(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】
(24)【登録日】2022-12-19
(45)【発行日】2022-12-27
(54)【発明の名称】点火制御装置
(51)【国際特許分類】
F02P 3/00 20060101AFI20221220BHJP
F02P 15/10 20060101ALI20221220BHJP
【ＦＩ】
F02P3/00 B
F02P15/10 301D
【請求項の数】
10
(21)【出願番号】P 2019073861
(22)【出願日】2019-04-09
(65)【公開番号】P2020172865
(43)【公開日】2020-10-22
【審査請求日】2022-03-01
(73)【特許権者】
【識別番号】000004260
【氏名又は名称】株式会社デンソー
(74)【代理人】
【識別番号】110000648
【氏名又は名称】弁理士法人あいち国際特許事務所
(72)【発明者】
【氏名】入江 将嗣
【審査官】小林 勝広
(56)【参考文献】
【文献】特開２０１５－２０６３５４（ＪＰ，Ａ）
【文献】特表２０１１－５０１０２２（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２０１８－１７８９９７（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２０１９－２０３４８９（ＪＰ，Ａ）
(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)
Ｆ０２Ｐ ３／００、 １５／１０
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
一次コイル（２１）を流れる一次電流（Ｉ１）の増減により、点火プラグ(Ｐ)に接続される二次コイル（２２）に放電エネルギを発生させる点火コイル（２）と、上記一次コイルへの通電を制御して、上記点火プラグに火花放電を生起する主点火動作を行う主点火回路部（３）と、
上記主点火動作により上記二次コイルを流れる二次電流（Ｉ２）に対して、同極性の電流を重畳させるエネルギ投入動作を行うエネルギ投入回路部（４）と、を備える点火制御装置（１）であって、
上記主点火動作を制御する主点火信号（ＩＧＴ）と、上記エネルギ投入動作を制御するエネルギ投入信号（ＩＧＷ）と、目標二次電流指令信号（ＩＧＡ）とが統合された信号である点火制御信号（ＩＧ）を受信し、受信した上記点火制御信号に含まれる信号を分離する信号分離回路部（５）を備えており、
上記点火制御信号は、パルス状の第１信号（ＩＧ１）及び第２信号（ＩＧ２）からなり、かつ、上記主点火動作に先立って送信が開始される信号であり、
上記信号分離回路部は、上記点火制御信号の信号レベルが最初に第１レベル（Ｌ）から第２レベル（Ｈ）へ変化した上記第１信号の検出開始時点を起点として待機時間（ｔwait）が経過し、かつ、上記点火制御信号の信号レベルが上記第２レベルであるときに、その時点を上記主点火信号の開始とし、その時点以降に上記点火制御信号の信号レベルが上記第１レベルとなった上記第２信号の検出終了時点を上記主点火信号の終了として、上記主点火信号を生成する主点火信号生成回路（５２）を有し、
上記主点火回路部は、上記主点火信号の開始で上記一次コイルへ通電し、上記主点火信号の終了で上記一次コイルへの通電を遮断する、点火制御装置。
【請求項2】
上記信号分離回路部は、上記点火制御信号を波形整形して、上記第１信号及び上記第２信号を含む矩形波信号（１ａ）として出力する波形整形回路（５１）を有し、
上記矩形波信号は、上記主点火信号生成回路に入力されると共に、上記主点火信号生成回路へリセット信号（ＲＥＳ）を出力するリセット信号生成回路（５５）に入力され、上記リセット信号生成回路は、上記矩形波信号が２回目に上記第２レベルから第１レベルへ変化した時点から所定期間経過後に、上記主点火信号生成回路を初期状態にリセットする、請求項１に記載の点火制御装置。
【請求項3】
上記主点火信号生成回路は、上記矩形波信号の信号レベルに基づいて、上記第１レベルから上記第２レベルへの変化により上記第１信号の検出を開始した時点からの経過時間を検出し、上記待機時間に到達したときに信号（２ｂ）を出力する、待機時間生成回路（５２１）を有する、請求項２に記載の点火制御装置。
【請求項4】
上記信号分離回路部は、上記第１信号及び上記第２信号のパルス波形情報に基づいて、上記エネルギ投入信号を生成し、上記第１信号のパルス波形情報に基づいて、上記目標二次電流指令信号を生成する、請求項１～３のいずれか１項に記載の点火制御装置。
【請求項5】
上記信号分離回路部は、上記第１信号及び上記第２信号の検出間隔（ｔIGW_IN）に基づいて、上記エネルギ投入信号を生成するエネルギ投入信号生成回路（５３）と、上記第１信号の検出期間（ｔIGA_IN）に基づいて、上記目標二次電流指令信号を生成する目標二次電流指令信号生成回路（５４）を有する、請求項４に記載の点火制御装置。
【請求項6】
上記信号分離回路部にて上記エネルギ投入信号が生成されたときには、上記一次コイルへの通電遮断後に、上記エネルギ投入信号に対応するエネルギ投入期間（ｔIGW）よりも長いリセット期間（ｔreswait）を設定し、上記エネルギ投入信号が生成されないときには、上記リセット期間を設定しない、請求項４又は５に記載の点火制御装置。
【請求項7】
上記一次コイルは、主一次コイル（２１ａ）及び副一次コイル（２１ｂ）を有しており、上記エネルギ投入回路部は、上記副一次コイルへの通電を制御することにより、上記エネルギ投入動作を制御する、請求項１～６のいずれか１項に記載の点火制御装置。
【請求項8】
上記目標二次電流指令信号に基づいて、上記二次電流をフィードバック制御するフィードバック制御部（６）を備える、請求項１～７のいずれか１項に記載の点火制御装置。
【請求項9】
対応する気筒へ上記主点火動作の開始よりも上記待機時間の分だけ早いタイミングで、上記点火制御信号を生成して送信する点火制御信号送信部（１００）を、さらに備える、請求項１～８のいずれか１項に記載の点火制御装置。
【請求項10】
上記点火プラグは内燃機関用であり、上記待機時間は内燃機関の運転条件に応じて可変設定される、請求項１～９のいずれか１項に記載の点火制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
内燃機関等の点火を制御する点火制御装置に関する。
【背景技術】
【0002】
火花点火式の車両エンジンにおける点火制御装置は、気筒ごとに設けられる点火プラグに、一次コイルと二次コイルを有する点火コイルを接続した点火装置を備え、一次コイルへの通電遮断時に二次コイルに発生する高電圧を印加して、火花放電を発生させている。また、火花放電による混合気への着火性を高めるために、火花放電の開始後に、放電エネルギを投入する手段を設けている。
【0003】
その際に、１つの点火コイルによる点火動作を繰り返す複数回点火を行うことも可能であるが、より安定した点火制御を行うために、主点火動作によって発生した火花放電中に、放電エネルギを追加して、二次電流を重畳的に増加させるようにしたものがある。例えば、特許文献１には、１気筒毎に２系統のエネルギ供給手段が設けられており、一方の系統のエネルギ供給手段にて主点火を開始した後に、他方の系統のエネルギ供給手段を動作させて、二次コイルに同一方向の二次電流を継続して流すことで、火花放電を継続させるように構成された点火装置が提案されている。
【0004】
特許文献１に開示される点火装置は、主点火回路とエネルギ投入回路の２系統のエネルギ供給手段を有すると共に、その一方の系統に共通の信号線を設けることで、制御側の出力端子の不足等を抑制している。共通の信号線は、一方の端部が、制御側の出力端子に接続されると共に、他方の端部が途中で分岐して、分岐した各信号線が、気筒毎に設けられるエネルギ投入回路とそれぞれ接続される。このようにすると、一本の信号線の追加で、複数気筒のエネルギ投入を制御することができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0005】
【文献】特開２０１７－２１０９６５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0006】
特許文献１の構成では、共通の信号線を途中で分岐させるための分岐コネクタや分岐線が気筒毎に設けられる。そのため、気筒数が増えるほど配線が複雑となり、分岐部の信頼性を確保するために分岐部分が大型となって、体格が大きくなりやすい。また、少なくとも主点火用とエネルギ投入用の複数の信号が送信されることから、例えば、点火動作中に信号が入力されることでノイズ等が生じるおそれがあり、その影響を避けるためにノイズフィルタ等の対策が必要となる場合がある。
【0007】
そのため、装置間を接続する信号線をさらに統合して、コネクタ端子や接続ポートの数を低減し、また、点火動作が信号の送信等に影響されるのを抑制して、ノイズフィルタ等の追加を不要とし、システム構成を簡易にすることが望まれている。
本発明は、かかる課題に鑑みてなされたものであり、主点火動作とエネルギ投入動作を実施するための信号を、より少ない信号線を用いて送受信可能とし、小型で高性能な点火制御装置を提供しようとするものである
本発明は、かかる課題に鑑みてなされたものであり、主点火動作とエネルギ投入動作を実施するための信号を、より少ない信号線を用いて送受信可能とし、小型で高性能な点火制御装置を提供しようとするものである
【課題を解決するための手段】
【0008】
本発明の一態様は、
一次コイル（２１）を流れる一次電流（Ｉ１）の増減により、点火プラグ(Ｐ)に接続される二次コイル（２２）に放電エネルギを発生させる点火コイル（２）と、
上記一次コイルへの通電を制御して、上記点火プラグに火花放電を生起する主点火動作を行う主点火回路部（３）と、
上記主点火動作により上記二次コイルを流れる二次電流（Ｉ２）に対して、同極性の電流を重畳させるエネルギ投入動作を行うエネルギ投入回路部（４）と、を備える点火制御装置（１）であって、
上記主点火動作を制御する主点火信号（ＩＧＴ）と、上記エネルギ投入動作を制御するエネルギ投入信号（ＩＧＷ）と、目標二次電流指令信号（ＩＧＡ）とが統合された信号である点火制御信号（ＩＧ）を受信し、受信した上記点火制御信号に含まれる信号を分離する信号分離回路部（５）を備えており、
上記点火制御信号は、パルス状の第１信号（ＩＧ１）及び第２信号（ＩＧ２）からなり、かつ、上記主点火動作に先立って送信が開始される信号であり
上記信号分離回路部は、上記点火制御信号の信号レベルが最初に第１レベル（Ｌ）から第２レベル（Ｈ）へ変化した上記第１信号の検出開始時点を起点として待機時間（ｔwait）が経過し、かつ、上記点火制御信号の信号レベルが上記第２レベルであるときに、その時点を上記主点火信号の開始とし、その時点以降に上記点火制御信号の信号レベルが上記第１レベルとなった上記第２信号の検出終了時点を上記主点火信号の終了として、上記主点火信号を生成する主点火信号生成回路（５２）を有し、
上記主点火回路部は、上記主点火信号の開始で上記一次コイルへ通電し、上記主点火信号の終了で上記一次コイルへの通電を遮断する、点火制御装置にある。
一次コイル（２１）を流れる一次電流（Ｉ１）の増減により、点火プラグ(Ｐ)に接続される二次コイル（２２）に放電エネルギを発生させる点火コイル（２）と、
上記一次コイルへの通電を制御して、上記点火プラグに火花放電を生起する主点火動作を行う主点火回路部（３）と、
上記主点火動作により上記二次コイルを流れる二次電流（Ｉ２）に対して、同極性の電流を重畳させるエネルギ投入動作を行うエネルギ投入回路部（４）と、を備える点火制御装置（１）であって、
上記主点火動作を制御する主点火信号（ＩＧＴ）と、上記エネルギ投入動作を制御するエネルギ投入信号（ＩＧＷ）と、目標二次電流指令信号（ＩＧＡ）とが統合された信号である点火制御信号（ＩＧ）を受信し、受信した上記点火制御信号に含まれる信号を分離する信号分離回路部（５）を備えており、
上記点火制御信号は、パルス状の第１信号（ＩＧ１）及び第２信号（ＩＧ２）からなり、かつ、上記主点火動作に先立って送信が開始される信号であり
上記信号分離回路部は、上記点火制御信号の信号レベルが最初に第１レベル（Ｌ）から第２レベル（Ｈ）へ変化した上記第１信号の検出開始時点を起点として待機時間（ｔwait）が経過し、かつ、上記点火制御信号の信号レベルが上記第２レベルであるときに、その時点を上記主点火信号の開始とし、その時点以降に上記点火制御信号の信号レベルが上記第１レベルとなった上記第２信号の検出終了時点を上記主点火信号の終了として、上記主点火信号を生成する主点火信号生成回路（５２）を有し、
上記主点火回路部は、上記主点火信号の開始で上記一次コイルへ通電し、上記主点火信号の終了で上記一次コイルへの通電を遮断する、点火制御装置にある。
【発明の効果】
【0009】
上記点火制御装置において、信号分離回路部にて受信される点火制御信号は、主点火信号、エネルギ投入信号及び目標二次電流指令信号の３つの信号の情報を含み、その信号波形に基づいて、各信号に分離することができる。例えば、主点火信号は、信号レベルが最初に第１レベルから第２レベルへ変化してから所定の待機時間が経過したときに、信号レベルが第２レベルにあることを開始条件とし、それ以降に第１レベルになることを終了条件として、生成される。主点火回路部は、生成された主点火信号に基づいて、一次コイルへの通電動作を行い、主点火動作を実施する。主点火動作に続いてエネルギ投入動作を行う場合には、信号分離回路部にてエネルギ投入信号及び目標二次電流指令信号がさらに分離生成される。
【0010】
このように、主点火及びエネルギ投入のための複数の信号を、１つの点火制御信号にまとめて、１つの信号線で送信できるので、気筒毎に複数の信号線を設けたり、共通の信号線から分岐させたりする必要がない。また、主点火動作の開始前にエネルギ投入動作のための信号が送信可能となるので、主点火のための通電動作がノイズの影響を受けにくくなる。したがって、配線数やコネクタ数、接続ポート数を削減してシステム構成の複雑化や大型化を抑制しながら、効率よい点火制御が可能になる。
