JP6462461B2

JP6462461B2 - 内燃機関用点火装置

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Publication number: JP6462461B2
Application number: JP2015074851A
Authority: JP
Inventors: 島田　直樹; 直樹島田
Original assignee: Hitachi Automotive Systems Hanshin Ltd
Current assignee: Hitachi Astemo Hanshin Ltd
Priority date: 2015-04-01
Filing date: 2015-04-01
Publication date: 2019-01-30
Anticipated expiration: 2035-04-01
Also published as: JP2016194272A

Description

本発明は、自動車両に搭載される内燃機関用の点火装置、特に一回の燃焼行程間に複数回の放電を行う多重放電型の内燃機関用点火装置の改良に関する。

車両搭載の内燃機関として、空燃比を理論空燃比より薄くした希薄燃焼エンジンや排気ガスを高濃度に再投入させる高ＥＧＲエンジンが採用されているが、これらのエンジンは着火性が余り良くないため、点火装置には高エネルギー型のものが必要になる。このような希薄燃焼エンジンや高ＥＧＲエンジンのための点火装置として、所定の点火期間に少なくとも２回以上の高電圧放電を点火プラグに発生させる、いわゆる多重放電型の点火装置が知られている。

上述した多重放電型の点火装置では、点火コイルからフィードバックされる一次電流や二次電流の値とエンジンの運転条件を基に、内燃機関制御装置（ＥＣＵ）から一回の点火サイクル中に複数個の点火信号が供給され、点火コイルの一次コイルへの通電・遮断を切り替えるスイッチング素子のオン・オフを燃焼サイクルの放電タイミングで複数回実行し、一回の点火サイクル中に複数回の放電を点火プラグに発生させるものが知られている（例えば、特許文献１を参照）。

特開２００１−０５０１４７号公報

しかしながら、特許文献１に記載されたような点火装置においては、一次電流の検出値をＥＣＵへフィードバックするための配線とＥＣＵ側の入力端子が別途必要となり、既存のＥＣＵとの共用化が困難である。また、特許文献１には、ＥＣＵからの制御信号線を追加せず、既存の点火制御信号線を使って一次電流検出情報をＥＣＵに認識させるように、点火信号に一次電流検出情報を重畳させてＥＣＵに送る方法も記載されているが、一次電流検出情報を点火信号から分離して認識する機能をＥＣＵに設ける必要があるため、やはり、既存のＥＣＵとの共用化が困難である。そのため、特許文献１に記載された多重放電型の点火装置を実現するためには、多重放電型の点火装置に応じたＥＣＵを作らなければならず、結果として大幅なコストＵＰとなる。

また、点火コイルにスイッチング素子とマイコンを内蔵し、エンジンの運転条件に基づいてＥＣＵから供給される点火信号と、点火コイル内でフィードバックされる一次電流や二次電流の値を内蔵マイコンに入力し、この内蔵マイコンが点火信号やフィードバック電流値に基づいてスイッチング素子をオン・オフさせる点火信号を生成し、一回の点火サイクル中にスイッチング素子を複数回オン・オフさせて、一回の点火サイクル中に複数回の放電を点火プラグに発生させる方法も考えられる。

このように、点火コイルに内蔵したマイコンでスイッチング素子をオン・オフさせて多重放電を実現する方法なら、既存のＥＣＵとの互換性を保つことができるものの、内蔵マイコンの動作安定性に問題がある。すなわち、点火コイルは点火プラグの高圧端子へ接続されるようにエンジン上部へ直接取り付けられることから、プラグ電極での放電によるノイズがマイコンに影響する危険性があり、また、点火コイル内のマイコン周囲温度も高いために、点火コイルに内蔵されたマイコンは、ノイズによる誤動作や高温による熱暴走を起こす可能性がある。内蔵マイコンの動作安定性を担保するためには、ノイズや熱への対策が別途必要になることから、結果的にコストＵＰにつながる。

そこで、本発明は、既存の内燃機関制御装置との互換性を保ちつつ、安定した多重放電制御を実現でき、小型で燃焼改善効果とコストのバランスが最適化された内燃機関用点火装置の提供を目的とする。

