特許 6002697 内燃機関の点火装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6002697

(24)【登録日】2016年9月9日

(45)【発行日】2016年10月5日

(54)【発明の名称】内燃機関の点火装置

(51)【国際特許分類】

   F02P 3/00 20060101AFI20160923BHJP

   F02P 3/045 20060101ALI20160923BHJP

【ＦＩ】

   F02P3/00 H

   F02P3/045 303F

【請求項の数】4

【全頁数】12

(21)【出願番号】特願2014-1443(P2014-1443)

(22)【出願日】2014年1月8日

(65)【公開番号】特開2015-129465(P2015-129465A)

(43)【公開日】2015年7月16日

【審査請求日】2014年11月26日

(73)【特許権者】

【識別番号】000005326

【氏名又は名称】本田技研工業株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100105119

【弁理士】

【氏名又は名称】新井 孝治

(74)【代理人】

【識別番号】100095566

【弁理士】

【氏名又は名称】高橋 友雄

(74)【代理人】

【識別番号】100187805

【弁理士】

【氏名又は名称】毛利 弘人

(72)【発明者】

【氏名】倉橋 真

(72)【発明者】

【氏名】木村 範孝

【審査官】 津田 健嗣

(56)【参考文献】

【文献】 特開昭６４−８３８６３（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平７−２２９４６１（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平４−２８４１６７（ＪＰ，Ａ）

【文献】 米国特許第３８９２２１９（ＵＳ，Ａ）

【文献】 米国特許第３９４５３６２（ＵＳ，Ａ）

【文献】 米国特許第４９２２８７４（ＵＳ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｆ０２Ｐ ３／００

Ｆ０２Ｐ ３／０４５

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

点火プラグと、該点火プラグに火花放電を発生させるためのコイル対を１つの点火プラグに対応して２つ備える駆動回路と、前記駆動回路の第１コイル対に供給する第１点火信号及び前記駆動回路の第２コイル対に供給する第２点火信号を生成する制御手段とを備える、内燃機関の点火装置において、
前記制御手段は、
前記第１コイル対を構成する第１一次コイルの通電によって発生する放電の開始から終了までの第１放電期間と、前記第２コイル対を構成する第２一次コイルの通電によって発生する放電の開始から終了までの第２放電期間とが一部において重複し、その重複放電期間が設定重複期間となり、かつ前記第１放電期間の始期が前記第２放電期間の始期より前となるように、前記第１及び第２点火信号を生成し、
前記設定重複期間は、前記第１放電期間と、前記点火プラグにおける放電電流が短時間遮断される吹き消えが発生しない放電電流値の最小値である吹き消え閾値と、前記第１放電期間の始期の放電電流値である放電開始電流値とに応じて設定されることを特徴とする内燃機関の点火装置。

【請求項2】

前記制御手段は、前記第１及び第２一次コイルの通電期間を同一として、前記第１一次コイルの通電開始時期からオフセット期間経過後に前記第２一次コイルの通電を開始し、
前記オフセット期間は、前記第１放電期間から前記設定重複期間を減算した期間であることを特徴とする請求項１に記載の内燃機関の点火装置。

【請求項3】

前記設定重複期間は、下記式によって算出される目標期間の近傍の期間であってかつ該目標期間以上の期間に設定されることを特徴とする請求項１または２に記載の内燃機関の点火装置：
ＴＴＧＴ＝ＴＳＰ１×ＩＳＰＴＨ／ＩＳＰＰＫＬ
ここで、ＴＴＧＴは前記目標期間、ＴＳＰ１は前記第１放電期間、ＩＳＰＴＨは前記吹き消え閾値、ＩＳＰＰＫＬは前記放電開始電流値である。

【請求項4】

前記制御手段は、前記機関の燃焼室内で発生するガス流動と相関がある機関運転パラメータに応じて前記吹き消え閾値を算出する吹き消え閾値算出手段を備え、
該吹き消え閾値算出手段により算出された吹き消え閾値を用いて前記設定重複期間の設定を行うことを特徴とする請求項１から３の何れか１項に記載の内燃機関の点火装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、内燃機関の点火装置に関し、特に１つ点火プラグを駆動する駆動回路が２つのコイル対を備え、高圧の二次電圧を比較的短い時間間隔で発生させる多重点火を行う点火装置に関する。

