DE102008041386B4

DE102008041386B4 - Zündungssteuergerät für eine Verbrennungskraftmaschine

Info

Publication number: DE102008041386B4
Application number: DE102008041386.0A
Authority: DE
Inventors: Yuki Yamauchi
Original assignee: Denso Corp
Current assignee: Denso Corp
Priority date: 2007-08-24
Filing date: 2008-08-20
Publication date: 2019-05-29
Anticipated expiration: 2028-08-21
Also published as: DE102008041386A1; JP2009052435A

Abstract

Zündungssteuergerät für eine Verbrennungskraftmaschine, das bei einer Zündungsvorrichtung (11) angewendet wird, die eine Zündspule (13) mit einer Primärspule (14) und einer Sekundärspule (15), einen mit der Primärspule (14) verbundenen Energiequellenabschnitt (16), einen Schaltabschnitt (17), der angeordnet ist, um dazu fähig zu sein, eine Speisung von dem Energiequellenabschnitt (16) zu der Primärspule (14) anzupassen, und eine mit der Sekundärspule (15) verbundene Zündkerze (12) umfasst, wobei das Zündungssteuergerät die Speisung von dem Energiequellenabschnitt (16) zu der Primärspule (14) mit dem Schaltabschnitt (17) derart steuert, um eine Zündspannung zwischen Elektroden der Zündkerze (12) zu erzeugen, gekennzeichnet durch:eine Stromerfassungseinrichtung zum Erfassen eines Sekundärstroms, der zwischen den Elektroden der Zündkerze (12) in einem Zustand fließt, in dem die Zündspannung zwischen den Elektroden der Zündkerze (12) anliegt; undeine Zündungserfassungseinrichtung zum Erfassen eines Erfolgs einer Zündung, wenn ein Zustand, in dem der durch die Stromerfassungseinrichtung erfasste Sekundärstrom gleich oder größer einem vorbestimmten Referenzstromwert ist, für eine vorbestimmte Referenzzeit oder darüber hinaus fortdauert, und zum Erfassen einer Fehlfunktion der Zündung, wenn eine Dauer des Zustands, in dem der Sekundärstrom gleich oder größer dem Referenzstromwert ist, kürzer als die Referenzzeit ist.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Zündungssteuergerät für eine Verbrennungskraftmaschine, und insbesondere ein Gerät zum Erfassen eines Erfolges und Fehlfunktion einer Zündung.
In einer funkengezündeten Verbrennungskraftmaschine wird eine Funkenentladung an einer Zündkerze durch eine Zündungsvorrichtung erzeugt, die aus einer Zündspule und dergleichen aufgebaut ist. In eine Verbrennungskammer zugeführter Treibstoff wird aufgrund der Funkenentladung bei einer Verbrennung verwendet (wie z. B. in Patentdruckschrift 1: Japanisches Patent Nr. JP 2811781 B beschrieben). Es gibt ein bekanntes Steuergerät dieser Art eines Zündungsgeräts (d. h., einem Zündungssteuergerät), das einen Erfolg und eine Fehlfunktion einer Zündung basierend auf einem Strom (einem Primärstrom), der durch eine Primärspule der Zündspule fließt, erfasst.
Wenn jedoch der Primärstrom durch die Primärspule der Zündspule fließt, besteht die Möglichkeit, dass keine ausreichende Energie zum Erzeugen der Funkenentladung aufgrund einer Fehlfunktion in dem Zündgerät zugeführt wird. Wenn dies der Fall ist, erfasst das in Patentdruckschrift 1 beschriebene Zündgerät einen Erfolg der Zündung trotz der Fehlfunktion der Zündung.
Die nachveröffentlichte Druckschrift DE 10 2007 000 369 A1 offenbart eine Motoranormalzustandserfassungseinrichtung eines Zündungssystems mit einem Strombegrenzungselement, das zwischen einem Niederspannungsende der Sekundärspule einer Zündspule und einer Masse verbunden ist, einer Sekundärstromerfassungsschaltung zum Erfassen einer Quantität eines Sekundärstroms, und einer Einrichtung zum Bestimmen eines anormalen Zustands des Zündungssystems gemäß der Quantität des Sekundärstroms. Bei diesem Aufbau ist das Strombegrenzungselement ein Widerstand, der einen Widerstandswert von ungefähr 100 kΩ oder größer als 100 kΩ aufweist.
Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Zündungssteuergerät bereitzustellen, das dazu fähig ist, einen Erfassungsfehler bei einer Erfassung eines Erfolges und einer Fehlfunktion einer Zündung zu verhindern.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch ein Zündungssteuergerät nach Patentanspruch 1 gelöst. Weitere Merkmale und vorteilhafte Weiterbildungen sind in den abhängigen Patentansprüchen gezeigt.
Gemäß einem Aspekt der vorliegenden Erfindung, wird ein Zündungssteuergerät bei einer Zündvorrichtung angewendet, die eine Zündspule mit einer Primärspule und einer Sekundärspule, einen mit der Primärspule verbundenen Energiequellenabschnitt, einen Schaltabschnitt, der eingerichtet ist, um dazu fähig zu sein, eine Speisung von dem Energiequellenabschnitt zu der Primärspule anzupassen, und eine mit der Sekundärspule verbundene Zündkerze aufweist. Das Zündungssteuergerät steuert die Speisung von dem Energiequellenabschnitt zu der Primärspule mit dem Schaltabschnitt, um eine Zündspannung (d. h., eine für eine Funkenentladung verwendete Spannung) zwischen Elektroden der Zündkerze zu erzeugen.
Bei diesem Aufbau gilt, dass wenn der Speisungsumfang von dem Energiequellenbereich zu der Primärspule rapide ansteigt oder rapide abfällt, die Zündspannung in der Sekundärspule erzeugt wird, und die Zündspannung zwischen den Elektroden der Zündkerze anliegt. Daher tritt eine Funkenentladung zwischen den Elektroden der Zündkerze auf, und ein Gasgemisch in einem Zylinder (nachstehend als zylinderinternes Gas bezeichnet) einer Verbrennungskraftmaschine wird durch die Funkenentladung gezündet. Das Zündungssteuergerät kann eine Zündungsvorrichtung der Induktionsart, eine Zündungsvorrichtung der Kapazitätsart oder eine Zündungsvorrichtung als eine Kombination der Zündungsvorrichtung der Induktionsart und der Zündungsvorrichtung der Kapazitätsart sein.
In diesem Fall gilt, um das zylinderinterne Gas durch die Funkenentladung wie vorstehend beschrieben zu zünden, dass eine bestimmte Energiemenge dem zylinderinternen Gas durch die Funkenentladung zugeführt werden muss. Wenn der Sekundärstrom gleich oder größer als ein Entladungshaltestromwert ist (d. h., ein Wert eines unteren Grenzstroms zum Halten der Funkenentladung), kann erwartet werden, dass die zwischen den Elektroden der Zündkerze erzeugte Funkenentladung gehalten wird.
Daher erfasst das Zündungssteuergerät gemäß dem vorstehenden Aspekt den Sekundärstrom, der zwischen den Elektroden der Zündkerze in dem Zustand fließt, in dem die Zündspannung zwischen den Elektroden der Zündkerze angelegt ist, und erfasst einen Erfolg und eine Fehlfunktion der Zündung basierend auf dem erfassten Stromwert. D. h., dass das Zündungssteuergerät den Erfolg der Zündung erfasst, wenn ein Zustand, in dem der erfasste Sekundärstrom über eine vorbestimmte Referenzzeit oder darüber hinaus gleich oder größer einem vorbestimmten Referenzstromwert ist. Das Zündungssteuergerät erfasst die Fehlfunktion der Zündung, wenn eine Dauer des Zustands, in dem der erfasste Sekundärstrom gleich oder größer als der Referenzstromwert ist, kürzer als die Referenzzeit ist. Bei diesem Aufbau kann der Erfolg und die Fehlfunktion der Zündung basierend auf der dem zylinderinternen Gas zugeführten Energienmenge durch Einstellen des Referenzstromwerts gleich oder größer dem Entladungshaltestromwert erfasst werden. Daher kann ein Erfassungsfehler bei der Erfassung des Erfolges und der Fehlfunktion der Zündung verhindert werden.
