JP3273933B2 - 内燃機関用点火システム - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、点火プラグに点火
用高電圧を印加して、点火プラグを火花放電させる内燃
機関用点火システムに関する。

【０００２】

【従来の技術】内燃機関において、混合気の正常な燃焼
を得るために必要な火花エネルギの大きさは、内燃機関
の運転状態によって異なることが知られている。ここ
で、火花エネルギは、火花放電で流れる電流の大きさお
よび放電時間として表すことができる。

【０００３】例えば、アイドリング運転等の低回転低負
荷時では、燃焼室への混合気の充填量は少なく、混合気
の流動も遅いため、混合気の燃焼は非常に緩慢に進む。
したがって、低回転低負荷時には、火花エネルギを大き
くして、混合気の燃焼を助ける必要がある。一方、高回
転高負荷時では、燃焼室への混合気の充填量は多く、混
合気密度が高くなるので燃焼は早く進むため、比較的小
さい火花エネルギで充分である。

【０００４】また、混合気の空燃比が異なる場合におい
ても、必要な火花エネルギの大きさは異なり、例えば、
リーンバーンエンジン等で行われる、空燃比２０以上の
希薄空燃比での運転時には、燃料の密度が低く混合気へ
の着火性が悪くなるため、火花エネルギを大きくする必
要がある。

【０００５】このため、従来の内燃機関用点火システム
では、火花エネルギが不足することのないよう、例えば
冷間始動時におけるアイドリング運転といった着火性の
劣る運転状態であっても、混合気への着火が良好となる
ような大きさの火花エネルギを供給できるようにしてい
た。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来の内燃機関用点火システムは、必要最大の火花エネル
ギより少ない火花エネルギで運転可能な状態（即ち、高
回転高負荷時）では、火花エネルギの供給が過剰とな
り、点火プラグの電極を無駄に消耗してしまうという問
題がある。

【０００７】ところで、近年、内燃機関用点火システム
においては、点火プラグに点火用高電圧を印加するため
に点火コイルの一次巻線への通電・非通電を切り換える
スイッチとして、パワートランジスタ等のスイッチング
素子を使用した点火システムが一般的になってきてい
る。そして、こうした点火システムでは、スイッチング
素子にて行われる一次巻線への通電・非通電が、内燃機
関各部を総合的に制御するエンジン制御装置（以下、単
に「ＥＣＵ」ともいう）より出力される点火指令信号に
基づいて行われるものである。なお、この点火指令信号
については、内燃機関の運転状態に基づいて演算される
点火時期に応じて、ＥＣＵより出力されるものである。

【０００８】それより、上記点火システムにあっては、
低回転低負荷時においては、ＥＣＵがその運転状態に基
づいて一次巻線への通電時間を長くするように点火指令
信号を出力することから、火花エネルギを大きくし、一
方、高回転高負荷時においては、ＥＣＵがその運転状態
に基づいて一次巻線への通電時間を短くするように点火
指令信号を出力することから、火花エネルギを小さくす
るように制御することが可能になる。

【０００９】しかしながら、一次巻線への通電時間が短
くなると、火花放電発生時に二次巻線に発生する点火用
高電圧が低くなってしまう。そのため、ＥＣＵから出力
される点火指令信号に応じて一次巻線への通電時間を単
に制御するようにした場合、火花放電を発生させるため
の要求電圧が高くなる（例えば、４０ｋＶ）運転状態、
即ち高回転高負荷時において、点火指令信号が過度に短
くなることで一次巻線への通電時間も短くなってしま
い、点火プラグへ印加するための点火用高電圧が低下し
て、火花放電を発生させることができずに失火してしま
うといった虞がある。それより、点火指令信号は、点火
プラグにて火花放電が発生可能な大きさに制御すること
が不可欠となるが、そのような場合では、高回転高負荷
時における火花エネルギの過剰な供給による点火プラグ
の電極消耗といった上記問題についての解決には依然至
らなかった。

【００１０】本発明は、こうした問題に鑑みなされたも
のであり、ＥＣＵから出力される点火指令信号を点火プ
ラグにて火花放電が発生可能な大きさに制御しつつ、火
花エネルギの過剰な供給を抑えて、点火プラグの電極消
耗を抑制することができる内燃機関用点火システムを提
供することを目的とする。

【００１１】

【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、二次巻線が内燃機
関に装着された点火プラグと共に閉ループを形成する点
火コイルと、内燃機関の運転状態に基づいて点火時期を
演算し、この点火時期に応じた点火指令信号を出力する
エンジン制御装置と、点火指令信号に基づき、点火コイ
ルの一次巻線への通電・遮断を行うためのスイッチング
手段を備える点火駆動装置と、からなり、スイッチング
手段にて一次巻線への通電・遮断を行うことにより、二
次巻線に点火用高電圧を発生させて、点火プラグを火花
放電させる内燃機関用点火システムであって、エンジン
制御装置は、内燃機関の運転状態に基づいて火花放電継
続時間を算出する火花放電継続時間算出手段と、点火指
令信号であって、火花放電継続時間を点火駆動装置に通
知するための通知用点火指令信号を生成する点火指令信
号生成手段と、を備えており、点火駆動装置は、エンジ
ン制御装置より出力される通知用点火指令信号から火花
放電継続時間を読み取り、点火プラグにて火花放電が発
生してから火花放電継続時間が経過すると火花放電を強
制的に遮断する火花放電遮断手段、を備えたことを特徴
とする。

【００１２】このように構成された本発明（請求項１）
の内燃機関用点火システムにおいては、エンジン制御装
置に設けられた火花放電継続時間算出手段が、内燃機関
の運転状態に基づいて火花放電継続時間を算出する。ま
た、エンジン制御装置に設けられた点火指令信号生成手
段が、火花放電継続時間を通知用点火指令信号を用い
て、点火駆動装置に通知する。そして、点火プラグに火
花放電が発生してからその火花放電継続時間が経過する
と、点火駆動装置に設けられた火花放電遮断手段が作動
して、点火プラグの火花放電を強制的に遮断するのであ
る。

【００１３】つまり、本発明では、エンジン制御装置よ
り内燃機関の運転状態に基づいて出力される点火指令信
号の制御により一次巻線への通電時間を制御することで
火花放電継続時間を制御するのではなく、上述した方法
にて火花放電遮断手段を用いて点火プラグにて発生した
火花放電を強制的に遮断するようにして、火花放電継続
時間を制御することで、点火プラグに不必要な火花エネ
ルギが供給されるのを防止するのである。

【００１４】このため、本発明によれば、点火指令信号
を火花放電が発生可能な大きさに制御した状態とするこ
とができるので、火花放電前の一次巻線への通電時間を
十分長く設定することが可能となり、あらゆる運転条件
においても火花放電を発生させることができる大きさの
点火用高電圧にした状態で、点火プラグに印加すること
ができる。そして、内燃機関の運転状態に基づいて火花
放電継続時間が算出され、その火花放電継続時間に基づ
き火花放電が遮断されるので、点火プラグに供給される
火花エネルギの過剰な供給を抑えることができるのであ
る。

【００１５】

【００１６】

【００１７】

【００１８】ここで、上記の内燃機関用点火システムに
おいて、最適な火花放電継続時間を算出するには、内燃
機関の運転状態を正確に検出して、その検出結果に基づ
いて算出する必要がある。そこで、上記の内燃機関用点
火システムにおいて内燃機関の運転状態を検出するにあ
たっては、例えば、火花放電継続時間算出手段は、エン
ジン回転速度により内燃機関の運転状態を検出すると良
い。

【００１９】そして、火花放電継続時間算出手段は、例
えば、内燃機関が低回転である時には火花放電継続時間
として長い値を算出し、反対に、内燃機関が高回転であ
る時には火花放電継続時間として短い時間を算出するこ
とで、内燃機関の運転状態に適した火花放電継続時間を
算出することができる。

【００２０】したがって、このように構成した内燃機関
用点火システムによれば、エンジン回転速度に基づいて
火花放電継続時間を算出することで、内燃機関の運転状
態に適した火花放電継続時間を算出することができる。

【００２１】また、上記の内燃機関用点火システムにお
いて内燃機関の運転状態を検出するにあたっては、例え
ば、内燃機関用点火システムは、内燃機関のエンジン負
荷を算出するエンジン負荷算出手段を備えており、火花
放電継続時間算出手段は、このエンジン負荷算出手段に
て算出されるエンジン負荷算出値により内燃機関の運転
状態を検出すると良い。

【００２２】つまり、エンジン負荷算出手段が算出する
エンジン負荷算出値に基づいて、内燃機関の運転状態を
検出するのである。そして、火花放電継続時間算出手段
が、例えば、エンジン負荷が低負荷である時には火花放
電継続時間として長い値を算出し、反対に、エンジン負
荷が高負荷である時には火花放電継続時間として短い値
を算出することで、内燃機関の運転状態に適した火花放
電継続時間を算出することができる。

【００２３】よって、このように構成した内燃機関用点
火システムによれば、エンジン負荷に基づいて火花放電
継続時間を算出することで、内燃機関の運転状態に適し
た火花放電継続時間を算出することができる。さらに、
上記の内燃機関用点火システムにおいて内燃機関の運転
状態を検出するにあたっては、例えば、内燃機関用点火
システムは、内燃機関の始動直後において、この内燃機
関が十分に暖機されたか否かを判定する判定手段、を備
えており、火花放電継続時間算出手段は、この判定手段
からの判定結果により内燃機関の運転状態を検出すると
良い。

【００２４】つまり、内燃機関が十分に暖機されるまで
の運転状態は、混合気への着火性がとりわけ劣る運転状
態であることから、前述した判定手段にて内燃機関が十
分に暖機されていないと判定した時には、火花放電継続
時間を長く設定する、あるいは火花放電遮断を行わない
ようにして、火花エネルギを十分に確保し、混合気を確
実に燃焼させるのである。

【００２５】なお、より最適な火花放電継続時間を算出
するためには、エンジン回転速度、エンジン負荷などの
複数のパラメータに基づいて検出される内燃機関の運転
状態に応じて、火花放電継続時間を算出するとよい。そ
して、請求項１に記載の発明は、エンジン制御装置は、
内燃機関の運転状態に基づいて火花放電継続時間を算出
する火花放電継続時間算出手段と、点火指令信号であっ
て、火花放電継続時間を点火駆動装置に通知するための
通知用点火指令信号を生成する点火指令信号生成手段
と、を備えており、点火駆動装置は、エンジン制御装置
より出力される通知用点火指令信号から火花放電継続時
間を読み取り、点火プラグにて火花放電が発生してから
火花放電継続時間が経過すると火花放電を強制的に遮断
する火花放電遮断手段、を備えたことを特徴とする内燃
機関用点火システムである。

【００２６】つまり、エンジン制御装置に備えられた火
花放電継続時間算出手段が火花放電継続時間を算出し、
点火駆動装置に備えられた火花放電遮断手段が、火花放
電継続時間算出手段により算出された火花放電継続時間
に基づいて、火花放電を強制的に遮断するのである。

【００２７】これにより、エンジン制御装置では、火花
放電継続時間算出手段としての処理を実行することにな
るが、火花放電遮断手段としての処理は点火駆動装置に
おいて実行されるため、火花放電を強制的に遮断するた
めのすべての処理をエンジン制御装置において実行する
必要はない。このため、すべての処理をエンジン制御装
置で実行する場合に比べて、火花放電遮断手段としての
処理に相当する分だけエンジン制御装置の処理負荷の上
昇を抑制することができる。

【００２８】また、エンジン制御装置は、内燃機関を制
御するために各部の状態が既に入力されていることか
ら、火花放電継続時間を算出するために、内燃機関の運
転状態（エンジン回転速度やエンジン負荷など）を表す
信号を新規に入力する必要がない。よって、入出力端子
や信号配線等を新規に設置することなく、多くの内燃機
関の運転状態を得ることができることから、従来の装置
からの構成変更項目を少なく抑えつつ、最適な火花放電
継続時間を算出することができる。

【００２９】また、エンジン制御装置に備えられた点火
指令信号生成手段が、火花放電継続時間を通知するため
の通知用点火指令信号を生成することから、点火駆動装
置は、通知用点火指令信号に基づき火花放電継続時間を
読みとることができるため、火花放電継続時間を入力す
るための配線を新たに設ける必要がない。

【００３０】よって、本発明（請求項１）によれば、火
花放電を遮断するための処理を、エンジン制御装置と点
火駆動装置に分散して備えるため、エンジン制御装置に
おける処理負荷の上昇を抑えることができ、エンジン制
御装置における各制御処理を正確に実行する事が可能と
なる。

【００３１】さらに、請求項１に記載の内燃機関用点火
システムは、従来の内燃機関用点火システムに対して信
号入出力のための入出力端子や配線等の構成変更が少な
いことから、配線の分岐による他の既存装置へのノイズ
などの悪影響が生じにくいという利点がある。

【００３２】ところで、火花放電継続時間を点火駆動装
置に通知するための通知用点火指令信号を生成する点火
指令信号生成手段としては、例えば、請求項２に記載の
ように、点火指令信号はパルス信号であって、点火指令
信号生成手段は、火花放電継続時間を点火駆動装置に通
知するために、点火指令信号のパルス幅を変化させて通
知用点火指令信号を生成すると良い。

【００３３】つまり、火花放電継続時間の長さに応じ
て、例えば、算出された火花放電継続時間が長くなるに
従い、パルス幅が長くなるように通知用点火指令信号を
生成するのである。これにより、様々な火花放電継続時
間をエンジン制御装置から点火駆動装置に対して伝達す
ることができる。

