(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
点火毎に点火プラグに高電圧を印加して火花放電を発生させる点火コイルと、
前記点火コイルの一次電流をオン／オフするスイング素子を駆動する駆動回路と、
前記一次電流を流す通電時間を制御する通電時間信号を前記駆動回路に出力する点火制御回路と、
直流電源から供給されるエネルギをエネルギコイルで蓄積し、そのエネルギを点火毎に前記点火コイルの一次側の回路に供給する正常時電源供給回路と、
点火異常時に前記直流電源からのエネルギを前記点火コイルの一次側の回路に直接供給する異常時電源供給回路と、
点火異常が発生しているか否かを監視する点火モニタ手段とを備え、
前記点火制御回路は、前記点火モニタ手段で点火異常を検出したときに、前記異常時電源供給回路によって前記直流電源からエネルギを前記点火コイルの一次側の回路に直接供給すると共に、前記通電時間信号を点火異常時の通電時間信号に切り換えることを特徴とする点火システム。
【請求項２】
前記点火制御回路は、前記点火異常時の通電時間信号のパルス幅をエンジン回転速度及び／又は前記直流電源の電圧に応じて設定することを特徴とする請求項１に記載の点火システム。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、異常時に退避走行を可能にする点火システムに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来の一般的な点火システムは、直流電源（バッテリ）から点火コイルの一次巻線に電流（一次電流）を流し、この一次電流を点火毎に遮断して、点火コイルの二次巻線に高電圧を発生させ、この高電圧を点火プラグに印加して火花放電を発生させることで、エンジンのシリンダ内の混合気を燃焼させるようにしている。近年、燃焼性を向上させるために、１回の燃焼行程中に火花放電を何回も連続的に発生させる多重点火を行うようにしたものがある。この多重点火を安定して発生させるためには、点火コイルの一次側に供給するエネルギを多くする必要があり、従来のように、バッテリの電圧を点火コイルの一次側に直接印加するだけでは、供給エネルギが多くならず、多重点火が不安定になる可能性がある。
【０００３】
そこで、バッテリから供給されるエネルギをエネルギコイルで蓄積し、そのエネルギを点火毎に点火コイルの一次側の回路に設けられた点火駆動用のコンデンサに供給し、このコンデンサの充電エネルギを点火コイルの一次側に供給するシステムが考えられている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、点火システムの電源供給系が断線等により故障して点火コイルの一次側にエネルギを供給できなくなると、直ちに点火が停止してエンジンが停止してしまい、車両を修理工場や安全な場所まで退避走行させることができない。
【０００５】
そこで、バッテリから供給されるエネルギをエネルギコイルを介して点火コイルの一次側の回路に供給する正常時の電源供給回路の他に、点火異常時にバッテリからのエネルギを点火コイルの一次側の回路に直接供給する異常時電源供給回路を設け、点火異常が発生したときに、異常時電源供給回路によりバッテリからのエネルギを点火コイルの一次側の回路に直接供給して、点火を実施する退避走行システムが考えられている。
【０００６】
しかし、この退避走行システムでは、退避走行時（点火異常時）でも、正常時と同じ通電時間信号を使用し、点火コイルの一次電流を流す通電時間が正常時と同じであるため、退避走行時に点火エネルギが不足して燃焼性が悪化したり、一部の部品温度が異常上昇して該部品が故障する可能性があり、退避走行システムが正常に機能しないおそれがある。
【０００７】
本発明はこのような事情を考慮してなされたものであり、従ってその目的は、退避走行に要求される点火性能や部品温度条件を満足することができ、退避走行システムの信頼性を向上できる点火システムを提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明の請求項１の点火システムは、直流電源から供給されるエネルギをエネルギコイルを介して点火コイルの一次側の回路に供給する正常時電源供給回路の他に、点火異常時に直流電源からのエネルギを点火コイルの一次側の回路に直接供給する異常時電源供給回路を設け、点火異常が発生しているか否かを点火モニタ手段によって監視し、点火異常を検出したときに、異常時電源供給回路によって前記直流電源からエネルギを前記点火コイルの一次側の回路に直接供給すると共に、点火制御回路によって通電時間信号を点火異常時（退避走行時）の通電時間信号に切り換えて退避走行を行うようにしたものである。このようにすれば、退避走行時に、点火コイルの一次電流の通電時間を、退避走行に要求される点火性能や部品温度条件を満足するような適正な通電時間に切り換えることができるため、退避走行時に要求される点火性能や部品温度条件を満足することができ、退避走行時の燃焼性悪化や部品温度の異常上昇を防ぐことができ、退避走行システムの信頼性を向上することができる。