Gemäß einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung führt die Zündungssteuerung eine Mehrfachentladungssteuerung durch Wiederholen eines Öffnens und Schließens des Schalterabschnitts während einem Verbrennungshub der Verbrennungskraftmaschine durch. Bei der Mehrfachentladungssteuerung öffnet das Zündungssteuergerät den Schaltabschnitt zu einem bestimmten Zeitpunkt, und hält den Schaltabschnitt während einer Periode von dem bestimmten Zeitpunkt in einem geöffneten Zustand, bis eine vorbestimmte Speicherungszeit nach dem bestimmten Zeitpunkt verstreicht, um eine der Primärspule in dem Energiequellenabschnitt zuzuführende Energie zu speichern. Das Zündungssteuergerät schließt den Schaltabschnitt bei einem weiteren bestimmten Zeitpunkt, und hält den Schaltabschnitt während einer Periode von dem anderen bestimmten Zeitpunkt in einem geschlossenen Zustand, bis der erfasste Sekundärstrom kleiner als ein Zündvorgangshaltestromwert wird, der gleich oder kleiner dem Referenzstromwert ist, um die Zündspannung zwischen den Elektroden der Zündkerze nach Speicherung der Energie zu erzeugen.
Bei diesem Aufbau kann der Verbrennungszustand der Verbrennungskraftmaschine wie folgt verbessert werden, indem der Zündvorgangshaltestromwert auf einen Wert eingestellt wird, der gleich oder größer dem Entladungshaltestromwert ist, und gleich oder kleiner dem Referenzstromwert ist. D. h., dass wenn der Sekundärstrom kleiner als der Zündvorgangshaltestromwert wird, sodass das Halten der Funkenentladung nicht erwartet werden kann, die Speisung der Primärspule durch Öffnen des Schaltabschnitts abgetrennt wird, und die Speicherung der Energie in dem Energiequellenabschnitt wird gestartet. Der Schaltabschnitt wird in einer Periode nach Öffnen des Schaltabschnitts in dem geöffneten Zustand gehalten, bis die Speicherungszeit verstreicht. D. h., dass die Zeit zum Anhäufen der Energie in dem Energiequellenabschnitt auf die Speicherungszeit begrenzt ist. Daher wird die Zeit, in der die Funkenentladung in der Mehrfachentladungsperiode nicht auftritt, verkürzt, sodass der Verbrennungszustand der Verbrennungskraftmaschine verbessert werden kann. Der Zündvorgangshaltestromwert kann eingestellt sein, um gleich dem Referenzstromwert zu sein.
Gemäß einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung führt das Zündungssteuergerät eine Mehrfachentladungssteuerung durch wiederholtes Öffnen und Schließen des Schaltabschnitts während eines Verbrennungshubs der Verbrennungskraftmaschine aus. Bei der Mehrfachentladungssteuerung schließt das Zündungssteuergerät den Schaltabschnitt zu einem bestimmten Zeitpunkt, und hält den Schaltabschnitt während einer Periode von dem bestimmten Zeitpunkt in einem geschlossenen Zustand, bis eine vorbestimmte Speicherungszeit nach dem bestimmten Zeitpunkt verstreicht, um Energie in der Primärspule zu speichern. Das Zündungssteuergerät öffnet den Schaltabschnitt bei einem weiteren bestimmten Zeitpunkt und hält den Schaltabschnitt während einer Periode von dem weiteren bestimmten Zeitpunkt in einem geöffneten Zustand, bis der erfasste Sekundärstrom kleiner als ein Zündvorgangshaltestromwert wird, der gleich oder kleiner dem Referenzstromwert ist, um die Zündspannung zwischen den Elektroden der Zündkerze nach dem Speichern der Energie zu erzeugen.
Bei diesem Aufbau kann der Verbrennungszustand der Verbrennungskraftmaschine wie folgt durch Einstellen des Zündvorgangshaltestromwerts bei einem Wert, der gleich oder größer dem Entladungshaltestromwert ist, und gleich oder kleiner dem Referenzstromwert ist, verbessert werden. D. h., dass wenn der Sekundärstrom kleiner als der Zündvorgangshaltestromwert wird, sodass das Aufrechthalten der Funkenzündung nicht erwartet werden kann, die Speisung der Primärspule durch Schließen des Schaltabschnitts durchgeführt wird, und die Speicherung der Energie in der Primärspule gestartet wird. Der Schaltabschnitt verbleibt während der Periode nach Schließen des Schaltabschnitts in dem geschlossenen Zustand bis die Speicherungszeit abläuft. D. h., dass die Zeit zum Anhäufen der Energie in der Primärspule auf die Speicherungszeit begrenzt ist. Daher wird die Zeit, in der die Funkenentladung in der Mehrfachentladungsperiode nicht auftritt, verkürzt, sodass der Verbrennungszustand der Verbrennungskraftmaschine verbessert werden kann. Der Zündvorgangshaltestromwert kann eingestellt werden, um gleich dem Referenzstromwert zu sein.
Gemäß einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung erfasst das Zündungssteuergerät einen Erfolg und eine Fehlfunktion der Zündung bei einer Vielzahl von Zeitpunkten während der Mehrfachentladungssteuerung. Daher kann der Erfolg und die Fehlfunktion der Zündung durch Verstehen der Erzeugungssituation der Funkenentladung während der gesamten Mehrfachentladungsperiode erfasst werden.
Der Zustand (Durchflussgeschwindigkeit, Druck und Temperatur) des zylinderinternen Gases schwankt innerhalb einer abgelaufenen Zeit nach dem Zündzeitpunkt, und der Entladungshaltestromwert schwankt ebenso mit der Schwankung des Zustands. Daher gilt gemäß einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung, dass das Zündungssteuergerät den Referenzstromwert variabel bei jeder Erfassung des Erfolges und der Fehlfunktion der Zündung gemäß einer verstrichenen Zeit nach dem Zündzeitpunkt einstellt. Darüber hinaus gilt gemäß noch einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung, dass das Zündungssteuergerät die Referenzzeit bei jeder Erfassung des Erfolges und der Fehlfunktion der Zündung gemäß der verstrichenen Zeit nach dem Zündzeitpunkt einstellt. Daher kann der Erfassungsfehler bei der Erfassung des Erfolges und der Fehlfunktion der Zündung verhindert werden.
Die Funktion von jedem der mehreren Abschnitte gemäß der vorliegenden Erfindung kann durch ein Hardware-Betriebsmittel mit einer durch dessen konstruktionsspezifizierten Funktion, ein Hardware-Betriebsmittel mit einer durch ein Programm spezifizierten Funktion oder einer Kombination der Hardware-Betriebsmittel beider Arten realisiert werden. Die Funktionen der mehreren Abschnitte sind nicht auf jene beschränkt, die durch die Hardware-Betriebsmittel voneinander physisch unabhängig sind.
Die vorliegende Erfindung kann nicht nur als auf eine Vorrichtung gerichtete Erfindung betrachtet werden, sondern ebenso als eine auf ein Programm gerichtete Erfindung, eine auf ein das Programm speicherndes Speichermedium gerichtete Erfindung und eine auf ein Verfahren gerichtete Erfindung spezifiziert werden.
