CN114041011B - 点火控制装置 - Google Patents
点火控制装置 Download PDFInfo
- Publication number
- CN114041011B CN114041011B CN202080027790.6A CN202080027790A CN114041011B CN 114041011 B CN114041011 B CN 114041011B CN 202080027790 A CN202080027790 A CN 202080027790A CN 114041011 B CN114041011 B CN 114041011B
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- signal
- ignition
- level
- circuit
- ignition control
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
Images
Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02P—IGNITION, OTHER THAN COMPRESSION IGNITION, FOR INTERNAL-COMBUSTION ENGINES; TESTING OF IGNITION TIMING IN COMPRESSION-IGNITION ENGINES
- F02P3/00—Other installations
- F02P3/02—Other installations having inductive energy storage, e.g. arrangements of induction coils
- F02P3/04—Layout of circuits
- F02P3/0407—Opening or closing the primary coil circuit with electronic switching means
- F02P3/0435—Opening or closing the primary coil circuit with electronic switching means with semiconductor devices
- F02P3/0442—Opening or closing the primary coil circuit with electronic switching means with semiconductor devices using digital techniques
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02P—IGNITION, OTHER THAN COMPRESSION IGNITION, FOR INTERNAL-COMBUSTION ENGINES; TESTING OF IGNITION TIMING IN COMPRESSION-IGNITION ENGINES
- F02P3/00—Other installations
- F02P3/02—Other installations having inductive energy storage, e.g. arrangements of induction coils
- F02P3/04—Layout of circuits
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02P—IGNITION, OTHER THAN COMPRESSION IGNITION, FOR INTERNAL-COMBUSTION ENGINES; TESTING OF IGNITION TIMING IN COMPRESSION-IGNITION ENGINES
- F02P15/00—Electric spark ignition having characteristics not provided for in, or of interest apart from, groups F02P1/00 - F02P13/00 and combined with layout of ignition circuits
- F02P15/08—Electric spark ignition having characteristics not provided for in, or of interest apart from, groups F02P1/00 - F02P13/00 and combined with layout of ignition circuits having multiple-spark ignition, i.e. ignition occurring simultaneously at different places in one engine cylinder or in two or more separate engine cylinders
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02P—IGNITION, OTHER THAN COMPRESSION IGNITION, FOR INTERNAL-COMBUSTION ENGINES; TESTING OF IGNITION TIMING IN COMPRESSION-IGNITION ENGINES
- F02P15/00—Electric spark ignition having characteristics not provided for in, or of interest apart from, groups F02P1/00 - F02P13/00 and combined with layout of ignition circuits
- F02P15/10—Electric spark ignition having characteristics not provided for in, or of interest apart from, groups F02P1/00 - F02P13/00 and combined with layout of ignition circuits having continuous electric sparks
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02P—IGNITION, OTHER THAN COMPRESSION IGNITION, FOR INTERNAL-COMBUSTION ENGINES; TESTING OF IGNITION TIMING IN COMPRESSION-IGNITION ENGINES
- F02P17/00—Testing of ignition installations, e.g. in combination with adjusting; Testing of ignition timing in compression-ignition engines
- F02P17/12—Testing characteristics of the spark, ignition voltage or current
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02P—IGNITION, OTHER THAN COMPRESSION IGNITION, FOR INTERNAL-COMBUSTION ENGINES; TESTING OF IGNITION TIMING IN COMPRESSION-IGNITION ENGINES
- F02P3/00—Other installations
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02P—IGNITION, OTHER THAN COMPRESSION IGNITION, FOR INTERNAL-COMBUSTION ENGINES; TESTING OF IGNITION TIMING IN COMPRESSION-IGNITION ENGINES
- F02P3/00—Other installations
- F02P3/02—Other installations having inductive energy storage, e.g. arrangements of induction coils
- F02P3/04—Layout of circuits
- F02P3/05—Layout of circuits for control of the magnitude of the current in the ignition coil
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02P—IGNITION, OTHER THAN COMPRESSION IGNITION, FOR INTERNAL-COMBUSTION ENGINES; TESTING OF IGNITION TIMING IN COMPRESSION-IGNITION ENGINES
- F02P5/00—Advancing or retarding ignition; Control therefor
- F02P5/04—Advancing or retarding ignition; Control therefor automatically, as a function of the working conditions of the engine or vehicle or of the atmospheric conditions
- F02P5/145—Advancing or retarding ignition; Control therefor automatically, as a function of the working conditions of the engine or vehicle or of the atmospheric conditions using electrical means
- F02P5/15—Digital data processing
- F02P5/1502—Digital data processing using one central computing unit
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Combustion & Propulsion (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Theoretical Computer Science (AREA)
- Signal Processing (AREA)
- Ignition Installations For Internal Combustion Engines (AREA)
Abstract
点火控制装置(1)具备点火线圈(2)、进行主点火动作的主点火电路部(3)和进行能量投放动作的能量投放电路部(4),在点火控制装置(1)中,设置有信号分离电路部(5),信号分离电路部(5)接收作为统合有主点火信号(IGT)、能量投放信号(IGW)和目标二次电流指令信号(IGA)的信号的点火控制信号(IG),并对接收到的点火控制信号(IG)中包含的信号进行分离。信号分离电路部(5)将从点火控制信号(IG)最初自第1电平向第2电平变化起经过待机时间(twait)且信号电平为第2电平的时间点作为主点火信号(IGT)的开始,且将这之后点火控制信号(IG)成为第1电平的时间点作为主点火信号(IGT)的结束,来生成主点火信号(IGT)。
Description
技术领域
本申请涉及控制内燃机等的点火的点火控制装置。
背景技术
火花点火式的车辆发动机中的点火控制装置具备在按各气缸设置的火花塞上连接了具有一次线圈和二次线圈的点火线圈的点火装置,通过施加在切断向一次线圈的通电时由二次线圈产生的高电压,由此产生火花放电。另外,为了提高基于火花放电实现的对混合气体的点火性,设置有在火花放电开始之后投放放电能量的机构。