【００３４】そして、通知用点火指令信号が入力された
点火駆動装置では、火花放電遮断手段が通知用点火指令
信号のパルス幅から火花放電継続時間を読みとること
で、火花放電継続時間を取得する事ができる。こうして
火花放電継続時間を取得した火花放電遮断手段は、火花
放電が発生してから火花放電継続時間が経過すると、火
花放電を強制的に遮断するのである。

【００３５】なお、通知用点火指令信号のパルス幅につ
いては、火花放電前の一次電流通電時間に相当すること
から、過度に短くなると火花放電を発生できなくなる虞
があるため、少なくとも火花放電が発生可能な最短の長
さよりも長いパルス幅を設定するとよい。

【００３６】また、複数の気筒が設けられた内燃機関で
は、複数の点火指令信号が存在するが、そのうちの１気
筒に対応する点火指令信号を通知用点火指令信号として
用いて火花放電継続時間を伝達するようにし、点火駆動
装置では、この通知用点火指令信号から取得した火花放
電継続時間に基づいて、全ての気筒における火花放電を
強制的に遮断するようにするとよい。これにより、点火
指令信号生成手段での処理を減らすことができ、エンジ
ン制御装置の処理負荷の上昇を抑制することができる。

【００３７】さらに、複数の気筒が設けられた内燃機関
において、１気筒に対応する火花放電継続時間に基づい
て、全ての気筒における火花放電を強制的に遮断する際
には、同一燃焼サイクルにおける各気筒への通知用点火
指令信号としての点火指令信号を、すべて同一の火花放
電継続時間に応じたパルス幅の信号とするとよい。そし
て、受信した複数の通知用点火指令信号をそれぞれ比較
することで、火花放電継続時間の読みとりエラーのチェ
ックを行うのである。これにより、ノイズなどの影響を
抑えて正確に火花放電継続時間を伝達することが可能に
なる。

【００３８】ところで、内燃機関において火花放電が発
生する点火周期はミリ秒単位と短いことから、連続する
２つの点火時期のそれぞれの時点における内燃機関の運
転状態はあまり大きく変化していない。そこで、点火指
令信号のパルス幅を変化させて通知用点火指令信号を生
成するにあたっては、請求項３に記載のように、点火指
令信号生成手段は、一定周期間隔をもって必要に応じた
回数だけ点火指令信号のパルス幅を変化させて通知用点
火指令信号を生成し、火花放電遮断手段は、エンジン制
御装置より出力される通知用点火指令信号から火花放電
継続時間を読み取ると、次の火花放電継続時間を読み取
るまで、最後に読み取った火花放電継続時間に基づき前
記点火プラグの火花放電を強制的に遮断するとよい。

【００３９】つまり、エンジン制御装置から点火駆動装
置への火花放電継続時間の伝達を、各燃焼サイクル毎に
行うのではなく、一定周期間隔毎に行うように、例え
ば、数回の燃焼サイクルに１回の割合で行うようにする
のである。これにより、火花放電継続時間算出手段によ
る処理が実行される時間間隔が長くなり、単位時間あた
りの処理回数が減るため、エンジン制御装置における処
理負荷の上昇を抑えることができる。

【００４０】また、火花放電継続時間を伝達するための
通知用点火指令信号は、少なくとも火花放電が発生可能
な点火用高電圧を確保するために、通常の点火指令信号
よりも長いパルス幅に設定することが望ましい。しか
し、このように点火指令信号を設定すると、各燃焼サイ
クルでパルス幅の長い点火指令信号が出力されることと
なるため、一次巻線の通電時間が長くなり、一次巻線や
一次電流の通電・遮断を行うスイッチング素子にかかる
負担が大きくなってしまうことがある。

【００４１】そこで、本発明（請求項３）に記載の内燃
機関用点火システムのように、一定周期間隔毎に火花放
電継続時間を伝達するための通知用点火指令信号を出力
することで、一次巻線の通電時間が必要以上に延長され
るのを抑えることができる。したがって、本発明（請求
項３）によれば、エンジン制御装置における処理負荷の
上昇を抑えることができることから、正常に制御処理の
実行が可能となり、また、一次巻線の通電時間が必要以
上に延長されないことから、一次巻線やスイッチング素
子への負担を軽減することができる。

【００４２】なお、火花放電継続時間の伝達を行う一定
周期については、長く設定するほどエンジン制御装置に
おける処理負荷の上昇を抑制することができるが、長く
なり過ぎると、内燃機関の運転状態の変化に追随して火
花放電継続時間を制御することができなくなる。このた
め、火花放電継続時間の伝達を行う一定周期について
は、内燃機関の運転状態の変化に追随可能な周期を設定
することが望ましい。

【００４３】そして、火花放電継続時間を点火駆動装置
に通知するための通知用点火指令信号を生成する点火指
令信号生成手段としては、請求項４に記載のように、点
火指令信号はパルス信号であって、点火指令信号生成手
段は、火花放電継続時間を点火駆動装置に通知するため
に、点火指令信号のパルス幅を所定幅大きくした通知用
点火指令信号の連続出力回数を変化させるとよい。

【００４４】つまり、点火指令信号生成手段は、火花放
電を発生させるための通常の点火指令信号と、この通常
の点火指令信号と識別可能な通知用点火指令信号とを生
成可能に構成され、算出された火花放電継続時間に応じ
て、通知用点火指令信号の連続出力回数を変化させるの
である。そして、火花放電継続時間の長さに対応する通
知用点火指令信号の連続出力回数を予め定めておき、火
花放電継続時間の長さに応じて、通知用点火指令信号の
連続出力回数を変化させるのである。

【００４５】そして、点火指令信号が入力された点火駆
動装置では、火花放電遮断手段が通知用点火指令信号の
連続出力回数から火花放電継続時間を読みとることで、
火花放電継続時間を取得する事ができる。こうして火花
放電継続時間を取得した火花放電遮断手段は、火花放電
が発生してから火花放電継続時間が経過すると、火花放
電を強制的に遮断するのである。

【００４６】また、火花放電継続時間を伝達するにあた
り、ミリ秒単位の短い周期で行われる火花放電におい
て、火花放電継続時間に応じて点火指令信号のパルス幅
を変化させて伝達する方法は、点火指令信号の生成処理
および判定処理に高い精度が要求される。それに比べ
て、本発明（請求項４）のように所定のパルス幅をもっ
た通知用点火指令信号の連続出力回数によって火花放電
継続時間を伝達する方法は、通常の点火指令信号と識別
可能な通知用点火指令信号が生成できればよいことか
ら、高精度の高価な装置ではなく、安価な装置を用いて
点火指令信号を生成することが可能である。

【００４７】なお、通知用点火指令信号の連続出力回数
については、例えば、算出された火花放電継続時間が長
くなるに従い、連続出力回数を減少させるように定める
とよい。このようにすることで、信号配線でのノイズ等
の影響によって通知用点火指令信号が通常の点火指令信
号と誤認識された場合に、算出した火花放電継続時間よ
りも火花放電継続時間が長く認識されることになる。こ
のため、ノイズなどの影響によって誤認識された場合
に、火花放電継続時間が短く設定されるのを避けること
ができ、失火の発生を防ぐことができる。

【００４８】ところで、内燃機関において火花放電が発
生する点火周期はミリ秒単位と短いことから、先にも述
べたように連続する２つの点火時期のそれぞれの時点に
おける内燃機関の運転状態はあまり大きく変化していな
い。そこで、請求項５に記載のように、点火指令信号生
成手段は、一定周期間隔をもって通知用点火指令信号を
連続して生成し、火花放電遮断手段は、エンジン制御装
置より出力される通知用点火指令信号の連続出力回数か
ら火花放電継続時間を読み取ると、次の火花放電継続時
間を読み取るまで、最後に読み取った火花放電継続時間
に基づき点火プラグの火花放電を強制的に遮断するとよ
い。

【００４９】つまり、エンジン制御装置から点火駆動装
置への火花放電継続時間の伝達を、各燃焼サイクル毎に
行うのではなく、一定周期毎に行うように、すなわち、
数回の燃焼サイクルに１回の割合で行うようにするので
ある。これにより、火花放電継続時間算出手段による処
理が実行される時間間隔が長くなり、単位時間あたりの
処理回数が減るため、エンジン制御装置における処理負
荷の上昇を抑えることができる。

【００５０】また、火花放電継続時間を伝達するための
点火指令信号は、少なくとも火花放電が発生可能な点火
用高電圧を確保するために、通常の点火指令信号よりも
長いパルス幅に設定することが望ましい。しかし、この
ように点火指令信号を設定すると、各燃焼サイクルでパ
ルス幅の長い点火指令信号が出力されることとなるた
め、一次巻線の通電時間が長くなり、一次巻線や一次電
流の通電・遮断を行うスイッチング素子にかかる負担が
大きくなってしまう。

【００５１】そこで、本発明（請求項５）に記載の内燃
機関用点火システムのように、一定周期毎に火花放電継
続時間を伝達するための点火指令信号を出力すること
で、一次巻線の通電時間が必要以上に延長されるのを抑
えることができる。したがって、本発明（請求項５）に
よれば、エンジン制御装置における処理負荷の上昇を抑
えることができることから、正常に制御処理の実行が可
能となり、また、一次巻線の通電時間が必要以上に延長
されないことから、一次巻線やスイッチング素子への負
担を軽減することができる。

【００５２】なお、火花放電継続時間の伝達を行う一定
周期については、長く設定するほどエンジン制御装置に
おける処理負荷の上昇を抑制することができるが、長く
なり過ぎると、内燃機関の運転状態の変化に追随して火
花放電継続時間を制御することができなくなる。このた
め、火花放電継続時間の伝達を行う一定周期について
は、内燃機関の運転状態の変化に追随可能な周期を設定
することが望ましい。

【００５３】

【００５４】

【００５５】

【００５６】

【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、第１実施例の内燃機関用
点火システムの構成を表す電気回路図である。なお、本
第１実施例で説明する内燃機関は複数の気筒を備えてい
るが、図１では、図面を見やすくするために、１気筒分
のみを記載している。

【００５７】図１に示すように、本第１実施例の内燃機
関用点火システム１は、放電用の電気エネルギ（例えば
電圧１２Ｖ）を供給する電源装置（バッテリ）１１と、
内燃機関の気筒に設けられた点火プラグ１３と、一次巻
線Ｌ１と二次巻線Ｌ２とからなる点火コイル１５と、一
次巻線Ｌ１への通電・遮断を行うためのｎｐｎ型トラン
ジスタ１７を備える点火駆動回路１９と、点火制御のた
めに点火駆動回路１９に対して点火指令信号ＩＧを出力
するエンジン制御装置（以下、ＥＣＵと呼ぶ）３１と、
を備えている。

【００５８】そして、点火駆動回路１９は、一次巻線Ｌ
１と直列接続されたｎｐｎ型のトランジスタ１７と、火
花放電を発生させるための第１指令信号Ｓａ、および火
花放電遮断を行うための第２指令信号Ｓｂを制御する火
花放電制御回路２１と、火花放電制御回路２１からの指
令により火花放電を強制的に遮断する火花放電遮断回路
５１とを備えている。

【００５９】これらのうち、トランジスタ１７は、点火
コイル１５の一次巻線Ｌ１への通電・非通電を切り換え
る半導体素子からなるスイッチング素子であり、本第１
実施例の内燃機関用点火システム１はフルトランジスタ
型の点火装置を用いて構成された点火システムである。

【００６０】ここで、一次巻線Ｌ１の一端は、電源装置
１１の正極に接続され、他端は、トランジスタ１７のコ
レクタおよび火花放電遮断回路５１に接続されている。
また、二次巻線Ｌ２の一端は、電源装置１１の正極に接
続されている一次巻線Ｌ１の一端に接続され、他端は、
点火プラグ１３の中心電極１３ａに接続されている。そ
して、点火プラグ１３の接地電極１３ｂは、電源装置１
１の負極と同電位のグランドに接地される。また、トラ
ンジスタ１７は、ベースが火花放電制御回路２１の第１
指令信号Ｓａを出力する端子に接続され、エミッタがグ
ランドに接地されている。

【００６１】また、火花放電制御回路２１には、ＥＣＵ
３１から出力される点火指令信号ＩＧと、図示しないス
ロットル開度センサから出力されるスロットル開度信号
とが入力されている。そして、火花放電制御回路２１
は、点火指令信号ＩＧに基づいて、第１指令信号Ｓａを
制御することによりトランジスタ１７のベース電流を制
御して、点火プラグ１３の電極間に火花放電を発生させ
るようにトランジスタ１７の動作を制御する。また、火
花放電制御回路２１には図示しないマイクロコンピュー
タ（マイコン）が備えられており、後述する火花放電遮
断処理を実行して第２指令信号Ｓｂを制御して火花放電
を強制的に遮断する。

【００６２】そして、火花放電制御回路２１は、点火指
令信号ＩＧがローレベル（一般にグランド電位）である
時には、第１指令信号Ｓａをローレベルに変化させて、
トランジスタ１７にベース電流を流さず、トランジスタ
１７をオフ状態とするため、一次巻線Ｌ１には電流は流
れない。

【００６３】また、火花放電制御回路２１は、点火指令
信号ＩＧがハイレベル（一般に定電圧電源の出力電圧Ｖ
ｃ。図１では定電圧電源は図示省略。）である時には、
第１指令信号Ｓａをハイレベルに変化させて、トランジ
スタ１７にベース電流を流し、トランジスタ１７をオン
状態とする。トランジスタ１７がオン状態となると、電
源装置１１の正極側から点火コイル１５の一次巻線Ｌ１
を通って電源装置１１の負極側に至る、一次巻線Ｌ１の
通電経路が形成され、一次巻線Ｌ１に電流（一次電流）
ｉ１が流れる。