Merkmale und Vorteile von Ausführungsbeispielen sowie Verfahren und Vorgänge und die Funktion der bezüglichen Teile werden anhand der nachfolgenden detaillierten Beschreibung, den anhängenden Patentansprüchen und den Zeichnungen, wobei all diese einen Teil dieser Anmeldung bilden, ersichtlich. In den Zeichnungen gilt:

1 ist ein schematisches Diagramm, das einen allgemeinen Aufbau eines Zündungssteuersystems gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung zeigt;
2 ist ein Zeitdiagramm, das ein Beispiel einer Mehrfachentladungssteuerung zeigt;
3 ist ein schematisches Diagramm, das einen Zündungserfassungsabschnitt gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel zeigt;
4 ist ein Zeitdiagramm, das eine Mehrfachentladungssteuerung gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel zeigt;
5 ist ein schematisches Diagramm, das eine Ausgabeschaltung eines Zündungserfassungsabschnitts gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiels der vorliegenden Erfindung zeigt; und
6 ist ein Zeitdiagramm, das eine Mehrfachentladungssteuerung gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel zeigt.

Nachstehend werden Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung mit Bezugnahme auf die anhängenden Zeichnungen beschrieben.
Ein erstes Ausführungsbeispiel realisiert die vorliegende Erfindung als ein Zündungssteuersystem für eine Mehrzylinderverbrennungskraftmaschine. Details des erfindungsgemäßen Zündungssteuersystems werden nachstehend beschrieben. Zunächst wird ein schematischer Aufbau des Zündungssteuerungssystems mit Bezugnahme auf 1 beschrieben. Das in 1 gezeigte Zündungssteuerungssystem ist so aufgebaut, dass eine Funkenentladung in einer Zündkerze 12 einer Zündungsvorrichtung 11 basierend auf einem Zündsignal IGt einer elektronischen Steuereinheit 10 (nachstehend als ECU bezeichnet) erzeugt wird.
Genauer gesagt sind eine Zündkerze 12 und eine Zündspule 13 in jedem der Zylinder der Verbrennungskraftmaschine platziert. Die Zündspule 13 besteht aus einer Primärspule 14, einer Sekundärspule 15 und dergleichen, und erzeugt eine Hochspannung für eine Zündung (d. h., eine Zündspannung) zwischen Elektroden der Zündkerze 12. Ein Ende der Primärspule 14 ist mit einem Energiequellenabschnitt 16 verbunden, und ein Transistor 17 für eine Zündung (nachstehend als Zündtransistor bezeichnet) als ein Schaltabschnitt ist zwischen dem anderen Ende der Primärspule 14 und der Masse angeordnet. Der Energiequellenabschnitt 16 besteht aus einer Batterie 18, einer Energiespeicherungsspule 19, die in Reihe mit der Batterie 18 verbunden ist, einem zwischen der Energiespeicherungsspule 19 und der Masse angeordneten Verstärkungstransistor 20, einer parallel mit dem Verstärkungstransistor 20 verbundenen Diode 21, einer zwischen der Diode 21 und der Masse angeordneten Zündkapazität 22, und dergleichen.
Der Verstärkungstransistor 20 wird als Antwort auf ein Ansteuersignal DSch, das von einem Antriebsteuerabschnitt 23 ausgegeben wird, ein- und ausgeschaltet. Der Zündtransistor 17 wird als Antwort auf ein Ansteuersignal DSig, das von dem Antriebssteuerabschnitt 23 ausgegeben wird, ein- und ausgeschaltet. Ein Ende der Sekundärspule 15 ist mit der Zündkerze 12 verbunden, und das andere Ende der Sekundärspule ist über einen Widerstand 24 mit der Masse verbunden. Ein Kontaktpunkt zwischen der Sekundärspule 15 und dem Widerstand 24 ist mit dem Antriebssteuerabschnitt 23 verbunden.
Die ECU 10 besteht hauptsächlich aus einem bekannten Mikrocomputer, der mit einer CPU, einem Speicher und dergleichen ausgestattet ist. Die ECU 10 führt in dem Speicher gespeicherte Programme aus, um entsprechende Komponenten eines Motorsystems inklusive einer Verbrennungskraftmaschine als eine Hauptkomponente zu steuern. Zum Beispiel steuert die ECU 10 einen Zündzeitpunkt der Verbrennungskraftmaschine. D. h., dass die ECU 10 Betriebszustandsinformationen erhält, die einen Betriebszustand eines Fahrzeugs angeben, wie etwa eine Drehzahl der Verbrennungskraftmaschine und ein Gaspedalbetriebsumfang, und berechnet den optimalen Zündzeitpunkt basierend auf den Betriebszustandsinformationen. Daher erzeugt die ECU 10 das Zündsignal IGt gemäß dem Zündzeitpunkt, und gibt das Zündsignal IGt an die Zündungsvorrichtung 11 aus.
Das Zündungssteuerungssystem gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel führt eine Mehrfachentladungssteuerung durch, um zu bewirken, dass die Zündkerze 12 die Funkenentladung mehrere Male in einem Verbrennungshub erzeugt, um einen Verbrennungszustand zu verbessern. Z. B. berechnet die ECU 10 eine Mehrfachentladungsperiode zum wiederholten Erzeugen der Funkenentladung basierend auf den Betriebszustandsinformationen, und gibt ein Mehrfachperiodensignal IGw aus, das die Mehrfachentladungsperiode angibt, an den Antriebssteuerabschnitt 23 aus.
Als nächstes wird ein Beispiel der Mehrfachentladungssteuerung mit Bezugnahme auf 2 beschrieben. In der Mehrfachentladungsperiode (von Zeitpunkt t11 bis Zeitpunkt t16 in 2) werden ein Zündvorgang und ein Energiespeicherungsvorgang nacheinander zu jedem Schaltzeitpunkt α wiederholt. Der Zündvorgang ist ein Vorgang zum Erzeugen einer Zündspannung (z. B. bei einem Intervall von dem Zeitpunk t11 zu dem Zeitpunkt t12, oder ein Intervall von dem Zeitpunkt t13 zu dem Zeitpunkt t14), und der Energiespeicherungsvorgang ist ein Vorgang zum Speichern der Energie in dem Energiequellenabschnitt 16 (z. B. ein Intervall von Zeitpunkt t12 bis Zeitpunkt t13 oder ein Intervall von Zeitpunkt t14 bis Zeitpunkt t15). In einer Speicherungsperiode elektrostatischer Energie (ein Intervall von Zeitpunkt t16 zu Zeitpunkt t17 in 2) wird elektrostatische Energie in der Zündkapazität 22 gespeichert. In einer Speicherungsperiode elektromagnetischer Energie (ein Intervall von t10 bis t11 in 2) wird eine elektromagnetische Energie in der Energiespeicherungsspule 19 angehäuft. Die elektrostatische Energie und die elektromagnetische Energie werden in dem ersten Zündungsvorgang in der Mehrfachentladungsperiode verwendet. In 2 bezeichnet V eine Ladungsspannung der Zündkapazität 22.
Genauer gesagt gilt, dass wenn das Zündsignal IGt auf ein Niveau H (d. h. ein oberes Niveau) zu dem Zeitpunkt t10 ansteigt, wird das Ansteuersignal DSch als Antwort auf das Niveau H angehoben. Als eine Folge wird der Verstärkungstransistor 20 eingeschaltet, und ein Strom fließt durch die Energiespeicherungsspule 19. Demzufolge wird elektromagnetische Energie in der Energiespeicherungsspule 19 gespeichert.
Wenn daraufhin das Zündsignal IGt auf ein Niveau L (d. h. ein niedriges Niveau) zu dem Zeitpunkt t11 vermindert wird, wird das Ansteuersignal DSch auf das Niveau L vermindert, und das Ansteuersignal DSig wird auf das Niveau H angehoben. Daher wird der Verstärkungstransistor 20 ausgeschaltet, und der Zündtransistor 17 eingeschaltet. Als eine Folge gilt, dass aufgrund der in der Energiespeicherungsspule 19 gespeicherten elektromagnetische Energie und der in der Zündkapazität 22 geladenen elektrostatischen Energie ein Primärstrom I1 durch die Primärspule 14 fließt. Demzufolge wird eine Zündspannung in die Sekundärspule 15 induziert. Wenn die Zündspannung eine Entladungsspannung erreicht, tritt die erste Zündentladung der Zündkerze 12 auf, und ein Sekundärstrom I2 fließt in eine negative Richtung, wie in 2 gezeigt.