此时,进行使一个点火线圈的点火动作反复的多次点火虽也是可能的,但为了进行更稳定的点火控制,有在由主点火动作产生的火花放电中追加放电能量而使二次电流叠加地增加的方案。例如,在专利文献1中提出了如下的点火装置,其构成为:针对各气缸设置两个系统的能量供给机构,在通过一个系统的能量供给机构开始了主点火之后,使另一个系统的能量供给机构动作,而在二次线圈中继续流过同一方向的二次电流,由此使火花放电继续。
专利文献1所公开的点火装置具有主点火电路和能量投放电路这两个系统的能量供给机构,并且在其中一方的系统上设置共通的信号线,由此抑制控制侧的输出端子的短缺等。共通的信号线的一端部与控制侧的输出端子连接且另一端部在途中分支,分支出的各信号线分别与按气缸设置的能量投放电路连接。这样,能够通过一根信号线的追加来控制多个气缸的能量投放。
在先技术文献
专利文献
专利文献1:日本特开2017-210965号公报
发明内容
在专利文献1的结构中,用于使共通的信号线在途中分支的分支连接器、分支线按各气缸设置。因此,气缸数越增加,布线越复杂,为了确保分支部的可靠性而导致分支部分变得大型,体格容易增大。另外,由于至少发送主点火用和能量投放用的多个信号,因此例如存在因在点火动作中输入信号而产生噪声等的隐患,为了避免其影响而有时需要静噪滤波器等应对策略。
因此,期望将连接装置之间的信号线进一步统合来减少连接器端子、连接端口的数量,另外,期望抑制点火动作对信号的发送等造成的影响,从而无需追加静噪滤波器等,使系统结构简易。
本发明要提供能够使用更少的信号线来接收发送用于实施主点火动作和能量投放动作的信号的小型且高性能的点火控制装置。
本发明的一方案的点火控制装置具备:
点火线圈,其利用流过一次线圈的一次电流的增减来使与火花塞连接的二次线圈产生放电能量;
主点火电路部,其进行控制向所述一次线圈的通电而在所述火花塞上发生火花放电的主点火动作;以及
能量投放电路部,其进行对因所述主点火动作而流过所述二次线圈的二次电流叠加同极性的电流的能量投放动作,其中,
所述点火控制装置具备信号分离电路部,所述信号分离电路部接收作为统合有主点火信号、能量投放信号和目标二次电流指令信号的信号的点火控制信号,并对接收到的所述点火控制信号中包含的信号进行分离,其中,所述主点火信号用于控制所述主点火动作,所述能量投放信号用于控制所述能量投放动作,
所述点火控制信号是包括脉冲状的第1信号及第2信号、且在所述主点火动作之前开始发送的信号,
所述信号分离电路部具有主点火信号生成电路,该主点火信号生成电路在将所述点火控制信号的信号电平最初从第1电平向第2电平变化的所述第1信号的检出开始时间点作为起点而经过待机时间且所述点火控制信号的信号电平为所述第2电平时,将该时间点作为所述主点火信号的开始,将该时间点之后所述点火控制信号的信号电平成为所述第1电平的所述第2信号的检出结束时间点作为所述主点火信号的结束,来生成所述主点火信号,
所述主点火电路部根据所述主点火信号的开始而向所述一次线圈通电,根据所述主点火信号的结束而切断向所述一次线圈的通电。
在所述点火控制装置中,由信号分离电路部接收的点火控制信号包含主点火信号、能量投放信号及目标二次电流指令信号这三个信号的信息,能够基于其信号波形来分离为各信号。例如,主点火信号如下这样生成:将在从信号电平最初自第1电平向第2电平变化起经过了规定的待机时间时信号电平处于第2电平作为开始条件,且将这之后信号电平成为第1电平作为结束条件,来生成主点火信号。主点火电路部基于生成的主点火信号来进行向一次线圈的通电动作,实施主点火动作。在接着主点火动作进行能量投放动作的情况下,由信号分离电路部进一步分离生成能量投放信号及目标二次电流指令信号。
这样,由于能够将用于主点火及能量投放的多个信号汇总为一个点火控制信号而由一个信号线进行发送,因此无需按各气缸设置多个信号线或者从共通的信号线进行分支。另外,由于能够在主点火动作的开始前发送用于能量投放动作的信号,因此用于主点火的通电动作不易受到噪声的影响。因而,能够在削减布线数、连接器数、连接端口数来抑制系统结构的复杂化、大型化的同时进行效率高的点火控制。
如上所述,根据上述方案,能够使用更少的信号线来发送接收用于实施主点火动作和能量投放动作的信号,能够提供小型且高性能的点火控制装置。
附图说明
本发明的上述目的及其他目的、特征、优点通过一边参照附图一边如下述那样详细地记载而得以更加明确。在附图中:
图1是实施方式1中的点火控制装置的电路结构图;
图2是实施方式1中的在点火控制装置中接收的点火控制信号的波形图;
图3是实施方式1中的构成点火控制装置的点火装置的信号分离电路部的电路结构图;
图4是表示实施方式1中的点火控制信号与主点火用及能量投放用栅极信号之间的关系的时间图;
图5是表示实施方式1中的基于在点火控制装置中生成的各种信号进行的主点火动作及能量投放动作的变迁的时间图;
图6是实施方式1中的构成点火装置的波形整形电路的电路结构图;
图7是表示实施方式1中的点火控制信号与在波形整形电路中生成的各种信号之间的关系的时间图;
图8是实施方式1中的构成点火装置的IGT生成电路的电路结构图;
图9是表示实施方式1中的点火控制信号与在IGT生成电路中生成的各种信号之间的关系的时间图;
图10是实施方式1中的构成点火装置的IGW生成电路的电路结构图;
图11是表示实施方式1中的点火控制信号与在IGW生成电路中生成的各种信号之间的关系的时间图;
图12是表示实施方式1中的由构成点火装置的IGA生成电路生成的信号与能量投放动作之间的关系的时间图;
图13是实施方式1中的构成波形整形电路的复位电路的电路结构图;
图14是表示实施方式1中的在复位电路生成的复位信号与各种信号之间的关系的时间图;
图15是表示实施方式2中的点火控制信号与在信号分离电路部生成的各种信号之间的关系以及主点火动作及能量投放动作的变迁的时间图;
图16是表示实施方式3中的点火控制信号与在信号分离电路部生成的各种信号及待机时间之间的关系的时间图;
图17是实施方式4中的将点火控制信号与在信号分离电路部生成的各种信号之间的关系在使待机时间可以根据发动机运转条件来变化的情况下进行比较而得到的时间图;
图18是表示实施方式4中的发动机运转条件与在信号分离电路部中设定的待机时间之间的关系的图;
图19是表示实施方式5中的由点火控制装置实施的主点火动作及能量投放动作的顺序的流程图;
图20是将实施方式5中的基于图19的主点火动作及能量投放动作的顺序针对实施方式1~3进行比较来表示的流程图;
图21是将实施方式5中的由点火控制装置实施的主点火动作及能量投放动作的示例针对实施方式1来表示的时间图;
图22是实施方式6中的构成点火装置的IGT生成电路的电路结构图;
图23是表示实施方式6中的点火控制信号与在IGT生成电路生成的各种信号之间的关系的时间图;
图24是实施方式6中的构成点火装置的IGT生成电路的电路结构图;
图25是表示实施方式6中的点火控制信号与在IGT生成电路生成的各种信号之间的关系的时间图;
图26是实施方式6中的构成点火装置的IGW生成电路的电路结构图;
图27是表示实施方式6中的点火控制信号与在IGW生成电路生成的各种信号之间的关系的时间图;
图28是表示实施方式6中的由构成点火装置的IGA生成电路生成的信号与各种信号之间的关系的时间图;
图29是表示实施方式6中的由构成点火装置的IGA生成电路生成的信号与各种信号之间的关系的时间图;
图30是实施方式7中的点火控制装置的电路结构图。
具体实施方式
(实施方式1)
参照图1~图14对点火控制装置的实施方式1进行说明。
在图1中,点火控制装置1适用于例如车载用的火花点火式发动机等内燃机,控制按各气缸设置的火花塞P的点火。点火控制装置1具备设置有点火线圈2、主点火电路部3、能量投放电路部4和信号分离电路部5的点火装置10,并且具备向点火装置10赋予点火指令的作为点火控制信号发送部的发动机用电子控制装置(以下,简称为发动机ECU:ElectronicControl Unit)100。
点火线圈2利用流过一次线圈21的一次电流I1的增减来使与火花塞P连接的二次线圈22产生放电能量。主点火电路部3进行控制向点火线圈2的一次线圈21的通电来在火花塞P上发生火花放电的主点火动作。能量投放电路部4进行对因主点火动作而流过二次线圈22的二次电流I2叠加同极性的电流的能量投放动作。
一次线圈21例如具有主一次线圈21a及副一次线圈21b,能量投放电路部4通过控制向副一次线圈21b的通电,从而能够控制能量投放动作。
信号分离电路部5接收从发动机ECU100发送的点火控制信号IG,将点火控制信号IG中包含的信号分离。点火控制信号IG是将控制主点火动作的主点火信号IGT、控制能量投放动作的能量投放信号IGW及目标二次电流指令信号IGA统合而成的信号,例如以脉冲状的一个信号或者两个信号的组合的形式被接收。点火控制信号IG在信号分离电路部5中被再次分离为各信号,例如通过分离生成主点火信号IGT而能够实施主点火动作。
此时,信号分离电路部5基于点火控制信号IG的信号电平来生成主点火信号IGT。具体而言,如图2所示,在将信号电平最初从第1电平(例如L电平)向第2电平(例如H电平)变化的时间点作为起点而经过待机时间twait且点火控制信号IG的信号电平为第2电平(例如H电平)时,将该时间点作为主点火信号IGT的开始,且在该时间点之后点火控制信号IG的信号电平成为第1电平(例如L电平)时,将该时间点作为主点火信号IGT的结束。
待机时间twait是为了从点火控制信号IG生成主点火信号IGT而预先设定的时间,如后所述,相当于从点火控制信号IG的信号电平的切换(例如上升)到主点火信号IGT的信号电平的切换(例如上升)为止的期间。
伴随于此,在主点火电路部3中,实施根据主点火信号IGT的开始而向一次线圈21通电且根据主点火信号IGT的结束而切断向一次线圈21的通电的主点火动作。另外,点火控制信号IG的信号电平用H电平和L电平这两个电压电平来表示,在达到或高于预先设定的阈值电压时成为H电平,在低于阈值电压时成为L电平。在本方案中,以下,将第1电平对应于L电平且第2电平对应于H电平来进行说明。
在本方案中,点火控制信号IG作为脉冲状的包括第1信号IG1及第2信号IG2的信号来生成。发动机ECU100在每一燃烧循环(例如720°CA)中生成将上述两个信号IG1、IG2组合而成的点火控制信号IG并在主点火动作之前向信号分离电路部5发送。
另外,点火控制信号IG中的第1信号IG1与第2信号IG2的识别例如通过在开始了点火控制装置1的动作之后将从发动机ECU100向点火装置10输入的初次的输入信号作为第1信号IG1且将下次的输入信号作为第2信号IG2来进行。针对这以后的输入信号,也通过反复进行同样的动作而能够进行输入信号的识别。
这种情况下,如图3所示,信号分离电路部5具有接收点火控制信号IG且从接收到的点火控制信号IG中分别分离出点火控制信号IG所包含的三个信号的电路。
具体而言,具有主点火信号生成电路(以下,称为IGT生成电路)52,该主点火信号生成电路52如图4所示在从第1信号IG1的检出开始时间点(即上升)经过待机时间twait且第2信号IG2的信号电平为第2电平(即H电平)时,将该时间点作为主点火信号IGT的开始,将第2信号IG2的检出结束时间点(即下降)作为主点火信号IGT的结束,从而生成主点火信号IGT。IGT生成电路52可以具备用于生成待机时间twait的电路。
另外,信号分离电路部5能够基于第1信号IG1及第2信号IG2的脉冲波形信息来生成能量投放信号IGW,并基于第1信号IG1的脉冲波形信息来生成目标二次电流指令信号IGA。脉冲波形信息是指基于一个以上的脉冲的上升或下降而确定的期间或间隔等的信息,包含脉冲的上升、下降的期间、多个脉冲的上升、下降的间隔等。
在本方案中,具有例如基于作为第1信号IG1及第2信号IG2的检测间隔的上升间隔tIGW_IN来生成能量投放信号IGW的能量投放信号生成电路(以下,称为IGW生成电路)53。另外,可以设置基于作为第1信号IG1的检测期间的上升期间tIGA_IN来生成目标二次电流指令信号IGA的目标二次电流指令信号生成电路(以下,称为IGA生成电路)54。
点火控制装置1基于主点火信号IGT使主点火电路部3动作来实施主点火动作。另外,在主点火之后,基于能量投放信号IGW使能量投放电路部4动作来实施能量投放动作,从而使火花放电继续进行。根据目标二次电流指令信号IGA来指示在该继续放电中投放的能量。点火控制装置1还具备对二次电流I2进行反馈控制的反馈控制部6,以基于目标二次电流指令信号IGA来使流过点火线圈2的二次线圈22中的二次电流I2成为目标二次电流值I2tgt的方式进行反馈控制。
以下,对点火控制装置1的各部结构详细进行说明。
适用本方案的点火控制装置1的发动机例如是四缸发动机,与各气缸对应地设置有火花塞P(例如在图1中表示为P#1~P#4),并且与火花塞P分别对应地设置有点火装置10。从发动机ECU100向各点火装置10分别发送点火控制信号IG。
