(57)【要約】【課題】１枚の基板を用いることで小型化することができ、かつ、当該基板に形成される回路の耐圧を確保する。【解決手段】リードフレーム１４に対して、絶縁性接着剤３９を介してセラミック基板１７を設ける。この場合、セラミック基板１７に設けられる電子回路１９のうち、イオン電流を検出するために用いられるコンデンサ２４およびツェナーダイオード２３を含んで構成される高電圧部２６を、セラミック基板１７のうちリードフレーム１４側の面１７ａとは反対側の面１７ｂに配置する。【選択図】図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
点火コイル（９）に電流を流して点火プラグ（７）のギャップに放電を起こすと共に、前記放電により燃料が燃焼する際に発生する燃焼イオンをイオン電流として検出することで、前記点火プラグ（７）のギャップでの燃焼および失火の検出を行う内燃機関用点火装置であって、
リードフレーム（１４）と、
前記導体基板（１４）に対して、絶縁性接着剤（３９）を介して設けられるセラミック基板（１７）と、
前記セラミック基板（１７）に設けられ、前記イオン電流を検出するために用いられるコンデンサ（２４）およびツェナーダイオード（２３）を含む電子回路（１９）とを備え、
前記コンデンサ（２４）および前記ツェナーダイオード（２３）は、前記セラミック基板（１７）のうち、前記リードフレーム（１４）側の面（１７ａ）とは反対側の面（１７ｂ）に配置されていることを特徴とする内燃機関用点火装置。
【請求項２】
前記リードフレーム（１４）は金属製のリードフレームであ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】
前記リードフレーム（１４）のうち前記セラミック基板（１７）側の面（１４ａ）は、前記セラミック基板（１７）のうち前記リードフレーム（１４）側の面（１７ａ）より大なる表面積になっており、
前記リードフレーム（１４）のうち前記セラミック基板（１７）側の面（１４ａ）には、前記セラミック基板（１７）に設けられた前記電子回路（１９）と導通接続されると共に、前記リードフレーム（１４）に導通接続されて前記点火コイル（９）の１次巻線（９ａ）に電源に基づく電流を流すスイッチング素子が設けられていることを特徴とする請求項２に記載の内燃機関用点火装置。
【請求項４】
前記電子回路（１９）は、前記点火コイル（９）のイグナイタ（１０）に関する回路であることを特徴とする請求項１ないし３のいずれか１つに記載の内燃機関用点火装置。
【請求項５】
前記コンデンサ（２４）は、前記イグナイタ（１０）が動作する時間のうち９０％以上の時間において５０Ｖ以上に充電されていることを特徴とする請求項４に記載の内燃機関用点火装置。
【請求項６】
前記セラミック基板（１７）のうち前記リードフレーム（１４）側の面（１７ａ）に保護樹脂（３８）が設けられていることを特徴とする請求項２ないし５のいずれか１つに記載の内燃機関用点火装置。
【請求項７】
前記セラミック基板（１７）は複数の基板（５３〜５５）からなる多層基板（５６）で構成されており、
前記コンデンサ（２４）および前記ツェナーダイオード（２３）は、前記多層基板（５６）の最上層の基板（５３）のうち前記リードフレーム（１４）側の面（５３ａ）とは反対側の面（５３ｂ）に配置されていることを特徴とする請求項１ないし６のいずれか１つに記載の内燃機関用点火装置。
【請求項８】
前記セラミック基板（１７）は複数の基板（５３〜５５）からなる多層基板（５６）で構成されており、
前記コンデンサ（２４）および前記ツェナーダイオード（２３）は、前記多層基板（５６）の中間層の基板（５４）のうち前記リードフレーム（１４）側の面（５４ａ）とは反対側の面（５４ｂ）に配置されていることを特徴とする請求項１ないし６のいずれか１つに記載の内燃機関用点火装置。
【請求項９】
前記セラミック基板（１７）は複数の基板（５３〜５５）からなる多層基板（５６）で構成されており、