【0011】
以上のごとく、上記態様によれば、主点火動作とエネルギ投入動作を実施するための信号を、より少ない信号線を用いて送受信可能とし、小型で高性能な点火制御装置を提供しようとすることができる。
なお、特許請求の範囲及び課題を解決する手段に記載した括弧内の符号は、後述する実施形態に記載の具体的手段との対応関係を示すものであり、本発明の技術的範囲を限定するものではない。
なお、特許請求の範囲及び課題を解決する手段に記載した括弧内の符号は、後述する実施形態に記載の具体的手段との対応関係を示すものであり、本発明の技術的範囲を限定するものではない。
【図面の簡単な説明】
【0012】
【図1】実施形態１における、点火制御装置の回路構成図。
【図2】実施形態１における、点火制御装置において受信される点火制御信号の波形図。
【図3】実施形態１における、点火制御装置の点火装置を構成する信号分離回路部の回路構成図。
【図4】実施形態１における、点火制御信号と主点火用及びエネルギ投入用ゲート信号との関係を示すタイムチャート図。
【図5】実施形態１における、点火制御装置において生成される各種信号に基づく主点火動作及びエネルギ投入動作の推移を示すタイムチャート図。
【図6】実施形態１における、点火装置を構成する波形整形回路の回路構成図。
【図7】実施形態１における、点火制御信号と波形整形回路において生成される各種信号との関係を示すタイムチャート図。
【図8】実施形態１における、点火装置を構成するＩＧＴ生成回路の回路構成図。
【図9】実施形態１における、点火制御信号とＩＧＴ生成回路において生成される各種信号との関係を示すタイムチャート図。
【図10】実施形態１における、点火装置を構成するＩＧＷ生成回路の回路構成図。
【図11】実施形態１における、点火制御信号とＩＧＷ生成回路において生成される各種信号との関係を示すタイムチャート図。
【図12】実施形態１における、点火装置を構成するＩＧＡ生成回路にて生成される信号とエネルギ投入動作との関係を示すタイムチャート図。
【図13】実施形態１における、波形整形回路を構成するリセット回路の回路構成図。
【図14】実施形態１における、リセット回路において生成されるリセット信号と各種信号との関係を示すタイムチャート図。
【図15】実施形態２における、点火制御信号と信号分離回路部において生成される各種信号との関係と、主点火動作及びエネルギ投入動作の推移を示すタイムチャート図。
【図16】実施形態３における、点火制御信号と信号分離回路部において生成される各種信号及び待機時間との関係を示すタイムチャート図。
【図17】実施形態４における、点火制御信号と信号分離回路部において生成される各種信号との関係を、エンジン運転条件により待機時間を可変として比較したタイムチャート図。
【図18】実施形態４における、エンジン運転条件と信号分離回路部において設定される待機時間との関係を示す図。
【図19】実施形態５における、点火制御装置によって実施される主点火動作及びエネルギ投入動作の手順を示すフローチャート図。
【図21】実施形態５における、点火制御装置にて実施される主点火動作及びエネルギ投入動作の例を、実施形態１について示すタイムチャート図。
【図22】実施形態６における、点火装置を構成するＩＧＴ生成回路の回路構成図。
【図23】実施形態６における、点火制御信号とＩＧＴ生成回路において生成される各種信号との関係を示すタイムチャート図。
【図24】実施形態６における、点火装置を構成するＩＧＴ生成回路の回路構成図。
【図25】実施形態６における、点火制御信号とＩＧＴ生成回路において生成される各種信号との関係を示すタイムチャート図。
【図26】実施形態６における、点火装置を構成するＩＧＷ生成回路の回路構成図。
【図27】実施形態６における、点火制御信号とＩＧＷ生成回路において生成される各種信号との関係を示すタイムチャート図。
【図28】実施形態６における、点火装置を構成するＩＧＡ生成回路にて生成される信号と各種信号との関係を示すタイムチャート図。
【図29】実施形態６における、点火装置を構成するＩＧＡ生成回路にて生成される信号と各種信号との関係を示すタイムチャート図。
【図30】実施形態７における、点火制御装置の回路構成図。
【発明を実施するための形態】
【0013】
（実施形態１）
点火制御装置に係る実施形態１について、図１～図１４を参照して説明する。
図１において、点火制御装置１は、例えば、車載用の火花点火式エンジン等の内燃機関に適用されて、気筒毎に設けられる点火プラグＰの点火を制御する。点火制御装置１は、点火コイル２と、主点火回路部３と、エネルギ投入回路部４と、信号分離回路部５とが設けられる点火装置１０を備えると共に、点火装置１０へ点火指令を与える点火制御信号送信部としてのエンジン用電子制御装置（以下、エンジンＥＣＵ；Electronic Control Unitと略称する）１００を備えている。
点火制御装置に係る実施形態１について、図１～図１４を参照して説明する。
図１において、点火制御装置１は、例えば、車載用の火花点火式エンジン等の内燃機関に適用されて、気筒毎に設けられる点火プラグＰの点火を制御する。点火制御装置１は、点火コイル２と、主点火回路部３と、エネルギ投入回路部４と、信号分離回路部５とが設けられる点火装置１０を備えると共に、点火装置１０へ点火指令を与える点火制御信号送信部としてのエンジン用電子制御装置（以下、エンジンＥＣＵ；Electronic Control Unitと略称する）１００を備えている。
【0014】
点火コイル２は、一次コイル２１を流れる一次電流Ｉ１の増減により、点火プラグＰに接続される二次コイル２２に放電エネルギを発生させる。主点火回路部３は、点火コイル２の一次コイル２１への通電を制御して、点火プラグＰに火花放電を生起する主点火動作を行う。エネルギ投入回路部４は、主点火動作により二次コイル２２を流れる二次電流Ｉ２に対して、同極性の電流を重畳させるエネルギ投入動作を行う。
【0015】
一次コイル２１は、例えば、主一次コイル２１ａ及び副一次コイル２１ｂを有しており、エネルギ投入回路部４は、副一次コイル２１ｂへの通電を制御することにより、エネルギ投入動作を制御することができる。
【0016】
信号分離回路部５は、エンジンＥＣＵ１００から送信される点火制御信号ＩＧを受信し、点火制御信号ＩＧに含まれる信号を分離する。点火制御信号ＩＧは、主点火動作を制御する主点火信号ＩＧＴと、エネルギ投入動作を制御するエネルギ投入信号ＩＧＷと、目標二次電流指令信号ＩＧＡとが統合された信号であり、例えば、パルス状の１つの信号、又は、２つの信号の組み合わせとして、受信される。点火制御信号ＩＧは、信号分離回路部５において各信号に再び分離され、例えば、主点火信号ＩＧＴが分離生成されることで、主点火動作を実施可能となる。
【0017】
このとき、信号分離回路部５は、点火制御信号ＩＧの信号レベルに基づいて、主点火信号ＩＧＴを生成する。具体的には、図２に示すように、信号レベルが最初に第１レベル（例えば、Ｌレベル）から第２レベル（例えば、Ｈレベル）へ変化した時点を起点として待機時間ｔwaitが経過し、かつ、点火制御信号ＩＧの信号レベルが第２レベル（例えば、Ｈレベル）であるときに、その時点を主点火信号ＩＧＴの開始とし、その時点以降に点火制御信号ＩＧの信号レベルが第１レベル（例えば、Ｌレベル）となったときに、その時点を主点火信号ＩＧＴの終了とする。
待機時間ｔwaitは、点火制御信号ＩＧから主点火信号ＩＧＴを生成するために予め設定される時間であり、後述するように、点火制御信号ＩＧの信号レベルの切り替わり（例えば、立ち上がり）から主点火信号ＩＧＴの信号レベルの切り替わり（例えば、立ち上がり）までの期間に相当する。
待機時間ｔwaitは、点火制御信号ＩＧから主点火信号ＩＧＴを生成するために予め設定される時間であり、後述するように、点火制御信号ＩＧの信号レベルの切り替わり（例えば、立ち上がり）から主点火信号ＩＧＴの信号レベルの切り替わり（例えば、立ち上がり）までの期間に相当する。
【0018】
これに伴い、主点火回路部３において、主点火信号ＩＧＴの開始で一次コイル２１へ通電し、主点火信号ＩＧＴの終了で一次コイル２１への通電を遮断する主点火動作が実施される。なお、点火制御信号ＩＧの信号レベルは、ＨレベルとＬレベルの２つの電圧レベルで表され、予め設定された閾値電圧に達するかそれよりも高いときにＨレベルとなり、閾値電圧に満たないときはＬレベルとなる。本形態では、以下、第１レベルがＬレベルに対応し、第２レベルがＨレベルに対応するものとして説明する。
【0019】
本形態において、点火制御信号ＩＧは、パルス状の第１信号ＩＧ１及び第２信号ＩＧ２からなる信号として生成される。エンジンＥＣＵ１００は、１燃焼サイクル（例えば、７２０°ＣＡ）毎に、これら２つの信号ＩＧ１、ＩＧ２を組み合わせた点火制御信号ＩＧを生成して、主点火動作に先立ち信号分離回路部５に送信する。
【0020】
なお、点火制御信号ＩＧの第１信号ＩＧ１と第２信号ＩＧ２との識別は、例えば、点火制御装置１の動作が開始された後、エンジンＥＣＵ１００から点火装置１０に入力される初回の入力信号を、第１信号ＩＧ１とし、次回の入力信号を、第２信号ＩＧ２とする。それ以降の入力信号についても、同様の動作を繰り返すことで、入力信号の識別が可能になる。
【0021】
その場合、図３に示すように、信号分離回路部５は、点火制御信号ＩＧを受信し、受信した点火制御信号ＩＧから、点火制御信号ＩＧに含まれる３つの信号をそれぞれ分離する回路を有する。
具体的には、図４に示すように、第１信号ＩＧ１の検出開始時点（すなわち、立ち上がり）から待機時間ｔwaitが経過し、かつ、第２信号ＩＧ２の信号レベルが第２レベル（すなわち、Ｈレベル）であるときに、その時点を主点火信号ＩＧＴの開始とし、第２信号ＩＧ２の検出終了時点（すなわち、立ち下がり）を、主点火信号ＩＧＴの終了として、主点火信号ＩＧＴを生成する、主点火信号生成回路（以下、ＩＧＴ生成回路と称する）５２を有する。ＩＧＴ生成回路５２は、待機時間ｔwaitを生成する回路を備えることができる。
具体的には、図４に示すように、第１信号ＩＧ１の検出開始時点（すなわち、立ち上がり）から待機時間ｔwaitが経過し、かつ、第２信号ＩＧ２の信号レベルが第２レベル（すなわち、Ｈレベル）であるときに、その時点を主点火信号ＩＧＴの開始とし、第２信号ＩＧ２の検出終了時点（すなわち、立ち下がり）を、主点火信号ＩＧＴの終了として、主点火信号ＩＧＴを生成する、主点火信号生成回路（以下、ＩＧＴ生成回路と称する）５２を有する。ＩＧＴ生成回路５２は、待機時間ｔwaitを生成する回路を備えることができる。
【0022】
また、信号分離回路部５は、第１信号ＩＧ１及び第２信号ＩＧ２のパルス波形情報に基づいてエネルギ投入信号ＩＧＷを生成し、第１信号ＩＧ１のパルス波形情報に基づいて、目標二次電流指令信号ＩＧＡを生成することができる。パルス波形情報とは、１つ以上のパルスの立ち上がり又は立ち下がりに基づいて定まる期間や間隔等の情報であり、パルスの立ち上がりや立ち下がりの期間、複数のパルスの立ち上がりや立ち下がりの間隔等を含む。
【0023】
本形態では、例えば、第１信号ＩＧ１及び第２信号ＩＧ２との検出間隔としての立ち上がり間隔ｔIGW_INに基づいて、エネルギ投入信号ＩＧＷを生成する、エネルギ投入信号生成回路（以下、ＩＧＷ生成回路と称する）５３を有する。また、第１信号ＩＧ１の検出期間としての立ち上がり期間ｔIGA_INに基づいて、目標二次電流指令信号ＩＧＡを生成する、目標二次電流指令信号生成回路（以下、ＩＧＡ生成回路と称する）５４を設けることができる。
【0024】
点火制御装置１は、主点火信号ＩＧＴに基づいて、主点火回路部３を作動させ、主点火動作を実施する。また、主点火後に、エネルギ投入信号ＩＧＷに基づいて、エネルギ投入回路部４を作動させ、エネルギ投入動作を実施して、火花放電を継続させる。この継続放電において投入されるエネルギは、目標二次電流指令信号ＩＧＡによって指示される。点火制御装置１は、さらに、二次電流Ｉ２をフィードバック制御するフィードバック制御部６を備えており、目標二次電流指令信号ＩＧＡに基づいて、点火コイル２の二次コイル２２を流れる二次電流Ｉ２が目標二次電流値Ｉ２tgtとなるようにフィードバック制御する。
【0025】
以下、点火制御装置１の各部構成について、詳細に説明する。
本形態の点火制御装置１が適用されるエンジンは、例えば、４気筒エンジンであり、各気筒に対応して点火プラグＰ（例えば、図１中には、Ｐ＃１～Ｐ＃４として示す）が設けられると共に、点火プラグＰのそれぞれに対応して点火装置１０が設けられる。各点火装置１０には、エンジンＥＣＵ１００から、点火制御信号ＩＧがそれぞれ送信される。
本形態の点火制御装置１が適用されるエンジンは、例えば、４気筒エンジンであり、各気筒に対応して点火プラグＰ（例えば、図１中には、Ｐ＃１～Ｐ＃４として示す）が設けられると共に、点火プラグＰのそれぞれに対応して点火装置１０が設けられる。各点火装置１０には、エンジンＥＣＵ１００から、点火制御信号ＩＧがそれぞれ送信される。
【0026】
点火プラグＰは、対向する中心電極Ｐ１と接地電極Ｐ２とを備える公知の構成であり、両電極の先端間に形成される空間を、火花ギャップＧとしている。点火プラグＰには、点火制御信号ＩＧに基づいて点火コイル２にて発生する放電エネルギが供給されて、火花ギャップＧに火花放電が生起し、図示しないエンジン燃焼室内の混合気への着火が可能となる。点火コイル２への通電は、点火制御信号ＩＧに含まれる主点火信号ＩＧＴ、エネルギ投入信号ＩＧＷ及び目標二次電流指令信号ＩＧＡに基づいて制御される。
【0027】