上記課題を解決するために、請求項１に係る発明は、気筒毎に設けられる１つの点火プラグに二次コイルが接続される点火コイルと、該点火コイルの一次コイルに流れる一次電流の通電・遮断を切り替えるスイッチング素子と、内燃機関の燃焼周期と一次コイルへの通電・遮断タイミングを示す点火信号を内燃機関制御装置より受けることに基づいて、前記スイッチング素子のオン・オフを制御する多重放電制御回路と、を備える内燃機関用点火装置であって、前記多重放電制御回路は、内燃機関の運転状況が予め定めた多重放電実行条件を満たすとき、主放電用一次電流制御に続けて副放電用一次電流制御を複数回行うことで、前記点火コイルの二次側に高電圧を複数回発生させる多重放電制御を行い、内燃機関の運転状況が前記多重放電実行条件から外れているとき、主放電用一次電流制御のみを行って、前記点火コイルの二次側に高電圧を１回のみ発生させる通常放電制御を行う機能を、電子回路で構成し、更に、前記多重放電制御回路は、副放電用一次電流制御を継続的に行う多重放電実行時間を、前記点火信号より判断できる燃焼周期および／または主放電用一次コイル通電時間に基づいて可変設定するようにしたことを特徴とする。

また、請求項２に係る発明は、前記請求項１に記載の内燃機関用点火装置において、前記点火コイル、スイッチング素子および多重放電制御回路は、単一のケース内に収納したユニット構造であり、前記多重放電制御回路は、少なくとも、前記多重放電実行条件下の動作により発生するノイズおよび放熱に十分抗し得る耐ノイズ性および耐熱性を満たすディスクリート部品により構成することを特徴とする。

また、請求項３に係る発明は、前記請求項１又は請求項２に記載の内燃機関用点火装置において、前記多重放電実行条件は、点火信号より判断できる主放電用一次コイル通電時間が予め定めた下限通電時間以上であることを特徴とする。

また、請求項４に係る発明は、前記請求項１又は請求項２に記載の内燃機関用点火装置において、前記多重放電実行条件は、点火信号より判断できる燃焼周期の期間長が予め定めた下限周期の期間長以上であることを特徴とする。

また、請求項５に係る発明は、前記請求項１〜請求項４の何れか１項に記載の内燃機関用点火装置において、前記点火コイルの一次コイルに流れる電流を検出する一次電流検出手段を設け、前記多重放電制御回路は、副放電用一次電流制御において、前記一次電流検出手段によって検出された一次電流検出値が、予め設定された副放電用遮断電流値に達することでスイッチング素子をオフにして副放電を生じさせると共に、次回の副放電に備えてスイッチング素子をオンにするまで副放電が継続するように待機する副放電待機時間は一定に保つことで、一回の副放電による放電エネルギーを一定に保持するようにしたことを特徴とする。

本発明に係る内燃機関用点火装置によれば、耐熱性および耐ノイズ性が劣るマイコンを使わず、耐熱性および耐ノイズ性を高め易い電子回路によって諸機能を構成した多重放電制御回路が、既存の内燃機関制御装置から供給された点火信号に基づいて、多重放電制御もしくは通常放電制御を行うので、既存の内燃機関制御装置との互換性を保ちつつ、安定した多重放電制御を実現でき、小型で燃焼改善効果とコストのバランスが最適化されたものとなる。

本発明に係る内燃機関用点火装置の実施形態を示す概略構成図である。実施形態に係る内燃機関用点火装置が多重放電制御を行う場合の要部信号波形と点火コイルの出力波形を示すタイミングチャートである。

次に、本発明に係る内燃機関用点火装置の実施形態を、添付図面に基づいて詳細に説明する。

図１に示すのは、本発明の第１実施形態に係る内燃機関用点火装置１であり、気筒毎に設けられる１つの点火プラグ２の非接地側に二次コイル３２が接続される点火コイル３と、点火コイル３の一次コイル３１に流れる一次電流の通電・遮断を切り替えるスイッチング素子４と、内燃機関の燃焼周期と一次コイル３１への通電・遮断タイミングを示す点火信号Ｓｅｃｕを内燃機関制御装置（ＥＣＵ）５より受けることに基づいて、スイッチング素子４のオン・オフを制御する駆動信号Ｓｄを出力する多重放電制御回路１０と、を備えるもので、例えば、点火コイル３とスイッチング素子４と多重放電制御回路１０は一体にパッケージングされる。