前記コンデンサ（２４）および前記ツェナーダイオード（２３）は、前記多層基板（５６）の最下層の基板（５５）のうち前記リードフレーム（１４）側の面（５５ａ）とは反対側の面（５５ｂ）に配置されていることを特徴とする請求項１ないし６のいずれか１つ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、点火が行われたときの燃焼イオンに基づいて発生するイオン電流を検出することで、燃焼や失火の検出を行う内燃機関用点火装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、内燃機関用点火装置に内蔵するイグナイタが、例えば特許文献１で提案されている。具体的に、特許文献１では、イオン電流検出回路を備えた駆動制御用ＩＣを中心とする電子部品を搭載する高圧回路基板と、１次電流の遮断または通電といったスイッチングを行うＩＧＢＴ等で形成された駆動素子を搭載する低圧回路基板とから構成されるイグナイタが提案されている。
【０００３】
高電圧回路基板においてはイオン電流検出回路にて例えば数百Ｖの電圧が取り扱われ、低電圧回路基板においては例えば十数Ｖの電圧が取り扱われる。このように、各基板において取り扱われる電圧が異なるため、各基板で耐電圧を確保するためにそれぞれ独立した基板構成が取られている。
【特許文献１】特開２００６−９６８７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、車両のエンジンルームにおいては点火装置の搭載スペースが限られているため、点火装置にイグナイタのためのスペースが必要となるが、上記従来の技術では、耐電圧を確保するために低電圧用および高電圧用の２枚の基板を用いることが必要である。したがって、イグナイタの小型化は難しく、これに伴って点火装置の小型化も難しい。また、イグナイタに２枚の基板を用いていることから、コスト的にも不利である。
【０００５】
そこで、１枚の基板を両面基板として用いることが考えられる。この場合、基板の両面に高電圧回路および低電圧回路を設け、当該基板を接着剤等の絶縁層を介してリードフレームに設置することとなる。しかし、接着剤等の絶縁層にはボイドが多く含まれており、基板とリードフレームとの絶縁性を期待できない。したがって、基板の両面に回路を形成しただけでは、基板の耐圧を確保できないという問題がある。
【０００６】
本発明は、上記点に鑑み、１枚の基板を用いることで小型化することができ、かつ、当該基板に形成される回路の耐圧を確保することができる内燃機関用点火装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記目的を達成するため、請求項１に記載の発明では、リードフレーム（１４）と、リードフレーム（１４）に対して、絶縁性接着剤（３９）を介して設けられるセラミック基板（１７）と、セラミック基板（１７）に設けられ、イオン電流を検出するために用いられるコンデンサ（２４）およびツェナーダイオード（２３）を含む電子回路（１９）とを備え、コンデンサ（２４）およびツェナーダイオード（２３）は、セラミック基板（１７）のうち、リードフレーム（１４）側の面（１７ａ）とは反対側の面（１７ｂ）に配置されていることを特徴とする。
【０００８】
これにより、１枚のリードフレーム（１４）に電子回路（１９）を設けることができるため、電子回路（１９）を搭載する基板を小型化することができる。この場合、イオン電流を検出するために用いられるコンデンサ（２４）およびツェナーダイオード（２３）は例えば数百Ｖの電圧を扱う高電圧回路を構成し、電子回路（１９）のうちコンデンサ（２４）やツェナーダイオード（２３）を除いたものが例えば十数Ｖの電圧を扱う低電圧回路を構成するが、このうち高電圧回路を構成するコンデンサ（２４）およびツェナーダイオード（２３）がセラミック基板（１７）のうちリードフレーム（１４）側とは反対側の面（１７ｂ）に配置されているため、高電圧を扱うコンデンサ（２４）およびツェナーダイオード（２３）がリードフレーム（１４）と導通することはない。これにより、コンデンサ（２４）およびツェナーダイオード（２３）によって構成される高電圧回路の耐圧を確保することができる。
【０００９】
他方、電子回路（１９）のうち低電圧回路の一部がセラミック基板（１７）のうちリードフレーム（１４）側の面（１７ａ）に配置されるが、低電圧回路にて扱われる電圧は高電圧回路よりも低いため、低電圧回路がリードフレーム（１４）側に配置されていてもリードフレーム（１４）に対する耐圧を確保することができる。以上により、電子回路（１９）を搭載する基板の小型化を図ることができ、かつ、電子回路（１９）の耐圧を確保することができる。
