JP2014206061A

JP2014206061A - Igniter

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Publication number: JP2014206061A
Application number: JP2013082712A
Authority: JP
Inventors: 祐樹近藤; Yuki Kondo; 雅宏石谷; Masahiro Ishitani; 覚中山; Satoru Nakayama; 明光杉浦; Akimitsu Sugiura; 鳥山　信; Makoto Toriyama; 信鳥山
Original assignee: Denso Corp
Current assignee: Denso Corp
Priority date: 2013-04-11
Filing date: 2013-04-11
Publication date: 2014-10-30
Anticipated expiration: 2033-04-11
Also published as: JP5979068B2

Abstract

【課題】ロバスト性の向上、電極消耗の抑制、省電力を同時に実現可能な優れた点火装置を提供する。【解決手段】点火装置１は、点火用開閉素子５の開閉によって、点火プラグ７の放電を開始した後に放電維持を図るためのエネルギを供給すべく、昇圧回路２からの放電と停止とを重畳的に行うことによって、二次コイル４２に流れる電流を増加する補助用電源３と、点火プラグ７の放電が開始された後に一次コイル４１に印加される一次電圧Ｖ１を検出する一次電圧検出回路６１と、検出した一次電圧Ｖ１に応じて、補助用電源３の駆動の要否を判定する補助用電源要否判定回路６２とからなる一次電圧監視手段６を具備する。【選択図】図１An excellent ignition device capable of simultaneously improving robustness, suppressing electrode consumption, and saving power is provided. An ignition device 1 superimposes discharge and stop from a booster circuit 2 to supply energy for maintaining discharge after starting discharge of a spark plug 7 by opening and closing of an ignition switching element 5. The auxiliary power source 3 that increases the current flowing through the secondary coil 42 and the primary voltage detection circuit 61 that detects the primary voltage V1 applied to the primary coil 41 after the discharge of the spark plug 7 is started. And an auxiliary power source necessity determining circuit 62 for determining whether or not the auxiliary power source 3 needs to be driven according to the detected primary voltage V1. [Selection] Figure 1

Description

この発明は内燃機関の点火を行う点火装置に係り、特に、放電開始後のスイッチングにより、重畳的に電流を流して放電維持を図る補助用電源を設けた点火装置に関するものである。 The present invention relates to an ignition device for igniting an internal combustion engine, and more particularly to an ignition device provided with an auxiliary power source for maintaining a discharge by flowing a current in a superimposed manner by switching after the start of discharge.

火花点火式の内燃機関にあっては、点火コイル等からなる点火装置によって点火プラグに放電が発せられ、その放電により燃焼室に導入された燃料が燃焼に供される。
この内燃機関の燃焼状態を良好なものにするために、１回の燃焼行程内で点火プラグに放電を複数回生じさせる多重放電型の点火装置が提案されている。 In a spark ignition type internal combustion engine, a spark is discharged to an ignition plug by an ignition device including an ignition coil, and the fuel introduced into the combustion chamber by the discharge is used for combustion.
In order to improve the combustion state of the internal combustion engine, a multiple discharge type ignition device has been proposed in which a discharge is generated in the spark plug a plurality of times within one combustion stroke.

特許文献１には、エネルギ蓄積コイルに接続される電源の電圧が変動した場合においても、所定の出力電流を安定して流すように、点火プラグに正負の反転する電流を与えるために第２のスイッチ手段を繰返しオンオフする制御を行い、第２のスイッチ手段のオフ期間には、第１のスイッチ手段をオンすることによりエネルギ蓄積コイルに蓄積されるエネルギを急激に増大させる期間と、第１のスイッチ手段をオフするとともに、第４のスイッチ手段をオンすることによりエネルギ蓄積コイルに蓄積されるエネルギを緩やかに増大させる期間と、を有する制御を行う内燃機関の点火装置が開示されている。 Japanese Patent Application Laid-Open No. 2004-133830 discloses a second method for applying a current that reverses positive and negative to a spark plug so that a predetermined output current flows stably even when the voltage of a power source connected to the energy storage coil fluctuates. The switch means is controlled to be repeatedly turned on and off, and the second switch means is turned off in a period in which the energy stored in the energy storage coil is rapidly increased by turning on the first switch means, An ignition device for an internal combustion engine is disclosed that performs control having a period in which the energy stored in the energy storage coil is gradually increased by turning off the switch means and turning on the fourth switch means.

特開２０１１−１７４４７１号公報JP 2011-174471 A

ところが、従来の点火装置では、二つのスイッチ手段を交互に切り換えて点火プラグに流れる電流を持続しているため、スイッチ手段が切り換えられるタイミングで電流がとぎれて間欠的に放電されるパルス電流となる。
このため、燃焼室内に強い気流が発生しているエンジン環境では、電流がとぎれた瞬間に放電が吹き消され、失火に至るおそれがある。 However, in the conventional ignition device, since the current flowing through the spark plug is maintained by alternately switching the two switch means, the current is interrupted at the timing when the switch means is switched, and the pulse current is intermittently discharged. .
For this reason, in an engine environment in which a strong air flow is generated in the combustion chamber, the discharge is blown out at the moment when the current is interrupted, which may lead to misfire.

また、点火プラグに常に一定の電流を流そうとすると運転条件によっては、着火に十分なエネルギが放電された後も、放電が継続してエネルギ過剰となり、電極の消耗を招くおそれもある。
さらに、内燃機関本体の製造上の個体差や、制御システムの個体差、使用による経年劣化等によっても、安定した着火を実現するために要求される放電電流が変動する。 In addition, if a constant current is always supplied to the spark plug, depending on the operating conditions, after the energy sufficient for ignition is discharged, the discharge continues and the energy becomes excessive, which may lead to electrode wear.
Furthermore, the discharge current required for realizing stable ignition varies depending on individual differences in manufacturing the internal combustion engine body, individual differences in the control system, aging deterioration due to use, and the like.

そこで、本発明は、かかる実情に鑑み、放電の吹き消えを防止しつつ、電極の消耗を抑制し、安定した放電の維持を図ることにより着火ロバスト性を向上した内燃機関の点火装置を提供することを目的とするものである。 Accordingly, in view of such circumstances, the present invention provides an ignition device for an internal combustion engine that has improved ignition robustness by preventing electrode blowout and suppressing electrode consumption and maintaining stable discharge. It is for the purpose.

