CN115702289A - 点火控制装置 - Google Patents

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CN115702289A CN202180040381.4A CN202180040381A CN115702289A CN 115702289 A CN115702289 A CN 115702289A CN 202180040381 A CN202180040381 A CN 202180040381A CN 115702289 A CN115702289 A CN 115702289A
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松下贵和
向原修
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Abstract

本发明提供一种能够不追加部件而抑制再点火的发生引起的火花塞的磨损的点火控制装置。被用作点火控制装置的ECU(123)包括：点火信号运算部(203)，其在一次点火工序内运算初级电流的再通电的开始时间和结束时间，将再通电的结束时间和再点火的发生频率降低的时间进行比较，判断要否实施再通电；和点火信号生成部(204)，其在点火工序内生成用于产生至少一次以上的火花放电的点火信号并将其输出到点火线圈后，在由点火信号运算部判断为要实施再通电的情况下，生成点火信号，在再通电的开始时间向点火线圈输出点火信号，在由点火信号运算部判断为不实施再通电的情况下，不生成点火信号。

Description

点火控制装置
技术领域
本发明涉及点火控制装置。
背景技术
近年来，为了车辆的燃油效率提高，开发了采用以比开发理论空燃比稀薄的混合气运转的技术(超稀薄燃烧)、或取入燃烧后的废气的一部分并使其再次吸气的技术(例如，EGR(Exhaust Gas Recirculation))等的内燃机的控制装置。在这样的技术中，需要使稀薄的混合气在气缸内充分地扩散而提高火花塞的点火性。作为其技术之一，有使向气缸内供给的空气产生湍流(翻滚)的技术。
另外，已知一种通过接通或切断在初级线圈中流动的初级电流而在次级线圈中产生次级电流(与初级电流相反方向的负电流)并被次级线圈感应的次级电压施加到火花塞而引起火花放电的点火控制装置。对于该点火控制装置，提出例如对火花塞的电极施加高能量的线圈、或将对初级线圈的通电重叠的线圈等技术。
但是，在使用如上所述的线圈的情况下，在点火线圈产生火花放电的点火工序的后半部分，混合气容易引起湍流，并且点火线圈的放电能量降低。由于该湍流而引起在火花塞的电极间产生的火花放电被吹灭、再次发生火花放电等非本来规格的多重放电。将在这样火花放电被吹灭后由于残留在点火线圈中的放电能量而再次发生火花放电的现象称为“再点火(re-strike)”。如果发生再点火，则在火花塞的电极间发生电容(电弧)放电，火花塞的电极磨损。而且，如果在一次点火工序内发生多重放电(多次再点火)，则促进火花塞的电极磨损。因此，作为发生多重放电时用于防止火花塞的电极磨损的技术，已知以下的专利文献1所公开的技术。
在该专利文献1中记载了“在将火花塞的火花放电强制切断的内燃机用的点火装置中，如果在次级线圈中产生的次级电流成为所希望的值以下，则火花放电切断控制动作”。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开2015-132170号公报
发明内容
发明要解决的课题
在专利文献1所公开的技术中，在发生火花放电时次级电流低于规定值的情况下，切换电路结构，使得对初级线圈向与次级电流相反方向通电，由此，切断多重放电。然而，为了使用该技术，与现有技术的点火电路相比，需要次级电流的测量装置的追加、和根据次级电流切换电路结构的部件的追加。因此，点火电路的部件数量增加，产品成本增加。
另外，在想要不向点火电路追加部件追加而实现与专利文献1所公开的技术同样的行为的情况下，假定向初级线圈进行再通电。但是，如果不判断有无发生再点火，则即使在不发生再点火的状况下也进行再通电，点火电路可能消耗不必要的能量。
本发明鉴于这样的状况而完成，其目的在于抑制再点火的发生引起的火花塞的磨损。
用于解决课题的方法
本发明提供一种点火控制装置，控制内燃机的点火，其中，基于向具有配置于初级侧的初级线圈和配置于次级侧的次级线圈的点火线圈输入的点火信号，控制在所述初级线圈中流动的初级电流的通电和切断，利用通过切断所述初级电流而被所述次级线圈感应的次级电压和次级电流施加到与所述次级线圈连接的火花塞而产生的火花放电，使混合气在气缸内的燃烧室中点火，所述点火控制装置的特征在于，包括：点火信号运算部，其计算在一次点火工序内所述初级电流的再通电的开始时间和结束时间，将所述再通电的结束时间和再点火的发生频率降低的时间进行比较，判断要否实施所述再通电；和点火信号生成部，其生成在所述点火工序内用于产生至少一次以上的火花放电的所述点火信号并将其输出到所述点火线圈后，在由所述点火信号运算部判断为要实施所述再通电的情况下，生成所述点火信号，在所述再通电的开始时间向所述点火线圈输出所述点火信号，在由所述点火信号运算部判断为不实施所述再通电的情况下，不生成所述点火信号。
