JP6477928B2

JP6477928B2 - Ignition device for internal combustion engine

Info

Publication number: JP6477928B2
Application number: JP2018000919A
Authority: JP
Inventors: 貴士大野; 竹田　俊一; 俊一竹田; 金千代寺田; 悠男為井
Original assignee: Denso Corp
Current assignee: Denso Corp
Priority date: 2018-01-09
Filing date: 2018-01-09
Publication date: 2019-03-06
Anticipated expiration: 2034-04-10
Also published as: JP2018076870A

Description

本発明は、内燃機関（エンジン）に用いられる点火装置に関し、特に火花放電の継続技術に関する。 The present invention relates to an ignition device used for an internal combustion engine (engine), and more particularly to a technique for continuing spark discharge.

点火プラグの負担を軽減し、無駄な電力消費を抑えて、火花放電を継続させる技術として、周知の点火回路（主点火回路と称す）によって火花放電（主点火と称す）を開始させ、主点火が消える前に１次コイルのマイナス側からバッテリ電力供給ラインに向けて電気エネルギを投入して２次コイルに、主点火回路の作動によって火花放電を生じさせた際に２次コイルに流れた電流の流れ方向と同一方向の電流（直流の２次電流）を流し、主点火で生じた火花放電を任意の期間（以下、放電継続期間）に亘って継続させる「エネルギ投入回路」を考案した（公知技術ではない）。
なお、以下では、エネルギ投入回路により継続させる火花放電（即ち、主点火に続く火花放電）を「継続火花放電」と称する。As a technology to reduce the burden on the spark plug, suppress unnecessary power consumption, and continue spark discharge, spark discharge (referred to as main ignition circuit) is started by a well-known ignition circuit (referred to as main ignition circuit). Current flows through the secondary coil when electric energy is input from the negative side of the primary coil toward the battery power supply line before the battery goes off and a spark discharge is generated in the secondary coil by the operation of the main ignition circuit. An “energy input circuit” has been devised that allows a spark discharge generated by main ignition to continue for an arbitrary period (hereinafter referred to as discharge duration) by flowing a current in the same direction as the flow direction (DC secondary current) ( Not known technology).
Hereinafter, the spark discharge that is continued by the energy input circuit (that is, the spark discharge following the main ignition) is referred to as “continuous spark discharge”.

ここで、背景技術の理解補助の目的で、エネルギ投入回路を用いた新規な点火装置の代表例を図５に基づいて説明する。なお、図５に用いる符合は、後述する「実施例」と同一機能物に同一符合を付したものである。 Here, for the purpose of assisting understanding of the background art, a representative example of a novel ignition device using an energy input circuit will be described with reference to FIG. In addition, the code | symbol used for FIG. 5 attaches | subjects the same code | symbol to the same functional thing as the "Example" mentioned later.

図５に示す点火装置は、フルトラ作動によって点火プラグ１に主点火を生じさせる主点火回路５と、エネルギ投入回路６とを組み合わせたものである。
エネルギ投入回路６は、
・バッテリ電圧を昇圧させる昇圧回路１２と、
・この昇圧回路１２で昇圧した電気エネルギーを蓄えるコンデンサ１３と、
・コンデンサ１３から点火コイル２の１次コイル３に投入される電気エネルギを制御することで、２次電流をコントロールする投入エネルギ制御手段１４と、
を備える。The ignition device shown in FIG. 5 is a combination of a main ignition circuit 5 that causes main ignition to the spark plug 1 by full tiger operation and an energy input circuit 6.
The energy input circuit 6 is
A booster circuit 12 that boosts the battery voltage;
A capacitor 13 for storing electrical energy boosted by the booster circuit 12, and
Input energy control means 14 for controlling the secondary current by controlling the electric energy input from the capacitor 13 to the primary coil 3 of the ignition coil 2;
Is provided.

投入エネルギ制御手段１４の一例は、
・コンデンサ１３から１次コイル３へ電気エネルギーの投入を行うエネルギ投入ラインβを断続させるエネルギ投入用スイッチング手段２０と、
・このエネルギ投入用スイッチング手段２０をＯＮ−ＯＦＦ切り替えするエネルギ投入用ドライバ回路２１と、
・このエネルギ投入用ドライバ回路２１を介してエネルギ投入用スイッチング手段２０のＯＮ−ＯＦＦ状態を制御することで２次電流を所定の目標値に維持するコントロール回路２２と、
を備える。An example of the input energy control means 14 is:
Energy input switching means 20 for intermittently supplying an energy input line β for inputting electric energy from the capacitor 13 to the primary coil 3;
An energy input driver circuit 21 for switching the energy input switching means 20 between ON and OFF;
A control circuit 22 for maintaining the secondary current at a predetermined target value by controlling the ON-OFF state of the energy input switching means 20 via the energy input driver circuit 21;
Is provided.

コントロール回路２２は、エネルギ投入回路６の作動中（具体的には、放電継続信号ＩＧｗのＯＮ中）に、
（ｉ）２次電流検出抵抗２３を用いてモニターする２次電流が目標値より低下するとエネルギ投入用スイッチング手段２０をＯＮすることでコンデンサ１３に充電された電気エネルギの一部を１次コイル３に投入し、
（ｉｉ）２次電流が目標値より増加するとエネルギ投入用スイッチング手段２０をＯＦＦすることで１次コイル３へのエネルギ投入を中断する制御を実施する。During the operation of the energy input circuit 6 (specifically, while the discharge continuation signal IGw is ON), the control circuit 22
(I) When the secondary current to be monitored using the secondary current detection resistor 23 falls below the target value, the energy input switching means 20 is turned on to convert a part of the electric energy charged in the capacitor 13 to the primary coil 3. To
(Ii) When the secondary current increases from the target value, the energy input switching means 20 is turned off to perform control to interrupt the energy input to the primary coil 3.

（問題点）
エネルギ投入回路６の作動中に、エンジンの気筒内に生じる強い気流等によって火花放電が流され、火花放電長が伸張して２次電流が減少する状態が継続すると、２次電流のフィードバック制御によりエネルギ投入用スイッチング手段２０のＯＮ時間が長くなる。
エネルギ投入用スイッチング手段２０のＯＮ時間が長くなる場合には、エネルギ投入時の１次電流が増えて１次コイル３が磁気飽和する可能性がある。(problem)
During the operation of the energy input circuit 6, when a spark discharge is caused by a strong air flow generated in the cylinder of the engine and the spark discharge length is extended and the secondary current continues to decrease, secondary current feedback control is performed. The ON time of the energy input switching means 20 becomes longer.
When the ON time of the energy input switching means 20 becomes long, the primary current at the time of energy input increases and the primary coil 3 may be magnetically saturated.

１次コイル３が磁気飽和すると、２次電流を増加させる効果が減り、更に１次コイル３へのエネルギ投入が増加するようにフィードバック制御される。その結果、エネルギ投入用スイッチング手段２０や１次コイル３の負担が大きくなり、発熱や熱暴走によってエネルギ投入用スイッチング手段２０や１次コイル３が破損する懸念がある。 When the primary coil 3 is magnetically saturated, the effect of increasing the secondary current is reduced, and feedback control is performed so that the energy input to the primary coil 3 is further increased. As a result, the burden on the energy input switching means 20 and the primary coil 3 is increased, and there is a concern that the energy input switching means 20 and the primary coil 3 may be damaged due to heat generation and thermal runaway.

特許第４６１３８４８号公報Japanese Patent No. 4613848

本発明は、上記問題点に鑑みてなされたものであり、その目的は、エネルギ投入回路の作動によって１次コイルが磁気飽和し、磁気飽和に起因する各部の不具合を回避できる内燃機関用点火装置の提供にある。 The present invention has been made in view of the above-described problems, and an object of the present invention is to ignite an internal combustion engine in which the primary coil is magnetically saturated by the operation of the energy input circuit, and the malfunction of each part caused by magnetic saturation can be avoided. Is in the provision of.

