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HINTERGRUND
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1. Gebiet der Erfindung
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Die Erfindung bezieht sich auf ein Zündsteuersystem für eine Brennkraftmaschine, das den Entladestrom einer Zündkerze steuert, nachdem die Entladung der Zündkerze gestartet ist.
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2. Beschreibung der verwandten Technik
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Als diese Art von Zündsteuersystem gibt es zum Beispiel ein System, das in der
japanischen Patentanmeldungsoffenlegungsschrift Nr. 2014-206061 beschrieben ist. In dem System wird ein Zündsignal von einer Steuervorrichtung (ECU) an eine Zündvorrichtung ausgegeben, und wird dadurch die Energieversorgung bzw. Speisung einer Primärspule durchgeführt. Dann, wenn die Ausgabe des Zündsignals gestoppt wird, wird die Energieversorgung bzw. Speisung der Primärspule gestoppt, und dadurch wird eine gegenelektromotorische Kraft in einer Sekundärspule erzeugt. Dadurch wird die Zündkerze entladen. Nach dem Stoppen der Ausgabe des Zündsignals gibt die ECU ein Energiezufuhrperiodensignal an die Zündvorrichtung aus. Die Zündvorrichtung steuert den Entladestrom der Zündkerze in einer Periode, während der das Energiezufuhrperiodensignal eingegeben wird.
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KURZFASSUNG
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Im Übrigen kann der Entladestromwert, der notwendig ist, um die Zündleistung bzw. das Zündleistungsverhalten eines Luft-Kraftstoff-Gemischs in einer Brennkammer einer Brennkraftmaschine beizubehalten, abhängig von dem Betriebszustand der Brennkraftmaschine schwanken. Daher ist es wünschenswert, dass der Entladestromwert ebenso wie der Zeitpunkt, zu dem die Steuerung des Entladestroms beendet wird, variabel eingestellt werden kann, um einen Energieverbrauch unter Beibehaltung der Zündleistung bzw. des Zündleistungsverhaltens so stark wie möglich zu reduzieren. In dem vorgenannten System ist es jedoch notwendig, eine Kommunikationsleitung hinzuzufügen, die die ECU und die Zündvorrichtung verbindet, wenn ein Signal zum Anordnen des Entladestromwerts von der ECU an die Zündvorrichtung gesendet wird.
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Die Erfindung stellt ein Zündsteuersystem für eine Brennkraftmaschine bereit, das die Anweisung des Entladestromwerts von der Steuervorrichtung an die Zündvorrichtung ermöglicht und die Erhöhung der Anzahl von Kommunikationsleitungen unterbindet.
- 1. Ein Zündsteuersystem für eine Brennkraftmaschine umfasst: eine Zündvorrichtung mit einer Zündspule, die mit einer Primärspule und einer Sekundärspule ausgestattet ist, einer Zündkerze, die mit der Sekundärspule verbunden ist und in einer Brennkammer der Brennkraftmaschine freiliegend ist, einer Entladungssteuerschaltung, die eine Entladung der Zündkerze nach einem Start der Entladung der Zündkerze fortführt, und einer Entladungssteuereinheit, die einen Entladestrom der Zündkerze durch Betätigen der Entladungssteuerschaltung nach dem Start der Entladung der Zündkerze steuert; eine Steuervorrichtung; eine Zündungskommunikationsleitung, die ein Zündsignal von der Steuervorrichtung an die Zündvorrichtung überträgt; eine Verlaufsformsteuerungskommunikationsleitung, die ein Entladungsverlaufsformsteuersignal von der Steuervorrichtung an die Zündvorrichtung überträgt, wobei das Zündsignal ein Signal ist, das eine Energieversorgung der Primärspule anordnet, wobei das Entladungsverlaufsformsteuersignal ein Signal ist, das einen Endzeitpunkt der Steuerung des Entladestroms durch die Entladungssteuereinheit durch einen Eingabestoppzeitpunkt an die Zündvorrichtung anordnet, und wobei die Steuervorrichtung einen Entladestromwert durch variables Einstellen einer Verzögerungszeit eines Eingabezeitpunkts des Entladungsverlaufsformsteuersignals an die Zündvorrichtung relativ zu einem Eingabezeitpunkt des Zündsignals an die Zündvorrichtung variabel steuert, wobei der Entladestromwert ein Wert ist, der durch die Entladungssteuereinheit abhängig von der Verzögerungszeit gesteuert wird.
- Bei der vorgenannten Konfiguration stellt die Steuervorrichtung die Verzögerungszeit des Eingabezeitpunkts des Entladungsverlaufsformsteuersignals an die Zündvorrichtung relativ zu dem Eingabezeitpunkt des Zündsignals an die Zündvorrichtung variabel ein. Dann betätigt die Entladungssteuereinheit die Entladungssteuerschaltung abhängig von der Verzögerungszeit, und dadurch steuert sie den Entladestromwert variabel. Hier ist das Entladungsverlaufsformsteuersignal auch ein Signal, das den Endzeitpunkt der Steuerung des Entladestroms anordnet. Daher ist es bei der vorgenannten Konfiguration möglich, den Befehl des Endzeitpunkts der Steuerung des Entladestroms und den Befehl des Entladestromwerts durch die Verlaufsformsteuerungskommunikationsleitung zu übertragen. Dementsprechend ist es möglich, die Erhöhung der Anzahl von Kommunikationsleitungen zu unterbinden, während die Anweisung des Entladestromwerts von der Steuervorrichtung an die Zündvorrichtung ermöglicht wird.
- 2. Bei dem Zündsteuersystem für die Brennkraftmaschine gemäß dem vorgenannten Punkt 1 steuert die Entladungssteuereinheit, wenn die Verzögerungszeit lang ist, den Entladestromwert auf einen größeren Wert, als wenn die Verzögerungszeit kurz ist, und stellt die Steuervorrichtung, wenn eine Drehzahl der Brennkraftmaschine hoch ist, die Verzögerungszeit auf eine längere Zeit ein, als wenn die Drehzahl der Brennkraftmaschine niedrig ist.
- Bei der vorgenannten Konfiguration steuert die Entladungssteuereinheit, wenn die Drehzahl hoch ist, den Entladestromwert auf einen größeren Wert, als wenn die Drehzahl niedrig ist. Wenn die Drehzahl hoch ist, nimmt hier der Luftstrom in der Brennkammer zu. Daher ist es wahrscheinlich, dass ein Entladungsstopp auftritt, wenn der Entladestromwert klein ist. In dieser Hinsicht steuert die vorgenannte Konfiguration den Entladestromwert auf einen größeren Wert, wenn die Drehzahl hoch ist. Dadurch ist es möglich, das Auftreten des Entladungsstopps zu unterbinden, und ist es weiterhin möglich, die Verringerung der Zündfähigkeit zu unterbinden, wenn die Drehzahl der Brennkraftmaschine hoch ist.
- 3. Bei dem Zündsteuersystem für die Brennkraftmaschine gemäß dem vorgenannten Punkt 2 steuert die Entladungssteuereinheit, wenn die Verzögerungszeit lang ist, den Entladestromwert auf einen größeren Wert, als wenn die Verzögerungszeit kurz ist, und steuert die Entladungssteuereinheit, wenn das Entladungsverlaufsformsteuersignal in einer Periode, während derer das Zündsignal an die Zündvorrichtung eingegeben wird, zweimal an die Zündvorrichtung eingegeben wird, den Entladestromwert abhängig von einer Verzögerungszeit eines Zeitpunkts, zu dem das Entladungsverlaufsformsteuersignal zum zweiten Mal eingegeben wird, relativ zu dem Eingabezeitpunkt des Zündsignals. Weiterhin stellt die Steuervorrichtung, wenn die Drehzahl der Brennkraftmaschine hoch ist, die Verzögerungszeit auf eine längere Zeit ein, als wenn die Drehzahl der Brennkraftmaschine niedrig ist, und gibt die Steuervorrichtung unter einer Bedingung, dass die Drehzahl nach der Ausgabe des Entladungsverlaufsformsteuersignals in einer Ausgabeperiode des Zündsignals steigt, das Entladungsverlaufsformsteuersignal nach Stoppen einer Ausgabe des Entladungsverlaufsformsteuersignals erneut aus.
