CN106170622B - 点火装置及点火系统 - Google Patents

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Abstract

点火装置(1)具备从ECU(4)接受2次电流指令信号(IGa)的输入的2次电流指令电路(30)；反馈电路(10)根据将从2次电流指令电路(30)输出的2次电流的指令值与2次电流的检测值进行比较的结果，向能量投入电路(9)输出用来进行1次线圈(5)的通电控制的控制信号。此外，ECU(4)输出与发动机参数对应的2次电流指令信号(IGa)。由此，能够根据发动机的运转状态控制实质上表示从能量投入电路(9)投入到点火线圈(3)中的能量的2次电流。因此，能够抑制在从能量投入电路(9)向点火线圈(3)投入的能量中发生过量或不足。

Description

点火装置及点火系统
技术领域
本发明涉及在内燃机中使用的点火装置及点火系统。
背景技术
作为减轻火花塞的负担、抑制无用的电力消耗、使火花放电持续的技术，有能量投入电路。能量投入电路在通过所谓的全晶体管型的点火电路开始的火花放电(以下称作主点火)灭掉前从1次线圈的负侧投入电能，使与主点火相同方向的2次电流持续流过，从而使作为主点火产生的火花放电在任意期间中持续。
另外，以下，将通过能量投入电路而持续的火花放电、即接续于主点火的火花放电称作持续火花放电。此外，将持续火花放电连续的期间称作放电持续期间。
能量投入电路通过控制放电持续期间中的1次电流，调节2次电流而进行火花放电的维持。此外，通过调节持续火花放电中的2次电流，能够减轻火花塞的负担并抑制无用的电力消耗，使火花放电持续。
接着，为了辅助理解本发明，使用图14说明没有采用本发明的能量投入电路的代表例。
图14所示的点火装置100具备使火花塞101产生基于全晶体管的主点火的主点火电路102、和使与主点火相同的极性持续而产生持续火花放电的能量投入电路103。
主点火电路102通过开关元件104的接通而从车载电池105向1次线圈106通过正的1次电流来将磁能储存，然后，通过开关元件104的断开，通过电磁感应将磁能变换为电能而使2次线圈107产生高电压，产生主点火。此外，能量投入电路103，在升压电路108中将车载电池105的电压升压并储存到电容器109中，并且通过开关元件110的通断，将储存在电容器109中的电能向1次线圈106的负侧投入。
此外，图14所示的点火装置100具备检测2次电流并向能量投入电路103反馈的反馈电路111，反馈电路111将检测到的2次电流向能量投入电路103的驱动电路反馈。
这里，在反馈电路111中，例如对2次电流设定有上限及下限的阈值，对应于检测值与上限及下限的阈值之间的比较的反馈信号被合成，并被向能量投入电路103输出。
此外，在通过能量投入电路使持续火花放电持续的情况下，希望能够根据发动机的运转状态控制能量的投入量。即，在汽缸内的气体流速较高的状态下(发动机高旋转时)，为了放电持续，需要在短期间中投入较高的能量，在汽缸内的气体流速较低的状态下(发动机低旋转时)，为了增加发火机会，希望在整个长期间中投入较低的能量。因此，在不能控制能量投入量的情况下，例如有可能在需要在短期间中投入较高的能量时能量不足、或在希望在整个长期间中投入较低的能量时耗电不必要地变大。
另外，在不具备能量投入电路的以往的点火装置中，作为使火花放电持续的技术，周知有通过相当于主点火电路的电路反复产生基于全晶体管的主点火的多重放电。并且，进行多重放电的以往的点火装置基于从形成发动机控制的中枢的ECU(发动机控制单元的简称)提供的指令信号(点火信号IGt及放电持续信号IGw)将1次线圈进行通电控制。这里，点火信号IGt是指令多重放电的开始时期的信号，放电持续信号IGw是指令多重放电的期间的信号(例如，参照专利文献1、2)。
但是，在如上述那样通过能量投入电路投入能量的情况下，如果使用与以往同样的点火信号IGt及放电持续信号IGw，则虽然通过放电持续信号IGw能够指令能量的投入期间，但不能指令能量投入量。因此，有可能在需要在短期间中投入较高的能量时能量不足、或在整个长期间中投入较低的能量时耗电不必要地变大。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：特开2008－138639号公报
专利文献2：特开2009－052435号公报
发明内容
发明要解决的课题
本发明是鉴于上述问题而做出的，目的在于，在进行持续火花放电的内燃机用的点火装置中，抑制在从能量投入电路向点火线圈投入的能量中发生过量或不足。
用于解决课题的手段
点火装置的第一技术方案用于内燃机，具备以下的主点火电路、能量投入电路、反馈电路及2次电流指令电路。