【００１０】
請求項２に記載の発明のように、導体基板（１４）を金属製のリードフレームとすることができる。
【００１１】
また、請求項３に記載の発明のように、リードフレーム（１４）のうちセラミック基板（１７）側の面（１４ａ）は、セラミック基板（１７）のうちリードフレーム（１４）側の面（１７ａ）より大なる表面積になっており、リードフレーム（１４）のうちセラミック基板（１７）側の面（１４ａ）には、セラミック基板（１７）に設けられた電子回路（１９）と導通接続されると共に、リードフレーム（１４）に導通接続されて点火コイル（９）の１次巻線（９ａ）に電源に基づく電流を流すスイッチング素子としてのＩＧＢＴ（１６）が設けられた構成とすることができる。
【００１２】
また、請求項４に記載の発明のように、電子回路（１９）は、点火コイル（９）のイグナイタ（１０）に関する回路とすることができる。
【００１３】
請求項５に記載の発明では、コンデンサ（２４）は、イグナイタ（１０）が動作する時間のうち９０％以上の時間において５０Ｖ以上に充電されていることを特徴とする。
【００１４】
このように、コンデンサ（２４）に５０Ｖ以上の電圧を充電することで、イオン電流を検出することができる。「９０％以上の時間」とは、イグナイタ（１０）が動作中であることを指す。つまり、イグナイタ（１０）が動作している間、コンデンサ（２４）が５０Ｖ以上に充電されていれば、燃料の燃焼によるイオン電流を検出できる。
【００１５】
請求項６に記載の発明では、セラミック基板（１７）のうちリードフレーム（１４）側の面（１７ａ）に保護樹脂（３８）が設けられていることを特徴とする。これにより、セラミック基板（１７）とリードフレーム（１４）との間の絶縁性を向上させることができ、セラミック基板（１７）のうちリードフレーム（１４）側に配置される電子回路（１９）の耐圧を向上させることができる。
【００１６】
そして、請求項７に記載の発明のように、セラミック基板（１７）は複数の基板（５３〜５５）からなる多層基板（５６）で構成されており、コンデンサ（２４）およびツェナーダイオード（２３）は、多層基板（５６）の最上層の基板（５３）のうちリードフレーム（１４）側の面（５３ａ）とは反対側の面（５３ｂ）に配置されている構成とすることができる。
【００１７】
また、請求項８に記載の発明のように、セラミック基板（１７）は複数の基板（５３〜５５）からなる多層基板（５６）で構成されており、コンデンサ（２４）およびツェナーダイオード（２３）は、多層基板（５６）の中間層の基板（５４）のうちリードフレーム（１４）側の面（５４ａ）とは反対側の面（５４ｂ）に配置されている構成とすることができる。
【００１８】
また、請求項９に記載の発明のように、セラミック基板（１７）は複数の基板（５３〜５５）からなる多層基板（５６）で構成されており、コンデンサ（２４）およびツェナーダイオード（２３）は、多層基板（５６）の最下層の基板（５５）のうちリードフレーム（１４）側の面（５５ａ）とは反対側の面（５５ｂ）に配置されている構成とすることもできる。
【００１９】
なお、上記各手段の括弧内の符号は、後述する実施形態に記載の具体的手段との対応関係を示すものである。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
以下、本発明の実施形態について図に基づいて説明する。なお、以下の各実施形態相互において、互いに同一もしくは均等である部分には、図中、同一符号を付してある。
【００２１】
（第１実施形態）
以下、本発明の第１実施形態について図を参照して説明する。図１は、本発明の第１実施形態に係る点火装置を含んだ内燃機関の構成図である。この図に示されるように、内燃機関は、ＥＣＵ１と、点火装置２と、エンジン３とを備えて構成されている。
【００２２】
ＥＣＵ１は、エンジン３の各気筒にて燃焼を起こさせるべく、各気筒に取り付けられた各点火装置２それぞれに点火信号を出力するものである。このため、ＥＣＵ１は５Ｖ電源に接続されたＰＮＰトランジスタ４と抵抗５とを気筒ごとに備え、ＰＮＰトランジスタ４をオン／オフすることで抵抗５に流れる電流を点火信号として出力する。
【００２３】
