JP2003184723A - 内燃機関用点火装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 火花放電終了時以降の点火プラグの電極間電
圧に基づき、混合気の燃焼状態を検出するにあたり、火
花放電終了時以降の再放電の発生を抑えて、混合気の燃
焼状態の検出精度を向上させる内燃機関用点火装置を提
供する。 【解決手段】 第３内燃機関用点火装置５においては、
火花放電中に、第２トランジスタ７９を駆動制御して一
次巻線２５に電流を再通電することで、点火用電圧とは
逆極性の起電力である逆起電力を二次巻線２７に発生さ
せて、残留誘導電圧からこの逆起電力に相当する電圧を
差し引いた電圧を二次巻線２７の両端に発生させてい
る。これにより、火花放電終了時の点火プラグ１３にお
ける電極間電圧の上昇に伴う再放電が発生するのを防ぐ
ことができる。よって、再放電の発生による燃焼状態の
誤判定を防止でき、火花放電終了後の点火プラグの電極
間電圧に基づく混合気の燃焼状態の検出精度を向上でき
る。

Description

【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、火花放電の終了時以降
の点火プラグの電極間電圧に基づき内燃機関の燃焼状態
を検出す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】従来より、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
することが知られている。このため、火花放電終了後の
燃焼室内において、イオンが存在する場合には混合気が
正常燃焼したと判断することができ、イオンが存在しな
い場合には失火したと判断することができる。

【０００３】一方、点火コイルは、一次巻線への通電に
より蓄積したエネルギによって二次巻線の両端に点火用
電圧を発生し、この点火用電圧を点火プラグに印加する
ことで、点火プラグに火花放電を発生させている。な
お、点火コイルに蓄積されたエネルギは、火花放電の継
続により徐々に消費されるが、完全に消費される前に火
花放電が自然終了することから、火花放電が終了した後
も点火コイルにはエネルギが残存する。また、この残留
エネルギにより点火コイルに発生する残留誘導電圧は、
点火用電圧と同一極性であり、点火用電圧と同様に点火
プラグに印加される。

【０００４】そして、残留誘導電圧の発生時に燃焼室内
にイオンが存在する場合には、点火プラグの電極間にイ
オンを介して電流（イオン電流）が流れて、このイオン
電流によって点火コイルの残留エネルギが消費されるた
め、点火プラグの電極間電圧は速やかに低下する。ま
た、残留誘導電圧の発生時に燃焼室内にイオンが存在し
ない場合には、点火プラグの電極間に電流が流れること
はなく、点火コイルの残留エネルギが消費されないた
め、点火プラグの電極間電圧は緩やかに低下する。

【０００５】このことから、火花放電終了後の時間経過
に伴う電極間電圧の低下割合に基づいて、混合気の燃焼
状態を判断して、失火判定を行うことが可能となる。つ
まり、火花放電終了時以降の点火プラグの電極間電圧が
速やかに低下する場合には正常燃焼と判断することがで
き、火花放電終了時以降の点火プラグの電極間電圧が緩
やかに低下する場合には失火と判断することができる。

【０００６】ここで、従来の内燃機関用点火装置におけ
る各部（点火指令信号、点火プラグの電極間電圧、およ
び二次巻線に流れる二次電流）の状態を表すタイムチャ
ートを図８に示す。図８のうち、時刻ｔ３から時刻ｔ５
までの期間は失火時の波形を表し、他方、時刻ｔ１３か
ら時刻ｔ１５までの期間は、正常燃焼時の波形を表すも
のであるが、火花放電終了時以降で見たときに時刻ｔ３
以降の点火プラグの電極間電圧が時刻ｔ１３以降のそれ
よりも緩やかに低下することが判る。なお、点火指令信
号は、一次巻線の通電・遮断を行う点火用スイッチング
手段を駆動制御するための信号であり、ハイレベルの場
合に一次巻線への通電が行われ、ローレベルの場合に一
次巻線への通電は遮断される。

【０００７】また、火花放電終了後の一定期間内におけ
る電極間電圧値を積分した場合、正常燃焼時には電極間
電圧積分値は小さい値となり、失火時には電極間電圧積
分値は大きい値となる。このため、電極間電圧積分値に
基づいて、正常燃焼であるか失火であるかの燃焼状態の
判定を行うことも可能である。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】しかし、火花放電終了
後の点火プラグの電極間電圧に基づき失火検出を行う場
合には、火花放電が早期に終了して点火コイルの残留エ
ネルギが大きくなると、残留エネルギにより点火プラグ
の電極間に再度放電が発生してしまい、実際には失火し
ているにも拘わらず正常燃焼と誤判定する虞がある。

【０００９】つまり、火花放電は、混合気の乱流（スワ
ール流やタンブル流）によって途切れることがあり、特
に高回転時では混合気の乱流の速度が速いため、火花放
電が比較的早いタイミングで途切れることになり、点火
コイルの残留エネルギが大きくなってしまう。そして、
この残留エネルギにより放電が再び発生すると、点火プ
ラグの電極間電圧が保持されずに低下することがある。
このように点火コイルの残留エネルギによる再放電が発
生すると、混合気の燃焼状態に拘わらず、火花放電終了
時以降の点火プラグの電極間電圧が速やかに低下するこ
とになるため、混合気の燃焼状態を正確に検出をするこ
とができないことがある。

【００１０】なお、図８のうち、時刻ｔ２３から時刻２
５までの期間は、再放電（ブレイクダウン）時の波形を
表しており、失火が発生したにも関わらず、火花放電終
了時（時刻ｔ２３）以降の点火プラグの電極間電圧が、
同じ失火時の時刻ｔ３以降のそれよりも速やかに低下す
ることが判る。その結果、点火プラグの火花放電終了時
以降の電極間電圧に基づいて燃焼状態の検出を行う場
合、失火時でも再放電が発生することがあると、点火プ
ラグの電極間電圧が速やかに低下することになり、誤っ
て正常放電と判定することになる。

【００１１】特に高回転運転時においては、燃焼室内の
混合気の乱流の速度が速いため、火花放電が比較的早い
タイミングで途切れてしまい、点火コイルの残留エネル
ギが大きくなるため、再放電が発生しやすく、点火プラ
グの電極間電圧に基づく失火検知率の低下につながって
しまう。

【００１２】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、火花放電終了時以降の点火プラグの
電極間電圧に基づき、混合気の燃焼状態を検出するにあ
たり、火花放電終了時以降の再放電の発生を抑えて、混
合気の燃焼状態の検出精度を向上させる内燃機関用点火
装置を提供することを目的とする。

【００１３】

【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、二次巻線に直列接続
されて、点火用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、
点火プラグの電極間に発生する電極間電圧を検出する電
極間電圧検出手段と、電極間電圧検出手段により検出さ
れる電極間電圧のうちで火花放電終了時以降の電極間電
圧に基づき、内燃機関の燃焼状態を判別する燃焼状態判
別手段と、を備えた内燃機関用点火装置であって、点火
プラグの火花放電中に、二次巻線に点火用電圧とは逆極
性の起電力である逆起電力を発生させることで、火花放
電終了時の電極間電圧の上昇に伴う点火プラグの再放電
を防止する再放電防止手段を備えたことを特徴とする。

【００１４】つまり、点火プラグの火花放電中に、二次
巻線に点火用電圧とは逆極性の起電力である逆起電力を
発生させて、点火コイルに残存する残留エネルギにより
二次巻線に誘導される残留誘導電圧からこの逆起電力に
相当する電圧を差し引いた電圧を二次巻線の両端に発生
させるのである。その結果、火花放電が終了した時点の
二次巻線の両端電圧の上昇を抑制し、点火プラグにおけ
る電極間電圧の上昇度合いを抑えるのである。このよう
にして火花放電終了時の電極間電圧の上昇に伴う点火プ
ラグの電極間における再放電が発生するのを防ぐことが
できる。

【００１５】よって、本発明（請求項１）の内燃機関用
点火装置によれば、火花放電終了時に点火プラグに再放
電が発生するのを抑制でき、実際に失火しているにも拘
わらず、正常燃焼と誤判定するのを防ぐことができるこ
とから、火花放電終了時以降の点火プラグの電極間電圧
に基づく混合気の燃焼状態の検出精度を向上させること
ができる。

【００１６】なお、火花放電の終了は、点火コイルに蓄
積されたエネルギが火花放電の継続に必要な量を下回る
ことで火花放電が自然に終了する自然終了に限らず、点
火用電圧を強制的に低下させることで火花放電を遮断す
る強制終了も含まれる。そして、火花放電を強制終了す
る場合、点火コイルの残留エネルギが大きくなることか
ら再放電が発生しやすくなるが、本発明を適用すること
で再放電の発生を抑制することができ、燃焼状態の検出
精度を向上させることができる。

【００１７】また、上述の内燃機関用点火装置における
再放電防止手段については、内燃機関の運転開始後の燃
焼サイクル毎に常に駆動される構成に限定されるもので
はない。特に、再放電防止手段は、少なくとも内燃機関
のエンジン回転数の高回転時に駆動されるようにすると
良い。その理由としては、エンジン回転数の高回転時で
は混合気の乱流の速度が速いため、火花放電が比較的早
いタイミングで途切れ易く、点火コイルに存在する残留
エネルギが大きくなりがちで再放電が発生し易いからで
ある。

【００１８】ここで、上述（請求項１）の内燃機関用点
火装置においては、例えば、再放電防止手段が、二次巻
線に逆起電力を発生させるために、点火用電圧とは逆極
性となる外部電圧を外部から二次巻線に対して印加する
外部電圧印加手段として備えられると良い。そして、点
火プラグの火花放電開始以降に、外部電圧印加手段が、
外部電圧を二次巻線に印加することで、火花放電終了時
の電極間電圧の上昇を抑えて再放電の発生を防止するの
である。

