CN105378267A - 点火控制装置 - Google Patents

Abstract

点火控制装置(30)具备控制部(319)，该控制部(319)控制各开关元件，在(通过第一开关元件(312)的断开开始的)点火放电中，通过从电容器(316)放出蓄积能量(通过第三开关元件(314)的断开及第二开关元件(313)的接通来进行)，向与一次绕组(310a)的直流电源(311)连接的一端的相反侧的另一端侧供给一次电流。控制部(319)在火花塞的感应放电中，使第二开关元件非断续地进行接通动作，以在与内燃机的运转状态相应的能量连续投入时间的期间内接通。

Description

点火控制装置

技术领域

本发明涉及控制火花塞的动作的点火控制装置，该火花塞在内燃机的气缸内使燃料混合气点火，尤其涉及设置有辅助电源的点火控制装置，该辅助电源通过放电开始后的开关动作，重叠地流动电流而维持放电。

背景技术

在有些装置中，为了良好地维持燃料混合气的燃烧状态，进行所谓的多重放电。例如，在专利文献1中，公开了在1次燃烧行程内断续地进行多次放电的技术。另一方面，在专利文献2中，为了得到放电时间长的多重放电特性，公开了将2个点火线圈并列连接的技术。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2007-231927号公报

专利文献2：日本特开2000-199470号公报

发明内容

发明所要解决的课题

如专利文献1所记载的构成那样，在1次燃烧行程内断续地产生多次放电的情况下，从该行程内的点火放电的开始到结束为止的期间，点火放电电流反复成为零。这样，特别是在缸内的气体流速较大的情况下，可能会产生所谓的“吹灭”而损失点火能量的问题。另一方面，如专利文献2所记载的那样，在将2个点火线圈并列连接的构成中，从1次燃烧行程内的点火放电的开始到结束为止的期间，虽然点火放电电流不会反复成为零，但是存在装置构成变得复杂、装置尺寸也变大的问题。此外，在该现有技术中，远远超过了点火所需的能量，所以还存在产生了多余的电力消耗的问题。

鉴于上面例示的情况，希望提供一种能够抑制所谓的“吹灭”的发生、以及伴随于此的点火能量损失的点火控制装置。

解决课题所采用的技术手段

本发明的点火控制装置，控制火花塞的动作。在此，所述火花塞在内燃机的气缸内使燃料混合气点火。本发明的点火控制装置具备：点火线圈、直流电源、第一开关元件、第二开关元件、第三开关元件、能量蓄积线圈、电容器、控制部。

所述点火线圈具备一次绕组和二次绕组。该点火线圈提供一次电流(在所述一次绕组中流通的电流)的增减，在所述二次绕组中产生二次电流。所述一次绕组的一端侧与所述直流电源中的非接地侧输出端子连接，以在所述一次绕组中流通所述一次电流。此外，所述二次绕组与所述火花塞连接。

所述第一开关元件具有第一控制端子、第一电源侧端子、第一接地侧端子。该第一开关元件是半导体开关元件，基于输入至所述第一控制端子的第一控制信号，控制所述第一电源侧端子和所述第一接地侧端子之间的的通电的通断。在该第一开关元件中，所述第一电源侧端子与所述一次绕组的另一端侧连接。此外，所述第一接地侧端子与接地侧连接。

所述第二开关元件具有：第二控制端子、第二电源侧端子、第二接地侧端子。该第二开关元件是半导体开关元件，基于输入至所述第二控制端子的第二控制信号，控制所述第二电源侧端子和所述第二接地侧端子之间的通电的通断。在该第二开关元件中，所述第二接地侧端子与所述一次绕组的所述另一端侧连接。

所述第三开关元件具有：第三控制端子、第三电源侧端子、第三接地侧端子。该第三开关元件是半导体开关元件，基于输入至所述第三控制端子的第三控制信号，控制所述第三电源侧端子和所述第三接地侧端子之间的通电的通断。在该第三开关元件中，所述第三电源侧端子与所述第二开关元件中的所述第二电源侧端子连接。此外，所述第三接地侧端子与所述接地侧连接。

所述能量蓄积线圈是通过所述第三开关元件的接通而蓄积能量的电感器。该能量蓄积线圈安装在将所述直流电源中的所述非接地侧输出端子和所述第三开关元件中的所述第三电源侧端子连接的电力线上。

所述电容器在所述直流电源中的所述非接地侧输出端子和所述接地侧之间与所述能量蓄积线圈串联连接。该电容器通过所述第三开关元件的断开而蓄积能量。

所述控制部对所述第二开关元件及所述第三开关元件进行控制。具体地说，所述控制部对所述各开关元件进行控制，在所述火花塞的点火放电(通过所述第一开关元件的断开而开始)中，通过从所述电容器放出蓄积能量(通过所述第二开关元件的接通而进行)，从所述另一端侧向所述一次绕组供给所述一次电流。