- Bei der vorgenannten Konfiguration stellt die Steuervorrichtung, wenn die Drehzahl der Brennkraftmaschine hoch ist, die Verzögerungszeit auf eine längere Zeit ein, als wenn die Drehzahl der Brennkraftmaschine niedrig ist. Wenn die Drehzahl niedrig ist, gibt die Steuervorrichtung daher das Entladungsverlaufsformsteuersignal frühzeitig aus. Daraufhin stoppt die Steuervorrichtung die Ausgabe des Entladungsverlaufsformsteuersignals einmal, wenn die Drehzahl scharf ansteigt, und daraufhin gibt sie das Entladungsverlaufsformsteuersignal erneut aus. Indessen, wenn das Entladungsverlaufsformsteuersignal zweimal eingegeben wird, während das Zündsignal eingegeben wird, steuert die Entladungssteuereinheit den Entladestromwert abhängig von der Verzögerungszeit des Zeitpunks, zu dem das Entladungsverlaufsformsteuersignal zum zweiten Mal eingegeben wird, relativ zu dem Eingabezeitpunkt des Zündsignals. Selbst wenn die Drehzahl scharf ansteigt, kann die Entladungssteuereinheit daher den tatsächlichen Entladestromwert auf einen Entladestromwert steuern, der für eine Drehzahl nach dem scharfen Anstieg angemessen ist. Insbesondere, wenn die Drehzahl hoch ist, wird der Luftstrom in der Brennkammer schneller, als wenn die Drehzahl niedrig ist, und daher ist es wahrscheinlich, dass sich die Zündfähigkeit verringert. Daher bedeutet es, zum Steuern des tatsächlichen Entladestromwerts auf einen Entladestromwert in der Lage zu sein, der für eine hohe Drehzahl angemessen ist, in der Lage zu sein, die Verringerung der Zündfähigkeit zu unterbinden.
- 4. Bei dem Zündsteuersystem für die Brennkraftmaschine gemäß einem der vorgenannten Punkte 1 bis 3 gibt die Brennkraftmaschine Bewegungsenergie an ein oder mehr Antriebsräder eines Fahrzeugs ab. Bei der vorgenannten Konfiguration, da die Brennkraftmaschine die Bewegungsenergie an die ein oder mehr Antriebsräder abgibt, besteht eine Befürchtung dahingehend, dass die Drehzahl der Brennkraftmaschine zu der Zeit der Betätigung einer Bremse des Fahrzeugs, des Fahrens auf einer rauen bzw. unebenen Straße, oder dergleichen stark ansteigt. Daher ist die Einstellung der Beziehung zwischen der Verzögerungszeit und dem Entladestromwert gemäß dem vorgenannten Punkt 2 besonders wirkungsvoll.
- 5. Bei dem Zündsteuersystem für die Brennkraftmaschine gemäß einem der vorgenannten Punkte 1 bis 4 umfasst die Zündvorrichtung ein Zündschaltelement, das einen ersten Schleifenkreis öffnet und schließt, wobei der erste Schleifenkreis die Primärspule und eine elektrische Energiequelle umfasst, ordnet das Zündsignal eine Schließbetriebsperiode des Zündschaltelements an, umfasst die Entladungssteuerschaltung ein Steuerschaltelement, das einen zweiten Schleifenkreis öffnet und schließt, wobei der zweite Schleifenkreis die Primärspule, die elektrische Energiequelle und eine Verstärkerschaltung umfasst, die eine Spannung der elektrischen Energiequelle verstärkt, steuert die Entladungssteuereinheit den Entladestromwert durch einen Öffnungs-/Schließbetrieb des Steuerschaltelements, und ist die elektrische Energiequelle sowohl in dem ersten Schleifenkreis als auch in dem zweiten Schleifenkreis mit einem gleichen Anschluss der Primärspule verbunden.
- Bei der vorgenannten Konfiguration wird der Schließbetrieb des Zündschaltelements durch das Zündsignal durchgeführt, sodass der erste Schleifenkreis zu einem geschlossenen Schaltkreis wird und die Energieversorgung der Primärspule durchgeführt wird. Daraufhin wird der Öffnungsbetrieb des Zündschaltelements durch das Zündsignal angeordnet, sodass der erste Schleifenkreis zu einem offenen Schaltkreis wird und die Energieversorgung der Primärspule gestoppt wird. Dadurch wird in der Sekundärspule eine gegenelektromotorische Kraft erzeugt, um die Verringerung des Magnetflusses zu verhindern, der durch die Energieversorgung der Primärspule erzeugt wird, und dadurch wird die Entladung der Zündkerze durchgeführt. Daraufhin, wenn die Entladungssteuereinheit den Schließbetrieb des Steuerschaltelements durchführt, wird der zweite Schleifenkreis zu einem geschlossenen Schaltkreis und fließt ein elektrischer Strom in der entgegengesetzten Richtung zu einem elektrischen Strom, als der Schließbetrieb des Zündschaltelements durchgeführt wurde, durch die Primärspule. Der elektrische Strom verringert den Magnetfluss, der erzeugt wurde, als der Schließbetrieb des Zündschaltelements durchgeführt wurde. Daher wird die Abnahmerate des vorgenannten Magnetflusses durch den Betrieb des Steuerschaltelements gesteuert. Dadurch ist es möglich, die Verringerung des Entladestromwerts oder den Anstieg des Entladestromwerts zu unterbinden.
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KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
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Merkmale, Vorteile und technische sowie gewerbliche Bedeutung der beispielhaften Ausführungsbeispiele der Erfindung werden nachstehend unter Bezugnahme auf die begleitenden Zeichnungen beschrieben, in denen gleiche Bezugszeichen gleiche Elemente bezeichnen, und wobei gilt:
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1 ist eine Darstellung, die eine Konfiguration eines Maschinensystems zeigt, das ein Zündsteuersystem gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel umfasst;
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2 ist ein Schaltbild, das eine Schaltungskonfiguration des Zündsteuersystems gemäß dem Ausführungsbeispiel zeigt;
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3 ist ein Zeitdiagramm, das eine Zündsteuerung gemäß dem Ausführungsbeispiel beispielhaft zeigt;
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4A ist ein Schaltbild, das die Zündsteuerung gemäß dem Ausführungsbeispiel beispielhaft zeigt;
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4B ist ein Schaltbild, das die Zündsteuerung gemäß dem Ausführungsbeispiel beispielhaft zeigt;
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4C ist ein Schaltbild, das die Zündsteuerung gemäß dem Ausführungsbeispiel beispielhaft zeigt;
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4D ist ein Schaltbild, das die Zündsteuerung gemäß dem Ausführungsbeispiel beispielhaft zeigt;
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5 ist ein Ablaufdiagramm, das einen Vorgang der Zündsteuerung gemäß dem Ausführungsbeispiel zeigt;
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6 ist eine Darstellung, die Kennfelddaten zeigt, die eine Beziehung zwischen Drehzahl und Entladestrombefehlswert gemäß dem Ausführungsbeispiel festlegen;
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7 ist eine Darstellung, die Kennfelddaten zeigt, die eine Beziehung zwischen dem Entladestrombefehlswert und einer Verzögerungszeit gemäß dem Ausführungsbeispiel festlegen; und
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8 ist ein Zeitdiagramm, das die Zündsteuerung gemäß dem Ausführungsbeispiel beispielhaft zeigt.