发明效果
根据本发明，即使不对点火控制装置追加用于点火控制的部件，也能够以所需的最小限度的能量消耗抑制再点火的发生，所以能够抑制火花塞的磨损。
上述以外的课题、结构和效果通过以下的实施方式的说明而得以阐明。
附图说明
图1是表示本发明的一实施方式的内燃机的整体结构例的图。
图2是表示本发明的一实施方式的ECU的结构例的框图。
图3是表示本发明的一实施方式的点火信号运算部的结构例的框图。
图4是表示本发明的一实施方式的点火线圈的结构例的图。
图5是表示本发明的一实施方式的点火控制处理的例子的流程图。
图6是表示图5的步骤S1中的点火时间1运算处理的一例的流程图。
图7是表示图5的步骤S2中的通电时间1运算处理的一例的流程图。
图8是表示图5的步骤S3中的通电2开始时间运算处理的一例的流程图。
图9是表示峰值次级电流和次级电流倾斜度的特性、以及通电2开始时间、峰值次级电流、次级电流倾斜度和再点火发生阈值的一例的图。
图10是表示图5的步骤S4中的点火时间2运算处理的一例的流程图。
图11是表示图5的步骤S5中的通电2要否实施判断处理的一例的流程图。
图12是表示图5的步骤S6中的点火信号生成处理的一例的时序图。
图13是表示本发明的一实施方式的通电2要否实施判断处理的一例的时序图。
图14表示图13中的转速1000、2000、4000、6000rpm下的从点火时间1到上止点时间的时间的一例。
具体实施方式
以下，参照附图对用于实施本发明的方式进行说明。在本说明书和附图中，对在实质上具有相同的功能或结构的构成要素标注相同的符号，由此，省略重复的说明。
[一实施方式]
首先，对本发明的一实施方式的内燃机的一例进行说明。
图1是表示内燃机100的整体结构例的图。内燃机100设为采用能够以比理论空燃比稀薄的混合气燃烧的超稀薄燃烧、或燃烧将EGR气体取入到吸气中混合气的EGR的结构。
在内燃机100包括的气缸101的顶部形成燃烧室。在该燃烧室中设置有施加点火电压的火花塞102、向火花塞102施加点火电压的点火线圈103、燃料喷射阀104。在气缸101中，通过活塞106根据曲轴107的旋转角度而上下，气缸101内部的压力变化。因此，缸内压力传感器105测量气缸101内部的压力(缸内压力)，向ECU(Engine Control Unit，发动机控制单元)123输出缸内压力。曲柄角传感器108测量曲轴107的角旋转度(曲柄角)，向ECU123输出曲柄角。
在构成吸气系统的吸气管109中设置空气流量传感器110、节流阀111、节气门位置传感器112等。
空气流量传感器110测量被从吸气管109吸入气缸101的空气的吸入空气量和吸气温度。
节流阀111调整向吸气管109流入的空气量和吸气管109内的吸气管压力。
节气门位置传感器112检测节流阀111的开度。
而且，吸气管109内的空气通过打开吸气阀113而被吸入到燃烧室内。
另外，在构成排气系统的排气管114中设置催化剂上游空燃比传感器115、废气净化催化剂116、催化剂下游空燃比传感器117等。
催化剂上游空燃比传感器115是空燃比检测器的一方式，在废气净化催化剂116的上游侧检测废气的空燃比。
废气净化催化剂116是净化废气的催化剂。
催化剂下游空燃比传感器117是空燃比检测器的一方式，在废气净化催化剂116的下游侧检测废气的空燃比。
在燃烧室中燃烧的废气通过打开排气阀118而从燃烧室向排气管114排出，进行废气的后处理。
EGR管119与排气管114和吸气管109连接。通过打开EGR阀120，EGR管119内的废气向吸气管109回流。EGR流量传感器121测量向吸气管109回流的废气的流量(EGR流量)，向ECU123输出EGR流量。
另外，在内燃机100内设置水温传感器122。水温传感器122测量对气缸101等冷却的冷却水的水温，向ECU123输出冷却水的水温。
这些设置于内燃机100的各种传感器和致动器与ECU123连接并被控制。ECU123基于各种传感器测量到的值管理致动器的动作状况。因此，ECU123被用作控制内燃机100的动作的内燃机控制装置的一例。但是，在本实施方式中，特别关注控制火花塞102的点火时间，将ECU123用作点火控制装置的一例。
另外，在上述的结构中，燃料喷射阀104也可以设置在吸气管109内。通过设为将燃料喷射阀104设置在吸气管109内的结构，也能够在端口喷射式的内燃机中应用本发明。
＜ECU的结构例＞
图2是表示ECU123的结构例的框图。
ECU123包括CPU(Central Processing Unit，中央处理器)201、存储器202、点火信号生成部204和上止点检测部205。ECU123通过向点火线圈103发送点火信号，控制火花塞102。