本の発明は、少なくとも、直流電源（１０）と、該直流電源（１０）の電源電圧を昇圧する昇圧回路（２）と、該昇圧回路（２）に接続せしめた一次コイル（４１）の電流の増減により二次コイル（４２）に高電圧を発生する点火コイル（４）と、機関の運転状況に応じて発信された点火信号（ＩＧｔ）にしたがって前記一次コイル（４１）への電流の供給と遮断を切り換える点火用開閉素子（５）と、前記二次コイル（４２）に接続され、前記二次コイル（４２）からの二次電圧(Ｖ２)の印加により、内燃機関の燃焼室内に火花放電を発生させる点火プラグ（７）と、を具備して、内燃機関の点火を行う点火装置であって、
前記点火用開閉素子（５）の開閉によって、前記点火プラグ（７）の放電を開始した後に放電維持を図るためのエネルギを供給すべく、前記昇圧回路（２）からの放電と停止とを重畳的に行うことによって、前記二次コイル（４２）に流れる電流を増加する補助用電源（３）と、前記点火プラグ（７）の放電が開始された後に前記一次コイル（４１）に印加される一次電圧（Ｖ１）を検出する一次電圧検出回路（６１）と、検出した一次電圧(Ｖ１)に応じて、前記補助用電源（３）の駆動の要否を判定する補助用電源要否判定回路（６２）とからなる一次電圧監視手段（６）を具備することを特徴とする。 The present invention includes at least a DC power supply (10), a booster circuit (2) that boosts the power supply voltage of the DC power supply (10), and a current of a primary coil (41) connected to the booster circuit (2). The ignition coil (4) that generates a high voltage in the secondary coil (42) due to the increase / decrease of the current, and the supply of current to the primary coil (41) according to the ignition signal (IGt) transmitted according to the operating condition of the engine An ignition switching element (5) for switching between and off is connected to the secondary coil (42), and a secondary voltage (V2) from the secondary coil (42) is applied to spark in the combustion chamber of the internal combustion engine. An ignition device for igniting an internal combustion engine, comprising an ignition plug (7) for generating electric discharge,
Discharging and stopping from the booster circuit (2) are superimposed to supply energy for maintaining the discharge after the ignition plug (7) starts discharging by opening and closing the ignition switching element (5). The auxiliary power source (3) that increases the current flowing through the secondary coil (42) and the discharge of the spark plug (7) are started and then applied to the primary coil (41). A primary voltage detection circuit (61) for detecting the primary voltage (V1), and an auxiliary power supply necessity determination circuit for determining the necessity of driving the auxiliary power supply (3) according to the detected primary voltage (V1). (62) comprising primary voltage monitoring means (6).

より、具体的には、前記昇圧回路（２）が、前記直流電源（１０）に接続したエネルギ蓄積用インダクタ（２０）と、前記点火信号ＩＧｔにしたがって所定の期間だけ前記インダクタ（２０）への電流の供給と遮断を所定の周期で切り換える開閉素子（２１）と、前記インダクタ（２０）に並列に接続したキャパシタ（２３）と、前記インダクタ（２０）から前記キャパシタ（２３）への電流を整流する第１の整流素子（２４）とからなる。 More specifically, the booster circuit (2) is connected to the energy storage inductor (20) connected to the DC power source (10) and to the inductor (20) for a predetermined period according to the ignition signal IGt. An open / close element (21) that switches supply and interruption of current at a predetermined cycle, a capacitor (23) connected in parallel to the inductor (20), and a current rectified from the inductor (20) to the capacitor (23) And a first rectifying element (24).

また、前記補助用電源（３）が、前記キャパシタ（２３）と前記一次コイル（４１）との間に介装した、前記キャパシタ（２３）からの放電と停止とを切り換える補助用開閉素子（３０）と、前記キャパシタ（２３）から前記一次コイル（４１）への電流を整流する第２の整流素子（３２）と、前記直流電源（１０）と、前記インダクタ（２０）と前記キャパシタ（２３）とからなる。 Further, the auxiliary power source (3) is interposed between the capacitor (23) and the primary coil (41), and switches between the discharge and stop of the capacitor (23). ), A second rectifying element (32) for rectifying current from the capacitor (23) to the primary coil (41), the DC power source (10), the inductor (20), and the capacitor (23) It consists of.

前記補助用電源要否判定回路（６２）は、上記一次電圧（Ｖ１）が所定の閾値（Ｖｒｅｆ）以下の場合には、前記補助用電源（３）からのエネルギ投入が不要と判定し、上記一次電圧（Ｖ１）が所定の閾値（Ｖｒｅｆ）を超えた場合には、前記補助用電源（３）からのエネルギ投入が必要と判定する。 The auxiliary power supply necessity determination circuit (62) determines that it is not necessary to input energy from the auxiliary power supply (3) when the primary voltage (V1) is equal to or lower than a predetermined threshold value (Vref). When the primary voltage (V1) exceeds a predetermined threshold value (Vref), it is determined that energy input from the auxiliary power supply (3) is necessary.

本発明によれば、前記一次電源検出手段（６）によって検出した一次電圧（Ｖ１）に応じて、前記補助用電源（３）の駆動の要否を判定し、前記補助用電源（３）の駆動が不要と判断された場合には、前記補助用電源（３）からのエネルギ投入を停止して、電力消費を抑制すると共に電極の消耗を抑制することができ、前記補助用電源（３）の駆動が必要と判断された場合には、前記補助用電源（３）からのエネルギ投入を行うことで、燃焼室内に強い筒内気流が発生している場合であっても、前記補助用開閉素子（３０）が、前記キャパシタ（２３）からの放電と停止とを切り換えることによって、前記一次コイル（４１）に流れる電流を増強し、前記二次コイル（４２）に放電維持電圧以上の誘導起電力を発生させるため、二次電流（Ｉ２）が増強され、放電が吹き消されることがなく、安定した着火を実現できる。
また、本発明のように、一次コイル（４１）の低圧側からエネルギを投入することにより、二次コイル（４２）側から投入する場合よりも低圧で投入することができる。
また一次コイル（４１）の高圧側からバッテリ電圧より高い電圧で投入するとバッテリへの流入電流などにより効率が悪くなる。
したがって、本発明によれば、もっとも容易に効率よくエネルギを投入することができるという優れた効果がある。 According to the present invention, it is determined whether or not the auxiliary power source (3) needs to be driven according to the primary voltage (V1) detected by the primary power source detection means (6), and the auxiliary power source (3) When it is determined that driving is unnecessary, the input of energy from the auxiliary power source (3) can be stopped to reduce power consumption and the consumption of the electrodes. The auxiliary power source (3) Is determined to be necessary, the energy is supplied from the auxiliary power source (3), so that the auxiliary opening / closing can be performed even when a strong in-cylinder airflow is generated in the combustion chamber. The element (30) switches between discharging and stopping from the capacitor (23), thereby enhancing the current flowing through the primary coil (41), and causing the secondary coil (42) to induce induction higher than the discharge sustaining voltage. In order to generate power, the secondary current (I ) Is enhanced, discharge without being blown out, it can realize stable ignition.
Further, as in the present invention, by inputting energy from the low-voltage side of the primary coil (41), it is possible to input energy at a lower pressure than when charging from the secondary coil (42) side.
Further, if the voltage is higher than the battery voltage from the high voltage side of the primary coil (41), the efficiency is deteriorated due to the current flowing into the battery.
Therefore, according to the present invention, there is an excellent effect that energy can be input most easily and efficiently.