Zu dem Zeitpunkt t12 gilt, dass wenn die Schaltzeit α nach dem Zeitpunkt t11 verstreicht, das Ansteuersignal DSch auf das Niveau H angehoben wird, und das Ansteuersignal DSig auf das Niveau L vermindert wird. Daher wird der Verstärkungstransistor 20 eingeschaltet, und der Zündtransistor 17 ausgeschaltet. Als eine Folge fließt ein Strom durch die Energiespeicherungsspule 19, und die elektromagnetische Energie wird in der Energiespeicherungsspule 19 gespeichert.
Zu dem Zeitpunkt t13, wenn die Schaltzeit α nach dem Zeitpunkt t12 verstreicht, wird das Ansteuersignal DSch auf das Niveau L vermindert, und das Ansteuersignal DSig wird auf das Niveau H angehoben. Daher wird der Verstärkungstransistor 20 ausgeschaltet und der Zündtransistor 17 eingeschaltet. Als eine Folge fließt der Primärstrom I1 aufgrund der in der Energiespeicherungsspule 19 gespeicherten elektromagnetischen Energie durch die Primärspule 14. Demzufolge wird die Zündspannung in die Sekundärspule 15 induziert. Wenn die Zündspannung die Entladungsspannung erreicht, tritt die Funkenentladung an der Zündkerze 12 wiederum auf, und der Sekundärstrom I2 fließt in die negative Richtung, wie in 2 gezeigt.
Anschließend wird in dem Intervall von dem Zeitpunkt t13 zu dem Zeitpunkt t14 der gleiche Vorgang wie der Vorgang in dem Intervall von dem Zeitpunkt t11 zu dem Zeitpunkt t12 ausgeführt (d. h., der Zündvorgang wird ausgeführt). In dem Intervall von dem Zeitpunkt t14 zu dem Zeitpunkt t15 wird der gleiche Vorgang wie der Vorgang in dem Intervall von dem Zeitpunkt t12 zu dem Zeitpunkt t13 ausgeführt (d. h., der Energiespeicherungsvorgang wird ausgeführt). Daher werden der Energiespeicherungsprozess und der Zündungsprozess wiederholt und nacheinander zu jeder Schaltzeit α ausgeführt, bis das Mehrfachperiodensignal IGw zu dem Zeitpunkt t16 unter das Niveau L fällt.
In dem Intervall t16 zu dem Zeitpunkt t17 wird das Signalniveau des Ansteuersignals DSch nacheinander zwischen dem Niveau H und dem Niveau L umgeschaltet, bis die Ladespannung V der Zündkapazität 22 eine vorbestimmte Spannung erreicht. In dem gleichen Intervall wird das Ansteuersignal DSig bei dem Niveau L gehalten. Demzufolge wird die elektromagnetische Energie in der Energiespeicherungsspule 19 gespeichert, während der Verstärkungstransistor 20 auf EIN ist. Wenn der Verstärkungstransistor 20 nach der Speicherung der Energie in der Energiespeicherungsspule 19 ausgeschaltet wird, wird die Energie der Zündkapazität 22 zugeführt. Als eine Folge steigt die Ladespannung V der Zündkapazität 22 schrittweise wie in 2 gezeigt an.
Die Mehrfachentladungssteuerung, in der der Energiespeicherungsvorgang und der Zündvorgang nacheinander zu jeder vorbestimmten Schaltzeit α wie vorstehend beschrieben wiederholt werden, können ein Problem aufweisen, dass auch wenn die Funkenentladung während des Zündvorgangs ausgeblasen wird, der Zündvorgang fortgesetzt wird, bis die Schaltzeit α danach verstreicht. In diesem Fall tritt die Zeit, in der die Funkenentladung nicht auftritt, nicht lange in der Mehrfachentladungsperiode auf, sodass der Verbrennungszustand verschlechtert wird. Insbesondere wurde in den vergangenen Jahren eine magere Verbrennung (Magerverbrennung) durchgeführt, und es ist notwendig, eine magere Verbrennung für einen verbesserten Treibstoffverbrauch durchzuführen. Bei der mageren Verbrennung wird eine Turbulenz (Strömung) durch Erzeugen eines Strudels oder einer Turbulenz induziert, um eine Verbrennungsgeschwindigkeit zu verbessern. Demzufolge ist eine Durchflussgeschwindigkeit des zylinderinternen Gases hoch, und die Funkenentladung tendiert relativ dazu, ausgeblasen zu werden. Daher kann das vorstehend beschriebene Problem erheblich sein.
Im Gegensatz dazu, gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel, wird ein Übergang von dem Zündvorgang zu dem Energiespeicherungsvorgang durchgeführt, bevor die Funkenentladung ausgeblasen wird. Genauer gesagt wird der Zündvorgang beendet und der Energiespeicherungsvorgang zu einem Zeitpunkt gestartet, wenn der Sekundärstrom I2 kleiner als ein Zündvorgangshaltestromwert Ij1 wird. Daher kann die Störung des Verbrennungszustands durch Verkürzen der Zeit, in der die Funkenentladung nicht auftritt, in der Mehrfachentladungsperiode verhindert werden. Darüber hinaus werden ein Erfolg und eine Fehlfunktion der Zündung basierend auf dem Sekundärstrom I2 erfasst. Genauer gesagt wird der Erfolg der Zündung erfasst, wenn der Zustand, in dem der Sekundärstrom I2 gleich oder größer einem Referenzstromwert Ij2 ist, für mindestens eine Referenzzeit Tj gehalten wird. Die Fehlfunktion der Zündung wird erfasst, wenn die Dauer des Zustands, in dem der Sekundärstrom I2 gleich oder größer dem Referenzstromwert Ij2 ist, kleiner als die Referenzzeit Tj ist.
Als nächstes wird ein Aufbau eines Zündungserfassungsabschnitts 30 zum Erfassen des Erfolges und der Fehlfunktion der Zündung mit Bezugnahme auf 3 beschrieben. In dem vorliegenden Ausführungsbeispiel ist der Zündungserfassungsabschnitt 30 beispielsweise in dem Antriebssteuerabschnitt 23 (siehe 1) eingebaut. Wie in 3 gezeigt, besteht der Zündungserfassungsabschnitt 30 aus einer Stromwertbestimmungsschaltung 31, einer Dauerbestimmungsschaltung 32 und einer Ausgabeschaltung 33.
Die Stromwertbestimmungsschaltung 31 bestimmt, ob der Sekundärstrom I2 gleich oder größer einem Referenzstromwert Ij2 ist, basierend auf einer Spannung VR (siehe 1) an dem Kontaktpunkt zwischen der Sekundärspule 15 und dem Widerstand 24, und gibt ein Stromwertbestimmungssignal CS1, das das Bestimmungsergebnis angibt, aus.
Die Dauerbestimmungsschaltung 32 umfasst hauptsächlich einen Komparator 35 zum Vergleichen einer Ladespannung VC1 einer Kapazität 34 mit einer Referenzspannung Vth1. Die Dauerbestimmungsschaltung 32 bestimmt, ob der Zustand, in dem die Stromwertbestimmungsschaltung 31 bestimmt, dass der Sekundärstrom I2 gleich oder größer dem Referenzstromwert Ij2 ist, für mindestens die Referenzzeit Tj andauert. Die Dauerbestimmungsschaltung 32 gibt ein Sekundärstrombestimmungssignal CS2 aus, das das Bestimmungsergebnis angibt. Genauer gesagt ist die Kapazität 34 mit einer Konstantstromladequelle 36 und einer Konstantstromentladequelle 37 verbunden. Ein Schaltelement 38 ist zwischen der Konstantstromladequelle 36 und der Kapazität 34 angeordnet. Das Mehrfachperiodensignal IGw wird zu einer Steuerelektrode des Schaltelements 38 eingegeben. Ein Schaltelement 39 ist zwischen der Konstantstromentladequelle 37 und der Masse angeordnet. Ein negatives UND (Nicht-UND-Verknüpfung) des Mehrfachperiodensignals IGw und das Stromwertbestimmungssignal CS1 werden an eine Steuerelektrode des Schaltelements 39 eingegeben. Genauer gesagt ist die Steuerelektrode des Schaltelements 39 mit einer Zweifacheingabe-NAND-Schaltung 40 verbunden. Einer der beiden Eingänge der NAND-Schaltung 40 ist mit der ECU 10 verbunden, und der andere der beiden Eingänge der NAND-Schaltung 40 ist mit der Stromwertbestimmungsschaltung 31 verbunden. In 3 bezeichnet VB eine Batteriespannung.