【００６４】よって、点火指令信号ＩＧがハイレベルで
あるために一次巻線Ｌ１に一次電流ｉ１が流れている状
態で、点火指令信号ＩＧがローレベルになると、トラン
ジスタ１７がオフ状態となって、一次巻線Ｌ１への一次
電流ｉ１の通電を遮断する。すると、急激な磁束の変化
が生じて、点火コイル１５の二次巻線Ｌ２に点火用高電
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１３ａ−１３ｂ間に火花放電
が発生する。

【００６５】尚、点火コイル１５は、一次巻線Ｌ１への
通電遮断により、点火プラグ１３の中心電極１３ａ側に
グランド電位よりも低い負の点火用高電圧を発生させる
ように構成されており、火花放電に伴い二次巻線Ｌ２に
流れる電流（二次電流）ｉ２は、点火プラグ１３の中心
電極１３ａから二次巻線Ｌ２を通って、一次巻線Ｌ１側
に流れる。また、二次巻線Ｌ２と一次巻線Ｌ１との接続
部分には、二次巻線Ｌ２から一次巻線Ｌ１側に電流が流
れるのを許容し、逆方向への電流の流れを阻止するため
に、ダイオード等からなる整流素子Ｄが設けられてい
る。そして、この整流素子Ｄの動作によって、トランジ
スタ１７のターンオン時（一次巻線Ｌ１への通電開始
時）に二次巻線Ｌ２に電流が流れるのが阻止される。

【００６６】また、火花放電遮断回路５１は、エミッタ
が接地され、ベースが火花放電制御回路２１の第２指令
信号Ｓｂを出力する端子と接続され、コレクタがコンデ
ンサ８７の一端（電極）に接続されるとともに、ダイオ
ード８３を介して接地されたｎｐｎ型のトランジスタ８
５を備えている。そして、ダイオード８３は、アノード
が接地され、カソードがトランジスタ８５のコレクタに
接続されている。また、コンデンサ８７は、トランジス
タ８５との接続端（電極）とは反対側の接続端（電極）
が、抵抗９１を介して一次巻線Ｌ１とトランジスタ１７
のコレクタとの接続端に接続されている。さらに、ダイ
オード８９が抵抗９１に並列接続されており、ダイオー
ド８９は、アノードが抵抗９１と一次巻線Ｌ１との接続
端に接続され、カソードが抵抗９１とコンデンサ８７と
の接続端に接続されている。

【００６７】そして、火花放電制御回路２１から出力さ
れる第２指令信号Ｓｂがローレベルである場合には、火
花放電遮断回路５１内のトランジスタ８５がオフ状態と
なり、火花放電遮断回路５１が、電源装置１１の正極か
ら一次巻線Ｌ１に向かう方向に一次電流ｉ１を流すこと
はない。

【００６８】また、第２指令信号Ｓｂがハイレベルであ
る場合、火花放電遮断回路５１内のトランジスタ８５が
オン状態となり、火花放電遮断回路５１が、電源装置１
１の正極側から点火コイル１５の一次巻線Ｌ１を通って
電源装置１１の負極側に至る、一次巻線Ｌ１の通電経路
を形成し、一次巻線Ｌ１に一次電流ｉ１を流す。このと
き、一次巻線Ｌ１からコンデンサ８７に流れ込む電流
は、ダイオード８９を通じて流れる。

【００６９】そして、通電経路に流れる電流によってコ
ンデンサ８７に電荷が蓄積されるに従い、一次電流ｉ１
は緩やかに減少し、コンデンサ８７に、一次巻線Ｌ１の
インダクタンスとコンデンサ８７の容量とで決まる一定
の時定数にて、所定量の電荷が蓄積されると、コンデン
サ８７に電流が流れなくなり、一次電流ｉ１を遮断す
る。

【００７０】ただし、コンデンサ８７が、一次巻線Ｌ１
側に接続された電極を正極性として電源装置１１の電圧
より大きい電位差で充電されている場合、第２指令信号
Ｓｂがハイレベルであっても、一次電流ｉ１は流れない
ため、予めコンデンサ８７に蓄積された電荷を放電させ
ておく必要がある。そこで、本実施例では、点火用高電
圧を発生させるための第１指令信号Ｓａをハイレベルに
する、すなわち、トランジスタ１７をオン状態とするこ
とで、コンデンサ８７が充電されている場合のその電荷
を放電させることができる。

【００７１】つまり、トランジスタ１７をオン状態とす
ると、トランジスタ１７、抵抗９１、コンデンサ８７、
ダイオード８３による閉ループが形成され、コンデンサ
８７に蓄積された電荷によって、この閉ループに電流が
流れることにより、コンデンサ８７は放電される。この
とき、コンデンサ８７が放電する電流は、ダイオード８
９ではなく抵抗９１を通じて流れる。このため、通電経
路に流れる電流値が小さくなり、トランジスタ１７に流
れる電流量が抑制されることになる。これにより、コン
デンサ８７に蓄積された電荷を放電させた時に伴うトラ
ンジスタ１７の発熱を小さく抑えることが可能となる。

【００７２】したがって、火花放電遮断回路５１は、コ
ンデンサ８７が放電された状態で、第２指令信号Ｓｂが
ローレベルからハイレベルに変化されると、一次巻線Ｌ
１に一次電流ｉ１の通電を開始し、時間経過に従い一次
電流ｉ１を緩やかに減少させていき、最終的に一次電流
ｉ１を遮断する。そして、次の点火用高電圧を発生させ
るべく再度第１指令信号Ｓａがハイレベルになること
で、コンデンサ８７に蓄積された電荷が放電される。

【００７３】ここで、図２に、図１に示す回路図におけ
る、点火指令信号ＩＧ（第１指令信号Ｓａ），点火プラ
グ１３の中心電極１３ａの電位Ｖｐ，トランジスタ１７
に流れる電流ｉ４，点火コイル１５の一次巻線Ｌ１に流
れる一次電流ｉ１，の各状態を表すタイムチャートを示
す。図２に示す時刻ｔ１にて、点火指令信号ＩＧがロー
からハイレベルに切り換わると、点火コイル１５の一次
巻線Ｌ１に一次電流ｉ１が流れ始める。その後、予め設
定された通電時間が経過した時刻ｔ２にて、点火指令信
号ＩＧがハイからローレベルに切り換わると、点火コイ
ル１５の一次巻線Ｌ１への一次電流ｉ１の通電が遮断さ
れ、点火プラグ１３の中心電極１３ａに負の点火用高電
圧が印加される。これにより、中心電極１３ａの電位Ｖ
ｐが急峻に低下し、点火プラグ１３の電極１３ａ−１３
ｂ間に電流が流れて火花放電が発生していることが判
る。

【００７４】また、時刻ｔ１では、前の燃焼サイクルで
の火花放電の強制遮断によってコンデンサ８７に蓄積さ
れた電荷が放電されるため、コンデンサ８７から抵抗９
１に向かう方向に電流が流れる。図２では、コンデンサ
８７に流れる電流ｉ３を、抵抗９１からコンデンサ８７
に向かう方向を正方向としており、この時流れる電流ｉ
３は負の電流として表される。

【００７５】そして、このとき、トランジスタ１７のコ
レクタには、電流ｉ３と一次巻線Ｌ１に流れる一次電流
ｉ１とが流れ込むため、トランジスタ１７に流れる電流
ｉ４は、一次電流ｉ１と電流ｉ３とを重ね合わせた電流
波形となる。なお、電流ｉ３において負の値となる方向
の電流がトランジスタ１７に流れ込むときには、電流ｉ
４としては正の値となる方向の電流が流れることにな
る。

【００７６】ここで、トランジスタ１７の発熱を抑える
ためには、電流ｉ４の大きさを小さく抑えることが望ま
しく、電流ｉ３の大きさを抑えるとよい。よって、電流
ｉ３が小さくなるように、抵抗９１の抵抗値を決定する
とよい。ただし、第１指令信号Ｓａがハイレベルである
時間（時刻ｔ１からｔ２までの時間）内に、コンデンサ
８７が完全に放電できる抵抗値に設定することが望まし
い。

【００７７】そして、図２における時刻ｔ３にて、第２
指令信号Ｓｂがローからハイレベルに切り換わると、ト
ランジスタ８５がターンオンして、電源装置１１の正極
側から点火コイル１５の一次巻線Ｌ１、火花放電遮断回
路５１を通って電源装置１１の負極側に至る通電経路を
形成し、一次巻線Ｌ１に一次電流ｉ１が通電される。こ
のとき、火花放電遮断回路５１の内部での通電経路は、
ダイオード８９、コンデンサ８７、トランジスタ８５に
よって形成され、コンデンサ８７に電荷が蓄積されるに
従い、一次電流ｉ１が緩やかに減少し、コンデンサ８７
に所定量の電荷が蓄積されて完全に充電されると、一次
電流ｉ１に電流が流れなくなる。

【００７８】なお、時刻ｔ２までに、コンデンサ８７に
蓄積された電荷は放電されているため、時刻ｔ３でのコ
ンデンサ８７は、火花放電を遮断するのに必要な大きさ
の一次電流ｉ１を流すことが出来る。このように、一次
電流ｉ１の遮断によって点火用高電圧が発生していると
きに、再度一次電流ｉ１を通電すると、点火コイル１５
における磁束の変化方向が反転し、逆極性の電圧が二次
巻線Ｌ２に発生することになる。火花放電時とは逆極性
の電圧が発生した場合、前述の整流素子Ｄによって電流
が流れることが阻止されるため、火花放電を発生させる
ことができなくなる。

【００７９】これらのことから、図２に示すように、点
火プラグ１３の中心電極１３ａの電位Ｖｐが充分低いた
めに、電極１３ａ−１３ｂ間で火花放電が生じている場
合に、火花放電遮断回路５１を用いて一次巻線Ｌ１への
通電を行うようにすれば、点火プラグ１３の中心電極１
３ａの電位Ｖｐを上昇させて、火花放電を強制的に遮断
させることが出来る。

【００８０】次に、ＥＣＵ３１は、ＣＰＵ，ＲＯＭ，Ｒ
ＡＭ，Ａ／Ｄ変換器などを備えて構成されており、内燃
機関の火花放電発生時期、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る。そして、ＥＣ
Ｕ３１は、火花放電を発生させるための点火制御処理を
行っており、点火制御処理を行うために、別途、内燃機
関の吸入空気量（吸気管圧力），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を行っている。

【００８１】ここで、点火制御処理は、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
る。そして、内燃機関が始動されて点火制御処理が起動
されると、点火制御処理は、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、読
み込んだ運転状態に基づき、火花放電発生時期（いわゆ
る点火時期）を演算する。そして、内燃機関の運転状態
に基づいて算出した点火時期（図２における時刻ｔ２）
を基準として、この点火時期よりも所定時間だけ早い時
刻（図２における時刻ｔ１）で点火指令信号ＩＧをハイ
レベルに変化させて（点火指令信号ＩＧを出力し）、一
次巻線Ｌ１に一次電流ｉ１を流す。

【００８２】ここで、所定時間は、火花放電前の一次電
流通電時間のことであり、着火性の劣る運転条件におい
ても確実に混合気へ着火できる高い点火用高電圧による
火花放電を発生させるために、一次電流通電時間には、
点火コイルに十分な磁束を蓄積できる時間が設定されて
いる。これにより、火花放電が発生してから自然に終了
するまでの火花放電継続時間も十分長くなり、混合気の
着火性の劣る運転状態であっても、火炎核の成長を助け
て混合気を確実に燃焼させることができるようになる。

【００８３】そして、点火制御処理は、時刻ｔ１から所
定時間が経過した点火時期（図２における時刻ｔ２）に
て、点火指令信号ＩＧをローレベルに変化させて、一次
電流ｉ１を急激に遮断し、点火用高電圧を二次巻線Ｌ２
に発生させて点火プラグ１３の電極間に火花放電を発生
させる。

【００８４】よって、点火制御処理は、このようにして
点火指令信号ＩＧを用いて点火駆動回路１９内の火花放
電制御回路２１がトランジスタ１７を駆動させ、点火プ
ラグ１３の電極間に火花放電を発生させて混合気を燃焼
させることで、内燃機関を運転している。

【００８５】次に、火花放電制御回路２１にて、火花放
電を強制的に遮断するために実行される火花放電遮断処
理を、図３に示すフローチャートに沿って説明する。な
お、火花放電遮断処理は、内燃機関が始動されると同時
に起動されて、処理を開始する。

【００８６】そして、この火花放電遮断処理が開始され
ると、まず、Ｓ１１０（Ｓはステップを表す）では、内
燃機関が十分に暖機された運転状態であるか否かを判断
しており、肯定判定される場合にはＳ１３０に移行し、
否定判定される場合にはＳ１２０に移行する。なお、Ｓ
１１０における判定は、例えば、内燃機関の冷却水温度
あるいは潤滑油温度が、それぞれ予め設定された暖機完
了判定用の規定値より高いか否かを判断することにより
行う。そして、例えば、内燃機関の始動直後のように暖
機が不十分であるときには、Ｓ１１０で否定判定され、
Ｓ１２０に移行する。

【００８７】Ｓ１２０では、火花放電遮断のための処理
は行わず、火花放電は点火コイルに蓄積されたエネルギ
の減少にともない自然に終了する。なお、本第１実施例
の内燃機関用点火システム１は、前述の点火制御処理に
て、着火性の劣る運転状態においても確実に混合気へ着
火できるように、火花放電前の一次電流通電時間が設定
されている。このため、火花放電遮断を行わないこと
で、火花放電継続時間を十分に長くすることができ、冷
間始動後の暖機運転時のように水温が低く着火性の劣る
運転状態であっても、確実に混合気を燃焼させることが
出来る。そして、Ｓ１２０の処理が実行されると、再び
Ｓ１１０に移行する。

【００８８】よって、内燃機関の暖機が不十分である間
は、Ｓ１１０，Ｓ１２０の処理を繰り返し実行すること
で、混合気を確実に燃焼できる火花放電を発生させて内
燃機関の運転を継続し、内燃機関が十分に暖機されるま
では火花放電遮断を行わない。