【００１９】また、上述（請求項１）の内燃機関用点火
装置においては、例えば、請求項２に記載のように、再
放電防止手段が、一次巻線に電流を再通電することで、
二次巻線に逆起電力を発生させ、点火プラグの火花放電
を強制的に遮断する再通電手段として備えられるとよ
い。

【００２０】つまり、再通電手段が一次巻線に電流を再
通電すると、二次巻線に点火用電圧とは逆極性の誘導電
圧（逆起電力）が発生する。また、残留誘導電圧は、点
火用電圧と同一極性で二次巻線に発生することから、一
次巻線への再通電により逆起電力を発生させることで、
二次巻線の両端には、残留誘導電圧から逆起電力による
電圧を差し引いた電圧が発生する。この結果、点火プラ
グの火花放電を強制的に遮断することができ、火花放電
終了時（この場合、強制終了時）の電極間電圧の上昇に
伴う再放電が発生するのを防ぐことができる。

【００２１】よって、本発明（請求項２）の内燃機関用
点火装置によれば、火花放電終了時に再放電が発生する
のを抑制でき、火花放電終了時以降の点火プラグの電極
間電圧に基づく混合気の燃焼状態の検出精度を向上させ
ることができる。そして、上述（請求項２）の内燃機関
用点火装置に備えられる再通電手段は、例えば、請求項
３に記載のように、一次巻線に電流を再通電するために
点火用スイッチング手段を駆動制御する第１再通電制御
手段を備えるとよい。

【００２２】つまり、第１再通電制御手段を備えること
で、点火用スイッチング手段を、再放電を防止するため
の一次巻線の通電制御にも使用するのである。そして、
火花放電中に、点火用スイッチング手段を駆動制御して
一次巻線の再通電を行い、二次巻線に点火用電圧とは逆
極性の誘導電圧を発生させることで、点火プラグの火花
放電を強制的に遮断し、火花放電終了時の電極間電圧の
上昇度合いを抑えるのである。

【００２３】よって、本発明（請求項３）の内燃機関用
点火装置によれば、点火用スイッチング手段により一次
巻線の再通電を行うことで、火花放電終了時の電極間電
圧の上昇に伴う再放電を防ぐことができる。この結果、
火花放電終了時以降の点火プラグの電極間電圧に基づく
混合気の燃焼状態の検出精度を向上させることができ
る。

【００２４】なお、１個の点火用スイッチング手段を点
火用電圧の発生および再放電の防止の両方の用途に用い
ると通電時間が長くなり、この通電時間の延長に伴い点
火用スイッチング手段の温度が上昇することがある。そ
して、点火用スイッチング手段が高温環境下でも正常動
作可能に構成されている場合には、温度上昇は問題とは
ならないが、例えば、点火用スイッチング手段がトラン
ジスタなどの半導体素子で構成される際には、温度上昇
により正常動作が不可能となる場合が考えられる。さら
に、通電時間が過度に長くなると温度上昇幅が大きくな
り、場合によっては、高温によって点火用スイッチング
手段が破損する虞がある。

【００２５】そこで、上述（請求項２）の内燃機関用点
火装置に備えられる再通電手段は、例えば、請求項４に
記載のように、点火用スイッチング手段に並列に接続さ
れて、一次巻線に流れる一次電流の通電・遮断を行う第
２スイッチング手段と、一次巻線に電流を再通電するた
めに第２スイッチング手段を駆動制御する第２再通電制
御手段と、を備えるとよい。

【００２６】つまり、点火用スイッチング手段とは別
に、第２スイッチング手段を備えて、火花放電中に、第
２スイッチング手段を用いて一次巻線への再通電を行
い、点火プラグの火花放電を強制的に遮断すると共に、
火花放電終了後の再放電を抑制するのである。

【００２７】これにより、一次巻線への再通電を行うに
あたり、点火用スイッチング手段の通電時間が長くなる
のを防ぐことができ、点火用スイッチング手段の温度上
昇を抑えることができる。この結果、点火用スイッチン
グ手段の正常動作を維持できると共に、点火用スイッチ
ング手段の破損を防ぐことができる。

【００２８】よって、本発明（請求項４）の内燃機関用
点火装置によれば、点火用スイッチング手段が高温によ
り破損するのを防ぐことができ、点火用スイッチング手
段の正常動作を継続することが可能となる。また、第２
スイッチング手段により一次巻線の再通電を行うこと
で、火花放電終了後の再放電を防ぐことができ、燃焼状
態の検出精度を向上させることができる。

【００２９】また、上述（請求項１）の内燃機関用点火
装置においては、例えば、請求項５に記載のように、再
放電防止手段が、一次巻線の両端を短絡することで、二
次巻線に点火用電圧とは逆極性の逆起電力を発生させる
一次巻線短絡手段として備えられるとよい。

【００３０】つまり、火花放電中に、一次巻線の両端を
短絡すると、点火コイルの残留エネルギにより、一次巻
線短絡手段と一次巻線とからなる閉回路に電流が流れる
ことになり、これに伴い、二次巻線に残留誘導電圧とは
逆極性の誘導電圧（逆起電力）が発生することになる。
これにより、残留誘導電圧から逆起電力を差し引いた電
圧が二次巻線の両端に発生するため、二次巻線の両端に
発生する電圧値の上昇を抑えることができ、点火プラグ
の火花放電が強制的に遮断されると共に、火花放電終了
時の電極間電圧の上昇度合いを抑えることができる。

【００３１】よって、本発明（請求項５）の内燃機関用
点火装置によれば、火花放電終了後に再放電が発生する
のを抑制でき、火花放電終了時以降の点火プラグの電極
間電圧に基づく混合気の燃焼状態の検出精度を向上させ
ることができる。そして、上述（請求項５）の内燃機関
用点火装置に備えられる一次巻線短絡手段は、例えば、
請求項６に記載のように、一次巻線に並列に接続された
短絡用スイッチング手段と、一次巻線の両端を短絡する
ために短絡用スイッチング手段を駆動制御する一次巻線
短絡制御手段とを備えるとよい。

【００３２】このように、短絡用スイッチング手段と一
次巻線短絡制御手段とを備えることで、火花放電中に一
次巻線の両端を短絡することができ、点火プラグの火花
放電を強制的に遮断すると共に、火花放電終了時以降の
電極間電圧の上昇度合いを抑えることができる。なお、
短絡用スイッチング手段は、例えば、トランジスタ、サ
イリスタやトライアック、ＦＥＴ等の半導体素子で構成
することができる。

【００３３】よって、本発明（請求項６）の内燃機関用
点火装置によれば、短絡用スイッチング手段により一次
巻線の両端を短絡することで、火花放電終了後の再放電
を防ぐことができる。この結果、火花放電終了時以降の
点火プラグの電極間電圧に基づく混合気の燃焼状態の検
出精度を向上させることができる。

【００３４】ところで、エンジン回転速度が高回転とな
る運転状態で内燃機関を運転する場合には、燃焼室内に
おける混合気の乱流が速くなるため、火花放電が早い段
階で途切れる確率が高くなる。なお、エンジン回転速度
は、単位時間あたりのエンジン回転数のことである。

【００３５】このため、内燃機関の運転状態が高回転に
なるほど残留エネルギが大きくなる確率が高くなり、火
花放電終了後の再放電が発生し易くなる。そして、内燃
機関の運転状態に拘わらず逆起電力発生時期を一定とす
る場合、高回転運転時に火花放電の開始（点火時期）か
ら逆起電力発生時期までの間隔を長く設定すると、逆起
電力を発生させる前に火花放電が途切れてしまい、点火
コイルに存在する残留エネルギが多くなりがちで、再放
電の発生確率が高くなる。

【００３６】そこで、上述（請求項１から請求項６のい
ずれか）の内燃機関用点火装置は、請求項７に記載のよ
うに、再放電防止手段が、少なくともエンジン回転速度
を含む内燃機関の運転状態を外部から読み込む運転状態
読込手段と、運転状態読込手段にて読み込まれた運転状
態に基づき、二次巻線に逆起電力を発生させる逆起電力
発生時期を設定すると共に、少なくともエンジン回転速
度が高回転になるほど逆起電力発生時期を早期に設定す
る逆起電力発生時期設定手段とを備えるとよい。

【００３７】つまり、エンジン回転速度が高回転になる
ほど逆起電力発生時期を早期に設定することで、混合気
の乱流により火花放電が終了する運転状態であっても、
火花放電開始から逆起電力発生までの時間を短くできる
ため、火花放電が途切れる前に二次巻線に逆起電力が発
生し、再放電の発生を抑えることができる。

【００３８】よって、本発明（請求項７）の内燃機関用
点火装置によれば、内燃機関の運転状態が高回転となる
場合であっても、再放電を抑制することができるため、
燃焼状態の誤判定を防ぐことができ、混合気の燃焼状態
の検出精度を向上させることができる。

【００３９】なお、高回転運転時は、混合気の乱流の速
度が速く燃料が良好に撹拌されることから、混合気への
着火性に優れており、火花放電の継続時間が短い場合で
も、混合気を燃焼させることが可能である。ただし、火
花放電の継続時間として過度に短い時間を設定すると、
混合気への着火が行われずに失火に至り、内燃機関の運
転を正常に行うことができないおそれがあるため、逆起
電力発生時期は、火花放電の継続時間が０．０５［mse
c］以上となるように設定すると良い。また逆起電力発
生時期設定手段は、少なくともエンジン回転速度が高回
転になるほど逆起電力発生時期を早期に設定しつつ、低
回転になるほど逆起電力発生時期が長くなるように設定
すると良い。さらには、それに加えてアイドル運転時や
内燃機関始動直後であって内燃機関が十分に暖機される
までの間といった大きな火花エネルギを必要とする運転
状態下では、点火プラグの火花放電が自然終了するよう
に逆起電力発生時期を算出しない構成を取り入れても良
い。また、運転状態としては、エンジン回転速度の他
に、エンジン負荷などを用いても良い。

