點火控制裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及控制火花塞的動作的點火控制裝置，該火花塞在內(nèi)燃機(jī)的氣缸內(nèi)使燃料混合氣點火，尤其涉及設(shè)置有輔助電源的點火控制裝置，該輔助電源通過放電開始后的開關(guān)動作，重疊地流動電流而維持放電。
【背景技術(shù)】
[0002]在有些裝置中，為了良好地維持燃料混合氣的燃燒狀態(tài)，進(jìn)行所謂的多重放電。例如，在專利文獻(xiàn)1中，公開了在1次燃燒行程內(nèi)斷續(xù)地進(jìn)行多次放電的技術(shù)。另一方面，在專利文獻(xiàn)2中，為了得到放電時間長的多重放電特性，公開了將2個點火線圈并列連接的技術(shù)。
[0003]現(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn)
[0004]專利文獻(xiàn)
[0005]專利文獻(xiàn)1:日本特開2007-231927號公報
[0006]專利文獻(xiàn)2:日本特開2000-199470號公報

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]發(fā)明所要解決的課題
[0008]如專利文獻(xiàn)1所記載的構(gòu)成那樣，在1次燃燒行程內(nèi)斷續(xù)地產(chǎn)生多次放電的情況下，從該行程內(nèi)的點火放電的開始到結(jié)束為止的期間，點火放電電流反復(fù)成為零。這樣，特別是在缸內(nèi)的氣體流速較大的情況下，可能會產(chǎn)生所謂的“吹滅”而損失點火能量的問題。另一方面，如專利文獻(xiàn)2所記載的那樣，在將2個點火線圈并列連接的構(gòu)成中，從1次燃燒行程內(nèi)的點火放電的開始到結(jié)束為止的期間，雖然點火放電電流不會反復(fù)成為零，但是存在裝置構(gòu)成變得復(fù)雜、裝置尺寸也變大的問題。此外，在該現(xiàn)有技術(shù)中，遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過了點火所需的能量，所以還存在產(chǎn)生了多余的電力消耗的問題。
[0009]鑒于上面例示的情況，希望提供一種能夠抑制所謂的“吹滅”的發(fā)生、以及伴隨于此的點火能量損失的點火控制裝置。
[0010]解決課題所采用的技術(shù)手段
[0011]本發(fā)明的點火控制裝置，控制火花塞的動作。在此，所述火花塞在內(nèi)燃機(jī)的氣缸內(nèi)使燃料混合氣點火。本發(fā)明的點火控制裝置具備:點火線圈、直流電源、第一開關(guān)元件、第二開關(guān)元件、第三開關(guān)元件、能量蓄積線圈、電容器、控制部。
[0012]所述點火線圈具備一次繞組和二次繞組。該點火線圈提供一次電流(在所述一次繞組中流通的電流)的增減，在所述二次繞組中產(chǎn)生二次電流。所述一次繞組的一端側(cè)與所述直流電源中的非接地側(cè)輸出端子連接，以在所述一次繞組中流通所述一次電流。此外，所述二次繞組與所述火花塞連接。
[0013]所述第一開關(guān)元件具有第一控制端子、第一電源側(cè)端子、第一接地側(cè)端子。該第一開關(guān)元件是半導(dǎo)體開關(guān)元件，基于輸入至所述第一控制端子的第一控制信號，控制所述第一電源側(cè)端子和所述第一接地側(cè)端子之間的的通電的通斷。在該第一開關(guān)元件中，所述第一電源側(cè)端子與所述一次繞組的另一端側(cè)連接。此外，所述第一接地側(cè)端子與接地側(cè)連接。
[0014]所述第二開關(guān)元件具有:第二控制端子、第二電源側(cè)端子、第二接地側(cè)端子。該第二開關(guān)元件是半導(dǎo)體開關(guān)元件，基于輸入至所述第二控制端子的第二控制信號，控制所述第二電源側(cè)端子和所述第二接地側(cè)端子之間的通電的通斷。在該第二開關(guān)元件中，所述第二接地側(cè)端子與所述一次繞組的所述另一端側(cè)連接。