主点火电路进行点火线圈的1次线圈的通电控制，使火花塞产生火花放电。此外，能量投入电路在通过主点火电路的动作开始的火花放电中进行1次线圈的通电控制，在点火线圈的2次线圈中持续流过相同方向的2次电流，使通过主点火电路的动作开始的火花放电持续。此外，反馈电路检测2次电流，向能量投入电路反馈。进而，2次电流指令电路从其他控制装置接受表示2次电流的指令值的2次电流指令信号的输入。
此外，2次电流的指令值根据表示内燃机的运转状态的发动机参数而求出。并且，反馈电路根据将从2次电流指令电路输出的2次电流的指令值与2次电流的检测值进行比较的结果，向能量投入电路输出用来进行1次线圈的通电控制的控制信号。
由此，能够根据内燃机的运转状态控制实际上表示投入的能量的2次电流。因此，在进行持续火花放电的内燃机用的点火装置中，能够抑制在从能量投入电路向点火线圈投入的能量中发生过量或不足。
在点火装置的第二技术方案中，从控制装置向点火装置输出用来使能量投入电路动作的放电持续信号，能量投入电路在放电持续信号被输入的期间进行1次线圈的通电控制。并且，将2次电流指令信号和放电持续信号通过相互不同的信号线从控制装置向点火装置输出。
由此，在从其他控制装置向点火装置提供2次电流的指令值的情况下，能够使电路结构变得简单。
在点火装置的第三技术方案中，将2次电流指令信号使用信号线从控制装置向点火装置输出。并且，2次电流指令电路根据信号线的电位掌握2次电流的指令值。
由此，在使用多个信号线的情况下，作为2次电流的指令值，能够按照信号线的高/低的每个组合设定不同的数值。因此，能够提高2次电流的指令值的选择自由度。
此外，在仅使用1根信号线的情况下，能够根据1根信号线的高/低，从两个数值中选择一方的数值作为2次电流的指令值。因此，在只要作为2次电流的指令值而准备两个数值就能够充分抑制持续火花放电中的能量的过量或不足的情况下，点火装置通过仅1根信号线就能够掌握2次电流的指令值。
在点火装置的第四技术方案中，将2次电流指令信号作为模拟的电压信号来指示。
由此，点火装置中，将2次电流的指令值作为连续的数值来提供。因此，更能够进行对应于内燃机的运转状态的控制。
在点火系统的第一技术方案中，控制装置具备将用来使主点火电路动作的点火信号作为脉冲信号向点火装置发送的点火信号发送部、和生成包括用来使能量投入电路动作的放电持续信号和2次电流指令信号的合成信号而向点火装置发送的合成信号发送部。
合成信号IGwa是与点火信号的上升定时P1同时上升或比定时P1延迟而上升的脉冲信号，合成信号通过合成信号的上升定时Pa与点火信号的上升定时P1之间的时间差来指示2次电流的指令值，指示以比点火信号的下降定时P2靠后规定时间的定时P3为起始期、以合成信号的下降定时P4为结束期的期间作为持续进行持续火花放电的期间。
由此，能够使控制装置与点火装置之间的信号线减少。
在点火系统的第二技术方案中，合成信号发送部将至少两个汽缸的量的、每个汽缸的合成信号进行复用而向点火装置发送。
由此，能够使控制装置与点火装置之间的信号线更少。
附图说明
图1表示点火装置的结构图(实施例1)。
图2(a)示出2次电流指令电路的结构图(实施例1)。图2(b)示出表示2次电流指令信号的形态的表(实施例1)。
图3示出表示点火装置的动作的时序图(实施例1)。
图4(a)示出表示需要在短期间中投入较高的能量时的2次电流的转变的时序图(实施例1)。图4(b)示出表示在整个长期间中投入较低的能量时的2次电流的转变的时序图(实施例1)。
图5表示点火装置的结构图(实施例2)。
图6(a)示出2次电流指令电路的结构图(实施例2)。图6(b)示出表示2次电流指令信号的形态的表(实施例2)。
图7表示点火系统的结构图(实施例3)。
图8示出表示点火信号IGt、合成信号IGwa、放电持续信号IGw的时序图(实施例3)。
图9示出表示点火信号IGt、合成信号IGwa、信号E1、信号E2的时序图(实施例3)。
图10(a)示出2次电流指令电路的结构图(实施例3)。图10(b)示出表示2次电流指令电路的动作与2次电流指令值之间的对应的表(实施例3)。
图11表示点火系统的概略图(实施例4)。
图12表示点火系统的结构图(实施例4)。
图13表示点火信号IGt及合成信号IGwa的时序图(实施例4)。
图14表示点火装置的结构图(参考例)。
具体实施方式
以下，使用实施例说明用来实施发明的方式。另外，实施例是公开具体的一例的，本发明当然不受实施例限定。
实施例
〔实施例1的结构〕
参照图1、图2(a)及图2(b)说明实施例1的点火装置1。
点火装置1搭载在车辆行驶用的火花点火发动机中，在规定的点火时期对燃烧室内的混合气点火。另外，发动机的一例是能够进行以汽油为燃料的稀薄燃烧的直喷式发动机，具备在汽缸内产生滚流或旋流等混合气的旋绕流的旋绕流控制机构。并且，如贫燃那样在汽缸内的气体流速高、有可能发生火花放电的吹灭的运转状态下，控制点火装置1，以使其接续于主点火进行持续火花放电。