また、ＥＣＵ１は、点火装置２にて検出されたイオン電流に基づくイオン出力信号を入力し、エンジン３の各気筒の燃焼の状態を判定するものである。燃焼の状態とは、正常燃焼、失火、プレイグニッション（早期着火）を指す。ＥＣＵ１は、５Ｖ電源に接続された抵抗６を有し、抵抗６に流れる電流をイオン出力信号として検出する。
【００２４】
点火装置２は、ＥＣＵ１から入力する点火信号に基づいて、エンジン３に取り付けられた点火プラグ７に放電電流を流すものである。図２は、点火装置２の概略断面図である。図２に示されるように、点火装置２は中空筒状のケース８の内部に点火コイル９を備えている。点火コイル９は、棒状の鉄心の外周に２次巻線９ｂが巻かれ、当該２次巻線９ｂの外周に１次巻線９ａが巻かれた構成になっている。ケース８のうちエンジン３側の一端に点火プラグ７が接続される。
【００２５】
また、点火装置２は、ケース８のうちエンジン３側とは反対側にイグナイタ１０を備えている。このイグナイタ１０は、リード１１がケース８の側面のうち他端側に設けられたコネクタ１２に露出するように樹脂１３で埋め込まれて固定されている。
【００２６】
図３は、イグナイタ１０の概略図であり、（ａ）は平面図、（ｂ）は（ａ）のＡ矢視図である。図１および図３に示されるように、イグナイタ１０は、リードフレーム１４と、１次電流制御部１５と、ＩＧＢＴ１６と、セラミック基板１７とを備えている。
【００２７】
リードフレーム１４は、一枚の金属板を打ち抜いて形成した各種のリード１１を含んで構成される配線部材である。リードフレーム１４のうちセラミック基板１７側の一面１４ａは、セラミック基板１７のうちリードフレーム１４側の面１７ａ（後述する図４参照）より大なる表面積になっている。リードフレーム１４は導電性の金属であれば良く、例えばＣｕ（銅）が採用される。
【００２８】
１次電流制御部１５は、ＥＣＵ１から点火信号を入力し、当該点火信号に基づく電流をＩＧＢＴ１６に入力してＩＧＢＴ１６を駆動するものである。
【００２９】
ＩＧＢＴ１６は、１次電流制御部１５によってオン／オフされることで、点火コイル９の１次巻線９ａに電源（＋Ｂ）に基づく電流を流すスイッチング素子である。ＩＧＢＴ１６はリードフレーム１４の上に実装されると共に、ワイヤ１８によってリードフレーム１４に導通接続される。これにより、リードフレーム１４はコレクタ電位とされる。
【００３０】
セラミック基板１７は、点火プラグ７の放電による燃焼によって生じるイオン電流を検出するための電子回路１９を備え、リードフレーム１４に実装されている。電子回路１９は、ワイヤ２０によってリードフレーム１４上のＩＧＢＴ１６と導通接続されていると共に、ワイヤ２１によって各リード１１と導通接続されている。電子回路１９には、１次電流制御部１５が含まれている。
【００３１】
図１に示されるように、電子回路１９においては、点火コイル９の２次巻線９ｂに対してＯＮ飛火防止用のツェナーダイオード２２が直列接続され、互いに並列接続されたツェナーダイオード２３とコンデンサ２４および抵抗２５の直列接続とがこのツェナーダイオード２２に直列接続されている。このうち、ツェナーダイオード２３およびコンデンサ２４は、イオン電流を検出するために用いられるものであり、例えば３００Ｖ程度の電圧を取り扱う高電圧部２６を構成する。
【００３２】
また、これらツェナーダイオード２２とツェナーダイオード２３および抵抗２５との接続点に、オペアンプ２７と抵抗２８および抵抗２９とを有して構成された増幅回路３０が接続されている。オペアンプ２７の非反転入力端子はＧＮＤに接続され、反転入力端子が抵抗２８を介してツェナーダイオード２３と抵抗２５に接続されている。そして、オペアンプ２７の反転入力端子と出力端子との間、つまりフィードバック抵抗部に抵抗２９が備えられた構成とされている。
【００３３】
さらに、この増幅回路３０の出力端子にＮＰＮトランジスタ３１が接続され、ＮＰＮトランジスタ３１のエミッタにＧＮＤが接続され、コレクタに抵抗３２が接続されることで、イオン電流を検出するための電子回路１９が構成されている。
【００３４】
すなわち、ＮＰＮトランジスタ３１がオンすることで抵抗３２に流れる電流がイオン出力信号としてＥＣＵ１に入力される。これにより、ＥＣＵ１にてイオン電流の検出が行われる。
【００３５】