点火コイル３は、一方端が車両バッテリー等の直流電源（ＶＢ＋）に、他方端がスイッチング素子４を介して接地点に接続される一次コイル３１を、鉄心３３を介して二次コイル３２と磁気結合させたものである。二次コイル３２の一方端は点火プラグ２に、他方端は逆起電力防止用ダイオード３４を介して一次コイル３１の給電側に接続される。そして、一次コイル３１に一次電流Ｉ１を流した後に一次電流Ｉ１を遮断すると、その磁束変化が二次コイル３２に高電圧を誘起して、点火プラグ２の放電ギャップｇに絶縁破壊を起こし、放電電流（二次電流Ｉ２）が流れる。

多重放電制御回路１０は、エンジンの運転状況が予め定めた多重放電実行条件を満たすとき、主放電用一次電流制御に続けて副放電用一次電流制御を複数回行うことで、点火コイル３の二次側に高電圧を複数回発生させる多重放電制御を行い、エンジンの運転状況が多重放電実行条件から外れているとき、主放電用一次電流制御のみを行って、点火コイル３の二次側に高電圧を１回のみ発生させる通常放電制御を行うものである。なお、多重放電制御回路１０に設けるこれらの機能は、耐熱性および耐ノイズ性が劣るマイコンを使わず、耐熱性および耐ノイズ性を高め易い電子回路（耐熱性および耐ノイズ性の高いディスクリート部品やリニアＩＣ等）で構成する。

上記多重放電制御回路１０に点火信号Ｓｅｃｕを供給するＥＣＵ５は、エンジンの燃焼制御を統括的に行うものであり、気筒の燃焼周期や点火コイル３への一次電流通電タイミングおよび遮断タイミングを点火信号Ｓｅｃｕとして出力する。この点火信号Ｓｅｃｕは、信号電位がＬレベルとＨレベルの二値で変化するパルス信号であり、そのパルス周期が燃焼周期Ｔｅｃｕとして判断でき、そのパルス幅（Ｈレベルへ立ち上がってからＬレベルへ戻るまでの期間）が一次コイル３１への通電指示時間Ｔｏｎとして判断できる。

なお、ＥＣＵ５は１燃焼行程で１回の放電のみを行う通常放電のための点火信号Ｓｅｃｕを出力するものであって、多重放電制御には対応していないが、この点火信号Ｓｅｃｕの情報に基づいて、多重放電制御回路１０が主放電用一次電流制御と副放電用一次電流制御を行うことで、多重放電制御を可能とする。すなわち、本実施形態に係る内燃機関用点火装置１は、多重放電に対応していない既存のＥＣＵ５を用いることで、多重放電を実現できるので、多重放電実現のためにＥＣＵ５を設計し直す必要が無く、既存のＥＣＵ５と互換性を持たせることができ、コスト抑制に効果がある。

スイッチング素子４は、車両バッテリー等の直流電源（ＶＢ＋）から一次コイル３１への通電・遮断を切り替えるもので、耐電圧が高く、高速スイッチング動作に優れたパワートランジスタ（例えば、絶縁ゲートバイポーラトランジスタ）で構成する。そして、多重放電制御回路１０よりゲートに入力される駆動信号Ｓｄがオンの間、スイッチング素子４が閉じて一次コイル３１に一次電流Ｉ１が流れ、駆動信号Ｓｄがオフになるとスイッチング素子４が開いて一次電流Ｉ１が遮断されることとなる。

ここで、多重放電制御回路１０の詳細機能を、図２に示すタイミングチャートを参照しつつ説明する。なお、図２に示すのは、多重放電実行条件下で多重放電制御を行う場合の一例である。

ＥＣＵ５から送信される点火信号Ｓｅｃｕは、エンジン回転数に応じた燃焼周期Ｔｅｃｕで、運転条件に対応した通電指示時間Ｔｏｎによる燃焼制御を指示するものであり、多重放電制御回路１０のスイッチング素子駆動回路１１と点火信号判定／タイマ時間設定回路１２に入力される。