【０００９】
この場合、退避走行時の通電時間信号のパルス幅（通電時間）は、演算処理の簡略化のために、予め設定した固定値としても良いが、請求項２のように、エンジン回転速度及び／又は直流電源の電圧に応じて設定するようにしても良い。つまり、エンジン回転速度が高くなるほど、部品温度が高くなって、点火システムに適した時間幅が短くなり、また、直流電源の電圧が低くなるほど、点火コイルの一次側への印加電圧が低くなって、点火コイルの性能に適した時間幅が長くなる。従って、エンジン回転速度や直流電源の電圧に応じて異常時（退避走行時）の通電時間信号のパルス幅を設定すれば、エンジン回転速度や直流電源の電圧の影響を受けずに、常に、点火性能や部品温度条件を満足するような通電時間に設定することができ、退避走行システムの信頼性を更に向上することができる。
【００１０】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の一実施形態を図面に基づいて説明する。
【００１１】
まず、図１及び図２に基づいて点火システム全体の概略構成を説明する。点火コイル１１は、エンジンの気筒毎に設けられ、各気筒の点火コイル１１の二次巻線１１ｂで発生した高電圧を各気筒の点火プラグ１２（図２参照）に印加して火花放電を発生させることで、各気筒内の混合気を燃焼させる。点火コイル１１の一次巻線１１ａには、エネルギコイル１３を有する点火駆動装置１４が接続され、この点火駆動装置１４には、エンジン制御回路（以下「ＥＣＵ」と略記する）１５が接続されている。このＥＣＵ１５は、マイクロコンピュータを主体として構成され、エンジン回転速度、吸入空気量等、エンジン運転パラメータを検出する各種センサの出力信号を取り込み、エンジン運転状態に応じて点火制御と燃料噴射制御を行う。点火駆動装置１４の電源端子には、車両の直流電源であるバッテリ１６のプラス端子が接続されている。
【００１２】
次に、点火駆動装置１４の回路構成を図２に基づいて説明する。バッテリ１６のプラス端子に接続された正常時電源供給回路１７と異常時電源供給回路１８とが並列に設けられている。正常時電源供給回路１７は、点火システムが正常な時にバッテリ１６から供給されるエネルギをエネルギコイル１３で蓄積し、そのエネルギを点火毎に点火コイル１１の一次側の回路に設けられた点火駆動用のコンデンサ１９に供給し、このコンデンサ１９の充電エネルギを点火コイル１１の一次巻線１１ａに供給する。この正常時電源供給回路１７の動作は、第１のスイッチング素子２０によって制御される。正常時電源供給回路１７には、電流の流れ方向を規制する２つのダイオード２１，２２が設けられている。
【００１３】
一方、異常時電源供給回路１８は、第２のスイッチング素子２３とダイオード２４との直列回路によって構成され、点火異常が発生したときに、第２のスイッチング素子２３をオンして、バッテリ１６からのエネルギをに点火コイル１１の一次巻線１１ａ直接供給する。尚、第２のスイッチング素子２３を省略し、ダイオード２４のみの構成としても良い。或は、異常時電源供給回路１８をエネルギコイル１３のみと並列に接続しても良い。
【００１４】
また、点火コイル１１の一次巻線１１ａとグランド端子との間には、点火駆動用のスイッチング素子２５と一次電流検出抵抗２６とが直列に接続され、点火毎にこのスイッチング素子２５がオンされる。
【００１５】
上述した第１のスイッチング素子２０と第２のスイッチング素子２３と点火駆動用のスイッチング素子２５は、それぞれ駆動回路２７によって駆動される。この駆動回路２７には、ＥＣＵ１５から点火毎に通電時間信号ＩＧｔが入力され、更に、点火異常が発生したときには点火異常信号ＩＧｆが入力される。この駆動回路２７は、通電時間信号ＩＧｔが入力されると、その通電時間信号ＩＧｔのパルス幅に相当する時間だけ点火駆動用のスイッチング素子２５をオン状態に維持し、点火コイル１１の一次巻線１１ａに一次電流を流し続ける。
【００１６】
この一次電流が一次電流検出抵抗２６に流れることで、一次電流検出抵抗２６の両端間に一次電流に応じた電圧が発生し、この電圧が点火モニタ信号としてＥＣＵ１５に取り込まれる。ＥＣＵ１５は、この点火モニタ信号が異常判定電圧（図３参照）以下であるか否かで、点火異常が発生しているか否かを監視し、点火異常が発生したときに、点火異常信号ＩＧｆを駆動回路２７に出力する。従って、ＥＣＵ１５は、特許請求の範囲でいう点火制御回路としての機能の他に、点火モニタ手段としての機能も備えている。