点火コイル２は、一次コイル２１となる主一次コイル２１ａ又は副一次コイル２１ｂと、二次コイル２２とが、互いに磁気結合されて、公知の昇圧トランスを構成している。二次コイル２２の一端は、点火プラグＰの中心電極Ｐ１に接続されており、他端は、第１ダイオード２２１及び二次電流検出抵抗Ｒ１を介して接地されている。第１ダイオード２２１は、アノード端子が二次コイル２２に接続しカソード端子が二次電流検出抵抗Ｒ１に接続するように配置されて、二次コイル２２を流れる二次電流Ｉ２の方向を規制している。二次電流検出抵抗Ｒ１は、詳細を後述する二次電流フィードバック回路（例えば、図１中にＩ２Ｆ／Ｂとして示す）６１と共に、フィードバック制御部６を構成している。
【0028】
主一次コイル２１ａと副一次コイル２１ｂとは直列に接続されると共に、車両バッテリ等の直流電源Ｂに対して並列に接続される。具体的には、主一次コイル２１ａの一端と副一次コイル２１ｂの一端との間に中間タップ２３が設けられており、中間タップ２３には、直流電源Ｂに至る電源線Ｌ１が接続されている。主一次コイル２１ａの他端は、主点火用のスイッチング素子（以下、主点火スイッチと略称する）ＳＷ１を介して接地され、副一次コイル２１ｂの他端は、放電継続用のスイッチング素子（以下、放電継続スイッチと略称する）ＳＷ２を介して接地されている。
これにより、主点火スイッチＳＷ１又は放電継続スイッチＳＷ２のオン駆動時に、一次コイル２１ａ又は副一次コイル２１ｂへバッテリ電圧を印加可能となっている。主点火スイッチＳＷ１は、主点火回路部３を構成し、放電継続スイッチＳＷ２は、エネルギ投入回路部４を構成している。
これにより、主点火スイッチＳＷ１又は放電継続スイッチＳＷ２のオン駆動時に、一次コイル２１ａ又は副一次コイル２１ｂへバッテリ電圧を印加可能となっている。主点火スイッチＳＷ１は、主点火回路部３を構成し、放電継続スイッチＳＷ２は、エネルギ投入回路部４を構成している。
【0029】
点火コイル２は、一次コイル２１及び二次コイル２２を、例えば、コア２４の周りに配置される一次コイル用ボビン及び二次コイル用ボビンに巻回することにより、一体的に構成される。このとき、一次コイル２１である主一次コイル２１ａ又は副一次コイル２１ｂの巻数と二次コイル２２の巻数との比である巻数比を十分大きくすることで、巻数比に応じた所定の高電圧を、二次コイル２２に発生させることができる。主一次コイル２１ａと副一次コイル２１ｂとは、直流電源Ｂからの通電時に生じる磁束の向きが逆方向になるように巻回され、副一次コイル２１ｂの巻数は、主一次コイル２１ａの巻数よりも少なく設定される。
これにより、主一次コイル２１ａへの通電の遮断で発生した電圧によって点火プラグＰの火花ギャップＧに放電が発生した後に、副一次コイル２１ｂへの通電により同じ向きの重畳磁束を生じさせて、重畳的に放電エネルギを増加させることができる。
これにより、主一次コイル２１ａへの通電の遮断で発生した電圧によって点火プラグＰの火花ギャップＧに放電が発生した後に、副一次コイル２１ｂへの通電により同じ向きの重畳磁束を生じさせて、重畳的に放電エネルギを増加させることができる。
【0030】
主点火回路部３は、主点火スイッチＳＷ１と、主点火スイッチＳＷ１をオンオフ駆動する主点火動作用のスイッチ駆動回路（以下、主点火用駆動回路と称する）３１と、を備えて構成される。主点火スイッチＳＷ１は、電圧駆動型のスイッチング素子、例えば、ＩＧＢＴ（すなわち、絶縁ゲート型バイポーラトランジスタ）であり、ゲート端子に入力するゲート信号IGBT_gateに応じて、ゲート電位が制御されることにより、コレクタ端子とエミッタ端子の間が導通又は遮断される。主点火スイッチＳＷ１のコレクタ端子は、主一次コイル２１ａの他端に接続され、エミッタ端子は接地されている。
【0031】
主点火用駆動回路３１の入力端子には、信号分離回路部５から出力される主点火信号ＩＧＴが、出力信号線Ｌ２を介して入力されている。主点火用駆動回路３１は、主点火信号ＩＧＴに応じて主点火スイッチＳＷ１を駆動するようになっている。
主点火用駆動回路３１は（例えば、図４参照）、主点火信号ＩＧＴに対応させたゲート信号IGBT_gateを生成し、所定のタイミングで、主点火スイッチＳＷ１をオン駆動又はオフ駆動する。
主点火用駆動回路３１は（例えば、図４参照）、主点火信号ＩＧＴに対応させたゲート信号IGBT_gateを生成し、所定のタイミングで、主点火スイッチＳＷ１をオン駆動又はオフ駆動する。
【0032】
具体的には（例えば、図５参照）、主点火信号ＩＧＴの立ち上がりで主点火スイッチＳＷ１をオンすると、主一次コイル２１ａへの通電が開始され、一次電流Ｉ１が流れる。次いで、主点火信号ＩＧＴの立ち下がりで主点火スイッチＳＷ１をオフすると、主一次コイル２１ａへの通電が遮断され、相互誘導作用により二次コイル２２に高電圧が発生する。この高電圧が、点火プラグＰの火花ギャップＧに印加されて、火花放電が発生し、二次電流Ｉ２が流れる。
なお、主点火信号ＩＧＴの立ち上がり期間ｔIGT（すなわち、立ち上がりから立ち下がりまでの期間）は、例えば、一次コイル２１への通電の遮断時に、一次電流Ｉ１が所定の値となるように適宜設定される。
なお、主点火信号ＩＧＴの立ち上がり期間ｔIGT（すなわち、立ち上がりから立ち下がりまでの期間）は、例えば、一次コイル２１への通電の遮断時に、一次電流Ｉ１が所定の値となるように適宜設定される。
【0033】
エネルギ投入回路部４は、放電継続スイッチＳＷ２と、放電継続スイッチＳＷ２をオンオフ駆動するための駆動信号を出力して、副一次コイル２１ｂの通電を制御する副一次コイル制御回路４１と、を備えて構成される。また、副一次コイル２１ｂに接続される還流経路Ｌ１１を開閉するスイッチング素子（以下、還流スイッチと略称する）ＳＷ３が設けられ、副一次コイル制御回路４１からの駆動信号によりオンオフ動作するようになっている。
【0034】
放電継続スイッチＳＷ２及び還流スイッチＳＷ３は、電圧駆動型のスイッチング素子、例えば、ＭＯＳＦＥＴ（すなわち、電界効果型トランジスタ）であり、ゲート端子に入力するゲート信号MOS_gate1、MOS_gate2に応じて、それぞれゲート電位が制御されることにより、ドレイン端子とソース端子の間が導通又は遮断される。放電継続スイッチＳＷ２のドレイン端子は、副一次コイル２１ｂの他端に接続され、ソース端子は接地されている。
【0035】
還流経路Ｌ１１は、副一次コイル２１ｂの他端（すなわち、主一次コイル２１ａと反対側）と電源線Ｌ１との間に設けられる。還流スイッチＳＷ３のドレイン端子は、副一次コイル２１ｂの他端と放電継続スイッチＳＷ２との接続点に接続し、ソース端子は、第２ダイオード１１を介して電源線Ｌ１に接続される。また、電源線Ｌ１には、還流経路Ｌ１１との接続点と直流電源Ｂとの間に、第３ダイオード１２が設けられる。第２ダイオード１１は電源線Ｌ１へ向かう方向を順方向とし、第３ダイオード１２は一次コイル２１へ向かう方向を順方向としている。
【0036】
副一次コイル制御回路４１の入力端子には、信号分離回路部５から出力されるエネルギ投入信号ＩＧＷと、目標二次電流指令信号ＩＧＡとが、出力信号線Ｌ３、Ｌ４を介して入力されている。また、副一次コイル制御回路４１には、フィードバック制御部６の二次電流フィードバック回路６１からフィードバック信号ＳＦＢが入力されており、さらに、電源線Ｌ１からバッテリ電圧信号ＳＢが入力される。
【0037】
副一次コイル制御回路４１は（例えば、図４参照）、ゲート信号MOS_gate1、MOS_gate2を生成し、放電継続スイッチＳＷ２及び還流スイッチＳＷ３を駆動する。このとき、エネルギ投入信号ＩＧＷによって指示されるエネルギ投入期間ｔIGWの間、ゲート信号MOS_gate2がオンとなり、目標二次電流指令信号ＩＧＡによって指示される目標二次電流値Ｉ２tgtが維持されるように、ゲート信号MOS_gate1がオンオフ駆動される（例えば、図５参照）。
【0038】
二次電流フィードバック回路６１は、例えば、二次電流検出抵抗Ｒ１に基づく二次電流Ｉ２の検出値を、フィードバック信号ＳＦＢとして出力し、副一次コイル制御回路４１は、二次電流Ｉ２の検出値と、目標二次電流値Ｉ２tgtとの比較結果に基づいて、放電継続スイッチＳＷ２及び還流スイッチＳＷ３を駆動する。その際に、バッテリ電圧信号ＳＢに基づいて、エネルギ投入動作の可否を判定するようにしてもよい。
【0039】
具体的には、主点火信号ＩＧＴの立ち下がりから所定の遅れ期間ｔfil後に、エネルギ投入信号ＩＧＷが立ち上がると、これと同期して、ゲート信号MOS_gate2が立ち上がり、還流スイッチＳＷ３がオンとなる。次いで、主点火動作により二次コイル２２を流れる二次電流Ｉ２（絶対値）が低下し、目標二次電流値Ｉ２tgtに達すると、ゲート信号MOS_gate1が立ち上がり、放電継続スイッチＳＷ２がオンとなる。これによって、副一次コイル２１ｂへの通電が開始され、副一次コイル２１ｂを流れる電流ＩNETによって、二次電流Ｉ２が重畳される。
【0040】
ここで、目標二次電流値Ｉ２tgtは、放電継続スイッチＳＷ２をオンとするための下限閾値（絶対値）となるもので、目標二次電流指令信号ＩＧＡによって指示される。目標二次電流指令信号ＩＧＡは、第１信号ＩＧ１の立ち上がり期間ｔIGA_INに基づく関数ｆ（ｔIGA_IN）として、主点火動作が開始される以前に設定されている。また、下限閾値に対応して、放電継続スイッチＳＷ２をオフとするための上限閾値（絶対値）が設定される。したがって、エネルギ供給により二次電流Ｉ２（絶対値）が再び上昇して所定の上限閾値に達すると、ゲート信号MOS_gate1が立ち下がり、放電継続スイッチＳＷ２がオフとなる。このようにして、ゲート信号MOS_gate1に応じて、放電継続スイッチＳＷ２がオンオフを繰り返すことで、二次電流Ｉ２が目標二次電流値Ｉ２tgtの近傍に維持される。
【0041】
また、放電継続スイッチＳＷ２のオフ時に、還流スイッチＳＷ３をオンとすることで、還流経路Ｌ１１を介して、副一次コイル２１ｂの他端と電源線Ｌ１とが接続される。したがって、副一次コイル２１ｂへの通電遮断時に還流電流が流れ、副一次コイル２１ｂの電流が緩やかに変化するので、二次電流Ｉ２の急激な低下を抑制可能となる。
【0042】
所定の遅れ期間ｔfilは、例えば、主点火動作により流れる二次電流Ｉ２がある程度低下してから、エネルギ投入動作が実施されるように、適宜設定される。これは、エネルギ投入動作の実施期間を指示するエネルギ投入信号ＩＧＷを、主点火動作によって火花放電が開始された後の所定のタイミングで出力するためのもので、エネルギ投入により火花放電が効果的に維持される。
【0043】
次に、信号分離回路部５の詳細について、図２～図５により説明する。
図２に示すように、点火制御信号ＩＧは、第１信号ＩＧ１及び第２信号ＩＧ２を含み、点火制御信号ＩＧの立ち上がりと共に出力される、前の信号を第１信号ＩＧ１とし、第１信号ＩＧ１の立ち下がり後に出力される、後の信号を第２信号ＩＧ２とする。
このとき、点火制御信号ＩＧは、第１信号ＩＧ１の立ち上がりから第２信号ＩＧ２の立ち上がりまでの長さである立ち上がり間隔ｔIGW_INによって、エネルギ投入期間ｔIGWを設定する。また、第１信号ＩＧ１の立ち上がりから立ち下がりまでの長さである立ち上がり期間ｔIGA_INによって、目標二次電流値Ｉ２tgtを設定する。
図２に示すように、点火制御信号ＩＧは、第１信号ＩＧ１及び第２信号ＩＧ２を含み、点火制御信号ＩＧの立ち上がりと共に出力される、前の信号を第１信号ＩＧ１とし、第１信号ＩＧ１の立ち下がり後に出力される、後の信号を第２信号ＩＧ２とする。
このとき、点火制御信号ＩＧは、第１信号ＩＧ１の立ち上がりから第２信号ＩＧ２の立ち上がりまでの長さである立ち上がり間隔ｔIGW_INによって、エネルギ投入期間ｔIGWを設定する。また、第１信号ＩＧ１の立ち上がりから立ち下がりまでの長さである立ち上がり期間ｔIGA_INによって、目標二次電流値Ｉ２tgtを設定する。
【0044】
なお、点火制御信号ＩＧの立ち上がりから立ち下がりまでの期間は、第１信号ＩＧ１の立ち上がりから第２信号ＩＧ２の立ち下がりまでの期間であり、待機時間ｔwaitの長さと、主点火信号ＩＧＴの立ち上がり期間ｔIGTの長さとを合わせた長さとなる。言い換えれば、点火制御信号ＩＧは、主点火信号ＩＧＴの立ち上がりよりも待機時間ｔwait分だけ早いタイミングで出力されることになる。点火制御信号ＩＧは主点火信号ＩＧＴと同時に立ち下がり、それ以降にエンジンＥＣＵ１００から信号送信はなされない。
【0045】
図３において、信号分離回路部５は、点火制御信号ＩＧを波形整形する波形整形回路５１と、主点火信号ＩＧＴを生成するＩＧＴ生成回路５２と、エネルギ投入信号ＩＧＷを生成するＩＧＷ生成回路５３と、目標二次電流指令信号ＩＧＡを生成するＩＧＡ生成回路５４と、を有する。また、リセット信号ＲＥＳを生成するリセット信号生成回路５５が設けられる。
【0046】
図４、図５に示すように、点火制御信号ＩＧは、主点火信号ＩＧＴとエネルギ投入信号ＩＧＷと目標二次電流指令信号ＩＧＡとが合成された合成信号であり、まず、図３の波形整形回路５１においてフィルタリング処理される。これにより、ノイズを取り除いた矩形波形の第１信号ＩＧ１及び第２信号ＩＧ２を含む矩形波信号１ａとして、ＩＧＴ生成回路５２及びリセット信号生成回路５５に出力される。リセット信号生成回路５５からのリセット信号ＲＥＳは、ＩＧＴ生成回路５２、ＩＧＷ生成回路５３、ＩＧＡ生成回路５４に、それぞれ出力される。
【0047】
また、矩形波信号１ａに基づいて、主点火信号ＩＧＴを生成するための信号ＩＧＴ_ＤＣＴ、エネルギ投入信号ＩＧＷを生成するための信号ＩＧＷ_ＤＣＴ、目標二次電流指令信号ＩＧＡを生成するための信号ＩＧＴ_ＤＣＴが、それぞれ生成される。これら信号ＩＧＴ_ＤＣＴ、信号ＩＧＷ_ＤＣＴ、信号ＩＧＡ_ＤＣＴは、ＩＧＴ生成回路５２、ＩＧＷ生成回路５３、ＩＧＡ生成回路５４に、それぞれ出力される。
【0048】
以下に、信号分離回路部５を構成する、波形整形回路５１、ＩＧＴ生成回路５２、ＩＧＷ生成回路５３、及び、ＩＧＡ生成回路５４の構成について、図６～図１３を参照しながら、それぞれ説明する。
図６に示すように、波形整形回路５１は、第１コンパレータ５１１、ローパスフィルタ５１２、第１Ｄフリップフロップ５１３ａ～第３Ｄフリップフロップ５１３ｃ、第１アンド回路５１４ａ～第４アンド回路５１４ｄ、及び、第１インバータ回路５１５ａ～第３インバータ回路５１５ｃからなる。