CPU201通过从存储器202读出程序并执行该程序来控制ECU123内的各部的动作。存储器202由暂时存储在执行程序时所需的数据的RAM(Random Access Memory，随机存取存储器)、存储程序的ROM(Read Only Memory，只读存储器)等构成。
CPU201包括点火信号运算部203。向点火信号运算部203输入EGR流量传感器121测量到的EGR流量、曲柄角传感器108测量到的曲柄角、缸内压力传感器105测量到的缸内压力、水温传感器122测量到的水温。
而且，点火信号运算部203除了从各传感器输入的EGR流量、曲柄角、缸内压力和水温，还基于从存储器202读出的各种信息运算点火信号。使用后述的图3对点火信号运算部203的详细的内部结构和处理进行说明。向点火信号生成部204输出点火信号运算部203计算出的点火信号运算结果。
点火信号生成部204基于点火信号运算结果生成点火信号，向点火线圈103发送点火信号。
在此，点火控制装置(ECU123)包括：点火信号运算部(点火信号运算部203)，其在一次点火工序内运算初级电流的再通电的开始时间和结束时间，将再通电的结束时间和再点火的发生频率降低的时间进行比较，判断要否实施再通电；点火信号生成部(点火信号生成部204)，其在点火工序内生成用于产生至少一次以上的火花放电的点火信号并将其输出到点火线圈103后，在由点火信号运算部203判断为要实施再通电的情况下，生成点火信号，在再通电的开始时间向点火线圈103输出点火信号，在由点火信号运算部203判断为不实施再通电的情况下，不生成点火信号。该点火信号运算部203将再点火的发生频率降低的时间设为火花塞102的电极间的混合气的流速减小的时间、即上止点的时间以后。
另外，点火控制装置(ECU123)包括检测在气缸101内运动的活塞106的上止点的上止点检测部(上止点检测部205)。上止点检测部205由曲柄角传感器108和保存于存储器202的信息构成。如果曲柄角传感器108检测到曲轴107的曲柄角，则对存储器202以时间序列写入曲柄角的值[deg]。而且，上止点检测部205能够基于从存储器202读出的曲柄角检测活塞106的上止点。
＜点火信号运算部的结构例＞
图3是表示点火信号运算部203的结构例的框图。
点火信号运算部203包括点火时间1运算部301、通电时间1运算部302、通电2开始时间运算部303、点火时间2运算部304和通电2要否实施判断部305。点火信号运算部(点火信号运算部203)基于活塞106的旋转角度运算再通电的开始时间、再通电的结束时间和上止点的时间。
点火信号运算部(点火信号运算部203)具有的第1点火时间运算部(点火时间1运算部301)从基本点火时间减去延迟指令值，运算第1点火时间(点火时间1)。即，点火时间1运算部301基于保存于存储器202的基本点火时间和延迟指令值运算点火时间1。点火时间1表示例如将在燃烧循环的最初(第一次)设为ON的点火信号设为OFF的时间。如果将点火信号设为OFF，则在火花塞102的电极间产生火花放电，对混合气进行点火。此外，将在燃烧循环的最初(第一次)将点火信号从ON设到OFF为止对点火线圈103通电的初级电流称为“通电1”。另外，将开始通电1的时间称为“通电1开始时间”。通电1表示后述的被判断要否实施的再通电的初级电流，燃烧循环不限于最初(第一次)，也有第二次、第三次的情况。
点火信号运算部(点火信号运算部203)具有的第1通电时间运算部(通电时间1运算部302)基于基本通电时间和对内燃机(内燃机100)冷却的冷却水的水温，运算第1通电时间(通电时间1)。此外，第1通电时间运算部(通电时间1运算部302)能够基于基本通电时间、水温、和被连接为燃烧后的废气的一部分作为EGR气体从排气管114向吸气管109回流的EGR管119内的EGR气体的流量，运算第1通电时间(通电时间1)。即，通电时间1运算部302根据水温、EGR流量、保存于存储器202的基本通电时间运算通电时间1。通电时间1表示从通电1开始时间到点火时间1将点火信号设为ON的时间。
点火信号运算部(点火信号运算部203)具有的第2通电开始时间运算部(通电2开始时间运算部303)具有第2通电开始时间运算部(通电2开始时间运算部303)，该第2通电开始时间运算部基于检测内燃机(内燃机100)的转速的转速检测部(曲柄角传感器108)检测出的转速、检测燃烧室内的缸内压力的缸内压力检测部(缸内压力传感器105)检测出的缸内压力、在被判断要否实施的再通电之前通电的初级电流的切断时间、和预先设定的再点火发生阈值，运算作为再通电的开始时间的第2通电开始时间(通电2开始时间运算部303)。即，通电2开始时间运算部303基于由通电时间1运算部302计算出的通电时间1、曲柄角、缸内压力、保存于存储器202的线圈设计信息和再点火发生阈值，运算通电2开始时间。线圈设计信息是在计算再点火发生阈值时成为基础的信息。将按照点火时间2对点火线圈103再通电的初级电流称为“通电2”。另外，将开始通电2的时间称为“通电2开始时间”。