此外，点火装置1是按照各汽缸的每个火花塞2使用对应的点火线圈3的DI(直接点火)型。
进而，点火装置1基于从形成发动机控制的中枢的电子控制单元(以下称作ECU4)给出的点火信号IGt及放电持续信号IGw等信号，将点火线圈3的1次线圈5进行通电控制，通过将1次线圈5进行通电控制，操作在点火线圈3的2次线圈6中产生的电能，控制火花塞2的火花放电。
这里，ECU4被从搭载在车辆中而检测表示发动机的运转状态及控制状态的参数(暖机状态、发动机旋转速度、发动机负荷、稀薄燃烧的有无、旋绕流的程度等)的各种传感器输入信号。此外，ECU4具备处理所输入的信号的输入电路、基于输入的信号进行关于发动机控制的控制处理及运算处理的CPU、存储并保持发动机控制所需要的数据及程序等的各种存储器、基于CPU的处理结果输出发动机控制所需要的信号的输出电路等而构成。并且，ECU4生成并输出与从各种传感器取得的发动机参数对应的点火信号IGt及放电持续信号IGw。
实施例1的点火装置1具备基于全晶体管产生主点火的主点火电路8、通过电能的追加投入使作为主点火产生的火花放电作为持续火花放电而持续的能量投入电路9、和检测2次电流并向能量投入电路9反馈的反馈电路10而构成。
另外，主点火电路8、能量投入电路9及反馈电路10作为点火电路单元U被收容配置在1个壳体内，火花塞2、点火线圈3及点火电路单元U设有与汽缸数相同的数量，被按每个汽缸设置。
火花塞2具有周知构造，具备连接于2次线圈6的一端的中心电极、和经由发动机的缸盖等而被接地的接地电极，利用在2次线圈6中产生的电能，在中心电极与接地电极之间产生火花放电。
点火线圈3具有1次线圈5和2次线圈6，是对应于流过1次线圈5的电流(1次电流)的增减而通过电磁感应使2次线圈6产生电流(2次电流)的周知构造。
1次线圈5的第一端经由点火开关等连接在车载电池12的正电极上，1次线圈5的第二端经由主点火电路8的点火用开关部13而接地。进而，在1次线圈5的第二端上，与经由点火用开关部13接地的线路并列地连接着能量投入电路9。
2次线圈6的第一端如上述那样连接于火花塞2的中心电极，2次线圈6的第二端连接于反馈电路10。另外，2次线圈6的第二端经由将2次电流的方向限定在一个方向上的第1二极管14而连接于反馈电路10。
主点火电路8通过点火用开关部13的通断，使1次线圈5储存能量，并利用储存在1次线圈5中的能量使2次线圈6产生高电压，使火花塞2产生主点火。
更具体地讲，主点火电路8具备使1次线圈5的通电状态断开/接续的点火用开关部13。并且，主点火电路8通过在从ECU4给出点火信号IGt的期间将点火用开关部13接通，向1次线圈5施加车载电池12的电压而通过正的1次电流，在1次线圈5中储存磁能。然后，主点火电路8通过点火用开关部13的断开，通过电磁感应将磁能变换为电能而使2次线圈6产生高电压，产生主点火。
另外，点火用开关部13是功率晶体管(例如绝缘栅双极型晶体管、MOS型晶体管)、晶闸管等。此外，点火信号IGt是指令在主点火电路8中使1次线圈5储存磁能的期间及点火开始时期的信号。
能量投入电路9具备以下的升压电路15和投入能量控制部16而构成。
首先，升压电路15在从ECU4给出点火信号IGt的期间中将车载电池12的电压升压并向电容器18储存。
接着，投入能量控制部16将储存在电容器18中的电能向1次线圈5的负侧(接地侧)投入。
升压电路15除了电容器18以外还具备扼流线圈19、升压用开关部20、升压用驱动电路21及第2二极管22而构成。另外，升压用开关部20例如是MOS型晶体管。
这里，扼流线圈19其一端连接于车载电池12的正电极，由升压用开关部20使扼流线圈19的通电状态断开/接续。此外，升压用驱动电路21向升压用开关部20给出控制信号而使升压用开关部20通断，通过升压用开关部20的通断动作，由扼流线圈19储存的磁能在电容器18中作为电能被充电。
另外，升压用驱动电路21设计为，在从ECU4提供点火信号IGt的期间中使升压用开关部20以规定周期反复通断。
此外，第2二极管22用于防止储存在电容器18中的电能向扼流线圈19侧倒流。
投入能量控制部16具备以下的投入用开关部24、投入用驱动电路25及第3二极管26而构成。另外，投入用开关部24例如是MOS型晶体管。
这里，投入用开关部24使得将储存在电容器18中的电能向1次线圈5从负侧进行投入或不进行投入，投入用驱动电路25对投入用开关部24给出控制信号而使其通断。
并且，投入用驱动电路25通过使投入用开关部24通断而控制从电容器18向1次线圈5投入的电能，从而在被提供放电持续信号IGw的期间中使2次电流维持为指令值。这里，放电持续信号IGw是指令将持续火花放电进行持续的期间的信号，更具体地讲，是指令使投入用开关部24反复通断而从升压电路15向1次线圈5投入电能的期间的信号。
另外，第3二极管26用于阻止从1次线圈5向电容器18的电流的倒流。