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AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG VON AUSFÜHRUNGSBEISPIELEN
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Nachstehend wird hierin ein Ausführungsbeispiel einer Zündvorrichtung unter Bezugnahme auf die Zeichnungen beschrieben. Eine in 1 gezeigte Brennkraftmaschine 10 ist eine Funkenzündung-Mehrzylinder-Brennkraftmaschine. In einem Ansaugkanal 12 der Brennkraftmaschine 10 ist ein elektronisch gesteuertes Drosselventil 14 bereitgestellt, das zum Variieren der Querschnittsfläche des Kanals in der Lage ist. Auf der mit Bezug auf das Drosselventil 14 stromabwärts liegenden Seite des Ansaugkanals 12 ist ein Stutzeneinspritzventil 16 bereitgestellt, um Kraftstoff an einen Ansaugstutzen einzuspritzen. Durch den Ventilöffnungsbetrieb eines Ansaugventils 18 werden die Luft in dem Ansaugkanal 12 und der von dem Stutzeneinspritzventil 16 eingespritzte Kraftstoff in eine Brennkammer 24 eingeführt, die durch einen Zylinder 20 und einen Kolben 22 gebildet wird. Die Brennkammer 24 hat einen Einspritzstutzen eines Zylindereinspritzventils 26 in der Oberfläche, und durch das Zylindereinspritzventil 26 kann der Kraftstoff direkt in die Brennkammer 24 eingespritzt und zugeführt werden. In der Brennkammer 24 ragt eine Zündkerze 28 einer Zündvorrichtung 30 hervor. Dann wird durch die Funkenzündung der Zündkerze 28 ein Luft-Kraftstoff-Gemisch der Luft und des Kraftstoffs gezündet und wird das Luft-Kraftstoff-Gemisch zur Verbrennung geliefert. Ein Teil der Verbrennungsenergie des Luft-Kraftstoff-Gemischs wird über den Kolben 22 in Rotationsenergie einer Kurbelwelle 32 gewandelt. Mit der Kurbelwelle 32 können ein oder mehr Antriebsräder eines Fahrzeugs mechanisch gekoppelt sein. Bei dem Ausführungsbeispiel wird hier angenommen, dass das Fahrzeug ein Fahrzeug ist, in dem nur die Brennkraftmaschine 10 Bewegungsenergie an die ein oder mehr Antriebsräder abgibt.
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Durch den Ventilöffnungsbetrieb eines Auslassventils 34 wird das Luft-Kraftstoff-Gemisch, das zur Verbrennung geliefert wurde, als Abgas in einen Abgaskanal 36 ausgestoßen. Eine elektronische Steuereinheit (ECU) 40 ist eine Steuervorrichtung, die die Brennkraftmaschine 10 steuert. Die ECU 40 nimmt Ausgabewerte von verschiedenen Sensoren auf, wie etwa von einem Kurbelwinkelsensor 39, der eine Drehzahl NE der Kurbelwelle 32 detektiert. Dann betätigt die ECU 40 basierend auf den aufgenommenen Ausgabewerten verschiedene Aktoren, wie etwa das Drosselventil 14, das Stutzeneinspritzventil 16, das Zylindereinspritzventil 26 und die Zündvorrichtung 30.
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2 zeigt eine Schaltungskonfiguration der Zündvorrichtung 30. Wie es in 2 gezeigt ist, umfasst die Zündvorrichtung 30 eine Zündspule 50, in der eine Primärspule 52 und eine Sekundärspule 54 magnetisch gekoppelt sind. Hier zeigen in 2 die schwarzen Kreise, die an einem von einem Paar von Anschlüssen der Primärspule 52 und einem von einem Paar von Anschlüssen der Sekundärspule 54 markiert sind, Anschlüsse, an denen die Polaritäten von elektromotorischen Kräften, die in der Primärspule 52 und der Sekundärspule 54 zu erzeugen sind, gleich zueinander sind, wenn die Magnetflüsse, die mit der Primärspule 52 und der Sekundärspule 54 miteinander verbunden sind, in einem Zustand geändert werden, in dem beide Enden der Primärspule 52 und beide Enden der Sekundärspule 54 geöffnet sind.
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Ein Anschluss der Sekundärspule 54 ist mit der Zündkerze 28 verbunden, und der andere Anschluss ist über eine Diode 56 und einen Nebenschlusswiderstand 58 geerdet. Die Diode 56 ist ein Gleichrichtelement, das den Fluss von elektrischem Strom in einer Richtung von der Zündkerze 28 über die Sekundärspule 54 zur Erde ermöglicht, und das den Fluss von elektrischem Strom in der entgegengesetzten Richtung beschränkt. Der Nebenschlusswiderstand 58 ist ein Widerstand zum Detektieren des elektrischen Stroms, der durch die Sekundärspule 54 fließt, durch einen Spannungsabfall Vi2 des Nebenschlusswiderstands 58. Mit anderen Worten ist der Nebenschlusswiderstand 58 ein Widerstand zum Detektieren des Entladestroms der Zündkerze 28.
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Ein Anschluss der Primärspule 52 der Zündspule 50 ist mit einer positiven Elektrode einer externen Batterie 44 über einen Anschluss TRM1 der Zündvorrichtung 30 verbunden. Weiterhin ist der andere Anschluss der Primärspule 52 über ein Zündschaltelement 60 geerdet. Bei dem Ausführungsbeispiel ist hier das Zündschaltelement 60 ein Bipolartransistor mit isoliertem Gate (IGBT). Weiterhin ist eine Diode 62 mit dem Zündschaltelement 60 antiparallel verschaltet.
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Die elektrische Energie bzw. Leistung, die von dem Anschluss TRM1 aufgenommen wird, wird auch durch eine Verstärkerschaltung 70 aufgenommen. Bei dem Ausführungsbeispiel ist die Verstärkerschaltung 70 durch eine Verstärkungschopperschaltung konfiguriert. Das heißt, dass die Verstärkerschaltung 70 eine Spule 72 umfasst, die ein Ende mit der Seite des Anschlusses TRM1 verbunden hat, und das andere Ende der Spule ist über ein Verstärkungsschaltelement 74 geerdet. Bei dem Ausführungsbeispiel ist hier das Verstärkungsschaltelement 74 ein IGBT. Die Anodenseite einer Diode 76 ist zwischen der Spule 72 und dem Verstärkungsschaltelement 74 verbunden, und die Kathodenseite der Diode 76 ist über einen Kondensator 78 geerdet. Eine Ladespannung Vc des Kondensators 78 ist die Ausgangsspannung der Verstärkerschaltung 70.
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Ein Punkt zwischen der Diode 76 und dem Kondensator 78 ist mit einem Punkt zwischen der Primärspule 52 und dem Zündschaltelement 60 über ein Steuerschaltelement 80 und eine Diode 82 verbunden. Mit anderen Worten ist ein Ausgangsanschluss der Verstärkerschaltung 70 mit dem Punkt zwischen der Primärspule 52 und dem Zündschaltelement 60 über das Steuerschaltelement 80 und die Diode 82 verbunden. Bei dem Ausführungsbeispiel ist das Steuerschaltelement 80 ein MOS-Feldeffekttransistor. Die vorgenannte Diode 82 ist ein Gleichrichtelement zum Abhalten eines elektrischen Stroms von einem umgekehrten Fließen von der Seite der Primärspule 52 und des Zündschaltelements 60 auf die Seite der Verstärkerschaltung 70 über eine parasitäre Diode des Steuerschaltelements 80.
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Eine Verstärkungssteuereinheit 84 ist eine Ansteuerschaltung, die die Ausgangsspannung der Verstärkerschaltung 70 steuert, indem sie den Öffnungs-/Schließbetrieb des Verstärkungsschaltelements 74 basierend auf einem Zündsignal Si durchführt, das an einen Anschluss TRM2 eingegeben wird. Hier überwacht die Verstärkungssteuereinheit 84 die Ausgangsspannung der Verstärkerschaltung 70 (die Ladespannung Vc des Kondensators 78), und stoppt sie den Öffnungs-/Schließbetrieb des Verstärkungsschaltelements 74, wenn die Ausgangsspannung zu einem vorbestimmten Wert oder größer wird.
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Eine Entladungssteuereinheit 86 ist eine Ansteuerschaltung, die den Entladestrom der Zündkerze 28 steuert, indem sie den Öffnungs-/Schließbetrieb des Steuerschaltelements 80 basierend auf dem Zündsignal Si, das an den Anschluss TRM2 eingegeben wird, und einem Entladungsverlaufsformsteuersignal Sc, das an einen Anschluss TRM3 eingegeben wird, durchführt.
