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Technisches Gebiet
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Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Steuervorrichtung für eine Brennkraftmaschine.
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Technischer Hintergrund
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In den letzten Jahren wurde, um den Kraftstoffwirkungsgrad eines Fahrzeugs zu verbessern, eine Steuervorrichtung für eine Brennkraftmaschine entwickelt, die eine Technik des Arbeitens mit einem Luft/Kraftstoff-Gemisch, das magerer als ein theoretisches Luft/Kraftstoff-Verhältnis ist, oder eine Technik des Aufnehmens eines Anteils eines Abgases nach der Verbrennung, derart, dass der Anteil erneut angesaugt wird, einsetzt.
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Bei dieser Art von Steuervorrichtung einer Brennkraftmaschine weicht eine Menge eines Kraftstoffs oder der Luft in einem Brennraum von einem theoretischen Wert ab, weshalb es wahrscheinlich ist, dass ein Zündfehler des Kraftstoffs durch eine Zündkerze auftritt.
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PTL 1 offenbart eine Zündvorrichtung einer Brennkraftmaschine, die die Anzahl der Zündungen in einem Zyklus auf der Grundlage eines Betriebszustands einer Brennkraftmaschine einstellt, die Zündung in einem Zylinder der Brennkraftmaschine bestimmt und auf der Grundlage der Anzahl der Zündungen, wenn die Zündung bestimmt wird, die Anzahl der folgenden Zündungen unterbindet.
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Entgegen ha Itungsliste
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Patentliteratur
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Zusammenfassung der Erfindung
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Technisches Problem
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Bei der Zündvorrichtung einer Brennkraftmaschine, die in PTL 1 offenbart ist, kann abhängig vom Betriebszustand der Brennkraftmaschine eine große Anzahl von Zündungen eingestellt werden, um den Zündfehler zu vermeiden, und in diesem Fall ist es notwendig, viele Zündspulen vorzusehen, um einer Zündkerze ausreichend elektrische Energie zuzuführen. Jedoch führt das Erhöhen der Anzahl der Zündspulen zu einer Zunahme von Größe und Kosten der Zündvorrichtung, was nicht bevorzugt ist.
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Daher ist die vorliegende Erfindung in Anbetracht der obigen Probleme gemacht worden, und eine Aufgabe davon ist, die Zündfähigkeit eines Kraftstoffs durch eine Zündkerze zu verbessern, während eine Erhöhung der Anzahl der Zündspulen unterbunden wird.
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Lösung des Problems
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Gemäß einem Aspekt der vorliegenden Erfindung wird eine Steuervorrichtung für eine Brennkraftmaschine bereitgestellt, die Folgendes enthält: eine Zündsteuereinheit, die die Erregung einer ersten Zündspule und einer zweiten Zündspule steuert, die jeweils einer Zündkerze, die sich in einen Zylinder einer Brennkraftmaschine entlädt, um einen Kraftstoff zu zünden, elektrische Energie bereitstellen; und eine Entladungsmengen-Detektionseinheit, die eine Spannung zwischen Elektroden der Zündkerze detektiert, wobei die Zündsteuereinheit, nachdem die Zündsteuereinheit die Zündkerze unter Verwendung der elektrischen Energie der ersten Zündspule entladen hat, eine Spannung schätzt, die der Zündkerze von der ersten Zündspule zugeführt werden kann, und die Erregung der zweiten Zündspule derart steuert, dass der Zündkerze die elektrische Energie der zweiten Zündspule zugeführt wird, wenn eine Differenz zwischen der geschätzten zuführbaren Spannung und einer erforderlichen Spannung zum Aufrechterhalten der Entladung der Zündkerze auf der Grundlage der Spannung, die durch die Entladungsmengen-Detektionseinheit detektiert wird, kleiner oder gleich einem vorgegebenen Schwellenwert ist.
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Vorteilhafte Wirkungen der Erfindung
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Gemäß der vorliegenden Erfindung ist es möglich, die Zündfähigkeit eines Kraftstoffs durch die Zündkerze zu verbessern, während eine Erhöhung der Anzahl der Zündspulen unterbunden wird.
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Figurenliste
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- 1 ist ein Diagramm, das Hauptkonfigurationen einer Brennkraftmaschine und einer Steuervorrichtung für eine Brennkraftmaschine gemäß einer Ausführungsform veranschaulicht.