スイッチング素子駆動回路１１は、１回の主放電と複数回の副放電を行わせるように駆動信号Ｓｄを送出してスイッチング素子４を駆動させるものである。点火信号Ｓｅｃｕの通電指示時間Ｔｏｎは、主放電のためにスイッチング素子４をオン・オフさせるために用いられ、通電指示時間Ｔｏｎと一致させた主通電時間Ｔｍ−ｏｎにわたって一次コイル３１に一次電流Ｉ１を流した後、一次電流Ｉ１を遮断する。これにより、二次コイル３２に高電圧が発生し、二次電流Ｉ２が流れるのである。

なお、主放電により流れる二次電流Ｉ２の値は、一次電流遮断時の電流値によって変わるが、点火プラグ２に絶縁破壊を起こすのに必要十分な放電エネルギーを与えて主放電を生じさせるための指標として主放電基準値Ｉ１ａを用い、一次電流値がＩ１ａに達したタイミングでスイッチング素子４をオフにするように、スイッチング素子駆動回路１１が駆動信号Ｓｄを生成するようにしても良い。

点火信号判定／タイマ時間設定回路１２は、ＥＣＵ５からの点火信号Ｓｅｃｕに基づいて多重放電実行条件に該当するか否かを判定する機能と、多重放電実行条件に該当した場合の多重放電実行時間Ｔｄを設定する機能とを備えるものである。なお、多重放電による点火制御を行うための基準となる多重放電実行条件は、高い効果を認められる低回転域に設定しておく。

まず、点火信号判定／タイマ時間設定回路１２は、多重放電実行条件に該当するか否かを判定するために、ＥＣＵ５からの点火信号Ｓｅｃｕに基づいて判断するために、例えば、主放電用一次コイル通電時間を示す通電指示時間Ｔｏｎの時間幅を監視し、この通電指示時間Ｔｏｎが予め定めた下限通電時間以上であれば、多重放電実行条件に該当すると判定し、多重放電制御を行うために多重放電実行時間Ｔｄの設定を行う。一方、通電指示時間Ｔｏｎが予め定めた上限通電時間を超えていれば、高い効果が認められにくい高回転域と考えられるので、多重放電実行条件に該当しないと判定し、多重放電実行時間Ｔｄの設定は行わない。

なお、多重放電実行条件の判定には、点火信号Ｓｅｃｕの燃焼周期Ｔｅｃｕを用いても構わない。例えば、燃焼周期Ｔｅｃｕの期間長が予め定めた下限周期の期間長以上であれば、エンジン回転数が低い低出力の運転状況と考えられるので、多重放電実行条件に該当すると判定でき、燃焼周期Ｔｅｃｕの期間長が下限周期の期間長よりも短ければ、エンジン回転数が高い高出力の運転状況と考えられるので、多重放電実行条件に該当しないと判定できる。但し、燃焼周期Ｔｅｃｕが多重放電実行条件に該当するか否かの判定結果は一旦記憶しておき、次回の燃焼行程にて利用する。

上記のようにして、点火信号判定／タイマ時間設定回路１２が多重放電実行条件を判定した結果、多重放電実行条件に該当しないと判定された場合は、多重放電実行時間Ｔｄの設定が行われないため、後述する副放電用のパルスが駆動信号Ｓｄとして出力されることはなく、スイッチング素子駆動回路１１からは主放電のための１回のパルスのみが駆動信号Ｓｄとして出力されるため、点火コイル３の二次側に高電圧を１回のみ発生させる通常放電制御が行われる。

一方、点火信号判定／タイマ時間設定回路１２において、多重放電実行条件に該当すると判定された場合は、多重放電実行時間Ｔｄを設定し、タイマ指令信号Ｓｃをタイマ回路１３へ出力し、これを受けたタイマ回路１３が多重放電実行時間Ｔｄの計時を開始する。そして、タイマ回路１３が多重放電実行時間Ｔｄの計時している間、多重放電実行信号Ｓｔが多重放電信号用発振回路１４に入力され、この多重放電実行信号Ｓｔが入力されている期間に限って多重放電信号用発振回路１４から副放電用パルス信号Ｓｐがスイッチング素子駆動回路１１に出力され、スイッチング素子駆動回路１１は副放電用パルス信号Ｓｐのパルスと一致するタイミングで複数の副放電用パルスを駆動信号Ｓｄとしてスイッチング素子４に出力し、主放電に続けて複数の副放電を行う多重放電制御を実現するのである。