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Der Anschluss TRM2 der Zündvorrichtung 30 ist mit der ECU 40 über eine Zündungskommunikationsleitung Li verbunden, und der Anschluss TRM3 ist mit der ECU 40 über eine Verlaufsformsteuerungskommunikationsleitung Lc verbunden. In einem ersten Modus der Steuerung des Luft-Kraftstoff-Verhältnisses der Brennkraftmaschine 10 auf ein erstes Soll-Luft-Kraftstoff-Verhältnis (hier ein theoretisches Luft-Kraftstoff-Verhältnis) gibt die ECU 40 das Zündsignal Si über die Zündungskommunikationsleitung Li aus, und gibt sie das Entladungsverlaufsformsteuersignal Sc nicht an die Verlaufsformsteuerungskommunikationsleitung Lc aus. Weiterhin, in einem zweiten Modus der Steuerung des Luft-Kraftstoff-Verhältnisses auf ein zweites Soll-Luft-Kraftstoff-Verhältnis, das magerer ist als das erste Soll-Luft-Kraftstoff-Verhältnis, gibt die ECU 40 das Zündsignal Si über die Zündungskommunikationsleitung Li aus, und gibt sie das Entladungsverlaufsformsteuersignal Sc über die Verlaufsformsteuerungskommunikationsleitung Lc aus. Bei dem Ausführungsbeispiel sind hier sowohl das Zündsignal Si als auch das Entladungsverlaufsformsteuersignal Sc Pulssignale mit einem logischem H.
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Als Nächstes wird insbesondere eine Steuerung in dem zweiten Modus einer Zündsteuerung gemäß dem Ausführungsbeispiel unter Verwendung von 3 und 4A bis 4D beispielhaft erläutert. 3 zeigt den Übergang bzw. Verlauf des Zündsignals Si, den Übergang bzw. Verlauf des Entladungsverlaufsformsteuersignals Sc, den Zustandsübergang bzw. -verlauf des Öffnungs-/Schließbetriebs des Zündschaltelements 60 und den Zustandsübergang bzw. -verlauf des Öffnungs-/Schließbetriebs des Verstärkungsschaltelements 74. Weiterhin zeigt 3 den Zustandsübergang bzw. -verlauf des Öffnungs-/Schließbetriebs des Steuerschaltelements 80, den Übergang bzw. Verlauf eines elektrischen Stroms I1, der durch die Primärspule 52 fließt, und den Übergang bzw. Verlauf eines elektrischen Stroms I2, der durch die Sekundärspule 54 fließt. Hier sind für die Vorzeichen der elektrischen Ströme I1, I2 die Seiten der in 2 gezeigten Pfeile als positiv definiert.
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Wenn das Zündsignal Si zu Zeit t1 an die Zündvorrichtung 30 eingegeben wird, führt die Zündvorrichtung 30 den Einschalt-(Schließ-)Betrieb des Zündschaltelements 60 durch. Dadurch nimmt der elektrische Strom I1, der durch die Primärspule 52 fließt, allmählich zu. 4A zeigt den Weg des elektrischen Stroms, der durch die Primärspule 52 fließt, zu dieser Zeit. Wie es in 4A gezeigt ist, wird ein erster Schleifenkreis, der ein Schleifenkreis mit der Batterie 44, der Primärspule 52 und dem Zündschaltelement 60 ist, zu einem geschlossenen Schaltkreis, und fließt der elektrische Strom durch den Schaltkreis, wenn der Schließbetrieb des Zündschaltelements 60 durchgeführt wird. Da der elektrische Strom, der durch die Primärspule 52 fließt, allmählich zunimmt, nimmt hier der Verbindungsmagnetfluss der Sekundärspule 54 allmählich zu. Daher wird in der Sekundärspule 54 eine elektromotorische Kraft erzeugt, um den Anstieg des Verbindungsmagnetflusses aufzuheben. Die elektromotorische Kraft macht jedoch die Anodenseite der Diode 56 negativ, und daher fließt der elektrische Strom nicht durch die Sekundärspule 54.
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Weiterhin, wie es in 3 gezeigt ist, führt die Verstärkungssteuereinheit 84 den Öffnungs-/Schließbetrieb des Verstärkungsschaltelements 74 durch, wenn das Zündsignal Si an die Zündvorrichtung 30 eingegeben wird. Zu Zeit t2, die die Zeit ist, zu der eine Verzögerungszeit Td seit der Zeit t1 verstrichen ist, zu der das Zündsignal Si an die Zündvorrichtung 30 eingegeben wurde, wird daraufhin das Entladungsverlaufsformsteuersignal Sc an die Zündvorrichtung 30 eingegeben.
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Daraufhin, wenn die Eingabe des Zündsignals Si zu Zeit t3 gestoppt wird, mit anderen Worten, wenn die Spannung der Zündungskommunikationsleitung Li von der Spannung von dem logischen H auf die Spannung von einem logischen L wechselt, führt die Zündvorrichtung 30 den Öffnungsbetrieb des Zündschaltelements 60 durch. Dadurch wird der elektrische Strom I, der durch die Primärspule 52 fließt, zu Null, und durch eine gegenelektromotorische Kraft, die in der Sekundärspule 54 erzeugt wird, fließt der elektrische Strom durch die Sekundärspule 54. Dadurch startet die Zündkerze 28 die Entladung.
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4B zeigt den Weg des elektrischen Stroms zu dieser Zeit. Wie es in der Figur gezeigt ist, wenn der Verbindungsmagnetfluss der Sekundärspule 54 durch die Unterbrechung des elektrischen Stroms der Primärspule 52 abzunehmen beginnt, wird eine gegenelektromotorische Kraft in der Richtung der Aufhebung der Verringerung des Verbindungsmagnetflusses in der Sekundärspule 54 erzeugt, und fließt dadurch der elektrische Strom I2 durch die Zündkerze 28, die Sekundärspule 54, die Diode 56 und den Nebenschlusswiderstand 58. Wenn der elektrische Strom I2 durch die Sekundärspule 54 fließt, wird ein Spannungsabfall Vd an der Zündkerze 28 erzeugt, und wird ein Spannungsabfall ”r·I2” entsprechend einem Widerstandswert r des Nebenschlusswiderstands 58 an dem Nebenschlusswiderstand 58 erzeugt. Wenn der Vorwärts-/Durchlassrichtung-Spannungsabfall der Diode 56 und dergleichen ignoriert werden, wird daher eine Spannung der Summe ”Vd + r·I2” des Spannungsabfalls Vd an der Zündkerze 28 und des Spannungsabfalls an dem Nebenschlusswiderstand 58 an der Sekundärspule 54 angelegt. Die Spannung verringert allmählich den Verbindungsmagnetfluss der Sekundärspule 54. Die allmähliche Verringerung des elektrischen Stroms I2, der durch die Sekundärspule 54 fließt, von Zeit t3 zu Zeit t4 in 3 ist ein Phänomen, das durch das Anlegen der Spannung ”Vd + r·I2” an die Sekundärspule 54 verursacht wird.
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Wie es in 3 gezeigt ist, führt die Entladungssteuereinheit 56 nach Zeit t4 den Öffnungs-/Schließbetrieb des Steuerschaltelements 80 durch. 4C zeigt den Weg des elektrischen Stroms in einer Periode von Zeit t4 bis Zeit t5, während derer das Steuerschaltelement 80 in dem geschlossenen Zustand ist. Hier wird ein zweiter Schleifenkreis, der ein Schleifenkreis mit der Verstärkerschaltung 70, dem Steuerschaltelement 80, der Diode 82, der Primärspule 52 und der Batterie 44 ist, zu einem geschlossenen Schaltkreis und fließt der elektrische Strom durch den Schaltkreis.