本発明の内燃機関用点火装置は、「特許請求の範囲の請求項１」に記載したように、１次側電流検出手段によって検出される電流が所定の閾値に達した際に、第２スイッチング手段による１次コイルへの通電をオフする。
１次側電流検出手段の検出値に基づいて１次コイルが磁気飽和する前に１次コイルへの通電をオフすることで、１次コイルの磁気飽和に起因する不具合を回避することができる。このため、発熱や熱暴走による１次コイルの破損や、エネルギ投入回路の一部（例えば、エネルギ投入用スイッチング手段等）の破損を回避することができ、内燃機関用点火装置の信頼性を高めることができる。 Ignition system for the onset light of an internal combustion engine, as described in "claim 1." When the current detected by the primary side current detection means reaches a predetermined threshold value, the second The energization to the primary coil by the switching means is turned off.
By turning off the energization of the primary coil before the primary coil is magnetically saturated based on the detection value of the primary side current detecting means, it is possible to avoid problems caused by the magnetic saturation of the primary coil. For this reason, it is possible to avoid damage to the primary coil due to heat generation or thermal runaway, or damage to a part of the energy input circuit (for example, switching means for energy input), and improve the reliability of the internal combustion engine ignition device. be able to.

内燃機関用点火装置の概略構成図である（参考例、実施例１）。It is a schematic block diagram of the internal combustion engine ignition device (reference example, Example 1). 作動説明用のタイムチャートである（参考例、実施例１、２）。It is a time chart for operation | movement description (reference example, Example 1, 2). 内燃機関用点火装置の概略構成図である（実施例２）。(Example 2) which is a schematic block diagram of the ignition device for internal combustion engines. 内燃機関用点火装置の概略構成図である（実施例３）。(Example 3) which is a schematic block diagram of the internal combustion engine ignition device. 内燃機関用点火装置の概略構成図（参考例：公知技術でない）。The schematic block diagram of the ignition device for internal combustion engines (reference example: it is not a well-known technique).

以下において「発明を実施するための形態」を詳細に説明する。 Hereinafter, “DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION” will be described in detail.

本発明の具体的な一例（実施例）を図面に基づき説明する。なお、以下の「実施例」は具体的な一例を開示するものであり、本発明が「実施例」に限定されないことは言うまでもない。 A specific example (example) of the present invention will be described with reference to the drawings. The following “Example” discloses a specific example, and it goes without saying that the present invention is not limited to the “Example”.

［参考例］
まず、図１、図２を参照して参考例を説明する。
この参考例における点火装置は、車両走行用の火花点火エンジンに用いられるものであり、所定の点火タイミングで燃焼室内の混合気に点火を行うものである。なお、エンジンの一例は、ガソリンを燃料とする希薄燃焼（リーンバーン燃焼）が可能な直噴式エンジンであり、排気ガスの一部をＥＧＲガスとしてエンジン吸気側へ戻すＥＧＲ装置を搭載し、さらに気筒内に混合気の旋回流（タンブル流やスワール流等）を生じさせる旋回流コントロール手段を備える。[Reference example]
First, a reference example will be described with reference to FIGS.
The ignition device in this reference example is used for a spark ignition engine for vehicle travel, and ignites an air-fuel mixture in a combustion chamber at a predetermined ignition timing. An example of an engine is a direct injection engine capable of lean burn using gasoline as fuel, equipped with an EGR device that returns a part of the exhaust gas to the engine intake side as EGR gas, and a cylinder A swirling flow control means for generating a swirling flow (tumble flow, swirl flow, etc.) of the air-fuel mixture is provided.

この参考例における点火装置は、各気筒の点火プラグ１ごとに対応した点火コイル２を用いるＤＩ（ダイレクト・イグニッションの略）タイプである。
この点火装置は、エンジン制御の中枢を成すＥＣＵ（エンジン・コントロール・ユニットの略）から与えられる指示信号（点火信号ＩＧｔおよび放電継続信号ＩＧｗ）に基づいて点火コイル２の１次コイル３を通電制御するものであり、１次コイル３を通電制御することで点火コイル２の２次コイル４に生じる電気エネルギをコントロールして、点火プラグ１の火花放電をコントロールする。The ignition device in this reference example is a DI (abbreviation for direct ignition) type using an ignition coil 2 corresponding to each ignition plug 1 of each cylinder.
This ignition device controls energization of the primary coil 3 of the ignition coil 2 on the basis of instruction signals (ignition signal IGt and discharge continuation signal IGw) given from an ECU (abbreviation of engine control unit) that forms the center of engine control. The electric energy generated in the secondary coil 4 of the ignition coil 2 is controlled by energizing the primary coil 3 to control the spark discharge of the spark plug 1.

ＥＣＵは、各種センサから取得したエンジンパラメータ（暖機状態、エンジン回転速度、エンジン負荷等）やエンジンの制御状態（希薄燃焼の有無、旋回流の程度等）に応じた点火信号ＩＧｔおよび放電継続信号ＩＧｗを生成して出力する。 The ECU determines an ignition signal IGt and a discharge continuation signal corresponding to engine parameters (warm-up state, engine speed, engine load, etc.) acquired from various sensors and engine control states (existence of lean combustion, degree of swirl flow, etc.). Generate and output IGw.

車両に搭載される点火装置は、
・各気筒毎に搭載される点火プラグ１と、
・各点火プラグ１毎に搭載される点火コイル２と、
・フルトラ作動を行う主点火回路５と、
・継続火花放電を行うエネルギ投入回路６と、
を備えて構成される。The ignition device mounted on the vehicle
A spark plug 1 mounted for each cylinder;
An ignition coil 2 mounted for each spark plug 1;
A main ignition circuit 5 that performs full tiger operation;
An energy input circuit 6 that performs continuous spark discharge;
It is configured with.

なお、主点火回路５とエネルギ投入回路６の主要部は、「点火回路ユニット」として共通のケース内に収容配置されて、点火プラグ１や点火コイル２とは異なる場所に設置される。 The main parts of the main ignition circuit 5 and the energy input circuit 6 are housed and arranged in a common case as an “ignition circuit unit”, and are installed in a place different from the spark plug 1 and the ignition coil 2.

点火プラグ１は、周知なものであり、２次コイル４の一端に接続される中心電極と、エンジンのシリンダヘッド等を介してアース接地される外側電極とを備え、２次コイル４から印加される高電圧により中心電極と外側電極との間で火花放電を発生させる。 The spark plug 1 is a well-known one, and includes a center electrode connected to one end of the secondary coil 4 and an outer electrode grounded via an engine cylinder head or the like, and is applied from the secondary coil 4. A high voltage causes a spark discharge between the center electrode and the outer electrode.

点火コイル２は、周知なものであり、１次コイル３と、この１次コイル３の巻数より多くの巻数を有する２次コイル４とを備える。
１次コイル３の一端は、車載バッテリ７のプラス電極から電力の供給を受けるバッテリ電圧供給ラインαに接続される。
１次コイル３の他端側は、主点火回路５の点火用スイッチング手段１０（例えば、パワートランジスタ、ＭＯＳ型トランジスタ、サイリスタ等）を介してアース接地される。The ignition coil 2 is a well-known one and includes a primary coil 3 and a secondary coil 4 having a larger number of turns than the number of turns of the primary coil 3.
One end of the primary coil 3 is connected to a battery voltage supply line α that receives power from the positive electrode of the in-vehicle battery 7.
The other end of the primary coil 3 is grounded via an ignition switching means 10 (for example, a power transistor, a MOS transistor, a thyristor, etc.) of the main ignition circuit 5.

２次コイル４の一端は、上述したように点火プラグ１の中心電極に接続される。
２次コイル４の他端は、アース接地されるか、あるいはバッテリ電圧供給ラインαに接続される。なお、図１は、２次コイル４の他端が、１次コイル３の通電時に不要な２次電圧の発生を抑制する第１ダイオード１１と、後述する２次電流検出抵抗２３とを介してアース接地される例を示す。One end of the secondary coil 4 is connected to the center electrode of the spark plug 1 as described above.
The other end of the secondary coil 4 is grounded or connected to the battery voltage supply line α. In FIG. 1, the other end of the secondary coil 4 is connected via a first diode 11 that suppresses generation of an unnecessary secondary voltage when the primary coil 3 is energized, and a secondary current detection resistor 23 described later. An example of grounding is shown.

主点火回路５は、１次コイル３の通電制御を行って点火プラグ１に主点火を生じさせる。具体的に主点火回路５は、点火信号ＩＧｔのＯＮ期間に亘って点火用スイッチング手段１０をＯＮするものであり、点火用スイッチング手段１０がＯＮすることで点火コイル２の１次コイル３が通電される。 The main ignition circuit 5 performs energization control of the primary coil 3 to cause main ignition in the spark plug 1. Specifically, the main ignition circuit 5 turns on the ignition switching means 10 over the ON period of the ignition signal IGt. When the ignition switching means 10 is turned on, the primary coil 3 of the ignition coil 2 is energized. Is done.