【背景技術】

【0002】

特許文献１には、１つ点火プラグを駆動する駆動回路が２つのコイル対を備え、点火プラグの放電エネルギー要求に応じて使用するコイル対を切り替えて点火を行う点火装置が示されてる。この装置によれば、放電エネルギー要求が低い時は１つのコイル対を使用した点火が行われ、放電エネルギー要求が高い点火強化領域では、同一サイクルで２つのコイル対を使用した多重点火が行われる。また、２つのコイル対を所定サイクル数毎に交互に使用して点火を行う制御も示されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特許第５０４７２４７号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

上記特許文献１に示された装置では、点火強化領域では同文献の図３に示されるように、２つのコイル対を用いた同時放電または交互放電が行われるが、同時放電では点火プラグにおける放電電流が大きくなり、スパッタリング（陽イオンのプラグ電極への衝突）による点火プラグの摩耗が発生し易くなるという課題がある。また、交互放電では吹き消え（放電電流の短時間の遮断）が発生し、吹き消え後に再度放電が開始されるが、放電電流は放電開始時（絶縁破壊発生時）に最大となるため、吹き消えによって放電開始頻度が高くなると、プラグ溶融によって点火プラグの摩耗が促進されるという課題がある。したがって、上記従来の装置においては、点火プラグの摩耗を抑制するための放電制御において改良する余地があった。

【0005】

本発明はこの点に着目してなされたものであり、多重点火を行う場合において、２つのコイル対に供給する点火信号をより適切に生成し、点火プラグの摩耗を抑制することができる点火装置を提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0006】

上記目的を達成するため請求項１に記載の発明は、点火プラグ（１）と、該点火プラグに火花放電を発生させるためのコイル対（１１，１２）を１つの点火プラグに対応して２つ備える駆動回路（２）と、前記駆動回路の第１コイル対（１１）に供給する第１点火信号（ＳＩ１）及び前記駆動回路の第２コイル対（１２）に供給する第２点火信号（ＳＩ２）を生成する制御手段とを備える、内燃機関の点火装置において、前記制御手段は、前記第１コイル対（１１）を構成する第１一次コイル（１１ａ）の通電によって発生する放電の開始から終了までの第１放電期間（ＴＳＰ１）と、前記第２コイル対（１２）を構成する第２一次コイル（１２ａ）の通電によって発生する放電の開始から終了までの第２放電期間（ＴＳＰ２）とが一部において重複し、その重複放電期間（ＴＯＶＬ）が設定重複期間（ＴＯＶＬＳＥＴ）となり、かつ前記第１放電期間（ＴＳＰ１）の始期（ｔ２）が前記第２放電期間（ＴＳＰ２）の始期（ｔ３）より前となるように、前記第１及び第２点火信号（ＳＩ１，ＳＩ２）を生成し、前記設定重複期間（ＴＯＶＬＳＥＴ）は、前記第１放電期間（ＴＳＰ１）と、前記点火プラグにおける放電電流が短時間遮断される吹き消えが発生しない放電電流値の最小値である吹き消え閾値（ＩＳＰＴＨ）と、前記第１放電期間の始期（ｔ２）の放電電流値である放電開始電流値（ＩＳＰＰＫＬ）とに応じて設定されることを特徴とする。

【0007】

この構成によれば、第１及び第２点火信号は下記の条件を満たすように生成される：
１）第１一次コイルの通電によって発生する放電の開始から終了までの第１放電期間と、第２一次コイルの通電によって発生する放電の開始から終了までの第２放電期間とが一部において重複し、
２）第１放電期間の始期が第２放電期間の始期より前となり、
３）重複放電期間が、第１放電期間と、吹き消え閾値と、第１放電期間始期の放電電流値である放電開始電流値とに応じて設定される設定重複期間と等しくなる。

【0008】

このように第１及び第２点火信号を生成し、設定重複期間を適切に設定することによって、吹き消えが発生しない範囲で放電電流の最大値を可能な限り低減した多重点火を行うことが可能となり、点火プラグの摩耗を抑制することができる。

【0009】

請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の内燃機関の点火装置において、前記制御手段は、前記第１及び第２一次コイル（１１ａ，１２ａ）の通電期間（ＴＯＮ１，ＴＯＮ２）を同一として、前記第１一次コイル（１１ａ）の通電開始時期（ｔ０）からオフセット期間（ＴＯＦＳ）経過後に前記第２一次コイル（１２ａ）の通電を開始し、前記オフセット期間（ＴＯＦＳ）は、前記第１放電期間（ＴＳＰ１）から前記設定重複期間（ＴＯＶＬＳＥＴ）を減算した期間であることを特徴とする。