Die Ausgangsschaltung 33 empfängt das Sekundärstrombestimmungssignal CS2 der Dauerbestimmungsschaltung 32 und gibt ein Zündungsbestätigungssignal IGf, das den Erfolg und die Fehlfunktion der Zündung angibt, aus. Zum Beispiel gibt die Ausgabeschaltung 33 einen L-Niveauimpuls mit einer vorbestimmten Breite als ein Signal, das den Erfolg der Zündung angibt, aus.
Als nächstes wird die Mehrfachentladungssteuerung gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel mit Bezugnahme auf 4 beschrieben. In 4 wird angenommen, dass die Zustände des Gases in dem Zylinder (Durchflussgeschwindigkeit, Druck und Temperatur) zwischen den unterschiedlichen Zündvorgängen unterschiedlich sind. Daher sind die Wellenformen des Sekundärstroms I2 in den unterschiedlichen Zündvorgängen zueinander unterschiedlich. Darüber hinaus wird angenommen, dass der Zündvorgangshaltestromwert Ij1 und der Referenzstromwert Ij2 auf den gleichen Wert eingestellt sind. In 4 ist die Speicherungsperiode elektrostatischer Energie (hinsichtlich dem Intervall von dem Zeitpunkt t16 zu dem Zeitpunkt t17 in 2) nicht gezeigt.
Zunächst wird ein Fall, in dem der Erfolg der Zündung erfasst wird, beschrieben.
Wenn das Zündsignal IGt zu dem in 4 gezeigten Zeitpunkt t20 auf das Niveau L vermindert wird, wird das Ansteuersignal DSch auf das Niveau L vermindert, und das Ansteuersignal DSig auf das Niveau H erhöht. Daher wird der Verstärkungstransistor 20 ausgeschaltet und der Zündtransistor 17 eingeschaltet, sodass der Zündvorgang gestartet wird.
Wenn der Sekundärstrom gleich oder größer dem Referenzstromwert Ij2 wird, steigt das Stromwertbestimmungssignal CS1 auf das Niveau H. Zu diesem Zeitpunkt gilt, da das Mehrfachperiodensignal IGw auf dem Niveau H gehalten wird, dass das Schaltelement 38 eingeschaltet und das Schaltelement 39 ausgeschaltet wird. Daher wird die Kapazität 34 geladen, und als eine Folge steigt die Ladespannung VC1 der Kapazität 34. Nach dem Zeitpunkt t20 sinkt der Sekundärstrom I2 schrittweise, da die der Primärspule 14 zugeführte Energie abnimmt, und die Energie für die Funkenentladung verwendet wird.
Wenn die Ladespannung VC1 der Kapazität 34 zu einem Zeitpunkt t21 gleich oder größer der Referenzspannung Vth1 des Komparators 35 wird, steigt das Sekundärstrombestimmungssignal CS2 des Komparators 35 auf das Niveau H. Als eine Folge wird das L-Niveau-Impulssignal mit der vorbestimmten Breite von der Ausgabeschaltung 33 als das Zündbestätigungssignal IGf ausgegeben.
Wenn der Sekundärstrom I2 zum Zeitpunkt t22 auf den Referenzstromwert Ij2 abfällt, fällt das Stromwertbestimmungssignal CS1 auf das Niveau L. Demzufolge wird das Ansteuersignal DSch auf das Niveau H erhöht und das Ansteuersignal DSig auf das Niveau L gesenkt. Als eine Folge wird der Verstärkungstransistor 20 eingeschaltet und der Zündtransistor 17 ausgeschaltet. Daher wird der Zündvorgang beendet, und der Energiespeicherungsvorgang wird gestartet.
Zum Zeitpunkt t23, wenn eine vorbestimmte Speicherungszeit β nach dem Zeitpunkt t22 verstreicht, wird das Ansteuersignal DSch auf das Niveau L gesenkt und das Ansteuersignal DSig auf das Niveau H erhöht. Daher wird der Verstärkungstransistor 20 ausgeschaltet und der Zündtransistor 17 eingeschaltet. Als eine Folge wird der Energiespeicherungsvorgang beendet und der Zündvorgang wieder gestartet. Darüber hinaus wird ein Laden der Kapazität 34 aufgrund des Neustarts des Zündvorgangs gestartet, und als eine Folge steigt die Ladespannung VC1 der Kapazität 34 an.
Wenn der Sekundärstrom I2 zum Zeitpunkt t24 kleiner als der Referenzstromwert Ij2 wird, wird der Zündvorgang beendet und der Energiespeicherungsvorgang neu gestartet. Zu diesem Zeitpunkt gilt, da die Ladespannung VC1 der Kapazität 34 kleiner als die Referenzspannung Vth1 ist, dass das Sekundärstrombestimmungssignal CS2 des Komparators 35 nicht auf das Niveau H ansteigt, und das L-Niveau-Impulssignal mit der vorbestimmten Breite nicht von der Ausgabeschaltung 33 als das Zündbestätigungssignal IGf ausgegeben wird.
Zum Zeitpunkt t25, wenn die Speicherungszeit β nach dem Zeitpunkt t24 verstreicht, wird der Energiespeicherungsvorgang beendet und der Zündvorgang wird neu gestartet. Daher gilt, dass wenn die Ladespannung VC1 der Kapazität 34 gleich oder größer der Referenzspannung Vth1 zum Zeitpunkt t26 wird, das L-Niveau-Impulssignal mit der vorbestimmten Breite von der Ausgabeschaltung 33 als das Zündbestätigungssignal IGf ausgegeben wird. Der Zündvorgang wird zum Zeitpunkt t27 neu gestartet. Die Ladespannung VC1 der Kapazität 34 wird zum Zeitpunkt t28 gleich oder größer der Referenzspannung Vth1. Als eine Folge gilt, dass zum Zeitpunkt t28 das L-Niveau-Impulssignal mit der vorbestimmten Breite von der Ausgabeschaltung 33 als das Zündbestätigungssignal IGf ausgegeben wird.
Als nächstes wird ein Fall, in dem die Fehlfunktion der Zündung erfasst wird, beschrieben. Wie vorstehend beschrieben, wenn der Sekundärstrom I2, wie in dem Intervall von dem Zeitpunkt t23 zu dem Zeitpunkt t24 in 4 gezeigt, fließt, d. h., wenn die Dauer des Zustands, in dem der Sekundärstrom I2 gleich oder größer dem Referenzstromwert Ij2 ist, kürzer als die Referenzzeit Tj ist, gilt, dass das L-Niveau-Impulssignal nicht als das Zündbestätigungssignal IGf ausgegeben wird. Daher gilt, dass wenn der Sekundärstrom I2, wie in dem Intervall von dem Zeitpunkt t23 zu dem Zeitpunkt t24 in 4 gezeigt, in dem gesamten Zündvorgang in der Mehrfachentladungsperiode fließt, der gleiche Vorgang wie der Vorgang in dem Intervall von dem Zeitpunkt t23 zu dem Zeitpunkt t24 in dem gesamten Zündvorgang ausgeführt wird. Als eine Folge wird das Zündbestätigungssignal IGf während der Mehrfachentladungsperiode auf dem Niveau H gehalten.