このような構成を有するイグナイタ１０は、図３に示される二点鎖線を外形とするモールド樹脂３３によってモールドされ、図２に示されるケース８に収納される。以上が、本実施形態に係る点火装置２および点火装置２を備えた内燃機関の構成である。
【００３６】
次に、上記点火装置２のイグナイタ１０において、リードフレーム１４へのセラミック基板１７の取り付け構造、およびセラミック基板１７における高電圧部２６の配置場所について、図４を参照して説明する。図４は、リードフレーム１４の上にセラミック基板１７を実装したものの一部断面図である。
【００３７】
図４に示されるように、セラミック基板１７のうち、リードフレーム１４側の面１７ａには、電子回路１９を構成する導体配線３４や抵抗２５、２８、２９、３２が形成されている。各抵抗２５、２８、２９、３２は、例えば厚膜抵抗として形成され、トリミングされて抵抗値が調節されている。
【００３８】
セラミック基板１７には、当該セラミック基板１７を貫通する複数のスルーホール３５が設けられており、スルーホール３５内に形成されたスルーホール導体３６を介してセラミック基板１７のうち導体配線３４等が配置された面１７ａと当該面１７ａの反対側の面１７ｂとの電気的接続が図られている。
【００３９】
また、セラミック基板１７のうちリードフレーム１４側の面１７ａには、導体配線３４や抵抗２５、２８、２９、３２を覆う保護ガラス３７が形成され、さらに保護ガラス３７の上に保護樹脂３８が塗布されている。本実施形態では、保護樹脂３８としてＵＶ樹脂が採用され、厚さは例えば１００μｍである。ＵＶ樹脂は、紫外線によりに硬化する樹脂であり、内部にボイドを生じさせない。このため、保護樹脂３８は、セラミック基板１７とリードフレーム１４とを完全に絶縁すると共に耐圧を確保するために用いられる。そして、保護樹脂３８の上に絶縁性接着剤３９を介してリードフレーム１４が配置され、セラミック基板１７とリードフレーム１４とが一体化されている。
【００４０】
他方、セラミック基板１７のうち、リードフレーム１４側の面１７ａとは反対側の面１７ｂには、電子回路１９のうち高電圧部２６やオペアンプ２７等が設けられている。具体的には、セラミック基板１７の面１７ｂにボンディング導体４０や導体配線４１が形成されており、各導体配線４１を絶縁するように導体配線４１の一部の上に保護ガラス４２が形成されている。導体配線４１は、スルーホール導体３６に接続されてセラミック基板１７のうちリードフレーム１４側の回路と接続されている。そして、導体配線４１の上には、はんだ４３を介して高電圧部２６のツェナーダイオード２３やコンデンサ２４が実装されている。
【００４１】
以上によると、セラミック基板１７のうちリードフレーム１４側の面１７ａには、導体配線３４や抵抗２５、２８、２９、３２によって構成される例えば十数Ｖの電圧を扱う低電圧回路が配置される一方、セラミック基板１７のうちリードフレーム１４側の面１７ａとは反対側の面１７ｂには、高電圧部２６によって構成される例えば３００Ｖ程度の電圧を扱う高電圧回路が配置される。もちろん、セラミック基板１７の面１７ｂには、高電圧回路だけでなく、低電圧回路の一部も配置される。
【００４２】
リードフレーム１４は電流を流す導電性の部材である。したがって、上記のように高電圧回路をリードフレーム１４から離れたセラミック基板１７の面１７ｂに配置することにより、高電圧回路とリードフレーム１４との絶縁を確保している。低電圧回路については、扱う電圧が高くなく、絶縁性接着剤３９にボイドが含まれていたとしても、セラミック基板１７のリードフレーム１４側の面１７ａに保護ガラス３７、さらに保護樹脂３８が設けられていることからリードフレーム１４に対する低電圧回路の耐圧を確保することが可能である。
【００４３】
次に、図１に示される内燃機関において、点火装置２における点火の作動とイオン電流検出の作動について、図を参照して説明する。図５は、点火装置２における点火およびイオン電流を示したタイミングチャートである。また、図６は、点火信号とコンデンサ２４の充電との関係を示したタイミングチャートである。なお、以下の動作は、エンジン３の気筒ごとに行われる。
【００４４】
まず、エンジン３の気筒にて正常に燃焼が起こる場合について説明する。ＥＣＵ１からＨｉレベルの点火信号が点火装置２に入力される。点火信号がＨｉレベルになっている間は１次通電期間を示し、１次電流制御部１５によってＩＧＢＴ１６がオンされる。
【００４５】