図６に示すように、波形整形回路５１は、第１コンパレータ５１１、ローパスフィルタ５１２、第１Ｄフリップフロップ５１３ａ～第３Ｄフリップフロップ５１３ｃ、第１アンド回路５１４ａ～第４アンド回路５１４ｄ、及び、第１インバータ回路５１５ａ～第３インバータ回路５１５ｃからなる。
【0049】
第１コンパレータ５１１において、負入力端子には閾値となる基準電位Ｖth1が印加されており、正入力端子に点火制御信号ＩＧが入力されると、それらの比較結果に基づく出力信号が、出力端子からローパスフィルタ５１２へ入力される。ローパスフィルタ５１２は、抵抗Ｒ１とコンデンサＣ１からなる公知のフィルタ構成を有する。
【0050】
これにより、図７に示すように、第１コンパレータ５１１は、点火制御信号ＩＧと基準電位Ｖth1との比較結果に応じて出力を上昇又は低下させ、Ｈレベル又はＬレベルの二値信号に整形する。次いで、ローパスフィルタ５１２を通して、高周波ノイズが除去されることで、点火制御信号ＩＧは、立ち上がり及び立ち下がりエッジを有する矩形波状に、波形整形される（すなわち、図中の矩形波信号１ａ）。
【0051】
波形整形された矩形波信号１ａは、第１Ｄフリップフロップ５１３ａに入力される。第１Ｄフリップフロップ５１３ａは、点火制御信号ＩＧの１回目の立ち上がりを検出して、信号ＩＧＴ_ＤＣＴとして出力するための回路である。第１Ｄフリップフロップ５１３ａは、クロック端子(以下、ＣＬＫ端子と称する)に矩形波信号１ａが入力されると共に、データ端子（以下、Ｄ端子と称する）に電源が接続されて、Ｈレベルに相当する電位が供給されている。これにより、矩形波信号１ａの立ち上がりに同期して、Ｄ端子の信号レベルがラッチされると、出力端子（以下、Ｑ端子と称する）から出力される信号ＩＧＴ_ＤＣＴが、Ｈレベルに立ち上がる。
【0052】
なお、第１Ｄフリップフロップ５１３ａのリセット端子（以下、ＲＥＳ端子と称する）には、リセット信号生成回路５５からのリセット信号ＲＥＳが入力されており、リセット信号ＲＥＳがＨレベルからＬレベルに切り替わるのに同期して、ラッチがリセットされる。
【0053】
図７に示すように、リセット信号ＲＥＳは、矩形波信号１ａの２回目の立ち下がり（すなわち、第２信号ＩＧ２の立ち下がりに対応）から、所定のリセット期間ｔreswaitの経過後に、ＨレベルからＬレベルに切り替わる。これにより、点火制御信号ＩＧが出力される毎に、第１Ｄフリップフロップ５１３ａから、点火制御信号ＩＧの立ち上がり（すなわち、第１信号ＩＧ１の立ち上がり）の検出信号である、信号ＩＧＴ_ＤＣＴが出力され、リセット信号ＲＥＳの立下りでリセットされる。
【0054】
第２Ｄフリップフロップ５１３ｂは、第１Ｄフリップフロップ５１３ａと同等の構成を有し、第１アンド回路５１４ａからＣＬＫ端子に入力される信号に基づいて、点火制御信号ＩＧの２回目の立ち上がり（すなわち、第２信号ＩＧ２の立ち上がり）を検出するための回路である。第２Ｄフリップフロップ５１３ｂからの出力は、第１インバータ回路５１５ａを介して、第２アンド回路５１４ｂへ入力され、点火制御信号ＩＧの１回目の立ち上がりと再立ち上がりを検出するための信号ＩＧＷ_ＤＣＴとして、出力される。
【0055】
また、第３Ｄフリップフロップ５１３ｃは、第１Ｄフリップフロップ５１３ａと同等の構成を有し、第２インバータ回路５１５ｂを介して、第２アンド回路５１４ｂからＣＬＫ端子に入力される信号に基づいて、点火制御信号ＩＧの１回目の立ち下がり（すなわち、第１信号ＩＧ１の立ち下がり）を検出するための回路である。第３Ｄフリップフロップ５１３ｃからの出力は、第３インバータ回路５１５ｃを介して、第４アンド回路５１４ｄへ入力され、点火制御信号ＩＧの１回目の立ち上がりと立ち下がりを検出するための信号ＩＧＡ_ＤＣＴとして、出力される。
【0056】
なお、第２Ｄフリップフロップ５１３ｂ、第３Ｄフリップフロップ５１３ｃのＲＥＳ端子にも、リセット信号生成回路５５からのリセット信号ＲＥＳが入力され、第１Ｄフリップフロップ５１３ａと同じタイミングでラッチがリセットされる。
【0057】
第１アンド回路５１４ａには、一方の端子に、矩形波信号１ａが入力されると共に、他方の端子に、第３Ｄフリップフロップ５１３ｃのＱ端子からの信号が入力されている。
このとき、第１アンド回路５１４ａは、一方の端子が、矩形波信号１ａの１回目の立ち下がりでＨレベルとなり、その後、他方の端子が、矩形波信号１ａの２回目の立ち上がりでＨレベルとなるタイミングで、第２Ｄフリップフロップ５１３ｂのＣＬＫ端子へＨレベルの信号を出力する。これにより、Ｑ端子からの出力がＨレベルとなり、この出力は、第１インバータ回路５１５ａにより反転された信号１ｂとして、第２アンド回路５１４ｂの一方の端子に入力される。
このとき、第１アンド回路５１４ａは、一方の端子が、矩形波信号１ａの１回目の立ち下がりでＨレベルとなり、その後、他方の端子が、矩形波信号１ａの２回目の立ち上がりでＨレベルとなるタイミングで、第２Ｄフリップフロップ５１３ｂのＣＬＫ端子へＨレベルの信号を出力する。これにより、Ｑ端子からの出力がＨレベルとなり、この出力は、第１インバータ回路５１５ａにより反転された信号１ｂとして、第２アンド回路５１４ｂの一方の端子に入力される。
【0058】
すなわち、図７に示すように、信号１ｂは、初期状態においてＨレベルであり、点火制御信号ＩＧの２回目の立ち上がりでＬレベルとなる信号である。第２アンド回路５１４ｂの他方の端子には、第１Ｄフリップフロップ５１３ａのＱ端子からの信号ＩＧＴ_ＤＣＴが入力されている。
このとき、第２アンド回路５１４ｂからは、信号１ｂがＨレベルであり、かつ、信号ＩＧＴ_ＤＣＴがＨレベルであるときに、Ｈレベルとなる信号ＩＧＷ_ＤＣＴが出力される。すなわち、信号ＩＧＷ_ＤＣＴは、信号ＩＧＴ_ＤＣＴがＨレベルとなるタイミングで立ち上がり、信号１ｂがＬレベルとなるタイミングで立ち下がる信号である。
このとき、第２アンド回路５１４ｂからは、信号１ｂがＨレベルであり、かつ、信号ＩＧＴ_ＤＣＴがＨレベルであるときに、Ｈレベルとなる信号ＩＧＷ_ＤＣＴが出力される。すなわち、信号ＩＧＷ_ＤＣＴは、信号ＩＧＴ_ＤＣＴがＨレベルとなるタイミングで立ち上がり、信号１ｂがＬレベルとなるタイミングで立ち下がる信号である。
【0059】
第３アンド回路５１４ｃは、一方の端子に、第１Ｄフリップフロップ５１３ａのＱ端子からの信号ＩＧＴ_ＤＣＴが入力されると共に、他方の端子に、矩形波信号１ａが、第２インバータ回路５１５ｂを介して入力されている。
このとき、第３アンド回路５１４ｃは、信号ＩＧＴ_ＤＣＴがＨレベルであり、かつ、矩形信号１ａがＬレベルであるときに、第３Ｄフリップフロップ５１３ｃのＣＬＫ端子へＨレベルの信号を出力する。これにより、Ｑ端子からの出力がＨレベルとなり、さらに、第３インバータ回路５１５ｃを介して反転された信号１ｃとして、第４アンド回路５１４ｄの一方の端子に入力される。
このとき、第３アンド回路５１４ｃは、信号ＩＧＴ_ＤＣＴがＨレベルであり、かつ、矩形信号１ａがＬレベルであるときに、第３Ｄフリップフロップ５１３ｃのＣＬＫ端子へＨレベルの信号を出力する。これにより、Ｑ端子からの出力がＨレベルとなり、さらに、第３インバータ回路５１５ｃを介して反転された信号１ｃとして、第４アンド回路５１４ｄの一方の端子に入力される。
【0060】
すなわち、図７に示すように、信号１ｃは、初期状態においてＨレベルであり、点火制御信号ＩＧの１回目の立ち下がりでＬレベルとなる信号である。第４アンド回路５１４ｄの他方の端子には、第１Ｄフリップフロップ５１３ａのＱ端子からの信号ＩＧＴ_ＤＣＴが入力されている。
このとき、第４アンド回路５１４ｄからは、信号１ｃがＨレベルであり、かつ、信号ＩＧＴ_ＤＣＴがＨレベルであるときに、Ｈレベルとなる信号ＩＧＡ_ＤＣＴが出力される。すなわち、信号ＩＧＡ_ＤＣＴは、信号ＩＧＴ_ＤＣＴがＨレベルとなるタイミングで立ち上がり、信号１ｂがＬレベルとなるタイミングで立ち下がる信号である。
このとき、第４アンド回路５１４ｄからは、信号１ｃがＨレベルであり、かつ、信号ＩＧＴ_ＤＣＴがＨレベルであるときに、Ｈレベルとなる信号ＩＧＡ_ＤＣＴが出力される。すなわち、信号ＩＧＡ_ＤＣＴは、信号ＩＧＴ_ＤＣＴがＨレベルとなるタイミングで立ち上がり、信号１ｂがＬレベルとなるタイミングで立ち下がる信号である。
【0061】
図８に示すように、ＩＧＴ生成回路５２は、待機時間ｔwaitを生成するための待機時間生成回路(以下、ｔwait生成回路と称する)５２１、アンド回路５２２、５２３、インバータ回路５２４からなる。ＩＧＴ生成回路５２には、波形整形回路５１からの矩形波信号１ａ、信号ＩＧＴ_ＤＣＴが入力され、ｔwait生成回路５２１は、所定の待機時間ｔwaitが保持されたことを確認する信号２ｂを生成する。アンド回路５２２は、ｔwait生成回路５２１から出力される信号２ｂと、矩形波信号１ａとに基づいて、主点火信号ＩＧＴを生成し、アンド回路５２３は、ｔwait生成回路５２１から出力される信号２ｂをインバータ回路５２４にて反転させた信号と、信号ＩＧＴ_ＤＣＴとに基づく信号２ｃを生成する。
【0062】
ｔwait生成回路５２１は、例えば、複数段（Ｎ段）のＪＫフリップフロップ回路５２５を含むカウンタ回路を用いて構成される。第１段のＪＫフリップフロップ回路５２５は、Ｊ端子及びＫ端子に電源が接続されて、Ｈレベルに相当する電位が供給されている。各段のＪＫフリップフロップ回路５２５のＣＬＫ端子には、アンド回路５２６からの信号２ａが、それぞれ入力されており、各段のＪＫフリップフロップ回路５２５のＱ端子は、次段のＪＫフリップフロップ回路５２５のＪ端子及びＫ端子に、それぞれ接続されている。最終段（第Ｎ段）のＪＫフリップフロップ回路５２５のＱ端子は、Ｄフリップフロップ回路５２７のＣＬＫ端子に接続されている。
【0063】
各段のＪＫフリップフロップ回路５２５のクリア端子（以下、ＣＬＲ端子と称する）には、リセット信号生成回路５５からのリセット信号ＲＥＳが入力されており、リセット信号ＲＥＳがＨレベルからＬレベルに切り替わるのに同期してリセットされる。同様に、Ｄフリップフロップ回路５２７のＲＥＳ端子には、リセット信号ＲＥＳが入力されており、その立ち下がりでリセットされるようになっている。
【0064】
アンド回路５２６には、信号ＩＧＴ_ＤＣＴと、外部のクロック発生回路からのクロック信号が入力されており、信号ＩＧＴ_ＤＣＴの立ち上がり以降にクロック信号が立ち上がると、各段のＪＫフリップフロップ回路５２５に、クロック信号に同期して信号２ａが出力される。
【0065】
これにより、図９に示すように、矩形波信号１ａに同期して信号ＩＧＴ_ＤＣＴがＨレベルに立ち上がった後、アンド回路５２６からの信号２ａがＨレベルに立ち上がることで、カウンタ動作が開始される。初期状態においては、第１段のＪＫフリップフロップ回路５２５の出力３ａ、第２段のＪＫフリップフロップ回路５２５の出力３ｂ、・・・最終段のＪＫフリップフロップ回路５２５の出力３ｃは、いずれもＬレベルとなっている。次いで、信号２ａが出力される度に、第１段のＪＫフリップフロップ回路５２５の出力３ａが反転して、第２段のＪＫフリップフロップ回路５２５のＪ端子及びＫ端子に入力される。第２段のＪＫフリップフロップ回路５２５は、第１段のＪＫフリップフロップ回路５２５の出力３ａが立ち上がる度に、その出力３ｂが反転し、同様にして、次段以降のＪＫフリップフロップ回路５２５へ信号が伝達される。
【0066】
これを順次繰り返すことで、最終段のＪＫフリップフロップ回路５２５の出力３ｃが、その前段からの入力により反転する。そして、Ｄフリップフロップ回路５２７のＣＬＫ端子にＨレベルの信号が入力されると、Ｄフリップフロップ回路５２７から出力される信号２ｂがＨレベルに立ち上がる。
このとき、複数段のＪＫフリップフロップ回路５２５の段数は、所定の待機時間ｔwaitに対応する時間計測が可能となるように、適宜設定される。
このとき、複数段のＪＫフリップフロップ回路５２５の段数は、所定の待機時間ｔwaitに対応する時間計測が可能となるように、適宜設定される。
【0067】
アンド回路５２２から出力される主点火信号ＩＧＴは、信号２ｂと矩形波信号１ａとがＨレベルとなることで、矩形波信号１ａの立ち上がりから所定の待機時間ｔwait後に、Ｈレベルに立ち上がる。その後、主点火信号ＩＧＴは、矩形波信号１ａの立ち下がりに同期して、Ｌレベルに立ち下がる。また、アンド回路５２３から出力される信号２ｃは、信号２ｂの反転信号と信号ＩＧＴ_ＤＣＴとがＨレベルとなることで、矩形波信号１ａの立ち上がりから信号２ｂの立ち上がりまでの期間、Ｈレベルとなる。この期間は、所定の待機時間ｔwaitに相当し、主点火信号ＩＧＴが立ちあがると、信号２ｃはＬレベルに立ち下がる。
【0068】
さらに、矩形波信号１ａ及び主点火信号ＩＧＴの立ち下がりから、所定のリセット期間ｔreswaitが経過し、リセット信号ＲＥＳが立ち下がる。これに伴い、信号ＩＧＴ_ＤＣＴと同様に、ＪＫフリップフロップ回路５２５及びＤフリップフロップ回路５２７のラッチがリセットされる。
このようにして、矩形波信号１ａの出力に伴い、主点火信号ＩＧＴが生成される。
このようにして、矩形波信号１ａの出力に伴い、主点火信号ＩＧＴが生成される。
【0069】
ＩＧＷ生成回路５３は、例えば、図１０に示すアップカウンタ回路５３１を用いて、図１１に示すように、信号ＩＧＷ_ＤＣＴの立ち上がり間隔ｔIGW_INを検出し、検出した立ち上がり間隔ｔIGW_INを用いて、エネルギ投入信号ＩＧＷを生成する。立ち上がり間隔ｔIGW_INは、そのまま、エネルギ投入期間ｔIGWとして設定してもよいし、あるいは、所定の係数を用いて、立ち上がり間隔ｔIGW_INを乗算（例えば、２倍あるいは１／２倍等）した値を、エネルギ投入期間ｔIGWとして設定してもよい。ＩＧＷ生成回路５３は、例えば、アップカウンタ回路５３１と同等構造のダウンカウンタ回路を備える。
【0070】