【0010】

この構成によれば、第１及び第２一次コイルの通電期間が同一とされ、第１一次コイルの通電開始時期からオフセット期間経過後に第２一次コイルの通電が開始され、オフセット期間は、第１放電期間から設定重複期間を減算した期間とされる。このように第１及び第２一次コイルの通電制御を行うことによって、重複放電期間を設定重複期間に一致させる。

【0011】

請求項３に記載の発明は、請求項１または２に記載の内燃機関の点火装置において、前記設定重複期間（ＴＯＶＬＳＥＴ）は、下記式（Ａ）によって算出される目標期間（ＴＴＧＴ）の近傍の期間であってかつ該目標期間（ＴＴＧＴ）以上の期間に設定されることを特徴とする：
ＴＴＧＴ＝ＴＳＰ１×ＩＳＰＴＨ／ＩＳＰＰＫＬ （Ａ）
ここで、ＴＴＧＴは前記目標期間、ＴＳＰ１は前記第１放電期間、ＩＳＰＴＨは前記吹き消え閾値、ＩＳＰＰＫＬは前記放電開始電流値である。

【0012】

この構成によれば、設定重複期間は、式（Ａ）によって算出される目標期間の近傍であって目標期間以上の値に設定され、吹き消えが発生しない範囲で放電電流の最大値を最小とし、スパッタリングによる点火プラグの摩耗を抑制するための最適値とすることができる。

【0013】

請求項４に記載の発明は、請求項１から３の何れか１項に記載の内燃機関の点火装置において、前記制御手段は、前記機関の燃焼室内で発生するガス流動と相関がある機関運転パラメータ（ＮＥ，ＧＡ）に応じて前記吹き消え閾値（ＩＳＰＴＨ）を算出する吹き消え閾値算出手段を備え、該吹き消え閾値算出手段により算出された吹き消え閾値（ＩＳＰＴＨ）を用いて前記設定重複期間（ＴＯＶＬＳＥＴ）の設定を行うことを特徴とする。

【0014】

この構成によれば、機関の燃焼室内で発生するガス流動と相関がある機関運転パラメータに応じて吹き消え閾値が算出され、その吹き消え閾値を用いて設定重複期間の設定が行われる。吹き消え閾値は、燃焼室内で発生するガス流動状態に依存して変化するため、そのガス流動と相関がある機関運転パラメータに応じて吹き消え閾値を算出し、算出された吹き消え閾値を用いて設定重複期間の設定を行うことによって、機関運転状態に対応して適切な設定重複期間の設定を行うことができる。例えば、機関の低回転運転状態または低負荷運転状態では、吹き消え閾値は比較的小さくなるため、対応して設定重複期間を短縮することによって、放電電流の最大値を低減することが可能となる。

【図面の簡単な説明】

【0015】

【図1】本発明の一実施形態にかかる内燃機関の点火装置要部の構成を示す図である。

【図2】点火装置に含まれる２つのコイル対と、該コイル対が巻回された鉄心とを示す縦断面である。

【図3】機関回転数（ＮＥ）と、二次コイル（１１ｂ，１２ｂ）の両端電圧のピーク値（ＶｂＰ）との関係を説明するための図である。

【図4】重複点火モード及び交互点火モードにおける点火信号（ＳＩ１，ＳＩ２）、二次コイル電流（ＩＣ１ｂ，ＩＣ２ｂ）、及び放電電流（ＩＳＰ）の推移を示すタイムチャートである。

【図5】重複点火モードにおける点火信号（ＳＩ１，ＳＩ２）及び放電電流（ＩＳＰ）の推移を示すタイムチャートである。

【図6】２つの一次コイルの通電開始時期の差を示すオフセット期間（ＴＯＦＳ）と、ピーク放電電流（ＩＳＰＰＫ）及び最小放電電流（ＩＳＰＭＮ）との関係を示す図である。

【図7】最小放電電流（ＩＳＰＭＮ）の最大値（ＩＳＰＰＫＬ）及び放電期間（ＴＳＰ）に依存して、吹き消えを防止できるオフセット期間（ＴＯＦＳＴＨ）が変化することを説明するために示す図である。