本発明の第１の実施形態における内燃機関の点火装置の概要を示す構成図The block diagram which shows the outline | summary of the ignition device of the internal combustion engine in the 1st Embodiment of this invention 実施例１として示す、図１の点火装置の電極消耗抑制を図る場合の動作を説明するためのタイムチャートFIG. 1 is a time chart for explaining an operation of the ignition device shown in FIG. 実施例２として示す、放電維持を図る場合のタイムチャートExample 2 shows a time chart for maintaining discharge 比較例１として示す、本発明に係る一次電圧検出回路を停止して、従来の点火装置における過剰放電の問題を再現した場合のタイムチャートTime chart when the primary voltage detection circuit according to the present invention is stopped as a comparative example 1 and the problem of excessive discharge in the conventional ignition device is reproduced. 比較例２として示す、本発明に係る補助用電源を停止して、従来の点火装置における吹き消えの問題を再現した場合のタイムチャートTime chart when the auxiliary power source according to the present invention is stopped and the problem of blow-off in the conventional ignition device is reproduced as Comparative Example 2 実施例１として、本発明の点火装置における電極消耗抑制効果を示す模式図As Example 1, the schematic diagram which shows the electrode consumption suppression effect in the ignition device of this invention 実施例２として、本発明の点火装置における吹き消え抑制効果を示す模式図As Example 2, the schematic diagram which shows the blowout suppression effect in the ignition device of this invention 比較例１として、従来の点火装置における電極消耗の問題を示す模式図Schematic showing the problem of electrode consumption in a conventional ignition device as Comparative Example 1 比較例２として、従来の点火装置における吹き消えの問題を示す模式図Schematic diagram showing the problem of blowout in a conventional ignition device as Comparative Example 2 本発明の第２の実施形態における内燃機関の点火装置の概要を示す構成図The block diagram which shows the outline | summary of the ignition device of the internal combustion engine in the 2nd Embodiment of this invention 図６Ａの点火装置の効果を示すタイムチャートTime chart showing the effect of the ignition device of FIG. 6A

図１を参照して、本発明の第１の実施形態における点火装置１の概要について説明する。
本発明の点火装置１は、図略の内燃機関の気筒毎に設けられ、燃焼室内に導入された燃料と空気の混合気に火花放電を発生させて点火を行うものである。
少なくとも、直流電源１０と、直流電源１０の電源電圧を昇圧する昇圧回路２と、昇圧回路２に接続せしめた一次コイル４１の電流の増減により二次コイル４２に高電圧を発生する点火コイル４と、機関の運転状況に応じて発信された点火信号ＩＧｔにしたがって一次コイル４１への電流の供給と遮断を切り換える点火用開閉素子５と、二次コイル４２に接続され、二次コイル４２からの二次電圧Ｖ２の印加により、内燃機関の燃焼室内に火花放電を発生させる点火プラグ７と、を具備するものであり、以下の特徴を備えている。 With reference to FIG. 1, the outline | summary of the ignition device 1 in the 1st Embodiment of this invention is demonstrated.
The ignition device 1 of the present invention is provided for each cylinder of an internal combustion engine (not shown), and performs ignition by generating a spark discharge in a mixture of fuel and air introduced into a combustion chamber.
At least a DC power supply 10, a booster circuit 2 that boosts the power supply voltage of the DC power supply 10, and an ignition coil 4 that generates a high voltage in the secondary coil 42 by increasing or decreasing the current of the primary coil 41 connected to the booster circuit 2. The ignition switching element 5 that switches between supply and interruption of the current to the primary coil 41 according to the ignition signal IGt that is transmitted according to the operating state of the engine, and the secondary coil 42 are connected to the secondary coil 42. And a spark plug 7 that generates a spark discharge in the combustion chamber of the internal combustion engine by the application of the next voltage V2, and has the following characteristics.

点火装置１は、点火用開閉素子５の開閉によって、点火プラグ７の放電を開始した後に放電維持を図るためのエネルギを供給すべく、昇圧回路２からの放電と停止とを重畳的に行うことによって、二次コイル４２に流れる電流を増加する補助用電源３と、点火プラグ７の放電が開始された後に、一次コイル４１に印加される一次電圧Ｖ１を検出する一次電圧検出回路６１と、検出した一次電圧Ｖ１に応じて、補助用電源３の駆動の要否を判定する補助用電源要否判定回路６２とからなる一次電圧監視手段６を具備することを特徴とするものである。
点火装置１は、燃焼室内に強い気流が発生している場合や、希薄燃焼や、経年劣化等によって失火し易い状況においては、通常の火花放電に加え、補助用電源３から重畳的にエネルギを補充して、放電の維持を図り、運転状況によって通常放電のみで着火の維持が可能な場合には、補助用電源３からのエネルギ投入を停止して、電力消費を抑制しつつ、点火プラグ７の電極消耗抑制を図り、安定した着火を実現するためのものである。 The ignition device 1 discharges and stops from the booster circuit 2 in a superimposed manner so as to supply energy for maintaining the discharge after starting the discharge of the spark plug 7 by opening and closing the ignition switching element 5. , The auxiliary power source 3 for increasing the current flowing in the secondary coil 42, the primary voltage detection circuit 61 for detecting the primary voltage V1 applied to the primary coil 41 after the discharge of the spark plug 7 is started, and the detection The primary voltage monitoring means 6 includes an auxiliary power supply necessity determination circuit 62 that determines whether or not the auxiliary power supply 3 is driven according to the primary voltage V1.
The ignition device 1 superimposes energy from the auxiliary power source 3 in addition to the normal spark discharge when a strong air flow is generated in the combustion chamber or in a situation where misfiring is likely to occur due to lean combustion or deterioration over time. In the case where it is possible to maintain the discharge by replenishing and it is possible to maintain the ignition only by the normal discharge depending on the operation state, the ignition plug 7 is stopped while stopping the input of energy from the auxiliary power source 3 and suppressing the power consumption. This is intended to suppress the electrode wear and to realize stable ignition.

本実施形態における点火装置１では、内燃機関の運転状況に応じて予め設定したエネルギ投入期間信号ＩＧｗによって、補助用電源３を駆動するエネルギ投入予定期間エネルギ投入予定期間ＴｗＰを決定すると共に、補助用電源要否判定回路６２の判定結果を優先して補助用電源３を実際に駆動する放電実施期間ＴｗＡを決定する。
本発明においては、点火コイル４の一次コイル４１の一次電圧Ｖ１と二次コイル４２に発生する二次電圧Ｖ２との比Ｖ１／Ｖ２は、一次コイル４１の巻回数Ｎ１と二次コイル４２の巻回数Ｎ２との比Ｎ１／Ｎ２にほぼ等しく、一次電圧Ｖ１をモニタすることで、個体差や運転状況の違いによる二次電圧Ｖ２の変化を予測し、運転状況の変化だけでなく個体差の影響に対応した、きめ細やかな点火制御を実施することが可能となるのである。 In the ignition device 1 according to the present embodiment, the energy input scheduled period TwP for driving the auxiliary power source 3 is determined based on the energy input period signal IGw set in advance according to the operating state of the internal combustion engine, and the auxiliary input The discharge execution period TwA for actually driving the auxiliary power supply 3 is determined giving priority to the determination result of the power supply necessity determination circuit 62.
In the present invention, the ratio V1 / V2 between the primary voltage V1 of the primary coil 41 of the ignition coil 4 and the secondary voltage V2 generated in the secondary coil 42 is the number of turns N1 of the primary coil 41 and the winding of the secondary coil 42. It is almost equal to the ratio N1 / N2 with the number of times N2, and the primary voltage V1 is monitored to predict changes in the secondary voltage V2 due to individual differences and driving conditions, and not only changes in driving conditions but also the effects of individual differences Therefore, it is possible to perform fine ignition control corresponding to the above.

点火装置１は、直流電源１０と、昇圧回路２と補助用電源３と、点火コイル４と、点火用開閉素子５と、一次電圧監視手段６と、点火プラグ７と、外部に設けた電子制御装置８（以下、ＥＣＵ８と称する。）と、によって構成されている。
直流電源１０（以下、電源１０と称する。）は、車載バッテリや、交流電源をレギュレータ等によって直流変換した公知の直流安定化電源等が用いられ、例えば１２Ｖ、２４Ｖといった一定の直流電圧を供給する。 The ignition device 1 includes a DC power source 10, a booster circuit 2, an auxiliary power source 3, an ignition coil 4, an ignition switching element 5, a primary voltage monitoring means 6, a spark plug 7, and an electronic control provided outside. And an apparatus 8 (hereinafter referred to as ECU 8).
As the DC power supply 10 (hereinafter referred to as the power supply 10), a vehicle-mounted battery, a known DC stabilized power supply obtained by converting the AC power supply using a regulator or the like is used, and a constant DC voltage such as 12V or 24V is supplied. .