火花塞P是具备对置的中心电极P1和接地电极P2的公知的结构,将形成在两电极的前端之间的空间设为火花间隙G。向火花塞P供给基于点火控制信号IG而由点火线圈2产生的放电能量,从而在火花间隙G中发生火花放电,能够对未图示的发动机燃烧室内的混合气体进行点火。基于点火控制信号IG所包含的主点火信号IGT、能量投放信号IGW及目标二次电流指令信号IGA来控制向点火线圈2的通电。
点火线圈2通过成为一次线圈21的主一次线圈21a或副一次线圈21b与二次线圈22彼此磁耦合而构成公知的升压变压器。二次线圈22的一端与火花塞P的中心电极P1连接,另一端经由第1二极管221及二次电流检测电阻R1接地。第1二极管221以阳极端子与二次线圈22连接且阴极端子与二次电流检测电阻R1连接的方式配置,限制流过二次线圈22的二次电流I2的方向。二次电流检测电阻R1与详情在后叙述的二次电流反馈电路(例如图1中表示为I2F/B)61一起构成反馈控制部6。
主一次线圈21a与副一次线圈21b串联连接,并且相对于车辆蓄电池等直流电源B并联连接。具体而言,在主一次线圈21a的一端与副一次线圈21b的一端之间设置中间分接抽头23,在中间分接抽头23连接有直至直流电源B的电源线L1。主一次线圈21a的另一端经由主点火用的开关元件(以下,简称为主点火开关)SW1接地,副一次线圈21b的另一端经由继续放电用的开关元件(以下,简称为继续放电开关)SW2接地。
由此,在主点火开关SW1或继续放电开关SW2的接通驱动时,能够向一次线圈21a或者副一次线圈21b施加蓄电池电压。主点火开关SW1构成主点火电路部3,继续放电开关SW2构成能量投放电路部4。
点火线圈2通过将一次线圈21及二次线圈22卷绕于例如绕着铁心24配置的一次线圈用绕线管及二次线圈用绕线管来一体地构成。此时,通过充分增大作为一次线圈21的主一次线圈21a或副一次线圈21b的匝数与二次线圈22的匝数之比即匝数比,由此能够使二次线圈22产生与匝数比对应的规定的高电压。主一次线圈21a和副一次线圈21b以使在来自直流电源B的通电时产生的磁通的方向相反的方式卷绕,副一次线圈21b的匝数设定为比主一次线圈21a的匝数少。
由此,在利用因向主一次线圈21a的通电的切断而产生的电压来在火花塞P的火花间隙G中产生放电之后,通过向副一次线圈21b的通电而产生相同方向的叠加磁通,从而能够叠加地增加放电能量。
主点火电路部3具备主点火开关SW1和对主点火开关SW1进行接通断开驱动的主点火动作用的开关驱动电路(以下,称为主点火用驱动电路)31。主点火开关SW1是电压驱动型的开关元件,例如为IGBT(即,绝缘栅型双极晶体管),根据向栅极端子输入的栅极信号IGBT_gate来控制栅极电位,由此导通或切断集电极端子与发射极端子之间。主点火开关SW1的集电极端子与主一次线圈21a的另一端连接,发射极端子接地。
从信号分离电路部5输出的主点火信号IGT经由输出信号线L2向主点火用驱动电路31的输入端子输入。主点火用驱动电路31根据主点火信号IGT来驱动主点火开关SW1。
主点火用驱动电路31(例如参照图4)生成与主点火信号IGT对应的栅极信号IGBT_gate,在规定的时机下对主点火开关SW1进行接通驱动或者断开驱动。
具体而言(例如参照图5),当因主点火信号IGT的上升而接通主点火开关SW1时,开始向主一次线圈21a的通电,流过一次电流I1。接着,当因主点火信号IGT的下降而断开主点火开关SW1时,切断向主一次线圈21a的通电,通过互感作用而在二次线圈22上产生高电压。该高电压被向火花塞P的火花间隙G施加,从而产生火花放电,流过二次电流I2。
另外,主点火信号IGT的上升期间tIGT(即,从上升到下降为止的期间)例如以在切断向一次线圈21的通电时一次电流I1成为规定的值的方式适当设定。
能量投放电路部4具备继续放电开关SW2和副一次线圈控制电路41,该副一次线圈控制电路41输出用于对继续放电开关SW2进行接通断开驱动的驱动信号来控制副一次线圈21b的通电。另外,设置有对与副一次线圈21b连接的回流路径L11进行开闭的开关元件(以下,简称为回流开关)SW3,根据来自副一次线圈控制电路41的驱动信号来进行接通断开动作。
继续放电开关SW2及回流开关SW3是电压驱动型的开关元件,例如为MOSFET(即,场效应型晶体管),根据向栅极端子输入的栅极信号MOS_gate1、MOS_gate2来分别控制栅极电位,由此导通或切断漏极端子与源极端子之间。继续放电开关SW2的漏极端子与副一次线圈21b的另一端连接,源极端子接地。
回流路径L11设置在副一次线圈21b的另一端(即,与主一次线圈21a相反的一侧)与电源线L1之间。回流开关SW3的漏极端子连接到副一次线圈21b的另一端与继续放电开关SW2的连接点,源极端子经由第2二极管11与电源线L1连接。另外,在电源线L1上的位于与回流路径L11连接的连接点和直流电源B之间的部位设置有第3二极管12。第2二极管11将朝向电源线L1的方向作为正向,第3二极管12将朝向一次线圈21的方向作为正向。
从信号分离电路部5输出的能量投放信号IGW和目标二次电流指令信号IGA经由输出信号线L3、L4向副一次线圈控制电路41的输入端子输入。另外,从反馈控制部6的二次电流反馈电路61向副一次线圈控制电路41输入反馈信号SFB,此外,从电源线L1向副一次线圈控制电路41输入蓄电池电压信号SB。
副一次线圈控制电路41(例如参照图4)生成栅极信号MOS_gate1、MOS_gate2来驱动继续放电开关SW2及回流开关SW3。此时,以在由能量投放信号IGW指示的能量投放期间tIGW这期间中栅极信号MOS_gate2成为接通且维持由目标二次电流指令信号IGA指示的目标二次电流值I2tgt的方式,对栅极信号MOS_gate1进行接通断开驱动(例如参照图5)。
二次电流反馈电路61例如将基于二次电流检测电阻R1的二次电流I2的检测值作为反馈信号SFB输出,副一次线圈控制电路41基于二次电流I2的检测值与目标二次电流值I2tgt的比较结果来驱动继续放电开关SW2及回流开关SW3。此时,也可以基于蓄电池电压信号SB来判定可否进行能量投放动作。
具体而言,若是在从主点火信号IGT的下降经过规定的延迟期间tfil之后能量投放信号IGW上升,则与此同步地栅极信号MOS_gate2上升且回流开关SW3成为接通。接着,当因主点火动作而流过二次线圈22的二次电流I2(绝对值)降低而达到目标二次电流值I2tgt时,栅极信号MOS_gate1上升且继续放电开关SW2成为接通。由此,开始向副一次线圈21b的通电,二次电流I2被流过副一次线圈21b的电流INET叠加。
这里,目标二次电流值I2tgt成为用于使继续放电开关SW2接通的下限阈值(绝对值),由目标二次电流指令信号IGA来指示。就目标二次电流指令信号IGA而言,作为基于第1信号IG1的上升期间tIGA_IN的函数f(tIGA_IN)而在开始主点火动作之前被设定。另外,与下限阈值对应地设定用于使继续放电开关SW2断开的上限阈值(绝对值)。因而,当因能量供给使二次电流I2(绝对值)再次上升而达到规定的上限阈值时,栅极信号MOS_gate1下降且继续放电开关SW2成为断开。这样,继续放电开关SW2根据栅极信号MOS_gate1来反复接通断开,由此将二次电流I2维持在目标二次电流值I2tgt的附近。
另外,通过在继续放电开关SW2断开时将回流开关SW3接通,由此经由回流路径L11将副一次线圈21b的另一端与电源线L1连接。因而,在切断向副一次线圈21b的通电时流过回流电流,副一次线圈21b的电流缓慢地变化,因此能够抑制二次电流I2的急剧降低。
规定的延迟期间tfil例如以在因主点火动作而流过的二次电流I2降低某种程度之后实施能量投放动作的方式适当设定。这是为了将指示能量投放动作的实施期间的能量投放信号IGW在通过主点火动作而开始火花放电之后的规定的时机下输出,利用能量投放来有效地维持火花放电。
接着,使用图2~图5对信号分离电路部5的详细情况进行说明。
如图2所示,点火控制信号IG包含第1信号IG1及第2信号IG2,将与点火控制信号IG的上升一起输出的之前的信号设为第1信号IG1,将在第1信号IG1的下降后输出的之后的信号设为第2信号IG2。
此时,点火控制信号IG根据从第1信号IG1的上升到第2信号IG2的上升为止的长度即上升间隔tIGW_IN来设定能量投放期间tIGW。另外,根据第1信号IG1的从上升到下降为止的长度即上升期间tIGA_IN来设定目标二次电流值I2tgt。
另外,点火控制信号IG的从上升到下降为止的期间是从第1信号IG1的上升到第2信号IG2的下降为止的期间,是将待机时间twait的长度和主点火信号IGT的上升期间tIGT的长度合起来的长度。换言之,点火控制信号IG在比主点火信号IGT的上升提早了待机时间twait的时机下输出。点火控制信号IG与主点火信号IGT同时下降,在这之后不从发动机ECU100发送信号。
在图3中,信号分离电路部5具有对点火控制信号IG进行波形整形的波形整形电路51、生成主点火信号IGT的IGT生成电路52、生成能量投放信号IGW的IGW生成电路53以及生成目标二次电流指令信号IGA的IGA生成电路54。另外,设置有生成复位信号RES的复位信号生成电路55。
如图4、图5所示,点火控制信号IG是合成有主点火信号IGT、能量投放信号IGW和目标二次电流指令信号IGA的合成信号,首先,在图3的波形整形电路51中进行滤波处理。由此,作为去除了噪声的包含矩形波形的第1信号IG1及第2信号IG2的矩形波信号1a而向IGT生成电路52及复位信号生成电路55输出。来自复位信号生成电路55的复位信号RES被分别向IGT生成电路52、IGW生成电路53、IGA生成电路54输出。
另外,基于矩形波信号1a,分别生成用于生成主点火信号IGT的信号IGT_DCT、用于生成能量投放信号IGW的信号IGW_DCT、用于生成目标二次电流指令信号IGA的信号IGA_DCT。上述的信号IGT_DCT、信号IGW_DCT、信号IGA_DCT被分别向IGT生成电路52、IGW生成电路53、IGA生成电路54输出。
以下,参照图6~图13,对构成信号分离电路部5的波形整形电路51、IGT生成电路52、IGW生成电路53及IGA生成电路54的结构分别进行说明。
如图6所示,波形整形电路51由第1比较器511、低通滤波器512、第1D型触发器513a~第3D型触发器513c、第1与电路514a~第4与电路514d及第1倒换器(Inverter)电路515a~第3倒换器电路515c构成。
在第1比较器511中,当向负输入端子施加成为阈值的基准电位Vth1且向正输入端子输入点火控制信号IG时,基于它们的比较结果而得出的输出信号从输出端子向低通滤波器512输入。低通滤波器512具有包括电阻R1和电容器C1的公知的滤波器结构。
由此,如图7所示,第1比较器511根据点火控制信号IG与基准电位Vth1的比较结果来使输出上升或降低,整形为H电平或L电平的二值信号。接着,通过低通滤波器512来除去高频噪声,由此将点火控制信号IG波形整形为具有上升沿及下降沿的矩形波状(即,图中的矩形波信号1a)。
被进行波形整形而得到的矩形波信号1a向第1D型触发器513a输入。第1D型触发器513a是用于检测出点火控制信号IG的第一次上升来作为信号IGT_DCT输出的电路。第1D型触发器513a中,向时钟端子(以下,称为CLK端子)输入矩形波信号1a,并且在数据端子(以下,称为D端子)连接有电源来供给相当于H电平的电位。由此,当与矩形波信号1a的上升同步地D端子的信号电平被锁存时,从输出端子(以下,称为Q端子)输出的信号IGT_DCT上升为H电平。
另外,向第1D型触发器513a的复位端子(以下,称为RES端子)输入来自复位信号生成电路55的复位信号RES,与复位信号RES从H电平切换为L电平同步地将锁存复位。
如图7所示,复位信号RES在从矩形波信号1a的第二次下降(即,与第2信号IG2的下降对应)经过规定的复位期间treswait之后,从H电平切换为L电平。由此,在每次输出点火控制信号IG时,从第1D型触发器513a输出作为点火控制信号IG的上升(即,第1信号IG1的上升)的检出信号的信号IGT_DCT,且因复位信号RES的下降而被复位。
第2D型触发器513b具有与第1D型触发器513a相同的结构,是用于基于从第1与电路514a向CLK端子输入的信号来检测出点火控制信号IG的第二次上升(即,第2信号IG2的上升)的电路。来自第2D型触发器513b的输出经由第1倒换器电路515a向第2与电路514b输入,作为用于检测出点火控制信号IG的第一次上升和再次上升的信号IGW_DCT而被输出。