反馈电路10检测2次电流，向能量投入电路9的投入能量控制部16反馈。
这里，在反馈电路10中，设有检测2次电流的2次电流检测电阻28，2次电流的检测值被2次电流检测电阻28变换为电压而输出。
接着，对实施例1的特征性结构进行说明。
点火装置1具备从ECU4接受表示2次电流的指令值的2次电流指令信号IGa的输入的2次电流指令电路30。另外，实施例1的2次电流指令电路30按每个汽缸设置并包含在点火电路单元U中，但也可以对全部气缸共通并与点火电路单元U另外地仅设置1个。
这里，2次电流指令信号IGa如图1所示，通过与输出点火信号IGt及放电持续信号IGw的信号线不同的3根信号线L1～L3从ECU4向点火装置1输出。此外，ECU4从各种传感器取得表示内燃机的运转状态的发动机参数，并根据发动机参数求出2次电流的指令值，将2次电流指令信号IGa合成并输出。
此时，ECU4根据发动机参数，从预先设定的多个数值中选择1个数值作为2次电流的指令值。此外，ECU4通过信号线L1～L3的电位(高/低)的组合，设定与各个数值对应的2次电流指令信号IGa的形态。
例如，假设ECU4作为2次电流的指令值而设定了200mA、150mA、100mA这3个数值(参照图2(b))。在此情况下，在作为2次电流的指令值而选择了200mA的情况下，2次电流指令信号IGa的形态例如被设定为：信号线L1：低，信号线L2：低，信号线L3：低。此外，在选择了150mA的情况下，被设定为：信号线L1：高，信号线L2：低，信号线L3：低。并且，在选择了100mA的情况下，被设定为：信号线L1：高，信号线L2：高，信号线L3：低。
此外，2次电流指令电路30具有从信号线L1～L3的各自的逻辑信号中将噪声除去的3个波形成形部32、和输出与2次电流指令信号IGa的形态对应的电位的指令值输出部33(参照图2(a))。这里，指令值输出部33中，1个电阻R0和使4个电阻R1～R4相互并联的并联部34串联，将电阻R0与并联部34之间的连接部35的电位作为指令值输出。
即，在并联部34中并联设置的4个支路之中，在设有电阻R1～R3的支路中，分别设有开关元件Tr1～Tr3。此外，开关元件Tr1～Tr3分别与电阻R1～R3串联地设置。此外，开关元件Tr1～Tr3例如是双极型晶体管。并且，将信号线L1～L3的高/低不进行逻辑变换地输入开关元件Tr1～Tr3的各自的基极，开关元件Tr1～Tr3对应于信号线L1～L3的高/低而通断。
由此，对应于信号线L1～L3的高/低，并联部34的合成电阻在3个数值之间变化，所以连接部35的电位也对应于信号线L1～L3的高/低而在3个数值之间变化。因此，2次电流指令电路30根据2次电流指令信号IGa的形态，能够从200mA、150mA、100mA中选择2次电流的指令值并输出。
此外，在反馈电路10中设有比较器36(参照图1)，在比较器36中，被输入表示为连接部35的电位的2次电流的指令值、和被2次电流检测电阻变换为电压后的2次电流的检测值。并且，比较器36将对应于指令值与检测值的比较结果的信号向投入用驱动电路25输出，投入用驱动电路25基于从比较器36输出的信号，使投入用开关部24通断。
接着，参照图3说明点火装置1的动作。
另外，在图3中，“IGt”将点火信号IGt的输入状态用高/低表示，“IGw”将放电持续信号IGw的输入状态用高/低表示。此外，“点火用开关”、“投入用开关”分别表示点火用开关部13、投入用开关部24的通断，“I1”表示1次电流(1次线圈5中流动的电流值)，“I2”表示2次电流(2次线圈6中流动的电流值)。
当点火信号IGt从低向高切换(参照时间t01)，则在点火信号IGt为高的期间中，点火用开关部13维持接通状态而流动正的1次电流，在1次线圈5中储存磁能。此外，升压用开关部20反复通断而进行升压动作，将升压后的电能向电容器18储存。
当之后点火信号IGt从高向低切换(参照时间t02)，则点火用开关部13断开，1次线圈5的通电状态被突然切断。由此，储存在1次线圈5中的磁能被变换为电能而在2次线圈6中产生高电压，在火花塞2中开始主点火。
在火花塞2中开始主点火后，2次电流以大致三角波形状衰减(参照I2的虚线)。并且，在2次电流到达下限的阈值之前，放电持续信号IGw从低向高切换(参照时间t03)。
当放电持续信号IGw从低向高切换，则投入用开关部24被通断控制，储存在电容器18中的电能被依次向1次线圈5的负侧投入，1次电流从1次线圈5朝向车载电池12的正电极流动。更具体地讲，每当投入用开关部24被接通，从1次线圈5朝向车载电池12的正电极的1次电流就被追加，1次电流向负侧增加(参照时间t03～t04)。
并且，每当1次电流被追加，与由主点火带来的2次电流同方向的2次电流就被向2次线圈6依次追加，2次电流进行转变以与指令值大致一致。
根据以上，通过将投入用开关部24进行通断控制，2次电流以能够维持火花放电的程度持续流动。结果，当放电持续信号IGw的接通状态继续，则在火花塞2中维持持续火花放电。