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4D zeigt den Weg des elektrischen Stroms in einer Periode von Zeit t5 bis Zeit t6, während derer das Steuerschaltelement 80 in dem geöffneten Zustand ist. Hier wird eine gegenelektromotorische Kraft, um die Änderung des Magnetflusses aufzuheben, die durch die Verringerung des Absolutwerts des elektrischen Stroms verursacht wird, der durch die Primärspule 52 fließt, in der Primärspule 52 erzeugt. Dadurch wird ein dritter Schleifenkreis, der ein Schleifenkreis mit der Diode 62, der Primärspule 52 und der Batterie 44 ist, zu einem geschlossenen Schaltkreis und fließt der elektrische Strom durch den Schaltkreis.
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Durch Betätigen bzw. Steuern von bzw. Einwirken auf ein Zeitverhältnis D einer Schließbetriebsperiode Ton zu einem Zyklus T des Öffnungs-/Schließbetriebs des Steuerschaltelements 80, die in 3 gezeigt sind, ist es hier möglich, den elektrischen Strom zu steuern, der durch die Primärspule 52 fließt. Die Entladungssteuereinheit 86 führt eine Steuerung zum allmählichen Erhöhen des Absolutwerts des elektrischen Stroms I1, der durch die Primärspule 52 fließt, vermittels des Zeitverhältnisses D durch. Der elektrische Strom I1 in der Periode hat das umgekehrte Vorzeichen zu dem elektrischen Strom I1, der durch die Primärspule 52 fließt, wenn das Zündschaltelement 60 in dem geschlossenen Zustand ist. Wenn der Magnetfluss, der durch den elektrischen Strom I1 erzeugt wird, der durch die Primärspule 52 fließt, wenn das Zündschaltelement 60 in dem geschlossenen Zustand ist, als positiv definiert ist, verringert der elektrische Strom I1, der durch das Öffnen und Schließen des Steuerschaltelements 80 erzeugt wird, daher den Magnetfluss. In dem Fall, in dem die Rate/Geschwindigkeit der allmählichen Verringerung des Verbindungsmagnetflusses der Sekundärspule 54 durch den elektrischen Strom I1, der durch die Primärspule 52 fließt, mit der Rate/Geschwindigkeit der allmählichen Verringerung übereinstimmt, wenn die Spannung ”Vd + r·I2” an der Sekundärspule 54 anliegt, nimmt der elektrische Strom, der durch die Sekundärspule 54 fließt, hier nicht ab. In diesem Fall wird der elektrische Energie- bzw. Leistungsverlust durch die Zündkerze 28 und den Nebenschlusswiderstand 58 durch die elektrische Energie bzw. Leistung kompensiert, die durch eine elektrische Energiequelle abgegeben wird, die durch die Verstärkerschaltung 70 und die Batterie 44 aufgebaut ist.
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Andererseits in dem Fall, in dem die Rate/Geschwindigkeit der allmählichen Verringerung des Verbindungsmagnetflusses der Sekundärspule 54 durch den elektrischen Strom I1, der durch die Primärspule 52 fließt, niedriger ist als die Rate/Geschwindigkeit der allmählichen Verringerung, wenn die Spannung ”Vd + r·I2” an der Sekundärspule 54 anliegt, nimmt der elektrische Strom I2, der durch die Sekundärspule 54 fließt, allmählich ab. Durch die allmähliche Abnahme des elektrischen Stroms I2 verringert sich der Verbindungsmagnetfluss allmählich mit der Rate/Geschwindigkeit der allmählichen Verringerung, wenn die Spannung ”Vd + r·I2” an der Sekundärspule 54 anliegt. Die Rate/Geschwindigkeit der allmählichen Verringerung des elektrischen Stroms I2, der durch die Sekundärspule 54 fließt, ist im Vergleich zu dem Fall niedriger, in dem der Absolutwert des elektrischen Stroms I1, der durch die Primärspule 52 fließt, nicht allmählich zunimmt.
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Weiterhin in dem Fall, in dem der Absolutwert des elektrischen Stroms I1, der durch die Primärspule 52 fließt, allmählich zunimmt, sodass die Rate/Geschwindigkeit der allmählichen Verringerung des tatsächlichen Verbindungsmagnetflusses höher ist als die Rate/Geschwindigkeit der allmählichen Verringerung des Verbindungsmagnetflusses der Sekundärspule 54, wenn die Spannung ”Vd + r·I2” an der Sekundärspule 54 anliegt, wird die Spannung der Sekundärspule 54 durch eine gegenelektromotorische Kraft hoch, um die Verringerung des Verbindungsmagnetflusses zu unterbinden. Dann nimmt der elektrische Strom I2 zu, der durch die Sekundärspule 54 fließt, sodass ”Vd + r·I2” gleich der Spannung der Sekundärspule 54 wird.
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Durch Steuerung der Rate/Geschwindigkeit der allmählichen Zunahme des Absolutwerts des elektrischen Stroms I1, der durch die Primärspule 52 fließt, ist es daher möglich, den elektrischen Strom I2 zu steuern, der durch die Sekundärspule 54 fließt. Mit anderen Worten ist es möglich, den Entladestrom der Zündkerze 28 sowohl für die Zunahme als auch für die Abnahme zu steuern.
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Die Entladungssteuereinheit 54 betätigt bzw. steuert bzw. wirkt ein auf das vorgenannte Zeitverhältnis D des Steuerschaltelements 80 für die Regelung des Entladestromwerts, der aus dem Spannungsabfall Vi2 des Nebenschlusswiderstands 58 festgelegt wird, auf einen Entladestrombefehlswert I2*.
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Hier sind die Zündungskommunikationsleitung Li, die Zündspule 50, die Zündkerze 28, das Zündschaltelement 60, die Diode 62, das Steuerschaltelement 80 und die Diode 82, die in 2 gezeigt sind, für jeden Zylinder bereitgestellt, aber zeigt 2 jeweils nur ein Element repräsentativ. Im Übrigen ist bei dem Ausführungsbeispiel in Bezug auf die Verlaufsformsteuerungskommunikationsleitung Lc, die Verstärkerschaltung 70, die Verstärkungssteuereinheit 84 und die Entladungssteuereinheit 86 für mehrere Zylinder jeweils ein einziges Element zugewiesen. Abhängig davon, welchem Zylinder das Zündsignal Si entspricht, das an die Zündvorrichtung 30 eingegeben wird, wählt die Entladungssteuereinheit 86 das entsprechende Steuerschaltelement 80 aus, und betätigt sie dieses. Weiterhin führt die Verstärkungssteuereinheit 84 die Verstärkungssteuerung durch, wenn das Zündsignal Si für einen beliebigen Zylinder an die Zündvorrichtung 30 eingegeben wird.
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Unter einer Bedingung, dass das Zündsignal Si nicht eingegeben wird, steuert die Entladungssteuereinheit 86 den Entladestrom auf den Entladestrombefehlswert I2* in einer Periode nach dem Verstreichen einer festgelegten Zeit seit einer fallenden Flanke des Zündsignals Si und vor einer fallenden Flanke des Entladungsverlaufsformsteuersignals Sc. Dann, wie es in 3 gezeigt ist, stellt die Entladungssteuereinheit 86 den Entladestrombefehlswert I2* abhängig von der Verzögerungszeit Td des Zeitpunkts, zu dem das Entladungsverlaufsformsteuersignal Sc an die Zündvorrichtung 30 eingegeben wird, relativ zu dem Zeitpunkt, zu dem das Zündsignal Si an die Zündvorrichtung 30 eingegeben wird, variabel ein. Dadurch kann die ECU 40 den Entladestrombefehlswert I2* durch Betätigung bzw. Steuerung der bzw. Einwirkung auf die Verzögerungszeit Td variabel einstellen.