上記点火信号判定／タイマ時間設定回路１２が設定する多重放電実行時間Ｔｄは、多重放電実行条件に当てはまる運転状況で、標準的な回数の副放電を実行できるだけの時間を固定的に設定しても良いが、点火信号Ｓｅｃｕの点火周期Ｔｅｃｕや通電指示時間Ｔｏｎに応じて、多段階に多重放電実行時間Ｔｄを設定しておけば、運転状況に適した多重放電制御を行うことが可能となり、過剰な放電エネルギーを使ってしまったり、副放電によるエネルギー不足で燃焼状態が悪化したりすることを効果的に防げる。

上記タイマ回路１３が多重放電実行時間Ｔｄを計時することで多重放電実行信号Ｓｔが入力される多重放電信号用発振回路１４は、主放電に必要十分な時間として設定した発振待機時間ｔｄの経過を待って、オン時間ｔｈ、オフ時間ｔｌの周期パルスを継続発振させ、これが副放電用パルス信号Ｓｐとしてスイッチング素子駆動回路１１に入力される。

これにより、スイッチング素子駆動回路１１から出力される副放電用パルス信号Ｓｐは、主通電時間Ｔｍ−ｏｎの経過により信号レベルをＬに戻してから、発振待機時間ｔｄに等しい主放電待機時間Ｔｍ−ｏｆｆの間、Ｌレベルを保持するので、一次電流Ｉ１は、ほぼ主放電基準値Ｉ１ａに達したタイミングで遮断され、瞬時的に二次側に主放電二次電流値Ｉ２ａが流れ、主放電待機時間Ｔｍ−ｏｆｆに等しい主放電時間ｔｄ１が経過するまで主放電が保持される。

続いて、スイッチング素子駆動回路１１から出力される副放電用パルス信号Ｓｐは、副放電用パルス信号Ｓｐのオン時間ｔｈに一致する第１副通電時間Ｔｓ１−ｏｎだけ信号レベルをＨにして、第１副通電時間Ｔｓ１−ｏｎの経過後に信号レベルをＬに戻し、副放電用パルス信号Ｓｐのオフ時間ｔｌに一致する第１副放電待機時間Ｔｓ１−ｏｆｆの間、Ｌレベルを保持するので、一次電流Ｉ１は、ほぼ副放電用遮断電流値Ｉ１ｂに達したタイミングで遮断され、瞬時的に二次側に副放電二次電流値Ｉ２ｂが流れ、第１副放電待機時間Ｔｓ１−ｏｆｆに等しい第１副放電時間ｔｄ２ａが経過するまで１回目の副放電（第１副放電）が保持される。なお、本実施形態では、主放電二次電流値Ｉ２ａに比べて副放電二次電流値Ｉ２ｂは低くしてあるので、主放電基準値Ｉ１ａよりも副放電用遮断電流値Ｉ１ｂが低く、主放電のための待機時間となる発振待機時間ｔｄよりも副放電のための待機時間となるオフ時間ｔｌが短くなるように設定しておく。

以降、多重放電実行時間Ｔｄが経過するまで、同様に、副放電用パルス信号Ｓｐで指示される副放電用パルスのタイミングで一次コイル３１への通電・遮断を繰り返せば、１回の燃焼期間の中で、１回の主放電と複数回の副放電を行うことができる。

しかしながら、本実施形態に係る内燃機関用点火装置１においては、多重放電制御回路１０によって、一回の副放電による放電エネルギーを一定に保持できるように、副放電用パルス信号Ｓｐの生成には、一次電流の検出値によるフィードバックを反映させるものとした。斯くするために、多重放電制御回路１０には、一次電流検出回路１５と、電流比較／発信リセット回路１６を設けてある。