- 2 ist eine vergrößerte Teilansicht, die eine Zündkerze veranschaulicht.
- 3 ist ein Funktionsblockdiagramm, das eine funktionale Konfiguration der Steuervorrichtung veranschaulicht.
- 4 ist ein Diagramm, das eine elektrische Schaltung, die eine Zündspule enthält, veranschaulicht.
- 5 ist ein schematisches Diagramm, das ein Beispiel für ein herkömmliches Mehrfachentladungsverfahren veranschaulicht.
- 6 ist ein schematisches Diagramm, das ein Beispiel für ein Mehrfachentladungsverfahren gemäß der Ausführungsform veranschaulicht.
- 7 ist ein Beispiel für einen Ablaufplan, der ein Verfahren zum Steuern der Zündkerze durch eine Zündsteuereinheit gemäß der Ausführungsform veranschaulicht.
- 8 ist ein Beispiel für einen Ablaufplan, der einen Erregungssteuerprozess veranschaulicht, der für eine Zündspule ausgeführt wird, von der erstmals elektrische Energie freigegeben wird.
- 9 ist ein Beispiel für einen Ablaufplan, der den Erregungssteuerprozess veranschaulicht, der für Zündspulen ausgeführt wird, von denen die elektrische Energie in der zweiten Wiederholung und in den darauffolgenden Wiederholungen freigegeben wird.
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Beschreibung der Ausführungsformen
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Im Folgenden wird eine Steuervorrichtung für eine Brennkraftmaschine gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung beschrieben.
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Im Folgenden wird eine Steuervorrichtung 1, die eine Form der Steuervorrichtung für eine Brennkraftmaschine ist, gemäß der Ausführungsform beschrieben.
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In dieser Ausführungsform wird als ein Beispiel ein Fall beschrieben, bei dem die Steuervorrichtung 1 die Entladung (Zündung) einer Zündkerze 200 steuert, die in jedem Zylinder 150 einer Brennkraftmaschine 100 mit vier Zylindern vorgesehen ist.
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Im Folgenden werden in der Ausführungsform eine Kombination einiger Konfigurationen oder alle Konfigurationen der Brennkraftmaschine 100 und einige Konfigurationen oder alle Konfigurationen der Steuervorrichtung 1 als die Steuervorrichtung 1 der Brennkraftmaschine 100 bezeichnet.
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[Brennkraftmaschine]
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1 ist ein Diagramm, das Hauptkonfigurationen der Brennkraftmaschine 100 und einer Zündvorrichtung für eine Brennkraftmaschine veranschaulicht.
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2 ist eine vergrößerte Teilansicht, die die Elektroden 210 und 220 der Zündkerze 200 veranschaulicht.
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In der Brennkraftmaschine 100 strömt Luft, die von außerhalb angesaugt wird, durch eine Luftreinigungseinrichtung 110, ein Einlassrohr 111 und ein Einlassverteilerrohr 112 und strömt in jeden Zylinder 150, wenn ein Einlassventil 151 geöffnet ist. Eine Luftmenge, die in jeden Zylinder 150 strömt, wird durch eine Drosselklappe 113 eingestellt, und die Luftmenge, die durch die Drosselklappe 113 eingestellt wird, wird durch einen Durchflussmengensensor 114 gemessen.
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Die Drosselklappe 113 ist mit einem Drosselklappen-Öffnungsgradsensor 113a versehen, der einen Öffnungsgrad einer Drosselklappe detektiert. Die Öffnungsgradinformationen der Drosselklappe 113, die durch den Drosselklappen-Öffnungsgradsensor 113a detektiert werden, werden an die Steuervorrichtung (elektronische Steuereinheit: ECU) 1 ausgegeben.
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Als die Drosselklappe 113 wird eine elektronische Drosselklappe verwendet, die durch einen Elektromotor angetrieben wird. Jedoch kann jedes Ventil verwendet werden, solange eine Luftdurchflussmenge angemessen eingestellt werden kann.
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Eine Temperatur eines Gases, das in jeden Zylinder 150 strömt, wird durch einen Einlassluft-Temperatursensor 115 detektiert.