另外，点火信号运算部(点火信号运算部203)具有的第2点火时间运算部(点火时间2运算部304)运算通过切断再通电而产生的火花放电对混合气进行点火的第2点火时间(点火时间2)。即，点火时间2运算部304基于由上止点检测部205检测出的上止点、从存储器202读出的流速减小余裕量，运算点火时间2。点火时间2表示将在点火时间1之后(第二次以后)设为ON的点火信号设为OFF的时间。该点火时间2因为是由通电2要否实施判断部305修正之前的值，所以也称为“修正前点火时间2”。
另外，点火信号运算部(点火信号运算部203)具有的再通电实施判断部(通电2要否实施判断部305)基于第2通电开始时间(通电2开始时间)和第2点火时间(点火时间2)，判断要否实施再通电并输出点火信号运算结果。即，通电2要否实施判断部305基于通电2开始时间运算部303计算出的通电2开始时间和从点火时间2运算部304输入的修正前点火时间2的修正值，运算通电时间2。通电时间2表示直至将在点火时间2设为ON的点火信号设为OFF为止的时间。而且，通电2要否实施判断部305判断通电2的要否实施。
由点火时间1运算部301计算出的点火时间1、由通电时间1运算部302计算出的通电时间1、由点火时间2运算部304计算出的点火时间2、由通电2要否实施判断部305计算出的通电时间2作为点火信号运算结果被输入到生成点火信号的点火信号生成部204。
点火信号生成部(点火信号生成部204)向点火线圈(点火线圈103)输出基于再通电之前的点火时间即第1点火时间(点火时间1)、在再通电之前通电的初级电流的第1通电时间(通电时间1)、第2点火时间(点火时间2)、和点火信号运算结果而生成的点火信号。
＜点火线圈的结构例＞
图4是表示点火线圈103的结构例的图。
点火线圈103包括电源401、初级线圈402、开关器件403和次级线圈404。
电源401向初级线圈402供给初级电流和初级电压。
开关器件403根据从ECU123(点火信号生成部204)发送的点火信号的ON或OFF切换初级线圈402的通电或非通电。
次级线圈404与初级线圈402并联设置。次级线圈404的一端接地，另一端与火花塞102的电极连接。
根据向初级线圈402的通电/非通电，在初级线圈402和次级线圈404之间产生互感，在次级线圈404中产生高电压(次级电压)和次级电流。
向火花塞102施加该次级电压和次级电流，在火花塞102的电极间产生火花放电。
此外，点火线圈103也可以构成为设置有一个以上的初级线圈402和一个以上的次级线圈404的点火控制电路。也能够对设为这样的结构的点火线圈103应用本发明。
如上，本实施方式的点火控制装置(ECU123)设为如下结构：通过向具有配置于初级侧的初级线圈(初级线圈402)和配置于次级侧的次级线圈(次级线圈404)的点火线圈(点火线圈103)输入的点火信号，控制在初级线圈402中流动的初级电流的通电和切断，利用通过切断初级电流而被次级线圈404感应的次级电压和次级电流施加到与次级线圈404连接的火花塞102而产生的火花放电，控制混合气在气缸内的燃烧室中点火的内燃机100的点火。
这样，在ECU123中，基于再通电的结束时间和再点火的发生频率降低的时间(例如，上止点以后)的关系，判断再通电的要否实施。因此，能够对ECU123抑制次级电流的测量装置的追加、和根据次级电流切换电路结构的部件的追加引起的产品成本的增加。另外，在判断为点火信号运算部203不实施再通电的情况下，点火信号生成部204不生成点火信号，所以抑制了伴随再通电的多余的能量消耗。仅在判断为点火信号运算部203要实施再通电的情况下，点火信号生成部204生成点火信号，所以能够以所需的最小限度的能量消耗抑制再点火的发生，能够减小火花塞102的磨损。
＜点火控制处理的例子＞
接着，参照图5～图12对由ECU123进行的点火控制处理的例子进行说明。
图5是表示点火控制处理的例子的流程图。
首先，点火时间1运算部301根据图6所示的控制流程，运算点火时间1(S1)。
接着，通电时间1运算部302根据图7所示的控制流程，运算通电时间1(S2)。
接着，通电2开始时间运算部303根据图8所示的控制流程，运算通电2开始时间(S3)。
接着，点火时间2运算部304根据图10所示的控制流程，运算修正前点火时间2(S4)。
接着，通电2要否实施判断部305根据图11所示的控制流程，判断通电2的要否实施，运算通电时间2(S5)。
接着，点火信号生成部204根据图12所示的时序图，生成点火信号(S6)。
图6是表示图5的步骤S1中的点火时间1运算处理的一例的流程图。
首先，点火时间1运算部301从存储器202获取基本点火时间、延迟指令值(S11)。
接着，点火时间1运算部301使用“点火时间1＝基本点火时间+延迟指令值”的式子运算点火时间1(S12)，将处理返回到图5。点火时间1运算部301使用预先对内燃机100的每个规格设定的值，例如使用“基本点火时间＝上止点－规定提前角量(10deg等)”的式子设定基本点火时间。另外，点火时间1运算部301根据内燃机100的运转状态，将从基本点火时间开始的滞后角量设定为延迟指令值。