另外,第3D型触发器513c具有与第1D型触发器513a相同的结构,是用于基于经由第2倒换器电路515b而从第2与电路514b向CLK端子输入的信号来检测出点火控制信号IG的第一次下降(即,第1信号IG1的下降)的电路。来自第3D型触发器513c的输出经由第3倒换器电路515c向第4与电路514d输入,作为用于检测出点火控制信号IG的第一次上升和第一次下降的信号IGA_DCT而被输出。
另外,也向第2D型触发器513b、第3D型触发器513c的RES端子输入来自复位信号生成电路55的复位信号RES,使得在与第1D型触发器513a相同的时机下将锁存复位。
向第1与电路514a的一个端子输入矩形波信号1a且向另一个端子输入来自第3D型触发器513c的Q端子的信号。
此时,第1与电路514a在一个端子因矩形波信号1a的第一次下降而成为H电平且之后另一个端子因矩形波信号1a的第二次上升而成为H电平的时机下,向第2D型触发器513b的CLK端子输出H电平的信号。由此,来自Q端子的输出成为H电平,该输出作为被第1倒换器电路515a翻转而得到的信号1b向第2与电路514b的一个端子输入。
即,如图7所示,信号1b是在初始状态下为H电平且会因点火控制信号IG的第二次上升而成为L电平的信号。向第2与电路514b的另一个端子输入来自第1D型触发器513a的Q端子的信号IGT_DCT。
此时,在信号1b为H电平且信号IGT_DCT为H电平时,从第2与电路514b输出成为H电平的信号IGW_DCT。即,信号IGW_DCT是在信号IGT_DCT成为H电平的时机上升且在信号1b成为L电平的时机下降的信号。
第3与电路514c中,向一个端子输入来自第1D型触发器513a的Q端子的信号IGT_DCT,且经由第2倒换器电路515b向另一个端子输入矩形波信号1a。
此时,第3与电路514c在信号IGT_DCT为H电平且矩形信号1a为L电平时向第3D型触发器513c的CLK端子输出H电平的信号。由此,来自Q端子的输出成为H电平,进而作为经由第3倒换器电路515c翻转而得到的信号1c向第4与电路514d的一个端子输入。
即,如图7所示,信号1c是在初始状态下为H电平且会因点火控制信号IG的第一次下降而成为L电平的信号。向第4与电路514d的另一个端子输入来自第1D型触发器513a的Q端子的信号IGT_DCT。
此时,在信号1c为H电平且信号IGT_DCT为H电平时,从第4与电路514d输出成为H电平的信号IGA_DCT。即,信号IGA_DCT是在信号IGT_DCT成为H电平的时机上升且在信号1b成为L电平的时机下降的信号。
如图8所示,IGT生成电路52包括用于生成待机时间twait的待机时间生成电路(以下,称为twait生成电路)521、与电路522、523、倒换器电路524。向IGT生成电路52输入来自波形整形电路51的矩形波信号1a、信号IGT_DCT,twait生成电路521生成用于确认保持了规定的待机时间twait这一情况的信号2b。与电路522基于从twait生成电路521输出的信号2b、矩形波信号1a来生成主点火信号IGT,与电路523基于将从twait生成电路521输出的信号2b利用倒换器电路524翻转而得到的信号、信号IGT_DCT来生成信号2c。
twait生成电路521例如使用包括多级(N级)JK触发器电路525的计数器电路来构成。第一级JK触发器电路525在J端子及K端子连接有电源而被供给相当于H电平的电位。向各级JK触发器电路525的CLK端子分别输入来自与电路526的信号2a,各级JK触发器电路525的Q端子分别与下一级JK触发器电路525的J端子及K端子连接。最终级(第N级)JK触发器电路525的Q端子与D型触发器电路527的CLK端子连接。
向各级JK触发器电路525的清零(Clear)端子(以下,称为CLR端子)输入来自复位信号生成电路55的复位信号RES,与复位信号RES从H电平切换为L电平同步地被复位。同样,向D型触发器电路527的RES端子输入复位信号RES,会因该复位信号RES的下降而被复位。
向与电路526输入信号IGT_DCT和来自外部的时钟发生电路的时钟信号,当在信号IGT_DCT的上升之后时钟信号上升时,与时钟信号同步地向各级JK触发器电路525输出信号2a。
由此,如图9所示,在信号IGT_DCT与矩形波信号1a同步地上升为H电平之后,来自与电路526的信号2a上升为H电平,由此开始计数动作。在初始状态下,第一级JK触发器电路525的输出3a、第二级JK触发器电路525的输出3b、……最终级JK触发器电路525的输出3c均成为L电平。接着,在每次输出信号2a时,第一级JK触发器电路525的输出3a翻转而向第二级JK触发器电路525的J端子及K端子输入。第二级JK触发器电路525在每次第一级JK触发器电路525的输出3a上升时将其输出3b翻转而同样地向下一级之后的JK触发器电路525传递信号。
通过依次反复进行上述动作,最终级JK触发器电路525的输出3c因来自前级的输入而翻转。并且,当向D型触发器电路527的CLK端子输入H电平的信号时,从D型触发器电路527输出的信号2b上升为H电平。
此时,多级JK触发器电路525的级数以能够进行与规定的待机时间twait对应的时间计测的方式适当设定。
从与电路522输出的主点火信号IGT由于信号2b和矩形波信号1a成为H电平,由此在从矩形波信号1a的上升经过规定的待机时间twait之后上升为H电平。之后,主点火信号IGT与矩形波信号1a的下降同步地下降为L电平。另外,从与电路523输出的信号2c由于信号2b的翻转信号和信号IGT_DCT成为H电平,由此在从矩形波信号1a的上升到信号2b的上升为止的期间成为H电平。该期间相当于规定的待机时间twait,当主点火信号IGT上升时,信号2c下降为L电平。
进而,从矩形波信号1a及主点火信号IGT的下降经过规定的复位期间treswait,复位信号RES下降。伴随于此,与信号IGT_DCT同样地,JK触发器电路525及D型触发器电路527的锁存被复位。
这样,伴随着矩形波信号1a的输出,生成主点火信号IGT。
IGW生成电路53例如使用图10所示的递增计数器电路531而如图11所示那样检测出信号IGW_DCT的上升间隔tIGW_IN,使用检测出的上升间隔tIGW_IN来生成能量投放信号IGW。上升间隔tIGW_IN可以直接设定为能量投放期间tIGW,或者也可以将使用规定的系数来乘以上升间隔tIGW_IN(例如2倍或1/2倍等)而得到的值设定为能量投放期间tIGW。IGW生成电路53具备例如与递增计数器电路531相同结构的递减计数器电路。
具体而言,在图10中,递增计数器电路531包括多级(N级)JK触发器电路532和与电路533来构成。第一级JK触发器电路532在J端子及K端子连接有电源而被供给相当于H电平的电位。Q端子与第二级JK触发器电路532的J端子及K端子连接,并且与到达N位的位计数器(IGW_COUNTER)的总线Lb连接。同样,第二级之后的JK触发器电路532的Q端子也与下一级的JK触发器电路532的J端子及K端子连接且与总线Lb连接。
向与电路533输入信号IGW_DCT和来自未图示的时钟发生电路的时钟信号。由此,当在信号IGT_DCT的上升之后时钟信号上升时,向各级JK触发器电路532的CLK端子输入来自与电路533的信号。
向各级JK触发器电路532的CLR端子输入来自复位信号生成电路55的复位信号RES,因该复位信号RES的下降而被复位。
由此,如图11所示,在信号IGW_DCT与矩形波信号1a同步地上升为H电平之后,来自与电路533的信号上升为H电平,由此开始基于递增计数器电路531进行的计数动作。在初始状态下,第一级JK触发器电路532的输出为L电平,来自第二级之后的JK触发器电路532的输出均成为L电平。接着,当向各级CLK端子输入来自与电路533的信号时,第一级JK触发器电路532的输出翻转而向总线Lb输出,并且向第二级JK触发器电路532的J端子及K端子输入。
即,来自第一级JK触发器电路532的输出切换为H电平,第二级之后的输出保持为L电平。之后,在每次输入来自与电路533的信号时,都向后级的JK触发器电路532传递信号,输出依次切换为H电平。这些输出经由总线Lb向位计数器IGW_COUNTER输出,由此能够在信号IGW_DCT成为H电平的期间进行基于递增计数器电路531的时间计测。
计测出的信号IGW_DCT的长度被保持为上升间隔tIGW_IN(即,矩形波信号1a的从第一次上升到第二次上升为止的间隔)。IGW生成电路53接着在从矩形波信号1a的第二次下降经过规定的延迟期间tfil之后,使能量投放信号IGW上升,并对与保持着的上升间隔tIGW_IN对应的时间进行递减计数。递减计数器电路可以设为与递增计数器电路531同样的结构。
这样,通过在主点火信号IGT之后的能量投放期间tIGW这期间中输出H电平信号,由此生成能量投放信号IGW。
如图12所示,IGA生成电路54检测出信号IGA_DCT的上升期间tIGA_IN,使用检测出的上升期间tIGA_IN来生成目标二次电流指令信号IGA。信号IGA_DCT的上升期间tIGA_IN的检出可以与上述的上升间隔tIGW_IN同样地例如使用与图10所示的递增计数器电路531同样结构的递增计数器电路。
如下述的表1中示出的一例那样,上升期间tIGA_IN指示主点火动作后的能量投放动作中的目标二次电流值I2tgt(绝对值)。即,目标二次电流值I2tgt由上升期间tIGA_IN的函数f(tIGA_IN)表示,根据上升期间tIGA_IN的长度来对目标二次电流值I2tgt进行可变设定。例如可以是,在tIGA_IN<0.25ms时,将目标二次电流值I2tgt设为60mA,在0.25ms≤tIGA_IN<0.75ms时,将目标二次电流值I2tgt设为90mA,在0.75ms≤tIGA_IN时,将目标二次电流值I2tgt设为120mA。另外,在没有检测出tIGA_IN的上升时,不进行能量投放动作,将目标二次电流值I2tgt设为0mA。
[表1]
t<sub>IGA_IN</sub> | I2tgt=f(t<sub>IGA_IN</sub>) |
在待机时间中未检测出下降 | 不进行能量投放动作(0mA) |
t<sub>IGA_IN</sub><0.25ms | 60mA |
0.25ms≤t<sub>IGA_IN</sub><0.75ms | 90mA |
0.75ms≤t<sub>IGA_IN</sub> | 120mA |
由此,在信号IGA_DCT成为H电平的期间,进行基于递增计数器电路的计数,检测出上升期间tIGA_IN(即,矩形波信号1a的从第一次上升到下降为止的长度)并保持。接着,若是在从因矩形波信号1a的第二次下降而引起的主点火动作经过规定的延迟期间tfil之后能量投放信号IGW上升,则以在能量投放期间tIGW这期间维持由上升期间tIGA_IN设定的目标二次电流值I2tgt的方式进行二次电流反馈控制。
具体而言,通过二次电流反馈电路61(例如参照图1),基于二次电流I2的检测值而从副一次线圈控制电路4输出栅极信号MOS_gate1、栅极信号MOS_gate2,从而对继续放电开关SW2、回流开关SW3进行接通断开控制,由此将二次电流I2维持在目标二次电流值I2tgt的附近。
如图13所示,复位信号RES的生成电路55例如使用生成复位期间treswait的treswait生成电路551和生成脉冲状的复位信号RES的复位脉冲生成电路552来构成。向与treswait生成电路551的输入侧连接的与电路553输入将来自波形整形电路51的矩形波信号1a经由倒换器电路554a翻转而得到的信号、将检测出第二次上升的信号1b经由倒换器电路554b翻转而得到的信号1d、将来自IGT生成电路52的信号2c经由倒换器电路554c翻转而得到的信号。
treswait生成电路551可以如上述的IGW生成电路53、IGA生成电路54那样设为使用了计数器电路(数字电路)的结构,但也可以如图所示那样由包括恒流源555、电容器C2和比较器CMP1的模拟电路来构成。treswait生成电路551中,在来自与电路553的信号为H电平时开关SW5成为接通,电容器C2与恒流源555连接而流过恒定电流。由此,电容器C2被充电,与电容器C2连接的比较器CMP1的正端子的输入电位4a超过向负端子供给的基准电位,由此来自比较器CMP1的信号4b成为H电平。
在电容器C2与比较器CMP1之间连接有一端接地的电阻R2的另一端,能够使用电容器C2和电阻R2的时间常数来调整成规定的复位期间treswait。另外,也可以与电阻R2并联地还设置放电用电阻R3,利用放电用开关SW6在放电用电阻R3与接地电位之间进行开闭。由此,例如与锁存复位同步地接通放电用开关SW6并经由放电用电阻R3将电容器C2的正端子侧与接地电位连接,由此能够进行快速的放电。