エネルギ投入回路６は、主点火回路５の作動によって生じた主点火中に１次コイル３のマイナス側からバッテリ電圧供給ラインαへ向けて電気エネルギを投入することで、２次コイル４に、主点火回路の作動によって火花放電を生じさせた際に２次コイルに流れた電流の流れ方向と同一方向の２次電流を継続して流し、主点火回路５の作動によって生じた火花放電を継続させる。 The energy input circuit 6 supplies electric energy to the secondary coil 4 from the negative side of the primary coil 3 toward the battery voltage supply line α during main ignition caused by the operation of the main ignition circuit 5. When a spark discharge is generated by the operation of the ignition circuit, a secondary current in the same direction as the flow direction of the current flowing through the secondary coil is continuously supplied, and the spark discharge generated by the operation of the main ignition circuit 5 is continued. .

具体的にエネルギ投入回路６は、着火性が低下する運転状態の時（希薄燃焼時、強旋回流の発生時、高ＥＧＲ率時、低温始動時など）に火花放電の継続を行って混合気の着火性を高めるものであり、
・バッテリ電圧を昇圧させる昇圧回路１２と、
・この昇圧回路１２にて昇圧した電気エネルギを蓄えるコンデンサ１３と、
・コンデンサ１３から１次コイル３に投入される電気エネルギを制御することで、２次電流をコントロールする投入エネルギ制御手段１４と、
・コンデンサ１３から１次コイル３のみへ電流を流す第２ダイオード１５と、
を備えて構成される。Specifically, the energy input circuit 6 continues the spark discharge during the operation state in which the ignitability decreases (during lean combustion, generation of strong swirling flow, high EGR rate, low temperature start, etc.) To improve the ignitability of
A booster circuit 12 that boosts the battery voltage;
A capacitor 13 for storing electrical energy boosted by the booster circuit 12, and
Input energy control means 14 for controlling the secondary current by controlling the electric energy input from the capacitor 13 to the primary coil 3;
A second diode 15 that allows current to flow only from the capacitor 13 to the primary coil 3,
It is configured with.

昇圧回路１２は、直流電圧を昇圧するチョッパー型のＤＣ−ＤＣコンバータであり、
・一端がバッテリ電圧供給ラインαに接続されたチョークコイル１６と、
・このチョークコイル１６の通電状態を断続する昇圧用スイッチング手段１７（例えば、電界効果型トランジスタ、パワートランジスタ等）と、
・この昇圧用スイッチング手段１７を繰り返しＯＮ−ＯＦＦさせる昇圧用ドライバ回路１８と、
・コンデンサ１３に蓄えた電気エネルギがチョークコイル１６側へ逆流するのを防ぐ第３ダイオード１９と、
を備えて構成される。The booster circuit 12 is a chopper type DC-DC converter that boosts a DC voltage.
A choke coil 16 having one end connected to the battery voltage supply line α,
A step-up switching means 17 (for example, a field effect transistor, a power transistor, etc.) for intermittently energizing the choke coil 16;
A boosting driver circuit 18 for repeatedly turning on and off the boosting switching means 17;
A third diode 19 that prevents the electrical energy stored in the capacitor 13 from flowing back to the choke coil 16 side;
It is configured with.

昇圧用ドライバ回路１８は、ＥＣＵから点火信号ＩＧｔが与えられる期間に亘って昇圧用スイッチング手段１７を所定周期で繰り返してＯＮ−ＯＦＦするように設けられている。 The boosting driver circuit 18 is provided so as to repeatedly turn on and off the boosting switching means 17 at a predetermined period over a period when the ignition signal IGt is given from the ECU.

投入エネルギ制御手段１４の一例は、
・コンデンサ１３から１次コイル３へ電気エネルギーの投入を行うエネルギ投入ラインβを断続させるエネルギ投入用スイッチング手段２０（例えば、ＭＯＳ型トランジスタ、パワートランジスタ等）と、
・このエネルギ投入用スイッチング手段２０をＯＮ−ＯＦＦ切り替えするエネルギ投入用ドライバ回路２１と、
・エネルギ投入用ドライバ回路２１を介してエネルギ投入用スイッチング手段２０のＯＮ−ＯＦＦ状態を制御することで２次電流を所定の目標値に制御するコントロール回路２２と、
を備える。An example of the input energy control means 14 is:
An energy input switching means 20 (for example, a MOS transistor, a power transistor, etc.) for intermittently connecting an energy input line β for inputting electric energy from the capacitor 13 to the primary coil 3;
An energy input driver circuit 21 for switching the energy input switching means 20 between ON and OFF;
A control circuit 22 that controls the secondary current to a predetermined target value by controlling the ON-OFF state of the energy input switching means 20 via the energy input driver circuit 21;
Is provided.

コントロール回路２２は、２次電流検出抵抗２３を用いてモニターした２次電流が所定の目標範囲を維持するようにエネルギ投入用ドライバ回路２１を介してエネルギ投入用スイッチング手段２０のＯＮ−ＯＦＦ状態をフィードバック制御する。
なお、コントロール回路２２は、フィードバック制御に限定するものではなく、２次電流が所定の目標範囲を維持するようにオープンループ制御によってエネルギ投入用スイッチング手段２０をＯＮ−ＯＦＦ制御するものであっても良い。また、継続火花放電中における２次電流の目標値は、一定であっても良いし、エンジンの運転状態（ＥＣＵから付与される図示しない指示信号）に応じて変更するものであっても良い。The control circuit 22 sets the ON / OFF state of the energy input switching means 20 via the energy input driver circuit 21 so that the secondary current monitored using the secondary current detection resistor 23 maintains a predetermined target range. Feedback control.
The control circuit 22 is not limited to the feedback control, and may be an ON / OFF control of the energy input switching means 20 by open loop control so that the secondary current maintains a predetermined target range. good. Further, the target value of the secondary current during the continuous spark discharge may be constant, or may be changed according to the engine operating state (instruction signal (not shown) given from the ECU).

（点火装置の作動説明）
ここで、主点火回路５とエネルギ投入回路６の基本作動を説明する。
点火信号ＩＧｔがＯＦＦからＯＮへ切り替わると、
（ａ）点火信号ＩＧｔが出力される期間に亘って点火用スイッチング手段１０がＯＮされるとともに、
（ｂ）点火信号ＩＧｔが出力される期間に亘って昇圧用スイッチング手段１７が繰り返してＯＮ−ＯＦＦして昇圧作動を行い、バッテリ電圧より高く昇圧された電気エネルギがコンデンサ１３に蓄えられる。(Explanation of ignition device operation)
Here, basic operations of the main ignition circuit 5 and the energy input circuit 6 will be described.
When the ignition signal IGt switches from OFF to ON,
(A) While the ignition switching means 10 is turned on over the period in which the ignition signal IGt is output,
(B) During the period in which the ignition signal IGt is output, the boosting switching means 17 repeatedly turns on and off to perform the boosting operation, and the electrical energy boosted higher than the battery voltage is stored in the capacitor 13.

（ｃ）点火信号ＩＧｔがＯＮからＯＦＦへ切り替わると、点火用スイッチング手段１０がＯＦＦされ、１次コイル３の通電状態が突然遮断される。その結果、１次電流が停止すると同時に１次電圧が立ち上がる。これにより、２次電圧が立ち上がって点火プラグ１に高電圧が印加されて、点火プラグ１において主点火が生じる。(C) When the ignition signal IGt is switched from ON to OFF, the ignition switching means 10 is turned OFF, and the energized state of the primary coil 3 is suddenly cut off. As a result, the primary voltage rises as soon as the primary current stops. As a result, the secondary voltage rises and a high voltage is applied to the spark plug 1, and main ignition occurs in the spark plug 1.