一次電流検出回路１５は、一次コイル３１に流れる電流を検出するものである。電流比較／発信リセット回路１６は、プリセットされている副放電用遮断電流値Ｉ１ｂと前記一次電流検出回路１５の検出電流値とを比較する機能と、比較結果が一致したタイミングで発振リセット信号Ｓｒを多重放電信号用発振回路１４へ出力する機能とを備える。すなわち、多重放電信号用発振回路１４が出力する副放電用パルス信号Ｓｐのオン時間ｔｈが経過するまでに、一次電流Ｉ１が副放電用遮断電流値Ｉ１ｂに達すると、電流比較／発信リセット回路１６から出力された発信リセット信号Ｓｒが多重放電信号用発振回路１４に入力され、オン時間ｔｈの経過を待つことなく、パルスをオフにする（信号電位のレベルをＨからＬに落とす）。発信パルスがリセットされた後は、再び、通常のオフ時間ｔｌとオン時間ｔｈでパルス発信を継続する。

例えば、第１副放電のときよりも第２副放電での一次電流の立ち上がりが速かった場合、副放電用パルス信号Ｓｐのオン時間ｔｈが経過するよりも早く副放電用遮断電流値Ｉ１ｂに達することとなり、発信リセット信号Ｓｒによって本来のオン時間ｔｈが経過する前に副放電用パルス信号Ｓｐがオフになるため、駆動信号Ｓｄにおいても、第１副通電時間Ｔｓ１−ｏｎよりも短い第２副通電時間Ｔｓ２−ｏｎが経過したタイミングでオフとなり、第２副放電待機時間Ｔｓ２−ｏｆｆが経過するまでＬレベルを保持する。

これにより、一次電流Ｉ１は、副放電用遮断電流値Ｉ１ｂに達したタイミングで遮断され、瞬時的に二次側に副放電二次電流値Ｉ２ｂが流れ、第２副放電待機時間Ｔｓ２−ｏｆｆに等しい第２副放電時間ｔｄ２ｂが経過するまで２回目の副放電（第２副放電）が保持される。すなわち、第２副放電においても、第１副放電と同じ放電エネルギーを二次側に与えることができ、多重放電制御における副放電各回の放電エネルギーを一定に保ちながら、エンジン回転数や運転状況に応じた多重放電を行う事で燃焼改善効果の変動を抑制できるのである。

また、多重放電制御回路１０で比較に用いる副放電用遮断電流値Ｉ１ｂは固定値とせず、複数の値を記憶させておき、運転状況に応じた副放電制御となるように一つの数値を選定して、副放電用遮断電流値Ｉ１ｂとして用いるようにしても良い。

上記のようにして、複数回の副放電制御を継続して実行するが、多重放電実行時間Ｔｄが経過すると、多重放電実行信号Ｓｔがオフになるため、多重放電信号用発振回路１４が動作を停止することで、スイッチング素子駆動回路１１からスイッチング素子４への駆動信号Ｓｄもオフとなる。なお、多重放電実行時間Ｔｄの経過時に、副放電用パルス信号Ｓｐがオフ時間ｔｌの途中であれば、駆動信号ＳｄもそのままＬレベルを保持すれば良いのであるが、多重放電実行時間Ｔｄの経過時に、副放電用パルス信号Ｓｐがオン時間ｔｈの途中であれば、オン時間ｔｈの経過を待つことなく、駆動信号ＳｄはＨレベルからＬレベルになるため、一次電流Ｉ１が副放電用遮断電流値Ｉ１ｂに達する前にスイッチング素子４がオフとなる可能性がある。

例えば、副放電用パルス信号Ｓｐにおいて、第３副放電のためのオン時間ｔｈが経過する前に多重放電実行時間Ｔｄが経過した場合、本来のオン時間ｔｈが経過する前に副放電用パルス信号Ｓｐがオフになるため、駆動信号Ｓｄにおいても、第１副通電時間Ｔｓ１−ｏｎよりも短い第３副通電時間Ｔｓ３−ｏｎが経過したタイミングでオフとなり、一次電流Ｉ１が副放電用遮断電流値Ｉ１ｂに達する前に一次電流が遮断され、二次側には副放電二次電流値Ｉ２ｂに満たない二次電流Ｉ２が流れるため、副放電として十分な放電エネルギーを二次側に与えられない可能性がある。