特别是，在本发明中，所述控制部在所述点火放电中(典型地，在感应放电中)，使所述第二开关元件非断续地进行接通动作，以在能量连续投入时间(与所述内燃机的运转状态相对应的规定时间)的期间内成为接通。

首先，说明具有该构成的本发明的所述点火控制装置中的典型的动作，通过所述第一开关元件的接通及所述第二开关元件的断开，在所述一次绕组中流通所述一次电流。由此，所述点火线圈被充电。另一方面，在该期间，所述第三开关元件接通，从而在所述能量蓄积线圈中蓄积能量。在所述第二开关元件的断开下使所述第三开关元件断开时，该蓄积能量从所述能量蓄积线圈放出，蓄积到所述电容器。

所述第一开关元件断开后，到此为止在所述一次绕组中流通的所述一次电流迅速被切断。这样，在所述点火线圈的所述一次绕组中产生高电压，该高电压进一步在所述二次绕组中被升压。由此，在所述火花塞中产生高电压而发生放电。这时，在所述二次绕组中产生大的所述二次电流。这样，在所述火花塞中开始所述点火放电。

但是，众所周知，在所述点火放电的开始紧之后处于所谓的“电容放电”状态，在之后就成为所谓的“感应放电”状态。在该感应放电中，所述二次电流(以下有时称作“放电电流”)如果不做其他处理(也就是在现有技术中)，会随着时间经过而减少至零。

关于这一点，在本发明的构成中，在所述点火放电(感应放电)中，通过将所述第二开关元件接通，从所述电容器放出蓄积能量。这样，从所述电容器放出的能量被从所述另一端侧供给至所述一次绕组，以在所述一次绕组中流通所述一次电流。通过该能量的投入，能量重叠到减少的所述点火放电电流上，良好地确保能够维持所述点火放电(感应放电)的程度。

在此，所述点火放电(感应放电)中的所述放电电流的流通状态，能够通过基于所述第二开关元件的通断的、从所述电容器的蓄积能量的放出量的调整而适当控制。在此，在本发明的所述点火控制装置，所述控制部在所述点火放电(感应放电)中使所述第二开关元件非断续地进行接通动作，以在所述能量连续投入时间的期间内成为接通。具体地说，例如在所述能量连续投入时间的期间内使所述第二开关元件连续地进行接通动作，在投入时间前半段集中地投入所述电容器中蓄积的能量，以使所述点火放电在高流速场中也能够持续，从而将二次电流波形如山形那样变化的所述一次电流从所述另一端侧供给至所述一次绕组。

像这样，根据本发明的所述点火控制装置，用于维持所述点火放电(感应放电)的能量(所述一次电流)容易且良好地被供给至所述一次绕组。即，能够增加所述放电电流，与所述气缸内的气体的流动状态相应地良好地进行控制，以能够继续维持不会导致灭火的吹灭的放电电流以上的放电电流。

因此，根据本发明，由于非断续地(持续地)实施能量投入，能够通过简单的构造良好地抑制了“吹灭”发生及伴随于此的点火能量的损失。即，根据本发明，能够尽量抑制所述点火控制装置的体积和制造成本的增大，良好地使燃料混合气的燃烧状态稳定化。

特别是，在本发明中，如上述那样，从所述一次绕组的所述另一端侧即低压侧(接地侧或所述第一开关元件侧)投入能量。因此，与从成为高压的所述二次绕组侧投入能量的情况相比，能够以更低压进行能量投入。

关于这一点，如果从所述一次绕组的电源侧(所述直流电源侧，即所述一端侧)在所述第一开关元件接通的期间以比所述直流电源的电压更高的电压投入能量，则由于向该直流电源的流入电流等，效率变差。与此相对，根据本发明，如上述那样，在所述第一开关元件的断开中从所述一次绕组的低压侧投入能量，所以在放电中能量能够重叠，并且能够更容易且效率更高地将能量投入到所述一次绕组。

附图说明

图1是应用了本发明的一个实施方式的点火控制装置的发动机系统的概略构成图。

图2是表示图1所示的点火控制装置的概略的电路构成的图。

图3是用于说明图2所示的点火控制装置中的一个动作例的时序图。

具体实施方式

以下，参照附图说明本发明的一个实施方式。

＜发动机系统的构成＞

参照图1，发动机系统10具备作为火花点火式的内燃机的发动机11。在构成发动机11的主体部的发动机体11a的内部，形成有气缸11b及水套11c。气缸11b将活塞12可往复地容纳。水套11c是可供冷却液(也称作冷却水)流通的空间，包围气缸11b的周围。