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5 zeigt einen Vorgang einer Zündsteuerung in dem zweiten Modus gemäß dem Ausführungsbeispiel. Durch die ECU 40 wird der Prozess zum Beispiel in einem vorbestimmten Zyklus wiederholt ausgeführt. In der Aufeinanderfolge von Prozessen stellt die ECU 40 zunächst den Entladestrombefehlswert I2* basierend auf der Drehzahl NE ein (S10). Hier wird der Entladestrombefehlswert I2* basierend auf in 6 gezeigten Kennfelddaten größer eingestellt, wenn die Drehzahl NE höher wird. Dies ist eine Einstellung unter Berücksichtigung der Tatsache, dass der Luftstrom in der Brennkammer 24 schneller wird, wenn die Drehzahl NE höher wird. Wenn der Luftstrom schnell wird, wird der Entladestrom der Zündkerze 28 durch den Luftstrom weg-/getragen bzw. mitgeführt, und ist es daher wahrscheinlich, dass die Zündfähigkeit abnimmt. Daher wird, um die Abnahme der Zündfähigkeit zu unterbinden, der Entladestrombefehlswert I2* auf einen größeren Wert eingestellt. Hier sind die Kennfelddaten Daten, die voneinander unterschiedliche Entladestrombefehlswerte I2* für die jeweiligen Werte von drei oder mehr Drehzahlen NE festlegen. Die Kennfelddaten werden vorab in einer Speichervorrichtung in der ECU 40 gespeichert.
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Als Nächstes stellt die ECU 40 die Verzögerungszeit Td ein (S12). Hier, wie es in 7 gezeigt ist, stellt die ECU 40 die Verzögerungszeit Td auf eine längere Zeit ein, wenn der Entladestrombefehlswert I2* größer wird. Hier sind die Kennfelddaten Daten, die voneinander unterschiedliche Verzögerungszeiten Td für die jeweiligen Werte von drei oder mehr Entladestrombefehlswerten I2* festlegen. Die Kennfelddaten werden vorab in einer Speichervorrichtung in der ECU 40 gespeichert.
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Als Nächstes berechnet die ECU 40 eine Energieversorgungsperiode der Primärspule 52, die eine Schließbetriebsperiode des Zündschaltelements 60 ist, und berechnet sie einen Energieversorgungsstartzeitpunkt der Primärspule 52, der ein Einschaltbetriebszeitpunkt des Zündschaltelements 60 ist (S14). Der Energieversorgungsstartzeitpunkt und die Energieversorgungsperiode legen einen Entladungsstartzeitpunkt der Zündkerze 28 fest. Mit anderen Worten legen der Energieversorgungsstartzeitpunkt und die Energieversorgungsperiode einen Zündzeitpunkt fest. Daher werden der Energieversorgungsstartzeitpunkt und die Energieversorgungsperiode basierend auf einem wohlbekannten Parameter, der den Zündzeitpunkt festlegt, variabel eingestellt.
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Nachfolgend bestimmt die ECU 40, ob die aktuelle Zeit der Energieversorgungsstartzeitpunkt der Primärspule 52 ist, der in dem vorgenannten Schritt S14 eingestellt ist (S16). Dann wartet die ECU 40 bis zu dem Energieversorgungsstartzeitpunkt (S16: NEIN). In dem Fall der Bestimmung, dass die aktuelle Zeit der Energieversorgungsstartzeitpunkt ist (S16: JA), gibt die ECU 40 das Zündsignal Si an die Zündungskommunikationsleitung Li aus (S18). Nach Ausgabe des Zündsignals Si wartet die ECU 40, bis die Verzögerungszeit Td verstreicht (S20: NEIN). Dann, in dem Fall der Bestimmung, dass die Verzögerungszeit Td verstrichen ist (S20: JA), gibt die ECU 40 das Entladungsverlaufsformsteuersignal Sc an die Verlaufsformsteuerungskommunikationsleitung Lc aus (S22). Als Nächstes bestimmt die ECU 40, ob ein Anstiegsbetrag ΔNE der Drehzahl NE seit dem Einstellzeitpunkt in Schritt S10 ein Schwellenwert Δth oder größer ist (S24), unter einer Bedingung, dass die aktuelle Zeit in der Ausgabeperiode des Zündsignals Si liegt. Der Prozess ist ein Prozess zum Bestimmen, ob das Risiko für die Abnahme der Zündfähigkeit durch den Entladestrombefehlswert I2*, der aus der vorgenannten Verzögerungszeit Td festgelegt wird, für das Entladungsverlaufsformsteuersignal Sc, das gerade ausgegeben wird, erhöht ist.
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In dem Fall der Bestimmung, dass der Anstiegsbetrag ΔNE der Schwellenwert Δth oder größer ist (S24: JA), berechnet die ECU 40 die Verzögerungszeit Td erneut (S26), unter einer Bedingung, dass die aktuelle Zeit in der Ausgabeperiode des Zündsignals Si liegt, da das Risiko für die Abnahme der Zündfähigkeit hoch ist. Hier kann der Entladestrombefehlswert I2* aus den in 6 gezeigten Kennfelddaten abhängig von der Drehzahl NE zu der aktuellen Zeit eingestellt werden, und kann die Verzögerungszeit Td aus den in 7 gezeigten Kennfelddaten abhängig von dem Entladestrombefehlswert I2* eingestellt werden. Ohne darauf beschränkt zu sein, kann jedoch die Drehzahl NE zu der Zeit der Entladung der Zündkerze 28 abhängig von der Änderungsrate der Drehzahl NE vorhergesagt werden, und kann die Verzögerungszeit Td basierend auf dem vorhergesagten Wert eingestellt werden.
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Als Nächstes bestimmt die ECU 40, ob die verstrichene Zeit seit dem Ausgabezeitpunkt des Zündsignals Si kürzer ist als die neu eingestellte Verzögerungszeit Td, mit anderen Worten, ob die aktuelle Zeit vor der Verzögerungszeit Td liegt (S28). Dann, in dem Fall der Bestimmung, dass die aktuelle Zeit vor der Verzögerungszeit Td liegt (S28: JA), stellt die ECU 40 das elektrische Potential der Verlaufsformsteuerungskommunikationsleitung Lc auf das logische L ein, indem sie die Ausgabe des Entladungsverlaufsformsteuersignals Sc einmal stoppt, unter einer Bedingung, dass die aktuelle Zeit in der Ausgabeperiode des Zündsignals Si liegt. Daraufhin, wenn die Verzögerungszeit Td verstrichen ist, stellt die ECU 40 das elektrische Potential der Verlaufsformsteuerungskommunikationsleitung Lc auf das logische H ein, indem sie das Entladungsverlaufsformsteuersignal Sc ausgibt (S30).
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Wenn der Prozess von Schritt S30 abgeschlossen ist, oder wenn die negative Bestimmung in Schritt S24 oder S28 vorgenommen wird, beendet hier die ECU 40 einmal die Aufeinanderfolge von Prozessen, die in 5 gezeigt sind. Während die ECU 40 die vorgenannten Prozesse durchführt, aktualisiert die Zündvorrichtung 30 die Verzögerungszeit Td, die abhängig von dem Zeitpunkt berechnet wird, zu dem das Entladungsverlaufsformsteuersignal Sc zum ersten Mal eingegeben wird, basierend auf dem Zeitpunkt, zu dem das Entladungsverlaufsformsteuersignal Sc zum zweiten Mal eingegeben wird, wenn das Entladungsverlaufsformsteuersignal Sc in einer Periode, während derer das Zündsignal Si eingegeben wird, zweimal eingegeben wird. Dann stellt die Zündvorrichtung 30 den Entladestrombefehlswert I2* abhängig von der aktualisierten Verzögerungszeit Td ein.
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Hier wird eine Aktion bzw. Maßnahme des Ausführungsbeispiels unter Verwendung von 8 beschrieben. 8 zeigt den Übergang bzw. Verlauf des Zündsignals Si, den Übergang bzw. Verlauf des Entladungsverlaufsformsteuersignals Sc, den Übergang bzw. Verlauf der Drehzahl NE und den Übergang bzw. Verlauf des Entladungsverlaufsformbefehlswerts I2*, der durch die Zündvorrichtung 30 erkannt wird.