【図8】重複点火モードにおける２つの点火信号（ＳＩ１，ＳＩ２）の通電期間（ＴＯＮ１，ＴＯＮ２）が異なる場合を説明するためのタイムチャートである。

【発明を実施するための形態】

【0016】

以下本発明の実施の形態を図面を参照して説明する。
図１は本発明の一実施形態にかかる内燃機関の点火装置要部の構成を示す図であり、図２は点火装置に含まれる２つのコイル対と、該コイル対が巻回された鉄心とを示す縦断面である。

【0017】

内燃機関（図示せず）は例えば４気筒を有し、各気筒には点火プラグ１が装着されている。点火プラグ１に火花放電を発生させるための駆動回路２は、２つのコイル対１１，１２を備え、第１コイル対１１は、一次コイル１１ａ及び二次コイル１１ｂを鉄心１０に巻回することによって構成され、第２コイル対１２は、一次コイル１２ａ及び二次コイル１２ｂを鉄心１０に巻回することによって構成される。

【0018】

鉄心１０は、複数の薄い鉄板を積層した部材を隙間無く接触させることによって構成され、図２に示すように、第１コイル対１１が巻回される第１中心鉄心１０ａと、第２コイル対１２が巻回される第２中心鉄心１０ａと、中心鉄心１０ａ，１０ｂとともに磁気回路を構成する外周鉄心１０ｃ，１０ｄとで構成される。外周鉄心１０ｃは、第１コイル対１１の一次コイル１１ａに通電することにより発生する磁束と、第２コイル対１２の一次コイル１２ａに通電することにより発生する磁束とがともに通るため、外周鉄心１０ｃの断面積は中心鉄心１０ａ，１０ｂの断面積より大きくなるように構成されている。

【0019】

一次コイル１１ａ，１２ａの一端はバッテリ４の正極に接続され、他端はスイッチング素子としてのトランジスタＱ１，Ｑ２にコレクタに接続されている。トランジスタＱ１，Ｑ２のエミッタはアースに接続され、ベースはそれぞれ電子制御ユニット（以下「ＥＣＵ」という）３に接続されている。トランジスタＱ１，Ｑ２のベースには、ＥＣＵ３から点火信号ＳＩ１，ＳＩ２が供給され、トランジスタＱ１，Ｑ２のオンオフが制御される。

【0020】

点火プラグ１の一方の電極はアースに接続され、他方の電極はダイオードＤ１，Ｄ２を介して二次コイル１１ｂ，１２ｂの一端に接続されている。二次コイル１１ｂ，１２ｂの他端はアースに接続されている。

【0021】

ＥＣＵ３には、機関回転数ＮＥを検出する回転数センサ２１、機関の吸入空気流量ＧＡを検出する吸入空気流量センサ２２、及び図示しない他のセンサが接続されており、それらのセンサの検出信号が、ＥＣＵ３に供給される。ＥＣＵ３は、それらのセンサの検出信号に基づいて、燃料噴射弁（図示せず）による燃料噴射量の制御、及び以下に説明する点火制御（点火信号ＳＩ１，ＳＩ２の生成）を行う。

【0022】

点火信号ＳＩ１，ＳＩ２によってトランジスタＱ１，Ｑ２がオンすると、一次コイル１１ａ，１２ａに一次電流が供給される。トランジスタＱ１，Ｑ２がオフすると、二次コイル１１ｂ，１２ｂの両端に高電圧が発生し、点火プラグ１の電極間において火花放電が発生する。放電電流ＩＳＰは放電開始当初が最大で、時間経過に伴って徐々に減少する。

【0023】

本実施形態では、第１及び第２コイル対１１，１２の二次コイル１１ｂ，１２ｂの両端に、比較的短い時間間隔で二次電圧Ｖｂを発生させる重複点火モードと、第１及び第２コイル対１１，１２による点火を１燃焼サイクル毎に交互に行う交互点火モードとを機関回転数に応じて切り換える制御を行う。