在作为发动机体11a的上部的气缸盖，吸气端口13及排气端口14形成为能够与气缸11b连通。此外，在该气缸盖上安装有吸气阀15、排气阀16、阀驱动机构17。吸气阀15能够变更吸气端口13与气缸11b的连通状态。排气阀16能够变更排气端口14与气缸11b的连通状态。阀驱动机构17使吸气阀15及排气阀16在规定的定时进行开闭动作。

此外，在发动机体11a上安装有喷射器18及火花塞19。在本实施方式中，喷射器18向气缸11b内直接喷射燃料。火花塞19在气缸11b内使燃料混合气点火。

发动机11与供排气机构20连接。在供排气机构20中设置有吸气管21(包括吸气歧管21a及燃料箱21b)、排气管22、以及EGR通路23(EGR是ExhaustGasRecirculation的简称)这三种气体通路。

吸气歧管21a与吸气端口13连接。燃料箱21b配置在比吸气歧管21a更靠吸气流通方向的上游侧。排气管22与排气端口14连接。

EGR通路23通过将排气管22和燃料箱21b连接，能够将排出到排气管22的废气的一部分导入至吸气。在EGR通路23上安装有EGR控制阀24。EGR控制阀24能够通过气开度控制EGR率(被吸入至气缸11b内的燃烧前的气体中的废气的混入比例)。

在吸气管21中的比燃料箱21b更靠吸气流通方向的上游侧，安装有节流阀25。节流阀25的开度通过DC马达等节流阀促动器26的动作来控制。此外，在吸气端口13的附近，设置有用于产生涡流或滚流的气流控制阀27。

在发动机系统10中设置有点火控制装置30。点火控制装置30控制火花塞19的动作(即，进行发动机11中的点火控制)。该点火控制装置30具备点火电路单元31和电子控制单元32。

点火电路单元31使火花塞19产生用于使气缸11b内的燃料混合气点火的火花放电。电子控制单元32是所谓的发动机ECU(ECU是ElectronicControlUnit的简称)。该电子控制单元32根据基于旋转速度传感器33等各种传感器的输出而取得的发动机11的运转状态(以下简称为“发动机参数”)，控制包括喷射器18及点火电路单元31在内的各部的动作。

关于点火控制，电子控制单元32基于取得的发动机参数，生成及输出点火信号IGt及能量投入期间信号IGw。该点火信号IGt及能量投入期间信号IGw规定了与气缸11b内的气体的状态及所需的发动机11的输出(根据发动机参数而变化)相应的、最佳的点火时期及放电电流(点火放电电流)。另外，这些信号是公知或周知的，所以在本说明书中省略对这些信号的详细说明(根据需要，参照特开2002-168170号公报(美国专利第6557537号说明书)等。但是，在这些公知或周知技术文献中，IGw被称作“多重期间信号”或“放电区间信号”等)。

旋转速度传感器33是用于检测(取得)发动机旋转速度(也称作发动机转速)Ne的传感器。该旋转速度传感器33安装于发动机体11a，生成与伴随着活塞12的往复运动而旋转的未图示的曲轴的旋转角度相应的脉冲状的输出。冷却水温传感器34是用于检测(取得)在水套11c内流通的冷却液的温度即冷却水温Tw的传感器，安装于发动机体11a。

气流计35是用于检测(取得)吸入空气量Ga(在吸气管21内流通并导入到气缸11b内的吸入空气的质量流量)的传感器。该气流计35比节流阀25更靠近吸气流通方向的上游侧，安装于吸气管21。吸气压传感器36是用于检测(取得)吸气管21内的压力即吸气压Pa的传感器，安装于燃料箱21b。

节流阀开度传感器37是生成与节流阀25的开度(节流阀开度THA)对应的输出的传感器，内置于节流阀促动器26。油门踏板位置传感器38生成与未图示的油门踏板的操作量(油门踏板操作量ACCP)对应的输出。

＜点火控制装置的构成＞

参照图2，点火电路单元31具备：点火线圈310(包括一次绕组310a及二次绕组310b)、直流电源311、第一开关元件312、第二开关元件313、第三开关元件314、能量蓄积线圈315、电容器316、二极管317a、317b及317c、一次电压取得部318、驱动电路319。

如上述那样，点火线圈310具备一次绕组310a和二次绕组310b。如周知那样，点火线圈310通过在一次绕组310a中流通的一次电流的增减，在二次绕组310b中产生二次电流。