另外,复位脉冲生成电路552具有输出复位信号RES的与非电路556。向与非电路556输入来自treswait生成电路551的信号4b,并且还输入来自具有多个倒换器电路554d、554e以及配置在它们之间的电阻R4及电容器C3的延迟电路的信号4c。
此时,如图14所示,来自与电路553的输出在初始状态下成为L电平,仅在矩形波信号1a为L电平、信号1b为L电平(信号1d为H电平)且信号2c为L电平时成为H电平。即,在初始状态下,开关SW5断开,在信号1b因矩形波信号1a的第二次上升而成为L电平之后,信号2c经过待机时间twait而下降,进而矩形波信号1a下降,由此判断为点火控制信号IG的结束,使开关SW5成为接通。
伴随于此,当电容器C2的电位逐渐上升而使向比较器CMP1的输入电位4a达到规定的基准电位VthRES时,从比较器CMP1输出的信号4b成为H电平。接着,在规定的复位期间treswait之后,开关SW5断开,电容器C2放电而低于基准电位VthRES时,来自比较器CMP1的信号4b成为L电平。
信号4b在开关SW5接通且输入电位4a超过基准电位VthRES的期间成为H电平。信号4c是使信号4b延迟而得到的信号。在初始状态下,由于开关SW5是断开的,因此比较器CMP1的输出成为L电平,信号4c成为L电平。向与非电路558输入该信号4c和信号4b,仅在这两方信号都为H电平时,输出的复位信号RES成为L电平。
即,在初始状态下,复位信号RES成为H电平,当开关SW5因矩形波信号1a的第二次的下降而成为接通时,信号4b具有规定的延迟地成为H电平。接着,当使信号4b延迟而得到的信号4c成为H电平时,复位信号RES下降为L电平。由此,各电路的锁存被复位,信号1d成为L电平,开关SW5断开,通过电容器C2的放电使作为比较器CMP1的输出的信号4b在规定的期间tdischg之后成为L电平,由此复位信号RES再次上升为H电平,返回到初始状态。
这样,能够从复位脉冲生成电路552输出脉冲状的复位信号RES。另外,复位期间treswait设定为比能量投放期间tIGW长以避免能量投放动作时的复位动作。优选的是,考虑到主点火动作后的延迟期间tfil,以在经过能量投放期间tIGW之后实施复位动作的方式,适当设定与复位期间treswait相当的开关SW5的接通期间。
如以上所述,根据本方案,能够从发动机ECU100将包含主点火信号IGT、能量投放信号IGW及目标二次电流指令信号IGA的信息的点火控制信号IG预先向点火装置10发送,在信号分离电路部5中分离为各信号。并且,能够将分离出的信号在规定的时机下输出来实施主点火动作及能量投放动作。即,发动机ECU100能够在比主点火信号IGT提早了待机时间twait的时机下输出点火控制信号IG,并预先生成主点火及能量投放所需的信号,因此,能够实现可减少连接装置之间的信号线且利用简易的结构来抑制噪声等带来的影响的点火控制装置1。
另外,点火控制信号IG未必需要包括第1信号IG1和第2信号IG2,例如也可以设为在比主点火信号IGT提早了待机时间twait的时机上升且与主点火信号IGT同时下降的信号。这种情况下,从发动机ECU100在比主点火信号IGT提早了待机时间twait的时机下输出比主点火信号IGT长了待机时间twait的一个点火控制信号IG。由此,也可以适用于不伴有能量投放的通常的点火动作。
针对这样的点火控制信号IG的变形例,通过以下的实施方式2~4来进行说明。
(实施方式2)
参照图15对点火控制装置的实施方式2进行说明。
在上述的实施方式1中,针对在上述图1所示的点火控制装置1的信号分离部5中将点火控制信号IG分离为各信号来实施主点火动作及能量投放动作的情况进行了说明,但在本方案中,点火控制信号IG的信号波形不同,基于从点火控制信号IG分离生成的主点火信号IGT仅实施主点火动作。以下,以不同点为中心来进行说明。
另外,在实施方式2之后使用的符号中,与既往的实施方式中使用的符号相同的符号只要没有特别记载则表示与既往的实施方式相同的构成要素等。
在本方案中,点火控制装置1的基本结构及基本动作与上述的实施方式1相同,省略说明。
如图15所示,点火控制信号IG由脉冲状的一个信号构成,实质上作为一体化有第1信号IG1和第2信号IG2的信号而被接收。这种情况下,对点火控制信号IG进行波形整形而得到的矩形波信号1a也成为脉冲状的一个信号,基于其上升和下降来生成主点火信号IGT。
具体而言,当在信号分离电路部5的波形整形电路51中对点火控制信号IG进行波形整形而输出矩形波信号1a时,在IGT生成电路52中,在从矩形波信号1a的上升经过待机时间twait且信号电平为H电平时,该时间点成为主点火信号IGT的上升。另外,在上升时间点之后矩形波信号1a的信号电平成为L电平时,将该时间点作为主点火信号IGT的下降来生成主点火信号IGT。
伴随于此,主点火用驱动电路31驱动主点火开关SW1,因主点火信号IGT的上升而开始向主一次线圈21a的通电,由此流过一次电流I1。并且,通过切断向主一次线圈21a的通电而在二次线圈22产生高电压,流过二次电流I2。
同样,IGW生成电路53、IGA生成电路54生成基于矩形波信号1a得到的能量投放信号IGW、目标二次电流指令信号IGA。但是,由于在从矩形波信号1a的上升起直至经过待机时间twait为止没有检测出矩形波信号1a的下降和再次上升,因此能量投放信号IGW及目标二次电流指令信号IGA保持L电平,不实施能量投放动作。
这样,通过将点火控制信号IG设为包含一个或两个脉冲的信号波形,由此能够开始主点火动作且还能够指示能量投放动作的实施的有无。来自发动机ECU100的信号设定为:在不实施能量投放动作的情况下,发动机运转条件所要求的主点火信号IGT的上升期间tIGT要在待机时间twait的经过中开始。即,就点火控制信号IG而言,待机时间twait成为与上升期间tIGT重叠的长度,点火控制信号IG作为不区分第1信号IG1和第2信号IG2的一个信号而被发送。总之,来自发动机ECU100的信号以相对于上升期间tIGT回溯待机时间twait的量的方式进行发送,由此在仅实施主点火动作而不实施能量投放的情况下也能够容易地适用。
另外,在待机时间twait中未检测出点火控制信号IG的上升信号的情况能够通过IGW生成电路的IGW_counter与待机时间twait等价来判断。这种情况下,由于不需要能量投放动作,因此通过在从主点火动作经过规定的延迟期间tfil之后将主点火信号IGT、能量投放信号IGW、目标二次电流指令信号IGA等的计数器快速地复位,由此能够不等待复位期间treswait地移向下一点火动作。
(实施方式3)
参照图16对点火控制装置的实施方式3进行说明。
在上述的实施方式2中,针对在上述图1所示的点火控制装置1中基于点火控制信号IG的信号波形而仅实施主点火动作的情况进行了说明,但在本方案中,例示出基于信号波形中的待机时间twait来判断主点火动作的实施的有无且不实施主点火动作的情况。
在本方案中,点火控制装置1的基本结构及基本动作与上述的实施方式1、2相同,以下,以不同点为中心来进行说明。
图16中的左图[A]所示的点火控制信号IG由脉冲状的一个信号构成,具有例如相当于第1信号IG1的比较短的脉冲宽度。这种情况下,在从进行波形整形而得到的矩形波信号1a的上升经过了待机时间twait的时间点下信号电平成为L电平,不输出主点火信号IGT。
具体而言,当从信号分离电路部5的波形整形电路51输出对点火控制信号IG进行波形整形而得到的矩形波信号1a时,在IGA生成电路54中,基于其上升期间tIGA_IN来生成目标二次电流指令信号IGA。但是,在这之后未接收到相当于第2信号IG2的信号,从矩形波信号1a的上升起直至经过待机时间twait为止没有检测出再次上升,因此不输出主点火信号IGT及能量投放信号IGW。
此时,不开始向主一次线圈21a的通电,不流过一次电流I1。即,不实施主点火动作及能量投放动作,也不流过二次电流I2、电流INET。
因而,在接收第1信号IG1之后因发动机运转条件的变更等某种原因而不需要主点火动作的情况下,停止来自发动机ECU100的第2信号IG2的发送,由此能够停止主点火动作。
另外,例如在输入了与其他的气缸的点火动作相伴的噪声等的情况下,即便在信号分离电路部5中被视作为第1信号IG1,在没有第2信号IG2的输入的情况下也不会生成主点火信号IGT,因此,能够避免误动作。
另外,如图16中的右图[B]所示,即使在点火控制信号IG由脉冲状的两个信号构成的情况下,在从矩形波信号1a的上升经过待机时间twait之前第2信号IG2的信号电平成为L电平的情况下,也不生成主点火信号IGT。这种情况下,由于在从矩形波信号1a的上升起直至经过待机时间twait为止检测出再次上升而设定上升间隔tIGW_IN,但是不会输出主点火信号IGT,因此能量投放信号IGW也不会被输出。
因而,即便是在开始了来自发动机ECU100的第2信号IG2的发送之后,通过在待机时间twait经过之前停止第2信号IG2的发送,也能够停止主点火动作。
由此,即便例如从外部向点火装置10输入类似于第1信号IG1的脉冲状的噪声,若是没有接着输入第2信号IG2,则也不会生成主点火信号IGT。因而,能够设计成不会基于错误的信号而开始主点火动作的抗噪声干扰能力强的点火控制装置1。
(实施方式4)
参照图17~图18来说明点火控制装置的实施方式4。
在上述的实施方式3中,针对在上述图1所示的点火控制装置1中点火控制信号IG的信号波形中的待机时间twait与主点火动作之间的关系进行了说明,但在本方案中,例示出使信号波形中的待机时间twait可以根据发动机运转条件来变化的情况。
在本方案中,点火控制装置1的基本结构及基本动作与上述的实施方式1~3相同,以下,以不同点为中心来进行说明。
在图17中,左图所示的点火控制信号IG与右图所示的点火控制信号IG形成为由第1信号IG1和第2信号IG2构成的相同波形,根据发动机运转条件而被进行可变设定的待机时间twait是不同的。发动机运转条件例如为发动机的转速,以转速越高而待机时间twait越短的方式设定。
具体而言,如图17中的左图所示,在转速1000rpm(即,周期120ms)这样的低旋转区域的示例中,待机时间twait设定得更长,在经过待机时间twait之前第2信号IG2下降。这种情况下,由于在经过了待机时间twait的时间点处矩形波信号1a的信号电平成为L电平,因此与上述的实施方式3同样地仅输出目标二次电流指令信号IGA。即,不输出主点火信号IGT,不实施主点火动作。
例如,也可以像混合动力车那样设定为在规定的低旋转区域进行马达驱动且停止点火动作。这种情况下,通过在对应的低旋转区域将待机时间twait设定得长,由此在经过待机时间twait之前第2信号IG2会下降。由此,能够进行不输出主点火信号IGT而不实施主点火动作的设定。
另一方面,如图17中的右图所示,在转速6000rpm(即,周期20ms)的高旋转区域的示例中,待机时间twait设定得更短,在经过待机时间twait之后,第2信号IG2下降。因此,在经过了待机时间twait的时间点处,矩形波信号1a的信号电平成为H电平,与上述的实施方式1同样地从信号分离电路部5输出主点火信号IGT、能量投放信号IGW及目标二次电流指令信号IGA。
伴随于此,通过与主点火信号IGT的上升同步地开始向主一次线圈21a的通电,由此流过一次电流I1,接着通过切断通电而流过二次电流I2。进而,在由能量投放信号IGW规定的期间中实施由目标二次电流指令信号IGA设定的能量投放动作,维持二次电流I2且流过电流INET。
当发动机的转速变化时,点火周期变化,因此期望以在与点火时机对应的通电时机下输出主点火信号IGT的方式设定待机时间twait。如上所述,主点火信号IGT在从矩形波信号1a的上升经过了待机时间twait的时间点处信号电平为H电平的情况下上升。因而,期望越是点火周期短的高旋转区域,待机时间twait设定得越短。
如图18所示,在根据发动机运转条件、例如发动机的转速来变更待机时间twait的情况下,可以连续地变化,也可以阶段性地变化。具体而言,随着转速增高,可以如左图所示那样设定为待机时间twait连续地变短,也可以如右图所示那样设定为,直至某转速N1为止待机时间twait都是固定的,之后在每次达到更高的转速N2、转速N3时待机时间twait阶段性地变短。
(实施方式5)
参照图19~图21对点火控制装置的实施方式5进行说明。
在本方案中,示出使用了上述的实施方式1所示的点火控制装置1的点火装置10的主点火动作及能量投放动作的顺序的一例。
如上述的图1所示,点火装置10将从发动机ECU100发送来的点火控制信号IG利用信号分离电路5接收,将分离出的主点火信号IGT向主点火电路部3的主点火用驱动电路31发送且向能量投放电路部4的副一次线圈控制电路41发送。