【0024】

図３は、機関回転数ＮＥと、二次コイル１１ｂ，１２ｂの両端電圧のピーク値（以下「ピーク二次電圧」という）ＶｂＰとの関係を説明するための図であり、実線Ｌ１は重複点火モードに対応し、実線Ｌ２は交互点火モードに対応する。図３（ａ）から明らかなように、重複点火モードでは、交互点火モードに比べてピーク二次電圧ＶｂＰが低下する。また、図３（ａ）に示す破線Ｌ３は、点火プラグ１が劣化していない状態における要求点火電圧（以下「初期要求点火電圧」という）ＶＩＧＩＮＩに対応し、実線Ｌ４は摩耗などによって点火プラグ１が劣化した状態における要求点火電圧（以下「劣化要求点火電圧」という）ＶＩＧＤＥＴに対応する。要求点火電圧は、点火プラグ１に放電を発生させる最低電圧である。なお機関回転数ＮＥが高くなるほど、ピーク二次電圧ＶｂＰを低下させているのは、コイル対の温度上昇を抑制するためである。

【0025】

図に示すように劣化要求点火電圧ＶＩＧＤＥＴは、初期要求点火電圧ＶＩＧＩＮＩより高くなるため、機関回転数ＮＥが高くなると重複点火モードではピーク二次電圧ＶｂＰが劣化要求点火電圧ＶＩＧＤＥＴより低くなり、点火ができなくなる。これに対し、交互点火モードでは、高回転状態においてもピーク二次電圧ＶｂＰが劣化要求点火電圧ＶＩＧＤＥＴより高くなるため、確実に点火することができる。

【0026】

そこで本実施形態では、図３（ｂ）に示すように機関回転数ＮＥが回転数閾値ＮＥＴＨ（例えば４０００ｒｐｍ）以下であるときは、重複点火モードによる点火を実行し、機関回転数ＮＥが回転数閾値ＮＥＴＨより高いときは、交互点火モードによる点火を実行する点火制御を行う。

【0027】

図４は、重複点火モード及び交互点火モードにおける点火信号ＳＩ１，ＳＩ２、二次コイル１１ｂ，１２ｂを流れる二次コイル電流ＩＣ１ｂ，ＩＣ２ｂ、及び放電電流ＩＳＰの推移を示すタイムチャートであり、図４（ａ）が重複点火モードに対応し、図４（ｂ）が交互点火モードに対応する。なお、二次コイル電流ＩＣ１ｂ，ＩＣ２ｂ及び放電電流ＩＳＰは負値で（「０」の状態から下方向に増加するように）示されているが、本明細書の説明は、放電電流値の大小関係あるいは増加／減少については、絶対値に着目した記載としている。

【0028】

重複点火モードでは、点火信号ＳＩ１，ＳＩ２はそれぞれ１燃焼サイクルＴＣＹＣＬ毎に若干の時間差をもって出力され、点火信号のオフ時点から放電が開始されて、二次コイル電流ＩＣ１ｂ，ＩＣ２ｂが流れ、点火プラグ電極間の放電電流ＩＳＰは、二次コイル電流ＩＣ１ｂ，ＩＣ２ｂの和となる。したがって、放電電流ＩＳＰのピーク値は１つのコイル対のみによる点火時のピーク値より大きくなる。

【0029】

交互点火モードでは、１燃焼サイクル毎に点火信号ＳＩ１またはＳＩ２が出力され、二次コイル電流ＩＣ１ｂ，ＩＣ２ｂは１燃焼サイクル毎に交互に流れる。したがって、放電電流ＩＳＰのピーク値は１つのコイル対のみによる点火時のピーク値と等しくなる。

【0030】

図５は、重複点火モードにおける点火信号ＳＩ１，ＳＩ２、二次電流ＩＣ１ｂ，ＩＣ２ｂ、及び放電電流ＩＳＰの推移を示すタイムチャートであり、図５を参照して重複点火モードにおける点火信号ＳＩ１，ＳＩ２の生成方法をより具体的に説明する。なお、以下の説明では、第１コイル対１１に関連する部材名称及びパラメータには適宜「第１」を付し、第２コイル対１２に関連する部材名称及びパラメータには適宜「第２」を付す。

【0031】

点火信号ＳＩ１，ＳＩ２は、時刻ｔ０からｔ２までの期間において第１一次コイル１１ａの通電が行われ、時刻ｔ１からｔ３までの期間において第２一次コイル１２ａの通電が行われるように、すなわち第１及び第２一次コイル１１ａ，１２ａの通電期間の一部が重複し、かつ第１一次コイル１１ａの通電終了時ｔ２より後の時刻ｔ３において第２一次コイル１２ａの通電が終了するように生成される。