在作为一次绕组310a的一端的电源侧端子(也可以称作非接地侧端子)侧，连接着直流电源311中的非接地侧输出端子(具体地说是+端子)。另一方面，作为一次绕组310a的另一端的低电压侧端子(也可以称作接地侧端子)侧经由第一开关元件312与接地侧连接。即，直流电源311在第一开关元件312接通时，使得一次绕组310a中流通从电源侧端子侧朝向低电压侧端子侧的方向的一次电流。

二次绕组310b中的电源侧端子(也可以称作非接地侧端子)侧经由二极管317a与一次绕组310a中的电源侧端子侧连接。二极管317a的阳极与二次绕组310b中的高电压侧端子侧连接。即，该二极管317a禁止从一次绕组310a中的高电压侧端子侧朝向二次绕组310b中的高电压侧端子侧的方向的电流的流通，并且将二次电流(放电电流)规定为从火花塞19朝向二次绕组310b的(即，图中的电流I2成为负的值)方向。另一方面，二次绕组310b中的低电压侧端子(也可以称作接地侧端子)侧与火花塞19连接。

第一开关元件312是作为MOS栅极构造晶体管的IGBT(IGBT是InsulatedGateBipolarTransistor的简称)，具有第一控制端子312G、第一电源侧端子312C、第一接地侧端子312E。该第一开关元件312基于输入至第一控制端子312G的第一控制信号IGa，控制第一电源侧端子312C与第一接地侧端子312E之间的通电的通断。在本实施方式中，第一电源侧端子312C与一次绕组310a中的低电压侧端子侧连接。此外，第一接地侧端子312E与接地侧连接。

第二开关元件313是MOSFET(MOSFET是MetalOxideSemiconductorFieldEffectTransistor的简称)，具有第二控制端子313G、第二电源侧端子313D、第二接地侧端子313S。该第二开关元件313基于输入至第二控制端子313G的第二控制信号IGb，控制第二电源侧端子313D与第二接地侧端子313S之间的通电的通断。

在本实施方式中，第二接地侧端子313S经由二极管317b与一次绕组310a中的低电压侧端子侧连接。二极管317b的阳极与第二接地侧端子313S朝向一次绕组310a中的低电压侧端子侧的方向的电流的流通。

第三开关元件314是作为MOS栅极构造晶体管的IGBT，具有第三控制端子314G、第三电源侧端子314C、第三接地侧端子314E。该第三开关元件314基于输入至第三控制端子314G的第三控制信号IGc，控制第三电源侧端子314C与第三接地侧端子314E之间的通电的通断。

在本实施方式中，第三电源侧端子314C经由二极管317c与第二开关元件313中的第二电源侧端子313D连接。二极管317c的阳极与第三电源侧端子314C连接。即，该二极管317c允许从第三开关元件314中的第三电源侧端子314C朝向第二开关元件313中的第二电源侧端子313D的方向的电流的流通。此外，第三开关元件314中的第三接地侧端子314E与接地侧连接。

能量蓄积线圈315是安装在将直流电源311中的上述非接地侧输出端子和第三开关元件314中的第三电源侧端子314C连接的电力线上的电感器。该能量蓄积线圈315通过第三开关元件314的接通而蓄积能量(电磁能量)，并且通过第三开关元件314的断开而将该蓄积的能量放出。

电容器316在接地侧和直流电源311中的上述非接地侧输出端子之间与能量蓄积线圈315串联连接。即，电容器316相对于能量蓄积线圈315与第三开关元件314并联连接。该电容器316通过第三开关元件314的断开而蓄积从能量蓄积线圈315放出的能量。

在一次绕组310a中的低电压侧端子和第一开关元件312中的第一电源侧端子312C之间的位置，连接着一次电压取得部318。一次电压取得部318是周知的电压检测电路，生成与一次电压(一次绕组310a的施加电压)对应的输出，并且将该输出输入到驱动电路319。即，一次电压取得部318能够基于该输出而通过驱动电路319取得一次电压，用于二次电压的检测而检测火花吹灭的前兆。吹灭时火花长度变长，所以放电电压上升，能够在一次线圈侧检测到该电压。

驱动电路319与电子控制单元32连接，以接收从电子控制单元32输出的发动机参数、点火信号IGt及能量投入期间信号IGw。此外，驱动电路319与第一控制端子312G、第二控制端子313G及第三控制端子314G连接，以控制第一开关元件312、第二开关元件313及第三开关元件314。该驱动电路319基于接收的点火信号IGt及能量投入期间信号IGw，将第一控制信号IGa、第二控制信号IGb及第三控制信号IGc分别输出到第一控制端子312G、第二控制端子313G及第三控制端子314G。