本実施形態において、昇圧回路２には、いわゆるフライバック型の昇圧回路が用いられた例を示しているが、これに限定するものではなく、いわゆるチョパ型の昇圧回路を用いることもできる。
昇圧回路２は、電源１０に接続したエネルギ蓄積用インダクタ２０（以下、インダクタ２０と称する。）と、インダクタ２０への電流の供給と遮断を所定の周期で切り換える昇圧用開閉素子２１（以下、開閉素子２１と称する。）と、インダクタ２０に並列に接続したキャパシタ２３と、インダクタ２０からキャパシタ２３への電流を整流する第１の整流素子２４とによって構成されている。 In the present embodiment, an example in which a so-called flyback type booster circuit is used as the booster circuit 2 is shown, but the present invention is not limited to this, and a so-called chopper type booster circuit can also be used.
The booster circuit 2 includes an energy storage inductor 20 (hereinafter referred to as an inductor 20) connected to the power source 10 and a boost switch element 21 (hereinafter referred to as an open / close switch) that switches supply and interruption of current to the inductor 20 at a predetermined cycle. (Referred to as an element 21), a capacitor 23 connected in parallel to the inductor 20, and a first rectifying element 24 that rectifies the current from the inductor 20 to the capacitor 23.

インダクタ２０には、所定のインダクタンス（Ｌ０、例えば、５〜５０μＨ）を有するコア付きコイル等が用いられる。
開閉素子２１には、サイリスタ、ＩＧＢＴ（絶縁ゲートバイポーラトランジスタ）等のパワートランジスタが用いられている。
開閉素子２１には、機関の運転状況に応じてＥＣＵ８から発信された点火信号ＩＧｔにしたがった所定のタイミングで所定の期間だけ、所定の周期でハイローが切り換えられる駆動パルスを発生するドライバ２２が接続され、開閉駆動されるようになっている。 For the inductor 20, a coil with a core having a predetermined inductance (L0, for example, 5 to 50 μH) is used.
A power transistor such as a thyristor or IGBT (insulated gate bipolar transistor) is used for the switching element 21.
Connected to the open / close element 21 is a driver 22 that generates a drive pulse that switches between high and low at a predetermined period for a predetermined period at a predetermined timing in accordance with an ignition signal IGt transmitted from the ECU 8 according to the operating state of the engine. And is driven to open and close.

キャパシタ２３には、所定のキャパシタンス（Ｃ、例えば、１００〜１０００μＦ）を有するコンデンサが用いられている。
整流素子２４には、ダイオードが用いられており、キャパシタ２３からインダクタ２０への電流の逆流を防止している。 The capacitor 23 is a capacitor having a predetermined capacitance (C, for example, 100 to 1000 μF).
A diode is used for the rectifying element 24 to prevent a backflow of current from the capacitor 23 to the inductor 20.

ＥＣＵ８から、機関の運転状況に応じて発信された点火信号ＩＧｔに従って、ドライバ２２から所定の駆動パルスが発振され、開閉素子２１が開閉される。
開閉素子２１の開閉駆動により、電源１０からインダクタ２０に蓄えられた電気エネルギがキャパシタ２３に重畳的に充電され、キャパシタ２３の電圧Ｖｄｃが電源電圧よりも高い電圧（例えば、５０Ｖ〜数百Ｖ）に昇圧される。 A predetermined drive pulse is oscillated from the driver 22 in accordance with the ignition signal IGt transmitted from the ECU 8 according to the operating condition of the engine, and the opening / closing element 21 is opened / closed.
By opening / closing drive of the opening / closing element 21, the electrical energy stored in the inductor 20 from the power source 10 is superposedly charged in the capacitor 23, and the voltage Vdc of the capacitor 23 is higher than the power source voltage (for example, 50V to several hundreds V). Is boosted.

点火コイル４は、コイル線材をＮ１回巻き回した一次コイル４１、Ｎ２回巻き介した二次コイル４２、コイルコア、ダイオード４３等によって構成されている。
一次コイル４１に流れる電流を増減することによって二次コイル４２に二次電圧Ｖ２として、コイル巻き回数の比Ｎ２／Ｎ１によって定まる高い電圧（例えば、−２０〜―５０ｋＶ）を発生する。 The ignition coil 4 is composed of a primary coil 41 wound N1 times around a coil wire, a secondary coil 42 wound N2 times, a coil core, a diode 43, and the like.
By increasing or decreasing the current flowing through the primary coil 41, a high voltage (for example, −20 to −50 kV) determined by the coil winding frequency ratio N2 / N1 is generated as the secondary voltage V2 in the secondary coil 42.

点火用開閉素子５（以下、点火用素子５と称する。）には、ＭＯＳＦＥＴ、ＩＧＢＴ等のパワートランジスタが用いられている。
点火用素子５は、機関の運転状況に応じてＥＣＵ８から発信された点火信号ＩＧｔにしたがって一次コイル４１への電流の供給と遮断を切り換える。
点火用素子５のスイッチングにより、一次コイル４１への導通が遮断されると、磁界が急激に変化し、電磁誘導によって、二次コイル４２に極めて高い二次電圧Ｖ２が発生し、点火プラグ７に印加される。 A power transistor such as a MOS FET or an IGBT is used for the ignition opening / closing element 5 (hereinafter referred to as the ignition element 5).
The ignition element 5 switches between supplying and interrupting the current to the primary coil 41 in accordance with an ignition signal IGt transmitted from the ECU 8 in accordance with the operating state of the engine.
When conduction to the primary coil 41 is interrupted by switching of the ignition element 5, the magnetic field changes rapidly, and an extremely high secondary voltage V <b> 2 is generated in the secondary coil 42 by electromagnetic induction, Applied.

本発明の要部である補助用電源３は、キャパシタ２３と一次コイル４１との間に介装せしめた、補助用開閉素子３０（以下、補助用素子３０と称する。）と、第２の整流素子３２と、電源１０と、インダクタ２０と、キャパシタ２３とによって構成されている。
補助用電源３は、昇圧回路２からの放電と停止とを重畳的に行うことによって、二次コイル４２に流れる二次電流Ｉ２を増加することができる。 The auxiliary power source 3 which is a main part of the present invention includes an auxiliary opening / closing element 30 (hereinafter referred to as an auxiliary element 30) interposed between the capacitor 23 and the primary coil 41, and a second rectification. The element 32, the power source 10, the inductor 20, and the capacitor 23 are included.
The auxiliary power supply 3 can increase the secondary current I2 flowing through the secondary coil 42 by superimposing discharging and stopping from the booster circuit 2.

補助用素子３２には、ＭＯＳＦＥＴ等の応答性が高い、パワートランジスタが用いられている。
第２の整流素子３２には、ダイオードが用いられ、キャパシタ２３から一次コイル４１への電流を整流する。 For the auxiliary element 32, a power transistor having high responsiveness such as a MOSFET is used.
A diode is used for the second rectifying element 32 and rectifies the current from the capacitor 23 to the primary coil 41.