【0032】

その場合の放電電流ＩＳＰは、時刻ｔ２において第１一次コイル１１ａの通電終了に対応するピーク値をとり、その後漸減し、時刻ｔ３において第２一次コイル１２ａの通電終了に対応するピーク値をとる。ここで、図５に示す最大のピーク値をピーク放電電流ＩＳＰＰＫと定義し、時刻ｔ３において第２二次コイル電流ＩＣ２ｂが流れ始める直前の放電電流を最小放電電流ＩＳＰＭＮと定義し、時刻ｔ０からｔ１までの期間をオフセット期間ＴＯＦＳと定義すると、オフセット期間ＴＯＦＳと、ピーク放電電流ＩＳＰＰＫ及び最小放電電流ＩＳＰＭＮとの関係は、図６に示すようになる。図６においては、破線がピーク放電電流ＩＳＰＰＫに対応し、実線が最小放電電流ＩＳＰＭＮに対応する。

【0033】

なお、本実施形態では、第１一次コイル１１ａの通電期間ＴＯＮ１と、第２一次コイル１２ａの通電期間ＴＯＮ２とは、同一である。また、第１二次コイル１１ｂを第１二次電流ＩＣ１ｂが流れる期間、換言すれば第１一次コイル１１ａの通電によって発生する放電の開始（ｔ２）から終了（ｔ４）までの期間を第１放電期間ＴＳＰ１と定義し、第２二次コイル１２ｂを第２二次電流ＩＣ２ｂが流れる期間、換言すれば第２一次コイル１２ａの通電によって発生する放電の開始（ｔ３）から終了（ｔ５）までの期間を第２放電期間ＴＳＰ２と定義する。

【0034】

オフセット期間ＴＯＦＳが「０」であるとき、すなわち第１及び第２一次コイル１１ａ，１２ａの通電期間が全部重複しているときは、二次コイル電流ＩＣ１ｂ，ＩＣ２ｂが重なるため、放電電流ＩＳＰの時刻ｔ３における極小値を示すピークが消失するが、最小放電電流ＩＳＰＭＮは、第１コイル対１１に対応する二次コイル電流ＩＣ１ｂのピーク値（以下「最小ピーク値」という）ＩＳＰＰＫＬと等しいみなすことができる。またピーク放電電流ＩＳＰＰＫは、最小ピーク値ＩＳＰＰＫＬの約２倍に相当する最大ピーク値ＩＳＰＰＫＨと等しくなる。最小ピーク値ＩＳＰＰＫＬは、第１コイル対１１で発生する二次電圧による放電の開始時の放電電流値に相当する。

【0035】

オフセット期間ＴＯＦＳが増加するほど、最小放電電流ＩＳＰＭＮ及びピーク放電電流ＩＳＰＰＫは減少し、オフセット期間ＴＯＦＳが、第１放電期間ＴＳＰ１と等しくなると、最小放電電流ＩＳＰＭＮは「０」となり、ピーク放電電流ＩＳＰＰＫは最小ピーク値ＩＳＰＰＫＬとなる。

【0036】

最小放電電流ＩＳＰＭＮが小さくなると、放電電流の短時間の遮断（以下「吹き消え」という）が発生する。吹き消えが発生すると、その後第２一次コイル１２ａの通電終了によって再度放電が開始されるため、放電開始頻度が高くなり、点火プラグ１の摩耗を促進する。したがって、最小放電電流ＩＳＰＭＮが適切な値をとるように点火信号ＳＩ１，ＳＩ２を生成する必要がある。

【0037】

図６に示すＩＳＰＴＨは、吹き消えが全く発生しない放電電流の最小値（例えば３０ｍＡ程度である）を示し、以下「吹き消え閾値ＩＳＰＴＨ」という。最小放電電流ＩＳＰＭＮが吹き消え閾値ＩＳＰＴＨ以上であれば、吹き消えを確実に防止できる。よって、吹き消えを確実に防止できる最大のオフセット期間ＴＯＦＳは、同図に示すＴＯＦＳＴＨであり、以下「吹き消え防止オフセット期間ＴＯＦＳＴＨ」という。なお、吹き消え閾値ＩＳＰＴＨは、内燃機関の運転状態に依存して変化し、機関回転数が増加するほど、また機関負荷が増加するほど増加する傾向がある。したがって、本実施形態では、最も条件が厳しい高回転高負荷状態において吹き消えが発生しない値に予め設定される。