【００４０】そして、上述（請求項７）の内燃機関用点
火装置に備えられる逆起電力発生時期設定手段は、例え
ば、請求項８に記載のように、エンジン回転速度に応じ
た逆起電力発生時期が定められた逆起電力発生時期設定
情報を用いて、エンジン回転速度に基づき逆起電力発生
時期を設定するとよい。

【００４１】このように、逆起電力発生時期設定手段
が、逆起電力発生時期設定情報を用いて逆起電力発生時
期を設定することで、エンジン回転速度に応じて逆起電
力発生時期を設定することができる。なお、逆起電力発
生時期設定情報は、例えば、実際の内燃機関を用いてエ
ンジン回転速度毎に火花放電の自然終了時期を測定した
測定結果に基づいて、エンジン回転速度に応じて適切な
逆起電力発生時期を設定できるように構成するとよい。
そして、逆起電力発生時期設定情報は、エンジン回転速
度に対応する逆起電力発生時期が定められた設定用マッ
プや設定用テーブルあるいは設定用計算式として、内燃
機関用点火装置に備えられる。

【００４２】よって、本発明（請求項８）の内燃機関用
点火装置によれば、内燃機関のエンジン回転速度に応じ
て適切な逆起電力発生時期を設定することができ、運転
状態が高回転となる場合であっても再放電を抑制でき、
混合気の燃焼状態の検出精度を向上させることができ
る。

【００４３】ところで、点火プラグの電極間電圧は、例
えば、測定対象に直接接続されて電圧を検出する構成の
電圧検出手段を、点火プラグの各電極に直接接続するこ
とで検出することができる。しかし、電極間電圧を直接
検出する場合には、入力可能電圧範囲として点火用電圧
（約４０［ｋＶ］）を含むような、入力可能電圧範囲が
広く設定された高価な電圧検出手段を用いる必要があ
り、コストの上昇が問題となる。

【００４４】そこで、上述（請求項１から請求項８のい
ずれか）の内燃機関用点火装置は、請求項９に記載のよ
うに、電極間電圧検出手段が、点火プラグと二次巻線の
点火用電圧発生端とを接続する通電経路との間で容量結
合する容量結合手段と、この容量結合手段に直列接続さ
れる分圧手段と、を備え、直列に接続された容量結合手
段および分圧手段が、点火プラグに並列接続されてお
り、容量結合手段と分圧手段とにより分圧された分圧電
圧を、電極間電圧として検出するとよい。

【００４５】このように構成された内燃機関用点火装置
においては、直列接続された容量結合手段および分圧手
段を用いて点火プラグの電極間電圧を分圧した分圧電圧
が、点火プラグの電極間電圧に比例した電圧値となる。
なお、容量結合手段および分圧手段のそれぞれの電気的
特性（電気抵抗値など）は、使用する電気素子によって
定まることから、容量結合手段および分圧手段のそれぞ
れの両端電圧の比率（分圧比）は、点火コイルや点火プ
ラグの性能、設計に合わせて適宜設定すればよい。

【００４６】また、直列に接続された容量結合手段およ
び分圧手段が、点火プラグに並列接続されていることか
ら、直列接続された容量結合手段および分圧手段の全体
の両端電圧は、点火プラグの電極間電圧に等しくなる。
このため、電極間電圧検出手段は、容量結合手段と分圧
手段とにより分圧された分圧電圧を、点火プラグの電極
間電圧として検出することができる。

【００４７】また、分圧電圧は、点火プラグの電極間電
圧よりも低電圧となることから、分圧電圧に基づき電極
間電圧を検出するための電極間電圧検出手段は、点火プ
ラグの電極間電圧を直接検出する場合に比べて、入力可
能電圧範囲が狭く設定された低価格の電圧検出手段で構
成することができる。

【００４８】よって、本発明（請求項９）の内燃機関用
点火装置によれば、点火プラグの電極間電圧を検出する
にあたり、低価格の電極間電圧検出手段として構成する
ことができるため、製造コストが上昇するのを抑えるこ
とができ、装置自体の信頼性を向上させることができ
る。

【００４９】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。

【００５０】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においては、請求項１０
に記載のように、点火プラグの中心電極が、正極性とな
るように、二次巻線の点火用電圧発生端に接続されてい
るとよい。これにより、火花放電後における点火プラグ
の電極間には、より大きなイオン電流が発生可能となる
ことから、正常燃焼した場合には火花放電終了時以降の
電極間電圧がより速やかに低下することになり、正常燃
焼時と失火時とのそれぞれにおける電極間電圧の変化割
合の差異がより明確になる。

【００５１】よって、本発明（請求項１０）の内燃機関
用点火装置によれば、電極間電圧に関する正常燃焼時と
失火時との差異が明確となるため、正常燃焼と失火との
判定が容易となり、燃焼状態の判定精度を向上させるこ
とができる。なお、点火用電圧発生時の二次巻線の点火
用電圧における極性は、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。

【００５２】ここで、点火プラグは、対向する電極が静
電容量素子として機能して電荷を蓄積することで電極間
に電位差が発生することから、火花放電の終了後に点火
プラグから二次巻線の点火用電圧発生端に向けて電荷が
移動（漏洩）してしまうと、電極間電圧の低下速度が速
くなってしまう。つまり、このような電荷の移動（漏
洩）が発生すると、火花放電終了時以降の電極間電圧が
短時間で低下することから、実際には失火しているにも
拘わらず、正常燃焼であると誤判定する虞がある。

【００５３】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においては、請求項１
１に記載のように、二次巻線の点火用電圧発生端と点火
プラグとを接続する通電経路上に直列接続され、放電電
流の通電を許容し、放電電流とは逆向きに流れる電流の
通電を阻止する逆流防止手段を備えるとよい。

【００５４】つまり、逆流防止手段が、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ように
設けられていることから、火花放電終了後における点火
プラグから二次巻線に向けての電荷の移動（漏洩）を阻
止することになり、電荷の漏洩による燃焼状態の誤判定
を防ぐことができる。

【００５５】また、逆流防止手段は、一次巻線への通電
遮断時に二次巻線に発生する電流（放電電流）の通電を
許容することから、点火用電圧の発生時において二次巻
線から点火プラグに流れる電流の通電を許容する。つま
り、逆流防止手段によって点火用電圧の発生時における
通電が阻止されることがないため、逆流防止手段を備え
ることに起因して火花放電が発生不可能となることはな
い。

【００５６】よって、本発明（請求項１１）の内燃機関
用点火装置によれば、点火プラグから二次巻線への電荷
の漏洩を防ぐことができ、実際には失火しているにも拘
わらず、電荷の漏洩によって誤って正常燃焼と判断する
のを防ぐことができ、燃焼状態の判定精度を向上させる
ことができる。

【００５７】

【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、実施例としての内燃機関
用点火装置１の構成を表す電気回路図であり、この内燃
機関用点火装置１は、点火プラグ１３の電極間に火花放
電を発生可能に構成されると共に、点火プラグ１３の電
極間電圧を検出可能に構成されている。

【００５８】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。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（以下、バッテリ１１
ともいう）と、中心電極２１と接地電極２３とを備えて
内燃機関の気筒に設けられた点火プラグ１３と、一次巻
線２５と二次巻線２７とを備えて点火用電圧を発生する
点火コイル１５と、一次巻線２５と直列接続されたｎｐ
ｎ型パワートランジスタから成る点火用トランジスタ１
７と、点火用トランジスタ１７を駆動制御するための点
火指令信号２０を出力する電子制御装置１９（以下、Ｅ
ＣＵ１９ともいう）と、を備えている。

【００５９】さらに、内燃機関用点火装置１は、アノー
ドが二次巻線２７（二次巻線２７の点火用電圧発生端３
５）に接続され、カソードが点火プラグ１３の中心電極
２１に接続された逆流防止用ダイオード３１と、点火プ
ラグ１３の電極間電圧を検出する電圧検出回路５１とを
備えている。

【００６０】これらのうち、点火用トランジスタ１７
は、点火コイル１５の一次巻線２５への通電・遮断を行
うために、ＥＣＵ１９からの点火指令信号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
グ素子である。また、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。

【００６１】そして、一次巻線２５は、一端が電源装置
１１の正極に接続され、他端が点火用トランジスタ１７
のコレクタに接続されており、二次巻線２７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（すなわち、点火用電圧発生端３５）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。

【００６２】また、逆流防止用ダイオード３１は、アノ
ードが二次巻線２７に接続され、カソードが点火プラグ
１３の中心電極２１に接続されることから、二次巻線２
７から点火プラグ１３の中心電極２１に向かう電流の通
電を許容し、点火プラグ１３の中心電極２１から二次巻
線２７に向かう電流の通電を阻止している。

【００６３】さらに、点火プラグ１３において、中心電
極２１と対向して火花放電を発生させる火花放電ギャッ
プ２４を形成する接地電極２３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。また、点火用ト
ランジスタ１７は、ベースがＥＣＵ１９の点火指令信号
２０の出力端子に接続され、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。

【００６４】そして、ＥＣＵ１９から出力される点火指
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、ベース電流が流れず点火用トランジスタ１７
はオフ状態（遮断状態）となり、点火用トランジスタ１
７によって一次巻線２５に電流（一次電流２６）が流れ
ることはない。また、ＥＣＵ１９から出力される点火指
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、ベース電流が流れて点
火用トランジスタ１７はオン状態（通電状態）となり、
点火用トランジスタ１７によって一次巻線２５に電流
（一次電流２６）が流れる。なお、一次巻線２５への通
電により、点火コイル１５に磁束エネルギが蓄積され
る。