【００８９】そして、内燃機関が十分に暖機されたと判
断されると、Ｓ１１０で肯定判定されて、Ｓ１３０に移
行する。Ｓ１３０では、内燃機関のエンジン回転速度を
計算するため、一旦、回転速度計算ルーチンに処理を移
行する。ここで、図４に火花放電制御回路２１にて実行
される回転速度計算ルーチンのフローチャートを示す。

【００９０】そして、回転速度計算ルーチンが起動され
ると、まず、Ｓ３１０では、点火指令信号ＩＧの状態変
化（たとえば、ハイレベルからローレベルへの変化）を
監視しており、特に、初回の監視であるか否かを判断し
ている。このとき、初回の監視である場合には、点火指
令信号ＩＧがハイレベルからローレベルに変化した時点
で肯定判定されてＳ３２０に移行し、初回の監視ではな
い時には否定判定されてＳ３３０に移行する。つまり、
Ｓ３１０では、点火指令信号ＩＧを用いて点火時期を検
出しており、特に、内燃機関の始動後、回転速度計算ル
ーチンが初めて起動された時の最初の点火時期を検出し
ているのである。

【００９１】そして、初回の監視における点火時期とな
るとＳ３１０で肯定判定されて、Ｓ３２０に移行し、Ｓ
３２０では現在時刻ｔを時刻変数Ｔ０に代入し、このと
きの点火時期の時刻を記憶する。そして、Ｓ３２０の処
理が終了すると、Ｓ３３０に移行する。

【００９２】Ｓ３１０で否定判定されるか、Ｓ３２０の
処理が実行されると、Ｓ３３０に移行する。そして、Ｓ
３３０では、点火指令信号ＩＧがハイレベルからローレ
ベルへ状態変化したか否かを判断しており、肯定判定さ
れるとＳ３４０に移行し、否定判定されると同ステップ
を繰り返し実行することで待機する。つまり、Ｓ３３０
では、時刻変数Ｔ０に記憶された時刻における点火時期
の次の点火時期を検出しているのである。

【００９３】そして、Ｓ３３０で肯定判定されて、Ｓ３
４０に移行すると、Ｓ３４０では、現在時刻ｔを時刻変
数Ｔ１に代入し、Ｓ３３０で検出された点火時期の時刻
を記憶する。続くＳ３５０では、時刻変数Ｔ０とＴ１と
の時間差（Ｔ１−Ｔ０）から、内燃機関のエンジン回転
速度を計算する。つまり、時刻変数Ｔ０とＴ１との時間
差は、火花放電が発生する点火周期に等しいことから、
この時間差の逆数を計算することでエンジン回転速度を
算出するのである。

【００９４】次のＳ３６０では、時刻変数Ｔ１の値を時
刻変数Ｔ０に代入し、次回の回転速度の計算処理に備え
る。そして、Ｓ３６０の処理が実行されると、回転速度
計算ルーチンの処理が終了し、再び火花放電遮断処理に
処理が移行する。

【００９５】このようにしてＳ１３０でエンジン回転速
度が計算されると、次のＳ１４０では、スロットル開度
信号を取り込み、続くＳ１５０で、スロットル開度信号
に基づき予め設定されたマップあるいは変換式を用いて
変換処理を行い、エンジン負荷を計算する。

【００９６】そして、次のＳ１６０では、Ｓ１３０で求
めたエンジン回転速度と、Ｓ１５０で求めたエンジン負
荷に基づき、火花放電継続時間Ｔｓを決定する。具体的
には、エンジン回転速度およびエンジン負荷をパラメー
タとするマップもしくは計算式を用いて火花放電継続時
間Ｔｓを算出する。なお、算出に用いるマップもしくは
計算式は、火花放電継続時間Ｔｓが内燃機関の運転状態
に応じて最適な値として算出されるように、予め幾つか
の測定データ等に基づいて定められている。

【００９７】続くＳ１７０では、点火指令信号ＩＧに基
づいて点火時期であるか否かを判断しており、肯定判定
されるとＳ１８０に移行し、否定判定されると同ステッ
プを繰り返し実行することで待機する。そして、点火時
期に達してＳ１７０で肯定判定されて、Ｓ１８０に移行
すると、Ｓ１８０では、現在時刻ｔを時刻変数Ｔ２に代
入する。つまり、Ｓ１８０では、Ｓ１７０で検出した点
火時期の時刻を記憶するのである。

【００９８】続くＳ１９０では、現在時刻ｔから時刻変
数Ｔ２を差し引いた値が、Ｓ１６０で算出した火花放電
継続時間Ｔｓに等しいか否かを判断しており、肯定判定
されるとＳ２００に移行し、否定判定されると同ステッ
プを繰り返し実行することで、火花放電継続時間Ｔｓが
経過するまで待機する。つまり、Ｓ１９０では、Ｓ１７
０で検出された点火時期から火花放電継続時間Ｔｓが経
過した火花放電遮断時期を検出しているのである。

【００９９】そして、火花放電遮断時期に達して（図２
に示す時刻ｔ３）Ｓ１９０で肯定判定されると、Ｓ２０
０に移行し、Ｓ２００では火花放電遮断動作を行う。具
体的には、第２指令信号Ｓｂをハイレベルに変化させ
て、火花放電遮断回路５１を動作させることにより、一
次巻線Ｌ１に電流（一次電流ｉ１）を流すことで、火花
放電を強制的に遮断する。

【０１００】つまり、一次電流ｉ１の遮断によって点火
用高電圧が発生しているときに、再度一次電流ｉ１を通
電すると、点火コイル１５における磁束の変化方向が反
転し、逆極性の電圧が二次巻線Ｌ２に発生することにな
る。火花放電時とは逆極性の電圧が発生した場合、前述
の整流素子Ｄによって電流が流れることが阻止されるた
め、火花放電を発生させることができなくなる。よっ
て、一次電流ｉ１を再通電することで、火花放電を強制
的に遮断することができる。

【０１０１】また、火花放電遮断を行うにあたっては、
前述したように、火花放電遮断回路５１によって流れる
一次電流ｉ１は、火花放電遮断直後は大きな電流値とな
るように制御されており、その後の時間経過に伴い、コ
ンデンサ８７に電荷が蓄積されるに従って徐々に電流値
が小さくなる。そして、コンデンサ８７に、一次巻線Ｌ
１のインダクタンスとコンデンサ８７の容量とで決まる
一定の時定数にて、所定量の電荷が蓄積されると、コン
デンサ８７に電流が流れなくなり、一次電流ｉ１を遮断
する。

【０１０２】そして、Ｓ２００は、第２指令信号Ｓｂを
ハイレベルに変化させることで火花放電遮断回路５１を
動作させた後、一次電流ｉ１が流れなくなるか、かなり
電流値が小さくなる所定時間が経過すると、第２指令信
号Ｓｂをローレベルに変化させて（図２に示す時刻ｔ
４）、同ステップでの処理を終了し、再びＳ１３０に移
行する。

【０１０３】そして、Ｓ１３０に移行して、再び回転速
度計算ルーチンが起動されると、初回の監視ではないこ
とから、Ｓ３１０で否定判定されて、Ｓ３３０に移行す
る。そのあと、回転速度計算ルーチンでは、前述したよ
うに処理が行われて回転速度を計算する。なお、Ｓ３５
０では前回実行された際にＳ３６０で記憶された時刻変
数Ｔ０を用いてエンジン回転速度を計算する。そして、
火花放電遮断処理に処理が移行すると、前述したように
一次電流ｉ１を再通電する処理が実行されて火花放電の
遮断を行う。

【０１０４】このようにして、火花放電遮断処理は、内
燃機関が停止されるまで、Ｓ１３０からＳ２００までの
処理を繰り返し実行して、火花放電の遮断を行う。この
ように、火花放電遮断処理は、内燃機関の運転状態に基
づいて火花放電継続時間Ｔｓを算出し、火花放電が発生
する点火時期から火花放電継続時間Ｔｓが経過した火花
放電遮断時期で、火花放電を強制的に遮断する。

【０１０５】

【０１０６】以上説明したように、本第１実施例の内燃
機関用点火システム１においては、ＥＣＵ３１の指令に
基づいて、点火駆動回路１９における火花放電制御回路
２１がトランジスタ１７をオン・オフさせることによ
り、点火コイル１５の二次巻線Ｌ２に発生した点火用高
電圧を点火プラグ１３に印加して、点火プラグ１３の電
極１３ａ−１３ｂ間に火花放電を発生させている。その
後、火花放電制御回路２１が、内燃機関の運転状態に基
づき算出した火花放電継続時間Ｔｓが経過した時点で、
火花放電遮断回路５１を動作させて、点火コイル１５の
一次巻線Ｌ１に再度一次電流ｉ１を流すことにより、火
花放電を強制的に遮断するように、内燃機関用点火シス
テムが構成されている。

【０１０７】このように構成された本第１実施例の内燃
機関用点火システムは、ＥＣＵ３１ではなく、点火駆動
回路１９における火花放電制御回路２１に火花放電遮断
処理が備えられており、火花放電を強制的に遮断するた
めの処理は、ＥＣＵ３１ではなく、点火駆動回路１９に
て実行されるように構成されている。このため、火花放
電を遮断するための処理が、ＥＣＵ３１の処理負荷に影
響を与えることがなく、火花放電を遮断するための処理
が原因となってＥＣＵ３１の処理負荷が上昇することは
ない。さらに、本第１実施例の内燃機関用点火システム
１では、火花放電を遮断するための処理は、ＥＣＵ３１
に備えられていないことから、火花放電遮断を行わない
従来の内燃機関用点火システムに備えられていたＥＣＵ
３１をそのまま使用することができる。

【０１０８】また、本第１実施例では、点火駆動回路１
９における火花放電制御回路２１において、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継続時間
を算出しているが、点火駆動回路１９に入力される点火
指令信号ＩＧを用いて、火花放電の発生周期からエンジ
ン回転速度を算出している。このため、エンジン回転速
度を表す信号を点火駆動回路１９に入力するための入力
端子や信号配線等の設置を省略することができる。

【０１０９】したがって、本第１実施例の内燃機関用点
火システムによれば、火花放電を遮断するための処理を
点火駆動回路１９にて実行するため、ＥＣＵ３１の処理
負荷を上昇させてしまうことがなく、ＥＣＵ３１にて実
行される各制御処理を正常に実行することが可能とな
る。また、従来の内燃機関用点火システムにて使用して
いたＥＣＵ３１を使用でき、さらに、点火駆動回路１９
へエンジン回転速度を入力するための入力端子や配線等
の設置を省略できることから、従来の内燃機関用点火シ
ステムからの構成変更項目が少なくなり、火花放電を遮
断する内燃機関用点火システムを低コストで実現する事
ができる。

【０１１０】次に、火花放電を遮断するための処理を、
ＥＣＵ３１と点火駆動回路１９に分散して実行する内燃
機関用点火システムを第２実施例として以下に説明す
る。図５に、第２実施例の内燃機関用点火システムの構
成を表す電気回路図を示す。なお、第２実施例の内燃機
関は、第１実施例と同様に複数の気筒を備えているが、
図５では、図面を見やすくするために１気筒分のみを記
載している。

【０１１１】図５に示すように、本第２実施例の内燃機
関用点火システム１は、放電用の電気エネルギ（例えば
電圧１２Ｖ）を供給する電源装置（バッテリ）１１と、
内燃機関の気筒に設けられた点火プラグ１３と、一次巻
線Ｌ１と二次巻線Ｌ２とからなる点火コイル１５と、一
次巻線Ｌ１への通電・遮断を行うためのｎｐｎ型トラン
ジスタ１７を備える点火駆動回路１９と、点火制御のた
めに点火駆動回路１９に対して点火指令信号ＩＧを出力
するエンジン制御装置（以下、ＥＣＵと呼ぶ）３１と、
を備えている。

【０１１２】そして、点火駆動回路１９は、一次巻線Ｌ
１と直列接続されたｎｐｎ型のトランジスタ１７と、火
花放電を発生させるための第１指令信号Ｓａ、および火
花放電遮断を行うための第２指令信号Ｓｂを制御する火
花放電制御回路２１と、火花放電制御回路２１からの指
令により火花放電を強制的に遮断する火花放電遮断回路
５１とを備えている。

【０１１３】ここで、第２実施例の内燃機関用点火シス
テム１は、第１実施例の内燃機関用点火システム１と比
べて、点火駆動回路１９における火花放電制御回路２
１、およびＥＣＵ３１において実行される処理内容が異
なっていることから、同様の構成要素についての説明は
省略し、第１実施例と異なっている構成要素を中心に以
下に説明する。

【０１１４】まず、点火駆動回路１９における火花放電
制御回路２１は、ＥＣＵ３１から出力される点火指令信
号ＩＧが入力されており、点火指令信号ＩＧに基づい
て、第１指令信号Ｓａを制御することによりトランジス
タ１７のベース電流を制御して、点火プラグ１３の電極
間に火花放電を発生させるようにトランジスタ１７の動
作を制御する。なお、第２実施例の点火駆動回路１９に
おいては、スロットル開度信号は入力されていない。ま
た、火花放電制御回路２１には図示しないマイクロコン
ピュータ（マイコン）が備えられており、後述する火花
放電遮断処理を実行して、ＥＣＵ３１で算出される火花
放電継続時間に基づいて、第２指令信号Ｓｂを制御する
ことで火花放電を強制的に遮断する。

