(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、
前記スイッチング素子制御手段による前記第１および第２のスイッチング素子の導通期間を前記点火コイルの２次コイルのプラス側放電エネルギとマイナス側放電エネルギとが近似するように設定する放電期間設定手段と、
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】
前記放電期間設定手段は、前記エネルギ蓄積コイルおよび前記１次コイルの定数に合わせて前記第１および第２のスイッチング素子の導通期間を設定することを特徴とする請求項１記載の内燃機関用点火装置。
【請求項３】
前記放電期間設定手段は、前記スイッチング素子制御手段と前記２次コイルとを接続する帰還回路に接続し、前記２次コイルに流れる電流を検出する電流検出手段を有することを特徴とする請求項１記載の内燃機関用点火装置。
【請求項４】
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、
前記スイッチング素子制御手段による前記第１および第２のスイッチング素子の導通期間を前記点火コイルの２次コイルのプラス側放電エネルギとマイナス側放電エネルギとが近似するように設定する放電期間設定手段と、
を備えることを特徴とする内燃機関用点火装置。
【請求項５】
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、
前記スイッチング素子制御手段による前記第１および第２のスイッチング素子の導通期間を前記点火コイルの２次コイルのプラス側放電エネルギとマイナス側放電エネルギとが近似するように設定する放電期間設定手段と、
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（以下、「内燃機関」をエンジンという）に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、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知られている。
【０００３】
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。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、上記従来の技術では、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。
【０００５】
しかしながら、この方式では、エネルギ蓄積コイルと点火コイルの１次コイルとのインダクタンス等の定数を考慮していないため、２次コイルのプラス側放電電流とマイナス側放電電流とのバランスが悪く、一方の電流値が他方の電流値よりも小さくなる恐れがある。２次コイルの一方の電流値が他方の電流値よりも小さくなると、エンジンの着火に必要な放電電流が得られず、点火プラグの放電にもかかわらずエンジンの気筒内の混合ガスが着火せず、失火が発生するという問題がある。また、点火コイルのばらつきやエンジン負荷の影響を受け易くなり、エンジンの着火が困難になるという問題があった。
【０００６】
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、エンジンの着火性を良好にし、失火を防止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、点火コイルのばらつきやエンジン負荷の影響を抑制するエンジン用点火装置を提供することにある。
【０００７】
【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。
【０００８】
さらに、スイッチング素子制御手段による第２のスイッチング素子の導通期間を、点火コイルの２次コイルのプラス側放電エネルギとマイナス側放電エネルギとが近似するように設定するので、２次コイルのプラス側放電電流とマイナス側放電電流とのバランスが良好になり、一方の電流値が他方の電流値よりも小さくなることがない。したがって、エンジンの着火に必要な放電電流が連続的に得られ、点火プラグの放電によりエンジンの気筒内の混合ガスが良好に着火し、失火を防止することができる。
【０００９】
本発明の請求項２記載のエンジン用点火装置によると、エネルギ蓄積コイルおよび１次コイルの定数に合わせて第２のスイッチング素子の導通期間を設定するので、エネルギ蓄積コイルおよび１次コイルの抵抗およびインダクタンスを考慮して第２のスイッチング素子の導通期間を設定することにより、簡単な構成でエンジンの着火性を良好にし、失火を防止することができる。
【００１０】
本発明の請求項３記載のエンジン用点火装置によると、スイッチング素子制御手段と２次コイルとを接続する帰還回路には２次コイルに流れる電流を検出する電流検出手段が接続されているので、２次コイルの放電電流をモニタすることにより、２次コイルのプラス側放電電流とマイナス側放電電流とのバランスを自動的に調整し、点火コイルのばらつきやエンジン負荷の影響を抑制してエンジンの着火性を良好にし、失火を防止することができる。
【００１１】
本発明の請求項４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。
【００１２】
さらに、スイッチング素子制御手段による第２のスイッチング素子の導通期間を、点火コイルの２次コイルのプラス側放電エネルギとマイナス側放電エネルギとが近似するように設定するので、２次コイルのプラス側放電電流とマイナス側放電電流とのバランスが良好になり、一方の電流値が他方の電流値よりも小さくなることがない。したがって、エンジンの着火に必要な放電電流が連続的に得られ、点火プラグの放電によりエンジンの気筒内の混合ガスが良好に着火し、失火を防止することができる。
【００１３】
本発明の請求項５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。
【００１４】
さらに、スイッチング素子制御手段による第２のスイッチング素子の導通期間を、点火コイルの２次コイルのプラス側放電エネルギとマイナス側放電エネルギとが近似するように設定するので、２次コイルのプラス側放電電流とマイナス側放電電流とのバランスが良好になり、一方の電流値が他方の電流値よりも小さくなることがない。したがって、エンジンの着火に必要な放電電流が連続的に得られ、点火プラグの放電によりエンジンの気筒内の混合ガスが良好に着火し、失火を防止することができる。
【００１５】
【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。
【００１６】
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。
【００１７】
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。
【００１８】
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。
なお、図１においては、第２気筒用の点火コイル１７とトランジスタＱ１２と電流検出用抵抗２０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・抵抗が用意されている。