具体的には、図１０において、アップカウンタ回路５３１は、複数段（Ｎ段）のＪＫフリップフロップ回路５３２と、アンド回路５３３とを含んで構成される。第１段のＪＫフリップフロップ回路５３２は、Ｊ端子及びＫ端子に電源が接続されて、Ｈレベルに相当する電位が供給されている。Ｑ端子は、第２段のＪＫフリップフロップ回路５３２のＪ端子及びＫ端子に接続されると共に、Ｎビットのビットカウンタ（ＩＧＷ_COUNTER）へ至るバス線Ｌｂに接続されている。同様に、第２段以降のＪＫフリップフロップ回路５３２のＱ端子も、次段のＪＫフリップフロップ回路５３２のＪ端子及びＫ端子に接続されると共に、バス線Ｌｂに接続される。
【0071】
アンド回路５３３には、信号ＩＧＷ_ＤＣＴと、図示しないクロック発生回路からのクロック信号が入力される。これにより、信号ＩＧＴ_ＤＣＴの立ち上がり以降にクロック信号が立ち上がると、各段のＪＫフリップフロップ回路５３２のＣＬＫ端子に、アンド回路５３３からの信号が入力される。
各段のＪＫフリップフロップ回路５３２のＣＬＲ端子には、リセット信号生成回路５５からのリセット信号ＲＥＳが入力されており、その立ち下がりでリセットされるようになっている。
各段のＪＫフリップフロップ回路５３２のＣＬＲ端子には、リセット信号生成回路５５からのリセット信号ＲＥＳが入力されており、その立ち下がりでリセットされるようになっている。
【0072】
これにより、図１１に示すように、矩形波信号１ａに同期して信号ＩＧＷ_ＤＣＴがＨレベルに立ち上がった後、アンド回路５３３からの信号がＨレベルに立ち上がることで、アップカウンタ回路５３１によるカウンタ動作が開始される。初期状態において、第１段のＪＫフリップフロップ回路５３２の出力はＬレベルであり、第２段以降のＪＫフリップフロップ回路５３２からの出力は、いずれもＬレベルとなっている。次いで、各段のＣＬＫ端子に、アンド回路５３３からの信号が入力されると、第１段のＪＫフリップフロップ回路５３２の出力が反転し、バス線Ｌｂへ出力されると共に、第２段のＪＫフリップフロップ回路５３２のＪ端子及びＫ端子に入力される。
【0073】
すなわち、第１段のＪＫフリップフロップ回路５３２からの出力が、Ｈレベルに切り替わり、第２段以降の出力は、Ｌレベルのまま保持される。その後、アンド回路５３３からの信号が入力される度に、後段のＪＫフリップフロップ回路５３２へ信号が伝達され、出力が順次Ｈレベルに切り替わる。これら出力が、バス線Ｌｂを介してビットカウンタIGW_COUNTERへ出力されることで、信号ＩＧＷ_ＤＣＴがＨレベルとなっている間、アップカウンタ回路５３１による時間計測を行うことができる。
【0074】
計測した信号ＩＧＷ_ＤＣＴの長さは、立ち上がり間隔ｔIGW_IN（すなわち、矩形波信号１ａの１回目の立ち上がりから２回目の立ち上がりまでの間隔）として保持される。ＩＧＷ生成回路５３は、次いで、矩形波信号１ａの２回目の立ち下がりから所定の遅れ期間ｔfil後に、エネルギ投入信号ＩＧＷを立ち上げると共に、保持した立ち上がり間隔ｔIGW_INに対応する時間をダウンカウントさせる。ダウンカウンタ回路は、アップカウンタ回路５３１と同様の構成とすることができる。
このようにして、主点火信号ＩＧＴ後のエネルギ投入期間ｔIGWの間、Ｈレベル信号が出力されることで、エネルギ投入信号ＩＧＷが生成される。
このようにして、主点火信号ＩＧＴ後のエネルギ投入期間ｔIGWの間、Ｈレベル信号が出力されることで、エネルギ投入信号ＩＧＷが生成される。
【0075】
図１２に示すように、ＩＧＡ生成回路５４は、信号ＩＧＡ_ＤＣＴの立ち上がり期間ｔIGA_INを検出し、検出した立ち上がり期間ｔIGA_INを用いて、目標二次電流指令信号ＩＧＡを生成する。信号ＩＧＡ_ＤＣＴの立ち上がり期間ｔIGA_INの検出は、上述した立ち上がり間隔ｔIGW_INと同様に、例えば、図１０に示すアップカウンタ回路５３１と同様の構成のアップカウンタ回路を用いることができる。
【0076】
立ち上がり期間ｔIGA_INは、下記の表１に一例を示すように、主点火動作後のエネルギ投入動作における、目標二次電流値Ｉ２tgt（絶対値）を指示する。すなわち、目標二次電流値Ｉ２tgtは、立ち上がり期間ｔIGA_INの関数ｆ（ｔIGA_IN）で表され、立ち上がり期間ｔIGA_INの長さに応じて、目標二次電流値Ｉ２tgtが可変設定される。例えば、ｔIGA_IN＜０．２５ｍｓであるとき、目標二次電流値Ｉ２tgtを６０ｍＡとし、０．２５ｍｓ≦ｔIGA_IN＜０．７５ｍｓであるとき、目標二次電流値Ｉ２tgtを９０ｍＡとし、０．７５ｍｓ＜ｔIGA_INであるとき、目標二次電流値Ｉ２tgtを１２０ｍＡとすることができる。また、ｔIGA_INの立ち上がりが検出されないときは、エネルギ投入動作せず、目標二次電流値Ｉ２tgtは０ｍＡとする。
【0077】
【表1】
【0078】
これにより、信号ＩＧＡ_ＤＣＴがＨレベルとなっている間、アップカウンタ回路によるカウントを行い、立ち上がり期間ｔIGA_IN（すなわち、矩形波信号１ａの１回目の立ち上がりから立ち下がりまでの長さ）を検出して保持する。次いで、矩形波信号１ａの２回目の立ち下がりによる主点火動作から所定の遅れ期間ｔfil後に、エネルギ投入信号ＩＧＷが立ち上がると、エネルギ投入期間ｔIGWの間、立ち上がり期間ｔIGA_INによって設定される、目標二次電流値Ｉ２tgtが維持されるように、二次電流フィードバック制御がなされる。
【0079】
具体的には、二次電流フィードバック回路６１（例えば、図１参照）によって、二次電流Ｉ２の検出値に基づいて、副一次コイル制御回路４からゲート信号MOS_gate1、ゲート信号MOS_gate2が出力され、放電継続スイッチＳＷ２、還流スイッチＳＷ３がオンオフ制御されることで、二次電流Ｉ２が目標二次電流値Ｉ２tgtの近傍に維持される。
【0080】
図１３に示すように、リセット信号ＲＥＳの生成回路５５は、例えば、リセット期間ｔreswaitを生成するｔreswait生成回路５５１と、パルス状のリセット信号ＲＥＳを生成するリセットパルス生成回路５５２とを用いて構成される。ｔreswait生成回路５５１の入力側に接続されるアンド回路５５３には、波形整形回路５１からの矩形波信号１ａがインバータ回路５５４ａを介して反転された信号と、２回目の立ち上がりを検出する信号１ｂがインバータ回路５５４ｂを介して反転された信号１ｄと、ＩＧＴ生成回路５２からの信号２ｃがインバータ回路５５４ｃを介して反転された信号とが入力される。
【0081】
ｔreswait生成回路５５１は、上述したＩＧＷ生成回路５３やＩＧＡ生成回路５４のようにカウンタ回路（デジタル回路）を用いた構成とすることもできるが、図示するように、定電流源５５５と、コンデンサＣ２と、コンパレータＣＭＰ１を含むアナログ回路にて構成とすることもできる。ｔreswait生成回路５５１は、アンド回路５５３からの信号がＨレベルであるときにスイッチＳＷ５がオンとなり、コンデンサＣ２が定電流源５５５に接続されて、定電流が流れる。これにより、コンデンサＣ２が充電されて、コンデンサＣ２に接続されるコンパレータＣＭＰ１の正端子の入力電位４ａが、負端子に供給される基準電位を上回ることで、コンパレータＣＭＰ１からの信号４ｂがＨレベルとなる。
【0082】
コンデンサＣ２とコンパレータＣＭＰ１との間には、一端が接地される抵抗Ｒ２の他端が接続され、コンデンサＣ２と抵抗Ｒ２の時定数を用いて、所定のリセット期間ｔreswaitに調整することができる。なお、抵抗Ｒ２と並列に、さらに放電用抵抗Ｒ３を設けて、接地電位との間を放電用スイッチＳＷ６で開閉するようにしてもよい。これにより、例えば、ラッチリセットと同期させて放電用スイッチＳＷ６をオンし、放電用抵抗Ｒ３を介してコンデンサＣ２の正端子側を接地電位に接続することで、速やかな放電が可能になる。
【0083】
また、リセットパルス生成回路５５２は、リセット信号ＲＥＳを出力するナンド回路５５６を有する。ナンド回路５５６には、ｔreswait生成回路５５１からの信号４ｂが入力されると共に、複数のインバータ回路５５４ｄ、５５４ｅとそれらの間に配置される抵抗Ｒ４及びコンデンサＣ３を有する遅延回路からの信号４ｃとして入力される。
【0084】
このとき、図１４に示すように、アンド回路５５３からの出力は、初期状態においてＬレベルとなり、矩形波信号１ａがＬレベル、かつ信号１ｂがＬレベル（信号１ｄがＨレベル）、かつ信号２ｃがＬレベルのときにのみ、Ｈレベルとなる。すなわち、初期状態においてスイッチＳＷ５はオフとなっており、矩形波信号１ａの２回目の立ち上がりで信号１ｂがＬレベルとなった後に、待機時間ｔwaitが経過して信号２ｃが立ち下がり、さらに矩形波信号１ａが立ち下がることで、点火制御信号ＩＧの終了と判断されて、スイッチＳＷ５がオンとなる。
【0085】
これに伴い、コンデンサＣ２の電位が徐々に上昇して、コンパレータＣＭＰ１への入力電位４ａが、所定の基準電位ＶthRESに達すると、コンパレータＣＭＰ１から出力される信号４ｂがＨレベルとなる。次いで、所定のリセット期間ｔreswait後に、スイッチＳＷ５がオフとなり、コンデンサＣ２が放電して基準電位ＶthRESを下回ると、コンパレータＣＭＰ１からの信号４ｂがＬレベルとなる。
【0086】
信号４ｂは、スイッチＳＷ５がオンとなり、入力電位４ａが基準電位ＶthRESを上回っている間、Ｈレベルとなる。信号４ｃは、信号４ｂを遅延させた信号である。初期状態において、スイッチＳＷ５はオフであるので、コンパレータＣＭＰ１の出力はＬレベルとなり、信号４ｃはＬレベルとなっている。ナンド回路５５８には、この信号４ｃと、信号４ｂとが入力されており、これら信号の両方がＨレベルであるときにのみ、出力されるリセット信号ＲＥＳがＬレベルとなる。
【0087】
すなわち、初期状態においてリセット信号ＲＥＳはＨレベルとなっており、矩形波信号１ａの二回目の立ち下がりでスイッチＳＷ５がオンとなると、所定の遅れを有して信号４ｂがＨレベルになる。次いで、信号４ｂを遅延させた信号４ｃがＨレベルになると、リセット信号ＲＥＳが、Ｌレベルに立ち下がる。これにより、各回路のラッチがリセットされて、信号１ｄがＬレベルになり、スイッチＳＷ５がオフして、コンデンサＣ２の放電により、コンパレータＣＭＰ１の出力である信号４ｂが所定の期間ｔdischg後にＬレベルになることで、リセット信号ＲＥＳが再びＨレベルに立ち上がり、初期状態に戻る。
【0088】
このようにして、リセットパルス生成回路５５２から、パルス状のリセット信号ＲＥＳを出力させることができる。なお、リセット期間ｔreswaitは、エネルギ投入動作時のリセット動作を避けるため、エネルギ投入期間ｔIGWよりも長く設定される。好適には、主点火動作後の遅れ期間ｔfilを考慮して、エネルギ投入期間ｔIGWが経過した後に、リセット動作が実施されるように、リセット期間ｔreswaitに相当するスイッチＳＷ５のオン期間が適宜設定されるのがよい。
【0089】
以上のように、本形態によれば、エンジンＥＣＵ１００から、主点火信号ＩＧＴ、エネルギ投入信号ＩＧＷ及び目標二次電流指令信号ＩＧＡの情報を含む点火制御信号ＩＧを、予め点火装置１０に送信し、信号分離回路部５において、各信号に分離することができる。そして、分離された信号を、所定のタイミングで出力することで、主点火動作及びエネルギ投入動作を実施することができる。すなわち、エンジンＥＣＵ１００は、主点火信号ＩＧＴに対して待機時間ｔwait分早いタイミングで、点火制御信号ＩＧを出力し、主点火及びエネルギ投入に必要な信号を、予め生成することができるので、装置間を接続する信号線を減らし、簡易な構成で、ノイズ等による影響を抑制可能な点火制御装置１を実現できる。
【0090】
なお、点火制御信号ＩＧは、必ずしも第１信号ＩＧ１と第２信号ＩＧ２とからなる必要はなく、例えば、主点火信号ＩＧＴより待機時間ｔwait分早いタイミングで立ち上がり、主点火信号ＩＧＴと同時に立ち下がる信号とすることもできる。その場合には、エンジンＥＣＵ１００から主点火信号ＩＧＴより待機時間ｔwait分早いタイミングで、主点火信号ＩＧＴより待機時間ｔwait分長い、１つの点火制御信号ＩＧが出力されることになる。これにより、エネルギ投入を伴わない通常の点火動作にも適用可能となる。
このような点火制御信号ＩＧの変形例について、以下の実施形態２～４により説明する。
このような点火制御信号ＩＧの変形例について、以下の実施形態２～４により説明する。
【0091】
（実施形態２）
点火制御装置に係る実施形態２について、図１５を参照して説明する。
上記実施形態１では、上記図１に示した点火制御装置１の信号分離部５において、点火制御信号ＩＧが各信号に分離され、主点火動作及びエネルギ投入動作が実施される場合について説明したが、本形態では、点火制御信号ＩＧの信号波形が異なっており、点火制御信号ＩＧから分離生成される主点火信号ＩＧＴに基づいて、主点火動作のみが実施される。以下、相違点を中心に説明する。
なお、実施形態２以降において用いた符号のうち、既出の実施形態において用いた符号と同一のものは、特に示さない限り、既出の実施形態におけるものと同様の構成要素等を表す。
点火制御装置に係る実施形態２について、図１５を参照して説明する。
上記実施形態１では、上記図１に示した点火制御装置１の信号分離部５において、点火制御信号ＩＧが各信号に分離され、主点火動作及びエネルギ投入動作が実施される場合について説明したが、本形態では、点火制御信号ＩＧの信号波形が異なっており、点火制御信号ＩＧから分離生成される主点火信号ＩＧＴに基づいて、主点火動作のみが実施される。以下、相違点を中心に説明する。
なお、実施形態２以降において用いた符号のうち、既出の実施形態において用いた符号と同一のものは、特に示さない限り、既出の実施形態におけるものと同様の構成要素等を表す。
【0092】
本形態において、点火制御装置１の基本構成及び基本動作は、上記実施形態１と同様であり、説明を省略する。
図１５に示すように、点火制御信号ＩＧは、パルス状の１つの信号からなり、実質的に、第１信号ＩＧ１と第２信号ＩＧ２とが一体化された信号として受信される。その場合には、点火制御信号ＩＧを波形整形した矩形波信号１ａも、パルス状の１つの信号となり、その立ち上がりと立ち下がりに基づいて、主点火信号ＩＧＴが生成される。