【０１１５】そして、火花放電制御回路２１は、第１実
施例と同様に、点火指令信号ＩＧの状態に応じて、第１
指令信号Ｓａの状態を変化させることにより、トランジ
スタ１７を駆動して、一次巻線Ｌ１への通電・遮断を行
う。よって、点火指令信号ＩＧがハイレベルであるため
に一次巻線Ｌ１に一次電流ｉ１が流れている状態で、点
火指令信号ＩＧがローレベルになると、トランジスタ１
７がオフ状態となって、一次巻線Ｌ１への一次電流ｉ１
の通電を遮断する。すると、急激な磁束の変化が生じ
て、点火コイル１５の二次巻線Ｌ２に点火用高電圧が発
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１３ａ−１３ｂ間に火花放電が発生す
る。

【０１１６】そして、一次電流ｉ１の遮断によって点火
用高電圧が発生しているときに、点火駆動回路１９にお
ける火花放電制御回路２１が、後述する火花放電遮断処
理を実行して、第２指令信号Ｓｂを制御して火花放電遮
断回路５１を動作させることにより、再度一次電流ｉ１
を通電すると、点火コイル１５における磁束の変化方向
が反転し、逆極性の電圧が二次巻線Ｌ２に発生すること
になる。火花放電時とは逆極性の電圧が発生した場合、
前述したように、整流素子Ｄによって二次巻線Ｌ２に電
流が流れることが阻止されるため、火花放電を発生させ
ることができなくなり、火花放電を強制的に遮断させる
ことが出来る。

【０１１７】そして、第２実施例における点火制御処理
は、第１実施例と同様に、点火指令信号ＩＧを制御し、
点火指令信号ＩＧを受信した点火駆動回路１９における
火花放電制御回路２１が、第１指令信号Ｓａを制御する
ことによりトランジスタ１７を駆動して、点火プラグ１
３の電極間に火花放電を発生させて混合気を燃焼させる
ことで、内燃機関を運転している。

【０１１８】さらに、第２実施例のＥＣＵ３１では、内
燃機関の運転状態に基づいて、火花放電継続時間を算出
している。つまり、第１実施例の火花放電遮断処理にお
けるＳ１１０からＳ１６０の処理に相当する火花放電継
続時間算出処理を、ＥＣＵ３１が実行して、エンジン回
転速度およびエンジン負荷に基づいて、火花放電継続時
間Ｔｓを算出するのである。なお、エンジン回転速度お
よびエンジン負荷の算出は、運転状態検出処理の検出結
果を利用している。

【０１１９】そして、ＥＣＵ３１では、火花放電継続時
間算出処理により算出された火花放電継続時間に応じ
て、点火指令信号生成処理が通知用点火指令信号として
の点火指令信号ＩＧを生成する。この点火指令信号生成
処理では、火花放電継続時間Ｔｓに応じて、点火指令信
号ＩＧのパルス幅Ｔｓｐｋを変化させており、例えば、
表１に示すような火花放電継続時間Ｔｓとパルス幅Ｔｓ
ｐｋとの関係に基づいて、通知用点火指令信号としての
点火指令信号ＩＧを生成する。

【０１２０】

【表１】

【０１２１】なお、通知用点火指令信号は、各燃焼サイ
クル毎に火花放電継続時間Ｔｓに応じたパルス幅が設定
される。また、本第２実施例では、火花放電継続時間に
関する情報を含まない通常の点火指令信号ＩＧのパルス
幅Ｔｎは、３．５ｍｓに設定されており、着火性の劣る
運転状態においても火花放電が発生可能なエネルギを点
火コイルに蓄積できるようにしている。また、パルス幅
が３．５ｍｓの点火指令信号ＩＧが出力されたときに
は、火花放電の強制遮断は行わない。

【０１２２】このようにして生成された通知用点火指令
信号としての点火指令信号ＩＧは、点火駆動回路１９に
出力されて、点火時期および火花放電継続時間Ｔｓを点
火駆動回路１９に伝達する。そして、点火駆動回路１９
における火花放電制御回路２１は、通常の点火指令信号
ＩＧおよび通知用点火指令信号としての点火指令信号Ｉ
Ｇに基づいて、前述したようにトランジスタ１７を駆動
して火花放電を発生させるとともに、通知用点火指令信
号としての点火指令信号ＩＧのパルス幅から火花放電継
続時間Ｔｓを読み取る。そして、読み取った火花放電継
続時間Ｔｓに従って、第２指令信号Ｓｂを制御して火花
放電遮断回路５１を動作させて、火花放電を強制的に遮
断する。

【０１２３】次に、点火駆動回路１９における火花放電
制御回路２１にて実行される火花放電遮断処理を図６に
示すフローチャートに沿って説明する。この火花放電遮
断処理が開始されると、まず、Ｓ５１０では、点火指令
信号ＩＧが立ち上がり方向（ローレベルからハイレベ
ル）に状態変化したか否かを判断しており、肯定判定さ
れるとＳ５２０に移行し、否定判定されると同ステップ
を繰り返し実行することで待機する。つまり、Ｓ５１０
では、点火指令信号ＩＧが立ち上がり方向に状態変化す
る時期を検出して、磁束（エネルギ）を点火コイルに蓄
積するための一次電流の通電開始時期を検出している。

【０１２４】そして、Ｓ５１０で肯定判定されると、Ｓ
５２０では現在時刻ｔを時刻変数Ｔ０に代入し、点火指
令信号ＩＧの立ち上がり時刻を記憶する。続くＳ５３０
では、点火指令信号ＩＧが立ち下がり方向（ハイレベル
からローレベル）に状態変化したか否かを判断してお
り、肯定判定されるとＳ５４０に移行し、否定判定され
ると同ステップを繰り返し実行することで待機する。つ
まり、Ｓ５３０では、点火指令信号ＩＧが立ち下がり方
向に状態変化する時期を検出して、一次電流の通電遮断
時期（いわゆる点火時期）を検出している。

【０１２５】そして、Ｓ５３０で肯定判定されると、Ｓ
５４０では現在時刻ｔを時刻変数Ｔ１に代入し、点火指
令信号ＩＧの立ち下がり時刻（点火時期）を記憶する。
次のＳ５５０では、Ｓ５２０およびＳ５４０にて記憶し
た時刻変数Ｔ０とＴ１との時間差から点火指令信号ＩＧ
のパルス幅Ｔｓｐｋを算出する。そして、算出したパル
ス幅Ｔｓｐｋに対応する火花放電継続時間Ｔｓを算出
し、次回の燃焼サイクルにおける火花放電継続時間Ｔｓ
を決定する。

【０１２６】そして、Ｓ５６０では、点火指令信号ＩＧ
に基づいて次の燃焼サイクルにおける点火時期に達した
か否かを判断しており、肯定判定されるとＳ５７０に移
行し、否定判定されると同ステップを繰り返し実行する
ことで待機する。点火時期となりＳ５６０で肯定判定さ
れると、続くＳ５７０では現在時刻ｔを時刻変数Ｔ２に
代入し、点火時期の時刻を記憶する。

【０１２７】続くＳ５８０では、現在時刻ｔから時刻変
数Ｔ２を差し引いた値（ｔ−Ｔ２）が、Ｓ５５０で決定
された火花放電継続時間Ｔｓに等しいか否かを判断して
おり、肯定判定されるとＳ５９０に移行し、否定判定さ
れると同ステップを繰り返し実行することで待機する。
つまり、Ｓ５８０では、Ｓ５６０で検出された点火時期
から火花放電継続時間Ｔｓが経過した火花放電遮断時期
を検出している。

【０１２８】そして、火花放電遮断時期に達してＳ５８
０で肯定判定されると、Ｓ５９０に移行し、Ｓ５９０で
は火花放電遮断動作を行う。具体的には、第１実施例と
同様に、第２指令信号Ｓｂをハイレベルに変化させて、
火花放電遮断回路５１を動作させることにより、一次巻
線Ｌ１に電流（一次電流ｉ１）を流すことで、火花放電
を強制的に遮断する。

【０１２９】そして、Ｓ５９０は、第２指令信号Ｓｂを
ハイレベルに変化させることで火花放電遮断回路５１を
動作させた後、一次電流ｉ１が流れなくなるか、かなり
電流値が小さくなる所定時間が経過すると、第２指令信
号Ｓｂをローレベルに変化させて、同ステップでの処理
を終了するとともに、火花放電遮断処理を終了する。

【０１３０】このように、第２実施例の火花放電遮断処
理は、通知用点火指令信号としての点火指令信号ＩＧの
パルス幅Ｔｓｐｋから火花放電継続時間Ｔｓを読み取
り、次の燃焼サイクルにおける点火時期から火花放電継
続時間Ｔｓが経過した火花放電遮断時期で、火花放電を
強制的に遮断する。よって、火花放電遮断処理は、火花
放電が終了すると起動されて、次の燃焼サイクルにおい
て火花放電継続時間を決定し、さらに次の燃焼サイクル
において火花放電遮断を行い処理を終了する。このた
め、火花放電遮断処理は、２つの燃焼サイクルにわたる
期間で一連の処理が行われるとともに、各燃焼サイクル
毎に起動されるため、点火駆動回路１９における火花放
電制御回路２１では、同時に複数の火花放電遮断処理を
実行することができるように構成されている。

【０１３１】ここで、第２実施例の内燃機関用点火シス
テム１における第１気筒から第３気筒における、ＩＧ信
号（点火指令信号）と点火プラグ１３の中心電極１３ａ
の電位のタイムチャートを図７に示す。図７に示すよう
に、第１気筒においては、点火時期が時刻ｔ１４である
ＩＧ信号のパルス幅が、通常のパルス幅Ｔｎよりも長い
パルス幅Ｔｓｐｋになっており、次の燃焼サイクルにお
いて火花放電遮断を行うことを示している。このため、
点火時期が時刻ｔ１７である次の火花放電では、自然に
火花放電が終了する火花放電継続時間Ｔｔａよりも短い
火花放電継続時間Ｔｔｂで火花放電が遮断されている。
この火花放電継続時間Ｔｔｂは、例えば表１に示すよう
な関係に基づいて、パルス幅Ｔｓｐｋに対応する値とし
て算出された火花放電継続時間Ｔｓである。なお、図７
における通常のパルス幅Ｔｎは、火花放電遮断を行わな
いことを示す点火指令信号のパルス幅を示している。

【０１３２】また、第２気筒および第３気筒について
も、第１気筒と同様に、火花放電遮断を行うことを示す
パルス幅ＴｓｐｋのＩＧ信号を受けた次の燃焼サイクル
において火花放電遮断を行っている。そして、本実施例
では、各気筒毎に独立して火花放電継続時間が設定可能
に構成されている。

【０１３３】なお、本第２実施例においては、ＥＣＵ３
１が、特許請求の範囲における請求項１に記載のエンジ
ン制御装置に相当し、トランジスタ１７がスイッチング
手段に相当し、点火駆動回路１９が点火駆動装置に相当
し、火花放電継続時間算出処理が火花放電継続時間算出
手段に相当し、点火指令信号生成処理が点火指令信号生
成手段に相当し、火花放電遮断処理および火花放電遮断
回路５１が火花放電遮断手段に相当する。また、火花放
電継続時間Ｔｓに応じてパルス幅Ｔｓｐｋが設定された
点火指令信号が、通知用点火指令信号に相当する。

【０１３４】以上説明したように、本第２実施例の内燃
機関用点火システム１においては、ＥＣＵ３１からの指
令に基づいて、点火駆動回路１９における火花放電制御
回路２１がトランジスタ１７をオン・オフさせ、点火コ
イル１５の二次巻線Ｌ２に発生した点火用高電圧を点火
プラグ１３に印加して、点火プラグ１３の電極１３ａ−
１３ｂ間に火花放電を発生させている。さらに、ＥＣＵ
３１は、内燃機関の運転状態に基づき火花放電継続時間
Ｔｓを算出し、火花放電継続時間Ｔｓに応じてパルス幅
を変化させた通知用点火指令信号としての点火指令信号
ＩＧを出力する。そして、点火駆動回路１９における火
花放電制御回路２１は、通知用点火指令信号としての点
火指令信号ＩＧのパルス幅Ｔｓｐｋから火花放電継続時
間Ｔｓを読み取る。その後、火花放電制御回路２１が、
次回の燃焼サイクルにおける点火時期から火花放電継続
時間Ｔｓが経過した時点で、火花放電遮断回路５１を動
作させて、点火コイル１５の一次巻線Ｌ１に再度一次電
流ｉ１を流すことにより、火花放電を強制的に遮断する
ように、内燃機関用点火システム１が構成されている。

【０１３５】つまり、ＥＣＵ３１が火花放電継続時間Ｔ
ｓを算出する処理を行い、点火駆動回路１９が火花放電
継続時間に基づいて火花放電を強制的に遮断する処理を
行うのである。これにより、ＥＣＵ３１では、火花放電
継続時間Ｔｓを算出する処理を実行することになるが、
火花放電継続時間Ｔｓに基づく火花放電遮断時期を検出
して火花放電を遮断する処理は点火駆動回路１９におい
て実行されるため、火花放電を強制的に遮断するための
すべての処理をＥＣＵ３１で実行するのではない。この
ため、すべての処理をＥＣＵ３１で実行する場合に比べ
て、火花放電遮断時期を検出して火花放電を遮断する処
理の分だけＥＣＵ３１の処理負荷の上昇を抑制すること
ができる。

【０１３６】また、ＥＣＵ３１は、内燃機関を制御する
ために各部の状態が既に入力されていることから、火花
放電継続時間Ｔｓを算出するために、内燃機関の運転状
態（エンジン回転速度やエンジン負荷など）を表す信号
を新規に入力する必要がない。よって、入出力端子や信
号配線等を新規に設置することなく、多くの内燃機関の
運転状態を得ることができることから、従来の装置から
の構成変更項目を少なく抑えつつ、多くの運転状態に基
づいて、最適な火花放電継続時間を算出することができ
る。