图19所示的流程图示出在点火装置10中为了从点火控制信号IG分离生成各信号而执行的顺序。在图20中,在同样的流程图中使用图中所示的箭头来对在上述的实施方式1~3中分别执行的顺序进行比较。在上述的实施方式1~3中,从彼此不同的点火控制信号IG经由不同的顺序分离出各信号。图21所示的时序图与实施方式1对应,如上述的图2所示,点火控制信号IG由第1信号IG1及第2信号IG2构成且实施主点火动作及能量投放动作这两方。
以下,参照21主要对实施方式1的顺序进行说明。
在图19、图20中,当由信号分离电路5开始信号分离处理时,首先,在步骤101中,判定是否检测出点火控制信号IG的上升。这里,针对将点火控制信号IG由波形整形电路51进行波形整形而得到的矩形波信号1a,判定是否检测出其最初的上升(即,第1信号IG1的上升)。
在步骤101进行了肯定判定时,进入步骤102,在进行了否定判定时,反复进行步骤101直至进行肯定判定为止。
在步骤102中,在IGA生成电路54中开始矩形波信号1a的上升期间tIGA_IN的检出,并且在IGW生成电路53中开始矩形波信号1a的上升间隔tIGA_IN的检出。上升期间tIGA_IN是矩形波信号1a的从第一次上升到下降为止的期间,在实施方式1中,对应于第1信号IG1的上升期间。上升间隔tIGW_IN是矩形波信号1a的从第一次上升到第二次下降为止的期间,在实施方式1中对应于第1信号IG1的上升与第2信号IG2的上升之间的间隔。
接着,进入步骤103,判定是否在IGA生成电路54中检测出矩形波信号1a的最初的下降(即,第1信号IG1的下降)。在步骤103进行了肯定判定时,进入步骤104,在进行了否定判定时,进入步骤105。
此时,通过步骤103进行肯定判定,由此在步骤104中确定上升期间tIGA_IN,并确定由其函数f(tIGA_IN)表示的目标二次电流值I2tgt。
如图21所示,在实施方式1中,通过检测出第1信号IG1的上升和下降来检测出矩形波信号1a的上升期间tIGA_IN(例如0.5ms)。伴随于此,从IGA生成电路54输出的目标二次电流指令信号IGA在逐渐上升之后保持为固定值。根据该上升期间tIGA_IN的长度来对目标二次电流值I2tgt进行可变设定,如上述的表1所示,例如为0.5ms时,目标二次电流值I2tgt为90mA。
接着,进入步骤106,判定是否在IGW生成电路53中检测出矩形波信号1a的第二次上升(即,第2信号IG2的上升)。在步骤106进行了肯定判定时,进入步骤107,在进行了否定判定时,进入步骤108。
此时,通过步骤106进行肯定判定,由此在步骤107中确定上升间隔tIGW_IN期间,并基于此来确定能量投放期间tIGW。
如图21所示,在实施方式1中,通过检测出第1信号IG1的上升和第2信号IG2的上升来检测出矩形波信号1a的上升间隔tIGW_IN(例如2.5ms)。伴随于此,设定与上升间隔tIGW_IN同等长度的能量投放期间tIGW(例如2.5ms),并在规定的待机时间twait之后输出能量投放信号IGA。
接着,进入步骤109,判定是否到达了规定的待机时间twait。待机时间twait由IGT生成电路52的twait生成电路521作为从矩形波信号1a的上升起算的经过时间来另行生成。在步骤109进行了肯定判定时,进入步骤110,开始实施能量供给用动作。这里,能量供给用动作是指主点火动作及能量投放动作,在实施方式1中,实施这两方。
具体而言,首先,在步骤111中判定矩形波信号1a的信号电平是否为H电平,在进行了肯定判定时,进入步骤112。在步骤112中,将从主点火用驱动电路31输出的栅极信号IGBT_gate设为H电平来对主点火开关SW1进行接通驱动。
由此,在图21中,主点火信号IGT上升,开始用于主点火动作的向一次线圈21的通电,使得一次电流I1上升。
在步骤111进行了否定判定时,进入步骤116。
在步骤113中判定矩形波信号1a的信号电平是否为L电平,在进行了肯定判定时,进入步骤114。在步骤114中,将栅极信号IGBT_gate设为L电平并断开主点火开关SW1。
由此,在图21中,主点火信号IGT下降(例如从上升起4ms之后),切断向一次线圈21的通电。并且,通过二次线圈22上产生的高电压而在火花塞P发生火花放电。
接着,在步骤115中,实施能量投放动作。具体而言,用于能量投放动作的栅极信号MOS_gate1、MOS_gate2基于在上述步骤104、107中确定了的目标二次电流值I2tgt、能量投放期间tIGW而在规定的时机下从副一次线圈控制电路41被输出,由此驱动继续放电开关SW2及回流开关SW3。
由此,在图21中,在从主点火信号IGT的下降起经过规定的延迟期间tfil之后(例如从上升起0.1ms之后),开始能量投放动作。能量投放动作以在规定的能量投放期间tIGW(例如2.5ms)这期间维持目标二次电流值I2tgt(例如90mA)的方式实施,流过二次电流I2、电流INET。
之后,进入步骤116,将用于能量投放动作的能量投放期间tIGW及目标二次电流值I2tgt复位。之后,暂时结束本处理。
由此,在图21中,在从矩形波信号1a的下降经过规定的复位期间treswait之后(例如从下降起4ms之后),用于能量投放动作的设定被复位,返回到初始状态。
这样,能够从上述的实施方式1所示的点火控制信号IG生成主点火信号IGT、能量投放信号IGW及目标二次电流指令信号IGA来实施主点火动作及能量投放动作。
在上述的实施方式2所示的点火控制信号IG的情况下,在上述的步骤103中未检测出矩形波信号1a的下降,进行否定判定。这种情况下,进入步骤105,判定是否到达规定的待机时间twait。步骤105之后的动作与上述的步骤109之后的动作大致相同,在步骤105进行了肯定判定时,进入步骤117,开始能量供给用动作。
在步骤105进行了否定判定时,返回到步骤102,反复进行之后的动作。
在开始能量供给用动作的情况下,具体而言,首先,在步骤118中判定矩形波信号1a的信号电平是否为H电平。在进行了肯定判定时,进入步骤119,将栅极信号IGBT_gate设为H电平来对主点火开关SW1进行接通驱动。
在步骤118进行了否定判定时,进入步骤122。
在步骤120中,判定矩形波信号1a的信号电平是否为L电平。在进行了肯定判定时,进入步骤121,将栅极信号IGBT_gate设为L电平来断开主点火开关SW1。由此,切断向一次线圈21的通电,通过二次线圈22上产生的高电压而在火花塞P发生火花放电。
在实施方式2中,在主点火动作之后未实施能量投放动作,因此,接着进入步骤122,在从矩形波信号1a的下降经过复位期间treswait之后,将用于能量投放动作的能量投放期间tIGW及目标二次电流值I2tgt复位。之后,暂时结束本处理。
这样,能够从上述的实施方式2所示的点火控制信号IG生成用于主点火动作的主点火信号IGT。
在为上述的实施方式3的图中的[A]所示的点火控制信号IG的情况下,在上述的步骤106中未检测出矩形波信号1a的第二次上升而进行否定判定。这种情况下,进入步骤108,判定是否到达规定的待机时间twait。步骤108之后的动作与上述的步骤109之后的动作大致相同,在步骤108进行了肯定判定时,进入步骤117,开始能量供给用动作。在步骤108进行了否定判定时,返回到步骤106,反复进行之后的动作。
当在步骤117中开始能量供给用动作时,在接下来的步骤118中判定矩形波信号1a的信号电平是否为H电平。
在实施方式3的图中的[A]中,矩形波信号1a在待机时间twait之前下降,因此步骤118进行否定判定。这种情况下,进入步骤122,在从矩形波信号1a的下降经过复位期间treswait之后,将用于能量投放动作的能量投放期间tIGW及目标二次电流值I2tgt复位。之后,暂时结束本处理。
另外,在实施方式3的图中的[B]的情况下,由于具有第1信号IG1和第2信号IG2,因此在上述的步骤106中检测出矩形波信号1a的第二次上升。这种情况下,成为与实施方式1同样的流程,进入步骤107,基于上升间隔tIGW_IN期间来确定能量投放期间tIGW。之后,进入步骤109,判定是否到达了规定的待机时间twait。在步骤109为肯定判定时,进入步骤110,开始能量供给用动作。在步骤109为否定判定时,返回到步骤106,反复进行之后的动作。
当在步骤110中开始能量供给用动作时,在接下来的步骤111中判定矩形波信号1a的信号电平是否为H电平。
在实施方式3的图中的[B]中,第1信号IG1和第2信号IG2这两方在待机时间twait之前下降,因此步骤111进行否定判定。这种情况下,进入步骤116,在从矩形波信号1a的下降经过复位期间treswait之后,将用于能量投放动作的能量投放期间tIGW及目标二次电流值I2tgt复位。之后,暂时结束本处理。
这样,在上述的实施方式3的图中的[A]、[B]所示的点火控制信号IG的情况下,不由信号分离电路5分离生成主点火信号IGT,不实施主点火动作及能量投放动作。
(实施方式6)
参照图22~图29来对点火控制装置的实施方式6进行说明。
在本方案中,示出在上述的实施方式1所示的点火控制装置1的点火装置10中用于从由信号分离电路5接收到的点火控制信号IG分离生成主点火信号IGT的IGT生成电路52的另一构成例。另外,示出用于分离生成能量投放信号IGW的IGW生成电路53和用于分离生成目标二次电流指令信号IGA的IGA生成电路54的另一构成例。
在图22中,IGT生成电路52包括用于生成待机时间twait的twait生成电路521、与电路522、523、倒换器电路524。与上述的实施方式1同样地,向IGT生成电路52输入来自波形整形电路51的矩形波信号1a、信号IGT_DCT,基于从twait生成电路521输出的信号2b和矩形波信号1a来生成主点火信号IGT和信号2c。
在上述的实施方式1中,如上述的图8所示,将构成IGT生成电路52的twait生成电路521由使用了计数器电路的数字电路来构成,但在本方案中,如图所示,由包括恒流源528、电容器C4和比较器CMP2的模拟电路来构成。恒流源528与电容器C4经由开关SW7连接,与电容器C4并联地配置有电阻R5。开关SW7在初始状态下成为断开,在信号IGT_DCT为H电平时成为接通。
如图23所示,当来自波形整形电路51的矩形波信号1a、信号IGT_DCT上升时,从恒流源528向电容器C4流过恒定电流,向比较器CMP2的正端子输入的电压信号5a逐渐上升。当电容器C4的电压到达向比较器CMP2的负端子输入的基准电位Vth2时,从比较器CMP2输出的信号2b成为H电平。
此时,在twait生成电路521中,从信号IGT_DCT成为H电平起直至信号2b成为H电平为止的时间相当于规定的待机时间twait。当在待机时间twait之后信号2b成为H电平时,基于信号2b与矩形波信号1a的逻辑或得到的与电路522的输出成为H电平。即,仅在经过待机时间twait之后矩形波信号1a成为H电平的情况下,能够将主点火信号IGT设为H电平。
另外,向与电路523输入信号2b的翻转信号和信号IGT_DCT,基于它们的逻辑与而输出的信号2c在规定的待机时间twait这期间成为H电平。
或者,也可以如图24所示,将IGT生成电路52的twait生成电路521构成为包括多个倒换器电路524a、524b和CR时间常数电路的延迟电路。CR时间常数电路是使用了电容器C5和电阻R6的时间常数的电路,在其输入侧及输出侧分别连接有倒换器电路524a、524b。
这种情况下,如图25所示,当来自波形整形电路51的信号IGT_DCT上升时,在twait生成电路521中输出具有延迟的波形的信号5b。信号5b由于上升缓慢而在到达基准电位Vth3为止需要固定的时间,作为其二次翻转信号的信号2b仍维持L电平。当到达基准电位Vth3时,信号5b成为H电平,信号2b也上升为H电平。
因而,通过使twait生成电路521中的延迟时间与规定的待机时间twait对应,由此能够同样地进行主点火信号IGT的输出。这种情况下,由于无需使用比较器、基准电压、恒流源等,因此能够简化电路结构。
另外,也可以使用数字电路的计数器来检测出待机时间twait。
另外,也可以如图26所示那样将IGW生成电路53使用模拟积分电路来构成。
具体而言,IGW生成电路53具有:具有运算放大器AMP、电阻RIGW和电容器CIGW的积分电路534;比较器COMP;与电路535及倒换器电路536;多个开关SW1IGW~SW3IGW;以及复位开关RESIGW。从波形整形电路51向积分电路534输入信号IGW_DCT,来自积分电路534的输出经由比较器COMP向与电路535的一个端子输入。向与电路535的另一个端子输入将来自波形整形电路51的矩形波信号1a经由倒换器电路536翻转而得到的信号。