图7是表示图5的步骤S2中的通电时间1运算处理的一例的流程图。
首先，通电时间1运算部302获取基本通电时间、水温、EGR流量(S21)。
接着，通电时间1运算部302使用“通电时间1＝基本通电时间－水温×水温系数+EGR流量×EGR系数”的式子运算通电时间1(S22)，将处理返回到图5。通电时间1运算部302使用预先对内燃机100和点火线圈103的每个规格设定的值作为基本通电时间。另外，水温越低，火花放电越难以飞出，所以通电时间1运算部302设定水温系数，使得水温越低，越延长通电时间。另外，EGR流量越多，在使火花放电飞出时越需要高能量，所以通电时间1运算部302设定EGR系数，使得EGR流量越多，越延长通电时间。
图8是表示图5的步骤S3中的通电2开始时间运算处理的一例的流程图。
图9是表示峰值次级电流和次级电流倾斜度的特性、以及通电2开始时间、峰值次级电流、次级电流倾斜度和再点火发生阈值的一例的图。在图9的(a)中表示将横轴设为缸内压力、将纵轴设为峰值次级电流值的图线901的例子。在图9的(b)中表示将横轴设为缸内压力、将纵轴设为次级电流倾斜度的图线902的例子。在图9的(c)中表示点火时间1t903、峰值次级电流904、次级电流倾斜度905、通电2开始时间t907的例子。
首先，通电2开始时间运算部303获取通电时间1、曲柄角、缸内压力、线圈设计信息、再点火发生阈值(S31)。再点火发生阈值以由通电2开始时间运算部303预先计算出的状态保存于存储器202，但也可以按照步骤S31的执行而计算出。
接着，通电2开始时间运算部303运算峰值次级电流、次级电流倾斜度(S32)。图9的(a)的图线901表示变高的峰值次级电流值随着缸内压力变高而变低的峰值次级电流值特性。因此，通电2开始时间运算部303预先测量并运算与缸内压力对应的峰值次级电流值。
另外，图9的(b)的图线902表示平稳的次级电流倾斜度随着缸内压力变高而变陡的次级电流倾斜度特性。因此，通电2开始时间运算部303预先测量并运算与缸内压力对应的次级电流倾斜度。
接着，通电2开始时间运算部303通过下式(1)运算通电2开始时间(S33)，将处理返回到图5。
通电2开始时间＝点火时间1t903+{(峰值次级电流904－再点火发生阈值906)÷次级电流倾斜度905}×时间角度转换系数……(1)
例如，在内燃机100具有四个气缸101，各气缸101每隔720deg重复吸气、压缩、燃烧、排气的循环的情况下，式(1)中的时间角度转换系数通过下式(2)运算。
时间角度转换系数＝(转速[rpm]×720[deg])÷2×60[s]……(2)
如果在图9的(c)的点火时间1t903对次级线圈404通入大的峰值次级电流904，则在点火线圈103的电极产生放电。之后，如次级电流倾斜度905所示，次级电流以恒定的减少率减少。在此，如果放置到点火时间t908，则次级电流成为0。但是，容易产生再点火。
因此，ECU123预先测量次级线圈404的电流即次级电流，将再点火频繁发生的次级电流的阈值设定为再点火发生阈值906。点火信号运算部(点火信号运算部203)将次级电流超过预先设定的再点火发生阈值的时间设为再点火发生时间，使再通电的开始时间与再点火发生时间一致。而且，ECU123的点火信号生成部204生成点火信号，使得在次级电流的值低于再点火发生阈值906的通电2开始时间t907，次级电流成为0。因此，抑制了再点火的产生。
如上，第2通电开始时间运算部(通电2开始时间运算部303)基于第1通电时间(通电时间1)、内燃机(内燃机100)的转速、缸内压力，运算次级电流的峰值、和从峰值减少的次级电流的倾斜度，对第1点火时间(点火时间1)加上基于次级电流的峰值、和次级电流的倾斜度、和再点火发生阈值计算出的时间，运算第2通电开始时间(通电2开始时间)。而且，通电2开始时间运算部303通过以避开再点火频繁发生的区域的方式设定通电2开始时间，能够抑制多重放电的产生，减小火花塞102的磨损。
图10是表示图5的步骤S4中的点火时间2运算处理的一例的流程图。
首先，点火时间2运算部304从上止点检测部205获取上止点，从存储器202等获取流速减小余裕量(S41)。上止点预先基于内燃机100的规格由上止点检测部205设定。另外，期望的是，流速减小余裕量根据预先测量内燃机100的运转状态和上止点以后的流速或再点火发生频率的结果，设定流速或再点火发生频率充分降低的值。
接着，点火时间2运算部304使用“点火时间2＝上止点+流速减小余裕量”的式子设定点火时间2(S42)，将处理返回到图5。
如上，本实施方式的点火控制装置包括检测内燃机100的上止点的上止点检测部205。点火信号运算部203将点火时间2至少设定到上止点以后，上止点以后由于火花塞102的电极间的流速减小而再点火频率减低，所以能够减少火花塞102的磨损。
图11是表示图5的步骤S5中的通电2要否实施判断处理的一例的流程图。