【００１９】
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。
【００２０】
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。
【００２１】
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。また駆動回路２２は、後述するように、トランジスタＱ１１（Ｑ１２）の導通期間を、点火コイル１３（１７）の２次コイル１５（１９）のプラス側放電エネルギとマイナス側放電エネルギとが近似するように設定する放電期間設定手段を構成している。
【００２２】
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の各信号波形および電流波形を図２に示す。なお、図２には、第１実施例の各信号波形および電流波形を実線で示し、放電期間設定手段を備えていない以外は第１実施例と同一構成の比較例の各信号波形および電流波形を破線で示す。
【００２３】
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。
【００２４】
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（ｔ１３、ｔ１４、…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、ｔ１３、ｔ１４、…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ｔ１３、ｔ１５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。
【００２５】
このとき、放電期間設定手段としての駆動回路２２は、エネルギ蓄積コイル１１および１次コイル１４の抵抗およびインダクタンスの定数に合わせて、点火コイル１３の２次コイル１５のプラス側放電電流とマイナス側放電電流とが近似するように、トランジスタＱ１１の導通期間を設定する。すなわち、図２のｔ２〜ｔ１２の期間に示すように、初回のマイナス側放電期間を比較的長く設定する。これにより、図２のｔ１３〜ｔ１４、ｔ１５〜ｔ１６の期間における２次コイル１５のプラス側放電電流値を、図２のｔ１１〜ｔ１２等の期間における比較例の（Ｉ２＋１）よりも大きい（Ｉ２＋２）とすることができる。その結果、２次コイル１５のプラス側放電電流値とマイナス側放電電流とのバランスが良好になり、一方の電流値が他方の電流値よりも小さくなることがない。
【００２６】
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〜ｔ１３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〜ｔ１３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。
【００２７】
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。
【００２８】
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。
【００２９】
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。
【００３０】
さらに、点火コイル（１３等）の２次コイル（１５等）のプラス側放電エネルギとマイナス側放電エネルギとが近似するように、エネルギ蓄積コイル１１および１次コイル（１４等）の抵抗およびインダクタンスの定数に合わせてトランジスタＱ１１の導通期間を設定するので、２次コイル（１５等）のプラス側放電電流とマイナス側放電電流とのバランスが良好になり、一方の電流値が他方の電流値よりも小さくなることがない。したがって、エンジンの着火に必要な放電電流が連続的に得られ、点火プラグの放電によりエンジンの気筒内の混合ガスが良好に着火し、失火を防止することができる。
【００３１】
（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、駆動回路２２と点火コイル１３（１７）の２次コイル１５（１９）とを接続する帰還回路に電流検出用抵抗３３（３７）の一端が接続されている。電流検出用抵抗３３（３７）の他端は設置されている。電流検出用抵抗３３（３７）は２次コイル１５（１９）に流れる電流を検出するためのものである。このため、２次コイル１５（１９）の放電電流をモニタすることにより、２次コイル１５（１９）のプラス側放電電流とマイナス側放電電流とのバランスを自動的に調整し、点火コイル（１３等）のばらつきやエンジン負荷の影響を抑制してエンジンの着火性を良好にし、失火を防止することができる。
【００３２】
（第３実施例）
第３実施例を図４に示す。第３実施例によるエンジン用点火装置の構成は図１に示す第１実施例の構成と同様であるので、構成の説明を省略し作動について説明する。なお、図４には、第３実施例の各信号波形および電流波形を実線で示し、第１実施例と同様に放電期間設定手段を備えていない比較例の各信号波形および電流波形を破線で示す。
【００３３】
第３実施例においては、図４に示すように、放電区間信号ＩＧｗは図４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。駆動回路は駆動信号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）を第１のスイッチング素子に出力してオフ時にエネルギ蓄積コイルに発生した高電圧エネルギを容量放電用コンデンサに蓄積する。この繰り返し動作中において、駆動回路は駆動信号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）を第２のスイッチング素子に出力する。この信号Ｂ＃１により、容量放電用コンデンサのエネルギが点火コイルの１次コイルに供給され、１次電流ｉ1の遮断時（図４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。
【００３４】
このとき、放電期間設定手段としての駆動回路は、エネルギ蓄積コイルおよび１次コイルの抵抗およびインダクタンスの定数に合わせて、点火コイルの２次コイルのプラス側放電電流とマイナス側放電電流とが近似するように、第２のスイッチング素子の導通期間を設定する。すなわち、図４のｔ１２〜ｔ１３、ｔ１４〜ｔ１５の期間に示すように、２回目以降のマイナス側放電期間を比較的長く設定する。これにより、図４のｔ１３〜ｔ１４、ｔ１５〜ｔ１６の期間における２次コイルのプラス側放電電流値を、図４のｔ１１〜ｔ１２等の期間における比較例の（Ｉ２＋１）よりも大きい（Ｉ２＋２）とすることができる。その結果、２次コイルのプラス側放電電流値とマイナス側放電電流とのバランスが良好になり、一方の電流値が他方の電流値よりも小さくなることがない。したがって、エンジンの着火に必要な放電電流が連続的に得られ、点火プラグの放電によりエンジンの気筒内の混合ガスが良好に着火し、失火を防止することができる。
【００３５】