ＥＣＵ８から、運転状況に応じて予め設けられたマップにしたがって、エネルギ投入期間信号ＩＧｗが発信され、後述する一次電圧監視手段６によって、補助用電源３からのエネルギ補充が必要であると判断された場合には、ドライバ３１から所定のパルス電圧が発振され、補助用素子３０が開閉駆動される。
補助用素子３０は、キャパシタ２３からの放電と停止とを切り換えることによって、一次コイル４１に流れる電流を増強し、二次コイル４２に放電維持電圧以上の誘導起電力を発生させるため、二次電流Ｉ２が増強され、吹き消えを抑制できる。 An energy input period signal IGw is transmitted from the ECU 8 in accordance with a map provided in advance according to the driving situation, and it is determined by the primary voltage monitoring means 6 described later that energy supplement from the auxiliary power source 3 is necessary. In this case, a predetermined pulse voltage is oscillated from the driver 31, and the auxiliary element 30 is driven to open and close.
The auxiliary element 30 switches the discharge from the capacitor 23 and stops, thereby increasing the current flowing through the primary coil 41 and causing the secondary coil 42 to generate an induced electromotive force that is equal to or higher than the discharge sustaining voltage. I2 is enhanced and blow-off can be suppressed.

このとき、本発明では、点火コイル４の一次コイル４１の低圧側からエネルギを投入するため、二次コイル（４２）側から投入する場合よりも低圧で投入することができる。
また一次コイル（４１）の高圧側からバッテリ電圧より高い電圧で投入するとバッテリへの流入電流などにより効率が悪くなる。
したがって、本発明によれば、もっとも容易に効率よくエネルギを投入することができるという優れた効果がある。 At this time, in the present invention, since energy is input from the low voltage side of the primary coil 41 of the ignition coil 4, it can be input at a lower pressure than when the energy is input from the secondary coil (42) side.
Further, if the voltage is higher than the battery voltage from the high voltage side of the primary coil (41), the efficiency is deteriorated due to the current flowing into the battery.
Therefore, according to the present invention, there is an excellent effect that energy can be input most easily and efficiently.

一次電圧監視手段６は、一次電圧Ｖ１を検出する一次電圧検出回路６１とその検出結果を閾値判定する補助用電源要否判定回路６２とによって構成されている。
補助用電源要否判定回路６２は、一次電圧Ｖ１が所定の閾値Ｖｒｅｆ以下の場合には、補助用電源３からのエネルギ投入が不要と判定し、一次電圧Ｖ１が所定の閾値Ｖｒｅｆを超えた場合には、補助用電源３からのエネルギ投入が必要と判定し、補助電源要否判定信号ＪＤＧを出力する。
具体的には、一次電圧監視手段６には、公知のコンパレータ等を用いることができる。補助電源要否判定信号ＪＤＧとエネルギ投入期間信号ＩＧｗとによって重畳的に補助用電源３の駆動の要否を判定することで、誤作動を抑制し、信頼性の高い電源制御が実現できる。 The primary voltage monitoring means 6 includes a primary voltage detection circuit 61 that detects the primary voltage V1 and an auxiliary power supply necessity determination circuit 62 that determines a threshold value of the detection result.
The auxiliary power supply necessity determination circuit 62 determines that energy input from the auxiliary power supply 3 is unnecessary when the primary voltage V1 is equal to or lower than the predetermined threshold value Vref, and the primary voltage V1 exceeds the predetermined threshold value Vref. Is determined that it is necessary to input energy from the auxiliary power source 3, and an auxiliary power source necessity determination signal JDG is output.
Specifically, a known comparator or the like can be used for the primary voltage monitoring unit 6. By determining whether or not the auxiliary power source 3 needs to be driven in a superimposed manner based on the auxiliary power source necessity determination signal JDG and the energy input period signal IGw, it is possible to suppress malfunction and realize highly reliable power source control.

図２Ａ、図４Ａを参照して、本発明の実施例１とし、点火装置１の省電力、電極消耗抑制効果について説明する。
図２Ａ中（ａ）は、ＥＣＵ８から内燃機関の運転状況に応じて発信される点火信号ＩＧｔを示し、（ｂ）は、放電後のエネルギ投入予定期間ＴｗＰを決定するエネルギ投入期間信号ＩＧｗを示し、（ｃ）は、点火信号ＩＧｔに同期してオンオフされる開閉素子２１の開閉状態を示し、（ｄ）は、点火信号ＩＧｔに同期して開閉される開閉素子５の開閉状態を示し、（ｅ）は、補助用電源３の駆動の要否を判定する要否判定信号ＪＤＧの状態を示し、（ｆ）は、要否判定信号ＪＤＧにしたがって開閉駆動される開閉素子３０の開閉状態を示し、（ｇ）は、キャパシタ２３の充放電によって変化する電圧Ｖｄｃを示し、（ｈ）は、点火プラグ7に投入されるエネルギの累積的変化を示し、（ｉ）は、点火コイル４の一次コイル４１側で検出される一次電圧Ｖ１を示し、（ｊ）は、二次コイル４２に発生する二次電圧Ｖ２を示し、（ｋ）は、点火プラグ７に流れる二次電流Ｉ２を示すものである。
なお、各チャートは、模式的なものであることはいうまでもなく、以下に説明する他の実施例や比較例においても同様である。 With reference to FIG. 2A and FIG. 4A, it demonstrates as Example 1 of this invention, and demonstrates the power saving of an ignition device 1, and the electrode consumption suppression effect.
2A shows an ignition signal IGt transmitted from the ECU 8 according to the operating state of the internal combustion engine, and FIG. 2B shows an energy input period signal IGw for determining the energy input scheduled period TwP after discharge. (C) shows the open / close state of the open / close element 21 that is turned on / off in synchronization with the ignition signal IGt, and (d) shows the open / close state of the open / close element 5 that is opened / closed in synchronization with the ignition signal IGt. e) shows the state of the necessity determination signal JDG for determining whether the auxiliary power supply 3 needs to be driven, and (f) shows the opening / closing state of the opening / closing element 30 driven to open / close in accordance with the necessity determination signal JDG. , (G) shows a voltage Vdc that changes due to charging / discharging of the capacitor 23, (h) shows a cumulative change of energy input to the spark plug 7, and (i) shows a primary coil of the ignition coil 4. One detected on the 41 side The secondary voltage V1 is shown, (j) shows the secondary voltage V2 generated in the secondary coil 42, and (k) shows the secondary current I2 flowing through the spark plug 7.
It goes without saying that each chart is schematic, and the same applies to other examples and comparative examples described below.

図２Ａ（ａ）に示すように、ＥＣＵ８から、点火信号ＩＧｔが発信されると、点火信号ＩＧｔのハイローに従って、図２Ａ（ｃ）に示すように、昇圧用素子２１がオンオフ作動し、電源１０からインダクタ２０への電流の供給と遮断が繰り返され、そのたびに誘導電流が発生し、図２（ｇ）に示すように、キャパシタ２３が重畳的に充電され、充電電圧Ｖｄｃは、電源電圧（例えば１４Ｖ）よりも遙かに高い電圧（例えば、２００Ｖ）に昇圧される。 As shown in FIG. 2A (a), when the ignition signal IGt is transmitted from the ECU 8, the boosting element 21 is turned on and off as shown in FIG. The supply and interruption of the current from the inductor to the inductor 20 are repeated, and an induction current is generated each time. As shown in FIG. 2G, the capacitor 23 is charged in a superimposed manner, and the charge voltage Vdc is the power supply voltage ( For example, the voltage is boosted to a voltage (for example, 200 V) that is much higher than 14 V).