図１５に示すように、点火制御信号ＩＧは、パルス状の１つの信号からなり、実質的に、第１信号ＩＧ１と第２信号ＩＧ２とが一体化された信号として受信される。その場合には、点火制御信号ＩＧを波形整形した矩形波信号１ａも、パルス状の１つの信号となり、その立ち上がりと立ち下がりに基づいて、主点火信号ＩＧＴが生成される。
【0093】
具体的には、信号分離回路部５の波形整形回路５１において、点火制御信号ＩＧが波形整形され、矩形波信号１ａが出力されると、ＩＧＴ生成回路５２において、矩形波信号１ａの立ち上がりから待機時間ｔwaitが経過し、かつ、信号レベルがＨレベルであるとき、その時点が、主点火信号ＩＧＴの立ち上がりとなる。また、立ち上がり時点以降において、矩形波信号１ａの信号レベルがＬレベルとなったとき、その時点を、主点火信号ＩＧＴの立ち下がりとして、主点火信号ＩＧＴが生成される。
【0094】
これに伴い、主点火用駆動回路３１が主点火スイッチＳＷ１を駆動し、主点火信号ＩＧＴの立ち上がりで、主一次コイル２１ａへの通電が開始されることで、一次電流Ｉ１が流れる。そして、主一次コイル２１ａへの通電の遮断により、二次コイル２２に高電圧が発生し、二次電流Ｉ２が流れる。
【0095】
同様に、ＩＧＷ生成回路５３、ＩＧＡ生成回路５４は、矩形波信号１ａに基づくエネルギ投入信号ＩＧＷ、目標二次電流指令信号ＩＧＡを生成する。ただし、矩形波信号１ａの立ち上がりから待機時間ｔwaitが経過するまでに、矩形波信号１ａの立ち下がりと再立ち上がりが検出されないので、エネルギ投入信号ＩＧＷ及び目標二次電流指令信号ＩＧＡはＬレベルのままとなり、エネルギ投入動作は実施されない。
【0096】
このように、点火制御信号ＩＧを１つ又は２つのパルスを含む信号波形とすることで、主点火動作を開始させ、さらに、エネルギ投入動作の実施の有無を指示することができる。エンジンＥＣＵ１００からの信号は、エネルギ投入動作を実施しない場合には、エンジン運転条件に対して要求される主点火信号ＩＧＴの立ち上がり期間ｔIGTが、待機時間ｔwaitの経過中に開始されるように設定される。すなわち、点火制御信号ＩＧは、待機時間ｔwaitが立ち上がり期間ｔIGTと重なる長さとなり、第１信号ＩＧ１と第２信号ＩＧ２とが区別されない１つの信号として、送信される。つまり、エンジンＥＣＵ１００からの信号は、立ち上がり期間ｔIGTに対し待機時間ｔwait分を遡って送信することで、主点火動作のみでエネルギ投入を実施しない場合にも容易に適用可能となる。
【0097】
また、待機時間ｔwait中に、点火制御信号ＩＧの立ち上がり信号が検出されないことは、ＩＧＷ生成回路のＩＧＷ_counterが待機時間ｔwaitと等価となることで判断可能である。その場合には、エネルギ投入動作が不要となるため、主点火動作から所定の遅れ期間ｔfil後に、主点火信号ＩＧＴ、エネルギ投入信号ＩＧＷ、目標二次電流指令信号ＩＧＡ等のカウンタを速やかにリセットすることで、リセット期間ｔreswaitを待たずに、次の点火動作への移行が可能となる。
【0098】
（実施形態３）
点火制御装置に係る実施形態３について、図１６を参照して説明する。
上記実施形態２では、上記図１に示した点火制御装置１において、点火制御信号ＩＧの信号波形に基づいて主点火動作のみが実施される場合について説明したが、本形態では、信号波形における待機時間ｔwaitに基づいて、主点火動作の実施の有無が判断され、主点火動作が実施されない場合を例示している。
点火制御装置に係る実施形態３について、図１６を参照して説明する。
上記実施形態２では、上記図１に示した点火制御装置１において、点火制御信号ＩＧの信号波形に基づいて主点火動作のみが実施される場合について説明したが、本形態では、信号波形における待機時間ｔwaitに基づいて、主点火動作の実施の有無が判断され、主点火動作が実施されない場合を例示している。
【0099】
本形態において、点火制御装置１の基本構成及び基本動作は、上記実施形態１、２と同様であり、以下、相違点を中心に説明する。
図１６左図［Ａ］に示す点火制御信号ＩＧは、パルス状の１つの信号からなり、例えば、第１信号ＩＧ１に相当する、比較的短いパルス幅を有する。その場合には、波形整形された矩形波信号１ａの立ち上がりから待機時間ｔwaitが経過した時点において、信号レベルがＬレベルとなり、主点火信号ＩＧＴは出力されない。
図１６左図［Ａ］に示す点火制御信号ＩＧは、パルス状の１つの信号からなり、例えば、第１信号ＩＧ１に相当する、比較的短いパルス幅を有する。その場合には、波形整形された矩形波信号１ａの立ち上がりから待機時間ｔwaitが経過した時点において、信号レベルがＬレベルとなり、主点火信号ＩＧＴは出力されない。
【0100】
具体的には、信号分離回路部５の波形整形回路５１から、点火制御信号ＩＧが波形整形された矩形波信号１ａが出力されると、ＩＧＡ生成回路５４において、その立ち上がり期間ｔIGA_INに基づいて、目標二次電流指令信号ＩＧＡが生成される。ただし、それ以降に第２信号ＩＧ２に相当する信号は受信されず、矩形波信号１ａの立ち上がりから待機時間ｔwaitが経過するまでに、再立ち上がりが検出されないので、主点火信号ＩＧＴ及びエネルギ投入信号ＩＧＷは出力されない。
【0101】
このとき、主一次コイル２１ａへの通電は開始されず、一次電流Ｉ１は流れない。すなわち、主点火動作及びエネルギ投入動作は実施されず、二次電流Ｉ２、電流ＩNETも流れない。
【0102】
したがって、第１信号ＩＧ１の受信後、エンジン運転条件の変更等、何らかの理由で主点火動作が不要になった場合には、エンジンＥＣＵ１００からの第２信号ＩＧ２の送信が停止されることで、主点火動作を停止することができる。
また、例えば、他気筒の点火動作に伴うノイズ等が入力した場合に、信号分離回路部５において第１信号ＩＧ１とみなされても、第２信号ＩＧ２の入力がない場合には主点火信号ＩＧＴは生成されないので、誤動作を回避することができる。
また、例えば、他気筒の点火動作に伴うノイズ等が入力した場合に、信号分離回路部５において第１信号ＩＧ１とみなされても、第２信号ＩＧ２の入力がない場合には主点火信号ＩＧＴは生成されないので、誤動作を回避することができる。
【0103】
また、図１６右図［Ｂ］に示すように、点火制御信号ＩＧが、パルス状の２つの信号からなる場合であっても、矩形波信号１ａの立ち上がりから待機時間ｔwaitが経過する前に、第２信号ＩＧ２の信号レベルがＬレベルとなる場合には、主点火信号ＩＧＴは生成されない。この場合には、矩形波信号１ａの立ち上がりから待機時間ｔwaitが経過するまでに、再立ち上がりが検出されることで、立ち上がり間隔ｔIGW_INは設定されるが、主点火信号ＩＧＴが出力されないので、エネルギ投入信号ＩＧＷも出力されない。
【0104】
したがって、エンジンＥＣＵ１００からの第２信号ＩＧ２の送信が開始された後であっても、待機時間ｔwaitが経過する前に、第２信号ＩＧ２の送信が停止されることで、主点火動作を停止することができる。
【0105】
これにより、例えば、点火装置１０に外部から、第１信号ＩＧ１に類似するパルス状のノイズが入力しても、続く第２信号ＩＧ２が入力されない場合には、主点火信号ＩＧＴが生成されない。したがって、誤った信号に基づいて主点火動作が開始されることがなく、ノイズに強い点火制御装置１とすることができる。
【0106】
（実施形態４）
点火制御装置に係る実施形態４について、図１７～図１８を参照して説明する。
上記実施形態３では、上記図１に示した点火制御装置１において、点火制御信号ＩＧの信号波形における待機時間ｔwaitと、主点火動作との関係について説明したが、本形態では、信号波形における待機時間ｔwaitを、エンジン運転条件に応じて可変とした場合を例示している。
点火制御装置に係る実施形態４について、図１７～図１８を参照して説明する。
上記実施形態３では、上記図１に示した点火制御装置１において、点火制御信号ＩＧの信号波形における待機時間ｔwaitと、主点火動作との関係について説明したが、本形態では、信号波形における待機時間ｔwaitを、エンジン運転条件に応じて可変とした場合を例示している。
【0107】
本形態において、点火制御装置１の基本構成及び基本動作は、上記実施形態１～３と同様であり、以下、相違点を中心に説明する。
図１７において、左図に示す点火制御信号ＩＧと右図に示す点火制御信号ＩＧとは、第１信号ＩＧ１と第２信号ＩＧ２からなる同じ波形であり、エンジン運転条件に応じて可変設定される待機時間ｔwaitが異なっている。エンジン運転条件は、例えば、エンジンの回転数であり、回転数が高くなるほど、待機時間ｔwaitが短くなるように設定される。
図１７において、左図に示す点火制御信号ＩＧと右図に示す点火制御信号ＩＧとは、第１信号ＩＧ１と第２信号ＩＧ２からなる同じ波形であり、エンジン運転条件に応じて可変設定される待機時間ｔwaitが異なっている。エンジン運転条件は、例えば、エンジンの回転数であり、回転数が高くなるほど、待機時間ｔwaitが短くなるように設定される。
【0108】
具体的には、図１７左図に示すように、回転数１０００ｒｐｍ（すなわち、周期１２０ｍｓ）の低回転域の例では、待機時間ｔwaitがより長く設定され、待機時間ｔwaitが経過する前に、第２信号ＩＧ２が立ち下がる。この場合には、待機時間ｔwaitが経過した時点において、矩形波信号１ａの信号レベルはＬレベルとなっているので、上記実施形態３と同様に、目標二次電流指令信号ＩＧＡのみ出力される。すなわち、主点火信号ＩＧＴは出力されず、主点火動作は実施されない。
【0109】
例えば、ハイブリッド車のように所定の低回転領域ではモータ駆動とし、点火動作を停止する設定とすることもできる。その場合には、対応する低回転領域において、待機時間ｔwaitが長くなる設定とすることで、待機時間ｔwaitが経過する前に第２信号ＩＧ２が立ち下がるようにする。これにより、主点火信号ＩＧＴが出力されず、主点火動作が実施されない設定とすることができる。
【0110】
一方、図１７右図に示すように、回転数６０００ｒｐｍ（すなわち、周期２０ｍｓ）の高回転域の例では、待機時間ｔwaitがより短く設定され、待機時間ｔwaitが経過した後に、第２信号ＩＧ２が立ち下がる。そのため、待機時間ｔwaitが経過した時点において、矩形波信号１ａの信号レベルはＨレベルとなり、上記実施形態１と同様に、信号分離回路部５から、主点火信号ＩＧＴ、エネルギ投入信号ＩＧＷ及び目標二次電流指令信号ＩＧＡが出力される。
【0111】
これに伴い、主点火信号ＩＧＴの立ち上がりに同期して、主一次コイル２１ａへの通電が開始されることで、一次電流Ｉ１が流れ、次いで遮断されることで、二次電流Ｉ２が流れる。さらに、エネルギ投入信号ＩＧＷで規定される期間に、目標二次電流指令信号ＩＧＡにて設定されるエネルギ投入動作が実施され、二次電流Ｉ２が維持されると共に、電流ＩNETが流れる。
【0112】
エンジンの回転数が変化すると、点火周期が変化するために、点火タイミングに応じた通電タイミングで、主点火信号ＩＧＴが出力されるように、待機時間ｔwaitが設定されることが望ましい。上述したように、主点火信号ＩＧＴは、矩形波信号１ａの立ち上がりから待機時間ｔwaitが経過した時点において、信号レベルがＨレベルであるときに立ち上がる。したがって、点火周期が短くなる高回転域ほど、待機時間ｔwaitが短くなる設定とすることが望ましい。
【0113】
図１８に示すように、エンジン運転条件、例えば、エンジンの回転数に応じて、待機時間ｔwaitを変更する場合には、連続的に変化させても、段階的に変化させてもよい。具体的には、回転数が高くなるのに従い、左図に示すように、連続的に、待機時間ｔwaitが短くなるように設定してもよいし、右図に示すように、ある回転数Ｎ１までは一定とし、その後は段階的に、より高い回転数Ｎ２、回転数Ｎ３に達する度に待機時間ｔwaitが短くなるように設定してもよい。
【0114】
（実施形態５）
点火制御装置に係る実施形態５について、図１９～図２１を参照して説明する。
本形態では、上記実施形態１に示した点火制御装置１の点火装置１０を用いた主点火動作及びエネルギ投入動作の手順の一例を示す。
上記図１に示したように、点火装置１０は、エンジンＥＣＵ１００から送信される点火制御信号ＩＧを、信号分離回路５にて受信し、分離された主点火信号ＩＧＴを、主点火回路部３の主点火用駆動回路３１へ送信すると共に、エネルギ投入回路部４の副一次コイル制御回路４１へ送信する。
点火制御装置に係る実施形態５について、図１９～図２１を参照して説明する。
本形態では、上記実施形態１に示した点火制御装置１の点火装置１０を用いた主点火動作及びエネルギ投入動作の手順の一例を示す。
上記図１に示したように、点火装置１０は、エンジンＥＣＵ１００から送信される点火制御信号ＩＧを、信号分離回路５にて受信し、分離された主点火信号ＩＧＴを、主点火回路部３の主点火用駆動回路３１へ送信すると共に、エネルギ投入回路部４の副一次コイル制御回路４１へ送信する。
【0115】
図１９に示すフローチャートは、点火装置１０において、点火制御信号ＩＧから、各信号を分離生成するために実行される手順を示している。図２０には、同じフローチャートにおいて、上記実施形態１～３にてそれぞれ実行される手順を、図中に示す矢印を用いて、比較している。上記実施形態１～３では、それぞれ異なる点火制御信号ＩＧから、異なる手順を経て各信号が分離される。図２１に示すタイムチャートは、実施形態１に対応しており、上記図２に示したように、点火制御信号ＩＧは、第１信号ＩＧ１及び第２信号ＩＧ２からなり、主点火動作及びエネルギ投入動作の両方が実施される。
以下、実施形態１の手順について、図２１を参照しながら、主に説明する。
以下、実施形態１の手順について、図２１を参照しながら、主に説明する。
【0116】
図１９、図２０において、信号分離回路５にて信号分離処理が開始されると、まず、ステップ１０１で、点火制御信号ＩＧの立ち上がりが検出されたか否かを判定する。ここでは、点火制御信号ＩＧを、波形整形回路５１にて波形整形した矩形波信号１ａについて、その最初の立ち上がり（すなわち、第１信号ＩＧ１の立ち上がり）が検出されたか否かを判定する。