これにより、１次通電期間では、点火コイル９の１次巻線９ａに電流が流れ、点火コイル９に磁気エネルギーが蓄えられる。これにより、２次巻線９ｂと点火プラグ７との間の電位Ｖ２も上昇する。
【００４６】
また、電位Ｖ２とエンジン３との間には浮遊容量４４が存在するため、抵抗２５（抵抗２８）には、１次巻線９ａに電流が流れたことによる浮遊容量充電電流４５が流れる。この浮遊容量充電電流４５は、点火プラグ７、２次巻線９ｂ、コンデンサ２４、抵抗２５、抵抗２８、オペアンプ２７、ＧＮＤ、エンジン３を経由するイオン電流ルートとしての経路４６を流れる。
【００４７】
なお、１次通電期間では、プレイグニッションによる燃焼を検出するプレイグモニタも行われるが、これについてはプレイグニッションの検出の際に説明する。
【００４８】
そして、点火信号がＨｉレベルからＬｏｗレベルに立ち下がる時点が点火タイミングである。すなわち、１次巻線９ａに流れる電流を急激に遮断することにより、点火コイル９に蓄えられた磁気エネルギーが２次巻線９ｂから点火プラグ７のギャップにて放電電流として放電され、点火が行われる。点火が行われると、エンジン３の燃焼室内には燃料の火炎イオンやＮＯの熱解離イオンの燃焼イオンが発生する。
【００４９】
このとき、２次巻線９ｂ、ツェナーダイオード２３およびＯＮ飛火防止用のツェナーダイオード２２を通じて電流が流れると共に、ツェナーダイオード２３の両端に電位差が発生するため、コンデンサ２４が充電される。すなわち、図６に示されるように、点火信号の立ち下がりのタイミングでコンデンサ２４が充電される。
【００５０】
ここで、コンデンサ２４は、イオン電流を流すためのイオン電源として機能し、イグナイタ１０が動作する時間のうち９０％以上の時間において５０Ｖ以上に充電されている。図１中の経路４６にてイオン電流を検出するためには、５０Ｖ以上の電圧をコンデンサ２４に充電しておく必要があるからである。本実施形態では、コンデンサ２４は２５０Ｖ以上に充電され、最大３００Ｖに充電される。そして、点火タイミング後から少しずつ電位が落ち込むが、次回の点火タイミングまでの間に５０Ｖ以上の電圧が落ち込むことはない。つまり、イオン電源（コンデンサ２４の電圧）の落ち込みは５０Ｖ以下である。
【００５１】
このコンデンサ２４の充電期間中に経路４６に図５に示されるアーク電流４７が流れ、コンデンサ２４の充電が完了するとコイル残留磁気によるコイル残留磁気電流４８が流れる。このコイル残留磁気電流４８が流れた後が、ＥＣＵ１における失火モニタの期間となる。
【００５２】
すなわち、失火モニタの期間では、点火コイル９に蓄えられた磁気エネルギーが無くなると２次巻線９ｂでのコイル残留磁気電流４８の流れが止まることになるが、このときコンデンサ２４が充電された状態になっているため、コンデンサ２４の両端に電位差が発生した状態となる。このため、オペアンプ２７の反転入力端子が非反転入力端子と同電位つまりＧＮＤになろうとすると、コンデンサ２４が充電されているため、このコンデンサ２４がイオン検出用のイオン電源としての役割を果たし、点火プラグ７のギャップに発生しているイオンを通じて、図１中の経路４６でイオン電流が流れることになる。
【００５３】
エンジン３にて正常な燃焼が起こった場合、図５に示されるイオン電流において失火モニタの期間に正規燃焼イオンによる電流４９が流れる。
【００５４】
一方、経路４６に正規燃焼イオンによる電流４９が流れると同時に、増幅回路３０の抵抗２９を通じて、オペアンプ２７の出力端子側から反転入力端子側に電流が流れる。このため、正規燃焼イオンによる電流４９が増幅回路３０の増幅率分だけ増幅された出力電流がオペアンプ２７の出力端子から出力され、これによる出力端子の電位変動分がＮＰＮトランジスタ３１のベースに入力される。そして、ＮＰＮトランジスタ３１にベース電位に応じたコレクタ電流が流れる。このコレクタ電流がイオン出力信号に相当するものであり、このコレクタ電流がＥＣＵ１の抵抗６にも流れることから、ＥＣＵ１でイオン電流に応じた電流値として検出される。
【００５５】
すなわち、正常燃焼が行われた場合、図５中のイオン出力信号のうち正常燃焼時の波形に示されるように、失火モニタの期間に正規燃焼イオンによる電流４９に対応した波形５０が現れる。ＥＣＵ１は、失火モニタの期間にしきい値を用いた判定を行うことで、当該波形５０を検出することにより、エンジン３にて正常燃焼が行われたことを判定することができる。