构成本发明的“控制部”的驱动电路319，在火花塞19的点火放电(通过第一开关元件312的断开而开始)中，将第三开关元件314断开且将第二开关元件313接通，由此从电容器316放出蓄积能量。即，驱动电路319如上述那样控制各开关元件，从而从电容器316放出能量(静电能量)，将该能量作为用于在一次绕组310a中流通一次电流的能量(以下称作“投入能量”)，在点火放电(感应放电)中从低电压侧端子侧向一次绕组310a供给。

在本实施方式中，驱动电路319基于由一次电压取得部318取得的一次电压，控制第二开关元件313。具体地说，驱动电路319在感应放电中，在一次电压超过规定值Vref之前保持第二开关元件313的断开，另一方面，在一次电压超过规定值Vref的情况下，开始第二开关元件313的接通。

特别是，在本实施方式中，驱动电路319在火花塞19的感应放电中，使第二开关元件313非断续地进行接通动作，以在能量连续投入时间(发动机参数、即与发动机11的运转状态相应的规定时间)的期间内接通，集中地投入能量。具体地说，驱动电路319在从一次电压超过规定值Vref的时刻到经过了上述的能量连续投入时间为止的期间，使第二开关元件313连续地进行接通动作，以使得从低电压侧端子侧向一次绕组310a供给的一次电流的波形如山形那样变化。

＜动作说明＞

以下，说明本实施方式的构成所带来的动作(作用和效果)。在图3的时序图中，“Vdc”表示电容器316的电压，“V1”表示一次电压，“I1”表示一次电流，“I2”表示二次电流，“P”表示上述的投入能量(从电容器316放出而对于一次绕组310a从其低电压侧端子侧供给的能量)。

另外，在图3中，在一次电流“I1”及二次电流“I2”的时序图中，图2中箭头所示的方向为正值。此外，点火信号IGt、能量投入期间信号IGw、第一控制信号IGa、第二控制信号IGb及第三控制信号IGc，向图中上方立起的状态为“H”，向下方下降的状态为“L”。

电子控制单元32根据基于旋转速度传感器33等的各种传感器的输出而取得的发动机参数，控制包括喷射器18及点火电路单元31在内的发动机系统10中的各部的动作。在此详细说明点火控制，电子控制单元32基于取得的发动机参数，生成点火信号IGt及能量投入期间信号IGw。然后，电子控制单元32将生成的点火信号IGt及能量投入期间信号IGw和发动机参数输出到驱动电路319。

驱动电路319接收到从电子控制单元32输出的点火信号IGt、能量投入期间信号IGw及发动机参数后，基于这些信号，输出用于控制第一开关元件312的通断的第一控制信号IGa、用于控制第二开关元件313的通断的第二控制信号IGb、以及用于控制第三开关元件314的通断的第三控制信号IGc。

另外，在本实施方式中，第一控制信号IGa与点火信号IGt相同。因此，驱动电路319将接收的点火信号IGt原样发送给第一开关元件312中的第一控制端子312G。

另一方面，在本实施方式中，第二控制信号IGb在能量投入期间信号IGw上升且一次电压超过规定值Vref的时刻上升，在这些条件成立的期间连续地接通。因此，驱动电路319基于接收的发动机参数及能量投入期间信号IGw、以及由一次电压取得部318取得的一次电压，生成第二控制信号IGb，并且将该第二控制信号IGb输出到第二开关元件313中的第二控制端子313G。

此外，驱动电路319基于接收的点火信号IGt及发动机参数，生成第三控制信号IGc，并且将该第三控制信号IGc输出到第三开关元件314中的第三控制端子314G。另外，在本实施方式中，第三控制信号IGc是在点火信号IGt为H电平的期间反复输出的、周期恒定的矩形波脉冲状的信号。该第三控制信号IGc的占空比在时刻t1～t2间为恒定，基于发动机参数而设定。

以下，除了图1及图2之外，还参照图3的时序图按照时间序列说明本实施方式的构成的动作。首先，电子控制单元32在某个气缸11b中的规定曲柄角取得油门踏板操作量ACCP等的发动机参数。然后，电子控制单元32基于取得的发动机参数，图3中的时刻t1之前决定该气缸11b的本次燃烧行程中的点火时期。由此，生成本次燃烧行程中的点火信号IGt及能量投入期间信号IGw。

另外，在本具体例中，从点火信号IGt的上升到能量投入期间信号IGw的上升为止、即时刻t2与t3之间的时间间隔基于发动机参数而设定。具体地说，时刻t2与t3之间的时间间隔基于发动机旋转速度Ne及吸入空气量Ga而由电子控制单元32适当地(使用映射图等)设定，以尽量抑制所谓的“吹灭”的发生。