（ｄ）点火プラグ１で主点火が開始された後、２次電流は略三角波形状で減衰する。そして、２次電流が所定の下限電流値（火花放電を維持するための電流値）に低下する前に、ＥＣＵが放電継続信号ＩＧｗを出力する。
すると、コントロール回路２２によってエネルギ投入用スイッチング手段２０がＯＮ−ＯＦＦ制御されて、コンデンサ１３に蓄えられていた電気エネルギ（電荷）が１次コイル３のマイナス側に投入され、コンデンサ１３に蓄えられていたバッテリ電圧より高い電圧の電気エネルギが、１次コイル３のマイナス側からバッテリ電圧供給ラインαに向かって流れる。(D) After the main ignition is started by the spark plug 1, the secondary current is attenuated in a substantially triangular wave shape. Then, before the secondary current decreases to a predetermined lower limit current value (current value for maintaining spark discharge), the ECU outputs a discharge continuation signal IGw.
Then, the switching means 20 for energy input is ON / OFF controlled by the control circuit 22, and the electric energy (charge) stored in the capacitor 13 is input to the negative side of the primary coil 3 and stored in the capacitor 13. Electric energy having a voltage higher than the battery voltage flows from the negative side of the primary coil 3 toward the battery voltage supply line α.

具体的には、エネルギ投入用スイッチング手段２０がＯＮされる毎に１次コイル３のマイナス側からバッテリ電圧供給ラインαに向かって電気エネルギが追加される。その結果、電気エネルギが追加される毎に、主点火後の２次電流と同方向の２次電流が２次コイル４に順次追加して流れる。
このように、コントロール回路２２がエネルギ投入用スイッチング手段２０をＯＮ−ＯＦＦ制御することで、火花放電を維持可能な程度に２次電流を継続して保持することができる。Specifically, electric energy is added from the negative side of the primary coil 3 toward the battery voltage supply line α every time the energy input switching means 20 is turned on. As a result, every time electric energy is added, a secondary current in the same direction as the secondary current after the main ignition is sequentially added to the secondary coil 4 and flows.
As described above, the control circuit 22 performs ON / OFF control of the energy input switching unit 20, so that the secondary current can be continuously maintained to such an extent that the spark discharge can be maintained.

このように放電継続信号ＩＧｗの継続中は、継続火花放電を継続させることができるため、高い着火性を得るこができる。また、継続火花放電の継続中は２次電流が略一定にコントロールされるため、大電流による電極摩耗の軽減効果を得ることができる。さらに、継続火花放電の継続中は２次電流を略一定にコントロールすることで、無駄な電力消費を抑えて省エネ効果を得ることができる。 Thus, since the continuous spark discharge can be continued while the discharge continuation signal IGw is continued, high ignitability can be obtained. Further, since the secondary current is controlled to be substantially constant during the continuous spark discharge, the effect of reducing electrode wear due to a large current can be obtained. Furthermore, during continuous spark discharge, the secondary current is controlled to be substantially constant, so that unnecessary power consumption can be suppressed and an energy saving effect can be obtained.

（ｆ）そして、点火継続信号ＩＧｗがＯＮからＯＦＦへ切り替わると、エネルギ投入用スイッチング手段２０がＯＦＦ状態に切り替わる。これにより、エネルギ投入回路６が停止し、継続火花放電が終了する。(F) When the ignition continuation signal IGw is switched from ON to OFF, the energy input switching means 20 is switched to the OFF state. As a result, the energy input circuit 6 stops and the continuous spark discharge ends.

（参考例の特徴技術）
エネルギ投入回路６の作動中に、エンジンの気筒内に生じる強い気流等によって点火プラグ１に生じた火花放電が流され、火花放電長が伸張して２次電流が減少する状態が継続すると、２次電流のフィードバック制御によりエネルギ投入用スイッチング手段２０のＯＮ時間を長くして１次コイル３へのエネルギ投入を増やすようになる。(Feature technology of the reference example)
When the spark discharge generated in the spark plug 1 is caused by the strong air current generated in the cylinder of the engine during the operation of the energy input circuit 6 and the spark discharge length is extended and the secondary current continues to be reduced, 2 The ON time of the energy input switching means 20 is lengthened by the feedback control of the secondary current to increase the energy input to the primary coil 3.

エネルギ投入用スイッチング手段２０のＯＮ時間が長くなることで、１次電流が増加して１次コイル３は磁気飽和する可能性が出てくる。１次コイル３が磁気飽和すると、２次電流の増加が想定値よりも減少する。すると、フィードバック制御によりエネルギ投入を継続するので１次コイル３の磁気飽和度が急激に増加する。１次コイル３の磁気飽和による１次電流の急激な増加は、２次電流維持には効果が少なく無駄なエネルギ消費となるとともに、回路やコイルの破壊に繋がる懸念がある。なお、図２の一点鎖線Ａ’は、参考例を適用せずに、１次コイル３が磁気飽和する場合の例である。
ここで、図２中において、「ＩＧｔ」は点火信号ＩＧｔのハイ／ロー信号、「ＩＧｗ」は放電継続信号ＩＧｗのハイ／ロー信号、「Ｉ１」は１次電流（１次コイル３に流れる電流値）、「ＩＲｄ」はコンデンサ１３の充放電電流である。As the ON time of the energy input switching means 20 becomes longer, the primary current increases and the primary coil 3 may be magnetically saturated. When the primary coil 3 is magnetically saturated, the increase in the secondary current is reduced from the expected value. Then, since energy input is continued by feedback control, the magnetic saturation of the primary coil 3 increases rapidly. The rapid increase of the primary current due to the magnetic saturation of the primary coil 3 is not effective for maintaining the secondary current, and wastes energy, and there is a concern that the circuit and the coil may be destroyed. 2 is an example when the primary coil 3 is magnetically saturated without applying the reference example.
In FIG. 2, “IGt” is a high / low signal of the ignition signal IGt, “IGw” is a high / low signal of the discharge continuation signal IGw, and “I1” is a primary current (current flowing through the primary coil 3). Value), “IRd” is the charge / discharge current of the capacitor 13.

この参考例の点火装置は、１次コイル３の磁気飽和を回避する手段として、
・コンデンサ１３から１次コイル３に供給されるコンデンサ放電電流の検出を行う１次側電流検出手段２４と、
・コンデンサ１３から１次コイル３への電気エネルギの投入状態を制御することで、１次コイル３の磁気飽和を回避し、無駄な電力消費や発熱を防止する第１保護手段２５と、
を備える。The ignition device of this reference example is a means for avoiding magnetic saturation of the primary coil 3,
A primary side current detection means 24 for detecting a capacitor discharge current supplied from the capacitor 13 to the primary coil 3;
A first protection means 25 for preventing magnetic saturation of the primary coil 3 and preventing wasteful power consumption and heat generation by controlling the input state of electric energy from the capacitor 13 to the primary coil 3;
Is provided.

１次側電流検出手段２４は、コンデンサ１３のアース接地側に設けられた電流検出抵抗であり、この電流検出抵抗によって検出されるコンデンサ１３の充放電電流（プラス側のコンデンサ充電電流とマイナス側のコンデンサ放電電流）を検出する。 The primary side current detection means 24 is a current detection resistor provided on the earth ground side of the capacitor 13. The charging / discharging current of the capacitor 13 detected by this current detection resistor (the positive side capacitor charging current and the negative side charge current). Capacitor discharge current) is detected.

第１保護手段２５は、１次側電流検出手段２４によって検出されるコンデンサ放電電流に基づいてコンデンサ１３から１次コイル３に投入される電気エネルギをコントロールして、１次側電流検出手段２４によって検出されるコンデンサ放電電流の最大値を、所定の第１制御値より小さい値に制限する。 The first protection means 25 controls the electric energy supplied from the capacitor 13 to the primary coil 3 based on the capacitor discharge current detected by the primary side current detection means 24, and the primary side current detection means 24 The detected maximum value of the capacitor discharge current is limited to a value smaller than a predetermined first control value.

即ち、この参考例では、１次側電流検出手段２４によって検出されるコンデンサ放電電流の最大値が第１制御値Ｙ１を超えないようにエネルギ投入用スイッチング手段２０を直接または間接的にコントロールする。なお、コンデンサ放電電流が第１制御値Ｙ１の時Ｙ１の１次電流は、予め試験などにより相関が求められるものであり、その結果から例えば、飽和電流値Ｘの５０〜９０％程に設定される。 That is, in this reference example, the energy input switching unit 20 is controlled directly or indirectly so that the maximum value of the capacitor discharge current detected by the primary side current detection unit 24 does not exceed the first control value Y1. Incidentally, when the capacitor discharge current is the first control value Y1, the primary current of Y1 is obtained in advance by a test or the like. From the result, for example, it is set to about 50 to 90% of the saturation current value X. The

この参考例の第１保護手段２５は、
・エネルギ投入用スイッチング手段２０を強制的にＯＦＦさせるＯＦＦ用スイッチング手段２６（バイポーラ型トランジスタ、電界効果型トランジスタ等）と、
・このＯＦＦ用スイッチング手段２６のＯＮ−ＯＦＦ状態を制御して、１次側電流検出手段２４によって検出されるコンデンサ放電電流が、第１制御値Ｙ１を超えないようにコントロールする保護回路２７と、
を備えて構成される。The first protection means 25 of this reference example is
OFF switching means 26 (bipolar transistor, field effect transistor, etc.) for forcibly turning off the energy input switching means 20;
A protection circuit 27 that controls the ON-OFF state of the switching means 26 for OFF so that the capacitor discharge current detected by the primary-side current detection means 24 does not exceed the first control value Y1,
It is configured with.