【００５６】
次に、失火時の場合について説明する。点火プラグ７のギャップに放電を起こさせたとしても、燃料が燃焼せずに失火してしまった場合、燃焼室内で燃焼は起こらないから、燃焼イオンは発生しない。したがって、図５中の正規燃焼イオンによる電流４９は流れないため、図５中のイオン出力信号の失火時の波形のうち点線で囲まれた部分に示されるように、失火時のイオン出力信号の波形はフラットになる。そして、ＥＣＵ１は、失火モニタの期間に失火時のイオン出力信号がフラットになることをしきい値を用いて判定することにより、失火を検出することができる。
【００５７】
続いて、プレイグニッションの場合について説明する。プレイグニッションは、点火タイミングよりも早く燃料に着火して起こる燃焼である。このため、図５中に示されるプレイグモニタの期間（１次通電期間）に経路４６に流れるイオン電流を検出することにより、プレイグニッションを検出する。
【００５８】
すなわち、プレイグニッションが起こる場合、図５に示されるように、プレイグモニタの期間に経路４６にプレイグ燃焼イオンによる電流５１が流れる。このため、プレイグモニタの期間におけるプレイグ時のイオン出力信号にプレイグニッションが起こっていることを示す波形５２が現れる。したがって、ＥＣＵ１は、プレイグモニタの期間にプレイグ時のイオン出力信号に生じる波形５２をしきい値を用いて判定することにより、プレイグニッションを検出することができる。
【００５９】
以上説明したように、セラミック基板１７のうちリードフレーム１４側の面１７ａにリードフレーム１４に対する耐圧を確保しやすい抵抗２５、２８、２９、３２で構成される低電圧回路を配置してＵＶ樹脂である保護樹脂３８にて低電圧回路を保護し、当該面１７ａとは反対側の面１７ｂに高電圧回路を構成するツェナーダイオード２３やコンデンサ２４を配置したことが特徴となっている。
【００６０】
このように、１枚のセラミック基板１７の両面１７ａ、１７ｂに電子回路１９に係る低電圧回路および高電圧回路を配置していることから、セラミック基板１７を小型化することができ、ひいてはイグナイタ１０を小型化することができる。この場合、高電圧部２６を構成するツェナーダイオード２３やコンデンサ２４をリードフレーム１４から離れたセラミック基板１７の面１７ｂに配置していることから、高電圧部２６とリードフレーム１４とが導通してしまうことを防止できると共に、高電圧部２６の耐圧を確保することができる。
【００６１】
他方、低電圧回路にて扱われる電圧は高電圧回路よりも低いことや、低電圧回路がリードフレーム１４側に配置されていたとしても低電圧回路が保護樹脂３８で覆われていることから、リードフレーム１４側の低電圧回路のリードフレーム１４に対する耐圧を確保することができる。以上により、電子回路１９を搭載する基板の小型化を図ることができ、かつ、電子回路１９の耐圧を確保することができる。
【００６２】
このように、１枚のセラミック基板１７に電子回路１９すべてを搭載できることから、イグナイタ１０の製造コストを削減することができる。
【００６３】
（第２実施形態）
本実施形態では、第１実施形態と異なる部分についてのみ説明する。上記第１実施形態では、１枚のセラミック基板１７に電子回路１９を実装していたが、本実施形態ではセラミック基板１７が複数の基板からなる多層基板で構成されていることが特徴となっている。
【００６４】
図７は、本実施形態において、リードフレーム１４の上に多層基板を実装したものの一部断面図である。この図に示されるように、セラミック基板１７は最上層の基板５３と、中間層の基板５４と、最下層の基板５５からなる多層基板５６で構成されている。多層基板５６は、第１実施形態と同様に、絶縁性接着剤３９を介してリードフレーム１４の上に固定されている。
【００６５】
各基板５３〜５５には図４に示されるスルーホール３５およびスルーホール導体３６がそれぞれ設けられている。これにより、各基板５３〜５５の各回路で電気的接続が可能になっている。
【００６６】
そして、本実施形態では、高電圧部２６を構成するコンデンサ２４およびツェナーダイオード２３は、多層基板５６の最上層の基板５３のうちリードフレーム１４側の面５３ａとは反対側の面５３ｂに配置されている。このように、最上層の基板５３に高電圧部２６を配置する場合、高電圧部２６をリードフレーム１４から離れた面５３ｂに配置することで、高電圧部２６の耐圧を確保することができる。