这里，由能量投入电路9进行的1次线圈5的通电控制实质上基于表示能量投入量的2次电流、以及能量投入期间进行。并且，ECU4通过将放电持续信号IGw及2次电流指令信号IGa向点火装置1输出，控制能量投入电路9的能量投入量及能量投入期间。
此外，ECU4根据发动机参数(即，根据发动机的运转状态)，设定与能量投入量对应的2次电流的指令值、以及能量投入期间的指令值。这里，优选的是，在汽缸内的气体流速高的状态下(发动机高旋转时)，为了放电持续，需要在短期间中投入较高的能量，在汽缸内的气体流速低的状态下(发动机低旋转时)，为了增加发火机会，在整个长期间中投入较低的能量。
因此，如图4(a)及图4(b)所示，在高旋转侧(参照图4(a))，2次电流的指令值被设定为200mA，能量投入期间被设定为0.3ms，并且，在低旋转侧(参照图4(b))，2次电流的指令值被设定为100mA，能量投入期间被设定为0.5～0.8ms。
〔实施例1的效果〕
实施例1的点火装置1具备从ECU4接受2次电流指令信号IGa的输入的2次电流指令电路30，反馈电路10根据将从2次电流指令电路30输出的2次电流的指令值与2次电流的检测值进行比较的结果，向能量投入电路9输出用来进行1次线圈5的通电控制的控制信号。此外，ECU4根据发动机参数求出2次电流的指令值，合成并输出2次电流指令信号IGa。
由此，能够根据发动机的运转状态，控制实际上表示从能量投入电路9投入到点火线圈3中的能量的量的2次电流。因此，在进行持续火花放电的点火装置1中，能够抑制在从能量投入电路9向点火线圈3投入的能量的量中发生过量或不足。
此外，2次电流指令信号IGa的信号线L1～L3与放电持续信号IGw的信号线独立地设置。
由此，能够使电路结构简单，并且能够将2次电流指令信号IGa和放电持续信号IGw独立地设定。
此外，2次电流指令信号IGa用3根信号线L1～L3从ECU4向点火装置1输出。并且，2次电流指令电路30根据信号线L1～L3的电位的组合掌握2次电流的指令值。
由此，作为2次电流的指令值，能够按信号线L1～L3的高/低的每个组合而设定不同的数值。因此，能够提高2次电流的指令值的选择自由度。
〔实施例2〕
参照图5、图6(a)及图6(b)，以与实施例1不同的点为中心说明实施例2。另外，在实施例2中，与上述实施例1相同的标号表示相同的功能物。
根据实施例2的点火装置1，2次电流指令信号IGa如图5所示，由两根信号线L1、L2从ECU4向点火装置1输出。此外，ECU4与实施例1同样，通过信号线L1、L2的电位(高/低)的组合来设定2次电流指令信号IGa的形态。
例如，假设ECU4作为2次电流的指令值而设定了200mA、150mA、100mA，50mA这4个数值(参照图6(b))。在此情况下，假设在作为2次电流的指令值而选择了200mA的情况下，2次电流指令信号IGa的形态例如设定为信号线L1：高，信号线L2：高；在选择了150mA的情况下，设定为信号线L1：高，信号线L2：低；在选择了100mA的情况下，设定为信号线L1：低，信号线L2：高；在选择了50mA的情况下，设定为信号线L1：低，信号线L2：低。
此外，在2次电流指令电路30中，由于信号线的根数从实施例1的3根减少为两根，所以波形成形部32的数量为两个(参照图6(a))。
进而，指令值输出部33的电路结构与实施例1是同样的，但向开关元件Tr1～Tr3输入的控制信号与实施例1不同，是将信号线L1、L2的高/低进行了逻辑变换后的信号。
即，实施例2的2次电流指令电路30具有将2次电流指令信号IGa的形态进行逻辑变换的逻辑变换部38。
逻辑变换部38例如如图6(a)所示，包括3个AND电路39A～39C、3个OR电路40A～40C、4个NOT电路41A～41D而构成。
首先，AND电路39A输出信号线L1的信号与通过NOT电路41A使信号线L2的信号反转后的信号之间的逻辑积。此外，AND电路39B输出通过NOT电路41B使信号线L1的信号反转后的信号与信号线L2的信号之间的逻辑积。进而，AND电路39C输出通过NOT电路41C使信号线L1的信号反转后的信号与通过NOT电路41D使信号线L2的信号反转后的信号之间的逻辑积。
接着，OR电路40A输出AND电路39A的输出信号与AND电路39B的输出信号之间的逻辑和。此外，OR电路40B输出OR电路40A的输出信号与AND电路39C的输出信号之间的逻辑和。进而，OR电路40C输出AND电路39B的输出信号与AND电路39C的输出信号之间的逻辑和。并且，向开关元件Tr1的基极输入OR电路40B的输出信号，向开关元件Tr2的基极输入OR电路40C的输出信号，向开关元件Tr3的基极输入AND电路39C的输出信号。