【００６５】このため、点火指令信号２０がハイレベル
であり一次巻線２５に一次電流２６が流れている状態
で、点火指令信号２０がローレベルになると、点火用ト
ランジスタ１７がオフ状態となり、一次巻線２５への一
次電流２６の通電が遮断（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、二次巻
線２７に点火用電圧が発生し、これが点火プラグ１３に
印加されることで、点火プラグ１３の電極２１−２３間
に火花放電が発生する。

【００６６】なお、点火コイル１５は、一次巻線２５へ
の通電を遮断（停止）することで、二次巻線２７におけ
る点火プラグ１３の中心電極２１にグランド電位よりも
高い正極性の点火用電圧を発生するように構成されてお
り、点火プラグ１３は、この点火用電圧が印加されると
電極２１−２３間に火花放電を発生する。そして、火花
放電に伴い二次巻線２７に流れる二次電流２８（放電電
流２８）は、二次巻線２７から逆流防止用ダイオード３
１、点火プラグ１３の中心電極２１、接地電極２３の順
に通過して、グランドを介して二次巻線２７に戻る方向
に流れる。

【００６７】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。なお、点火プラグ１３における火花放電が
自然終了した時点においても、点火コイル１５には残留
エネルギが残されており、この残留エネルギによって、
二次巻線２７の両端には、火花放電の発生には不十分で
はあるが概略数ｋＶの残留誘導電圧が発生する。

【００６８】この残留誘導電圧は、二次巻線の端部の正
負極性が点火用電圧と同一極性となる状態で発生するこ
とから、二次巻線に残留誘導電圧が発生する際には、中
心電極２１が正極性、接地電極２３が負極性となる状態
で、点火プラグ１３に電圧が印加される。

【００６９】次に、点火プラグ１３の電極間電圧を検出
する電圧検出回路５１について説明する。まず、電圧検
出回路５１は、図１に示すように、二次巻線２７の点火
用電圧発生端３５と点火プラグ１３の中心電極２１とを
接続する通電経路との間で容量結合する導電体５３と、
導電体５３とグランドとの間に接続されるコンデンサ６
５と、コンデンサ６５に並列接続される抵抗６３とを備
えている。

【００７０】そして、導電体５３は、二次巻線２７の点
火用電圧発生端３５と点火プラグ１３の中心電極２１と
を接続する通電経路に対して所定間隔を隔てて配置され
る電極板からなり、通電経路と共に静電容量素子を構成
する。なお、導電体５３と通電経路とで構成される静電
容量素子は、点火プラグ１３の電極間電圧に応じた電荷
が蓄積される。

【００７１】また、導電体５３およびコンデンサ６５
は、点火プラグ１３の電極間電圧を分圧する分圧回路を
構成しており、コンデンサ６５の両端電圧は、点火プラ
グ１３の電極間電圧と、導電体５３およびコンデンサ６
５の電圧分圧比とに基づいて定められる分圧電圧とな
る。つまり、コンデンサ６５の両端電圧は、点火プラグ
１３の電極間電圧に比例した電圧値となる。

【００７２】さらに、導電体５３とコンデンサ６５との
接続点は、判別回路６７の入力端子に接続されており、
導電体５３およびコンデンサ６５による分圧電圧が、判
別回路６７に入力される。この判別回路６７は、図示し
ていないが、検出した電極間電圧に応じて変化する電極
間電圧信号から燃焼状態の判別に用いる所定成分を抽出
してフィルタ後電圧信号として出力するフィルタ回路部
を備える。なお、フィルタ後電圧信号は、フィルタ回路
部から後述する比較回路部とピークホールド回路部のそ
れぞれに出力されるようになっている、また、判別回路
６７は、フィルタ回路部から出力されたフィルタ後電圧
信号のピーク値をピーク電圧信号として保持するビーク
ホールド回路部と、ピークホールド回路部から出力され
るピーク電圧信号を所定の分圧比に応じて分圧して調整
後ピーク電圧信号を得るためのピーク電圧信号調整回路
部と、ＥＣＵ１９からの読込指令信号７２に基づいてピ
ークホールド回路部のＯＮ・ＯＦＦ状態をスイッチング
制御するスイッチ回路部とを備える。

【００７３】さらに、判別回路６７は、上記ピーク電圧
信号調整回路部から出力される調整後ピーク電圧信号
と、上記フィルタ回路部からのフィルタ後電圧信号とを
比較して、フィルタ後電圧信号が調整後ピーク電圧信号
よりも大きいときに判定結果信号６８を出力する比較回
路部を備えている。なお、判別回路６７に備えられる各
回路部は、公知の構成を用いればよいことはいうまでも
ない。

【００７４】このような構成を備える判別回路６７から
出力される判定結果信号６８は、ＥＣＵ１９に入力され
る。そして、ＥＣＵ１９にて、判定結果信号６８の出力
時間を検出し、この判定結果信号６８の出力時間が予め
設定された燃焼状態判定時間よりも大きいか否かを判断
して、判定結果信号６８の出力時間が燃焼状態判定時間
よりも小さいときに正常燃焼であると判定する。逆に、
判定結果信号６８の出力時間が燃焼状態判定時間よりも
大きいと判断されたときには、失火であると判定する。

【００７５】以上のように、本内燃機関用点火装置１で
は、判別回路６７から出力される判定結果信号６８の出
力時間に基づき、ＥＣＵ１９にて正常燃焼と失火の判定
を行っており、これは点火プラグ１３における火花放電
終了時以降の電極間電圧の時間経過に伴う低下度合いを
検出して正常燃焼と失火の判定を行っていることに相当
する。つまり、本内燃機関用点火装置１は、点火プラグ
１３の火花放電終了時以降の電極間電圧に基づき、内燃
機関の燃焼状態の判定を行っている。

【００７６】また、判別回路６７は、ＥＣＵ１９からハ
イレベルの読込指令信号７２が入力される場合に、ヒー
クホールド回路部をＯＮ状態にして燃焼状態の判別処理
を行い、ローレベルの読込指令信号７２が入力される場
合には、ピークホールド回路部をＯＦＦ状態にし、保持
されるフィルタ後電圧信号のピーク値をリセットして燃
焼状態の判別処理は行わないよう構成されている。

【００７７】次に、内燃機関用点火装置１のＥＣＵ１９
において実行される燃焼状態判定処理について、図３に
示すフローチャートを用いて説明する。また、燃焼状態
判定処理を実行する際の内燃機関用点火装置１における
各部（点火指令信号２０、点火プラグ１３の電極間電
圧、および二次巻線２７に流れる二次電流２８）の状態
を表すタイムチャートを図２に示す。

【００７８】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
燃焼状態判定処理のほかに、別途、内燃機関の吸入空気
量（吸気管圧力），回転速度（エンジン回転速度）、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。

【００７９】また、図３に示す燃焼状態判定処理は、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。

【００８０】そして、内燃機関が始動されて燃焼状態判
定処理が開始されると、まずＳ３１０（Ｓはステップを
表す）にて、別途実行される運転状態検出処理にて検出
された内燃機関の運転状態を読込み、Ｓ３２０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）および火花放電持続時間Ｔｔを設
定する。

【００８１】なお、Ｓ３１０での処理では、内燃機関の
エンジン回転速度と、スロットル開度や吸気管負圧（吸
入空気量）等を用いて算出されるエンジン負荷とを含む
情報を運転状態として読み込む処理を行う。そして、Ｓ
３２０での処理では、火花放電発生時期ｔｓは、エンジ
ン回転速度とエンジン負荷とをパラメータとするマッ
プ、テーブル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
った従来から知られている手順で設定される。

【００８２】また、火花放電持続時間Ｔｔは、エンジン
回転速度とエンジン負荷を含む運転状態に基づいて、予
め用意されたマップ、テーブル若しくは計算式を用いて
設定される。なお、この火花放電持続時間Ｔｔの設定に
用いるマップ、テーブルもしくは計算式は、混合気の乱
流が遅く火花放電が吹き消され難い運転条件（低回転運
転時）になるほど火花放電持続時間Ｔｔを長い時間に設
定するように、また、混合気の乱流が速く火花放電が吹
き消され易い運転条件（高回転運転時）になるほど火花
放電持続時間Ｔｔを短い時間に設定するように構成され
ている。

【００８３】そして、エンジン回転速度およびエンジン
負荷に基づいて、火花放電持続時間Ｔｔを設定するため
の設定用マップは、例えば、図１０に示すように構成さ
れている。また、この設定用マップは、実際の内燃機関
を用いてエンジン回転速度毎に火花放電の自然終了時期
を測定した測定結果に基づいて、エンジン回転速度に応
じて適切な火花放電持続時間を設定できるよう構成され
ている。

【００８４】このようにして火花放電持続時間Ｔｔを定
めることで、二次巻線２７に逆起電力を発生させる逆起
電力発生時期を設定することになる。なお、本実施例で
は、エンジン回転速度とエンジン負荷をパラメータとす
るマップ、テーブルまたは計算式を用いて最適な火花放
電持続時間Ｔｔを設定するが、エンジン回転速度のみに
基づいて火花放電持続時間Ｔｔを設定可能なマップ、テ
ーブルあるいは計算式を用いても良い。

【００８５】次に、Ｓ３３０では、Ｓ３２０にて設定し
た火花放電発生時期ｔｓに基づき、火花放電発生時期ｔ
ｓに対して、予め設定された一次巻線通電時間だけ早い
一次巻線２５の通電開始時期を求め、通電開始時期に達
した時点（図２に示す時刻ｔ１）で、点火指令信号２０
をローレベルからハイレベルに変化させる（図２に示す
時刻ｔ１）。