在时刻t1点火信号IGt上升为H电平时，与此对应，第一控制信号IGa上升为H电平。由此，第一开关元件312接通(这时，能量投入期间信号IGw为L电平，所以第二开关元件313断开)。这样，一次绕组310a中的一次电流的流通开始。由此，点火线圈310被充电。

在点火信号IGt上升为H电平的期间，矩形波脉冲状的第三控制信号IGc被输入至第三开关元件314中的第三控制端子314G。通过将第三开关元件314接通，能量蓄积线圈315中蓄积能量。此外，如果在第二开关元件313断开的状态下使第三开关元件314断开，则该蓄积能量从能量蓄积线圈315放出，蓄积到电容器316。像这样，通过第三开关元件314的通断，经由能量蓄积线圈315在电容器316中蓄积能量，电压Vdc以阶梯状上升。这样的电容器316中的能量的蓄积到时刻t2为止结束。

之后，在时刻t2，在第二开关元件313及第三开关元件314断开的状态(维持断开的状态)下，第一控制信号IGa从H电平下降为L电平，由此，第一开关元件312断开。这样，到此为止在一次绕组310a中流通的一次电流迅速切断。由此，在火花塞19中产生高电压而发生放电。这时，在二次绕组310b中产生大的二次电流(放电电流)。这样，在火花塞19中开始点火放电。

但是，如周知的那样，在时刻t2点火放电开始紧之后，处于所谓的“电容放电”状态，然后成为所谓的“感应放电”状态。在该感应放电中，在以往的放电控制下(或者在能量投入期间信号IGw不上升到H电平而维持L电平的运转条件下)，随着时间经过而接近零，衰减到无法维持放电的程度(参照图中虚线)。这种情况下的放电能量(向火花塞19的施加能量)的大小与图3的二次电流I2的时序图中的虚线所示的三角形内侧面积相当。

特别是，如周知的那样，在高负荷或高旋转运转条件(吸气压Pa：高、发动机旋转速度Ne：高、节流阀开度THA：大、EGR率：高、空燃比：贫)下，由于气缸11b内的气流的流速和贫化等而容易发生“吹灭”。在这样的容易发生“吹灭”的状況下，放电维持电压(放电火花所需的二次电压)。即，在这样的状況下，由于气缸11b内的气流所导致的放电火花的伸长等，放电维持电压上升，伴随于此，放电电流衰减，因此容易发生“吹灭”。

关于这一点，如果出现了上述那样的发生“吹灭”的状況，则与此呼应地二次电压上升。这样，一次电压的上升与点火线圈310中的匝数比相应地产生。在此，在本实施方式中，由一次电压取得部318取得(监视)一次电压。由此，能够监视气缸11b内发生“吹灭”的容易程度。

此外，在本实施方式中，在时刻t2之后的时刻t3，能量投入期间信号IGw上升为H电平。然后，在能量投入期间信号IGw上升且一次电压超过规定值Vref的条件成立的期间，第二控制信号IGb连续地上升。这样，从一次电压超过规定值Vref的时刻到经过了上述的能量连续投入时间为止的期间(在本具体例中是上述的时刻到t4的期间)，第二开关元件313连续地进行接通动作。另外，在图3中，为了简化图示及说明，示出了能量投入期间信号IGw的上升和第二控制信号IGb的上升在时刻t3一致的例子。

通过将第二开关元件313接通，在感应放电中，流通因投入能量所引起的一次电流。即，对于在从时刻t2到上述的时刻为止的期间流通的放电电流，重叠了伴随着投入能量所引起的一次电流的流通的追加量。这样的一次电流的重叠(追加)到时刻t4为止，在第二开关元件313接通的期间进行。由此，能够增加感应放电中的放电电流，良好地确保为能够维持点火放电的程度。

另外，这种情况下的放电能量的大小与图3中的二次电流I2的时序图中的t2-t4间的面积(积分值)相当。即，上述的投入能量与从t2-t4间的面积减去虚线所示的点火线圈单独的三角形的面积之后的量相当。

在此，如上述那样，在高负荷或高旋转运转条件下，容易发生“吹灭”。另一方面，在点火信号IGt上升为H电平的时刻t1-t2间的、电容器316的能量蓄积状态，能够通过第三控制信号IGc的接通占空比来控制。此外，电容器316中的蓄积能量越大，第二开关元件313接通时的投入能量也越大。

在此，在本实施方式，越是在容易发生“吹灭”的高负荷或高旋转运转条件下且从点火开始的时间经过，越高地设定第三控制信号IGc的占空比。由此，能够与发动机11的运转状态相应地适当设定电容器316中的能量蓄积量或投入能量的量，能够抑制“吹灭”，并且抑制为了省电或多余的火花能量所导致的火花塞19的电极消耗。