由此，对应于信号线L1、L2的高/低，并联部34的合成电阻在4个数值之间变化，所以连接部35的电位也对应于信号线L1、L2的高/低而在4个数值之间变化。因此，2次电流指令电路30能够根据2次电流指令信号IGa的形态，从200mA、150mA、100mA、50mA中选择2次电流的指令值并输出。
〔实施例1及2的变形例〕
上述的实施例的2次电流指令电路30用两根或3根信号线接受2次电流指令信号IGa的输入，通过从3个或4个不同的数值中选择1个数值来掌握2次电流的指令值，但也可以用4根以上的信号线接受2次电流指令信号IGa的输入，也可以通过从5个以上的不同数值中选择1个数值来掌握2次电流的指令值。
此外，也可以仅使用1根信号线，在此情况下，能够根据1根信号线的高/低，从两个数值中选择一方的数值作为2次电流的指令值。因此，在只要作为2次电流的指令值而准备两个数值就能够充分地抑制持续火花放电中的能量的过量或不足的情况下，点火装置1能够通过仅1根信号线掌握2次电流的指令值。
此外，上述实施例的2次电流指令电路30将2次电流指令信号IGa的输入作为高/低的逻辑信号的组合而接受，但也可以将2次电流指令信号IGa作为模拟的电压信号，用1根信号线接受2次电流指令信号IGa的输入。
由此，点火装置1中，由于将2次电流的指令值作为连续的数值来提供，所以更加能够进行与发动机的运转状态对应的控制。
〔实施例3〕
参照图7～图10(a)及图10(b)，以与实施例1不同的点为中心说明实施例3。另外，在实施例3中，与上述实施例1相同的标号表示相同的功能物。
在本实施例中，将点火装置1和ECU4(点火装置1的控制装置)一起称作点火系统。
在本实施例的点火系统中，ECU4具备以下说明的点火信号发送部4a和合成信号发送部4b。
点火信号发送部4a将点火信号IGt作为脉冲信号向点火装置1发送。
如图8所示，点火信号IGt用脉冲的上升定时P1在主点火电路8中指示使1次线圈5储存磁能的期间的起始期t01，用脉冲的下降定时P2指示点火开始时期t02(也可以是储存磁能的期间的结束期)。即，点火信号IGt为高的期间ΔQ1是储存磁能的期间。
合成信号发送部4b生成包括放电持续信号IGw和2次电流指令信号IGa的合成信号IGwa，向点火装置1发送。
即，合成信号IGwa作为包含驱动能量投入电路9所需要的信息(放电持续信号IGw和2次电流指令信号IGa具有的信息)的信号而在ECU4内被生成。
合成信号IGwa是比点火信号IGt的上升定时P1延迟而上升的脉冲信号。
合成信号IGwa通过合成信号IGwa的上升定时Pa与点火信号IGt的上升定时P1之间的时间差ΔQ3，指示2次电流的指令值。即，通过点火信号IGt与合成信号IGwa之间的相位差指示2次电流的指令值。
此外，合成信号IGwa将以比点火信号IGt的下降定时P2靠后规定时间的定时P3为起始期、以合成信号IGwa的下降定时P4为结束期的期间ΔQ2指示为持续进行持续火花放电的期间(时间t03～t04)。
另外，定时P3基于定时P2而在点火电路单元U内部(例如，后述的IGw信号提取电路60)中生成。
并且，在点火电路单元U内部，作为处理来自ECU4的信号的电路，除了2次电流指令电路30以外，还设有IGw信号提取电路60。
IGw信号提取电路60接收合成信号IGwa，提取放电持续信号IGw(在定时P3上升、在定时P4下降的信号)，向投入用驱动电路25发送。
2次电流指令电路30接收合成信号IGwa，提取2次电流指令信号IGa，向比较器36输出2次电流指令值。
以下说明从合成信号IGwa提取2次电流指令信号IGa、向比较器36输出2次电流指令值的方法的一例。
在本实施例中，例如是根据运转状态等选择3个电流值(100mA、150mA，200mA)中的1个值作为2次电流指令值的形态。
例如，如图9所示那样，对于合成信号IGwa而言，选择ΔQ3为0ms、1ms、2ms这3个样式(样式1～3)的某个。根据各个样式而电流指令值不同，将选择了哪个样式的信息提取为2次电流指令信号IGa。
在本实施例中，样式1的情况下的2次电流指令值是200mA，样式2的情况下的2次电流指令值是150mA，样式3的情况下的2次电流指令值是100mA。
所以，合成信号发送部4b根据所希望的2次电流指令值，选择样式1～3中的1个，向2次电流指令电路30输出。
并且，2次电流指令电路30将选择了哪个样式的信息提取为2次电流指令信号IGa。
本实施例的2次电流指令电路30例如如图10所示，包括延迟电路63、64、D型触发器65、66、模拟输出电路67等而构成。
延迟电路63、64并联连接，分别接受点火信号IGt的输入。
延迟电路63是获取使点火信号IGt延迟了0.5ms的信号E1的电路。
延迟电路64是获取使点火信号IGt延迟了1.5ms的信号E2的电路。
信号E1进入D型触发器65的D端子。
信号E2进入D型触发器66的D端子。
合成信号IGwa分别进入D型触发器65、66的CK端子(时钟)。
