｂを介して点火プラグ２０に接続されている。これにより、第２点火コイル１８Ｂの二次コイル１６Ｂから、点火プラグ２０まで配線を延す必要がなくなり、点火装置４０の構造の簡便化及び小型化を図ることができる。
【００４９】
・一般に、内燃機関の点火プラグ２０の放電維持に必要な電圧は、放電開始に必要な電圧の１／３程度である。そのため、放電維持電圧を発生させる第２点火コイル１８Ｂの耐電圧は、放電開始電圧を発生させる第１点火コイル１８Ａの耐電圧の１／３以下に設定することができる。これにより、第２点火コイル１８Ｂは、第１点火コイル１８Ａよりも、絶縁距離を短くしたり被膜を薄くしたりして、小型化することができる。
【００５０】
（他の実施形態）
・第１点火コイル１８Ａの形状は、プラグホール４４の内部に配置できる形状であれば、円筒状以外、例えば直方体状でもよい。また、第２点火コイル１８Ｂは、第１点火コイル１８Ａの上部に効率的に配置できる形状であれば、プラグホール４４の延びる方向に垂直な断面が矩形状以外の形状でもよい。例えば、第２点火コイル１８Ｂを、プラグホール４４の延びる方向に垂直な断面が半円形状の点火コイルやプラグホール４４の延びる方向に平行な断面が矩形状の点火コイルでもよい。
【００５１】
・第１点火コイル１８Ａは、プラグホール４４の内部に配置しなくてもよい。図４に示すように、第１点火コイル１８Ａ及び二次発生電圧の低い第２点火コイル１８Ｂを直方体状のコイルとしてもよい。本実施形態では、第１点火コイル１８Ａの体格は、第２点火コイル１８Ｂの体格の２倍以上となっている。第１点火コイル１８Ａ及び第２点火コイル１８Ｂは、直方体状の収容ケース５０に収容されて、樹脂で固定されている。収容ケース５０には、固定部５１、高圧出力部５２、及びコネクタ５３が形成されており、収容ケース５０は、固定部５１により、高圧出力部５２がプラグホール４４に向かって突出するように、内燃機関４７のシリンダヘッドに取り付け固定される。そして、バッテリ６０及びＥＣＵ３０がコネクタ５３に接続され、第１点火コイル１８Ａ及び第２点火コイル１８Ｂの二次電圧は、高圧出力部５２を介して点火プラグ２０へ供給される。このように構成しても、従来と比べて、収容ケース５０の体格を小さくできるため、各気筒に、互いの収容ケース５０が干渉しないように、容易に搭載することができる。
【００５２】
・第１スイッチ１４Ａ及び第２スイッチ１４ＢはＥＣＵ３０等に設けて、コイル内に設けないように構成して更に小型化してもよい。
【００５３】
・図５に示すように、点火装置４０は、一次コイル１５Ａ，１５Ｂの第１端とバッテリ６０との間に接続されるＤＣＤＣコンバータ１１を備えていてもよい。これにより、バッテリ６０の直流電圧をＤＣＤＣコンバータ１１により昇圧させて、一次コイル１５Ａ，１５Ｂに印加し、第１点火コイル１８Ａ及び第２点火コイル１８Ｂに投入する磁気エネルギを、短時間で大きくすることができる。
【００５４】
・また、図５に示すように、点火装置４０は、第１スイッチ１４Ａのエミッタ端子及び第２スイッチ１４Ｂのエミッタ端子と、ＥＣＵ３０との間に、電流検出回路２２を備えていてもよい。この場合、電流検出回路２２は、コンパレータ等の電子回路で構成されており、一次コイル１５Ａ，１５Ｂを流れる一次電流Ｉ１Ａ，Ｉ１Ｂを検出し、検出した一次電流Ｉ１Ａ，Ｉ１Ｂの値をＥＣＵ３０へ送信する。ＥＣＵ３０は、通電および遮断の動作が正しく実施されているかを監視し、一次電流Ｉ１Ａ，Ｉ１Ｂが制限値を超えた過電流となった場合には、書影の条件下で、第１スイッチ１４Ａ及び第２スイッチ１４Ｂをオフ状態に切替え、各スイッチや各コイルを保護したり交互に繰り返し遮断させる電流を制御したりしても良い。
【００５５】
・第２点火コイル１８Ｂの二次電圧を、第１点火コイル１８Ａの二次電圧よりも低くする手法は、第１点火コイル１８Ａの巻数比ＮＡよりも、第２点火コイル１８Ｂの巻数比ＮＢを小さくする以外の手法でもよい。例えば、第２点火コイル１８Ｂの一次コイル１５Ｂの抵抗値を、第１点火コイル１８Ａの一次コイル１５Ａの抵抗値よりも高くしてもよい。このようにすれば、第２点火コイル１８Ｂの一次電流Ｉ１Ｂが、第１点火コイル１８Ａの一次電流Ｉ１Ａよりも小さくなるため、第２点火コイル１８Ｂの二次電圧が、第１点火コイル１８Ａの二次電圧よりも低くなる。また、ＤＣＤＣコンバータ１１を備えている場合には、第１点火コイル１８Ａの一次コイル１５Ａに印加する電圧よりも、第２点火コイル１８Ｂの一次コイル１５Ｂに印加する電圧を低くしてもよい。このようにしても、第２点火コイル１８Ｂの二次電圧を、第１点火コイル１８Ａの二次電圧よりも低くすることができる。また、通電時間ＩＧＴＢを短くして遮断電流値を低くして発生電圧を低くしてもよい。
【００５６】
・点火プラグ２０の放電の継続期間は短くなるが、第１点火コイル１８Ａにより二次電圧を発生させた後、第２点火コイル１８Ｂにより、点火プラグ２０に二次電圧を１回印加させるだけでもよい。すなわち、第１点火コイル１８Ａと第２点火コイル１８Ｂとで、交互に点火プラグ２０に二次電圧を印加させなくてもよい。このようにしても、第１点火コイル１８Ａのみの場合よりも、放電期間を長くして、着火性能を高くすることができる。更には、第２点火コイル１８Ｂの遮断動作は第１点火コイル１８Ａの遮断動作と同じでも、後でも放電が継続できる時間間隔であれば良い。
【００５７】
・点火プラグ２０の放電の安定性が低下するおそれはあるが、第１点火コイル１８Ａ及び第２点火コイル１８Ｂは、点火プラグ２０に異なる極性の二次電圧を印加するように構成されていてもよい。異なる極性の二次電圧を交互に点火プラグ２０に印加しても、放電を維持することができる。
【符号の説明】
【００５８】
１５Ａ，１５Ｂ…一次コイル、１６Ａ，１６Ｂ…二次コイル、１８Ａ…第１点火コイル、１８Ｂ…第２点火コイル、２０…点火プラグ、３０…ＥＣＵ、４４…プラグホール、４７…内燃機関。
【図１】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図２】
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