【0038】

オフセット期間ＴＯＦＳが減少するほど、ピーク放電電流ＩＳＰＰＫが増加し、点火プラグ１においてスパッタリングによる摩耗が発生する可能性が高くなる。したがって、オフセット期間ＴＯＦＳを吹き消え防止オフセット期間ＴＯＦＳＴＨに設定することにより、吹き消えが発生しない範囲でピーク放電電流ＩＳＰＰＫを最小とすることができ、点火プラグ１の摩耗を抑制するための最適な設定となる。

【0039】

このようにオフセット期間ＴＯＦＳを吹き消え防止オフセット期間ＴＯＦＳＴＨに設定することは、２つのコイル対１１，１２のそれぞれの二次電圧による第１放電期間ＴＳＰ１及び第２放電期間ＴＳＰ２の重複放電期間ＴＯＶＬを、下記式（１）によって算出される目標期間ＴＴＧＴに設定することに相当する。式（１）は、オフセット期間ＴＯＦＳと、最小放電電流ＩＳＰＭＮとの関係が、図６に示すようにほぼ直線関係となることに基づいている。
ＴＴＧＴ＝ＴＳＰ１×ＩＳＰＴＨ／ＩＳＰＰＫＬ （１）

【0040】

重複放電期間ＴＯＶＬが目標期間ＴＴＧＴと等しくなるように設定することが望ましいが、完全に一致させることは困難であることから、重複放電期間ＴＯＶＬが目標期間ＴＴＧＴ以上であってかつ目標期間ＴＴＧＴに近い設定重複期間ＴＯＶＬＳＥＴとなるように、点火信号ＳＩ１，ＳＩ２を生成する。このような設定重複期間ＴＯＶＬＳＥＴを実現するには、オフセット期間ＴＯＦＳを下記式（２）によって設定すればよい。本実施形態では、第１通電期間ＴＯＮ１は第２通電期間ＴＯＮ２と等しいので、時刻ｔ０からｔ１までのオフセット期間ＴＯＦＳは、時刻ｔ２からｔ３までの期間と等しいことから、式（２）が得られる。
ＴＯＦＳ＝ＴＳＰ１−ＴＯＶＬＳＥＴ （２）

【0041】

図７は、最小放電電流ＩＳＰＭＮの最大値である最小ピーク値ＩＳＰＰＫＬ、すなわち第１コイル対１１の二次電圧による放電開始時の放電電流値、及び放電期間ＴＳＰ１に依存して、吹き消え防止オフセット期間ＴＯＦＳＴＨが変化することを説明するために示す図である。最小ピーク値ＩＳＰＰＫＬ及び放電期間ＴＳＰ１は、コイル対１１及び１２の仕様によって決まるパラメータである。

【0042】

図７（ａ）は、最小ピーク値ＩＳＰＰＫＬが比較的小さい５０ｍＡ程度であり、かつ放電期間ＴＳＰ１が比較的短い場合を示す。この場合には、吹き消え閾値ＩＳＰＴＨは変化しないため、吹き消え防止オフセット期間ＴＯＦＳＴＨは放電期間ＴＳＰ１に対して相対的に短くなり、重複放電期間ＴＯＶＬが相対的に長くなる（放電期間ＴＳＰ１の６０％程度となる）。

【0043】

図７（ｂ）は、最小ピーク値ＩＳＰＰＫＬが比較的大きい１００ｍＡ程度であり、かつ放電期間ＴＳＰ１が比較的長い場合を示す。この場合には、吹き消え防止オフセット期間ＴＯＦＳＴＨは放電期間ＴＳＰ１に対して相対的に長くなり、重複放電期間ＴＯＶＬは相対的に短くなる（放電期間ＴＳＰ１の３０％程度となる）。

【0044】

図７（ａ）は、重複放電期間ＴＯＶＬの放電期間ＴＳＰ１に対する比率ＲＴＯＶＬがほぼ最大となる場合に対応し、図７（ｂ）は、重複期間比率ＲＴＯＶＬがほぼ最小となる場合に対応する。すなわち、最小ピーク値ＩＳＰＰＫＬと放電期間ＴＳＰ１の他の組み合わせに対応する重複期間比率ＲＴＯＶＬは、３０％から６０％の間の値となる。