また、点火信号ＩＧｔの立ち上がりに同期してＰＴｒ２がオンとなり、点火信号ＩＧｔの立ち下がりに同期してＰＴｒ２がオフとなる。
図２Ａ（ｊ）に示すように、ＰＴｒ２の遮断によって、二次コイル４２側に極めて高い二次電圧（例えば、−３０ｋＶ）が発生し、二次コイル４２に接続された点火プラグ７で火花放電が発生し、図２Ａ（ｋ）に示すように、大きな二次電流Ｉ２が流れる。
図２Ａ（ｉ）に示すように、放電の開始によって、二次電圧Ｖ２の巻数比Ｎ２／Ｎ１分の１である一次電圧Ｖ１は、一気に低下するが、気流による放電の伸びにしたがって上昇していく。 Further, PTr2 is turned on in synchronization with the rise of the ignition signal IGt, and PTr2 is turned off in synchronization with the fall of the ignition signal IGt.
As shown in FIG. 2A (j), a very high secondary voltage (for example, −30 kV) is generated on the secondary coil 42 side by shutting off PTr2, and spark discharge is caused by the spark plug 7 connected to the secondary coil 42. And a large secondary current I2 flows as shown in FIG. 2A (k).
As shown in FIG. 2A (i), the primary voltage V1, which is 1/1 of the turn ratio N2 / N1 of the secondary voltage V2, is reduced at a stroke by the start of the discharge, but increases as the discharge increases due to the air flow. Go.

一方、図２Ａ（ｂ）に示すように、予め用意されたマップに従って、内燃機関の運転状況に応じて設定された補助用電源３からの放電維持エネルギの供給開始と終了までのエネルギ投入予定期間ＴｗＰに対応してエネルギ投入期間信号ＩＧｗが発信される。
しかし、実際の内燃機関の点火においては、製品のバラツキや、経年劣化、使用環境の違い等の固体差により、マップデータ通りにエネルギ投入放電を実施する必要がない場合もある。 On the other hand, as shown in FIG. 2A (b), according to a map prepared in advance, the planned energy input period until the start and end of the supply of the discharge sustaining energy from the auxiliary power source 3 set according to the operating state of the internal combustion engine An energy input period signal IGw is transmitted corresponding to TwP.
However, in actual ignition of an internal combustion engine, there are cases where it is not necessary to perform energy input discharge according to map data due to individual differences such as product variations, aging deterioration, and usage environment differences.

図４Ａに示すように、燃焼室内の気流が弱い場合には、通常の放電のみであっても、放電ＡＲＫが引き延ばされることがないので、放電開始後の二次電圧の上昇が緩やかであり、ほぼ巻数分の１に相当する一次電圧Ｖ１の上昇も緩やかで、吹き消えに至る可能性はすくないと判定し、補助用電源３からのエネルギ投入を遅らせ、短期間だけエネルギ投入を実施するようにしても、安定した着火が可能である。 As shown in FIG. 4A, when the airflow in the combustion chamber is weak, the discharge ARK is not extended even with only normal discharge, so the secondary voltage rises slowly after the start of discharge. Therefore, it is determined that the rise of the primary voltage V1 corresponding to almost one-turn number is slow and the possibility of blow-off is not so great, the energy input from the auxiliary power source 3 is delayed, and the energy input is performed only for a short period. Even so, stable ignition is possible.

このような実施例１の場合の点火装置１の作動について順を追って説明する。
一次電圧監視手段６によって、放電開始後に一次コイル４１の一次電圧Ｖ１がモニタさる。
このとき、二次電圧Ｖ２の変化と一次電圧Ｖ１の変化とに相関があり、一次電圧Ｖ１をモニタすることで、二次電圧Ｖ２の変化を予測できる。
図２Ａ（ｉ）に示すように、一次電圧Ｖ１が所定の閾値Ｖｒｅｆに到達するまでは、補助用電源３からのエネルギ投入が不要と判定され、通常の放電状態が維持される。 The operation of the ignition device 1 in the case of Example 1 will be described step by step.
The primary voltage monitoring means 6 monitors the primary voltage V1 of the primary coil 41 after the start of discharge.
At this time, there is a correlation between the change in the secondary voltage V2 and the change in the primary voltage V1, and the change in the secondary voltage V2 can be predicted by monitoring the primary voltage V1.
As shown in FIG. 2A (i), until the primary voltage V1 reaches a predetermined threshold value Vref, it is determined that energy input from the auxiliary power source 3 is unnecessary, and the normal discharge state is maintained.

図２Ａ（ｅ）に示すように、一次電圧Ｖ１が閾値Ｖｒｅｆを超えると、要否判定信号ＪＤＧがオンとなり、図２Ａ（ｆ）に示すように、補助用素子３０がエネルギ投入実施期間ＴｗＡの間、所定の周期で開閉駆動される。
これにより、図２Ａ（ｇ）に示すように、キャパシタ２３からの放電が促され、図２Ａ（ｈ）に示すように、重畳的にエネルギが投入される。
その結果、図２Ａ（ｉ）に示すように、一次電圧Ｖ１が閾値Ｖｒｅｆを超えても、放電エネルギでの二次電流投入により放電電圧の上昇は抑えられ図２Ａ（ｊ）、（ｋ）に示すように、放電が途切れることなく維持される。 As shown in FIG. 2A (e), when the primary voltage V1 exceeds the threshold value Vref, the necessity determination signal JDG is turned on, and as shown in FIG. 2A (f), the auxiliary element 30 is in the energy input execution period TwA. During this time, it is driven to open and close at a predetermined cycle.
Thereby, as shown in FIG. 2A (g), discharge from the capacitor 23 is promoted, and energy is superimposed in a superimposed manner as shown in FIG. 2A (h).
As a result, as shown in FIG. 2A (i), even when the primary voltage V1 exceeds the threshold value Vref, the increase of the discharge voltage is suppressed by the injection of the secondary current with the discharge energy, as shown in FIGS. 2A (j) and (k). As shown, the discharge is maintained without interruption.

実施例１では、予め設定したエネルギ投入予定期間エネルギ投入予定期間ＴｗＰよりも実際にエネルギ投入が実施される期間ＴｗＡが短いので、それだけ、電力消費を抑制することができ、電源１０への負担を減らすことができる。
また、過剰にエネルギ投入が実施されることがないので、点火プラグ７の電極消耗を抑制することもできる。 In the first embodiment, since the period TwA in which the energy input is actually performed is shorter than the preset energy input period TwP, the power consumption can be suppressed and the burden on the power supply 10 can be reduced accordingly. Can be reduced.
Further, since energy is not excessively input, electrode consumption of the spark plug 7 can be suppressed.

次いで、図２Ｂ、図４Ｂを参照して、実施例２として、燃焼室内に強い筒内気流が発生している場合における本発明の効果について説明する。
なお、実施例１と同じ作動については説明を省略し、特徴的な点のみを説明する。 Next, with reference to FIGS. 2B and 4B, the effect of the present invention when a strong in-cylinder airflow is generated in the combustion chamber will be described as a second embodiment.
In addition, description about the same operation | movement as Example 1 is abbreviate | omitted, and only a characteristic point is demonstrated.