Daher gilt in der Mehrfachentladungssteuerung gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel, dass der Wechsel zu dem Energiespeicherungsprozess zu dem Zeitpunkt, bei dem die Sekundärspannung I2 kleiner als der Zündvorgangshaltestromwert Ij1 während des Zündvorgangs wird, d. h., bevor die Funkenentladung ausgeblasen wird, durchgeführt wird. Darüber hinaus wird das Zündbestätigungssignal IGf, das den Erfolg und die Fehlfunktion der Zündung angibt, basierend auf dem Sekundärstrom I2 ausgegeben.
Das vorstehend beschriebene Ausführungsbeispiel bietet die folgenden besonderen Effekte.
Als der Erfassungsvorgang, der den Erfolg und die Fehlfunktion der Zündung betrifft, wird der Erfolg der Zündung erfasst, wenn der Zustand in dem der Sekundärstrom I2 gleich oder größer dem Referenzstromwert Ij2 ist, für die Referenzzeit Tj oder darüber hinaus andauert. Die Fehlfunktion der Zündung wird erfasst, wenn die Dauer des Zustands, in dem der Sekundärstrom I2 gleich oder größer dem Referenzstromwert Ij2 ist, kürzer als die Referenzzeit Tj ist. Dadurch gilt, dass durch Erfassen des Erfolgs und der Fehlfunktion der Zündung basierend auf dem Sekundärstrom I2 der Erfassungsfehler im Vergleich mit dem Fall, in dem die Erfassung basierend auf dem Primärstrom erfasst wird, verhindert werden kann.
Bei der Mehrfachentladungssteuerung wird der Wechsel auf den Energiespeicherungsvorgang zu dem Zeitpunkt, in dem der Sekundärstrom I2 kleiner als der Zündvorgangshaltestromwert Ij1 wird, d. h., der Zeitpunkt, bei dem der Sekundärstrom I2 abfällt und das Halten der Funkenentladung nicht zu erwarten ist, durchgeführt. Darüber hinaus wird die Ausführungszeit des Energiespeicherungsvorgangs auf die Speicherungszeit β begrenzt. Daher wird die Zeit, in der die Funkenentladung bei der Mehrfachentladungsperiode nicht auftritt, verkürzt, sodass der Verbrennungszustand verbessert werden kann.
Eine Technologie zum Erfassen des Erfolgs und der Fehlfunktion der Zündung basierend auf einem Ionenstrom ist bekannt. Gemäß dieser Technologie gilt, dass nachdem eine Zündspannung zwischen Elektroden einer Zündspannung angelegt wird, eine Spannung zum Erfassen des Ionenstroms an der Zündkerze angelegt wird. Daher wird der während einer Verbrennung eines zylinderinternen Gases erzeugte Ionenstrom erfasst. Der Erfolg der Zündung wird erfasst, wenn ein Ionenstrom erfasst wird, der gleich oder größer einem vorbestimmten Stromwert ist.
In diesem Fall gilt, dass zusätzlich zu der vorstehend beschriebenen Mehrfachentladungsperiode, der Speicherungsperiode elektrostatischer Energie und der Speicherungsperiode elektromagnetischer Energie eine Periode zum Erfassen des Ionenstroms (nachstehend als Ionenstromerfassungsperiode bezeichnet), wie vorstehend beschrieben, notwendig ist. Wenn daher die Drehzahl der Verbrennungskraftmaschine steigt und der Zündzyklus kürzer wird, muss eine der vorstehenden vier Perioden verkürzt werden. Wenn die Mehrfachentladungsperiode, die Speicherungsperiode elektrostatischer Energie oder die Speicherungsperiode elektromagnetischer Energie verkürzt wird, wird ein Anteil der Fehlzündungen ansteigen. Wenn die Ionenstromerfassungsperiode verkürzt wird, wird es schwierig, den Erfolg und die Fehlfunktion der Zündung korrekt zu erfassen. Darüber hinaus gilt, da der in der Ionenstromerfassungsperiode erfasste Ionenstrom winzig ist, ist eine Verstärkung des Ionenstroms mit einer Verstärkungsschaltung, wie etwa einem Ladungsverstärker, notwendig.
In dieser Hinsicht gilt gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel, dass ein Erfolg und eine Fehlfunktion der Zündung basierend auf dem Sekundärstrom I2, der während der Mehrfachentladungsperiode fließt, erfasst wird. Demzufolge kann der Anstieg des Anteils der Fehlzündung, die mit der Erfassung des Erfolgs und der Fehlfunktion der Zündung einhergeht, verhindert werden. Darüber hinaus gilt, weil der Erfolg und die Fehlfunktion der Zündung basierend auf dem Sekundärstrom I2 erfasst wird, der relativ groß ist, dass die vorstehend beschriebene Verstärkungsschaltung unnötig ist.
Als nächstes wird ein zweites Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung beschrieben.
Gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung gilt, dass auch wenn die Beibehaltung des Zustands, in dem der Sekundärstrom I2 gleich oder größer dem Referenzstromwert Ij2 über die Referenzzeit Tj hinaus, mehrere Male während der Mehrfachentladungsperiode erfasst wird, der L-Niveau-Impuls (das Signal, das den Erfolg der Zündung angibt) als das Zündbestätigungssignal IGf nur einmal ausgegeben wird. Die Komponenten gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel, mit Ausnahme der Ausgabeschaltung 33 (siehe 3) des Zündungserfassungsabschnitts 30, sind im Wesentlichen die gleichen wie die entsprechenden Komponenten gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel. Daher sind die Komponenten mit Ausnahme der Ausgabeschaltung 33 mit den gleichen Bezugszeichen oder Nummern wie in dem ersten Ausführungsbeispiel bezeichnet, und deren Beschreibungen werden hier nicht wiederholt.
Zunächst wird der Aufbau der Ausgabeschaltung 33 gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel mit Bezugnahme auf 5 detailliert beschrieben. In 5 bezeichnet VB eine Batteriespannung. Die in 5 gezeigte Ausgabeschaltung 33 umfasst hauptsächlich einen Komparator 51 zum Vergleichen einer Ladespannung VC2 einer Kapazität 50 mit einer Referenzspannung Vth2, und einem RS-Flip-Flop 52. Das Zündbestätigungssignal IGf wird von einem ^-Q-Anschluss des Flip-Flops 52 ausgegeben.
Genauer gesagt ist die Kapazität 50 mit einer Ladekonstantstromquelle 53 und einer Endladekonstantstromquelle 54 verbunden. Ein Schaltelement 55 ist zwischen der Ladekonstantstromquelle 53 und der Kapazität 50 angeordnet. Ein FF-Q-Signal (ein von einem Q-Anschluss des Flip-Flops 52 ausgegebenes Signal) wird in eine Steuerelektrode des Schaltelements 55 eingegeben. Ein Schaltelement 56 ist zwischen der Endladekonstantstromquelle 54 und der Masse angeordnet. Ein negatives ODER (Nicht-ODER-Verknüpfung) des Mehrfachperiodensignals IGw und das FF-Q-Signal des Flip-Flops 52 wird in eine Steuerelektrode des Schaltelements 56 eingegeben. Z. B. ist eine Zweifacheingangs-NOR-Schaltung 57 mit der Steuerelektrode des Schaltelements 56 verbunden. Einer der beiden Eingänge der NOR-Schaltung 57 ist mit der ECU 10 verbunden, und der andere der beiden Eingänge der NOR-Schaltung 57 ist mit dem Q-Anschluss des Flip-Flops 52 verbunden.
Eine Impulserzeugungsschaltung 58 ist mit einem S-Anschluss des Flip-Flops 52 verbunden. Die Impulserzeugungsschaltung 58 empfängt das Sekundärstrombestimmungssignal CS2 der Dauerbestimmungsschaltung 32 (siehe 3) und gibt ein Impulssignal aus. Ein R-Anschluss des Flip-Flops 52 ist mit dem Komparator 51 verbunden.
