控制信號IGc是在點火信號IGt為H電平的期間反復(fù)輸出的、周期恒定且接通占空比基于發(fā)動機參數(shù)可變的矩形波脈沖狀的信號。
[0087]以下,參照圖3,在時刻tl點火信號IGt上升為H電平后,與此相對地第一控制信號IGa上升為H電平,由此,第一開關(guān)元件313接通(這時,能量投入期間信號IGw為L電平,所以第二開關(guān)元件314斷開)。由此,一次繞組311a中的一次電流開始流通。
[0088]此外,在點火信號IGt上升為H電平的期間,矩形波脈沖狀的第三控制信號IGc被輸入到第三開關(guān)元件315中的第三控制端子315G。這樣,在第三開關(guān)元件315的通斷中的接通后的斷開期間(即第三控制信號IGc中的L電平期間中),電壓Vdc以臺階狀上升。
[0089]這樣,在點火信號IGt上升為H電平的時刻tl_t2間,點火線圈311被充電,并且經(jīng)由能量蓄積線圈316在電容器317中蓄積能量。該能量的蓄積到時刻t2為止結(jié)束。
[0090]然后,在時刻t2第一控制信號IGa從H電平下降為L電平而第一開關(guān)元件313斷開后,到此為止在一次繞組311a中流通的一次電流突然切斷。這樣,在點火線圈311的二次繞組311b中產(chǎn)生作為大的二次電流的放電電流。由此,在火花塞19中開始點火放電。
[0091]在時刻t2點火放電開始后,在以往的放電控制中(或者在能量投入期間信號IGw不上升為H電平而維持L電平的運轉(zhuǎn)條件下),如虛線所示,在該狀態(tài)下,放電電流隨著時間經(jīng)過而接近零,衰減到無法維持放電的程度而放電結(jié)束。
[0092]關(guān)于這一點,在本動作例中,通過在時刻t2之后的時刻t3能量投入期間信號IGw上升為H電平,在第三開關(guān)元件315的斷開(第三控制信號IGc = L電平)的狀態(tài)下第二開關(guān)元件314接通(第二控制信號IGb = H電平)。這樣,電容器317的蓄積能量從該電容器317放出,上述的投入能量對于一次繞組311a從其低電壓側(cè)端子側(cè)供給。由此,在點火放電中,投入能量所引起的一次電流流通。
[0093]這時,對于在時刻t2_t3間流通的放電電流,重疊了伴隨著投入能量所引起的一次電流的流通的追加量。該暫時電流的重疊(追加)在時刻t3以后(到t4為止)每當(dāng)?shù)诙_關(guān)元件314接通時進行。S卩,如圖3所示,每當(dāng)?shù)诙刂菩盘朓Gb上升,通過電容器317的蓄積能量而依次追加一次電流(I I),與此對應(yīng)地,依次追加放電電流(12)。由此,放電電流被良好地確保為能夠維持點火放電的程度。另外,在本具體例中,時刻t2和t3之間的時間間隔基于發(fā)動機旋轉(zhuǎn)速度Ne及吸入空氣量Ga而由電子控制單元32適當(dāng)?shù)?使用映射圖等)設(shè)定,以不產(chǎn)生所謂的“吹滅”。
[0094]在此,在點火信號IGt上升為H電平的時刻tl_t2間的、電容器317中的能量蓄積狀態(tài)能夠通過第三控制信號IGc的接通占空比來控制。此外,電容器317中的蓄積能量越大,每次第二開關(guān)元件314接通時的投入能量越大。
[0095]在此,在本實施方式中,越是容易產(chǎn)生所謂的“吹滅”的高負荷或高轉(zhuǎn)速運轉(zhuǎn)條件(吸氣壓Pa:高,發(fā)動機旋轉(zhuǎn)速度Ne:高,節(jié)流閥開度THA:大,EGR率:高,空燃比:貧),越高地設(shè)定第三控制信號IGc的接通占空比。由此,與發(fā)動機的運轉(zhuǎn)狀態(tài)地,如圖4所示(特別是參照圖4中的箭頭),能夠提高電容器317中的能量蓄積量和投入能量,能夠在抑制電力消耗的同時,良好地控制“吹滅”。
[0096]像這樣,在本實施方式的構(gòu)成中,能夠與氣缸Ilb內(nèi)的氣體的流動狀態(tài)對應(yīng)地,良好地控制放電電流的流通狀態(tài),以不產(chǎn)生所謂的“吹滅”。因此,根據(jù)本實施方式,能夠通過簡單的裝置構(gòu)成來良好地抑制所謂的“吹滅”的發(fā)生和伴隨于此的點火能量的損失。
[0097]S卩,如本實施方式的構(gòu)成那樣,通過從一次繞組311a中的低電壓側(cè)端子側(cè)(第一開關(guān)313側(cè))投入能量,與從二次繞組311b側(cè)投入能量的情況相比,能夠以低壓投入能量。關(guān)于這一點,如果從一次繞組311a的高電壓側(cè)端子直接以比直流電源312的電壓更高的電壓進行能量投入,則由于向該直流電源312的流入電流等而效率變差。與此相對,根據(jù)本實施方式的構(gòu)成,如上述那樣,從一次繞組311a中的低電壓側(cè)端子側(cè)投入能量,所以具有能夠最容易容易且高效率地投入能量的良好效果。