【００８６】なお、Ｓ３３０の処理により、点火指令信
号２０がローレベルからハイレベルに切り換わると、点
火用トランジスタ１７がオン状態となり、点火コイル１
５の一次巻線２５に一次電流２６が流れる。また、火花
放電発生時期ｔｓまでの一次巻線通電時間は、一次巻線
２５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最大の火花エネルギとなるように、
予め設定されている。

【００８７】そして、続くＳ３４０では、クランク角セ
ンサからのクランク角検出信号に基づき、Ｓ３２０で設
定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。
そして、Ｓ３４０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）、Ｓ３５０に移
行する。

【００８８】すると、Ｓ３５０では、点火指令信号２０
をハイレベルからローレベルに反転させ、この結果、点
火用トランジスタ１７がターンオフして一次電流２６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２７に点火用電圧が発生し、点火プラグ１３の
電極２１−２３間に火花放電が発生する。

【００８９】なお、図２に示すタイムチャートから、点
火指令信号２０がハイレベルからローレベルに反転する
時刻ｔ２において、点火プラグ１３の電極間電圧が大き
な電圧値となると共に、二次電流２８が流れていること
が判る。次のＳ３６０では、Ｓ３４０で肯定判定された
時点を起点として、Ｓ３２０で設定した火花放電持続時
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
花放電持続時間Ｔｔが経過するまで待機する。そして、
Ｓ３６０にて、火花放電持続時間Ｔｔに達したと判断さ
れると（図２に示す時刻ｔ３）、Ｓ３７０に移行する。

【００９０】そして、Ｓ３７０では、点火指令信号２０
をローレベルからハイレベルに変化させる処理を行い、
点火指令信号２０がローレベルからハイレベルに切り換
わると、点火用トランジスタ１７がオン状態となり、点
火コイル１５の一次巻線２５に一次電流２６が流れて、
二次巻線２７に点火用電圧とは逆極性の起電力である逆
起電力が発生する。これにより、点火プラグ１３にて発
生した火花放電が強制的に遮断される。また、図２に示
すタイムチャートから、時刻ｔ３において火花放電が終
了する（遮断される）ことで、二次電流の通電が停止し
ていることが判る。なお、この逆起電力は、残留誘導電
圧とは逆極性であり、二次巻線２７の両端電圧は、残留
誘導電圧から逆起電力の電圧値を差し引いた電圧値とな
る。

【００９１】この時の二次巻線２７の両端電圧は、点火
用電圧と同一極性であるため、逆流防止用ダイオード３
１による制限を受けることなく、点火プラグ１３の電極
間に印加される。これにより、点火プラグ１３の電極
（中心電極２１および接地電極２３）が静電容量素子と
して機能するため、各電極に電荷が蓄積されて、電極間
に電位差が発生する。

【００９２】このようにして、点火プラグ１３の電極に
電荷が蓄積されている際に、燃焼室内にイオンが存在す
る場合には、そのイオンを通じて電荷が移動して点火プ
ラグ１３の電極間に電流が流れることになり、電荷の移
動に伴い、点火プラグ１３の火花放電終了時以降の電極
間電圧は速やかに低下する。また、燃焼室内にイオンが
存在しない場合には、イオンを介した電荷の移動が発生
しないため、点火プラグ１３の火花放電終了時以降の電
極間電圧は緩やかに低下する。なお、イオンが存在しな
い場合であっても、僅かながら電荷の漏洩が生じること
から、実際には、点火プラグ１３の電極間電圧は緩やか
に低下することになる。

【００９３】なお、図２においては、時刻ｔ１１から時
刻ｔ１５までの各時点がそれぞれ時刻ｔ１から時刻ｔ５
までの各時点に対応している。そして、時刻ｔ３から時
刻ｔ５にかけては、失火時の波形を示しており、点火プ
ラグ１３の火花放電終了時（時刻ｔ３）以降の電極間電
圧が緩やかに低下していることが判る。また、時刻ｔ１
３から時刻ｔ１５にかけては、正常燃焼時の波形を示し
ており、点火プラグ１３の火花放電終了時（時刻ｔ１
３）以降の電極間電圧が速やかに低下していることが判
る。

【００９４】そして、時刻ｔ３から時刻ｔ５にかけて、
および時刻ｔ１３から時刻ｔ１５にかけての期間におい
ては、電圧検出回路５１では、コンデンサ６５の両端電
圧が点火プラグ１３の電極間電圧に応じた分圧電圧とな
り、その分圧電圧が判別回路６７に入力されている。

【００９５】次に、そして、Ｓ３７０の処理と同期し
て、Ｓ３８０では、判別回路６７を用いて点火プラグ１
３の電極間電圧（詳細には分圧電圧）を読み込む処理を
開始する。具体的には、判別回路６７に対して出力する
読込指令信号７２をハイレベルに変化させ、予め定めら
れた燃焼状態判定期間が経過すると、読込指令信号７２
をローレベルに変化させる処理を行う。なお、燃焼状態
判定期間は、予めＥＣＵ１９に記憶されている。

【００９６】なお、本実施例では、燃焼状態判定期間
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、運転状態に応じて適切な値を設定し
てもよい。その場合には、判別回路６７を運転状態に応
じて適切な値を設定するよう構成して、Ｓ３９０での処
理内容として、判別回路６７から燃焼状態判定期間を取
り込む処理を追加するとよい。

【００９７】そして、ハイレベルの読込指令信号７２が
入力された判別回路６７は、点火プラグ１３の電極間電
圧を読込むための処理を実行して、判定結果信号６８を
ＥＣＵ１９に対して出力する。続くＳ３９０では、判別
回路６７からの判定結果信号６８に基づいて燃焼状態を
判定し、正常燃焼であるか失火であるかを判別する処理
を行う。

【００９８】次のＳ４００では、Ｓ３６０で肯定判定さ
れた時点を起点として、点火指令信号２０のハイレベル
継続時間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待機
し、肯定判定された場合にはＳ４１０に移行する。な
お、点火指令信号２０のハイレベル継続時間は、予めＥ
ＣＵ１９に記憶されている。そして、Ｓ４００にて、点
火指令信号２０のハイレベル継続時間が経過したと判断
されると（図２に示す時刻ｔ４）、Ｓ４１０に移行す
る。なお、本実施例では、点火指令信号２０のハイレベ
ル継続時間は、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。

【００９９】そして、Ｓ４１０では、点火指令信号２０
を緩やかにハイレベルからローレベルに低下させる処理
を行う。このように、緩やかに点火指令信号２０を低下
させるのは、再放電が発生するのを防ぐためである。つ
まり、点火指令信号２０を急峻にハイレベルからローレ
ベルに変化させると、二次巻線２７に点火用電圧が発生
して再放電が発生してしまうが、点火指令信号２０のレ
ベルを緩やかに低下させることで、一次巻線２５での単
位時間あたりの電流変化量を小さくすることができ、二
次巻線２７に点火用電圧が発生するのを防ぐことができ
る。

【０１００】そして、Ｓ４１０における処理が終了する
と、燃焼状態判定処理が終了する。なお、図２では、時
刻ｔ４から時刻ｔ５にかけて、および時刻ｔ１４から時
刻ｔ１５にかけて、点火指令信号２０が緩やかに低下し
ており、点火プラグ１３の電極間電圧が高電圧にはなら
ないことから、再放電が発生していないことが判る。

【０１０１】ここで、上記実施例では、点火用トランジ
スタ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、導電体５３およびコンデンサ６５が電極
間電圧検出手段に相当し、判別回路６７のフィルタ回路
部、ピークホールド回路部、ピーク電圧信号調整回路
部、比較回路部およびＥＣＵ１９が燃焼状態判別手段に
相当する。また、導電体５３が容量結合手段に相当し、
コンデンサ６５が分圧手段に相当し、逆流防止用ダイオ
ード３１が逆流防止手段に相当する。

【０１０２】また、点火用トランジスタ１７および燃焼
状態判定処理のＳ３６０、Ｓ３７０、Ｓ４００、Ｓ４１
０が再通電手段（再放電防止手段）に相当し、特に、燃
焼状態判定処理のＳ３６０、Ｓ３７０、Ｓ４００、Ｓ４
１０が第１再通電制御手段に相当する。

【０１０３】さらに、燃焼状態判定処理のＳ３１０が運
転状態読込手段に相当し、燃焼状態判定処理のＳ３２０
が逆起電力発生時期設定手段に相当し、燃焼状態判定処
理のＳ３２０で用いられるマップ、テーブルあるいは計
算式が逆起電力発生時期設定情報に相当する。

【０１０４】以上説明したように、本実施例の内燃機関
用点火装置１においては、火花放電終了後に、一次巻線
２５に電流を再通電することで、点火用電圧とは逆極性
の起電力である逆起電力を二次巻線２７に発生させて、
残留誘導電圧からこの逆起電力に相当する電圧を差し引
いた電圧を二次巻線２７の両端に発生させている。これ
により、火花放電終了時（この場合、強制遮断時）にお
ける点火プラグ１３の電極間電圧の上昇に伴う再放電が
発生するのを防ぐことができる。

【０１０５】よって、本実施例の内燃機関用点火装置に
よれば、火花放電終了後に再放電が発生するのを抑制で
き、実際に失火しているにも拘わらず、正常燃焼と誤判
定するのを防ぐことができる。このため、火花放電終了
時以降の点火プラグの電極間電圧に基づく混合気の燃焼
状態の検出精度を向上させることができる。

【０１０６】また、本実施例の内燃機関用点火装置は、
燃焼状態判定処理でのＳ３１０にて、少なくともエンジ
ン回転速度を含む内燃機関の運転状態を読み込む処理を
行い、Ｓ３２０にて、Ｓ３１０で読み込んだ運転状態に
基づき火花放電持続時間Ｔｔを設定している。なお、Ｓ
３２０では、火花放電持続時間Ｔｔを定めることで、二
次巻線２７に逆起電力を発生させる逆起電力発生時期を
設定している。