首先，通电2要否实施判断部305从通电2开始时间运算部303获取通电2开始时间，从点火时间2运算部304获取点火时间2(S51)。
接着，通电2要否实施判断部305判断通电2开始时间是否比点火时间2靠提前角侧(S52)。
通电2要否实施判断部305在判断为通电2开始时间比点火时间2靠提前角侧的情况下(S52的是)，使用“通电时间2＝点火时间2－通电2开始时间”的式子设定通电时间2(S53)，将处理返回到图5。
另一方面，通电2要否实施判断部305在判断为通电2开始时间不比点火时间2靠提前角侧的情况下(S52的否)，对通电时间2设定0(S54)，将处理返回到图5。此外，通电2要否实施判断部305在通电2开始时间＝点火时间2的情况下，也进入步骤S54，对通电时间2设定0。
如上，点火信号运算部(点火信号运算部203)在再通电的开始时间比再通电的结束时间靠提前角侧的情况下判断为要实施再通电，在再通电的开始时间比再通电的结束时间靠滞后角侧的情况下判断为不实施再通电。因为这样判断要否实施再通电，所以仅在点火信号运算部203判断为要实施再通电的情况下生成点火信号。在此，通电2要否实施判断部305在通电2开始时间比点火时间2靠提前角侧的情况下向点火信号生成部204输出要实施再通电的判断结果。因为点火信号生成部204向点火线圈103输出基于该判断结果生成的点火信号，所以点火线圈103能够对火花塞102进行点火。这样，ECU123能够以所需的最小限度的能量消耗抑制再点火的发生，能够减少火花塞102的磨损。
另外，通电2要否实施判断部305在通电2开始时间比点火时间2靠滞后角侧的情况下向点火信号生成部204输出不实施再通电的判断结果。因为点火信号生成部204未基于该判断结果生成点火信号，所以点火线圈103不对火花塞102进行点火。在此，由于在设定在上止点以后的通电2开始时间火花塞102的电极间的流速减小，从而不发生再点火，所以点火信号生成部204不生成点火信号，点火线圈103不实施通电2。因此，能够抑制伴随通电2的点火线圈103中的不必要的能量消耗。
图12是表示图5的步骤S6中的点火信号生成处理的一例的时序图。在该时序图中，表示点火信号、初级电流、次级电流和流速的情形。此外，流速表示火花塞102的电极间的混合气的流速。
向点火信号生成部204输入通过图5的步骤S1～S5生成的点火时间1、通电时间1、点火时间2、通电时间2。点火信号生成部204以将点火时间1设为时间t1202、将通电时间1设为时间t1202－时间t1201、将点火时间2设为时间t1204、将通电时间2设为时间t1204－时间t1203的方式生成点火信号。在此，时间t1201表示按照点火时间1对点火线圈103通电的初级电流(通电1)的通电1开始时间。另外，时间t1203表示初级电流(通电2)的通电2开始时间。
以下，对由点火信号生成部204进行的点火信号的生成处理进行说明。
在时间t1201(通电1开始时间)，如果点火信号从OFF变为ON，则开始向初级线圈402的通电。向初级线圈402的通电继续，并且在初级线圈402中流动的初级电流增加，形成于初级线圈402和次级线圈404之间的磁场变强。
在时间t1202(点火时间1)，如果点火信号从ON变为OFF，则对初级线圈402通电的初级电流成为0。在初级电流成为0的同时，伴随初级线圈402和次级线圈404之间的互感，在次级线圈404中流动的次级电流急增，从火花塞102产生火花放电。该次级电流在时间t1202后随着时间经过而减少。
一般而言，时间t1202被设定为火花塞102的电极间的流速大的时机。因为电极间的流速大，所以在电极间产生的火花放电伸长，由此，燃烧成立性提高。因此，在时间t1202附近，在上止点跟前成为火花塞102的电极间的流速最大的状态。之后，由于在燃烧室内发生翻滚崩溃，从而火花塞102的电极间的流速随着时间经过而减少。
在时间t1203(通电2开始时间)，点火信号再次从OFF成为ON，通过对初级线圈402通电，在初级线圈402中流动与次级电流相反方向的电流，次级电流成为0。
在步骤S3中的通电2开始时间运算处理中，通电2开始时间运算部303使该时间t1203的发生时间与再点火发生阈值以下的次级电流超过再点火发生阈值的时间一致。这样，通过通电2开始时间运算部303调整时间t1203的发生时间，能够防止再点火的频繁发生，抑制火花塞102的磨损。
另外，在时间t1204(点火时间2)，如果点火信号再次从ON变为OFF，则初级电流成为0，并且次级电流急增，从火花塞102产生火花放电。但是，时间t1204通过步骤S4成为上止点以后，进行翻滚崩溃，火花塞102的电极间的流速减小。因此，不会产生在火花塞102的电极间产生的火花放电被吹、再次产生火花放电的多重放电，也不会产生多重放电引起的火花塞102的磨损。
图13是表示本实施方式的通电2要否实施判断处理的一例的时序图。图13所示的上止点时间t1301表示上止点的时间。图13的(a)表示点火时间1为BTDC30deg的情况，图13的(b)表示点火时间1为BTDC10deg的情况，图13的(c)表示点火时间1为ATDC(After TopDead Center，上止点后)10deg的情况。