在积分电路534的输入侧以能够切换的方式连接有与电源(例如5V)连接的开关SW1IGW和接地电位的开关SW2IGW,在电阻RIGW与电容器CIGW之间夹设有开关SW3IGW。在电容器CIGW的两端子之间连接有复位开关RESIGW。
如图27所示,在初始状态下,开关SW1IGW成为接通,开关SW2IGW、SW3IGW成为断开。接着,检测出信号IGW_DCT的上升而将开关SW3IGW设为接通,由此开始向电容器CIGW的通电,在信号IGW_DCT成为H电平的期间向电容器CIGW充入电荷,而将充电时间转换为电压VCIGW。之后,检测出信号IGW_DCT的再次上升而将开关SW1IGW、SW3IGW设为断开,由此保持电容器CIGW的电压VCIGW。此时,通过将开关SW2IGW设为接通,由此进行放出电容器CIGW的电荷的准备。
在此期间虽向与电路535输入矩形波信号1a的翻转信号,但向比较器COMP的输入低于基准电压VthIGW,能量投放信号IGW保持为L电平。之后,在经由由IGT生成电路52生成的待机时间twait且矩形波信号1a为H电平的情况下,在从矩形波信号1a的下降(主点火放电)经过规定的延迟期间tfil之后将开关SW3GW接通,由此放出电容器CIGW的电荷。
由此,来自比较器COMP的输出上升而使来自与电路535的输出成为H电平。电容器CIGW的电压VCIGW具有与充电时间对应的放电时间地逐渐降低,将直至低于基准电压VthIGW为止的期间作为能量投放期间tIGW而输出H电平的能量投放信号IGW。之后,开关SW1IGW~SW3IGW返回到初始状态。
进而,也可以如图28所示那样将IGA生成电路54由模拟电路构成。具体而言,就IGA生成电路54而言,取代使用上述的实施方式1那样的递增计数器电路,而使用恒流源541和电容器CIGA,从基于矩形波信号1a得到的信号IGA_DCT检测出其上升期间tIGA_IN。恒流源541与电容器CIGA经由开关SW1IGA连接,与电容器CIGA并联地配置有开关SW2IGA。
此时,如图29所示,在初始状态下,开关SW1IGA成为断开,开关SW2IGA成为接通。接着,检测出信号IGA_DCT的上升而将开关SW1IGA设为接通且将开关SW2IGA设为断开,由此,在信号IGA_DCT成为H电平的期间向电容器CIGA充入电荷,目标二次电流指令信号IGA上升。接着,当信号IGA_DCT成为L电平时,开关SW1IGA、SW2IGA断开,目标二次电流指令信号IGA被保持。
之后,在经过由IGT生成电路52生成的待机时间twait且矩形波信号1a为H电平的情况下,因矩形波信号1a的下降而实施主点火放电,进而在规定的延迟期间tfil之后,能量投放信号IGW上升。由此,在能量投放期间tIGW这期间基于目标二次电流指令信号IGA来实施能量投放动作。目标二次电流指令信号IGA与上述的实施方式1的表1同样地以例如其电压值越大则目标二次电流值I2tgt越大的方式设定。当能量投放信号IGW下降时,开关SW1IGA、SW2IGA返回到初始状态。
这样,IGT生成电路52、IGW生成电路53、IGA生成电路54能够设为使用了数字电路或模拟电路的各种结构。
(实施方式7)
参照图30对点火控制装置的实施方式7进行说明。
在上述的实施方式中,将点火线圈2的一次线圈21由主一次线圈21a和副一次线圈21b构成且相对于直流电源B并联连接,但并不局限于此,如图30所示,点火线圈2也可以包括一次线圈21和二次线圈22。另外,也可以在能量投放电路部4设置升压电路42和电容器43而将蓄积在电容器43中的能量向一次线圈21的接地侧叠加地投放。
在本方案中,升压电路42具备升压用的开关元件(以下,称为升压用开关)SW8、用于驱动升压用开关SW8的升压用驱动电路421、扼流线圈(choke coil)422和二极管423。升压用驱动电路421使升压用开关SW8进行开关动作,使扼流线圈422上产生的能量向电容器43蓄积。继续放电开关SW9经由二极管44连接在一次线圈21与主点火开关SW1之间,由能量投放用驱动电路45来驱动。将二极管423朝向电容器43的方向以及二极管44朝向一次线圈21的方向分别设为正向。
升压用驱动电路421基于主点火信号IGT被驱动而在主点火动作中向电容器43充电。能量投放用驱动电路45基于目标二次电流指令信号IGA和能量投放信号IGW而在主点火动作后的能量投放期间tIGW驱动继续放电开关SW9,由此将蓄积在电容器43中的能量向一次线圈21的接地侧叠加地投放。根据这样的结构,也是通过增加与二次电流I2同极性的电流来实施能量投放动作,从而能够使火花放电继续进行。
这样,点火线圈2、能量投放电路部4的结构可以任意地变更。例如,可以在上述的第1实施方式的结构中设置实施方式7的升压电路42而从升压电路42向副一次线圈21b供电来进行能量投放动作。另外,也可以将由一次线圈21和二次线圈22构成的点火线圈2设置多组(例如两组),由一方的点火线圈2进行主点火动作且使用另一方的点火线圈2进行能量投放动作。
本发明并不限定于上述的各实施方式,可以在不脱离其主旨的范围内适用于各种实施方式。例如,对点火控制信号IG是在信号电压为H电平时设为逻辑“1”的正逻辑信号的情况进行了说明,但也可以是电位相反的负逻辑信号。点火控制信号IG以外的信号也同样可以适当设定。
适用点火控制装置1的内燃机除了机动车用的汽油发动机以外,可以设为火花点火式的各种内燃机。另外,点火线圈2、点火装置10的结构可以根据要安装的内燃机而适当变更,只要成为能够在主点火动作后进行能量投放动作的结构即可。例如,也可以设置两组点火线圈2,设为将二次线圈22彼此串联连接的结构,能够将由一方产生的二次电流向另一方供给。
Claims (10)
1.一种点火控制装置,具备:
点火线圈(2),利用流过一次线圈(21)的一次电流(I1)的增减,来使与火花塞(P)连接的二次线圈(22)产生放电能量;
主点火电路部(3),控制向所述一次线圈的通电而进行在所述火花塞上产生火花放电的主点火动作;以及
能量投放电路部(4),进行对因所述主点火动作而流过所述二次线圈的二次电流(I2)叠加同极性的电流的能量投放动作,
所述点火控制装置(1)的特征在于,
具备信号分离电路部(5),该信号分离电路部(5)接收统合有控制所述主点火动作的主点火信号(IGT)、控制所述能量投放动作的能量投放信号(IGW)、及目标二次电流指令信号(IGA)的信号即点火控制信号(IG),并对所接收到的所述点火控制信号中包含的信号进行分离,
所述点火控制信号是包括脉冲状的第1信号(IG1)及第2信号(IG2)、且在所述主点火动作之前开始发送的信号,
所述信号分离电路部具有主点火信号生成电路(52),该主点火信号生成电路(52)在将所述点火控制信号的信号电平最初从第1电平(L)向第2电平(H)变化的所述第1信号的检出开始时间点作为起点而经过待机时间(twait)且所述点火控制信号的信号电平为所述第2电平时,将该时间点作为所述主点火信号的开始,且将该时间点之后所述点火控制信号的信号电平成为所述第1电平的所述第2信号的检出结束时间点作为所述主点火信号的结束,来生成所述主点火信号,
所述主点火电路部由于所述主点火信号的开始而向所述一次线圈通电,由于所述主点火信号的结束而切断向所述一次线圈的通电。
2.根据权利要求1所述的点火控制装置,其中,
所述信号分离电路部具有波形整形电路(51),该波形整形电路(51)对所述点火控制信号进行波形整形,输出包括所述第1信号及所述第2信号的矩形波信号(1a),
所述矩形波信号被输入到所述主点火信号生成电路,并且被输入到向所述主点火信号生成电路输出复位信号(RES)的复位信号生成电路(55),所述复位信号生成电路在所述矩形波信号第二次自所述第2电平向第1电平变化的时间点起经过规定期间之后,将所述主点火信号生成电路复位到初始状态。
3.根据权利要求2所述的点火控制装置,其中,
所述主点火信号生成电路具有待机时间生成电路(521),该待机时间生成电路(521)基于所述矩形波信号的信号电平,对从根据由所述第1电平向所述第2电平的变化而开始了所述第1信号的检测的时间点起所经过的经过时间进行检测,并在到达了所述待机时间时输出信号(2b)。
4.根据权利要求1~3中任一项所述的点火控制装置,其中,
所述信号分离电路部基于所述第1信号及所述第2信号的脉冲波形信息来生成所述能量投放信号,基于所述第1信号的脉冲波形信息来生成所述目标二次电流指令信号。
5.根据权利要求4所述的点火控制装置,其中,
所述信号分离电路部具有:能量投放信号生成电路(53),基于所述第1信号及所述第2信号的检测间隔(tIGW_IN)来生成所述能量投放信号;以及目标二次电流指令信号生成电路(54),基于所述第1信号的检测期间(tIGA_IN)来生成所述目标二次电流指令信号。
6.根据权利要求4或5所述的点火控制装置,其中,
在由所述信号分离电路部生成了所述能量投放信号时,在切断向所述一次线圈的通电之后,设定比与所述能量投放信号对应的能量投放期间(tIGW)长的复位期间(treswait),在未生成所述能量投放信号时,不设定所述复位期间。
7.根据权利要求1~6中任一项所述的点火控制装置,其中,
所述一次线圈具有主一次线圈(21a)及副一次线圈(21b),所述能量投放电路部通过控制向所述副一次线圈的通电来控制所述能量投放动作。
8.根据权利要求1~7中任一项所述的点火控制装置,其中,
所述点火控制装置具备基于所述目标二次电流指令信号来对所述二次电流进行反馈控制的反馈控制部(6)。
9.根据权利要求1~8中任一项所述的点火控制装置,其中,
所述点火控制装置还具备在比所述主点火动作的开始提早了所述待机时间的时机生成所述点火控制信号并向所对应的气缸发送的点火控制信号发送部(100)。
10.根据权利要求1~9中任一项所述的点火控制装置,其中,
所述火花塞是用于内燃机的火花塞,所述待机时间根据内燃机的运转条件而被进行可变设定。
Applications Claiming Priority (3)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2019073861A JP7196741B2 (ja) | 2019-04-09 | 2019-04-09 | 点火制御装置 |
JP2019-073861 | 2019-04-09 | ||
PCT/JP2020/007586 WO2020208958A1 (ja) | 2019-04-09 | 2020-02-26 | 点火制御装置 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
CN114041011A CN114041011A (zh) | 2022-02-11 |
CN114041011B true CN114041011B (zh) | 2023-02-17 |
Family
ID=72751807
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
CN202080027790.6A Active CN114041011B (zh) | 2019-04-09 | 2020-02-26 | 点火控制装置 |
Country Status (5)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US11378051B2 (zh) |
JP (1) | JP7196741B2 (zh) |
CN (1) | CN114041011B (zh) |
DE (1) | DE112020001842T9 (zh) |
WO (1) | WO2020208958A1 (zh) |
Citations (9)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH02163470A (ja) * | 1988-12-16 | 1990-06-22 | Nippondenso Co Ltd | 内燃機関のクランク角検出装置 |
CN1106348A (zh) * | 1993-09-16 | 1995-08-09 | 本田技研工业株式会社 | 用于电马达车的电源装置 |
CN104364512A (zh) * | 2012-12-19 | 2015-02-18 | 新电元工业株式会社 | 点火控制装置及点火控制方法 |
CN105658952A (zh) * | 2013-10-22 | 2016-06-08 | 马勒电驱动日本株式会社 | 内燃机用点火装置 |
CN105793555A (zh) * | 2013-11-28 | 2016-07-20 | 株式会社电装 | 点火装置 |