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In dem in 8 gezeigten Beispiel gibt die ECU 40 zu Zeit t1 das Entladungsverlaufsformsteuersignal Sc gleichzeitig mit der Ausgabe des Zündsignals Si aus. Damit ist die Verzögerungszeit Td auf Null eingestellt, und dadurch stellt die Entladungssteuereinheit 86 der Zündvorrichtung 30 den Entladestrombefehlswert I2* auf den Minimalwert ein. Wenn jedoch die Drehzahl NE nach der Ausgabe des Entladungsverlaufsformsteuersignals Sc zunimmt, stoppt die ECU 40 zu Zeit t2 einmal die Ausgabe des Entladungsverlaufsformsteuersignals Sc. Daraufhin gibt die ECU 40 zu Zeit t3 das Entladungsverlaufsformsteuersignal Sc erneut aus. Dadurch aktualisiert die Zündvorrichtung 30 den Entladestrombefehlswert I2* auf einen Wert, der aus der Verzögerungszeit von Zeit t3 relativ zu Zeit t1 festgelegt wird, welche der Eingabezeitpunkt des Zündsignals Si ist.
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Wenn die Drehzahl NE nach der Ausgabe des Entladungsverlaufsformsteuersignals Sc durch die ECU 40 scharf abfällt, ist es hier schwierig, die Verzögerungszeit Td durch den Neuausgabezeitpunkt auf einen Wert einzustellen, der für die Drehzahl NE nach dem scharfen Abfall angemessen ist, selbst wenn die ECU 40 die Ausgabe des Entladungsverlaufsformsteuersignals Sc stoppt und das Entladungsverlaufsformsteuersignal Sc erneut ausgibt. In diesem Fall wird der Entladestrombefehlswert I2* jedoch auf einen Wert eingestellt, der größer ist als notwendig, und nimmt die Zündfähigkeit daher nicht ab.
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Weiterhin, wenn die ECU 40 die Verzögerungszeit Td auf eine kürzere Zeit einstellt, wenn der Entladestrombefehlswert I2* größer wird, ist es schwierig, den Entladestrombefehlswert I2*, der durch die Zündvorrichtung 30 erkannt wird, auf einen geeigneten Wert einzustellen, wenn die Drehzahl NE nach der Ausgabe des Entladungsverlaufsformsteuersignals Sc durch die ECU 40 scharf ansteigt.
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Gemäß dem vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispiel werden die folgenden Wirkungen erzielt.
- (1) Die ECU 40 stellt die Verzögerungszeit Td des Eingabezeitpunkts des Entladungsverlaufsformsteuersignals Sc an die Zündvorrichtung 30 relativ zu dem Eingabezeitpunkt des Zündsignals Si an die Zündvorrichtung 30 variabel ein, und die Entladungssteuereinheit 86 steuert den Entladestromwert der Zündkerze 28 abhängig von der Verzögerungszeit Td variabel. Dadurch ist es möglich, die Erhöhung der Anzahl von Kommunikationsleitungen zu unterbinden, während die Anweisung des Entladestrombefehlswerts I2* von der ECU 40 an die Zündvorrichtung 30 ermöglicht wird.
- (2) Wenn die Drehzahl NE der Brennkraftmaschine 10 hoch ist, wird die Verzögerungszeit Td auf eine längere Zeit eingestellt, als wenn die Drehzahl NE der Brennkraftmaschine 10 niedrig ist. Selbst wenn die Drehzahl NE scharf ansteigt, kann die Entladungssteuereinheit 86 dadurch den tatsächlichen Entladestrom auf einen Entladestromwert einstellen, der für die Drehzahl NE nach dem scharfen Anstieg angemessen ist.
- (3) Die Brennkraftmaschine 10 gibt Bewegungsenergie an die ein oder mehr Antriebsräder des Fahrzeugs ab. In diesem Fall besteht eine Befürchtung dahingehend, dass die Drehzahl NE der Brennkraftmaschine 10 zu der Zeit der Betätigung einer Bremse des Fahrzeugs, des Fahrens auf einer rauen bzw. unebenen Straße oder dergleichen scharf ansteigt. Daher ist es besonders wirkungsvoll, dass, wenn die Drehzahl NE der Brennkraftmaschine 10 hoch ist, die Verzögerungszeit Td auf eine längere Zeit eingestellt wird, als wenn die Drehzahl NE der Brennkraftmaschine 10 niedrig ist.
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<Weitere Ausführungsbeispiele>
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Hier kann zumindest einer der Gegenstände bzw. eine der Gegebenheiten des vorgenannten Ausführungsbeispiels wie folgt modifiziert werden. Im Folgenden gibt es Teile, in denen Entsprechungsbeziehungen zwischen Gegenständen bzw. Gegebenheiten, die in dem Abschnitt ”KURZFASSUNG” beschrieben sind, und Gegenständen bzw. Gegebenheiten in dem vorgenannten Ausführungsbeispiel durch Bezugszeichen und dergleichen beispielhaft dargelegt sind, aber dies beabsichtigt nicht, die vorgenannten Gegenstände bzw. Gegebenheiten auf die beispielhaft dargelegten Entsprechungsbeziehungen zu beschränken. Im Übrigen entspricht die auf der linken Seite von 4A gezeigte Schaltung dem ersten Schleifenkreis, und umfasst der erste Schleifenkreis die Batterie 44, die Primärspule 52 und das Zündschaltelement 60. Weiterhin entspricht die auf der linken Seite von 4C gezeigte Schaltung dem zweiten Schleifenkreis, und umfasst der zweite Schleifenkreis die Batterie 44, die Primärspule 52 und die Verstärkerschaltung 70.
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[Entladestrombefehlswert]
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Die Erfindung ist nicht auf eine Konfiguration beschränkt, bei der der Entladestrombefehlswert nur abhängig von der Drehzahl NE variabel eingestellt wird. Zum Beispiel, wenn die Last groß ist, kann der Entladestrombefehlswert auf einen größeren Wert eingestellt werden, als wenn die Last klein ist. Dies ist eine Einstellung unter Berücksichtigung der Tatsache, dass die Zündfähigkeit abnimmt, wenn die Last größer wird, selbst wenn die Drehzahl NE und der Entladestrom gleich sind. Hier kann als die Last zum Beispiel eine Ansaugluftmenge genutzt werden.
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[Verzögerungszeit]
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Die Erfindung ist nicht auf eine Konfiguration beschränkt, bei der, wenn die Verzögerungszeit lang ist, ein größerer Stromwert angeordnet wird, als wenn die Verzögerungszeit kurz ist, und es kann ein kleinerer Stromwert angeordnet werden. Selbst in diesem Fall werden der Endzeitpunkt der Steuerung des Entladestroms und der Entladestromwert durch die einzige Verlaufsformsteuerungskommunikationsleitung Lc angeordnet, und ist es daher möglich, die Anzahl von Kommunikationsleitungen zu verringern.
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[Entladungsverlaufsformsteuersignal]
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Das Entladungsverlaufsformsteuersignal ist nicht auf das Pulssignal mit dem logischen ”H” beschränkt, und es kann zum Beispiel ein Pulssignal mit dem logischen ”L” sein. In diesem Fall muss der Entladestromwert nur durch die Verzögerungszeit einer fallenden Flanke des Entladungsverlaufsformsteuersignals Sc relativ zu dem Eingabezeitpunkt des Zündsignals Si an die Zündvorrichtung 30 festgelegt werden.
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Die Erfindung ist nicht auf eine Konfiguration beschränkt, bei der der Entladestrombefehlswert I2* abhängig von der Verzögerungszeit Td in drei oder mehr Stufen geändert wird. Zum Beispiel kann der Entladestrombefehlswert I2* kontinuierlich bzw. stufenlos erhöht werden, wenn die Verzögerungszeit Td länger wird. Weiterhin kann zum Beispiel der Entladestrombefehlswert I2* abhängig davon, ob die Verzögerungszeit Td ein Schwellenwert oder größer ist, in zwei Stufen geändert werden.
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[Zündsignal]
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Das Zündsignal ist nicht auf das Pulssignal mit dem logischen ”H” beschränkt, und es kann zum Beispiel ein Pulssignal mit dem logischen ”L” sein.