燃焼室内に強い気流が発生している場合、図４Ｂに示すように、放電ＡＲＫが引き延ばされるので、二次電圧Ｖ２が早期に上昇する。
このとき、二次電圧Ｖ２の変化と一次電圧Ｖ１の変化とに相関があり、一次電圧Ｖ１をモニタすることで、二次電圧Ｖ２の変化、吹き消えを予測できる。 When a strong airflow is generated in the combustion chamber, as shown in FIG. 4B, the discharge ARK is extended, so that the secondary voltage V2 rises early.
At this time, there is a correlation between the change in the secondary voltage V2 and the change in the primary voltage V1, and by monitoring the primary voltage V1, changes in the secondary voltage V2 and blowout can be predicted.

このため、図２（ｉ）に示すように、早期にＶ１が所定の閾値Ｖｒｅｆを超える場合には、図２Ｂ（ｂ）、（ｅ）、（ｆ）に示すように、エネルギ投入期間信号ＩＧｗによって指定された、予め設定したエネルギ投入予定期間ＴｗＰよりも早い時期に補助用電源３の駆動が必要となった場合には、これに応じて速やかに補助用開閉素子３０の開閉が行われ、図２Ｂ（ｈ）、（ｉ）に示すように、早期にエネルギ投入が実施されるため、図２Ｂ（ｉ）のように一次電圧Ｖ１が早期に上昇しても、図２Ｂ（ｋ）に示すように、二次電流Ｉ２が途切れることがない。
本発明の点火装置１によれば、図４Ｂに示すように、強い筒内気流が作用して、放電ＡＲＫが長く引き延ばされても、補助用電源３から十分なエネルギが供給され、吹き消されることなく、安定した着火が実現できる。 Therefore, as shown in FIG. 2 (i), when V1 exceeds the predetermined threshold value Vref at an early stage, as shown in FIGS. 2B (b), (e), and (f), the energy input period signal IGw When the auxiliary power source 3 needs to be driven at a time earlier than the preset energy input scheduled period TwP designated by the above, the auxiliary opening / closing element 30 is quickly opened / closed accordingly. As shown in FIGS. 2B (h) and (i), since energy is input at an early stage, even if the primary voltage V1 rises early as shown in FIG. 2B (i), it is shown in FIG. 2B (k). Thus, the secondary current I2 is not interrupted.
According to the ignition device 1 of the present invention, as shown in FIG. 4B, even when a strong in-cylinder airflow acts and the discharge ARK is elongated for a long time, sufficient energy is supplied from the auxiliary power source 3 and Stable ignition can be realized without being extinguished.

図３Ａ、図５Ａを参照して、比較例１の問題点を説明する。
比較例１では、本発明の点火装置１において、一次電圧Ｖ１の監視結果をフィードバックさせず、燃焼室内に強い気流が発生していない状態で、放電開始直後から補助用電源３を駆動し続けた結果を示すものである。
比較例１では、図３Ａ（ｉ）に示すように、放電の吹き消えが発生する閾値Ｖrefを超えていないにも関わらず、エネルギを投入するため、図５Ａに示すように、強い放電が維持され続け、これが点火プラグ７の電極消耗を引き起こす要因となることが判明した。
従来の点火装置のように、電源電圧を監視して、点火プラグに引加される電圧を平均化した場合、放電維持が困難な状況では、放電維持を図る効果が発揮できるが、着火し易い運転状況においては、過剰なエネルギ投入による電極消耗を引き起こすことになる。 With reference to FIG. 3A and FIG. 5A, the problem of the comparative example 1 is demonstrated.
In Comparative Example 1, in the ignition device 1 of the present invention, the monitoring result of the primary voltage V1 was not fed back, and the auxiliary power source 3 was continuously driven immediately after the start of discharge in a state where no strong airflow was generated in the combustion chamber. The result is shown.
In Comparative Example 1, as shown in FIG. 3A (i), since the energy is input even though the threshold value Vref where the blow-off of the discharge occurs is not exceeded, strong discharge is maintained as shown in FIG. 5A. As a result, it has been found that this is a factor causing electrode consumption of the spark plug 7.
When the power supply voltage is monitored and the voltage applied to the spark plug is averaged as in the conventional ignition device, the effect of maintaining the discharge can be exhibited in a situation where it is difficult to maintain the discharge, but it is easy to ignite. In an operating situation, electrode consumption due to excessive energy input is caused.

図３Ｂ、図５Ｂを参照して、比較例２の問題点を説明する。
比較例２では、従来の点火装置の問題点を明らかにすべく、本発明の点火装置１において補助用電源２を強制的に停止した状態で、燃焼室内に強い筒内気流が発生した条件の下で、点火試験を行った結果を示すものである。 The problem of the comparative example 2 will be described with reference to FIGS. 3B and 5B.
In Comparative Example 2, in order to clarify the problem of the conventional ignition device, a condition where a strong in-cylinder airflow was generated in the combustion chamber in the ignition device 1 of the present invention with the auxiliary power source 2 forcedly stopped. The results of an ignition test are shown below.

比較例２では、図３Ｂに示すように、補助要否判定信号ＪＤＧを強制的にオフさせ、点火コイル４の一次電圧Ｖ１の監視結果をフィードバックさせない状態としている。
比較例２では、点火信号ＩＧｔによる、点火用素子５の開閉によって、高い二次電圧Ｖ２が発生し、点火プラグ７に印加されるので、上記実施形態と同様に放電を引き起こすことが可能である。 In Comparative Example 2, as shown in FIG. 3B, the auxiliary necessity determination signal JDG is forcibly turned off, and the monitoring result of the primary voltage V1 of the ignition coil 4 is not fed back.
In Comparative Example 2, since a high secondary voltage V2 is generated and applied to the spark plug 7 by opening and closing the ignition element 5 by the ignition signal IGt, it is possible to cause a discharge as in the above embodiment. .

しかし、比較例２では、補助電源３が停止されているため、燃焼室内に強い気流が発生していると、図５Ｂに示すように、放電ＡＲＫが引き延ばされ、早期に二次電圧Ｖ２が上昇し、放電の維持が困難となる。
一次電圧Ｖ１が所定の閾値Ｖｒｅｆを超えると、放電の維持ができなくなり、図３Ｂ（ｊ）、（ｋ）に示すように、放電が引きちぎられる。
このとき、瞬間的に二次電流Ｉ２が流れなくなり、あたかも、スイッチングが行われたような状態を引き起こし、擬似的な放電の開始が発生する。
このため、放電エネルギが放電空間の絶縁破壊に消費されてしまい、火炎成長に用いられないため、混合気の着火に十分な火炎成長をすることなく、火炎核ＦＬＫが吹き消され、失火にいたるおそれがある。 However, in Comparative Example 2, since the auxiliary power supply 3 is stopped, if a strong air flow is generated in the combustion chamber, the discharge ARK is extended as shown in FIG. As a result, the discharge becomes difficult to maintain.
When the primary voltage V1 exceeds the predetermined threshold value Vref, the discharge cannot be maintained, and the discharge is broken as shown in FIGS. 3B (j) and 3 (k).
At this time, the secondary current I2 stops instantaneously, causing a state as if switching has been performed, and a pseudo discharge starts.
For this reason, since the discharge energy is consumed for dielectric breakdown of the discharge space and is not used for flame growth, the flame kernel FLK is blown out without causing sufficient flame growth for ignition of the air-fuel mixture, leading to misfire. There is a fear.