【０１３７】また、ＥＣＵ３１にて実行される点火指令
信号生成処理が、火花放電継続時間に応じたパルス幅の
通知用点火指令信号としての点火指令信号ＩＧを生成す
ることから、点火駆動回路１９では、この点火指令信号
ＩＧから火花放電継続時間Ｔｓを読みとることができ
る。このため、火花放電継続時間Ｔｓを入力するための
配線を新たに設ける必要がない。

【０１３８】したがって、本第２実施例の内燃機関用点
火システムによれば、火花放電を遮断するための処理
を、ＥＣＵ３１と点火駆動回路１９に分散して実行する
ため、ＥＣＵ３１における処理負荷の上昇を抑えること
ができ、ＥＣＵ３１における内燃機関各部の総合的な制
御処理を正確に実行する事が可能となる。

【０１３９】また、信号入出力のための入出力端子や配
線等の構成変更が発生しないため、配線の分岐などによ
る他の既存装置へのノイズなどの悪影響が生じないとい
う利点がある。なお、点火指令信号ＩＧのパルス幅につ
いては、火花放電前の一次電流通電時間に相当すること
から、過度に短くなると火花放電を発生できなくなる虞
があるため、点火指令信号生成処理では、少なくとも火
花放電が発生可能な最短の長さよりも長いパルス幅を設
定するようにしている。

【０１４０】また、本実施例の内燃機関は複数の気筒を
備えており、各気筒に対応する複数の点火指令信号ＩＧ
のそれぞれのパルス幅を独立して設定するようにしてい
るが、これら複数のうちの１気筒に対応する点火指令信
号ＩＧを用いて火花放電継続時間Ｔｓを伝達するように
するとよい。そして、点火駆動回路１９では、１気筒に
対応する通知用点火指令信号としての点火指令信号ＩＧ
から取得した火花放電継続時間Ｔｓに基づいて、全ての
気筒における火花放電を強制的に遮断するのである。こ
れにより、点火指令信号生成処理での処理量を減らすこ
とができ、ＥＣＵ３１の処理負荷の上昇を抑制すること
ができる。

【０１４１】さらに、複数の気筒が設けられた内燃機関
において、１気筒に対応して算出された火花放電継続時
間に基づいて、全ての気筒における火花放電を強制的に
遮断する際には、同一燃焼サイクルにおける各気筒への
通知用点火指令信号としての点火指令信号ＩＧを、すべ
て同一の火花放電継続時間Ｔｓに応じたパルス幅の信号
とするとよい。そして、受信した複数の通知用点火指令
信号のパルス幅が等しいか否かをそれぞれ比較すること
で、火花放電継続時間Ｔｓの読みとりエラーのチェック
を行うのである。これにより、ノイズなどの影響を抑え
て正確に火花放電継続時間を伝達することが可能にな
る。

【０１４２】次に、火花放電を遮断するための処理を、
ＥＣＵ３１と点火駆動回路１９に分散して実行する内燃
機関用点火システムのうち、第２実施例とは、火花放電
継続時間を通知する周期が異なる第３実施例について以
下に説明する。第３実施例の内燃機関用点火システム１
の構成は、第２実施例と同様であり、電気回路図は図５
に示す電気回路図と同様である。

【０１４３】そして、第３実施例の内燃機関用点火シス
テム１は、第２実施例と比べて、点火駆動回路１９にお
ける火花放電制御回路２１で実行される火花放電遮断処
理と、ＥＣＵ３１で実行される点火指令信号生成処理が
異なっていることから、同様の構成要素についての説明
は省略し、第２実施例と異なっている部分を中心に以下
に説明する。

【０１４４】まず、ＥＣＵ３１で実行される点火指令信
号生成処理について説明する。第３実施例における点火
指令信号生成処理では、火花放電継続時間Ｔｓに応じて
点火指令信号ＩＧのパルス幅Ｔｓｐｋを変化させ、通知
用点火指令信号を生成している点では、第２実施例と同
じであるが、１００回の燃焼サイクルのうち１回の割合
で、火花放電継続時間Ｔｓに応じたパルス幅の通知用点
火指令信号を生成している。つまり、第３実施例では、
各燃焼サイクル毎に火花放電継続時間Ｔｓに応じたパル
ス幅の通知用点火指令信号を生成するのではなく、点火
駆動回路１９へ火花放電継続時間Ｔｓを伝達する周期が
第２実施例よりも長くなっている。

【０１４５】また、同一燃焼サイクルにおける第１気筒
から第３気筒のそれぞれの点火指令信号ＩＧを、すべて
同一の火花放電継続時間Ｔｓに応じたパルス幅の通知用
点火指令信号として生成している。なお、火花放電継続
時間Ｔｓを伝達する燃焼サイクルではない時には、火花
放電継続時間に関する情報を含まない通常の点火指令信
号ＩＧ（たとえば、パルス幅Ｔｎが３．５ｍｓ）が生成
される。

【０１４６】そして、点火駆動回路１９における火花放
電制御回路２１は、第２実施例と同様に、通知用点火指
令信号としての点火指令信号ＩＧに基づいて、前述した
ようにトランジスタ１７を駆動して火花放電を発生させ
るとともに、その点火指令信号ＩＧのパルス幅から火花
放電継続時間Ｔｓを読み取る。そして、読み取った火花
放電継続時間Ｔｓに従って、第２指令信号Ｓｂを制御し
て火花放電遮断回路５１を動作させて、火花放電を強制
的に遮断する。

【０１４７】次に、点火駆動回路１９にて実行される火
花放電遮断処理を図８に示すフローチャートに沿って説
明する。なお、火花放電遮断処理は、１００回の燃焼サ
イクルのうち１回の割合で繰り返し起動される。また、
第２実施例では、各気筒毎に独立した火花放電遮断処理
がそれぞれ実行されていたが、第３実施例では、各気筒
への点火指令信号ＩＧの論理和（ＯＲ）を点火指令信号
として、１つの火花放電遮断処理で処理を行う。

【０１４８】そして、この火花放電遮断処理が開始され
ると、まず、Ｓ７１０では、点火指令信号ＩＧが立ち上
がり方向（ローレベルからハイレベル）に状態変化した
か否かを判断しており、肯定判定されるとＳ７２０に移
行し、否定判定されると同ステップを繰り返し実行する
ことで待機する。つまり、Ｓ７１０では、点火指令信号
ＩＧが立ち上がり方向に状態変化する時期を検出して、
磁束（エネルギ）を点火コイルに蓄積するための一次電
流の通電開始時期を検出している。

【０１４９】そして、Ｓ７１０で肯定判定されると、Ｓ
７２０では現在時刻ｔを時刻変数Ｔ０に代入し、点火指
令信号ＩＧの立ち上がり時刻を記憶する。続くＳ７３０
では、点火指令信号ＩＧが立ち下がり方向（ハイレベル
からローレベル）に状態変化したか否かを判断してお
り、肯定判定されるとＳ７４０に移行し、否定判定され
ると同ステップを繰り返し実行することで待機する。つ
まり、Ｓ７３０では、点火指令信号ＩＧが立ち下がり方
向に状態変化する時期を検出して、一次電流の通電遮断
時期（いわゆる点火時期）を検出している。

【０１５０】そして、Ｓ７３０で肯定判定されると、Ｓ
７４０では現在時刻ｔを時刻変数Ｔ１に代入し、点火指
令信号ＩＧの立ち下がり時刻（点火時期）を記憶する。
次のＳ７５０では、Ｓ７２０およびＳ７４０にて記憶し
た時刻変数Ｔ０とＴ１との時間差から点火指令信号ＩＧ
のパルス幅Ｔｓｐｋを算出する。

【０１５１】続くＳ７６０では、Ｓ７５０で算出したパ
ルス幅Ｔｓｐｋが４ｍｓよりも大きいか否かを判断して
おり、肯定判定されるとＳ７７０に移行し、否定判定さ
れるとＳ７１０に移行する。つまり、Ｓ７６０では、点
火指令信号ＩＧが、火花放電継続時間Ｔｓを通知するた
めにパルス幅が設定された通知用点火指令信号であるか
否かを判断している。

【０１５２】なお、Ｓ７６０において、パルス幅Ｔｓｐ
ｋの判定しきい値を４ｍｓに設定しているのは、確実に
通知用点火指令信号を識別するためである。つまり、回
転変動等の影響により通常の点火指令信号ＩＧのパルス
幅Ｔｎ（３．５ｍｓ）が変動する（ばらつく）ことがあ
ることから、上記パルス幅Ｔｎよりも若干大きいパルス
幅を判定しきい値として判定することで、確実に通知用
点火指令信号を識別できるようにするのである。

【０１５３】Ｓ７６０で否定判定されると、Ｓ７１０に
移行して、次の点火指令信号ＩＧが入力されるまで待機
する。Ｓ７６０で肯定判定されてＳ７７０に移行する
と、Ｓ７７０ではＴｓｐｋカウンタの値に１を加算（イ
ンクリメント）する。

【０１５４】次のＳ７８０では、Ｔｓｐｋカウンタが２
以上であるか否かを判断しており、肯定判定されるとＳ
７９０に移行し、否定判定されるとＳ７１０に移行す
る。ここで、本実施例の内燃機関は３気筒で構成されて
おり、同一燃焼サイクルにおける各気筒への点火指令信
号ＩＧを、すべて同一の火花放電継続時間Ｔｓに応じた
パルス幅の通知用点火指令信号としている。

【０１５５】このため、Ｓ７８０では、３気筒分の通知
用点火指令信号としての点火指令信号ＩＧのうち少なく
とも２気筒に対応する火花放電継続時間Ｔｓに応じてパ
ルス幅が設定されていることを検出するのと同時に、火
花放電継続時間Ｔｓの読み取りエラーのチェックを行っ
ている。

【０１５６】そして、Ｓ７８０で否定判定されると、Ｓ
７１０に移行して、次の点火指令信号ＩＧが入力される
まで待機する。また、Ｓ７８０で肯定判定されてＳ７９
０に移行すると、Ｓ７９０では、ＥＣＵ３１で点火指令
信号ＩＧを生成するときに用いた火花放電継続時間Ｔｓ
とパルス幅Ｔｓｐｋとの関係（例えば、表１に示す関
係）に従い、Ｓ７５０で算出したパルス幅Ｔｓｐｋに対
応する火花放電継続時間Ｔｓを導出し、火花放電継続時
間Ｔｓを決定する。

【０１５７】続くＳ８００では、Ｔｓｐｋカウンタに０
を代入してカウンタリセットを行う。次のＳ８１０で
は、一旦、持続可変ルーチンに処理を移行して、火花放
電の遮断を行う。ここで、図９に持続可変ルーチンのフ
ローチャートを示す。

【０１５８】そして、持続可変ルーチンが起動される
と、まず、Ｓ９１０では、点火指令信号ＩＧに基づいて
次の燃焼サイクルにおける点火時期に達したか否かを判
断しており、肯定判定されるとＳ９２０に移行し、否定
判定されると同ステップを繰り返し実行することで待機
する。

【０１５９】点火時期となりＳ９１０で肯定判定される
と、続くＳ９２０では現在時刻ｔを時刻変数Ｔ２に代入
し、点火時期の時刻を記憶する。続くＳ９３０では、現
在時刻ｔから時刻変数Ｔ２を差し引いた値（ｔ−Ｔ２）
が、火花放電遮断処理のＳ７９０で決定された火花放電
継続時間Ｔｓに等しいか否かを判断しており、肯定判定
されるとＳ９４０に移行し、否定判定されると同ステッ
プを繰り返し実行することで待機する。つまり、Ｓ９３
０では、Ｓ９１０で検出された点火時期から火花放電継
続時間Ｔｓが経過した火花放電遮断時期を検出してい
る。

【０１６０】そして、火花放電遮断時期に達してＳ９３
０で肯定判定されると、Ｓ９４０に移行し、Ｓ９４０で
は火花放電遮断動作を行う。具体的には、第２実施例と
同様に、第２指令信号Ｓｂをハイレベルに変化させて、
火花放電遮断回路５１を動作させることにより、一次巻
線Ｌ１に電流（一次電流ｉ１）を流すことで、火花放電
を強制的に遮断する。

【０１６１】そして、Ｓ９４０は、第２指令信号Ｓｂを
ハイレベルに変化させることで火花放電遮断回路５１を
動作させた後、一次電流ｉ１が流れなくなるか、かなり
電流値が小さくなる所定時間が経過すると、第２指令信
号Ｓｂをローレベルに変化させて、同ステップでの処理
を終了するとともに、持続可変ルーチンを終了する。

【０１６２】持続可変ルーチンが終了すると、再び火花
放電遮断処理に処理が移行し、するとＳ８１０は同ステ
ップでの処理を終了するとともに、火花放電遮断処理を
終了する。そして、火花放電遮断処理は、１００回の燃
焼サイクルに１回の割合で起動されて、上述した処理を
行う。また、一旦決定された火花放電継続時間Ｔｓは、
点火駆動回路１９における火花放電制御回路２１の内部
に記憶されており、次の火花放電遮断処理が実行されて
更新されるまで同一の火花放電継続時間Ｔｓが記憶され
る。

【０１６３】さらに、持続可変ルーチンは、火花放電遮
断処理から読み出されて実行されるだけではなく、各気
筒毎に各燃焼サイクルに１回の割合で読み出されて実行
されており、実行された時点で記憶されている火花放電
継続時間Ｔｓを用いて火花放電を遮断する。

【０１６４】ここで、第３実施例の内燃機関用点火シス
テム１を用いて火花放電の遮断を行った場合、図７に示
すタイムチャートにおける時刻ｔ１７以降に発生する火
花放電は、各気筒とも火花放電継続時間の更新が行われ
るまで、点火時期から火花放電継続時間Ｔｔｂが経過し
た時点で火花放電遮断される。つまり、第３実施例の内
燃機関用点火システムであれば、図７に示す時刻２０で
発生した火花放電は、時間Ｔｔａだけ継続して自然に終
了するのではなく、火花放電継続時間Ｔｔｂで火花放電
遮断される。