しかしながら、点火信号判定／タイマ時間設定回路１２によって設定された多重放電実行時間Ｔｄが経過したときは、既に必要十分な回数の副放電が実行されたものと考えられるので、特に問題は無い。無論、このようなケースを回避するために、多重放電実行時間Ｔｄが経過したときに多重放電信号用発振回路１４がＯＮパルスを出力中であった場合には、オン時間ｔｈの経過を待って副放電用パルス信号Ｓｐを停止するようにしても良い。

また、多重放電制御回路１０に含ませる諸機能は、少なくとも、前述した多重放電実行条件下で点火コイル３およびスイッチング素子４が作動することにより発生するノイズおよび放熱に十分抗し得る耐ノイズ性および耐熱性を満たすディスクリート部品により構成する。但し、スイッチング素子駆動回路１１は、多重放電実行条件から外れたときに通常放電制御を行う必要があるため、エンジンが高出力となる環境下においても誤作動や熱暴走しないように、回路を構成しておく必要がある。なお、点火信号Ｓｅｃｕと多重放電駆動計時信号Ｓｔがスイッチング素子４を駆動制御するために必要十分な印加電圧となるよう設定されていれば、スイッチング素子駆動回路１１は、両信号を駆動信号線路へ通過させる機能で実現できる。

以上、本発明に係る内燃機関用点火装置の実施形態を添付図面に基づいて説明したが、本発明は、これらの実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載の構成を変更しない範囲で、公知既存の等価な技術手段を転用することにより実施しても構わない。

１内燃機関用点火装置
２点火プラグ
３点火コイル
３１一次コイル
３２二次コイル
４スイッチング素子
５ＥＣＵ
１０多重放電制御回路
１１スイッチング素子駆動回路
１２点火信号判定／タイマ時間設定回路
１３タイマ回路
１４多重放電信号用発振回路
１５一次電流検出回路
１６電流比較／発信リセット回路

Claims

気筒毎に設けられる１つの点火プラグに二次コイルが接続される点火コイルと、該点火コイルの一次コイルに流れる一次電流の通電・遮断を切り替えるスイッチング素子と、内燃機関の燃焼周期と一次コイルへの通電・遮断タイミングを示す点火信号を内燃機関制御装置より受けることに基づいて、前記スイッチング素子のオン・オフを制御する多重放電制御回路と、を備える内燃機関用点火装置であって、
前記多重放電制御回路は、内燃機関の運転状況が予め定めた多重放電実行条件を満たすとき、主放電用一次電流制御に続けて副放電用一次電流制御を複数回行うことで、前記点火コイルの二次側に高電圧を複数回発生させる多重放電制御を行い、内燃機関の運転状況が前記多重放電実行条件から外れているとき、主放電用一次電流制御のみを行って、前記点火コイルの二次側に高電圧を１回のみ発生させる通常放電制御を行う機能を、電子回路で構成し、
更に、前記多重放電制御回路は、副放電用一次電流制御を継続的に行う多重放電実行時間を、前記点火信号より判断できる燃焼周期および／または主放電用一次コイル通電時間に基づいて可変設定するようにしたことを特徴とする内燃機関用点火装置。
前記点火コイル、スイッチング素子および多重放電制御回路は、単一のケース内に収納したユニット構造であり、
前記多重放電制御回路は、少なくとも、前記多重放電実行条件下の動作により発生するノイズおよび放熱に十分抗し得る耐ノイズ性および耐熱性を満たすディスクリート部品により構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装置。
前記多重放電実行条件は、点火信号より判断できる主放電用一次コイル通電時間が予め定めた下限通電時間以上であることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の内燃機関用点火装置。
前記多重放電実行条件は、点火信号より判断できる燃焼周期の期間長が予め定めた下限周期の期間長以上であることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の内燃機関用点火装置。
前記点火コイルの一次コイルに流れる電流を検出する一次電流検出手段を設け、
前記多重放電制御回路は、副放電用一次電流制御において、前記一次電流検出手段によって検出された一次電流検出値が、予め設定された副放電用遮断電流値に達することでスイッチング素子をオフにして副放電を生じさせると共に、次回の副放電に備えてスイッチング素子をオンにするまで副放電が継続するように待機する副放電待機時間は一定に保つことで、一回の副放電による放電エネルギーを一定に保持するようにしたことを特徴とする請求項１〜請求項４の何れか１項に記載の内燃機関用点火装置。