（参考例の効果１）
エネルギ投入回路６の作動中（即ち、放電継続信号ＩＧｗがＯＮする期間）に、１次側電流検出手段２４によって検出されたコンデンサ放電電流が第１制御値Ｙ１に達すると、保護回路２７がＯＦＦ用スイッチング手段２６をＯＮして、コントロール回路２２の制御状態に関わらずエネルギ投入用スイッチング手段２０を強制的にＯＦＦする。続いて、１次側電流検出手段２４によって検出されたコンデンサ放電電流が第１制御値Ｙ１より再び少なくなると、保護回路２７がＯＦＦ用スイッチング手段２６をＯＦＦし、エネルギ投入用スイッチング手段２０がコントロール回路２２によってコントロールされる。(Effect of Reference Example 1)
When the capacitor discharge current detected by the primary current detection means 24 reaches the first control value Y1 during the operation of the energy input circuit 6 (that is, the period during which the discharge continuation signal IGw is ON), the protection circuit 27 is turned off. The switching means for energy supply 26 is turned on, and the energy input switching means 20 is forcibly turned off regardless of the control state of the control circuit 22. Subsequently, when the capacitor discharge current detected by the primary side current detection means 24 becomes smaller again than the first control value Y1, the protection circuit 27 turns off the OFF switching means 26, and the energy input switching means 20 turns on the control circuit. 22 is controlled.

この第１保護手段２５の作動により、図２の実線Ａに示すように、１次側電流検出手段２４によって検出されたコンデンサ放電電流に基づいて２次電流の最大値（絶対値）を略第１制御値Ｙ１に制限できる。
これにより、エネルギ投入回路６の作動によって１次コイル３が磁気飽和する不具合を回避できる。具体的には、１次コイル３の磁気飽和によって生じるエネルギ投入用スイッチング手段２０や１次コイル３の熱暴走や発熱による破損を回避することができ、エネルギ投入回路６を搭載する点火装置の信頼性を高めることができる。By the operation of the first protection means 25, the maximum value (absolute value) of the secondary current is substantially set based on the capacitor discharge current detected by the primary side current detection means 24 as shown by the solid line A in FIG. It can be limited to one control value Y1.
Thereby, the malfunction that the primary coil 3 is magnetically saturated by the operation of the energy input circuit 6 can be avoided. Specifically, the energy charging switching means 20 and the primary coil 3 caused by magnetic saturation of the primary coil 3 can be prevented from being damaged due to thermal runaway or heat generation, and the reliability of the ignition device equipped with the energy charging circuit 6 can be avoided. Can increase the sex.

（参考例の効果２）
この参考例の１次側電流検出手段２４は、コンデンサ１３のアース接地側に設けられた電流検出抵抗である。コンデンサ１３のアース接地側は、電流負担が小さいため、電流検出抵抗を小型化できる。このため、エネルギ投入回路６の大型化やコストアップを回避することができ、点火回路ユニットの小型化や、点火装置のコスト上昇を回避できる。(Effect 2 of reference example)
The primary side current detection means 24 of this reference example is a current detection resistor provided on the earth ground side of the capacitor 13. Since the current load is small on the earth ground side of the capacitor 13, the current detection resistor can be reduced in size. For this reason, the enlargement and cost increase of the energy input circuit 6 can be avoided, and the size reduction of the ignition circuit unit and the cost increase of the ignition device can be avoided.

（参考例の変形例）
なお、この参考例では、投入エネルギ制御手段１４と第１保護手段２５を独立して設ける例を示したが、投入エネルギ制御手段１４と第１保護手段２５を共通化しても良い。即ち、ＯＦＦ用スイッチング手段２６を廃止し、エネルギ投入用スイッチング手段２０を直接制御して１次コイル３の磁気飽和を回避させても良い。(Modification of reference example)
In this reference example, the input energy control unit 14 and the first protection unit 25 are provided independently. However, the input energy control unit 14 and the first protection unit 25 may be shared. That is, the switching means for OFF 26 may be eliminated, and the energy charging switching means 20 may be directly controlled to avoid magnetic saturation of the primary coil 3.

［実施例１］
図１、図２を参照して実施例１を説明する。実施例１は参考例と基本構成が同じであるため、実施例１の図面は参考例の図面を流用して用いる。なお、以下の各実施例において、上記参考例と同一符合は同一機能物を示すものである。[Example 1]
A first embodiment will be described with reference to FIGS. Since the basic configuration of Example 1 is the same as that of the reference example, the drawing of Example 1 is used with the drawing of the reference example. In the following examples, the same reference numerals as those in the above-described reference examples denote the same functional objects.

上記の参考例では、１次コイル３が磁気飽和しないようにエネルギ投入用スイッチング手段２０をコントロールする例を示した。
これに対し、この実施例１は、１次電流が飽和電流値Ｘに近づいた際に電気エネルギの投入を停止して１次コイル３の磁気飽和を回避するものである。In the above reference example, the example in which the energy input switching means 20 is controlled so that the primary coil 3 is not magnetically saturated has been shown.
On the other hand, in the first embodiment, when the primary current approaches the saturation current value X, the input of electric energy is stopped and the magnetic saturation of the primary coil 3 is avoided.

この実施例１の１次コイル３の磁気飽和を回避する手段として、
・参考例と同様の１次側電流検出手段２４と、
・１次電流が飽和電流値Ｘに接近した際にエネルギ投入ラインβを切断することで１次コイル３の磁気飽和を回避する第２保護手段２８と、
を備える。As means for avoiding magnetic saturation of the primary coil 3 of the first embodiment,
Primary side current detection means 24 similar to the reference example;
A second protection means 28 for avoiding magnetic saturation of the primary coil 3 by cutting the energy input line β when the primary current approaches the saturation current value X;
Is provided.

第２保護手段２８は、１次側電流検出手段２４によって検出されるコンデンサ放電電流が所定の第２制御値Ｙ２に達した際に、コンデンサ１３から１次コイル３への電気エネルギの投入を停止させる。 When the capacitor discharge current detected by the primary side current detection unit 24 reaches a predetermined second control value Y2, the second protection unit 28 stops the input of electrical energy from the capacitor 13 to the primary coil 3. Let

即ち、この実施例１では、１次側電流検出手段２４によって検出されるコンデンサ放電電流が第２制御値Ｙ２に達した際にエネルギ投入ラインβを切断する。なお、コンデンサ放電電流が第２制御値Ｙ２の時の１次電流は、予め試験などにより相関が求められるものであり、その結果から例えば、飽和電流値Ｘの６０〜１００％程に設定される。 That is, in the first embodiment, the energy input line β is disconnected when the capacitor discharge current detected by the primary side current detection means 24 reaches the second control value Y2. Note that the primary current when the capacitor discharge current is the second control value Y2 is obtained in advance by a test or the like, and is set to, for example, about 60 to 100% of the saturation current value X from the result. .

この実施例１の第２保護手段２８は、参考例の第１保護手段２５と基本構成が同じであり、
・エネルギ投入用スイッチング手段２０を強制的にＯＦＦさせるＯＦＦ用スイッチング手段２６と、
・１次側電流検出手段２４によって検出されるコンデンサ放電電流が、第２制御値Ｙ２に達した際にＯＦＦ用スイッチング手段２６をＯＮしてエネルギ投入用スイッチング手段２０を強制的にＯＦＦさせる保護回路２７と、
を備えて構成される。The second protection means 28 of the first embodiment has the same basic configuration as the first protection means 25 of the reference example.
OFF switching means 26 for forcibly turning off the energy input switching means 20;
A protection circuit that forcibly turns off the energy input switching means 20 by turning on the OFF switching means 26 when the capacitor discharge current detected by the primary current detection means 24 reaches the second control value Y2. 27,
It is configured with.