【０１６５】このように、第３実施例の内燃機関用点火
システムでは、ＥＣＵ３１から点火駆動回路１９への火
花放電継続時間の伝達を、各燃焼サイクル毎に行うので
はなく、１００回の燃焼サイクルに１回の割合で行うよ
う構成されている。これにより、火花放電継続時間算出
処理による処理の実行頻度が少なくなり、ＥＣＵ３１に
おける処理負荷の上昇を抑えることができる。なお、Ｅ
ＣＵ３１が火花放電継続時間Ｔｓに応じてパルス幅を設
定した通知用点火指令信号としての点火指令信号ＩＧを
出力するタイミングと、点火駆動回路１９が火花放電継
続時間Ｔｓを検出するタイミングは、同じ燃焼サイクル
となるように同期処理が行われている。

【０１６６】また、火花放電継続時間を伝達するための
通知用点火指令信号は、少なくとも火花放電が発生可能
な電圧を確保するために、通常の点火指令信号よりも長
いパルス幅に設定されている。しかし、このように通知
用点火指令信号を設定して、各燃焼サイクルでパルス幅
の長い通知用点火指令信号としての点火指令信号ＩＧが
出力されると、一次巻線Ｌ１の通電時間が長くなり、一
次巻線Ｌ１や一次電流の通電・遮断を行うトランジスタ
１７にかかる負担が大きくなってしまう。しかし、本第
３実施例の内燃機関用点火システムのように、１００回
の燃焼サイクルに１回の割合で火花放電継続時間Ｔｓを
伝達する通知用点火指令信号としての点火指令信号ＩＧ
を出力することで、トランジスタ１７にかかる負担を抑
えることができる。

【０１６７】したがって、本第３実施例によれば、ＥＣ
Ｕ３１における処理負荷の上昇を抑えることができるこ
とから、ＥＣＵ３１における内燃機関各部の総合的な制
御処理を正確に実行することができ、また、一次巻線Ｌ
１の通電時間が必要以上に延長されないことから、一次
巻線Ｌ１やトランジスタ１７への負担を軽減することが
できる。

【０１６８】次に、火花放電を遮断するための処理を、
ＥＣＵ３１と点火駆動回路１９に分散して実行する内燃
機関用点火システムのうち、複数の点火指令信号（通知
用点火指令信号）を用いて１つの火花放電継続時間を通
知する第４実施例について以下に説明する。

【０１６９】第４実施例の内燃機関用点火システム１の
構成は、第２実施例と同様であり、電気回路図は図５に
示す電気回路図と同様である。そして、第４実施例の内
燃機関用点火システム１は、第２実施例と比べて、点火
駆動回路１９における火花放電制御回路２１で実行され
る火花放電遮断処理と、ＥＣＵ３１で実行される点火指
令信号生成処理が異なっていることから、同様の構成要
素についての説明は省略し、第２実施例と異なっている
部分を中心に以下に説明する。

【０１７０】まず、ＥＣＵ３１で実行される点火指令信
号生成処理について説明する。第４実施例における点火
指令信号生成処理は、パルス幅が３．５ｍｓとなる通常
の点火指令信号ＩＧと、パルス幅が４．５ｍｓとなる通
知用点火指令信号としての点火指令信号ＩＧとが生成可
能であり、通常時はパルス幅が３．５ｍｓの点火指令信
号ＩＧを出力している。そして、１００回の燃焼サイク
ルを１単位期間とし、その１単位期間における最初の燃
焼サイクルを起点として、火花放電継続時間に応じた回
数の通知用点火指令信号としての点火指令信号ＩＧを連
続して生成する。このとき、通知用点火指令信号の連続
出力回数は、例えば、表２に示すような火花放電継続時
間Ｔｓと連続出力回数Ｎｓｐｋとの関係に基づいて決定
する。

【０１７１】

【表２】

【０１７２】このように連続して生成された通知用点火
指令信号としての点火指令信号ＩＧは、点火駆動回路１
９に出力されて、点火時期および火花放電継続時間Ｔｓ
を点火駆動回路１９における火花放電制御回路２１に伝
達する。そして、点火駆動回路１９における火花放電制
御回路２１は、第２実施例と同様に、通常の点火指令信
号ＩＧおよび通知用点火指令信号としての点火指令信号
ＩＧに基づいて、前述したようにトランジスタ１７を駆
動して火花放電を発生させるとともに、通知用点火指令
信号の連続出力回数から火花放電継続時間Ｔｓを読み取
る。そして、読み取った火花放電継続時間Ｔｓに従っ
て、第２指令信号Ｓｂを制御して火花放電遮断回路５１
を動作させて、火花放電を強制的に遮断する。

【０１７３】次に、点火駆動回路１９における火花放電
制御回路２１にて実行される火花放電遮断処理を図１０
に示すフローチャートに沿って説明する。なお、火花放
電遮断処理は、内燃機関が始動されると同時に起動され
て、１００回の燃焼サイクル（１単位期間）毎に繰り返
し起動される。また、第４実施例では、第３実施例と同
様に、各気筒への点火指令信号ＩＧの論理和（ＯＲ）を
点火指令信号として、１つの火花放電遮断処理で処理を
行う。

【０１７４】そして、この火花放電遮断処理が開始され
ると、まず、Ｓ１０１０では、点火指令信号ＩＧが立ち
上がり方向（ローレベルからハイレベル）に状態変化し
たか否かを判断しており、肯定判定されるとＳ１０２０
に移行し、否定判定されると同ステップを繰り返し実行
することで待機する。つまり、Ｓ１０１０では、点火指
令信号ＩＧが立ち上がり方向に状態変化する時期を検出
して、磁束（エネルギ）を点火コイルに蓄積するための
一次電流の通電開始時期を検出している。

【０１７５】そして、Ｓ１０１０で肯定判定されると、
Ｓ１０２０では現在時刻ｔを時刻変数Ｔ０に代入し、点
火指令信号ＩＧの立ち上がり時刻を記憶する。続くＳ１
０３０では、点火指令信号ＩＧが立ち下がり方向（ハイ
レベルからローレベル）に状態変化したか否かを判断し
ており、肯定判定されるとＳ１０４０に移行し、否定判
定されると同ステップを繰り返し実行することで待機す
る。つまり、Ｓ１０３０では、点火指令信号ＩＧが立ち
下がり方向に状態変化する時期を検出して、一次電流の
通電遮断時期（いわゆる点火時期）を検出している。

【０１７６】そして、Ｓ１０３０で肯定判定されると、
Ｓ１０４０では現在時刻ｔを時刻変数Ｔ１に代入し、点
火指令信号ＩＧの立ち下がり時刻（点火時期）を記憶す
る。次のＳ１０５０では、Ｓ１０２０およびＳ１０４０
にて記憶した時刻変数Ｔ０とＴ１との時間差から点火指
令信号ＩＧのパルス幅Ｔｓｐｋを算出する。

【０１７７】続くＳ１０６０では、Ｓ１０５０で算出し
たパルス幅Ｔｓｐｋが４ｍｓよりも大きいか否かを判断
しており、肯定判定されるとＳ１０７０に移行し、否定
判定されるとＳ１０８０に移行する。つまり、Ｓ１０６
０では、点火指令信号ＩＧが通知用点火指令信号である
か否かを判断している。

【０１７８】なお、Ｓ１０６０において、パルス幅Ｔｓ
ｐｋの判定しきい値を４ｍｓに設定しているのは、確実
に通知用点火指令信号を識別するためである。つまり、
回転変動等の影響により通常の点火指令信号ＩＧのパル
ス幅Ｔｎ（３．５ｍｓ）が変動する（ばらつく）ことが
あることから、上記パルス幅Ｔｎよりも若干大きいパル
ス幅を判定しきい値として判定することで、確実に通知
用点火指令信号を識別できるようにするのである。

【０１７９】Ｓ１０６０で肯定判定されてＳ１０７０に
移行すると、Ｓ１０７０ではＴｓｐｋカウンタの値に１
を加算（インクリメント）する。そして、Ｓ１０７０の
処理が終了すると、Ｓ１０１０に移行して、次の点火指
令信号ＩＧが入力されるまで待機する。

【０１８０】そして、Ｓ１０１０からＳ１０７０までの
処理を繰り返すことで、通知用点火指令信号の連続出力
回数をＴｓｐｋカウンタでカウントする。また、Ｓ１０
６０で否定判定されてＳ１０８０に移行すると、Ｓ１０
８０では、前回の点火指令信号ＩＧのパルス幅Ｔｓｐｋ
が４ｍｓよりも大きいか否かを判断しており、肯定判定
されるとＳ１０９０に移行し、否定判定されるとＳ１０
１０に移行する。つまりＳ１０８０では、通知用点火指
令信号の出力の終了を検出している。

【０１８１】そして、Ｓ１０８０で否定判定されると、
Ｓ１０１０に移行して、次の点火指令信号ＩＧが入力さ
れるまで待機する。また、Ｓ１０８０で肯定判定されて
Ｓ１０９０に移行すると、Ｓ１０９０では、Ｓ１０７０
でカウントしたＴｓｐｋカウントの値を連続出力回数Ｎ
ｓｐｋとして、対応する火花放電継続時間Ｔｓを算出
し、火花放電継続時間Ｔｓを決定する。

【０１８２】続くＳ１１００では、Ｔｓｐｋカウンタに
０を代入してカウンタリセットを行う。次のＳ１１１０
では、一旦、持続可変ルーチンに処理を移行して、火花
放電の遮断を行う。

【０１８３】ここで、持続可変ルーチンは第３実施例に
おいて実行される持続可変ルーチンと同様の処理である
ため、説明は省略する。持続可変ルーチンが終了する
と、再び火花放電遮断処理に処理が移行し、するとＳ１
１１０は同ステップでの処理を終了するとともに、火花
放電遮断処理を終了する。

【０１８４】そして、火花放電遮断処理は、１００回の
燃焼サイクル（１単位期間）毎に起動されて、上述した
処理を行う。また、一旦決定された火花放電継続時間Ｔ
ｓは、点火駆動回路１９における火花放電制御回路２１
の内部に記憶されており、次の火花放電遮断処理が実行
されて更新されるまで同一の火花放電継続時間Ｔｓが記
憶される。

【０１８５】さらに、持続可変ルーチンは、第３実施例
と同様に、火花放電遮断処理から読み出されて実行され
るだけではなく、各気筒毎に各燃焼サイクルに１回の割
合で読み出されて実行されており、実行された時点で記
憶されている火花放電継続時間Ｔｓを用いて火花放電を
遮断する。

【０１８６】ここで、第４実施例の内燃機関用点火シス
テム１における第１気筒から第３気筒におけるＩＧ信号
（点火指令信号）、各気筒のＩＧ信号の論理和（ＯＲ）
信号、および点火プラグ１３の中心電極１３ａの電位の
タイムチャートを図１１に示す。

【０１８７】図１１に示すように、時刻ｔ３３から時刻
ｔ３６の間にＥＣＵ３１から出力されたＩＧ信号の論理
和（ＯＲ）信号は、通常の点火指令信号のパルス幅Ｔｎ
よりも長いパルス幅Ｔｓｐｋの通知用点火指令信号であ
り、次の燃焼サイクルから火花放電継続時間Ｔｓを更新
することを示している。このため、時刻ｔ３７以降に発
生する火花放電では、自然に火花放電が終了するまでの
火花放電継続時間Ｔｔａよりも短い火花放電継続時間Ｔ
ｔｂで火花放電が遮断されている。

【０１８８】なお、表２によれば、連続出力回数Ｎｓｐ
ｋが３回の場合には火花放電遮断なしとなるが、図１１
に示すように動作する内燃機関用点火システムでは、表
２以外の連続出力回数Ｎｓｐｋと火花放電継続時間Ｔｓ
との関係が設定されている。つまり、連続出力回数Ｎｓ
ｐｋが３回の場合に、火花放電継続時間がＴｔａよりも
短いＴｔｂが設定されるようになっている。

【０１８９】そして、時刻ｔ３７以降に発生する火花放
電は、次の火花放電継続時間の更新が行われるまで、点
火時期から火花放電継続時間Ｔｔｂが経過した時点で火
花放電遮断される。このように、第４実施例の内燃機関
用点火システムでは、ＥＣＵ３１から点火駆動回路１９
への火花放電継続時間の伝達を、１００回の燃焼サイク
ル（１単位期間）毎に行うよう構成されている。これに
より、火花放電継続時間算出処理による処理の実行頻度
が少なくなり、ＥＣＵ３１における処理負荷の上昇を抑
えることができる。なお、ＥＣＵ３１が火花放電継続時
間Ｔｓに応じて通知用点火指令信号を出力するタイミン
グと、点火駆動回路１９における火花放電制御回路２１
が火花放電継続時間Ｔｓを検出するタイミングは、同じ
燃焼サイクルとなるように同期処理が行われている。

【０１９０】また、本第４実施例の内燃機関用点火シス
テムは、１００回の燃焼サイクル（１単位期間）毎に、
火花放電継続時間Ｔｓを伝達するための点火指令信号Ｉ
Ｇ（通知用点火指令信号）を出力する期間を設けること
で、トランジスタ１７への通電時間を短くし、トランジ
スタ１７にかかる負担を抑えることができる。

【０１９１】更に、通知用点火指令信号の連続出力回数
によって火花放電継続時間を伝達するため、火花放電継
続時間を伝達するための入出力端子や配線を新規に設置
することなく、様々な火花放電継続時間をエンジン制御
装置から点火駆動装置に対して伝達することができる。