図６Ａ、図６Ｂを参照して、本発明の第２の実施形態における点火装置１ａについて説明する。
上記実施形態における点火装置１では、エネルギ投入期間Ｔｗの最適化を図るため、予め、運転状況に応じた標準的なエネルギ投入予定期間ＴｗＰを設定したマップを用意し、マップに従って発信されたエネルギ投入期間信号ＩＧｗを、実際の一次電圧Ｖ１をモニタした結果を閾値判定し、実際にエネルギ投入を実施するエネルギ投入実施期間ＴｗＡを増減することで、着火性向上と、省電力と、耐久性向上とを実現可能としている。
簡易には、本施形態における点火装置１ａのように、エネルギ投入期間信号ＩＧｗを廃止した構成としても良い。 With reference to FIG. 6A and FIG. 6B, the ignition device 1a in the 2nd Embodiment of this invention is demonstrated.
In the ignition device 1 in the above-described embodiment, in order to optimize the energy input period Tw, a map in which a standard energy input scheduled period TwP according to the driving situation is set in advance is prepared, and the energy input transmitted according to the map is prepared. The period signal IGw is determined by thresholding the result of monitoring the actual primary voltage V1, and by increasing or decreasing the energy input execution period TwA for actually performing energy input, ignitability improvement, power saving, and durability improvement Is feasible.
For simplicity, the energy input period signal IGw may be eliminated as in the ignition device 1a in the present embodiment.

本実施形態では、一次電圧監視手段６ａによって、点火コイル４の一次電圧Ｖ１を検出し、その結果を閾値判定した要否判定信号ＪＤＧを直接的に、補助用素子３０を駆動するドライバ３１ａの駆動を開始するためのトリガとして利用している。
その結果、図６Ｂに示すように、本実施形態においても、上記実施形態に同様の制御を実現できる。
但し、要否判定信号ＪＤＧのみを用いた場合、チャタリング等による誤作動を招くおそれもあるため、上記実施形態のように、エネルギ投入期間信号ＩＧｗと要否判定信号ＪＤＧとを組み合わせることにより、一層信頼性の高い着火を実現できる。 In the present embodiment, the primary voltage monitoring means 6a detects the primary voltage V1 of the ignition coil 4, and directly drives the necessity determination signal JDG obtained by threshold determination of the result of driving the driver 31a that drives the auxiliary element 30. It is used as a trigger to start.
As a result, as shown in FIG. 6B, the same control as in the above embodiment can be realized in this embodiment.
However, when only the necessity determination signal JDG is used, there is a possibility of causing malfunction due to chattering or the like. Therefore, by combining the energy input period signal IGw and the necessity determination signal JDG as in the above embodiment, Reliable ignition can be achieved.

１点火装置
１０直流電源（ＢＡＴ）
２昇圧回路
２０エネルギ蓄積用インダクタ（Ｌｏ）
２１昇圧用開閉素子（ＰＴｒ１）
２２昇圧用開閉素子駆動ドライバ（ＤＲＶ）
２３キャパシタ（Ｃ）
２４第１の整流素子（Ｄｉ１）
３補助用電源
３０補助用開閉素子（ＭＯＳ）
３１補助用開閉素子駆動ドライバ（ＤＲＶ）
４点火コイル
４１一次コイル（Ｌ１）
４２二次コイル（Ｌ２）
５点火用開閉素子（ＰＴｒ２）
６一次電圧監視手段
６１電圧検出回路
６２補助用電源要否判定回路
ＩＧｔ点火信号
ＩＧｗエネルギ投入期間信号
ＴｗＰエネルギ投入予定期間
ＴｗＡエネルギ投入実施期間
Ｖ１一次電圧
Ｖ２二次電圧
Ｉ２放電電流
ＪＤＧ補助用電源要否判定信号 1 Ignition device 10 DC power supply (BAT)
2 Booster circuit 20 Energy storage inductor (Lo)
21 Boosting switching element (PTr1)
22 Booster switching element driver (DRV)
23 Capacitor (C)
24 1st rectifier element (Di1)
3 Auxiliary power supply 30 Auxiliary open / close element (MOS)
31 Auxiliary switch element driver (DRV)
4 Ignition coil 41 Primary coil (L1)
42 Secondary coil (L2)
5 Ignition switching element (PTr2)
6 Primary voltage monitoring means 61 Voltage detection circuit 62 Auxiliary power supply necessity determination circuit IGt Ignition signal IGw Energy input period signal TwP Energy input scheduled period TwA Energy input execution period V1 Primary voltage V2 Secondary voltage I2 Discharge current JDG Auxiliary power supply required NG judgment signal

Claims

At least a secondary by increasing or decreasing the current of the DC power source (10), the booster circuit (2) that boosts the power supply voltage of the DC power source (10), and the primary coil (41) connected to the booster circuit (2). An ignition coil (4) that generates a high voltage in the coil (42), and an ignition that switches between supply and interruption of current to the primary coil (41) in accordance with an ignition signal (IGt) that is transmitted according to the operating state of the engine Opening / closing element (5) and ignition connected to the secondary coil (42) and generating a spark discharge in the combustion chamber of the internal combustion engine by application of the secondary voltage (V2) from the secondary coil (42) An ignition device for igniting an internal combustion engine comprising a plug (7),
By opening and closing the ignition switching element (5), the discharge from the booster circuit (2) and the stop are performed in a superimposed manner so as to input energy after starting the discharge of the spark plug (7). An auxiliary power source (3) for increasing the current flowing in the secondary coil (42), and a primary voltage (V1) applied to the primary coil (41) after the discharge of the spark plug (7) is started. A primary voltage detection circuit (61) to detect and an auxiliary power source necessity determination circuit (62) for determining whether or not the auxiliary power source (3) is driven according to the detected primary voltage (V1). Ignition device (1, 1a) comprising primary voltage monitoring means (6)

The booster circuit (2) has a predetermined supply and interruption of current to the inductor (20) for a predetermined period in accordance with the energy storage inductor (20) connected to the DC power supply (10) and the ignition signal IGt. An opening / closing element (21) that switches at a period of, a capacitor (23) connected in parallel to the inductor (20), and a first rectifying element (rectifying current from the inductor (20) to the capacitor (23)) 24) The ignition device (1, 1a) according to claim 1,

The auxiliary power source (3) is interposed between the capacitor (23) and the primary coil (41), and an auxiliary opening / closing element (30) for switching between discharging and stopping from the capacitor (23), The second rectifier element (32) for rectifying the current from the capacitor (23) to the primary coil (41), the DC power source (10), the inductor (20), and the capacitor (23). The ignition device (1, 1a) according to claim 2,

The auxiliary power supply necessity determination circuit (62) determines that it is not necessary to input energy from the auxiliary power supply (3) when the primary voltage (V1) is equal to or lower than a predetermined threshold value (Vref). The ignition device (1) according to any one of claims 1 to 3, wherein when the primary voltage (V1) exceeds a predetermined threshold (Vref), it is determined that energy input from the auxiliary power supply (3) is necessary. 1a)

An energy input scheduled period (TwP) for driving the auxiliary power supply (3) is determined based on an energy input period signal (IGw) set in advance according to the operating state of the internal combustion engine, and the auxiliary power supply necessity determination is performed. The ignition device (1) according to any one of claims 1 to 4, wherein an energy input execution period (TwA) for actually driving the auxiliary power supply (3) is determined with priority given to a determination result of the circuit (62).

The ignition device (1, 1a) according to any one of claims 1 to 5, wherein energy input from the auxiliary power supply (3) is performed from a low-voltage side of the primary coil (41).