（実施例１の効果）
エネルギ投入回路６の作動中（即ち、放電継続信号ＩＧｗがＯＮする期間）に、１次側電流検出手段２４によって検出されたコンデンサ放電電流が第２制御値Ｙ２に達すると、保護回路２７がＯＦＦ用スイッチング手段２６をＯＮしてエネルギ投入用スイッチング手段２０を強制的にＯＦＦ状態に切り替える。その結果、１次コイル３への電気エネルギの投入を停止して、１次コイル３が磁気飽和に起因する不具合を回避できる。(Effect of Example 1)
If the capacitor discharge current detected by the primary current detection means 24 reaches the second control value Y2 during the operation of the energy input circuit 6 (that is, the period during which the discharge continuation signal IGw is ON), the protection circuit 27 is turned off. The switching means for power supply 26 is turned on to forcibly switch the switching means for energy input 20 to the OFF state. As a result, the input of electrical energy to the primary coil 3 is stopped, and the trouble caused by the magnetic saturation of the primary coil 3 can be avoided.

これにより、１次コイル３が磁気飽和することによって生じる不具合を回避できる。具体的には、参考例と同様、１次コイル３の磁気飽和によって生じるエネルギ投入用スイッチング手段２０や１次コイル３の熱暴走や発熱による破損を確実に回避することができ、エネルギ投入回路６を搭載する点火装置の信頼性を高めることができる。 Thereby, the malfunction which arises by the primary coil 3 being magnetically saturated can be avoided. Specifically, as in the reference example, the energy input switching means 20 and the primary coil 3 caused by magnetic saturation of the primary coil 3 can be reliably prevented from being damaged due to thermal runaway or heat generation. The reliability of the ignition device equipped with can be improved.

（実施例１の変形例）
なお、この実施例１では、投入エネルギ制御手段１４と第２保護手段２８を独立して設ける例を示したが、投入エネルギ制御手段１４と第２保護手段２８を共通化しても良い。即ち、ＯＦＦ用スイッチング手段２６を廃止し、エネルギ投入用スイッチング手段２０をＯＦＦ状態に切り替えることで磁気飽和を回避させても良い。(Modification of Example 1)
In the first embodiment, the input energy control unit 14 and the second protection unit 28 are provided independently. However, the input energy control unit 14 and the second protection unit 28 may be shared. That is, the magnetic switching may be avoided by eliminating the OFF switching means 26 and switching the energy input switching means 20 to the OFF state.

また、この実施例１では、電気エネルギの投入を停止させる手段として、エネルギ投入用スイッチング手段２０をＯＦＦさせる例を示したが、後述する実施例３に示す出力停止用スイッチング手段をＯＦＦさせても良い。さらに、参考例と実施例１を組み合わせても良い。 Further, in the first embodiment, an example in which the energy input switching means 20 is turned off as the means for stopping the input of electric energy is shown. However, even if the output stop switching means shown in the third embodiment to be described later is turned off. good. Furthermore, you may combine a reference example and Example 1. FIG.

［実施例２］
図２、図３を参照して実施例２を説明する。
この実施例２の保護回路２７は、１次側電流検出手段２４によって検出されるコンデンサ放電電流またはコンデンサ充電電流に基づいてエネルギ投入回路６の故障判定を行い、故障判定時にエネルギ投入回路６を停止させるとともに、ＥＣＵへ故障判定信号ＩＧｆを出力して、ＥＣＵに故障発生を知らせるものである。[Example 2]
A second embodiment will be described with reference to FIGS.
The protection circuit 27 according to the second embodiment makes a failure determination of the energy input circuit 6 based on the capacitor discharge current or the capacitor charging current detected by the primary side current detection unit 24, and stops the energy input circuit 6 when the failure is determined. In addition, a failure determination signal IGf is output to the ECU to notify the ECU of the occurrence of the failure.

実施例２のポイントは、
（ａ）故障判定時に昇圧回路１２への電力供給部をＯＦＦすること、
（ｂ）１次側電流検出手段２４によって検出されるコンデンサ放電電流に基づいてエネルギ投入回路６の故障判定を行うこと、
（ｃ）１次側電流検出手段２４によって検出されるコンデンサ充電電流に基づいてエネルギ投入回路６の故障判定を行うこと、
である。The point of Example 2 is
(A) turning off the power supply unit to the booster circuit 12 at the time of failure determination;
(B) performing failure determination of the energy input circuit 6 based on the capacitor discharge current detected by the primary side current detection means 24;
(C) performing failure determination of the energy input circuit 6 based on the capacitor charging current detected by the primary side current detection means 24;
It is.

具体的に、この実施例２は、故障判定時に昇圧回路１２への電力供給部をＯＦＦする手段として、
・昇圧回路１２にバッテリ電圧を付与する昇圧電源ラインγをＯＮ−ＯＦＦ切替する運転停止用スイッチング手段３１（例えば、常ＯＮ型のリレースイッチ、半導体スイッチ等）と、
・この運転停止用スイッチング手段３１をＯＦＦ状態へ切り替え可能な運転停止用ドライブ回路３２と、
を備える。Specifically, in the second embodiment, as means for turning off the power supply unit to the booster circuit 12 at the time of failure determination,
An operation stop switching means 31 (for example, a normally ON type relay switch, a semiconductor switch, etc.) for ON-OFF switching a boost power supply line γ for applying a battery voltage to the booster circuit 12;
An operation stop drive circuit 32 capable of switching the operation stop switching means 31 to an OFF state;
Is provided.

そして、保護回路２７が、エネルギ投入回路６の故障を検出した際に、運転停止用ドライブ回路３２を介して運転停止用スイッチング手段３１をＯＦＦ状態に切り替えて、エネルギ投入回路６を停止させる。
また、保護回路２７は、エネルギ投入回路６の故障判定を行うと、運転停止用スイッチング手段３１をＯＦＦ状態に切り替えると同時に、ＥＣＵへ故障判定信号ＩＧｆを出力して、ＥＣＵに故障発生を知らせる。When the protection circuit 27 detects a failure of the energy input circuit 6, the operation stop switching means 31 is switched to the OFF state via the operation stop drive circuit 32 to stop the energy input circuit 6.
Further, when the failure determination of the energy input circuit 6 is performed, the protection circuit 27 switches the operation stop switching means 31 to the OFF state and simultaneously outputs a failure determination signal IGf to the ECU to notify the ECU of the occurrence of the failure.

一方、ＥＣＵは、保護回路２７から故障判定信号ＩＧｆを受けると、ランプ等を点灯させて乗員に故障が発生した旨を知らせるとともに、エンジンの超リーンバーン運転を中止して、主点火回路５による主点火のみによる着火性を向上させて、退避走行が可能に設けられている。 On the other hand, upon receiving the failure determination signal IGf from the protection circuit 27, the ECU turns on a lamp or the like to notify the occupant that a failure has occurred and stops the super lean burn operation of the engine. The ignitability by only the main ignition is improved, and retreat traveling is possible.

次に、１次側電流検出手段２４によって検出されるコンデンサ放電電流に基づいて保護回路２７がエネルギ投入回路６の故障判定を行う技術を説明する。
保護回路２７は、
（ｉ）１次側電流検出手段２４によって検出されたコンデンサ放電電流が第２制御値Ｙ２に達した際、
（ｉｉ）コンデンサ放電電流が第２制御値Ｙ２に所定回数連続して達する際、
（ｉｉｉ）コンデンサ放電電流が第２制御値Ｙ２に所定時間継続して達する際、
のいずれか、またはそれぞれ任意の組み合わせで複数条件が成立した場合に、エネルギ投入回路６の故障を判定する。
そして、保護回路２７は、故障判定した際、上述したように、運転停止用スイッチング手段３１をＯＦＦ状態に切り替えるとともに、ＥＣＵへ故障判定信号ＩＧｆを出力する。Next, a technique in which the protection circuit 27 determines the failure of the energy input circuit 6 based on the capacitor discharge current detected by the primary side current detection means 24 will be described.
The protection circuit 27
(I) When the capacitor discharge current detected by the primary current detection means 24 reaches the second control value Y2,
(Ii) When the capacitor discharge current reaches the second control value Y2 continuously for a predetermined number of times,
(Iii) When the capacitor discharge current reaches the second control value Y2 continuously for a predetermined time,
When a plurality of conditions are established in any one of these or any combination, a failure of the energy input circuit 6 is determined.
When the failure determination is made, the protection circuit 27 switches the operation stop switching means 31 to the OFF state and outputs a failure determination signal IGf to the ECU as described above.