【０１０７】このとき、Ｓ３２０では、マップ、テーブ
ルもしくは計算式を用いて、少なくともエンジン回転速
度に基づいて、火花放電持続時間Ｔｔ（換言すれば、逆
起電力発生時期）を設定している。そして、低回転時に
なるほど火花放電持続時間Ｔｔを長い時間に設定するこ
とで、逆起電力発生時期を遅い時期に設定し、また、高
回転時になるほど火花放電持続時間Ｔｔを短い時間に設
定することで、逆起電力発生時期を早い時期に設定して
いる。

【０１０８】このように、エンジン回転速度が高回転に
なるほど逆起電力発生時期を早期に設定することで、早
い段階で混合気の乱流により途切れて火花放電が終了す
る運転状態下であっても、火花放電終了から逆起電力発
生までの時間を短くできるため、再放電の発生を抑える
ことができる。

【０１０９】よって、本実施例の内燃機関用点火装置に
よれば、内燃機関の運転状態が高回転となる場合であっ
ても、再放電を抑制することができるため、燃焼状態の
誤判定を防ぐことができ、混合気の燃焼状態の検出精度
を向上させることができる。さらに、本実施例の内燃機
関用点火装置においては、直列接続された導電体５３お
よびコンデンサ６５を用いて点火プラグ１３の電極間電
圧を分圧した分圧電圧を検出している。

【０１１０】このとき、コンデンサ６５の両端電圧であ
る分圧電圧は、点火プラグの電極間電圧よりも低電圧で
あることから、分圧電圧に基づき電極間電圧を検出する
ための判別回路６７は、点火プラグ１３の電極間電圧を
直接検出する場合に比べて、入力可能電圧範囲が狭く設
定された低価格の回路で構成することができる。つま
り、本実施例の内燃機関用点火装置は、判別回路６７と
して入力可能電圧範囲が広く設定された高価な判別回路
を用いることなく、点火プラグ１３の電極間電圧を検出
することができる。

【０１１１】よって、本実施例の内燃機関用点火装置に
よれば、点火プラグ１３の電極間電圧を検出するにあた
り、低価格の判別回路６７を用いることができるため、
製造コストが上昇するのを抑えることができる。さら
に、本実施例の内燃機関用点火装置においては、二次巻
線２７の点火用電圧発生端３５と点火プラグ１３とを接
続する通電経路上に直列接続された逆流防止用ダイオー
ド３１を備えている。そして、この逆流防止用ダイオー
ド３１は、放電電流２８の通電を許容し、放電電流２８
とは逆向きに流れる電流の通電を阻止している。

【０１１２】つまり、逆流防止用ダイオード３１が、一
次巻線２５への通電時に二次巻線２７に発生する電流の
通電を阻止することから、火花放電終了後における点火
プラグ１３から二次巻線２７に向けての電荷の移動（漏
洩）を阻止することになり、電荷の漏洩による燃焼状態
の誤判定を防ぐことができる。また、逆流防止用ダイオ
ード３１は、放電電流２８の通電を許容することから、
逆流防止用ダイオード３１を備えることに起因して火花
放電が発生不可能となることはない。

【０１１３】よって、本実施例の内燃機関用点火装置に
よれば、点火プラグから二次巻線への電荷の漏洩を防ぐ
ことができ、失火しているにも拘わらず誤って正常燃焼
と判断するのを防ぐことができ、燃焼状態の判定精度を
向上させることができる。ここで、本実施例の内燃機関
用点火装置を用いて、火花放電終了時の点火プラグの電
極間電圧を測定した測定結果を図９に示す。本測定は、
上記実施例の内燃機関用点火装置を用いて、火花放電を
強制的に遮断した時の点火プラグの電極間電圧のピーク
値を検出するという手順で実行しており、ピーク値の検
出を１００回実行して得られた測定結果を図９に示して
いる。

【０１１４】また、比較実験として、火花放電中に一次
巻線への再通電を行わない従来の内燃機関用点火装置を
用いて、火花放電が自然終了した時の点火プラグの電極
間電圧のピーク値を検出する測定も実施した。なお、両
測定とも同運転条件下で行った。

【０１１５】図９に示す測定結果から、従来の内燃機関
用点火装置を用いた測定では、火花放電後の電極間電圧
のピーク値が約１．１〜３．７［ｋＶ］までの広い範囲
に分布しており、そのうち２．３［ｋＶ］以上の範囲で
は再放電が数回発生していることが判る。これに対し
て、本発明の内燃機関用点火装置を用いた測定では、電
極間電圧のピーク値が約０．６〜１．１［ｋＶ］までの
狭い範囲に分布しており、再放電が発生していないこと
が判る。また、本発明の内燃機関用点火装置における電
極間電圧のピーク値は、従来の内燃機関用点火装置にお
ける電極間電圧のピーク値に比べて、低い電圧値となっ
ており、本発明の内燃機関用点火装置は、再放電が発生
し難いことが判る。

【０１１６】よって、図９に示す測定結果によれば、本
発明の内燃機関用点火装置は、従来の内燃機関用点火装
置に比べて、火花放電終了時の電極間電圧の上昇に伴う
再放電を防止でき、燃焼状態の判定処理における誤判定
を防止できることが判る。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
上述した第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。

【０１１７】そこで、第２実施例として、火花放電中に
一次巻線の両端を短絡することで、火花放電を強制的に
遮断するとともに、残留エネルギによる再放電を防ぐよ
う構成された第２内燃機関用点火装置３について説明す
る。まず、図４は、第２実施例としての第２内燃機関用
点火装置３の構成を表す電気回路図である。

【０１１８】そして、第２内燃機関用点火装置３は、図
１に示す第１実施例の内燃機関用点火装置１に対して、
一次巻線２５の両端を短絡するための短絡用スイッチ７
５が追加されて構成されている。また、第２内燃機関用
点火装置３は、ＥＣＵ１９で実行される燃焼状態判定処
理の処理内容が一部異なっている。

【０１１９】そこで、第１実施例の内燃機関用点火装置
との相違点を中心に、第２内燃機関用点火装置３につい
て説明する。まず、短絡用スイッチ７５は、一次巻線２
５に並列に接続されており、ＥＣＵ１９からのスイッチ
駆動指令信号７６に基づき、内部線路が短絡状態に設定
されるように構成されている。そして、短絡用スイッチ
７５は、通常時には内部線路が開放状態となっており、
スイッチ駆動指令信号７６が入力されると内部線路が短
絡状態となり、内部線路を流れる電流が所定電流値以下
になると、内部線路が開放状態に移行するよう構成され
ている。なお、このような短絡用スイッチ７５は、例え
ば、サイリスタやトライアックを用いて構成することが
できる。

【０１２０】つまり、火花放電中にスイッチ駆動指令信
号７６が入力されて、短絡用スイッチ７５が一次巻線２
５の両端を短絡すると、点火コイル１５の残留エネルギ
により短絡用スイッチ７５を通じて一次巻線２５に電流
が流れることになる。すると、二次巻線２７に残留誘導
電圧とは逆極性の誘導電圧（逆起電力）が発生する。こ
れにより、残留誘導電圧から逆起電力を差し引いた電圧
が二次巻線２７の両端に発生するため、二次巻線２７の
両端に発生する電圧値の上昇度合いを抑えることがで
き、火花放電終了時の電極間電圧の上昇に伴う再放電の
発生を抑えることができる。

【０１２１】次に、第２内燃機関用点火装置３のＥＣＵ
１９において実行される燃焼状態判定処理について、図
６に示すフローチャートを用いて説明する。また、燃焼
状態判定処理を実行する際の第２内燃機関用点火装置３
における各部（点火指令信号２０、スイッチ駆動指令信
号７６、点火プラグ１３の電極間電圧、および二次巻線
２７に流れる二次電流２８）の状態を表すタイムチャー
トを図５に示す。

【０１２２】そして、内燃機関が始動されて燃焼状態判
定処理が開始されると、まずＳ６１０（Ｓはステップを
表す）にて、別途実行される運転状態検出処理にて検出
された内燃機関の運転状態を読込み、Ｓ６２０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）および火花放電持続時間Ｔｔを設
定する。

【０１２３】なお、Ｓ６１０からＳ６５０までの処理
は、第１実施例の燃焼状態判定処理におけるＳ３１０か
らＳ３５０までの処理と同一内容である。つまり、Ｓ６
１０からＳ６５０までの処理では、読み込んだ運転状態
に基づき火花放電発生時期ｔｓおよび火花放電持続時間
Ｔｔを設定し、点火指令信号２０を出力することで点火
用トランジスタ１７を駆動制御して、点火コイル１５の
二次巻線２７に点火用電圧を発生させて、点火プラグ１
３の電極間に火花放電を発生させる一連の処理を行う。

【０１２４】次のＳ６６０では、判別回路６７を用いて
点火プラグ１３の電極間電圧を読み込む処理を開始す
る。具体的には、判別回路６７に対して出力する読込指
令信号７２をハイレベルに変化させ、予め定められた燃
焼状態判定期間が経過すると、読込指令信号７２をロー
レベルに変化させる処理を行う。そして、ハイレベルの
読込指令信号７２を受信した判別回路６７では、ピーク
ホールド回路部がＯＮ状態となり、比較回路部にて上述
したようにフィルタ後電圧信号と調整後ピーク電圧信号
とを比較して、判定結果信号６８をＥＣＵ１９に対して
出力する。