此外，感应放电中的放电电流的流通状态能够通过基于第二开关元件313的通断的、从电容器316的蓄积能量的放出量的调整来适当控制。在此，在本实施方式的构成中，如上述那样，在感应放电中，第二开关元件313非断续地进行接通动作，以在上述的能量连续投入时间的期间内成为接通。具体地说，在能量连续投入时间的期间内，第二开关元件313连续地进行接通动作。由此，如图3所示，通过集中地投入能量，使得波形如山形那样变化而从低电压侧端子侧向一次绕组310a供给一次电流。

像这样，在本实施方式的构成中，为了避免产生“吹灭”，与气缸11b内的气体的流动状态对应地良好地控制放电电流的流通状态。因此，根据本实施方式，通过简单的装置构成来良好地抑制“吹灭”的发生及伴随于此的点火能量的损失。即，根据本实施方式，能够尽量抑制点火控制装置30(特别是点火电路单元31)的体积和制造成本的增大，并且良好地使燃料混合气的燃烧状态稳定。

特别是，在本实施方式的构成中，从一次绕组310a中的低电压侧端子侧(第一开关元件312侧)投入能量。因此，与从二次绕组310b侧投入能量的情况相比，能够在更低压下进行能量投入。

关于这一点，如果从一次绕组310a的高电压侧端子以比直流电源311的输出电压更高的电压投入能量，则由于向该直流电源311的流入电流等而效率变差。与此相对，根据本实施方式的构成，如上述那样，从一次绕组310a中的低电压侧端子侧投入能量，所以能够更容易且高效地将能量投入到一次绕组310a。

＜变形例＞

以下例示几个代表性的变形例。在以下的变形例的说明中，对于与上述的实施方式中说明的部件具有同样构成及功能的部分，使用与上述的实施方式同样的符号。并且，对于相关部分的说明，在技术上不矛盾的范围内，适当援引上述的实施方式中的说明。当然，变形例不限于以下举出的例子。此外，上述的实施方式的一部分及多个变形例的全部或一部分在技术上不矛盾的范围内，能够适当组合使用。

本发明不限于上述的实施方式所例示的具体构成。即，例如电子控制单元32中的部分功能块能够与驱动电路319一体化。或者，驱动电路319能够按每个开关元件分割。这种情况下，第一控制信号IGa为点火信号IGt时，点火信号IGt也可以不经由驱动电路319，而是从电子控制单元32直接输出到第一开关元件312中的第一控制端子312G。

此外，IGa信号和IGc信号的上升定时并不是必须一致。例如，也可以由驱动电路319与IGt信号的上升同步地仅制作并输出IGc信号，稍晚地输出IGa信号。即，也可以使IGa信号比IGc信号更晚。由此，能够增加电容器316中蓄积的能量。另一方面，也可以使IGc信号比IGa信号晚。

本发明不限于上述的实施方式所例示的具体动作。例如，在上述的具体例中，“能量连续投入时间”通过基于发动机参数设定的能量投入期间信号IGw和在感应放电中一次电压超过规定值Vref的定时来决定。此外，在图3中，能量投入期间信号IGw的上升和第二控制信号IGb的上升一致。但是，本发明不限于这样的方式。

即，例如，第二控制信号IGb的上升可以比能量投入期间信号IGw的上升(t3)延迟。但是，如上述那样，能量投入期间信号IGw为了尽量抑制“吹灭”而基于发动机参数来设定。因此，如图3所示，能量投入期间信号IGw的上升和第二控制信号IGb的上升多数情况下实质上大体一致。

从这个观点来说，第二控制信号IGb也可以与能量投入期间信号IGw相同。这种情况下，一次电压取得部318可以省略。即，可以不由一次电压取得部318进行一次电压的取得(监视)，而是根据发动机参数进行第二开关元件313的开关控制(通断控制)。此外，这种情况下，取代驱动电路319，或者由驱动电路319和电子控制单元32一起构成本发明的“控制部”。

本发明不限于在一次电压超过规定值Vref的时刻到经过了上述的能量连续投入时间的期间第二开关元件313连续地进行接通动作的方式。即，也可以在一次电压低于规定值Vref的时刻，第二控制信号IGb暂时下降。

包括这种情况在内，第二开关元件313的接通动作可以在能量投入期间信号IGw内进行多次。但是，这种情况下，第二控制信号IGb与所谓的PWM控制信号不同。因此，这种情况下，第二开关元件313的接通动作也可以称为“非断续的”。