続いて、１次側電流検出手段２４によって検出されるコンデンサ充電電流に基づいて保護回路２７がエネルギ投入回路６の故障判定を行う技術を説明する。
保護回路２７は、
（ｉ）昇圧回路１２が昇圧作動している期間（点火信号ＩＧｔの出力期間）にコンデンサ充電電流が所定の第３制御値Ｙ３に達しない場合、
（ｉｉ）コンデンサ充電電流が第３制御値Ｙ３に所定回数連続して達しない場合、
（ｉｉｉ）コンデンサ充電電流が第３制御値Ｙ３に所定時間継続して達しない場合、
のいずれか、またはそれぞれ任意の組み合わせで複数条件が成立した場合に、昇圧回路１２の故障を判定する。
そして、保護回路２７は、故障判定した際、上述したように、運転停止用スイッチング手段３１をＯＦＦ状態に切り替えるとともに、ＥＣＵへ故障判定信号ＩＧｆを出力する。Next, a technique in which the protection circuit 27 determines the failure of the energy input circuit 6 based on the capacitor charging current detected by the primary side current detection unit 24 will be described.
The protection circuit 27
(I) When the capacitor charging current does not reach the predetermined third control value Y3 during the period in which the booster circuit 12 is performing the boosting operation (output period of the ignition signal IGt),
(Ii) When the capacitor charging current does not reach the third control value Y3 continuously a predetermined number of times,
(Iii) When the capacitor charging current does not reach the third control value Y3 continuously for a predetermined time,
When a plurality of conditions are satisfied in any one or any combination of the above, failure of the booster circuit 12 is determined.
When the failure determination is made, the protection circuit 27 switches the operation stop switching means 31 to the OFF state and outputs a failure determination signal IGf to the ECU as described above.

（実施例２の効果）
実施例２の点火装置は、上述したように、１次側電流検出手段２４によって検出されるコンデンサ充電電流またはコンデンサ放電電流に基づいてエネルギ投入回路６の故障判定を行う。
具体的には、保護回路２７は、
（ａ）エネルギ投入用スイッチング手段２０がショート故障した場合、
（ｂ）放電継続信号ＩＧｗがＯＮ固定（Ｈｉ固定）した場合、
（ｃ）昇圧回路１２のスイッチング手段１７や昇圧コイル１６がオープンまたは地絡して作動異常した場合など、
コンデンサ充電電流またはコンデンサ放電電流が第２制御値Ｙ２を超えることを検出したり、第３制御値Ｙ３に達しないことを検出した場合に、運転停止用スイッチング手段３１をＯＦＦ状態に切り替えて、エネルギ投入回路６を停止させる。(Effect of Example 2)
As described above, the ignition device according to the second embodiment determines the failure of the energy input circuit 6 based on the capacitor charging current or the capacitor discharging current detected by the primary side current detecting unit 24.
Specifically, the protection circuit 27
(A) When the energy input switching means 20 is short-circuited,
(B) When the discharge continuation signal IGw is fixed to ON (Hi fixed),
(C) When the switching means 17 of the booster circuit 12 or the booster coil 16 is opened or grounded and malfunctions, etc.
When detecting that the capacitor charging current or the capacitor discharging current exceeds the second control value Y2 or not reaching the third control value Y3, the operation stop switching means 31 is switched to the OFF state to The closing circuit 6 is stopped.

このように、エネルギ投入回路６に万が一の不具合が生じた場合であっても、エネルギ投入回路６を停止させるため、エネルギ投入回路６の故障の影響が他の装置（電源を共用するＥＣＵや燃料噴射装置など）に及ぶ懸念を無くすことができ、点火装置の信頼性を高めることができる。 In this way, even if a malfunction occurs in the energy input circuit 6, the energy input circuit 6 is stopped, so that the influence of the failure of the energy input circuit 6 is affected by another device (an ECU or fuel that shares a power source). The concern over the injection device and the like can be eliminated, and the reliability of the ignition device can be improved.

［実施例３］
図４を参照して実施例３を説明する。
上記実施例２では、保護回路２７の故障判定時に昇圧電源ラインγを切断して、昇圧回路１２への電力供給を停止する例を示した。
これに対し、この実施例３は、保護回路２７の故障判定時にエネルギ投入ラインβを切断して、１次コイル３へのエネルギ投入を停止させるものである。[Example 3]
Embodiment 3 will be described with reference to FIG.
In the second embodiment, an example in which the power supply to the booster circuit 12 is stopped by disconnecting the booster power supply line γ when determining the failure of the protection circuit 27 has been described.
On the other hand, in the third embodiment, when the failure of the protection circuit 27 is determined, the energy input line β is cut to stop the energy input to the primary coil 3.

具体的に、この実施例３の点火装置は、
・エネルギ投入用スイッチング手段２０と１次コイル３の間のエネルギ投入ラインβをＯＮ−ＯＦＦする出力停止用スイッチング手段３３（例えば、ＭＯＳ型トランジスタ、パワートランジスタ、常時ＯＮ型のリレースイッチ等）と、
・この出力停止用スイッチング手段３３をＯＦＦ状態へ切り替え可能な出力停止用ドライブ回路３４と、を備える。Specifically, the ignition device of Example 3 is
An output stop switching means 33 for turning on and off the energy input line β between the energy input switching means 20 and the primary coil 3 (for example, a MOS transistor, a power transistor, a normally ON relay switch, etc.);
An output stop drive circuit 34 that can switch the output stop switching means 33 to an OFF state.

そして、保護回路２７は、
（ｉ）エネルギ投入回路６の故障を判定した際には出力停止用スイッチング手段３３をＯＦＦ状態に切り替えるとともにＥＣＵへ故障判定信号ＩＧｆを出力し、
（ｉｉ）昇圧回路１２の故障を検出した時にはＥＣＵへ故障判定信号ＩＧｆを出力するとともに昇圧用ドライバ回路１８を停止させて昇圧動作を停止させる。
このように設けることで、上記実施例２と同様の効果を得ることができる。
また、この実施例３では、実施例２に比べて電源遮断後の電荷残留による動作継続を待たずに故障判定時にエネルギ投入ラインβを切断する。即ち、故障判定時にコンデンサ１３の放電終了を待たずに、１次コイル３への電気エネルギの投入を停止できる。このため、点火装置の安全信頼性をさらに向上させることができる。The protection circuit 27
(I) When the failure of the energy input circuit 6 is determined, the output stopping switching means 33 is switched to the OFF state and a failure determination signal IGf is output to the ECU.
(Ii) When a failure of the booster circuit 12 is detected, a failure determination signal IGf is output to the ECU and the booster driver circuit 18 is stopped to stop the boosting operation.
By providing in this way, the same effect as in the second embodiment can be obtained.
Further, in the third embodiment, the energy input line β is disconnected at the time of failure determination without waiting for the operation to continue due to the residual charge after the power is turned off as compared with the second embodiment. That is, the input of electrical energy to the primary coil 3 can be stopped without waiting for the end of the discharge of the capacitor 13 when determining the failure. For this reason, the safety reliability of the ignition device can be further improved.

なお、出力停止用スイッチング手段３３と出力停止用ドライブ回路３４は、独立して搭載するものであっても良いし、エネルギ投入先の点火コイル２の選択を行う気筒選択手段を流用するものであっても良い。 The output stop switching means 33 and the output stop drive circuit 34 may be mounted independently, or a cylinder selection means for selecting the ignition coil 2 as the energy input destination is used. May be.

上記で示した参考例および複数の実施例を組み合わせて用いても良い。 You may use combining the reference example shown above and several Example.

上記の実施例では、コンデンサ充電電流またはコンデンサ放電電流の「絶対値」に基づいて種々の制御を実施する例を示したが、限定するものではなく、コンデンサ充電電流およびコンデンサ放電電流の時間経過に対する「傾き角度（検出電流の変化角度）」に基づいて種々の制御を実施しても良い。 In the above embodiment, an example in which various controls are performed based on the “absolute value” of the capacitor charging current or the capacitor discharging current has been described. Various controls may be performed based on the “tilt angle (change angle of the detected current)”.