[0015]所述第三開關(guān)元件具有:第三控制端子、第三電源側(cè)端子、第三接地側(cè)端子。該第三開關(guān)元件是半導(dǎo)體開關(guān)元件，基于輸入至所述第三控制端子的第三控制信號，控制所述第三電源側(cè)端子和所述第三接地側(cè)端子之間的通電的通斷。在該第三開關(guān)元件中，所述第三電源側(cè)端子與所述第二開關(guān)元件中的所述第二電源側(cè)端子連接。此外，所述第三接地側(cè)端子與所述接地側(cè)連接。
[0016]所述能量蓄積線圈是通過所述第三開關(guān)元件的接通而蓄積能量的電感器。該能量蓄積線圈安裝在將所述直流電源中的所述非接地側(cè)輸出端子和所述第三開關(guān)元件中的所述第三電源側(cè)端子連接的電力線上。
[0017]所述電容器在所述直流電源中的所述非接地側(cè)輸出端子和所述接地側(cè)之間與所述能量蓄積線圈串聯(lián)連接。該電容器通過所述第三開關(guān)元件的斷開而蓄積能量。
[0018]所述控制部對所述第二開關(guān)元件及所述第三開關(guān)元件進(jìn)行控制。具體地說，所述控制部對所述各開關(guān)元件進(jìn)行控制，在所述火花塞的點火放電(通過所述第一開關(guān)元件的斷開而開始)中，通過從所述電容器放出蓄積能量(通過所述第二開關(guān)元件的接通而進(jìn)行)，從所述另一端側(cè)向所述一次繞組供給所述一次電流。
[0019]特別是，在本發(fā)明中，所述控制部在所述點火放電中(典型地，在感應(yīng)放電中)，使所述第二開關(guān)元件非斷續(xù)地進(jìn)行接通動作，以在能量連續(xù)投入時間(與所述內(nèi)燃機(jī)的運轉(zhuǎn)狀態(tài)相對應(yīng)的規(guī)定時間)的期間內(nèi)成為接通。
[0020]首先，說明具有該構(gòu)成的本發(fā)明的所述點火控制裝置中的典型的動作，通過所述第一開關(guān)元件的接通及所述第二開關(guān)元件的斷開，在所述一次繞組中流通所述一次電流。由此，所述點火線圈被充電。另一方面，在該期間，所述第三開關(guān)元件接通，從而在所述能量蓄積線圈中蓄積能量。在所述第二開關(guān)元件的斷開下使所述第三開關(guān)元件斷開時，該蓄積能量從所述能量蓄積線圈放出，蓄積到所述電容器。
[0021]所述第一開關(guān)元件斷開后，到此為止在所述一次繞組中流通的所述一次電流迅速被切斷。這樣，在所述點火線圈的所述一次繞組中產(chǎn)生高電壓，該高電壓進(jìn)一步在所述二次繞組中被升壓。由此，在所述火花塞中產(chǎn)生高電壓而發(fā)生放電。這時，在所述二次繞組中產(chǎn)生大的所述二次電流。這樣，在所述火花塞中開始所述點火放電。
[0022]但是，眾所周知，在所述點火放電的開始緊之后處于所謂的“電容放電”狀態(tài)，在之后就成為所謂的“感應(yīng)放電”狀態(tài)。在該感應(yīng)放電中，所述二次電流(以下有時稱作“放電電流”)如果不做其他處理(也就是在現(xiàn)有技術(shù)中)，會隨著時間經(jīng)過而減少至零。
[0023]關(guān)于這一點，在本發(fā)明的構(gòu)成中，在所述點火放電(感應(yīng)放電)中，通過將所述第二開關(guān)元件接通，從所述電容器放出蓄積能量。這樣，從所述電容器放出的能量被從所述另一端側(cè)供給至所述一次繞組，以在所述一次繞組中流通所述一次電流。通過該能量的投入，能量重疊到減少的所述點火放電電流上，良好地確保能夠維持所述點火放電(感應(yīng)放電)的程度。
[0024]在此，所述點火放電(感應(yīng)放電)中的所述放電電流的流通狀態(tài)，能夠通過基于所述第二開關(guān)元件的通斷的、從所述電容器的蓄積能量的放出量的調(diào)整而適當(dāng)控制。在此，在本發(fā)明的所述點火控制裝置，所述控制部在所述點火放電(感應(yīng)放電)中使所述第二開關(guān)元件非斷續(xù)地進(jìn)行接通動作，以在所述能量連續(xù)投入時間的期間內(nèi)成為接通。具體地說，例如在所述能量連續(xù)投入時間的期間內(nèi)使所述第二開關(guān)元件連續(xù)地進(jìn)行接通動作，在投入時間前半段集中地投入所述電容器中蓄積的能量，以使所述點火放電在高流速場中也能夠持續(xù)，從而將二次電流波形如山形那樣變化的所述一次電流從所述另一端側(cè)供給至所述一次繞組。