ステップ１０１が肯定判定されたときには、ステップ１０２へ進み、否定判定されたときには、肯定判定されるまでステップ１０１を繰り返す。
ステップ１０１が肯定判定されたときには、ステップ１０２へ進み、否定判定されたときには、肯定判定されるまでステップ１０１を繰り返す。
【0117】
ステップ１０２では、ＩＧＡ生成回路５４において、矩形波信号１ａの立ち上がり期間ｔIGA_INの検出を開始すると共に、ＩＧＷ生成回路５３において、矩形波信号１ａの立ち上がり間隔ｔIGA_INの検出を開始する。立ち上がり期間ｔIGA_INは、矩形波信号１ａの１回目の立ち上がりから立ち下がりまでの期間であり、実施形態１では、第１信号ＩＧ１の立ち上がり期間に対応する。立ち上がり間隔ｔIGW_INは、矩形波信号１ａの１回目の立ち上がりから２回目の立ち下がりまでの期間であり、実施形態１では、第１信号ＩＧ１の立ち上がりと第２信号ＩＧ２の立ち上がりとの間隔に対応する。
【0118】
次いで、ステップ１０３へ進み、ＩＧＡ生成回路５４において、矩形波信号１ａの最初の立ち下がり（すなわち、第１信号ＩＧ１の立ち下がり）が検出されたか否かを判定する。ステップ１０３が肯定判定されたときには、ステップ１０４へ進み、否定判定されたときには、ステップ１０５へ進む。
このとき、ステップ１０３が肯定判定されることで、ステップ１０４において、立ち上がり期間ｔIGA_INが確定し、その関数ｆ（ｔIGA_IN）で表される目標二次電流値Ｉ２tgtが確定される。
このとき、ステップ１０３が肯定判定されることで、ステップ１０４において、立ち上がり期間ｔIGA_INが確定し、その関数ｆ（ｔIGA_IN）で表される目標二次電流値Ｉ２tgtが確定される。
【0119】
図２１に示されるように、実施形態１では、第１信号ＩＧ１の立ち上がりと立ち下がりが検出されることで、矩形波信号１ａの立ち上がり期間ｔIGA_INが検出される（例えば、０．５ｍｓ）。これに伴い、ＩＧＡ生成回路５４から出力される目標二次電流指令信号ＩＧＡが徐々に上昇した後、一定値に保持される。この立ち上がり期間ｔIGA_INの長さに応じて、目標二次電流値Ｉ２tgtが可変設定され、上述の表１に示したように、例えば、０．５ｍｓであるとき、目標二次電流値Ｉ２tgtは、９０ｍＡである。
【0120】
次いで、ステップ１０６へ進み、ＩＧＷ生成回路５３において、矩形波信号１ａの２回目の立ち上がり（すなわち、第２信号ＩＧ２の立ち上がり）が検出されたか否かを判定する。ステップ１０６が肯定判定されたときには、ステップ１０７へ進み、否定判定されたときには、ステップ１０８へ進む。
このとき、ステップ１０６が肯定判定されることで、ステップ１０７において、立ち上がり間隔ｔIGW_IN期間が確定し、これに基づいて、エネルギ投入期間ｔIGWが確定される。
このとき、ステップ１０６が肯定判定されることで、ステップ１０７において、立ち上がり間隔ｔIGW_IN期間が確定し、これに基づいて、エネルギ投入期間ｔIGWが確定される。
【0121】
図２１に示されるように、実施形態１では、第１信号ＩＧ１の立ち上がりと第２信号ＩＧ２の立ち上がりが検出されることで、矩形波信号１ａの立ち上がり間隔ｔIGW_INが検出される（例えば、２．５ｍｓ）。これに伴い、立ち上がり間隔ｔIGW_INと同等長さのエネルギ投入期間ｔIGWが設定され（例えば、２．５ｍｓ）、所定の待機時間ｔwait後に、エネルギ投入信号ＩＧＡが出力される。
【0122】
次いで、ステップ１０９へ進み、所定の待機時間ｔwaitに到達したか否かを判定する。待機時間ｔwaitは、ＩＧＴ生成回路５２のｔwait生成回路５２１にて、矩形波信号１ａの立ち上がりからの経過時間として別途生成されている。ステップ１０９が肯定判定されたときには、ステップ１１０へ進み、エネルギ供給用動作を開始実施する。ここで、エネルギ供給用動作とは、主点火動作及びエネルギ投入動作であり、実施形態１では、その両方が実施される。
【0123】
具体的には、まずステップ１１１において、矩形波信号１ａの信号レベルがＨレベルか否かを判定し、肯定判定されたときには、ステップ１１２へ進む。ステップ１１２では、主点火用駆動回路３１から出力されるゲート信号IGBT_gateをＨレベルとし、主点火スイッチＳＷ１をオン駆動する。
これにより、図２１において、主点火信号ＩＧＴが立ち上がり、主点火動作のための一次コイル２１への通電が開始されて、一次電流Ｉ１が上昇する。
ステップ１１１が否定判定されたときには、ステップ１１６へ進む。
これにより、図２１において、主点火信号ＩＧＴが立ち上がり、主点火動作のための一次コイル２１への通電が開始されて、一次電流Ｉ１が上昇する。
ステップ１１１が否定判定されたときには、ステップ１１６へ進む。
【0124】
ステップ１１３では、矩形波信号１ａの信号レベルがＬレベルか否かを判定し、肯定判定されたときには、ステップ１１４へ進む。ステップ１１４では、ゲート信号IGBT_gateをＬレベルとして、主点火スイッチＳＷ１をオフする。
これにより、図２１において、主点火信号ＩＧＴが立ち下がり（例えば、立ち上がりから４ｍｓ後）、一次コイル２１への通電が遮断される。そして、二次コイル２２に発生する高電圧により、点火プラグＰに火花放電が生起する。
これにより、図２１において、主点火信号ＩＧＴが立ち下がり（例えば、立ち上がりから４ｍｓ後）、一次コイル２１への通電が遮断される。そして、二次コイル２２に発生する高電圧により、点火プラグＰに火花放電が生起する。
【0125】
続いて、ステップ１１５において、エネルギ投入動作が実施される。具体的には、エネルギ投入動作のためのゲート信号MOS_gate1、MOS_gate2が、上記ステップ１０４、１０７で確定された目標二次電流値Ｉ２tgt、エネルギ投入期間ｔIGWに基づいて、副一次コイル制御回路４１から所定のタイミングで出力され、放電継続スイッチＳＷ２及び還流スイッチＳＷ３が駆動される。
これにより、図２１において、主点火信号ＩＧＴの立ち下がりから所定の遅れ期間ｔfil後（例えば、立ち上がりから０．１ｍｓ後）に、エネルギ投入動作が開始される。エネルギ投入動作は、所定のエネルギ投入期間ｔIGW（例えば、２．５ｍｓ）の間、目標二次電流値Ｉ２tgt（例えば、９０ｍＡ）を維持するように実施され、二次電流Ｉ２、電流ＩNETが流れる。
これにより、図２１において、主点火信号ＩＧＴの立ち下がりから所定の遅れ期間ｔfil後（例えば、立ち上がりから０．１ｍｓ後）に、エネルギ投入動作が開始される。エネルギ投入動作は、所定のエネルギ投入期間ｔIGW（例えば、２．５ｍｓ）の間、目標二次電流値Ｉ２tgt（例えば、９０ｍＡ）を維持するように実施され、二次電流Ｉ２、電流ＩNETが流れる。
【0126】
その後、ステップ１１６へ進み、エネルギ投入動作のためのエネルギ投入期間ｔIGW及び目標二次電流値Ｉ２tgtをリセットする。その後、本処理を一旦終了する。
これにより、図２１において、矩形波信号１ａの立ち下がりから、所定のリセット期間ｔreswaitが経過した後（例えば、立ち下がりから４ｍｓ後）に、エネルギ投入動作のための設定がリセットされ、初期状態に戻る。
このようにして、上記実施形態１に示した点火制御信号ＩＧから、主点火信号ＩＧＴ、エネルギ投入信号ＩＧＷ及び目標二次電流指令信号ＩＧＡを生成し、主点火動作及びエネルギ投入動作を実施することができる。
これにより、図２１において、矩形波信号１ａの立ち下がりから、所定のリセット期間ｔreswaitが経過した後（例えば、立ち下がりから４ｍｓ後）に、エネルギ投入動作のための設定がリセットされ、初期状態に戻る。
このようにして、上記実施形態１に示した点火制御信号ＩＧから、主点火信号ＩＧＴ、エネルギ投入信号ＩＧＷ及び目標二次電流指令信号ＩＧＡを生成し、主点火動作及びエネルギ投入動作を実施することができる。
【0127】
上記実施形態２に示した点火制御信号ＩＧの場合には、上記したステップ１０３において、矩形波信号１ａの立ち下がりが検出されず、否定判定される。その場合には、ステップ１０５へ進み、所定の待機時間ｔwaitに到達したか否かを判定する。ステップ１０５以降の動作は、上述したステップ１０９以降の動作とほぼ同様であり、ステップ１０５が肯定判定されたときには、ステップ１１７へ進み、エネルギ供給用動作を開始する。
ステップ１０５が否定判定されたときには、ステップ１０２へ戻って、以降の動作を繰り返す。
ステップ１０５が否定判定されたときには、ステップ１０２へ戻って、以降の動作を繰り返す。
【0128】
エネルギ供給用動作を開始する場合、具体的には、まずステップ１１８において、矩形波信号１ａの信号レベルがＨレベルか否かを判定する。肯定判定されたときには、ステップ１１９へ進んで、ゲート信号IGBT_gateをＨレベルとし、主点火スイッチＳＷ１をオン駆動する。
ステップ１１８が否定判定されたときには、ステップ１２２へ進む。
ステップ１１８が否定判定されたときには、ステップ１２２へ進む。
【0129】
ステップ１２０では、矩形波信号１ａの信号レベルがＬレベルか否かを判定する。肯定判定されたときには、ステップ１２１へ進んで、ゲート信号IGBT_gateをＬレベルとして、主点火スイッチＳＷ１をオフする。これにより、一次コイル２１への通電が遮断されて、二次コイル２２に発生する高電圧により、点火プラグＰに火花放電が生起する。
【0130】
実施形態２では、主点火動作の後、エネルギ投入動作が実施されないので、続いて、ステップ１２２へ進み、矩形波信号１ａの立ち下がりからリセット期間ｔreswaitが経過した後に、エネルギ投入動作のためのエネルギ投入期間ｔIGW及び目標二次電流値Ｉ２tgtをリセットする。その後、本処理を一旦終了する。
【0131】
このようにして、上記実施形態２に示した点火制御信号ＩＧから、主点火動作のための、主点火信号ＩＧＴを生成することができる。
【0132】
上記実施形態３［Ａ］に示した点火制御信号ＩＧの場合には、上記したステップ１０６において、矩形波信号１ａの２回目の立ち上がりが検出されず、否定判定される。その場合には、ステップ１０８へ進み、所定の待機時間ｔwaitに到達したか否かを判定する。ステップ１０８以降の動作は、上述したステップ１０９以降の動作とほぼ同様であり、ステップ１０８が肯定判定されたときには、ステップ１１７へ進み、エネルギ供給用動作を開始する。ステップ１０８が否定判定されたときには、ステップ１０６へ戻って、以降の動作を繰り返す。
【0133】
ステップ１１７において、エネルギ供給用動作が開始されると、続くステップ１１８において、矩形波信号１ａの信号レベルがＨレベルか否かが判定される。
実施形態３［Ａ］では、矩形波信号１ａが待機時間ｔwaitより前に立ち下がるので、ステップ１１８は否定判定される。その場合には、ステップ１２２へ進み、矩形波信号１ａの立ち下がりからリセット期間ｔreswaitが経過した後に、エネルギ投入動作のためのエネルギ投入期間ｔIGW及び目標二次電流値Ｉ２tgtをリセットする。その後、本処理を一旦終了する。
実施形態３［Ａ］では、矩形波信号１ａが待機時間ｔwaitより前に立ち下がるので、ステップ１１８は否定判定される。その場合には、ステップ１２２へ進み、矩形波信号１ａの立ち下がりからリセット期間ｔreswaitが経過した後に、エネルギ投入動作のためのエネルギ投入期間ｔIGW及び目標二次電流値Ｉ２tgtをリセットする。その後、本処理を一旦終了する。
【0134】
なお、実施形態３［Ｂ］の場合には、第１信号ＩＧ１と第２信号ＩＧ２を有するので、上記したステップ１０６において、矩形波信号１ａの２回目の立ち上がりが検出される。その場合には、実施形態１と同様のフローとなり、ステップ１０７へ進んで、立ち上がり間隔ｔIGW_IN期間に基づいて、エネルギ投入期間ｔIGWを確定する。その後、ステップ１０９へ進み、所定の待機時間ｔwaitに到達したか否かを判定する。ステップ１０９が肯定判定されたときには、ステップ１１０へ進み、エネルギ供給用動作を開始する。ステップ１０９が否定判定されたときには、ステップ１０６へ戻って、以降の動作を繰り返す。
【0135】
ステップ１１０において、エネルギ供給用動作が開始されると、続くステップ１１１において、矩形波信号１ａの信号レベルがＨレベルか否かが判定される。
実施形態３［Ｂ］では、第１信号ＩＧ１と第２信号ＩＧ２の両方が、待機時間ｔwaitより前に立ち下がるので、ステップ１１１は否定判定される。その場合には、ステップ１１６へ進み、矩形波信号１ａの立ち下がりからリセット期間ｔreswaitが経過した後に、エネルギ投入動作のためのエネルギ投入期間ｔIGW及び目標二次電流値Ｉ２tgtをリセットする。その後、本処理を一旦終了する。
実施形態３［Ｂ］では、第１信号ＩＧ１と第２信号ＩＧ２の両方が、待機時間ｔwaitより前に立ち下がるので、ステップ１１１は否定判定される。その場合には、ステップ１１６へ進み、矩形波信号１ａの立ち下がりからリセット期間ｔreswaitが経過した後に、エネルギ投入動作のためのエネルギ投入期間ｔIGW及び目標二次電流値Ｉ２tgtをリセットする。その後、本処理を一旦終了する。
【0136】
このように、上記実施形態３［Ａ］、［Ｂ］に示した点火制御信号ＩＧの場合には、信号分離回路５にて主点火信号ＩＧＴが分離生成されず、主点火動作及びエネルギ投入動作は実施されない。
【0137】
（実施形態６）
点火制御装置に係る実施形態６について、図２２～図２９を参照して説明する。
本形態では、上記実施形態１に示した点火制御装置１の点火装置１０において、信号分離回路５にて受信される点火制御信号ＩＧから、主点火信号ＩＧＴを分離生成するためのＩＧＴ生成回路５２の他の構成例を示す。また、エネルギ投入信号ＩＧＷを分離生成するためのＩＧＷ生成回路５３、目標二次電流指令信号ＩＧＡを分離生成するためのＩＧＡ生成回路５４の他の構成例を示す。
点火制御装置に係る実施形態６について、図２２～図２９を参照して説明する。