上記の実施例では、１次側電流検出手段２４（電流検出抵抗）をコンデンサ１３のアース接地側に設ける例を示したが、１次側電流検出手段２４を設ける位置は限定するものではなく、エネルギ投入ラインβを流れる電流（１次コイル３に供給される電流等を検出可能であれば良い。 In the above embodiment, the example in which the primary side current detection unit 24 (current detection resistor) is provided on the earth ground side of the capacitor 13 is shown, but the position where the primary side current detection unit 24 is provided is not limited. It suffices if the current flowing through the energy input line β (the current supplied to the primary coil 3 or the like can be detected).

上記の実施例では、ガソリンエンジンに本発明の点火装置を用いる例を示したが、継続火花放電によって混合気の着火性の向上を図ることができるため、エタノール燃料や混合燃料を用いるエンジンに適用しても良い。もちろん、粗悪燃料が用いられる可能性のあるエンジンに用いても継続火花放電により着火性の向上を図ることができる。 In the above embodiment, an example in which the ignition device of the present invention is used for a gasoline engine has been described. You may do it. Of course, ignitability can be improved by continuous spark discharge even when used in an engine in which poor fuel may be used.

上記の実施例では、希薄燃焼（リーンバーン燃焼）運転が可能なリーンバーンエンジンに本発明の点火装置を用い、着火性が悪化する希薄燃焼時の着火性を継続火花放電により向上させる例を示したが、希薄燃焼とは異なる燃焼状態であっても継続火花放電によって着火性の向上を図ることができるため、リーンバーンエンジンへの適用に限定するものではなく、希薄燃焼を行わないエンジンに用いても良い。 The above embodiment shows an example in which the ignition device of the present invention is used in a lean burn engine capable of lean burn (lean burn combustion) operation, and the ignitability at the lean burn where the ignitability is deteriorated is improved by continuous spark discharge. However, since it is possible to improve ignitability by continuous spark discharge even in a combustion state different from lean combustion, it is not limited to application to lean burn engines, and is used for engines that do not perform lean combustion. May be.

また、高ＥＧＲエンジン（エンジンにＥＧＲガスとして戻される排気ガスの帰還率を高めることができるエンジン）に適用し、高ＥＧＲ時に継続火花放電を生じさせて着火性の向上を図っても良い。
同様に、着火性が低下するエンジン低温時に継続火花放電を実施して、エンジン低温時における着火性の向上を図っても良い。Further, the present invention may be applied to a high EGR engine (an engine capable of increasing the return rate of exhaust gas returned to the engine as EGR gas) to generate continuous spark discharge at high EGR, thereby improving ignitability.
Similarly, continuous spark discharge may be performed at a low engine temperature at which the ignitability decreases to improve the ignitability at a low engine temperature.

上記の実施例では、燃焼室に直接燃料を噴射する直噴式エンジンに本発明の点火装置を用いる例を示したが、吸気バルブの吸気上流側（吸気ポート内）に燃料を噴射するポート噴射式のエンジンに用いても良い。 In the above embodiment, an example in which the ignition device of the present invention is used for a direct injection engine that directly injects fuel into a combustion chamber has been shown. However, a port injection type that injects fuel to the intake upstream side (inside the intake port) of the intake valve. It may be used for other engines.

上記の実施例では、混合気の旋回流（タンブル流やスワール流等）を気筒内にて積極的に生じさせるエンジンに本発明の点火装置を用い、継続火花放電によって「旋回流による火花放電の吹き消し」を回避する例を開示したが、旋回流コントロール手段（タンブル流コントロールバルブやスワール流コントロールバルブ等）を有しないエンジンに用いても良い。 In the above-described embodiment, the ignition device of the present invention is used for an engine that actively generates a swirling flow of air-fuel mixture (tumble flow, swirl flow, etc.) in a cylinder, and “ Although an example of avoiding “blow-off” has been disclosed, it may be used for an engine having no swirl flow control means (tumble flow control valve, swirl flow control valve, etc.).

上記の実施例では、ＤＩタイプの点火装置に本発明を適用したが、例えば点火コイル２が点火プラグ１から離れた位置に搭載される単気筒エンジン（例えば、自動二輪車等）の点火装置に本発明を適用しても良い。 In the above embodiment, the present invention is applied to a DI type ignition device. For example, the present invention is applied to an ignition device of a single cylinder engine (for example, a motorcycle or the like) in which the ignition coil 2 is mounted at a position away from the ignition plug 1. The invention may be applied.

上記の実施例では、主点火回路５の一例としてフルトラを用いる例を示したが、主点火回路５の形式は限定しない。即ち、主点火回路５は、１次コイル３を通電制御することで主点火を実施可能な回路であれば良く、ＣＤＩ点火回路などフルトラ以外の点火回路を用いても良い。 In the above embodiment, an example in which a full tiger is used as an example of the main ignition circuit 5 is shown, but the form of the main ignition circuit 5 is not limited. That is, the main ignition circuit 5 may be a circuit that can perform main ignition by controlling energization of the primary coil 3, and an ignition circuit other than a full-trailer such as a CDI ignition circuit may be used.

１点火プラグ
２点火コイル
３１次コイル
４２次コイル
５主点火回路
６エネルギ投入回路
１２昇圧回路
１３コンデンサ
２４１次側電流検出手段
２８第２保護手段（保護手段）DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Spark plug 2 Ignition coil 3 Primary coil 4 Secondary coil 5 Main ignition circuit 6 Energy input circuit 12 Booster circuit 13 Capacitor 24 Primary side current detection means 28 Second protection means (protection means)

Claims

点火コイル（２）の１次コイル（３）への通電をオンした後、オフすることにより、前記点火コイル（２）の２次コイル（４）に高電圧を生じさせて点火プラグ（１）に火花放電を発生させる第１スイッチング手段（１０）と、
この第１スイッチング手段（１０）が前記１次コイル（３）への通電をオフした後、前記１次コイル（３）への通電を、繰り返しオンオフすることで前記１次コイル（３）に電気エネルギーを投入し、前記第１スイッチング手段（１０）の作動によって火花放電を生じさせた際に前記２次コイル（４）に流れた電流の流れ方向と同一方向の２次電流を流して火花放電を継続させる第２スイッチング手段（２０）と、
前記第１スイッチング手段（１０）が前記１次コイル（３）への通電をオフした後、前記１次コイル（３）へ流れる電流を検出する１次側電流検出手段（２４）と、
前記１次側電流検出手段（２４）により検出された電流値が所定の閾値（Ｙ２）を超えた際に、前記第２スイッチング手段（２０）による前記１次コイル（３）への通電をオフする保護スイッチ手段（２８）とを備える内燃機関用点火装置。 The energization of the primary coil (3) of the ignition coil (2) is turned on and then turned off, thereby generating a high voltage in the secondary coil (4) of the ignition coil (2), so that the ignition plug (1) First switching means (10) for generating a spark discharge in
After the first switching means (10) turns off the energization of the primary coil (3), the energization of the primary coil (3) is repeatedly turned on and off to electrically connect the primary coil (3). When energy is input and a spark discharge is generated by the operation of the first switching means (10), a secondary current in the same direction as that of the current flowing in the secondary coil (4) is caused to flow to cause a spark discharge. Second switching means (20) for continuing
Primary-side current detection means (24) for detecting a current flowing through the primary coil (3) after the first switching means (10) turns off the energization of the primary coil (3);
When the current value detected by the primary-side current detection means (24) exceeds a predetermined threshold (Y2), the energization of the primary coil (3) by the second switching means (20) is turned off. An ignition device for an internal combustion engine comprising protective switch means (28) .

請求項１に記載の内燃機関用点火装置において、
この内燃機関用点火装置は、内燃機関を制御する制御装置から与えられる指示信号（ＩＧｔ、ＩＧｗ）に基づいて前記１次コイル（３）への通電を制御し、
前記エネルギ投入回路（６）の故障を判定したときには、前記制御装置へ故障判定信号（ＩＧｆ）を出力することを特徴とする内燃機関用点火装置。 The internal combustion engine ignition device according to claim 1,
This internal combustion engine ignition device controls energization to the primary coil (3) based on an instruction signal (IGt, IGw) given from a control device for controlling the internal combustion engine,
An internal combustion engine ignition device characterized by outputting a failure determination signal (IGf) to the control device when a failure of the energy input circuit (6) is determined .