[0025]像這樣，根據(jù)本發(fā)明的所述點火控制裝置，用于維持所述點火放電(感應(yīng)放電)的能量(所述一次電流)容易且良好地被供給至所述一次繞組。即，能夠增加所述放電電流，與所述氣缸內(nèi)的氣體的流動狀態(tài)相應(yīng)地良好地進(jìn)行控制，以能夠繼續(xù)維持不會導(dǎo)致滅火的吹滅的放電電流以上的放電電流。
[0026]因此，根據(jù)本發(fā)明，由于非斷續(xù)地(持續(xù)地)實施能量投入，能夠通過簡單的構(gòu)造良好地抑制了“吹滅”發(fā)生及伴隨于此的點火能量的損失。即，根據(jù)本發(fā)明，能夠盡量抑制所述點火控制裝置的體積和制造成本的增大，良好地使燃料混合氣的燃燒狀態(tài)穩(wěn)定化。
[0027]特別是，在本發(fā)明中，如上述那樣，從所述一次繞組的所述另一端側(cè)即低壓側(cè)(接地側(cè)或所述第一開關(guān)元件側(cè))投入能量。因此，與從成為高壓的所述二次繞組側(cè)投入能量的情況相比，能夠以更低壓進(jìn)行能量投入。
[0028]關(guān)于這一點，如果從所述一次繞組的電源側(cè)(所述直流電源側(cè)，即所述一端側(cè))在所述第一開關(guān)元件接通的期間以比所述直流電源的電壓更高的電壓投入能量，則由于向該直流電源的流入電流等，效率變差。與此相對，根據(jù)本發(fā)明，如上述那樣，在所述第一開關(guān)元件的斷開中從所述一次繞組的低壓側(cè)投入能量，所以在放電中能量能夠重疊，并且能夠更容易且效率更高地將能量投入到所述一次繞組。
【附圖說明】
[0029]圖1是應(yīng)用了本發(fā)明的一個實施方式的點火控制裝置的發(fā)動機(jī)系統(tǒng)的概略構(gòu)成圖。
[0030]圖2是表示圖1所示的點火控制裝置的概略的電路構(gòu)成的圖。
[0031]圖3是用于說明圖2所示的點火控制裝置中的一個動作例的時序圖。
【具體實施方式】
[0032]以下，參照【附圖說明】本發(fā)明的一個實施方式。
[0033]<發(fā)動機(jī)系統(tǒng)的構(gòu)成>
[0034]參照圖1，發(fā)動機(jī)系統(tǒng)10具備作為火花點火式的內(nèi)燃機(jī)的發(fā)動機(jī)11。在構(gòu)成發(fā)動機(jī)11的主體部的發(fā)動機(jī)體11a的內(nèi)部，形成有氣缸lib及水套11c。氣缸lib將活塞12可往復(fù)地容納。水套11c是可供冷卻液(也稱作冷卻水)流通的空間，包圍氣缸lib的周圍。
[0035]在作為發(fā)動機(jī)體11a的上部的氣缸蓋，吸氣端口 13及排氣端口 14形成為能夠與氣缸lib連通。此外，在該氣缸蓋上安裝有吸氣閥15、排氣閥16、閥驅(qū)動機(jī)構(gòu)17。吸氣閥15能夠變更吸氣端口 13與氣缸lib的連通狀態(tài)。排氣閥16能夠變更排氣端口 14與氣缸lib的連通狀態(tài)。閥驅(qū)動機(jī)構(gòu)17使吸氣閥15及排氣閥16在規(guī)定的定時進(jìn)行開閉動作。
[0036]此外，在發(fā)動機(jī)體11a上安裝有噴射器18及火花塞19。在本實施方式中，噴射器18向氣缸lib內(nèi)直接噴射燃料?；鸹ㄈ?9在氣缸lib內(nèi)使燃料混合氣點火。
[0037]發(fā)動機(jī)11與供排氣機(jī)構(gòu)20連接。在供排氣機(jī)構(gòu)20中設(shè)置有吸氣管21 (包括吸氣歧管 21a 及燃料箱 21b)、排氣管 22、以及 EGR 通路 23 (EGR 是 Exhaust Gas Recirculat1n的簡稱)這三種氣