因此，在合成信号IGwa为样式1的情况下，从D型触发器65、66各自的Q端子输出0ms时的信号E1及信号E2的电平。
即，从D型触发器65的Q端子输出的信号F1是低，从D型触发器66的Q端子输出的信号F2是低。
此外，在合成信号IGwa是样式2的情况下，从D型触发器65、66各自的Q端子输出1ms时的信号E1及信号E2的电平。
即，从D型触发器65的Q端子输出的信号F1是高，从D型触发器66的Q端子输出的信号F2是低。
此外，在合成信号IGwa是样式2的情况下，从D型触发器65、66各自的Q端子输出2ms时的信号E1及信号E2的电平。
即，从D型触发器65的Q端子输出的信号F1是高，从D型触发器66的Q端子输出的信号F2是高。
模拟输出电路67由并联连接的电阻70～72、以及与电阻70、71分别串联连接的开关元件Tra、Trb等构成。
开关元件Tra当来自D型触发器65的信号F1是高输出时为ON，当信号F1是低输出的情况下为OFF。
开关元件Trb当来自D型触发器66的信号F2是高输出时为ON，在信号F2是低输出的情况下为OFF。
电阻70～72被设定了电阻值，以使得在开关元件Tra及开关元件Trb都为OFF的情况下模拟输出200mA，在仅开关元件Tra为ON的情况下模拟输出150mA，在开关元件Tra及开关元件Trb都为ON的情况下模拟输出100mA。
因而，用来从3个电流值中选择1个电流值并向能量投入电路11进行输出的指示信号即2次电流指令信号IGa被作为信号F1～F2提取，实际的2次电流指令值被从信号F1～F2经由模拟输出电路67输出。
另外，使用了上述D型触发器65、66的电路结构是从合成信号IGwa提取2次电流指令信号IGa的电路的一例，并不限于该电路结构。
〔实施例3的作用效果〕
在实施例1、2中，作为ECU4与点火装置1之间的信号线，每1个汽缸需要用来发送点火信号IGt的信号线、用来发送放电持续信号IGw的信号线、和用来发送2次电流指令信号IGa的信号线。
但是，根据本实施例，能够将放电持续信号IGw和2次电流指令信号IGa用1个信号线发送。即，能够使ECU4与点火装置1之间的信号线减少。
此外，在本实施例中，通过合成信号IGwa的上升定时Pa与点火信号IGt的上升定时P1之间的时间差ΔQ3，指示2次电流的指令值。即，在储存磁能的期间的开始时期附近指示2次电流指令值。由此，储存磁能的期间的开始时期附近不受由放电带来的点火噪声的影响，所以容易读取2次电流指令值。
〔实施例4〕
参照图11～图13，以与实施例3不同的点为中心说明实施例4。另外，在实施例3中，与上述实施例1相同的标号表示相同的功能物。
在本实施例中，合成信号发送部4b将全部气缸的量的各个汽缸的合成信号IGwa复用而向点火装置1发送。
本实施例的发动机是4汽缸发动机。这里，对第1汽缸的信号赋予#1，对第2汽缸的信号赋予#2，对第3汽缸的信号赋予#3，对第4汽缸的信号赋予#4。
ECU4向点火装置1发送将各个汽缸的合成信号IGwa#1～4复用了全部气缸的量而得到的复用信号IGWc。
即，如图13所示，复用信号IGWc是将不同汽缸的合成信号IGwa#1～4的脉冲分时复用、用1根信号线将全部汽缸的即按照点火信号IGt#1～4的输出顺序使与不同汽缸的合成信号IGwa#1～4对应的脉冲P#1～4依次输出的信号。并且，将该复用信号IGWc用一根信号线发送。
另外，点火信号发送部4a按每个汽缸生成点火信号IGt，将点火信号IGt#1～4分别用不同的信号线向点火装置1发送(参照图11)。
复用信号IGWc被设在点火装置1中的复用信号处理部75处理，被分为不同汽缸的合成信号IGwa#1～4。
复用信号处理部75既可以设在各汽缸的点火电路单元U中，也可以在包括全部气缸的点火电路单元U的控制器内作为对于各汽缸的点火电路单元U共通的电路设在其上游侧。
复用信号处理部75提取来自复用信号IGWc的不同汽缸的合成信号IGwa#1～4，将不同汽缸的合成信号IGwa#1～4向2次电流指令电路30及IGw信号提取电路60发送。
以合成信号IGwa#1的提取为例，简单地说明从复用信号IGWc提取不同汽缸的合成信号IGwa#1～4的方法的一例。
例如，生成从点火信号IGt#1的上升起在规定时间中进行高输出的定时器脉冲，用该定时器脉冲与复用信号IGWc之间的逻辑积提取与合成信号IGwa#1对应的脉冲P#1。
另外，关于2次电流指令电路30及IGw信号提取电路60中的信号处理，与实施例3是同样的。
〔实施例4的作用效果〕
在实施例3中，由于将合成信号IGwa按每个汽缸在ECU4内生成而发送给点火装置1，所以为了发送合成信号IGwa而需要与汽缸数相同数量的信号线。但是，在本实施例中，由于能够将全部气缸的量用1个信号线发送，所以相比实施例3的情况，能够使ECU4与点火装置1之间的信号线更少。