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Ein Kurbelwinkelsensor 121 ist radial außerhalb eines Hohlrads 120 vorgesehen, das an einer Kurbelwelle 123 angebracht ist. Der Kurbelwinkelsensor 121 detektiert einen Drehwinkel der Kurbelwelle 123. In der Ausführungsform detektiert der Kurbelwinkelsensor 121 z. B. den Drehwinkel der Kurbelwelle 123 alle 10° und für jeden Verbrennungszyklus.
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Ein Wassertemperatursensor 122 ist in einem Kühlwassermantel (nicht veranschaulicht) des Zylinderkopfs vorgesehen. Der Wassertemperatursensor 122 detektiert eine Temperatur des Kühlwassers der Brennkraftmaschine 100.
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Ferner enthält das Fahrzeug einen Fahrpedal-Positionssensor (APS) 126, der einen Verlagerungsbetrag (Betrag des Eindrückens) eines Fahrpedals 125 detektiert. Der Fahrpedal-Positionssensor 126 detektiert ein Drehmoment, das von einem Fahrer angefordert wird. Das vom Fahrer angeforderte Drehmoment, das durch den Fahrpedal-Positionssensor 126 detektiert wird, wird an die Steuervorrichtung 1 ausgegeben, die später beschrieben wird. Die Steuervorrichtung 1 steuert die Drosselklappe 113 auf der Grundlage dieses angeforderten Drehmoments.
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Ein Kraftstoff, der in einem Kraftstoffbehälter 130 gespeichert ist, wird durch eine Kraftstoffpumpe 131 angesaugt und mit Druck beaufschlagt, strömt anschließend durch ein Kraftstoffrohr 133, in dem ein Druckregler 132 vorgesehen ist, und wird zu einem Kraftstoffeinspritzventil (Einspritzventil) 134 geleitet. Der Kraftstoff, der von der Kraftstoffpumpe 131 ausgegeben wird, wird durch den Druckregler 132 auf einen vorgegebenen Druck eingestellt und wird von dem Kraftstoffeinspritzventil (Einspritzventil) 134 in jeden Zylinder 150 eingespritzt. Als ein Ergebnis der Druckeinstellung durch den Druckregler 132 wird überschüssiger Kraftstoff über ein Rückführrohr (nicht veranschaulicht) zum Kraftstoffbehälter 130 zurückgeführt.
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Der Zylinderkopf (nicht veranschaulicht) der Brennkraftmaschine 100 enthält einen Zylinderdrucksensor (CPS) 140. Der Verbrennungsdrucksensor 140 ist in jedem Zylinder 150 vorgesehen und detektiert einen Druck (Verbrennungsdruck) im Zylinder 150.
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Als der Verbrennungsdrucksensor 140 wird ein piezoelektrischer Drucksensor oder ein Drucksensor des Kalibrierungstyps verwendet und kann den Verbrennungsdruck (Zylinderdruck) im Zylinder 150 über einen breiten Temperaturbereich messen.
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Ein Auslassventil 152 und ein Auslassverteilerrohr 160, das das Gas (Abgas) nach der Verbrennung nach außerhalb des Zylinders 150 auslässt, sind an jedem Zylinder 150 angebracht. Ein Dreiwegekatalysator 161 ist auf einer Auslassseite des Auslassverteilerrohres 160 vorgesehen.
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Wenn das Auslassventil 152 geöffnet ist, wird das Abgas aus dem Zylinder 150 in das Auslassverteilerrohr 160 ausgelassen. Das Abgas strömt durch das Auslassverteilerrohr 160, wird durch den Dreiwegekatalysator 161 gereinigt und wird daraufhin in die Atmosphäre ausgelassen.
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Ein stromaufseitiger Luft/Kraftstoff-Verhältnis-Sensor 162 ist auf einer Stromaufwärtsseite des Dreiwegekatalysators 161 vorgesehen. Der stromaufseitige Luft/Kraftstoff-Verhältnis-Sensor 162 detektiert auf ununterbrochene Weise ein Luft/Kraftstoff-Verhältnis des Abgases, das aus jedem Zylinder 150 ausgelassen wird.