图14表示图13中的转速1000、2000、4000、6000rpm下的从点火时间1至上止点时间t1301的时间的一例。例如，在图13的(a)中，表示从点火时间1(t1302)至上止点时间t1301的时间，在图13的(b)中，表示从点火时间1(t1307)到上止点时间t1301的时间。另外，在图13的(c)中，表示从点火时间1(t1312)到上止点时间t1301的时间。在转速不同的情况下，点火时间1(固定角)和上止点(固定角)之间的时间变化。因此，由图14表示，如果是低的转速，则从点火时间1至上止点时间t1301的时间长，如果是高的转速，则从点火时间1到上止点时间t1301的时间变短。
图13的(a)～图13的(c)是记载在点火时间1和转速不同的情况下通电2要否实施判断部305判断是否实施通电2的结果的时序图。另外，在图13的(a)～图13的(c)中，上止点时间t1301与点火时间2一致。另外，在图13的(a)～图13的(c)中，假定从点火时间1至次级电流低于再点火发生阈值的时间为0.7ms、次级电流减小至0的时间为1.0ms的情况，记载时序图。
就图13的(a)所示的点火时间1t1302为BTDC30deg时的通电2开始时间而言，在时间t1303表示1000rpm的情况，在时间t1304表示2000rpm的情况，在时间t1305表示4000rpm的情况，在时间t1306表示6000rpm的情况。
图14的BTDC30deg中的各转速下的从点火时间1t1302至上止点时间t1301的时间均为正。另外，如图13的(a)所示，时间t1303～时间t1306比上止点时间t1301靠提前角侧。因此，通电2要否实施判断部305在从各通电2开始时间至上止点时间t1301之间实施通电2。
就图13的(b)所示的点火时间1t1307为BTDC10deg时的通电2开始时间而言，在时间t1308表示1000rpm的情况，在时间t1309表示2000rpm的情况，在时间t1310表示4000rpm的情况，在时间t1311表示6000rpm的情况。
图14的BTDC10deg中的各转速下的从点火时间1t1307至上止点时间t1301的时间均为正。另外，如图13的(b)所示，时间t1308、t1309比上止点时间t1301靠提前角侧。因此，通电2要否实施判断部305基于图11所示的通电2要否实施判断处理(步骤S52的是)，在从各通电2开始时间至上止点时间t1301之间实施通电2。另一方面，由图13的(b)表示时间t1310、t1311比上止点时间t1301靠滞后角侧。因此，通电2要否实施判断部305未基于图11所示的通电2要否实施判断处理(步骤S52的否)实施通电2。
表示图13的(c)所示的点火时间1t1312为ATDC10deg的情况。就通电2开始时间而言，在时间t1313表示1000rpm的情况，在时间t1314表示2000rpm的情况，在时间t1315表示4000rpm的情况，在时间t1316表示6000rpm的情况。
图14的ATDC10deg中的各转速下的从点火时间1t1312至上止点时间t1301的时间均为负。另外，如图13的(c)所示，表示时间t1313～时间t1316比上止点时间t1301靠滞后角侧。因此，通电2要否实施判断部305未基于图11的流程图实施通电2。
通过以上的处理，在图13的(a)所示的时间t1303～时间t1306、图13的(b)所示的时间t1308、时间t1309，通电2要否实施判断部305通过向初级线圈402通电，能够抑制多重放电的产生，减少火花塞102的磨损。
另外，通过将由于火花塞102的电极间的流速减小而再点火频率降低的上止点设为通电2开始时间，能够进一步抑制火花塞102的磨损。另外，在图13的(b)所示的时间t1310、时间t1311、图13的(c)所示的时间t1313～时间t1316成为通电2开始时间的情况下，已经通过上止点时间t1301，由于火花塞102的电极间的流速减小，从而再点火频率降低。因此，通电2要否实施判断部305由于不实施通电2，从而能够抑制不必要的能量消耗。
在以上说明的一实施方式的ECU123中，通过内部处理，基于再通电的结束时间和再点火的发生频率降低的时间的关系判断要否实施再通电。因此，也可以不追加用于控制点火线圈103的动作的电路部件而增加产品成本0。另外，在判断为要实施再通电的情况下，进行点火信号的生成，在判断为不实施再通电的情况下，不进行点火信号的生成。
因为不是这样始终进行点火信号的生成，所以能够以所需的最小限度的能量消耗抑制再点火的发生，能够减少火花塞102的磨损。
另外，即使在实施超稀薄燃烧或EGR的情况下，因为进行本实施方式的再通电的要否实施的判断、和点火信号的生成处理，所以能够抑制再点火的发生，进一步抑制火花塞102的磨损。因此，本实施方式的技术有助于火花塞102的长寿化。
此外，内燃机100也可以设为不实施EGR的结构。