【0045】

以上のように本実施形態では、１）第１一次コイル１１ａの通電によって発生する放電の開始から終了までの第１放電期間ＴＳＰ１と、第２一次コイル１２ａの通電によって発生する放電の開始から終了までの第２放電期間ＴＳＰ２とが一部において重複し、２）第１放電期間ＴＳＰ１の始期（ｔ２）が第２放電期間ＴＳＰ２の始期（ｔ３）より前となり、３）重複放電期間ＴＯＶＬが、第１放電期間ＴＳＰ１と、吹き消え閾値ＩＳＰＴＨと、第１放電開始時の放電電流値である最小ピーク値ＩＳＰＰＫＬとに応じて設定される設定重複期間ＴＯＶＬＳＥＴとなるように、第１及び第２点火信号ＳＩ１，ＳＩ２が生成される。そして設定重複期間ＴＯＶＬＳＥＴは、放電期間ＴＳＰ、吹き消え閾値ＩＳＰＴＨ、及び最小ピーク値ＩＳＰＰＫＬを式（１）に適用して算出される目標期間ＴＴＧＴ以上であって目標期間ＴＴＧＴ近傍の値となるように設定される。したがって、吹き消えが発生しない範囲でピーク放電電流ＩＳＰＰＫを最小として重複点火モードの点火を行うことが可能となり、点火プラグ１の摩耗抑制のための最適な設定で重複点火（多重点火）を行うことができる。
本実施形態では、ＥＣＵ３が制御手段を構成する。

【0046】

なお本発明は上述した実施形態に限るものではなく、種々の変形が可能である。例えば、上述した実施形態では、吹き消え閾値ＩＳＰＴＨを最も厳しい高回転高負荷運転状態において吹き消えが発生しないように予め設定するようにしたが、機関運転中に検出される燃焼室内の混合気の流動（ガス流動）を示すパラメータ、例えば機関回転数ＮＥ及び吸入空気流量ＧＡに応じて、吹き消え閾値ＩＳＰＴＨを設定するようにしてもよい。その場合には、機関回転数ＮＥが高くなるほど吹き消え閾値ＩＳＰＴＨが増加するように設定し、吸入空気流量ＧＡが高くなるほど吹き消え閾値ＩＳＰＴＨが増加するように設定する。

【0047】

この変形例によれば、上述した実施形態に比べて、低回転運転状態あるは低負荷運転状態において、吹き消え閾値ＩＳＰＴＨをより小さい値に設定することでき、ピーク放電電流ＩＳＰＰＫをより低減することが可能となる。その結果、点火プラグ１の摩耗をより抑制することができる。
この変形例では、ＥＣＵ３が吹き消え閾値算出手段を構成する。

【0048】

また上述した実施形態では、第２通電期間ＴＯＮ２を第１通電期間ＴＯＮ１と同一期間としたが、異なる期間に設定した場合も本発明を適用可能である。例えば、図８に示すように、第２通電期間ＴＯＮ２を第１通電期間ＴＯＮ１より差分ＤＴだけ短く設定した場合には、通電期間の始期の時間差であるオフセット期間ＴＯＦＳと、通電期間の終期の時間差である終期オフセット期間ＴＯＦＳＥとの関係は、下記式（３）で与えられる。
ＴＯＦＳ＝ＴＯＦＳＥ＋ＤＴ （３）

【0049】

また終期オフセット期間ＴＯＦＳＥの望ましい設定は、下記式（２ａ）で与えられるので、オフセット期間ＴＯＦＳは下記式（４）で与えられる。
ＴＯＦＳＥ＝ＴＳＰ１−ＴＯＶＬＳＥＴ （２ａ）
ＴＯＦＳ＝ＴＳＰ１−ＴＯＶＬＳＥＴ＋ＤＴ （４）

【符号の説明】

【0050】

１ 点火プラグ
２ 駆動回路
３ 電子制御ユニット（制御手段、吹き消え閾値算出手段）
１０ 鉄心
１１，１２ コイル対
１１ａ，１２ａ 一次コイル
１１ｂ，１２ｂ 二次コイル
ＩＳＰＴＨ 吹き消え閾値
ＩＳＰＰＫ ピーク放電電流
ＳＩ１，ＳＩ２ 点火信号
ＴＯＮ１，ＴＯＮ２ 通電期間
ＴＯＦＳ オフセット期間
ＴＯＶＬ 重複放電期間
ＴＯＶＬＳＥＴ 設定重複期間
ＴＳＰ１，ＴＳＰ２ 放電期間
ＮＥ 機関回転数
ＧＡ 吸入空気流量

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】