【０１２５】なお、燃焼状態判定期間は、同気筒におけ
る次の燃焼サイクルの点火時期前までに読込指令信号７
２をハイレベル出力するように設定されている。次のＳ
６７０では、Ｓ６４０で肯定判定された時点を起点とし
て、Ｓ６２０で設定した火花放電持続時間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、火花放電持続時間
Ｔｔが経過するまで待機する。そして、Ｓ６７０にて、
火花放電持続時間Ｔｔに達したと判断されると（図５に
示す時刻ｔ３）、Ｓ６８０に移行する。

【０１２６】そして、Ｓ６８０では、瞬時的なパルス信
号としてのスイッチ駆動指令信号７６を出力する処理を
行い、スイッチ駆動指令信号７６が出力されると、短絡
用スイッチ７５が開放状態から短絡状態となり、一次巻
線２５の両端が短絡される。すると、残留エネルギによ
り、点火コイル１５の一次巻線２５に一次電流２６が流
れて、二次巻線２７に点火用電圧とは逆極性の逆起電力
が発生する。この逆起電力は、残留誘導電圧とは逆極性
であり、二次巻線２７の両端電圧は、残留誘導電圧から
逆起電力の電圧値を差し引いた電圧値となる。

【０１２７】この時の二次巻線２７の両端電圧は、点火
用電圧と同一極性であるため、逆流防止用ダイオード３
１による制限を受けることなく、点火プラグ１３の電極
間に印加される。これにより、点火プラグ１３の電極
（中心電極２１および接地電極２３）が静電容量素子と
して機能するため、各電極に電荷が蓄積されて、電極間
に電位差が発生する。

【０１２８】このようにして、点火プラグ１３の電極に
電荷が蓄積されている際に、燃焼室内にイオンが存在す
る場合には、そのイオンを通じて電荷が移動して点火プ
ラグ１３の電極間に電流が流れることになり、電荷の移
動に伴い、点火プラグ１３の電極間電圧は速やかに低下
する。また、燃焼室内にイオンが存在しない場合には、
イオンを介した電荷の移動が発生しないため、点火プラ
グ１３の電極間電圧は緩やかに低下する。なお、イオン
が存在しない場合であっても、僅かながら電荷の漏洩が
生じることから、実際には、点火プラグ１３の電極間電
圧は緩やかに低下することになる。

【０１２９】なお、図５においては、時刻ｔ１１から時
刻ｔ１５までの各時点がそれぞれ時刻ｔ１から時刻ｔ５
までの各時点に対応している。そして、時刻ｔ３から時
刻ｔ５にかけては、失火時の波形を示しており、点火プ
ラグ１３の電極間電圧が緩やかに低下していることが判
る。また、時刻ｔ１３から時刻ｔ１５にかけては、正常
燃焼時の波形を示しており、点火プラグ１３の電極間電
圧が速やかに低下していることが判る。さらに、時刻ｔ
３および時刻ｔ１３では、火花放電が自然終了する前に
一次巻線への再通電を開始しており、火花放電を強制的
に遮断している。

【０１３０】そして、時刻ｔ３から時刻ｔ５にかけて、
および時刻ｔ１３から時刻ｔ１５にかけての期間におい
ては、電圧検出回路５１では、コンデンサ６５の両端電
圧が点火プラグ１３の電極間電圧に応じた分圧電圧とな
り、その分圧電圧が判別回路６７に入力されている。

【０１３１】続くＳ６９０では、判別回路６７からの判
定結果信号６８に基づいて燃焼状態を判定し、正常燃焼
であるか失火であるかを判別する処理を行う。そして、
Ｓ６９０における処理が終了すると、燃焼状態判定処理
が終了する。なお、Ｓ６８０での処理により短絡用スイ
ッチ７５が短絡状態となることで一次巻線２５に発生し
た一次電流２６は、時間経過に伴い減少していき、一次
電流２６が所定電流値以下になると、短絡用スイッチ７
５は開放状態となる。このように短絡用スイッチ７５が
開放状態となるタイミングは、火花放電終了後の点火コ
イル１５における残留エネルギの大きさによって変化す
るが、時刻ｔ５の近傍となる。

【０１３２】なお、第２実施例では、短絡用スイッチ７
５および燃焼状態判定処理のＳ６７０、Ｓ６８０が特許
請求の範囲に記載の一次巻線短絡手段（再放電防止手
段）に相当し、特に、短絡用スイッチ７５が短絡用スイ
ッチング手段に相当し、燃焼状態判定処理のＳ６７０、
Ｓ６８０が一次巻線短絡制御手段に相当する。

【０１３３】また、燃焼状態判定処理のＳ６１０が運転
状態読込手段に相当し、燃焼状態判定処理のＳ６２０が
逆起電力発生時期設定手段に相当し、燃焼状態判定処理
のＳ６２０で用いられるマップ、テーブルあるいは計算
式が逆起電力発生時期設定情報に相当する。

【０１３４】以上説明したように、第２実施例の第２内
燃機関用点火装置３においては、火花放電中に、一次巻
線２５の両端を短絡することで、点火用電圧とは逆極性
となる逆起電力を二次巻線２７に発生させて、残留誘導
電圧からこの逆起電力に相当する電圧を差し引いた電圧
を二次巻線２７の両端に発生させている。これにより、
火花放電終了時の点火プラグ１３における電極間電圧の
上昇度合いを抑えることができるため、再放電が発生す
るのを防ぐことができる。

【０１３５】よって、第２実施例の第２内燃機関用点火
装置３によれば、火花放電終了後に再放電が発生するの
を抑制でき、実際に失火しているにも拘わらず、正常燃
焼と誤判定するのを防ぐことができる。このため、火花
放電終了時以降の点火プラグの電極間電圧に基づく混合
気の燃焼状態の検出精度を向上させることができる。

【０１３６】また、第２実施例の第２内燃機関用点火装
置３においては、短絡用スイッチ７５が、外部からの指
令を受けることなく、通電電流が所定電流値以下となる
ことで短絡状態から開放状態に変化する。つまり、燃焼
状態判定処理において、短絡用スイッチ７５を短絡状態
から開放状態に変化させるための処理を実行する必要が
ない。

【０１３７】このため、第２実施例の燃焼状態判定処理
においては、第１実施例の燃焼状態判定処理におけるＳ
４００およびＳ４１０に相当する処理を省略することが
でき、燃焼状態判定処理の処理内容を簡略化することが
できる。また、燃焼状態判定処理の処理内容を簡略化す
ることで、ＥＣＵ１９における内部処理の処理負荷を軽
減することができる。

【０１３８】次に、第３実施例として、火花放電中に、
点火用トランジスタとは別に一次巻線の通電・遮断を行
う第２トランジスタ７９を備えて、第２トランジスタ７
９により一次巻線への再通電を行うことで、火花放電を
強制的に遮断すると共に、残留エネルギによる再放電を
防ぐよう構成された第３内燃機関用点火装置５について
説明する。

【０１３９】まず、図７は、第３実施例としての第３内
燃機関用点火装置５の構成を表す電気回路図である。そ
して、第３内燃機関用点火装置５は、図１に示す第１実
施例の内燃機関用点火装置１に対して、点火用トランジ
スタ１７に並列接続された第２トランジスタ７９が追加
されて構成されている。また、第３内燃機関用点火装置
５は、ＥＣＵ１９で実行される燃焼状態判定処理の処理
内容が一部異なっている。

【０１４０】そこで、第１実施例の内燃機関用点火装置
との相違点を中心に、第３内燃機関用点火装置５につい
て説明する。まず、第２トランジスタ７９は、点火用ト
ランジスタ１７に並列に接続されており、点火コイル１
５の一次巻線２５への通電・遮断を行うために、ＥＣＵ
１９からの第２駆動指令信号８０に基づいてスイッチン
グ動作する半導体素子（ｎｐｎ型パワートランジスタ）
からなるスイッチング素子である。そして、第２トラン
ジスタ７９は、ベースがＥＣＵ１９の第２駆動指令信号
８０の出力端子に接続され、コレクタが一次巻線２５と
点火用トランジスタ１７との接続点に接続され、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。

【０１４１】そして、第２トランジスタ７９は、第２駆
動指令信号８０がローレベル（一般にグランド電位）で
ある場合にはベース電流が流れずオフ状態（遮断状態）
となり、第２駆動指令信号８０がハイレベル（一般に定
電圧電源からの供給電圧５［Ｖ］）である場合にはベー
ス電流が流れてオン状態（通電状態）となる。

【０１４２】つまり、火花放電中に、第２駆動指令信号
８０がハイレベルとなり、第２トランジスタ７９がオン
状態となると、点火コイル１５の残留エネルギにより第
２トランジスタ７９を通じて一次巻線２５に電流が流
れ、これに伴い、二次巻線２７に残留誘導電圧とは逆極
性の誘導電圧（逆起電力）が発生する。これにより、残
留誘導電圧から逆起電力を差し引いた電圧が二次巻線２
７の両端に発生するため、二次巻線２７の両端に発生す
る電圧値の上昇を抑えることができ、点火プラグの火花
放電終了時の電極間電圧の上昇度合いを抑えることがで
きる。

【０１４３】次に、第３内燃機関用点火装置５のＥＣＵ
１９において実行される燃焼状態判定処理について説明
する。なお、第３実施例の燃焼状態判定処理は、第１実
施例の燃焼状態判定処理におけるＳ３７０，Ｓ４００お
よびＳ４１０の処理内容を変更して構成されている。

【０１４４】つまり、第３実施例の燃焼状態判定処理に
おいては、Ｓ３７０では、第２駆動指令信号８０をロー
レベルからハイレベルに変化させる処理を行い、Ｓ４０
０では、第２駆動指令信号８０のハイレベル継続時間が
経過したか否かを判断しており、Ｓ４１０では、第２駆
動指令信号８０を緩やかにハイレベルからローレベルに
低下させる処理を行う。なお、第２駆動指令信号８０の
ハイレベル継続時間は、予めＥＣＵ１９に記憶されてい
る。