此外，本发明不限于上述的实施方式，只要不脱离权利要求书所记载的本发明的主旨，当然可以采用其它各种应用例、变形例。
例如，上述的实施方式为了容易理解地说明本发明而对内燃机和点火控制装置的结构进行详细且具体说明，并不一定限定于包括说明的所有结构。另外，也能够对本实施方式的结构的一部分进行其它结构的追加、删除、替换。
另外，控制线或信息线在说明上表示被认为是必须的，在产品上不一定表示所有控制线或信息线。实际上，也可以认为几乎所有的结构相互连接。
附图标记说明
100…内燃机
102…火花塞
103…点火线圈
106…活塞
123…ECU
203…点火信号运算部
204…点火信号生成部
205…上止点检测部
301…点火时间1运算部
302…通电时间1运算部
303…通电2开始时间运算部
304…点火时间2运算部
305…通电2要否实施判断部
402…初级线圈
404…次级线圈。

Claims (10)

1.一种点火控制装置，控制内燃机的点火，其中，基于向具有配置于初级侧的初级线圈和配置于次级侧的次级线圈的点火线圈输入的点火信号，控制在所述初级线圈中流动的初级电流的通电和切断，利用通过切断所述初级电流而被所述次级线圈感应的次级电压和次级电流施加到与所述次级线圈连接的火花塞而产生的火花放电，使混合气在气缸内的燃烧室中点火，所述点火控制装置的特征在于，包括：
点火信号运算部，其计算在一次点火工序内所述初级电流的再通电的开始时间和结束时间，将所述再通电的结束时间和再点火的发生频率降低的时间进行比较，判断要否实施所述再通电；和
点火信号生成部，其生成在所述点火工序内用于产生至少一次以上的火花放电的所述点火信号并将其输出到所述点火线圈后，在由所述点火信号运算部判断为要实施所述再通电的情况下，生成所述点火信号，在所述再通电的开始时间向所述点火线圈输出所述点火信号，在由所述点火信号运算部判断为不实施所述再通电的情况下，不生成所述点火信号。
2.如权利要求1所述的点火控制装置，其特征在于：
包括检测在所述气缸内运动的活塞的上止点的上止点检测部，
所述点火信号运算部将所述再点火的发生频率降低的时间设为所述火花塞的电极间的所述混合气的流速减小的时间、且为所述上止点的时间以后。
3.如权利要求2所述的点火控制装置，其特征在于：
所述点火信号运算部，基于所述活塞的旋转角度计算所述再通电的开始时间、所述再通电的结束时间、和所述上止点的时间，在所述再通电的开始时间比所述再通电的结束时间靠提前角侧的情况下，判断为要实施所述再通电，在所述再通电的开始时间比所述再通电的结束时间靠滞后角侧的情况下，判断为不实施所述再通电。
4.如权利要求3所述的点火控制装置，其特征在于：
所述点火信号运算部将所述次级电流超过预先设定的再点火发生阈值的时间设为再点火发生时间，使所述再通电的开始时间与所述再点火发生时间一致。
5.如权利要求4所述的点火控制装置，其特征在于：
所述点火信号运算部具有第2通电开始时间运算部，其基于检测所述内燃机的转速的转速检测部检测出的所述转速、检测所述燃烧室内的缸内压力的缸内压力检测部检测出的所述缸内压力、在被判断要否实施的所述再通电之前通电的所述初级电流的切断时间、和预先设定的再点火发生阈值，计算作为所述再通电的开始时间的第2通电开始时间。
6.如权利要求5所述的点火控制装置，其特征在于：
所述点火信号运算部具有：
第2点火时间运算部，其计算利用切断所述再通电而产生的所述火花放电对所述混合气进行点火的第2点火时间；
再通电实施判断部，其基于所述第2通电开始时间和所述第2点火时间，判断要否实施所述再通电，并输出点火信号运算结果，
所述点火信号生成部向所述点火线圈输出基于作为所述再通电之前的点火时间的第1点火时间、在所述再通电之前通电的所述初级电流的第1通电时间、所述第2点火时间、和所述点火信号运算结果而生成的所述点火信号。
7.如权利要求6所述的点火控制装置，其特征在于：
所述第2通电开始时间运算部，基于所述第1通电时间、所述内燃机的转速、所述缸内压力，计算所述次级电流的峰值和从所述峰值减少的所述次级电流的倾斜度，对所述第1点火时间加上基于所述次级电流的峰值、和所述次级电流的倾斜度、和所述再点火发生阈值计算出的时间，计算所述第2通电开始时间。
8.如权利要求7所述的点火控制装置，其特征在于：
所述点火信号运算部具有：
第1点火时间运算部，其从基本点火时间减去延迟指令值，计算所述第1点火时间；和
第1通电时间运算部，其基于基本通电时间和对所述内燃机进行冷却的冷却水的水温，计算所述第1通电时间。
9.如权利要求8所述的点火控制装置，其特征在于：
所述第1通电时间运算部基于所述基本通电时间、所述水温、和以燃烧后的废气的一部分作为EGR气体从排气管向吸气管回流的方式连接的EGR管内的所述EGR气体的流量，计算所述第1通电时间。
10.如权利要求9所述的点火控制装置，其特征在于：
所述内燃机以比理论空燃比稀薄的混合气进行超稀薄燃烧。
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