Als nächstes wird die Mehrfachentladungssteuerung gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel mit Bezugnahme auf 6 beschrieben. Die Teile (a) bis (d) in 6 sind im Wesentlichen die gleichen wie die Teile (a), (b), (f) und (i) in 4. Wie in 4, sind die Speicherungsperioden elektrostatischer Energie (das Intervall von dem Zeitpunkt t16 zu dem Zeitpunkt t17 in 2) in 6 nicht gezeigt.
Wenn das Mehrfachperiodensignal IGw zum in 6 gezeigten Zeitpunkt t30 auf das Niveau H ansteigt, fällt das Ausgangssignal der NOR-Schaltung 57 auf das Niveau L, sodass das Schaltelement 56, wie durch den SW-D in Teil (i) in 6 gezeigt, ausgeschaltet wird. Das SW-D in Teil (i) in 6 bezeichnet ein Verhalten des Entladungsschaltelements 56.
Wenn daraufhin das Ausgangssignal CS2 der Dauerbestimmungsschaltung 32 (siehe 3) zum Zeitpunkt t31 auf das Niveau H ansteigt, wird ein H-Niveau-Impuls als das FF-S-Signal von der Impulserzeugungsschaltung 58 ausgegeben. Daher fällt das Zündbestätigungssignal IGf auf das Niveau L. Darüber hinaus gilt, dass weil das FF-Q-Signal des Flip-Flops 52 zu diesem Zeitpunkt auf das Niveau H ansteigt, das Schaltelement 55, wie durch das SW-C in Teil (h) in 6 gezeigt, eingeschaltet wird. Das SW-C in Teil (h) in 6 bezeichnet ein Verhalten des Ladeschaltelements 55. Zu diesem Zeitpunkt gilt, dass weil das Schaltelement 56 AUS ist, das Laden der Kapazität 50 gestartet wird.
In einem Intervall von dem Zeitpunkt t31 zu dem Zeitpunkt t32 ist die Ladespannung VC2 der Kapazität 50 kleiner als die Referenzspannung Vth2. Daher gilt, dass das FF-R-Signal (das dem R-Anschluss des Flip-Flops 52 eingegebene Signal) auf dem Niveau L aus dem Komparator 51 ausgegeben wird. Als eine Folge werden die Signalniveaus des Zündbestätigungssignals IGf und des FF-Q-Signals zum Zeitpunkt t31 in dem Flip-Flop 52 gehalten.
Wenn die Ladespannung VC2 der Kapazität 50 zum Zeitpunkt t32 die Referenzspannung Vth2 erreicht, steigt das Zündbestätigungssignal IGf auf das Niveau H. Weil das FF-Q-Signal zu diesem Zeitpunkt auf das Niveau L fällt, wird das Schaltelement 55 ausgeschaltet. Demzufolge gilt daher, dass die Ladespannung VC2 der Kapazität 50 bei der Spannung Vth2 bis zu dem Zeitpunkt t33 gehalten wird, bei dem das Mehrfachperiodensignal IGw abfällt, sodass das FF-R-Signal bei dem Niveau H gehalten wird.
Zu dem Zeitpunkt t33 gilt, dass wenn das Mehrfachperiodensignal IGw abfällt, das Ausgabesignal FF-Q des Flip-Flops 52 auf dem Niveau L ist. Daher steigt das Ausgangssignal der NOR-Schaltung 57 auf das Niveau H und das Schaltelement 56 wird eingeschaltet. Als eine Folge wird die Entladung der Kapazität 50 gestartet.
Daher gilt, dass auch wenn die Fortsetzung des Zustands, in dem der Sekundärstrom I2 gleich oder größer dem Referenzstromwert Ij2 für die Referenzzeit Tj oder darüber hinaus mehrere Male während der Mehrfachentladungsperiode erfasst wird, der L-Niveau-Impuls mit der vorbestimmten Breite als das Zündbestätigungssignal IGf nur einmal ausgegeben wird.
Das vorstehend beschriebene zweite Ausführungsbeispiel kann im Wesentlichen die gleichen Effekte wie die des ersten Ausführungsbeispiels erzielen.
Die vorliegende Erfindung ist nicht auf die vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispiele beschränkt. Die vorliegende Erfindung kann z. B. wie folgt verkörpert sein.
In den vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispielen gilt basierend auf der Absicht, dass die Fehlzündung nicht auftritt wenn der zündfähige Zustand in mindestens einem der mehreren Male der in einem Verbrennungshub durchgeführten Zündvorgänge erfasst wird, das Erfassungsergebnis hinsichtlich der Erfassung des Erfolgs und der Fehlfunktion der Zündung, die während des Zündvorgangs ausgeführt wird, in dem Zündbestätigungssignal wie folgt berücksichtigt wird. D. h., in dem ersten Ausführungsbeispiel, so lange das Erfassungsergebnis, das den Erfolg der Zündung angibt, in dem Zündbestätigungssignal IGf zumindest einmal wiedergegeben wird, das andere Erfassungsergebnis nicht notwendigerweise in dem Zündbestätigungssignal IGf wiedergegeben werden muss. In dem zweiten Ausführungsbeispiel wird das Erfassungsergebnis, das den Erfolg der Zündung angibt, in dem Zündbestätigungssignal IGf nur einmal wiedergegeben.
Alternativ können alle der mehreren Male der während eines Verbrennungshubs durchgeführten Zündvorgänge in dem Zündbestätigungssignal IGf wiedergegeben werden. Z. B. kann in dem ersten Ausführungsbeispiel die Breite des L-Niveau-Impuls des Zündbestätigungssignal IGF (d. h., eine Ausgabeperiode des Signals, das den Erfolg der Zündung angibt) auf einen Wert eingestellt sein, der kürzer als die Speicherungszeit β ist. Daher kann der Erfolg und die Fehlfunktion der Zündung durch Erfassen der Auftrittssituation der Zündentladung während der gesamten Mehrfachentladungsperiode erfasst werden. Z. B. kann der Erfolg der Zündung als letztendliches Bestimmungsergebnis erfasst werden, wenn der Erfolg der Zündung mindestens zweimal während der Mehrfachentladungsperiode erfasst wird. Daher kann der Erfassungsfehler verhindert werden. Alternativ kann eine Wahrscheinlichkeit der Zündung oder der Fehlzündung anhand der mehreren Male der Erfassungsergebnisse berechnet werden, und die Verbrennungskraftmaschine kann basierend auf der Wahrscheinlichkeit gesteuert werden.
Gemäß den vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispielen wird der Referenzwert (der Referenzstromwert Ij2, die Referenzzeit Tj) zum Bestimmen des Erfolgs und der Fehlfunktion der Zündung in allen der mehreren Malen der Zündvorgänge, die während eines Verbrennungshubs durchgeführt werden, auf einen konstanten Wert eingestellt. Alternativ können jeder der Referenzstromwert Ij2 und die Referenzzeit Tj variabel gemäß einer abgelaufenen Zeit nach dem Zündzeitpunkt eingestellt sein. Dies liegt daran, dass der Zustand (Durchflussgeschwindigkeit, Kompressionsdruck oder Temperatur) des zylinderinternen Gases gemäß der abgelaufenen Zeit nach dem Zündzeitpunkt schwankt, und als eine Folge schwankt ein Entladungshaltestromwert oder die für die Zündung notwendige Energie. Daher kann der Erfassungsfehler in der Erfassung des Erfolgs und der Fehlfunktion der Zündung verhindert werden.