WO2016157541A1 (ja) * | 2015-03-30 | 2016-10-06 | 日立オートモティブシステムズ阪神株式会社 | 内燃機関用点火装置 |
CN106050516A (zh) * | 2015-04-15 | 2016-10-26 | 丰田自动车株式会社 | 用于内燃机的点火控制系统 |
CN106164470A (zh) * | 2014-04-10 | 2016-11-23 | 株式会社电装 | 内燃机用点火装置 |
CN106170622A (zh) * | 2014-04-10 | 2016-11-30 | 株式会社电装 | 点火装置及点火系统 |
Family Cites Families (25)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH06193534A (ja) * | 1992-12-24 | 1994-07-12 | Nippondenso Co Ltd | 内燃機関用点火制御装置 |
US7472687B2 (en) * | 2002-11-01 | 2009-01-06 | Visteon Global Technologies, Inc. | System and method for pre-processing ionization signal to include enhanced knock information |
JP4736942B2 (ja) * | 2006-05-17 | 2011-07-27 | 株式会社デンソー | 多重放電点火装置 |
DE102007051249A1 (de) * | 2007-10-26 | 2009-04-30 | Robert Bosch Gmbh | Vorrichtung zur Regelung eines Mehrfachfunkenbetriebs einer Verbrennungskraftmaschine und zugehöriges Verfahren |
DE102009026852A1 (de) * | 2009-06-09 | 2010-12-16 | Robert Bosch Gmbh | Verfahren zum Betreiben eines Mehrfunken-Zündsystems, sowie ein Mehrfunken-Zündsystem |
EP2290223A1 (en) * | 2009-08-31 | 2011-03-02 | Robert Bosch GmbH | An ignition control unit to control multiple ignitions |
US8078384B2 (en) * | 2010-06-25 | 2011-12-13 | Ford Global Technologies, Llc | Engine control using spark restrike/multi-strike |
JP6318708B2 (ja) * | 2013-04-11 | 2018-05-09 | 株式会社デンソー | 点火制御装置 |
US9605644B2 (en) * | 2013-06-06 | 2017-03-28 | Ford Global Technologies, Llc | Dual coil ignition system |
JP6331613B2 (ja) * | 2014-04-10 | 2018-05-30 | 株式会社デンソー | 点火装置 |
US9932955B2 (en) * | 2014-04-10 | 2018-04-03 | Denso Corporation | Ignition apparatus |
JP6269271B2 (ja) * | 2014-04-10 | 2018-01-31 | 株式会社デンソー | 内燃機関用点火装置 |
WO2015156371A1 (ja) * | 2014-04-10 | 2015-10-15 | 株式会社デンソー | 制御装置及び点火装置 |
JP6476295B2 (ja) * | 2015-07-15 | 2019-02-27 | 日立オートモティブシステムズ株式会社 | エンジン制御装置 |
JP6610073B2 (ja) * | 2015-08-07 | 2019-11-27 | 株式会社デンソー | 点火装置 |
JP6384427B2 (ja) * | 2015-08-25 | 2018-09-05 | トヨタ自動車株式会社 | 内燃機関の制御装置 |
JP2017048701A (ja) * | 2015-08-31 | 2017-03-09 | 株式会社日本自動車部品総合研究所 | 点火装置 |
JP6373932B2 (ja) * | 2016-11-02 | 2018-08-15 | 三菱電機株式会社 | 放電停止装置 |
JP2018178997A (ja) | 2017-04-20 | 2018-11-15 | 株式会社デンソー | 内燃機関用点火システム |
JP6919346B2 (ja) * | 2017-06-07 | 2021-08-18 | 株式会社デンソー | 点火装置 |
JP6372600B2 (ja) | 2017-09-06 | 2018-08-15 | 株式会社デンソー | 点火装置 |
JP6967420B2 (ja) | 2017-10-12 | 2021-11-17 | 株式会社Kvk | 止水弁及び止水弁を備えた水栓 |
JP6992400B2 (ja) * | 2017-10-20 | 2022-01-13 | 株式会社デンソー | 点火装置 |
JP7040289B2 (ja) * | 2018-05-25 | 2022-03-23 | 株式会社デンソー | 内燃機関の点火装置 |
JP7087676B2 (ja) * | 2018-05-25 | 2022-06-21 | 株式会社デンソー | 内燃機関の点火制御装置 |
-
2019
- 2019-04-09 JP JP2019073861A patent/JP7196741B2/ja active Active
-
2020
- 2020-02-26 WO PCT/JP2020/007586 patent/WO2020208958A1/ja active Application Filing
- 2020-02-26 CN CN202080027790.6A patent/CN114041011B/zh active Active
- 2020-02-26 DE DE112020001842.3T patent/DE112020001842T9/de active Active
-
2021
- 2021-10-06 US US17/495,167 patent/US11378051B2/en active Active
Patent Citations (9)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH02163470A (ja) * | 1988-12-16 | 1990-06-22 | Nippondenso Co Ltd | 内燃機関のクランク角検出装置 |
CN1106348A (zh) * | 1993-09-16 | 1995-08-09 | 本田技研工业株式会社 | 用于电马达车的电源装置 |
CN104364512A (zh) * | 2012-12-19 | 2015-02-18 | 新电元工业株式会社 | 点火控制装置及点火控制方法 |
CN105658952A (zh) * | 2013-10-22 | 2016-06-08 | 马勒电驱动日本株式会社 | 内燃机用点火装置 |
CN105793555A (zh) * | 2013-11-28 | 2016-07-20 | 株式会社电装 | 点火装置 |
CN106164470A (zh) * | 2014-04-10 | 2016-11-23 | 株式会社电装 | 内燃机用点火装置 |
CN106170622A (zh) * | 2014-04-10 | 2016-11-30 | 株式会社电装 | 点火装置及点火系统 |
WO2016157541A1 (ja) * | 2015-03-30 | 2016-10-06 | 日立オートモティブシステムズ阪神株式会社 | 内燃機関用点火装置 |
CN106050516A (zh) * | 2015-04-15 | 2016-10-26 | 丰田自动车株式会社 | 用于内燃机的点火控制系统 |
Non-Patent Citations (3)
Title |
---|
汽油发动机点火系统点火率计;杨致友等;《汽车电器》;19840830(第04期);全文 * |
汽车发动机的爆震分析与控制;万曼影等;《噪声与振动控制》;20010605(第03期);全文 * |
煤层气发动机电控点火系统设计;宋帅坤等;《山东理工大学学报(自然科学版)》;20090315(第02期);全文 * |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
WO2020208958A1 (ja) | 2020-10-15 |
JP7196741B2 (ja) | 2022-12-27 |
DE112020001842T5 (de) | 2021-12-23 |
JP2020172865A (ja) | 2020-10-22 |
CN114041011A (zh) | 2022-02-11 |
DE112020001842T9 (de) | 2022-04-21 |
US20220025840A1 (en) | 2022-01-27 |
US11378051B2 (en) | 2022-07-05 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US7552724B2 (en) | Multi-spark ignition system | |
US9587616B2 (en) | Internal combustion engine ignition device | |
US7467626B2 (en) | Ignition device of ignition control system for an internal combustion engine | |
JP4785910B2 (ja) | 内燃機関の点火装置 | |
US4782242A (en) | Circuit arrangement for generating high voltage pulses | |
CN112189091B (zh) | 内燃机的点火控制装置 | |
CN209308880U (zh) | 点火器电路和点火系统 | |
CN114041011B (zh) | 点火控制装置 | |
CN112189090B (zh) | 内燃机的点火装置 | |
US20170077922A1 (en) | Device | |
WO2021220844A1 (ja) | 点火制御装置 | |
CN111188713B (zh) | 一种控制系统、点火系统以及点火充电控制方法 | |
US11462356B2 (en) | Internal combustion engine use ignition device | |
CN108700015B (zh) | 点火装置 | |
JPS58185979A (ja) | 容量放電式複数火花点火装置 | |
JPH06330836A (ja) | 多重放電型点火装置 | |
JP2012154236A (ja) | 制御信号生成回路 | |
JPS60147570A (ja) | 内燃機関の点火装置 | |
JPH04330380A (ja) | 内燃機関用点火装置 | |
JPS59158380A (ja) | 内燃機関用点火装置 | |
JPS58176467A (ja) | 電子進角式点火装置 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
PB01 | Publication | ||
PB01 | Publication | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
GR01 | Patent grant | ||
GR01 | Patent grant |