[0098]〈變形例〉
[0099]以下例示幾個代表性的變形例。在以下的變形例的說明中,對于與上述的實施方式中已經(jīng)說明的內(nèi)容具有同樣的構(gòu)成及功能的部分,使用與上述的實施方式同樣的符號。并且,對于相關(guān)部分的說明,在技術(shù)上沒有矛盾的范圍內(nèi),適當(dāng)引用上述的實施方式中的說明。而且,變形例當(dāng)然不限于以下列舉的方式。此外,在技術(shù)上沒有矛盾的范圍內(nèi),上述的實施方式的一部分及多個變形例的全部或一部分也適當(dāng)?shù)貜?fù)合應(yīng)用。
[0100]本發(fā)明不限于上述的實施方式所例示的具體構(gòu)成。S卩,例如電子控制單元32中的一部分功能塊能夠與驅(qū)動電路319 —體化?;蛘撸?qū)動電路319可以按照每個開關(guān)元件分害J。這種情況下,在第一控制信號IGa為點火信號IGt時,也可以不經(jīng)由驅(qū)動電路319,點火信號IGt從電子控制單元32直接向第一開關(guān)元件313中的第一控制端子313G輸出。
[0101]此外,IGa信號和IGc信號并不是必須一致。例如,可以由驅(qū)動電路319首先與IGt信號的上升同步地僅制作及輸出IGc信號,而稍微延遲地輸出IGa信號。S卩,也可以使IGa信號比IGc信號延遲。由此,能夠增加電容器317所蓄積的能量。另一方面,也可以使IGc信號比IGa信號延遲。
[0102]本發(fā)明不限于上述的實施方式所例示的具體動作。S卩,例如可以將從上述的吸氣壓Pa、發(fā)動機旋轉(zhuǎn)速度Ne、節(jié)流閥開度THA、EGR率及空燃比、吸入空氣量Ga及油門操作量ACCP等其他發(fā)動機參數(shù)中任意選擇的參數(shù)作為控制用的參數(shù)使用。此外,也可以取代發(fā)動機參數(shù),從電子控制單元32向驅(qū)動電路319輸出第二控制信號IGb或第三控制信號IGc的生成所能夠利用的其他信息。
[0103]也可以取代上述的實施方式所例示的第三控制信號IGc的占空比控制,或者與其并行地通過能量投入期間信號IGw的波形(圖3等中的t3的上升定時及/或t3-t4之間的期間)的控制來使投入能量可變。這種情況下,也可以取代驅(qū)動電路319,或者與此并行地,電子控制單元32相當(dāng)于本發(fā)明的“控制部”。
[0104][第2實施方式]
[0105]接下來,參照圖5?圖10說明本發(fā)明的第2實施方式。
[0106]參照圖5,說明本發(fā)明的第2實施方式中的點火控制裝置507的概要。
[0107]本發(fā)明的點火控制裝置507設(shè)置于省略圖示的內(nèi)燃機508的每個氣缸,使導(dǎo)入到燃燒室內(nèi)的混合氣產(chǎn)生火花放電而進行點火。
[0108]點火控制裝置507由升壓電路501、輔助用電源502、點火用開閉元件503、點火線圈504、設(shè)置于外部的發(fā)動機控制裝置506 (以下稱為ECU506)構(gòu)成。
[0109]升壓電路501包括:與電源510連接的能量蓄積用電感器511 (以下稱為電感器511)、以規(guī)定的周期切換向電感器511的電流的供給和切斷的升壓用開閉元件512(以下稱為升壓用元件512)、與電感器511并聯(lián)連接的電容器515、對從電感器511向電容器515的電流進行整流的第I整流元件514、點火線圈504的一次繞組540,構(gòu)成所謂的返馳型的升壓電路。
[0110]直流電源510(以下稱為電源510)使用車載電池、或者通過調(diào)節(jié)器等將交流電源直流變換后的公知的直流穩(wěn)定化電源等,供給例如12V、24V等恒定的直流電壓。
[0111]在本實施方式中,示出了升壓電路501使用所謂的返馳型的升壓電路的例子,但是不限于此,也可以使用所謂的斬波型的升壓電路。
[0112]電感器511可以使用具有規(guī)定的電感(L0,例如5?50 μΗ)的帶鐵芯的線圈等。
[0113]升壓用元件512可以使用晶閘管、IGBT(絕緣柵極雙極晶體管)等的功率晶體管。
[0114]升壓用元件512與升壓元件驅(qū)動用驅(qū)動器(以下稱為驅(qū)動器513)連接。