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[Zündschaltelement]
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Das Zündschaltelement 60 kann zwischen dem Anschluss TRM1 und der Primärspule 52 angeordnet sein. In diesem Fall wird das Zündschaltelement 60 in einer Periode, während derer das Entladungsverlaufsformsteuersignal Sc eingegeben wird, in Synchronisation mit dem Öffnungs-/Schließbetrieb des Steuerschaltelements 80 geöffnet und geschlossen, selbst wenn das Zündsignal Si nicht eingegeben wird. Weiterhin kann das Zündschaltelement durch einen MOS-Feldeffekttransistor konfiguriert sein.
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[Entladungssteuerschaltung (70, 80 bis 84)]
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Das Steuerschaltelement 80 kann durch ein Paar von MOS-Feldeffekttransistoren ersetzt werden, bei denen Anoden oder Kathoden von Body-Dioden miteinander kurzgeschlossen sind, und die Diode 82 kann entfernt werden. Weiterhin kann ein IGBT genommen werden.
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Bei dem vorgenannten Ausführungsbeispiel ist der Startzeitpunkt der Steuerung des Entladestroms der Zeitpunkt, zu dem die festgelegte Zeit seit der fallenden Flanke des Zündsignals Si verstrichen ist, aber die Erfindung ist nicht darauf beschränkt. Zum Beispiel kann der Startzeitpunkt der Steuerung die fallende Flanke des Zündsignals Si sein.
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Die Erfindung ist nicht auf eine Konfiguration beschränkt, bei der die Verstärkerschaltung 70 und die Batterie 44 für das Anlegen der Spannung an die Primärspule 52 verwendet werden. Zum Beispiel kann die Erfindung eine Schaltung umfassen, bei der die Batterie 44 und die Primärspule 52 derart verbunden sein können, dass eine Spannung mit der entgegengesetzten Polarität zu der Polarität zu der Zeit des Schließbetriebs des Zündschaltelements 60 an der Primärspule 52 anliegt.
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Die Erfindung ist nicht auf eine Konfiguration beschränkt, bei der die Primärspule 52 für die Steuerung des Entladestroms der Zündkerze 28 mit Energie versorgt bzw. gespeist wird. Zum Beispiel kann, abgesehen von der Primärspule 52, eine dritte Spule, die magnetisch mit der Sekundärspule 54 gekoppelt ist, mit Energie versorgt bzw. gespeist werden. In diesem Fall sind beide Enden der dritten Spule in einer Periode isoliert, während derer der Schließbetrieb des Zündschaltelements 60 durchgeführt wird, und wird die gleiche Energieversorgung bzw. Speisung wie die Energieversorgung bzw. Speisung der Primärspule 52 bei den vorgenannten Ausführungsbeispielen nach dem Öffnungsbetrieb des Zündschaltelements 60 durchgeführt.
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[Entladungssteuereinheit]
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Die Erfindung ist nicht auf eine Konfiguration des Durchführens der Regelung des Detektionswert des Entladestromwerts auf einen Entladestrombefehlswert I2* beschränkt, und sie kann eine Konfiguration des Durchführens der (offenen) Steuerung auf den Entladestrombefehlswert I2* annehmen. Dies kann durch ein variables Einstellen des Zeitverhältnisses des Öffnungs-/Schließbetriebs des Steuerschaltelements 80 abhängig von dem Entladestrombefehlswert I2* realisiert werden.
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[Verstärkerschaltung]
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Die Verstärkerschaltung ist nicht auf die Verstärkungschopperschaltung beschränkt, und sie kann eine Boost/Buck-Chopperschaltung sein. Dies kann zum Beispiel realisiert werden, indem die Diode 76 und das Verstärkungsschaltelement 74 durch MOS-Feldeffekttransistoren ersetzt werden. Wenn die Öffnungs-/Schließvorgänge des Paars von MOS-Feldeffekttransistoren komplementär durchgeführt werden, wird dann die Ladespannung Vc des Kondensators 78 auf einen Wert begrenzt, der durch das Zeitverhältnis festgelegt wird, und wird daher eine übermäßige Spannung unterbunden, selbst wenn die Öffnungs-/Schließvorgänge in dem ersten Modus fortgesetzt werden, in dem das Entladungsverlaufsformsteuersignal Sc nicht ausgegeben wird.
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[Zündvorrichtung]
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Die Erfindung ist nicht auf eine Konfiguration beschränkt, bei der die Entladung der Zündkerze 28 nicht durchgeführt wird, wenn das Zündschaltelement 60 in dem geschlossenen Zustand ist. Zum Beispiel kann in dem geschlossenen Zustand des Zündschaltelements 60 die Entladung von einer Elektrode der Zündkerze 28 zu der anderen Elektrode durchgeführt werden, und kann durch den Öffnungsbetrieb des Zündschaltelements 60 die Entladung von der vorgenannten anderen Elektrode zu der einen Elektrode durch die gegenelektromotorische Kraft durchgeführt werden, die in der Sekundärspule 54 erzeugt wird. Selbst in diesem Fall ist die Festlegung des Entladestrombefehlswerts abhängig von der vorgenannten Verzögerungszeit Td wirkungsvoll, wenn der Entladestromwert nach dem Start der Entladung von der anderen Elektrode zu der einen Elektrode gesteuert wird.
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[Wenn Steuerung von Entladestrom durchgeführt wird]
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Als der erste Modus, in dem das Luft-Kraftstoff-Verhältnis fetter ist als dasjenige in dem zweiten Modus, in dem die Steuerung des Entladestroms ausgeführt wird, ist die Erfindung nicht auf eine Konfiguration beschränkt, bei der das Luft-Kraftstoff-Verhältnis auf das theoretische Luft-Kraftstoff-Verhältnis gesteuert wird. Das Luft-Kraftstoff-Verhältnis kann fetter oder magerer sein als dieses. Kurzum muss das Luft-Kraftstoff-Verhältnis nur fetter sein als dasjenige in dem zweiten Modus.
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Außerdem ist die Erfindung nicht auf eine Konfiguration beschränkt, bei der die Steuerung des Entladestroms nur in einer Periode ausgeführt wird, in der das Luft-Kraftstoff-Verhältnis magerer ist als andere. Zum Beispiel kann die Steuerung des Entladestroms zu der Zeit einer starken Rotation und einer hohen Last selbst dann ausgeführt werden, wenn das Soll-Luft-Kraftstoff-Verhältnis auf das fetteste Luft-Kraftstoff-Verhältnis eingestellt ist.
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[Brennkraftmaschine]
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Die Brennkraftmaschine ist nicht auf eine Brennkraftmaschine beschränkt, die Bewegungsenergie an die ein oder mehr Antriebsräder des Fahrzeugs abgibt, und sie kann zum Beispiel eine Brennkraftmaschine sein, die in einem Serienhybridfahrzeug installiert ist.
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Eine ECU (40) gibt ein Zündsignal Si an eine Zündvorrichtung (30) über eine Zündungskommunikationsleitung (Li) aus. Die Zündvorrichtung (30) führt den Schließbetrieb eines Zündschaltelements (60) in einer Periode durch, während derer das Zündsignal Si eingegeben wird. Die ECU (40) gibt ein Entladungsverlaufsformsteuersignal Sc an eine Verlaufsformsteuerungskommunikationsleitung (Lc) zu einem Zeitpunkt aus, der um eine vorbestimmte Verzögerungszeit relativ zu einem Ausgabezeitpunkt des Zündsignals Si verzögert ist. In einer Eingabeperiode des Entladungsverlaufsformsteuersignals Sc nach dem Stoppen der Eingabe des Zündsignals Si steuert die Zündvorrichtung (30) den elektrischen Strom, der durch eine Primärspule (52) fließt, auf einen Entladestrombefehlswert, der abhängig von der vorgenannten Verzögerungszeit festgelegt wird, durch den Öffnungs-/Schließbetrieb eines Steuerschaltelements (80).
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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