【０１４５】よって、第３実施例の燃焼状態判定処理を
実行することで、点火用トランジスタ１７を駆動制御し
て火花放電を発生させることができ、また、火花放電中
に第２トランジスタ７９を駆動制御して一次巻線２５へ
の再通電を行うことで、火花放電を強制的に遮断すると
共に、点火プラグ１３での再放電を防ぐことができる。

【０１４６】なお、第３実施例では、第２トランジスタ
７９および燃焼状態判定処理のＳ３６０、Ｓ３７０、Ｓ
４００、Ｓ４１０が、特許請求の範囲に記載の再通電手
段（再放電防止手段）に相当し、特に、第２トランジス
タ７９が第２スイッチング手段に相当し、燃焼状態判定
処理のＳ３６０、Ｓ３７０、Ｓ４００、Ｓ４１０が第２
再通電制御手段に相当する。

【０１４７】以上説明したように、第３実施例の第３内
燃機関用点火装置５においては、火花放電中に、第２ト
ランジスタ７９を駆動制御して一次巻線２５に電流を再
通電することで、点火用電圧とは逆極性の起電力である
逆起電力を二次巻線２７に発生させて、残留誘導電圧か
らこの逆起電力に相当する電圧を差し引いた電圧を二次
巻線２７の両端に発生させている。これにより、火花放
電終了時の点火プラグ１３における電極間電圧の上昇に
伴う再放電が発生するのを防ぐことができる。

【０１４８】よって、第３実施例の第３内燃機関用点火
装置５によれば、火花放電終了後に再放電が発生するの
を抑制でき、実際に失火しているにも拘わらず、正常燃
焼と誤判定するのを防ぐことができる。このため、火花
放電終了後の点火プラグの電極間電圧に基づく混合気の
燃焼状態の検出精度を向上させることができる。

【０１４９】また、第３内燃機関用点火装置５において
は、点火用トランジスタ１７とは別に、第２トランジス
タ７９を備えており、第２トランジスタ７９を用いて一
次巻線への再通電を行い、点火プラグ１３の再放電を抑
制している。これにより、一次巻線への再通電を行うに
あたり、点火用トランジスタ１７の通電時間が長くなる
のを防ぐことができ、点火用トランジスタ１７の温度上
昇を抑えることができる。この結果、点火用トランジス
タ１７の正常動作を維持できると共に、温度上昇による
点火用トランジスタ１７の破損を防ぐことができる。

【０１５０】よって、第３実施例の第３内燃機関用点火
装置５によれば、混合気の燃焼状態の検出精度を向上で
きると共に、点火用トランジスタ１７の破損により火花
放電が発生できなくなるのを防ぐことができる。以上、
本発明の複数の実施例について説明したが、本発明は上
記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。

【０１５１】例えば、上記実施例では、分圧電圧に基づ
き点火プラグ１３の電極間電圧を検出して燃焼状態を判
定する処理を判別回路６７を用いて行っているが、分圧
電圧をＥＣＵ１９に直接取り込み、ＥＣＵ１９の内部処
理で燃焼状態の判定を行う処理を実行しても良い。

【０１５２】また、上記実施例では、判別回路６７から
出力される判定結果信号６８をＥＣＵ１９に入力し、Ｅ
ＣＵ１９にて判定結果信号６８の出力時間を検出して、
この判定結果信号６８の出力時間が予め設定された燃焼
状態判定時間よりも大きいか否かを判断することで、失
火であるか正常燃焼であるかを判定するものであった
が、判別回路６７の内部にて、比較回路部から出力され
る判定結果信号の出力時間と燃焼状態判定時間とを比較
して、燃焼状態判定時間よりも出力時間が大きいときに
失火であることを表す失火判定信号をＥＣＵ１９に出力
し、逆に燃焼状態判定時間よりも出力時間が小さいとき
に正常燃焼であることを表す正常判定信号を出力するよ
うな出力回路部を設けて、燃焼状態の判定を行う処理を
実行しても良い。

【図面の簡単な説明】

【図１】 第１実施例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２】 第１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】 第１実施例の電子制御装置において実行され
る燃焼状態判定処理の処理内容を表すフローチャートで
ある。

【図４】 第２実施例の第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５】 第２実施例の第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６】 第２実施例の電子制御装置において実行され
る燃焼状態判定処理の処理内容を表すフローチャートで
ある。

【図７】 第３実施例の第３内燃機関用点火装置の構成
を表す電気回路図である。

【図８】 従来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９】 本発明の内燃機関用点火装置および従来の内
燃機関用点火装置を用いて、火花放電終了後の点火プラ
グの電極間電圧を測定した測定結果である。

【図１０】 エンジン回転速度およびエンジン負荷に基
づいて、火花放電持続時間を設定するための設定用マッ
プの構成を表す説明図である。

【符号の説明】

１…内燃機関用点火装置、３…第２内燃機関用点火装
置、５…第３内燃機関用点火装置、１３…点火プラグ、
１５…点火コイル、１７…点火用トランジスタ、１９…
電子制御装置（ＥＣＵ）、２１…中心電極、２３…接地
電極、２５…一次巻線、２７…二次巻線、３１…逆流防
止用ダイオード、５１…電圧検出回路、５３…導電体、
６５…コンデンサ、６７…判別回路、７５…短絡用スイ
ッチ、７９…第２トランジスタ。

Claims (11)

【特許請求の範囲】
1. 【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、 前記二次巻線に直列接続されて、前記点火用電圧により
   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、 前記点火プラグの電極間に発生する電極間電圧を検出す
   る電極間電圧検出手段と、 前記電極間電圧検出手段により検出される前記電極間電
   圧のうちで前記火花放電終了時以降の電極間電圧に基づ
   き、内燃機関の燃焼状態を判別する燃焼状態判別手段
   と、 を備えた内燃機関用点火装置であって、 前記点火プラグの火花放電中に、前記二次巻線に前記点
   火用電圧とは逆極性の起電力である逆起電力を発生させ
   ることで、前記火花放電終了時の電極間電圧の上昇に伴
   う前記点火プラグの再放電を防止する再放電防止手段を
   備えたこと、 を特徴とする内燃機関用点火装置。
2. 【請求項２】 前記再放電防止手段は、 前記一次巻線に電流を再通電することで、前記二次巻線
   に前記逆起電力を発生させ、前記点火プラグの火花放電
   を強制的に遮断する再通電手段として備えられること、 を特徴とする請求項１に記載の内燃機関用点火装置。
3. 【請求項３】 前記再通電手段は、 前記一次巻線に電流を再通電するために前記点火用スイ
   ッチング手段を駆動制御する第１再通電制御手段、を備
   えること、 を特徴とする請求項２に記載の内燃機関用点火装置。
4. 【請求項４】 前記再通電手段は、 前記点火用スイッチング手段に並列に接続されて、前記
   一次巻線に流れる前記一次電流の通電・遮断を行う第２
   スイッチング手段と、 前記一次巻線に電流を再通電するために前記第２スイッ
   チング手段を駆動制御する第２再通電制御手段と、を備
   えること、 を特徴とする請求項２に記載の内燃機関用点火装置。
5. 【請求項５】 前記再放電防止手段は、 前記一次巻線の両端を短絡することで、前記二次巻線に
   前記点火用電圧とは逆極性の逆起電力を発生させる一次
   巻線短絡手段として備えられること、 を特徴とする請求項１に記載の内燃機関用点火装置。
6. 【請求項６】 前記一次巻線短絡手段は、 前記一次巻線に並列に接続された短絡用スイッチング手
   段と、 前記一次巻線の両端を短絡するために前記短絡用スイッ
   チング手段を駆動制御する一次巻線短絡制御手段と、を
   備えること、 を特徴とする請求項５に記載の内燃機関用点火装置。
7. 【請求項７】 前記再放電防止手段は、 少なくともエンジン回転速度を含む内燃機関の運転状態
   を外部から読み込む運転状態読込手段と、 前記運転状態読込手段にて読み込まれた前記運転状態に
   基づき、前記二次巻線に前記逆起電力を発生させる逆起
   電力発生時期を設定すると共に、少なくとも前記エンジ
   ン回転速度が高回転になるほど前記逆起電力発生時期を
   早期に設定する逆起電力発生時期設定手段と、を備える
   こと、 を特徴とする請求項１から請求項６のいずれかに記載の
   内燃機関用点火装置。
8. 【請求項８】 前記逆起電力発生時期設定手段は、 前記エンジン回転速度に応じた前記逆起電力発生時期が
   定められた逆起電力発生時期設定情報を用いて、前記エ
   ンジン回転速度に基づき前記逆起電力発生時期を設定す
   ること、 を特徴とする請求項７に記載の内燃機関用点火装置。
9. 【請求項９】 前記電極間電圧検出手段は、 前記点火プラグと前記二次巻線の点火用電圧発生端とを
   接続する通電経路との間で容量結合する容量結合手段
   と、 該容量結合手段に直列接続される分圧手段と、を備え、 直列に接続された前記容量結合手段および前記分圧手段
   が、前記点火プラグに並列接続されており、 前記容量結合手段と前記分圧手段とにより分圧された分
   圧電圧を、前記電極間電圧として検出すること、 を特徴とする請求項１から請求項８のいずれかに記載の
   内燃機関用点火装置。
10. 【請求項１０】 前記点火プラグの中心電極が、正極性
    となるように、前記二次巻線の点火用電圧発生端に接続
    されていること、 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。
11. 【請求項１１】 前記二次巻線の点火用電圧発生端と前
    記点火プラグとを接続する通電経路上に直列接続され、
    前記放電電流の通電を許容し、前記放電電流とは逆向き
    に流れる電流の通電を阻止する逆流防止手段、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。