另外，在本实施例中，将全部气缸量的信号复用，但只要至少将两个汽缸量以上的信号复用就可以。另外，复用的信号的组合可以是能够将点火间隔确保得较大的点火相位下的组合(例如第1汽缸和第4汽缸等)。
〔变形例〕
在上述实施例中，表示了在汽油发动机中使用本发明的点火装置1的例子，但由于通过持续火花放电能够实现燃料(具体而言是混合气)的发火性的提高，所以也可以适应于使用乙醇燃料或混合燃料的发动机。此外，即使在有可能使用劣质燃料的发动机中使用也能够通过持续火花放电实现发火性的提高。
在上述实施例中，表示了在能够进行稀薄燃烧(贫燃)运转的发动机中使用本发明的点火装置1的例子，但即使是与稀薄燃烧不同的燃烧状态也能够通过持续火花放电实现发火性的提高，所以并不限定于向能够稀薄燃烧的发动机的应用，也可以在不进行稀薄燃烧的发动机中使用。
在上述实施例中，表示了在向燃烧室直接喷射燃料的直喷式发动机中使用本发明的点火装置1的例子，但也可以在向吸气阀的吸气上游侧(吸气端口内)喷射燃料的端口喷射式的发动机中使用。
在上述实施例中，公开了将本发明的点火装置1用于在汽缸内积极地产生混合气的旋绕流(滚流或旋流等)的发动机的例子，但也可以在不具有旋绕流控制机构(滚流控制阀或旋流控制阀等)的发动机中使用。
标号说明
1 点火装置
2 火花塞
3 点火线圈
4 ECU(控制装置)
5、106 1次线圈
6、107 2次线圈
8、102 主点火电路
9、103 能量投入电路
10、111 反馈电路
30 2次电流指令电路
IGa 2次电流指令信号

Claims (6)

1.一种点火装置(1)，是内燃机用的点火装置(1)，其特征在于，
具备：
主点火电路(8)，进行点火线圈(3)的1次线圈(5)的通电控制，使火花塞(2)产生火花放电；
能量投入电路(9)，在通过该主点火电路(8)的动作而开始的火花放电中，进行上述1次线圈(5)的通电控制，在上述点火线圈(3)的2次线圈(6)中持续流过相同方向的2次电流，使通过上述主点火电路(8)的动作而开始的火花放电持续；
反馈电路(10)，检测2次电流并向上述能量投入电路(9)反馈；以及
2次电流指令电路(30)，从其他的控制装置(4)接受表示2次电流的指令值的2次电流指令信号(IGa)的输入；
2次电流的指令值根据表示上述内燃机的运转状态的发动机参数求出；
上述能量投入电路(9)具备投入用开关部(24)，该投入用开关部(24)基于上述2次电流的指令值来进行用于维持2次电流的上述1次线圈(5)的通电控制；
上述反馈电路(10)，根据将从上述2次电流指令电路(30)输出的2次电流的指令值与2次电流的检测值进行比较的结果，向上述能量投入电路(9)输出用来进行上述1次线圈(5)的通电控制的控制信号。
2.如权利要求1所述的点火装置(1)，其特征在于，
从上述控制装置(4)向上述点火装置(1)输出用来使上述能量投入电路(9)动作的放电持续信号(IGw)；
上述能量投入电路(9)在上述放电持续信号(IGw)被输入的期间进行上述1次线圈(5)的通电控制；
上述2次电流指令信号(IGa)和上述放电持续信号(IGw)通过相互不同的信号线而被从上述控制装置(4)向上述点火装置(1)输出。
3.如权利要求1或2所述的点火装置(1)，其特征在于，
上述2次电流指令信号(IGa)利用信号线而被从上述控制装置(4)向上述点火装置(1)输出；
上述2次电流指令电路(30)根据信号线的电位掌握上述2次电流的指令值。
4.如权利要求1所述的点火装置(1)，其特征在于，
上述2次电流指令信号(IGa)被作为模拟的电压信号来指示。
5.一种点火系统，具备权利要求1所述的点火装置(1)、和控制上述点火装置的上述控制装置(4)，其特征在于，
上述控制装置(4)具备：
点火信号发送部(4a)，将用来使上述主点火电路(8)动作的点火信号(IGt)作为脉冲信号向上述点火装置(1)发送；以及
合成信号发送部(4b)，生成包括用来使上述能量投入电路(9)动作的放电持续信号(IGw)和上述2次电流指令信号(IGa)的合成信号(IGwa)，并向上述点火装置(1)发送；
上述合成信号(IGwa)是与上述点火信号(IGt)的上升定时P1同时上升或比上述定时P1延迟上升的脉冲信号；
上述合成信号(IGwa)通过上述合成信号(IGwa)的上升定时Pa与上述点火信号(IGt)的上升定时P1之间的时间差来指示上述2次电流的指令值；
指示以比上述点火信号(IGt)的下降定时P2靠后规定时间的定时P3为起始期、以上述合成信号(IGwa)的下降定时P4为结束期的期间，作为持续进行持续火花放电的期间。
6.如权利要求5所述的点火系统，其特征在于，
上述合成信号发送部(4b)将至少两个汽缸的量的、每个汽缸的上述合成信号(IGwa)进行复用而向上述点火装置(1)发送。
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