【０１９２】また、火花放電継続時間を伝達するにあた
り、ミリ秒単位の短い周期で行われる火花放電におい
て、火花放電継続時間に応じて点火指令信号のパルス幅
を変化させて伝達する方法は、点火指令信号の生成処理
に高い精度が要求される。それに比べて、本第４実施例
の内燃機関用点火システムのように、通知用点火指令信
号の連続回数によって火花放電継続時間Ｔｓを伝達する
場合、通常の点火指令信号と通知用点火指令信号の２種
類の点火指令信号が生成できればよい。このことから、
高精度の高価な装置ではなく、安価な装置を用いて点火
指令信号を生成することが可能である。

【０１９３】したがって、本第４実施例の内燃機関用点
火システムによれば、火花放電継続時間算出処理による
処理の実行頻度が少なくなるため、ＥＣＵ３１における
処理負荷の上昇を抑えることができ、ＥＣＵ３１におけ
る内燃機関各部の総合的な制御処理を正確に実行する事
が可能となる。

【０１９４】なお、通知用点火指令信号の連続出力回数
については、表２に示すように、算出された火花放電継
続時間が長くなるに従い、連続出力回数を減少させるよ
うに定めるとよい。このようにすることで、信号配線で
のノイズ等の影響によって通知用点火指令信号が通常の
点火指令信号と誤認識された場合に、算出した火花放電
継続時間よりも火花放電継続時間が長く認識されること
になる。このため、ノイズなどの影響によって誤認識さ
れた場合に、火花放電継続時間が短く設定されるのを避
けることができ、失火の発生を防ぐことができる。

【０１９５】次に、火花放電を遮断するための処理を、
ＥＣＵ３１と点火駆動回路１９に分散して実行するとと
もに、ＥＣＵ３１で算出した火花放電継続時間を点火駆
動回路１９に伝達するための配線を独立して設けた内燃
機関用点火システムを第５実施例として以下に説明す
る。

【０１９６】図１２に、第５実施例の内燃機関用点火シ
ステムの構成を表す電気回路図を示す。なお、第５実施
例の内燃機関は、第２実施例と同様に複数の気筒を備え
ているが、図１２では、図面を見やすくするために１気
筒分のみを記載している。図１２に示すように、本第５
実施例の内燃機関用点火システム１は、放電用の電気エ
ネルギ（例えば電圧１２Ｖ）を供給する電源装置（バッ
テリ）１１と、内燃機関の気筒に設けられた点火プラグ
１３と、一次巻線Ｌ１と二次巻線Ｌ２とからなる点火コ
イル１５と、一次巻線Ｌ１への通電・遮断を行うための
ｎｐｎ型トランジスタ１７を備える点火駆動回路１９
と、点火制御のために点火駆動回路１９に対して点火指
令信号ＩＧを出力するエンジン制御装置（以下、ＥＣＵ
と呼ぶ）３１と、を備えている。

【０１９７】そして、点火駆動回路１９は、一次巻線Ｌ
１と直列接続されたｎｐｎ型のトランジスタ１７と、火
花放電を発生させるための第１指令信号Ｓａ、および火
花放電遮断を行うための第２指令信号Ｓｂを制御する火
花放電制御回路２１と、火花放電制御回路２１からの指
令により火花放電を強制的に遮断する火花放電遮断回路
５１とを備えている。

【０１９８】ここで、第５実施例の内燃機関用点火シス
テム１は、第２実施例の内燃機関用点火システム１と比
べて、ＥＣＵ３１で算出した火花放電継続時間を点火駆
動回路１９に伝達する方法が異なっており、火花放電継
続時間を伝達するための配線が独立して設けられてい
る。

【０１９９】つまり、第２実施例の内燃機関用点火シス
テムでは、ＥＣＵ３１にて実行される火花放電継続時間
算出処理により算出された火花放電継続時間に応じて、
点火指令信号生成処理が、火花放電継続時間Ｔｓに応じ
たパルス幅Ｔｓｐｋの通知用点火指令信号としての点火
指令信号ＩＧを生成し、この点火指令信号ＩＧを用い
て、点火駆動回路１９に火花放電継続時間を伝達してい
る。

【０２００】これに対して、第５実施例の内燃機関用点
火システムでは、ＥＣＵ３１にて実行される火花放電継
続時間算出処理により算出された火花放電継続時間に応
じて、ＥＣＵ３１にて実行される火花放電遮断信号生成
処理が、火花放電継続時間Ｔｓに応じたパルス幅の火花
放電遮断指令信号Ｓｃを生成し、この火花放電遮断指令
信号Ｓｃを用いて、点火駆動回路１９に火花放電継続時
間を伝達している。すなわち、点火指令信号ＩＧとは別
の信号（火花放電遮断指令信号Ｓｃ）を用いて、ＥＣＵ
３１から点火駆動回路１９に対して火花放電継続時間を
伝達している。

【０２０１】ここで、火花放電遮断信号生成処理は、例
えば、火花放電継続時間Ｔｓに応じて、火花放電遮断指
令信号Ｓｃのパルス幅を変化させて、火花放電遮断指令
信号を生成している。そして、火花放電制御回路２１に
おいて実行される火花放電遮断処理では、火花放電遮断
指令信号Ｓｃのパルス幅から火花放電継続時間Ｔｓを読
み取り、次の燃焼サイクルにおける点火時期から火花放
電継続時間Ｔｓが経過した火花放電遮断時期で、火花放
電を強制的に遮断する。

【０２０２】なお、第５実施例の内燃機関用点火システ
ムにおいて実行される他の処理（例えば、点火制御処理
等）については、第２実施例における処理と同様の処理
を行っている。これにより、第５実施例のＥＣＵ３１で
は、火花放電継続時間算出処理を実行することになる
が、火花放電遮断処理は点火駆動回路１９において実行
されるため、火花放電を強制的に遮断するためのすべて
の処理をＥＣＵ３１において実行する必要はない。この
ため、すべての処理をＥＣＵ３１で実行する場合に比べ
て、火花放電遮断処理に相当する分だけＥＣＵ３１の処
理負荷の上昇を抑制することができる。

【０２０３】また、ＥＣＵ３１は、内燃機関を制御する
ために各部の状態が既に入力されていることから、火花
放電継続時間を算出するために、内燃機関の運転状態
（エンジン回転速度やエンジン負荷など）を表す信号を
新規に入力する必要がない。よって、入出力端子や信号
配線等を新規に設置することなく、多くの内燃機関の運
転状態を得ることができることから、従来の装置からの
構成変更項目を少なく抑えつつ、最適な火花放電継続時
間を算出することができる。

【０２０４】そして、ＥＣＵ３１にて実行される火花放
電遮断信号生成処理が、火花放電継続時間に応じた火花
放電遮断指令信号Ｓｃを生成することから、点火駆動回
路１９は、点火指令信号ＩＧの送信時期に限定されるこ
となく、最適なタイミングで火花放電遮断指令信号Ｓｃ
に基づき火花放電継続時間Ｔｓを読みとることができ
る。

【０２０５】このため、ＥＣＵ３１における処理負荷が
高くなる時期を避けて、火花放電継続時間Ｔｓの算出処
理、及び火花放電遮断指令信号Ｓｃを出力する処理を行
うことで、ＥＣＵ３１における処理負荷の上昇を抑制す
ることができる。また、点火駆動回路１９における処理
負荷が高くなる時期を避けて、火花放電遮断指令信号Ｓ
ｃに基づき火花放電継続時間を算出する処理を行うこと
で、点火駆動回路１９における処理負荷の上昇を抑制す
ることができる。

【０２０６】よって、本第５実施例の内燃機関用点火シ
ステムによれば、火花放電を遮断するための処理を、Ｅ
ＣＵ３１と点火駆動回路１９に分散して備えるため、Ｅ
ＣＵ３１における処理負荷の上昇を抑えることができ、
ＥＣＵ３１における内燃機関各部の総合的な制御処理を
正確に実行する事が可能となる。また、ＥＣＵ３１およ
び点火駆動回路１９のそれぞれにおいて実行する火花放
電を遮断するための処理を、処理負荷が高くなる時期を
避けて実行することが可能になるため、さらにＥＣＵ３
１および点火駆動回路１９にて実行される上記制御処理
を正確に実行することが可能となる。

【０２０７】

【０２０８】以上、本発明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。例えば、通常の点火指
令信号のパルス幅は３．５ｍｓに限ることはなく、内燃
機関に応じて、火花放電が発生可能な点火用高電圧を発
生できるように設定すればよい。また、第４実施例の内
燃機関用点火システムにおける通知用点火指令信号のパ
ルス幅は、４．５ｍｓに限ることはない。

【０２０９】また、第３実施例及び第４実施例では、火
花放電継続時間Ｔｓを伝達するための処理の実行周期
を、１００回の燃焼サイクル（１単位期間）毎としてい
るが、実行周期はこれに限定する必要はなく、必要に応
じて適切な実行周期を設定すればよい。

【図面の簡単な説明】

【図１】 第１実施例の内燃機関用点火システムの構成
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システムの各部
の状態を表すタイムチャートである。

【図３】 第１実施例のエンジン制御装置（ＥＣＵ）が
実行する火花放電遮断処理を表すフローチャートであ
る。

【図４】 第１実施例のエンジン制御装置（ＥＣＵ）が
実行する回転速度計算ルーチンを表すフローチャートで
ある。

【図５】 他の実施例の内燃機関用点火システムの構成
を表す電気回路図である。

【図６】 第２実施例のエンジン制御装置（ＥＣＵ）が
実行する火花放電遮断処理を表すフローチャートであ
る。

【図７】 第２実施例の内燃機関用点火システムの各部
の状態を表すタイムチャートである。

【図８】 第３実施例のエンジン制御装置（ＥＣＵ）が
実行する火花放電遮断処理を表すフローチャートであ
る。

【図９】 第３実施例のエンジン制御装置（ＥＣＵ）が
実行する持続可変ルーチンを表すフローチャートであ
る。

【図１０】 第４実施例のエンジン制御装置（ＥＣＵ）
が実行する火花放電遮断処理を表すフローチャートであ
る。

【図１１】 第４実施例の内燃機関用点火システムの各
部の状態を表すタイムチャートである。

【図１２】 第５実施例の内燃機関用点火システムの構
成を表す電気回路図である。

【符号の説明】

１…内燃機関用点火システム、１１…電源装置、１３…
点火プラグ、１３ａ…中心電極、１３ｂ…接地電極、１
５…点火コイル、１７…トランジスタ、１９…点火駆動
回路、Ｄ…整流素子、Ｌ１…一次巻線、Ｌ２…二次巻
線。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) F02P 15/10 F02P 3/045 F02P 9/00

Claims (5)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 二次巻線が内燃機関に装着された点火プ
   ラグと共に閉ループを形成する点火コイルと、 内燃機関の運転状態に基づいて点火時期を演算し、該点
   火時期に応じた点火指令信号を出力するエンジン制御装
   置と、 前記点火指令信号に基づき、前記点火コイルの一次巻線
   への通電・遮断を行うためのスイッチング手段を備える
   点火駆動装置と、からなり、 前記スイッチング手段にて前記一次巻線への通電・遮断
   を行うことにより、前記二次巻線に点火用高電圧を発生
   させて、前記点火プラグを火花放電させる内燃機関用点
   火システムであって、 前記エンジン制御装置は、 内燃機関の運転状態に基づいて火花放電継続時間を算出
   する火花放電継続時間算出手段と、 前記点火指令信号であって、前記火花放電継続時間を前
   記点火駆動装置に通知するための通知用点火指令信号を
   生成する点火指令信号生成手段と、を備えており、 前記点火駆動装置は、 前記エンジン制御装置より出力される前記通知用点火指
   令信号から前記火花放電継続時間を読み取り、前記点火
   プラグにて火花放電が発生してから該火花放電継続時間
   が経過すると火花放電を強制的に遮断する火花放電遮断
   手段、を備えたことを特徴とする内燃機関用点火システ
   ム。
2. 【請求項２】 前記点火指令信号はパルス信号であっ
   て、前記点火指令信号生成手段は、前記火花放電継続時
   間を前記点火駆動装置に通知するために、該点火指令信
   号のパルス幅を変化させて前記通知用点火指令信号を生
   成すること、を特徴とする請求項１に記載の内燃機関用
   点火システム。
3. 【請求項３】 前記点火指令信号生成手段は、一定周期
   間隔をもって必要に応じた回数だけ点火指令信号のパル
   ス幅を変化させて前記通知用点火指令信号を生成し、 前記火花放電遮断手段は、前記エンジン制御装置より出
   力される前記通知用点火指令信号から火花放電継続時間
   を読み取ると、次の火花放電継続時間を読み取るまで、
   最後に読み取った火花放電継続時間に基づき前記点火プ
   ラグの火花放電を強制的に遮断すること、を特徴とする
   請求項２に記載の内燃機関用点火システム。
4. 【請求項４】 前記点火指令信号はパルス信号であっ
   て、前記点火指令信号生成手段は、前記火花放電継続時
   間を前記点火駆動装置に通知するために、該点火指令信
   号のパルス幅を所定幅大きくした通知用点火指令信号の
   連続出力回数を変化させるように生成すること、を特徴
   とする請求項１に記載の内燃機関用点火システム。
5. 【請求項５】 前記点火指令信号生成手段は、一定周期
   間隔をもって前記通知用点火指令信号を連続して生成
   し、 前記火花放電遮断手段は、前記エンジン制御装置より出
   力される該通知用点火指令信号の連続出力回数から火花
   放電継続時間を読み取ると、次の火花放電継続時間を読
   み取るまで、最後に読み取った前記火花放電継続時間に
   基づき前記点火プラグの火花放電を強制的に遮断するこ
   と、を特徴とする請求項４に記載の内燃機関用点火シス
   テム。