なお、第３実施例においても第２実施例と同様に、駆動回路と点火コイルの２次コイルとを接続するを設け、この帰還回路に電流検出用抵抗を接続することができる。これにより、２次コイルの放電電流をモニタすることができ、２次コイルのプラス側放電電流とマイナス側放電電流とのバランスを自動的に調整し、点火コイルのばらつきやエンジン負荷の影響を抑制してエンジンの着火性を良好にし、失火を防止することができる。
【００３６】
（第４実施例）
第４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４実施例においては、図５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。
【００３７】
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。
【００３８】
次に、上記のように構成した点火装置の作動について図６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６には、フェイル時での各信号波形および電流波形を示す。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。
【００３９】
フェールセーフモードにおいて、まず、ＥＣＵ２１は、図６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５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６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６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６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。
【００４０】
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。
【００４１】
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。
【００４２】
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。
【００４３】
さらに、点火コイル（１３等）の２次コイル（１５等）のプラス側放電エネルギとマイナス側放電エネルギとが近似するように、エネルギ蓄積コイル１１および１次コイル（１４等）の抵抗およびインダクタンスの定数に合わせてトランジスタＱ１１の導通期間を設定するので、２次コイル（１５等）のプラス側放電電流とマイナス側放電電流とのバランスが良好になり、一方の電流値が他方の電流値よりも小さくなることがない。したがって、エンジンの着火に必要な放電電流が連続的に得られ、点火プラグの放電によりエンジンの気筒内の混合ガスが良好に着火し、失火を防止することができる。
【００４４】
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。
【００４５】
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５に示す第４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。
【００４６】
また、第４実施例においても第２実施例と同様に、駆動回路２２と点火コイル１３（１７）の２次コイル１５（１９）とを接続する帰還回路を設け、この帰還回路に電流検出用抵抗を接続することができる。これにより、２次コイル１５（１９）の放電電流をモニタすることができ、２次コイル１５（１９）のプラス側放電電流とマイナス側放電電流とのバランスを自動的に調整し、点火コイル（１３等）のばらつきやエンジン負荷の影響を抑制してエンジンの着火性を良好にし、失火を防止することができる。
【００４７】
（第５実施例）
第５実施例を図７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５実施例においては、図７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。
【００４８】
上記第５実施例においても、図５に示す第４実施例と同様の効果を得ることができる。なお、第５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７に示す第５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。
【００４９】
また、図７に示す第５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５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。
【００５０】
また、第５実施例においても第２実施例と同様に、駆動回路２２と点火コイル１３（１７）の２次コイル１５（１９）とを接続する帰還回路を設け、この帰還回路に電流検出用抵抗を接続することができる。これにより、２次コイル１５（１９）の放電電流をモニタすることができ、２次コイル１５（１９）のプラス側放電電流とマイナス側放電電流とのバランスを自動的に調整し、点火コイル（１３等）のばらつきやエンジン負荷の影響を抑制してエンジンの着火性を良好にし、失火を防止することができる。
【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４および第５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および電流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３実施例によるエンジン用点火装置の信号波形および電流波形を示す図である。
【図５】本発明の第４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】本発明の第４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および電流波形を示す図である。
【図７】本発明の第５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。
【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
１６、２０、３３、３７    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、放電期間設定手段）
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】
0004385395.tif 000002
【図２】
0004385395.tif 000003
【図３】
0004385395.tif 000004
【図４】
0004385395.tif 000005
【図５】
0004385395.tif 000006
【図６】
0004385395.tif 000007
【図７】
0004385395.tif 000008