【００６７】
（第３実施形態）
本実施形態では、第２実施形態と異なる部分についてのみ説明する。図８は、本実施形態において、リードフレーム１４の上に多層基板５６を実装したものの一部断面図である。この図に示されるように、高電圧部２６を、多層基板５６の中間層の基板５４のうちリードフレーム１４側の面５４ａとは反対側の面５４ｂに配置する。このように、中間層の基板５４に高電圧部２６を配置する場合、高電圧部２６をリードフレーム１４から離れた面５４ｂに配置することで、高電圧部２６の耐圧を確保することができる。
【００６８】
（第４実施形態）
本実施形態では、第２、第３実施形態と異なる部分についてのみ説明する。図９は、本実施形態において、リードフレーム１４の上に多層基板５６を実装したものの一部断面図である。この図に示されるように、高電圧部２６を、多層基板５６の最下層の基板５５のうちリードフレーム１４側の面５５ａとは反対側の面５５ｂに配置する。このように、最下層の基板５５に高電圧部２６を配置する場合、高電圧部２６をリードフレーム１４から離れた面５５ｂに配置することで、高電圧部２６の耐圧を確保することができる。
【００６９】
（他の実施形態）
上記リードフレーム１４の他に、導体フレームを用いても良い。
【００７０】
上記第２〜第４実施形態では、３層の多層基板５６について高電圧部２６の配置について示したが、中間層の基板５４がさらに多層になっているものを用いても構わない。
【００７１】
図１で示される電子回路１９は一例を示すものであって、他の回路形態であっても良い。例えば、増幅回路３０の構成が図１に示されるものとは異なる回路形態になっていても良い。
【００７２】
同様に、高電圧部２６についても、他の回路形態であっても良い。図１０は、高電圧部２６の他の回路形態を示したものである。図１０（ａ）に示されるように、コンデンサ２４のうち２次巻線９ｂ側に抵抗５７を配置し、抵抗５７とコンデンサ２４との直列接続とツェナーダイオード２３との並列接続を高電圧部２６とすることもできる。
【００７３】
また、図１０（ｂ）に示されるように、抵抗５８とダイオード５９との並列接続にコンデンサ２４とツェナーダイオード２３との並列接続を接続して高電圧部２６を構成することもできる。
【００７４】
なおスイッチング素子は上記においてはＩＧＢＴ１６としたが、バイポーラトランジスタでも良い。
【図面の簡単な説明】
【００７５】
【図１】本発明の第１実施形態に係る点火装置を含んだ内燃機関の構成図である。
【図２】点火装置の概略断面図である。
【図３】（ａ）はイグナイタの平面図、（ｂ）は（ａ）のＡ矢視図である。
【図４】リードフレームの上にセラミック基板を実装したものの一部断面図である。
【図５】点火装置における点火およびイオン電流を示したタイミングチャートである。
【図６】点火信号とコンデンサの充電との関係を示したタイミングチャートである。
【図７】本発明の第２実施形態において、リードフレームの上に多層基板を実装したものの一部断面図である。
【図８】本発明の第３実施形態において、リードフレームの上に多層基板を実装したものの一部断面図である。
【図９】本発明の第４実施形態において、リードフレームの上に多層基板を実装したものの一部断面図である。
【図１０】他の実施形態において、高電圧部の回路形態の一例を示した図である。
【符号の説明】
【００７６】
７…点火プラグ、９…点火コイル、１０…イグナイタ、１４…リードフレーム、１４ａ、１４ｂ…リードフレームの面、１６…ＩＧＢＴ、１７…セラミック基板、１７ａ、１７ｂ…セラミック基板の面、１９…電子回路、２３…ツェナーダイオード、２４…コンデンサ、３８…保護樹脂、３９…絶縁性接着剤、５３…最上層の基板、５３ａ、５３ｂ…最上層の基板の面、５４…中間層の基板、５４ａ、５４ｂ…中間層の基板の面、５５…最下層の基板、５５ａ、５５ｂ…最下層の基板の面、５６…多層基板。
【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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