[0115]根據(jù)設(shè)備的運轉(zhuǎn)狀況,從發(fā)動機控制裝置506 (以下稱為E⑶506)向驅(qū)動器513發(fā)出點火信號IGt。
[0116]驅(qū)動器513按照點火信號IGt,在規(guī)定的定時且規(guī)定的期間內(nèi),以規(guī)定的周期產(chǎn)生切換高低的驅(qū)動脈沖VGS。
[0117]從驅(qū)動器513向升壓用元件512的柵極G施加驅(qū)動脈沖VGS,切換升壓用元件512的通斷。
[0118]電容器515使用具有規(guī)定的電容(C,例如100?100yF)的電容器。
[0119]整流元件514使用二極管,防止從電容器515向電感器511的電流的逆流。
[0120]按照從E⑶506發(fā)送的點火信號IGt而由驅(qū)動器513對升壓用元件512進行開閉時,從電源510蓄積到電感器511的電能被重疊地充電到電容器515,電容器515的充放電電壓Vdc被升壓到比電源電壓更高的電壓(例如50V?數(shù)百V)。
[0121]點火線圈504由卷繞了 NI匝線圈線材的一次繞組540、卷繞了 N2匝的二次繞組541、線圈鐵芯542、二極管543等構(gòu)成。
[0122]向點火線圈504的一次繞組540施加電源510的電壓,使一次繞組540中流動的電流增減,從而在二次繞組541中作為二次電壓V2產(chǎn)生由線圈匝數(shù)比N2/N1決定的高電壓(例如一 20 ?一 50kV) ο
[0123]點火用開閉元件503 (以下稱為點火用元件503)使用M0SFET、IGBT等的功率晶體管 PTr。
[0124]點火用元件503按照根據(jù)設(shè)備的運轉(zhuǎn)狀況從E⑶506發(fā)出的點火信號IGt,切換向一次繞組540的電流的供給和切斷。
[0125]通過點火用元件503的開關(guān)動作而向一次繞組540的導(dǎo)通被切斷后,磁場突然變化,通過電磁感應(yīng)而在二次繞組541產(chǎn)生極高的二次電壓V2,并被施加到火花塞505。
[0126]輔助用電源502包括:夾裝在電容器515和一次繞組540之間的輔助用開閉元件520 (以下稱為輔助用元件520)、驅(qū)動輔助用元件520的輔助用開閉元件驅(qū)動電路521 (以下稱為驅(qū)動器521)、第2整流元件522、電源510、電感器511、電容器515。
[0127]本實施方式中的驅(qū)動器521具備作為本發(fā)明的主要部分的延遲時間運算部210。
[0128]延遲時間運算部210通過后述的插補方法,根據(jù)表示內(nèi)燃機E/G的運轉(zhuǎn)狀況的發(fā)動機參數(shù)EPr,從點火信號IGt的結(jié)束位置(下降)計算使輔助用元件520的驅(qū)動開始延遲的延遲時間Td及放電期間TDC。
[0129]在驅(qū)動器521中內(nèi)置有與點火信號IGt的下降同步地對延遲時間Td及放電期間TDC進行計時的計時器。
[0130]通過從點火線圈504的二次電壓V2的施加,放電開始,在經(jīng)過了由延遲時間運算部210計算出的規(guī)定的延遲時間Td后,在規(guī)定的放電期間TDC內(nèi)從驅(qū)動器521輸出驅(qū)動輔助用元件520的驅(qū)動脈沖VGS。
[0131]輔助用電源502在通過點火用開閉元件503的開閉而開始火花塞505的放電后,在經(jīng)過了規(guī)定的延遲時間Td后,在一次繞組540和點火用開閉元件503的連接點重疊地進行從升壓電路501的放電和停止,以投入能夠維持規(guī)定的放電期間TDC的放電的能量,由此,能夠增加在二次繞組541中流動的電流。
[0132]按照輔助用元件520的開閉驅(qū)動,從輔助用電源502進行放電能量的投入,通過重疊地進行從輔助用電源502的放電和停止,能夠增加在二次繞組541中流動的二次電流12。
[0133]輔助用元件520使用MOSFET等響應(yīng)性高的功率晶體管。
[0134]第2整流元件522使用二極管,對從電容器515向一次繞組540投入的電流進行整流。
[0135]發(fā)動機參數(shù)EPr例如使用從發(fā)動機轉(zhuǎn)速Ne、吸氣壓PIN、油門開度Th、曲柄角CA、發(fā)動機水溫Tw、EGR率、空燃比A/F等中選擇的I或多個參數(shù)。
[0136]根據(jù)發(fā)動機參數(shù)EPr掌握內(nèi)燃機的運轉(zhuǎn)狀況,按照能夠防止吹滅發(fā)生的后述的映射圖,對延遲時間Td及放電期間TDC進行插補而投入能量。
[0137]另外,在本實施方式中,發(fā)動機旋轉(zhuǎn)傳感器