此外，也可以取代发动机参数，而从电子控制单元32向驱动电路319输出第二控制信号IGb或第三控制信号IGc的生成中能够利用的其他信息。

用于从一次绕组310a中的低电压侧端子侧供给投入能量的电路构成(与第二开关元件313中的第二电源侧端子313D连接的电路构成)不限于上述的实施方式所示的具体例。即，例如该电路构成可以是绝缘型DC-DC变换器、正向变换器。或者，也可以是搭载于所谓的混合动力车等的高压电池。

其他，关于没有特别提到的变形例，在不变更本发明的本质部分的范围内，当然包含在本发明的技术范围内。此外，构成用于解决本发明的课题的手段的各要素中的、功能性地表现的要素，除了由上述的实施方式或变形例公开的具体构成及其均等物之外，也包括能够实现该作用·功能的任何构成。

符号的说明

11···发动机

11b···气缸

19···火花塞

30···点火控制装置

31···点火电路单元

32···电子控制单元

310···点火线圈

310a···一次绕组

310b···二次绕组

311···直流电源

312···第一开关元件

312C···第一电源侧端子

312E···第一接地侧端子

312G···第一控制端子

313···第二开关元件

313D···第二电源侧端子

313G···第二控制端子

313S···第二接地侧端子

314···第三开关元件

314C···第三电源侧端子

314E···第三接地侧端子

314G···第三控制端子

315···能量蓄积线圈

316···电容器

318···一次电压取得部

319···驱动电路

IGa···第一控制信号

IGb···第二控制信号

IGc···第三控制信号

IGt···点火信号

IGw···能量投入期间信号

Claims (3)

1.一种点火控制装置(30)，控制火花塞(19)的动作，该火花塞(19)在内燃机(11)的气缸(11b)内使燃料混合气点火，该点火控制装置(30)的特征在于，具备：

点火线圈(310)，具备一次绕组(310a)和二次绕组(310b)，通过在所述一次绕组中流通的电流即一次电流的增减，在与所述火花塞连接的所述二次绕组中产生二次电流；

直流电源(311)，非接地侧输出端子与所述一次绕组的一端侧连接，以在所述一次绕组中流通所述一次电流；

第一开关元件(312)，是半导体开关元件，具有第一控制端子(312G)、第一电源侧端子(312C)、第一接地侧端子(312E)，基于输入至所述第一控制端子的第一控制信号，控制所述第一电源侧端子与所述第一接地侧端子之间的通电的通断，所述第一电源侧端子与所述一次绕组的另一端侧连接，并且所述第一接地侧端子与接地侧连接；

第二开关元件(313)，是半导体开关元件，具有第二控制端子(313G)、第二电源侧端子(313D)、第二接地侧端子(313S)，基于输入至所述第二控制端子的第二控制信号，控制所述第二电源侧端子与所述第二接地侧端子之间的通电的通断，所述第二接地侧端子与所述一次绕组的所述另一端侧连接；

第三开关元件(314)，是半导体开关元件，具有第三控制端子(314G)、第三电源侧端子(314C)、第三接地侧端子(314E)，基于输入至所述第三控制端子的第三控制信号，控制所述第三电源侧端子与所述第三接地侧端子之间的通电的通断，所述第三电源侧端子与所述第二开关元件中的所述第二电源侧端子连接，并且所述第三接地侧端子与所述接地侧连接；

能量蓄积线圈(315)，是安装在将所述直流电源中的所述非接地侧输出端子和所述第三开关元件中的所述第三电源侧端子连接的电力线上的电感器，所述能量蓄积线圈(315)通过所述第三开关元件的接通而蓄积能量；

电容器(316)，在所述直流电源中的所述非接地侧输出端子和所述接地侧之间与所述能量蓄积线圈串联连接，通过所述第三开关元件的断开而蓄积能量；以及

控制部(319)，控制所述第二开关元件，在通过所述第一开关元件的断开而开始的所述火花塞的点火放电中，通过所述第二开关元件的非断续的接通而从所述电容器放出蓄积能量，由此从所述另一端侧向所述一次绕组供给所述一次电流，

所述控制部(319)在所述点火放电中，使所述第二开关元件(313)在能量投入时间的期间内非断续地进行接通动作。

2.如权利要求1所述的点火控制装置(30)，

所述控制部(319)使所述第二开关元件(313)在所述能量投入时间的期间内非断续地进行接通动作，以使得从所述另一端侧向所述一次绕组(310a)供给的所述一次电流的波形如山形那样变化。

3.如权利要求1或2所述的点火控制装置(30)，

还具备一次电压取得部(318)，该一次电压取得部(318)取得所述一次绕组(310a)的施加电压、即一次电压，

所述控制部(319)基于由所述一次电压取得部取得的所述一次电压，控制述第二开关元件(313)。