【００１７】
図３に示すように、点火火花が正常に発生しているときは、点火毎に点火モニタ信号が異常判定電圧を越えて、正常と判定され、ＥＣＵ１５から点火異常信号ＩＧｆが出力されない（点火異常信号ＩＧｆがローレベルに維持される）。この場合は、異常時電源供給回路１８中の第２のスイッチング素子２３がオフ状態に維持され、バッテリ１６から供給されるエネルギが正常時電源供給回路１７を通して点火コイル１１の一次側の回路に供給される。そして、点火毎にＥＣＵ１５から通電時間信号ＩＧｔが駆動回路２７に入力され、その都度、通電時間信号ＩＧｔのパルス幅Ｔ1 に相当する時間だけ点火駆動用のスイッチング素子２５がオン状態に維持され、点火コイル１１の一次巻線１１ａに一次電流が流れる。
【００１８】
この点火駆動用のスイッチング素子２５のオン時間中は、正常時電源供給回路１７中の第１のスイッチング素子２０がオフ状態に維持され、エネルギコイル１３に蓄積したエネルギが点火駆動用のコンデンサ１９に供給される。その後、点火駆動用のスイッチング素子２５がオフされたときに、第１のスイッチング素子２０がオンされて、バッテリ１６から供給されるエネルギがエネルギコイル１３に蓄積されるようになる。以後、上述した動作を点火毎に数回繰り返す。
【００１９】
一方、点火異常が発生したときには、点火モニタ信号が異常判定電圧以下になって、点火異常と判定され、ＥＣＵ１５から点火異常信号ＩＧｆ（ハイレベル信号）が駆動回路２７に出力される。この場合は、異常時電源供給回路１８中の第２のスイッチング素子２３がオンされて、バッテリ１６からのエネルギが点火コイル１１の一次巻線１１ａに直接供給されるようになる。この際、ＥＣＵ１５は、退避走行を可能にするため、点火異常時でも、点火毎に通電時間信号ＩＧｔを駆動回路２７に出力するが、点火異常時の通電時間信号ＩＧｔは、パルス幅Ｔ2 が正常時の通電時間信号ＩＧｔのパルス幅Ｔ1 とは異なる信号に切り換えられ、その通電時間信号ＩＧｔのパルス幅Ｔ2 に相当する時間だけ点火駆動用のスイッチング素子２５がオン状態に維持され、点火コイル１１の一次巻線１１ａに一次電流が流れ続ける。
【００２０】
この場合、点火異常時（退避走行時）の通電時間信号ＩＧｔのパルス幅Ｔ2 （通電時間）は、演算処理の簡略化のために、予め設定した固定値としても良いが、エンジン回転速度及び／又はバッテリ１６の電圧に応じて設定するようにしても良い。例えば、エンジン回転速度が高くなるほど、通電時間信号ＩＧｔのパルス幅Ｔ2 を短くしたり、バッテリ１６の電圧が低くなるほど、通電時間信号ＩＧｔのパルス幅Ｔ2 を長くしても良い。このようにすれば、エンジン回転速度やバッテリ１６の電圧の影響を受けずに、常に、点火性能や部品温度条件を満足するような通電時間に設定することができる。
【００２１】
以上説明した本実施形態では、点火異常時（退避走行時）に、点火コイル１１の一次電流の通電時間を、退避走行に要求される点火性能や部品温度条件を満足するような適正な通電時間に切り換えるようにしたので、退避走行時に要求される点火性能や部品温度条件を満足することができ、退避走行時の燃焼性悪化や部品温度の異常上昇を防ぐことができて、退避走行システムの信頼性を向上することができる。
【００２２】
尚、通電時間信号のパルス幅（通電時間）によって、多重点火の時間幅を制御するようにしても良い。
また、本実施形態では、点火コイル１１の一次電流を検出して点火異常をモニタするようにしたが、燃焼時にシリンダ内で生じるイオン電流を検出して点火異常をモニタするようにしても良く、点火異常のモニタ方法は、適宜変更しても良い。また、通電時間信号の変更（切換え）は、駆動回路内で実施しても良い。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態を示す点火システムの概略構成図
【図２】点火システムの電気回路図
【図３】点火システムの各部の信号波形を示すタイムチャート
【符号の説明】
１１…点火コイル、１２…点火プラグ、１３…エネルギコイル、１４…点火駆動装置、１５…エンジン制御回路（点火制御回路，点火モニタ手段）、１６…バッテリ（直流電源）、１７…正常時電源供給回路、１８…異常時電源供給回路、１９…点火駆動用のコンデンサ、２０…第１のスイッチング素子、２１，２２…ダイオード、２３…第２のスイッチング素子、２４…ダイオード、２５…点火駆動用のスイッチング素子、２６…一次電流検出抵抗（点火モニタ手段）、２７…駆動回路。
【図１】
0004362675.tif 000002
【図２】
0004362675.tif 000003
【図３】
0004362675.tif 000004