本形態では、上記実施形態１に示した点火制御装置１の点火装置１０において、信号分離回路５にて受信される点火制御信号ＩＧから、主点火信号ＩＧＴを分離生成するためのＩＧＴ生成回路５２の他の構成例を示す。また、エネルギ投入信号ＩＧＷを分離生成するためのＩＧＷ生成回路５３、目標二次電流指令信号ＩＧＡを分離生成するためのＩＧＡ生成回路５４の他の構成例を示す。
【0138】
図２２において、ＩＧＴ生成回路５２は、待機時間ｔwaitを生成するためのｔwait生成回路５２１、アンド回路５２２、５２３、インバータ回路５２４からなる。上記実施形態１と同様に、ＩＧＴ生成回路５２には、波形整形回路５１からの矩形波信号１ａ、信号ＩＧＴ_ＤＣＴが入力され、ｔwait生成回路５２１から出力される信号２ｂと、矩形波信号１ａとに基づいて、主点火信号ＩＧＴと信号２ｃを生成する
【0139】
上記実施形態１では、上記図８に示したように、ＩＧＴ生成回路５２を構成するｔwait生成回路５２１を、カウンタ回路を用いたデジタル回路にて構成したが、本形態では、図示するように、定電流源５２８とコンデンサＣ４とコンパレータＣＭＰ２を含むアナログ回路にて構成している。定電流源５２８とコンデンサＣ４とは、スイッチＳＷ７を介して接続され、コンデンサＣ４と並列に抵抗Ｒ５が配置されている。スイッチＳＷ７は、初期状態においてオフとなっており、信号ＩＧＴ_ＤＣＴがＨレベルのときに、オンとなるように構成されている。
【0140】
図２３に示すように、波形整形回路５１からの矩形波信号１ａ、信号ＩＧＴ_ＤＣＴが立ち上がると、定電流源５２８からコンデンサＣ４へ定電流が流れ、コンパレータＣＭＰ２の正端子に入力される電圧信号５ａが徐々に上昇する。コンデンサＣ４の電圧が、コンパレータＣＭＰ２の負端子に入力される基準電位Ｖth2に到達すると、コンパレータＣＭＰ２から出力される信号２ｂがＨレベルとなる。
【0141】
このとき、ｔwait生成回路５２１において、信号ＩＧＴ_ＤＣＴがＨレベルとなってから信号２ｂがＨレベルとなるまでの時間が、所定の待機時間ｔwaitに相当する。待機時間ｔwait後に、信号２ｂがＨレベルとなると、信号２ｂと矩形波信号１ａとの論理和に基づくアンド回路５２２の出力がＨレベルとなる。すなわち、待機時間ｔwaitの経過後に矩形波信号１ａがＨレベルであった場合のみ、主点火信号ＩＧＴをＨレベルとすることが可能になる。
【0142】
なお、アンド回路５２３には、信号２ｂの反転信号と信号ＩＧＴ_ＤＣＴとが入力され、これらの論理積に基づいて出力される信号２ｃは、所定の待機時間ｔwaitの間、Ｈレベルとなる。
【0143】
あるいは、図２４に示すように、ＩＧＴ生成回路５２のｔwait生成回路５２１を、複数のインバータ回路５２４ａ、５２４ｂとＣＲ時定数回路を含む遅延回路として構成することもできる。ＣＲ時定数回路は、コンデンサＣ５と抵抗Ｒ６の時定数を用いた回路であり、その入力側及び出力側に、インバータ回路５２４ａ、５２４ｂがそれぞれ接続される。
【0144】
その場合には、図２５に示すように、波形整形回路５１からの信号ＩＧＴ_ＤＣＴが立ち上がると、ｔwait生成回路５２１において、遅延された波形を有する信号５ｂが出力される。信号５ｂは、立ち上がりが緩やかとなるために、基準電位Ｖth3に到達するまでに一定の時間を要し、その２回反転信号である信号２ｂは、Ｌレベルのままとなる。基準電位Ｖth3に到達すると、信号５ｂはＨレベルとなり、信号２ｂもＨレベルに立ち上がる。
【0145】
したがって、ｔwait生成回路５２１における遅延時間を、所定の待機時間ｔwaitに対応させることで、同様にして主点火信号ＩＧＴの出力が可能になる。その場合には、コンパレータや基準電圧、定電流源等を用いる必要がないため、回路構成を簡素化することができる。
また、デジタル回路のカウンタを用いて待機時間ｔwaitを検出するようにしてもよい。
また、デジタル回路のカウンタを用いて待機時間ｔwaitを検出するようにしてもよい。
【0146】
また、図２６に示すように、ＩＧＷ生成回路５３を、アナログ積分回路を用いて構成とすることもできる。
具体的には、ＩＧＷ生成回路５３は、オペアンプＡＭＰと抵抗ＲIGWとコンデンサＣIGWとを有する積分回路５３４と、コンパレータＣＯＭＰと、アンド回路５３５及びインバータ回路５３６と、複数のスイッチＳＷ1IGW～ＳＷ3IGWと、リセットスイッチＲＥＳIGWとを有する。積分回路５３４には、波形整形回路５１から信号ＩＧＷ_ＤＣＴが入力され、積分回路５３４からの出力は、コンパレータＣＯＭＰを介して、アンド回路５３５の一方の端子に入力される。アンド回路５３５の他方の端子には、波形整形回路５１からの矩形波信号１ａが、インバータ回路５３６を介して反転させた信号が入力される。
具体的には、ＩＧＷ生成回路５３は、オペアンプＡＭＰと抵抗ＲIGWとコンデンサＣIGWとを有する積分回路５３４と、コンパレータＣＯＭＰと、アンド回路５３５及びインバータ回路５３６と、複数のスイッチＳＷ1IGW～ＳＷ3IGWと、リセットスイッチＲＥＳIGWとを有する。積分回路５３４には、波形整形回路５１から信号ＩＧＷ_ＤＣＴが入力され、積分回路５３４からの出力は、コンパレータＣＯＭＰを介して、アンド回路５３５の一方の端子に入力される。アンド回路５３５の他方の端子には、波形整形回路５１からの矩形波信号１ａが、インバータ回路５３６を介して反転させた信号が入力される。
【0147】
積分回路５３４の入力側には、電源(例えば、５Ｖ)に接続されたスイッチＳＷ1IGWと接地電位のスイッチＳＷ2IGWとが、切り替え可能に接続され、抵抗ＲIGWとコンデンサＣIGWとの間には、スイッチＳＷ3IGWが介設されている。コンデンサＣIGWの両端子間には、リセットスイッチＲＥＳIGWが接続される。
【0148】
図２７に示すように、初期状態において、スイッチＳＷ1IGWはオン、スイッチＳＷ2IGW、ＳＷ3IGWはオフとなっている。次いで、信号ＩＧＷ_ＤＣＴの立ち上がりを検出して、スイッチＳＷ3IGWをオンすることで、コンデンサＣIGWへの通電が開始され、信号ＩＧＷ_ＤＣＴがＨレベルとなっている間、コンデンサＣIGWに電荷が充電されて、充電時間が電圧ＶＣIGWに変換される。その後、信号ＩＧＷ_ＤＣＴの再立ち上がりを検出して、スイッチＳＷ1IGW、ＳＷ3IGWをオフすることで、コンデンサＣIGWの電圧ＶＣIGWが保持される。その際、スイッチＳＷ2IGWをオンとすることで、コンデンサＣIGWの電荷を放電する準備をする。
【0149】
その間、アンド回路５３５へ矩形波信号１ａの反転信号が入力されるが、コンパレータＣＯＭＰへの入力は基準電圧ＶthIGWを下回り、エネルギ投入信号ＩＧＷはＬレベルのままとなる。その後、ＩＧＴ生成回路５２にて生成される待機時間ｔwaitが経過し、かつ、矩形波信号１ａがＨレベルであった場合には、矩形波信号１ａの立ち下がり（主点火放電）から所定の遅れ期間ｔfil後に、スイッチＳＷ3IGWをオンとすることで、コンデンサＣIGWの電荷が放電される。
【0150】
これにより、コンパレータＣＯＭＰからの出力が上昇して、アンド回路５３５からの出力がＨレベルとなる。コンデンサＣIGWの電圧ＶＣIGWは、充電時間に対応する放電時間を有して徐々に低下し、基準電圧ＶthIGWを下回るまでの期間をエネルギ投入期間ｔIGWとして、Ｈレベルのエネルギ投入信号ＩＧＷが出力される。その後、スイッチＳＷ1IGW～ＳＷ3IGWは、初期状態に戻る。
【0151】
さらに、図２８に示すように、ＩＧＡ生成回路５４を、アナログ回路にて構成とすることもできる。具体的には、ＩＧＡ生成回路５４は、上記実施形態１のようなアップカウンタ回路を用いる代わりに、定電流源５４１とコンデンサＣIGAとを用いて、矩形波信号１ａ基づく信号ＩＧＡ_ＤＣＴから、その立ち上がり期間ｔIGA_INを検出する。定電流源５４１とコンデンサＣIGAはスイッチＳＷ1IGAを介して接続され、コンデンサＣIGAと並列にスイッチＳＷ2IGAが配置されている。
【0152】
このとき、図２９に示すように、初期状態において、スイッチＳＷ1IGAはオフ、スイッチＳＷ2IGAはオンとなっている。次いで、信号ＩＧＡ_ＤＣＴの立ち上がりを検出して、スイッチＳＷ1IGAをオン、スイッチＳＷ2IGAはオフとすることで、信号ＩＧＡ_ＤＣＴがＨレベルとなっている間、コンデンサＣIGAに電荷が充電され、目標二次電流指令信号ＩＧＡが上昇する。次いで、信号ＩＧＡ_ＤＣＴがＬレベルとなると、スイッチＳＷ1IGA、ＳＷ2IGAはオフとなり、目標二次電流指令信号ＩＧＡが保持される。
【0153】
その後、ＩＧＴ生成回路５２にて生成される待機時間ｔwaitが経過し、かつ、矩形波信号１ａがＨレベルであった場合には、矩形波信号１ａの立ち下がりで主点火放電が実施され、さらに所定の遅れ期間ｔfil後に、エネルギ投入信号ＩＧＷが立ち上がる。これにより、エネルギ投入期間ｔIGWの間、目標二次電流指令信号ＩＧＡに基づいて、エネルギ投入動作が実施される。目標二次電流指令信号ＩＧＡは、上記実施形態１の表１と同様にして、例えば、その電圧値が大きくなるほど、目標二次電流値Ｉ２tgtが大きくなるように設定される。エネルギ投入信号ＩＧＷが立ち下がると、スイッチＳＷ1IGA、ＳＷ2IGAは、初期状態に戻る。
【0154】
このように、ＩＧＴ生成回路５２、ＩＧＷ生成回路５３、ＩＧＡ生成回路５４は、デジタル回路又はアナログ回路を用いた、種々の構成とすることができる。
【0155】
（実施形態７）
点火制御装置に係る実施形態７について、図３０を参照して説明する。
上記実施形態では、点火コイル２の一次コイル２１を、主一次コイル２１ａと副一次コイル２１ｂとで構成して、直流電源Ｂに対して並列に接続されるようにしたが、これに限らず、図３０に示すように、点火コイル２は、一次コイル２１と二次コイル２２とで構成してもよい。また、エネルギ投入回路部４に、昇圧回路４２とコンデンサ４３とを設けて、コンデンサ４３に蓄積されたエネルギを、一次コイル２１の接地側へ重畳的に投入するようにしてもよい。
点火制御装置に係る実施形態７について、図３０を参照して説明する。
上記実施形態では、点火コイル２の一次コイル２１を、主一次コイル２１ａと副一次コイル２１ｂとで構成して、直流電源Ｂに対して並列に接続されるようにしたが、これに限らず、図３０に示すように、点火コイル２は、一次コイル２１と二次コイル２２とで構成してもよい。また、エネルギ投入回路部４に、昇圧回路４２とコンデンサ４３とを設けて、コンデンサ４３に蓄積されたエネルギを、一次コイル２１の接地側へ重畳的に投入するようにしてもよい。
【0156】
本形態において、昇圧回路４２は、昇圧用のスイッチング素子(以下、昇圧用スイッチと称する)ＳＷ８と、昇圧用スイッチＳＷ８を駆動するための昇圧用ドライバ回路４２１と、チョークコイル４２２と、ダイオード４２３とを備える。昇圧用ドライバ回路４２１は、昇圧用スイッチＳＷ８をスイッチング動作させ、チョークコイル４２２に発生させたエネルギを、コンデンサ４３へ蓄積させる。放電継続スイッチＳＷ９は、一次コイル２１と主点火スイッチＳＷ１との間に、ダイオード４４を介して接続され、エネルギ投入用ドライバ回路４５によって駆動される。ダイオード４２３はコンデンサ４３へ向かう方向を、ダイオード４４は、一次コイル２１へ向かう方向を、それぞれ順方向としている。
【0157】
昇圧用ドライバ回路４２１は、主点火信号ＩＧＴに基づいて駆動されて、主点火動作中にコンデンサ４３に充電する。エネルギ投入用ドライバ回路４５は、目標二次電流指令信号ＩＧＡとエネルギ投入信号ＩＧＷに基づいて、主点火動作後のエネルギ投入期間ｔIGWに、放電継続スイッチＳＷ９を駆動させることで、コンデンサ４３に蓄積されたエネルギを一次コイル２１への接地側へ重畳的に投入する。このような構成によっても、二次電流Ｉ２と同極性の電流を増加させることで、エネルギ投入動作を実施して、火花放電を継続させることができる。
【0158】
このように、点火コイル２やエネルギ投入回路部４の構成は、任意に変更することができる。例えば、上記第１実施形態の構成において、実施形態７の昇圧回路４２を設けて、副一次コイル２１ｂへ昇圧回路４２から給電して、エネルギ投入動作を行ってもよい。また、一次コイル２１と二次コイル２２からなる点火コイル２を、複数組、例えば２組設けて、一方の点火コイル２にて、主点火動作を行うと共に、他方の点火コイル２を用いて、エネルギ投入動作を行ってもよい。
【0159】
本発明は上記各実施形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲において、種々の実施形態に適用することが可能である。例えば、点火制御信号ＩＧは、信号電圧がＨレベルであるときに論理「１」とする正論理信号の場合で説明したが、電位が逆になる負論理信号であってもよい。点火制御信号ＩＧ以外の信号も同様であり、適宜設定することができる。
【0160】
点火制御装置１が適用される内燃機関は、自動車用のガソリンエンジンの他、火花点火式の各種内燃機関とすることができる。また、点火コイル２や点火装置１０の構成は、取り付けられる内燃機関に応じて適宜変更することができ、主点火動作後にエネルギ投入動作が可能な構成となっていればよい。例えば、点火コイル２を２組設けて、二次コイル２２同士を直列接続した構成とし、一方で発生した二次電流を他方へ供給可能とすることもできる。
【符号の説明】
【0161】
Ｐ 点火プラグ
１ 点火制御装置
１０ 点火装置
２ 点火コイル
２１ 一次コイル
２２ 二次コイル
３ 主点火回路部
４ エネルギ投入回路部
５ 信号分離回路部
１００ 点火制御信号送信部
１ 点火制御装置
１０ 点火装置
２ 点火コイル
２１ 一次コイル
２２ 二次コイル
３ 主点火回路部
４ エネルギ投入回路部
５ 信号分離回路部
１００ 点火制御信号送信部
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】
【図10】
【図11】
【図12】
【図13】
【図14】
【図15】
【図16】
【図17】
【図18】
【図19】
【図20】
【図21】
【図22】
【図23】
【図24】
【図25】
【図26】
【図27】
【図28】
【図29】
【図30】