In den vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispielen wird der Erfolg und die Fehlfunktion der Zündung gemäß dem Zustand erfasst, in dem der Sekundärstrom I2 gleich oder größer dem Referenzstromwert Ij2 ist, für die Referenzzeit Tj oder darüber hinaus fortdauert. Die zwischen den Elektroden der Zündkerze 12 angelegte Zündspannung kann zusätzlich für die Erfassung des Erfolgs und der Fehlfunktion der Zündung verwendet werden. Daher kann der Erfolg und die Fehlfunktion der Zündung basierend auf der dem zylinderinternen Gas zugeführten Energienmenge als das Ergebnis der Zündentladung erfasst werden. Demzufolge kann der Erfassungsfehler weiterhin reduziert werden. In den vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispielen sind der Zündvorgangshaltestromwert Ij1 und der Referenzstromwert Ij2 auf den gleichen Wert eingestellt. Alternativ kann der Zündvorgangshaltestromwert Ij1 auf einen Wert eingestellt sein, der gleich oder größer dem Entladungshaltestromwert und gleich oder kleiner dem Referenzstromwert Ij2 ist.
In den vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispielen ist die Zündeinrichtung einer Kapazitätsart als ein Beispiel gezeigt. Alternativ kann die vorliegende Erfindung ebenso geeignet bei einer Zündeinrichtung einer Induktionsart oder einer Zündeinrichtung als eine Kombination von beiden Arten angewendet werden. In den vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispielen ist das Zündungssystem der Mehrfachentladungsart, die das Öffnen und Schließen des Zündtransistors 17 während eines Verbrennungshubs wiederholt, als ein Beispiel gezeigt. Die vorliegende Erfindung kann ebenso geeignet bei einem Zündungssystem angewendet werden, das den Zündtransistor 17 nur einmal während eines Verbrennungshubs öffnet und schließt.
Die vorliegende Erfindung sollte nicht auf die offenbarten Ausführungsbeispiele beschränkt sein, sondern kann auf jede andere Weise, ohne von dem Umfang der Erfindung, der durch die anhängenden Patentansprüche definiert ist, implementiert werden.
Eine Zündungsvorrichtung (11) umfasst eine Zündspule (13), einen mit einer Primärspule (14) der Zündspule (13) verbundenen Energiequellenabschnitt, einen Zündtransistor (17) zum Anpassen einer Speisung von dem Energiequellenabschnitt (16) zu der Primärspule (14) und eine mit einer Sekundärspule (15) der Zündspule (13) verbundene Zündkerze (12). Eine ECU (10) zum Ausführen einer Mehrfachentladungssteuerung der Zündungsvorrichtung (11) erfasst einen Sekundärstrom, der zwischen Elektroden der Zündkerze (12) fließt, wenn zwischen den Elektroden eine Zündspannung angelegt ist. Die ECU (10) erfasst einen Erfolg einer Zündung, wenn ein Zustand, in dem die Sekundärspannung gleich oder größer einem Referenzstromwert ist, für eine vorbestimmte Referenzzeit oder darüber hinaus fortdauert. Die ECU (10) erfasst eine Fehlfunktion der Zündung, wenn eine Dauer des Zustands, in dem der Sekundärstrom gleich oder größer dem Referenzstromwert ist, kürzer als die Referenzzeit ist.

Claims

Zündungssteuergerät für eine Verbrennungskraftmaschine, das bei einer Zündungsvorrichtung (11) angewendet wird, die eine Zündspule (13) mit einer Primärspule (14) und einer Sekundärspule (15), einen mit der Primärspule (14) verbundenen Energiequellenabschnitt (16), einen Schaltabschnitt (17), der angeordnet ist, um dazu fähig zu sein, eine Speisung von dem Energiequellenabschnitt (16) zu der Primärspule (14) anzupassen, und eine mit der Sekundärspule (15) verbundene Zündkerze (12) umfasst, wobei das Zündungssteuergerät die Speisung von dem Energiequellenabschnitt (16) zu der Primärspule (14) mit dem Schaltabschnitt (17) derart steuert, um eine Zündspannung zwischen Elektroden der Zündkerze (12) zu erzeugen, gekennzeichnet durch: eine Stromerfassungseinrichtung zum Erfassen eines Sekundärstroms, der zwischen den Elektroden der Zündkerze (12) in einem Zustand fließt, in dem die Zündspannung zwischen den Elektroden der Zündkerze (12) anliegt; und eine Zündungserfassungseinrichtung zum Erfassen eines Erfolgs einer Zündung, wenn ein Zustand, in dem der durch die Stromerfassungseinrichtung erfasste Sekundärstrom gleich oder größer einem vorbestimmten Referenzstromwert ist, für eine vorbestimmte Referenzzeit oder darüber hinaus fortdauert, und zum Erfassen einer Fehlfunktion der Zündung, wenn eine Dauer des Zustands, in dem der Sekundärstrom gleich oder größer dem Referenzstromwert ist, kürzer als die Referenzzeit ist.
Zündungssteuergerät gemäß Anspruch 1, wobei das Zündungssteuergerät eine Mehrfachentladungssteuerung durch Wiederholen eines Öffnens und Schließens des Schaltabschnitts (17) während eines Verbrennungshubs der Verbrennungskraftmaschine durchführt, weiterhin mit: einer Zündungssteuereinrichtung zum Öffnen des Schaltabschnitts (17) zu einem bestimmten Zeitpunkt und Halten des Schaltabschnitts (17) in einem geöffneten Zustand während einer Periode von dem bestimmten Zeitpunkt bis eine vorbestimmte Speicherungszeit nach dem bestimmten Zeitpunkt verstreicht, um eine der Primärspule (14) zuzuführende Energie in dem Energiequellenabschnitt (16) zu speichern, und zum Schließen des Schaltabschnitts (17) bei einem weiteren bestimmten Zeitpunkt und Halten des Schaltabschnitts (17) in einem geschlossenen Zustand während einer Periode von dem anderen bestimmten Zeitpunkt, bis der durch die Stromerfassungseinrichtung erfasste Sekundärstrom kleiner als ein Zündvorgangshaltestromwert wird, der gleich oder kleiner dem Referenzstromwert ist, um die Zündspannung nach der Speicherung der Energie in der Mehrfachentladungssteuerung zu erzeugen.
Zündungssteuergerät gemäß Anspruch 1, wobei das Zündungssteuergerät eine Mehrfachentladungssteuerung durch Wiederholen eines Öffnens und Schließens des Schaltabschnitts (17) während eines Verbrennungshubs der Verbrennungskraftmaschine durchführt, weiterhin mit: einer Zündungssteuereinrichtung zum Schließen des Schaltabschnitts (17) zu einem bestimmten Zeitpunkt und Halten des Schaltabschnitt (17) in einem geschlossenen Zustand während einer Periode von dem bestimmten Zeitpunkt bis eine vorbestimmte Speicherungszeit nach dem bestimmten Zeitpunkt verstreicht, um Energie in der Primärspule (14) zu speichern, und zum Öffnen des Schaltabschnitts (17) bei einem weiteren bestimmten Zeitpunkt und Halten des Schaltabschnitts (17) in einem geöffneten Zustand während einer Periode von dem weiteren bestimmten Zeitpunkt, bis der durch die Stromerfassungseinrichtung erfasste Sekundärstrom kleiner als ein Zündvorgangshaltestromwert wird, der gleich oder kleiner dem Referenzstromwert ist, um die Zündspannung nach der Speicherung der Energie in der Mehrfachentladungssteuerung zu erzeugen.
Zündungssteuergerät gemäß Anspruch 2 oder 3, wobei die Zündungserfassungseinrichtung einen Erfolg und eine Fehlfunktion der Zündung viele Male während der Mehrfachentladungssteuerung erfasst.
Zündungssteuergerät gemäß Anspruch 4, weiterhin mit: einer Referenzstromwerteinstelleinrichtung zum variablen Einstellen des Referenzstromwerts bei jeder Erfassung des Erfolgs und der Fehlfunktion der Zündung gemäß einer verstrichenen Zeit nach dem Zündzeitpunkt.
Zündungssteuergerät gemäß Anspruch 4 oder 5, weiterhin mit: einer Referenzzeiteinstelleinrichtung zum variablen Einstellen der Referenzzeit bei jeder Erfassung des Erfolgs und der Fehlfunktion der Zündung gemäß einer verstrichenen Zeit nach dem Zündzeitpunkt.