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Außerdem ist ein stromabseitiger Luft/Kraftstoff-Verhältnis-Sensor 163 auf einer Stromabwärtsseite des Dreiwegekatalysators 161 vorgesehen. Der stromabseitige Luft/Kraftstoff-Verhältnis-Sensor 163 gibt in der Umgebung eines theoretischen Luft/Kraftstoff-Verhältnisses ein schalterartiges Detektionssignal aus. In der Ausführungsform ist der stromabseitige Luft/Kraftstoff-Verhältnis-Sensor 163 z. B. ein 02-Sensor.
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Ferner ist die Zündkerze 200 in einem oberen Abschnitt jedes Zylinders 150 vorgesehen. Aufgrund der Entladung (Zündung) der Zündkerze 200 wird in einem Gemisch aus Luft und einem Kraftstoff im Zylinder 150 ein Funke gezündet, im Zylinder 150 tritt eine Explosion auf, und ein Kolben 170 wird nach unten gedrückt. Wenn der Kolben 170 nach unten gedrückt wird, dreht sich die Kurbelwelle 123.
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Eine Zündspule 300, die elektrische Energie (eine Spannung) erzeugt, die der Zündkerze 200 zugeführt wird, ist mit der Zündkerze 200 verbunden. Die Entladung wird durch die Spannung, die in der Zündspule 300 erzeugt wird, zwischen einer Mittenelektrode 210 und einer Außenelektrode 220 der Zündkerze 200 (siehe 2) erzeugt.
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Wie in 2 veranschaulicht ist, wird die Mittenelektrode 210 in der Zündkerze 200 durch einen Isolator 230 in einem isolierten Zustand getragen. Eine vorgegebene Spannung (in der Ausführungsform z. B. 20000 V bis 40000 V) wird an diese Mittenelektrode 210 angelegt.
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Die Außenelektrode 220 ist geerdet. Wenn die vorgegebene Spannung an die Mittenelektrode 210 angelegt wird, wird die Entladung (Zündung) zwischen der Mittenelektrode 210 und der Außenelektrode 220 erzeugt.
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In der Zündkerze 200 wird aufgrund eines Zustands eines Gases, das zwischen der Mittenelektrode 210 und der Außenelektrode 220 vorhanden ist, oder des Zylinderdrucks ein dielektrischer Durchbruch einer Gaskomponente erzeugt, und die Spannung, bei der die Entladung (Zündung) erzeugt wird, wird geändert. Die Spannung, bei der diese Entladung erzeugt wird, wird als eine dielektrische Durchbruchspannung bezeichnet.
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Eine Entladungssteuerung (Zündsteuerung) der Zündkerze 200 wird durch eine Zündsteuereinheit 83 der Steuervorrichtung 1 durchgeführt, die später beschrieben wird.
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Unter erneuter Bezugnahme auf 1 wird ein Ausgangssignal von diversen Sensoren wie etwa dem Drosselklappen-Öffnungsgradsensor 113a, dem Durchflussmengensensor 114, dem Kurbelwinkelsensor 121, dem Fahrpedal-Positionssensor 126, dem Wassertemperatursensor 122, dem Verbrennungsdrucksensor 140 oder dergleichen, die oben beschrieben sind, an die Steuervorrichtung 1 ausgegeben. Die Steuervorrichtung 1 detektiert einen Betriebszustand der Brennkraftmaschine 100 auf der Grundlage der Ausgangssignale von diesen diversen Sensoren und steuert eine Luftmenge, die in den Zylinder 150 geschickt wird, eine Kraftstoffeinspritzmenge, eine Zündzeitvorgabe der Zündkerze 200 oder dergleichen.
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[Hardwarekonfiguration der Steuervorrichtung]
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Als nächstes wird die Gesamthardwarekonfiguration der Steuervorrichtung 1 beschrieben.
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Wie in 1 veranschaulicht ist, enthält die Steuervorrichtung 1 eine Analogeingangseinheit 10, eine Digitaleingangseinheit 20, eine Analog/Digital-Umsetzungseinheit (A/D-Umsetzungseinheit) 30, einen Schreib/Lese-Speicher (RAM) 40 und eine Mikroprozessoreinheit (MPU) 50, einen Festwertspeicher (ROM) 60, einen Eingangs/Ausgangs-Anschluss (IjO-Anschluss) 70 und eine Ausgangsschaltung 80.
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Die analogen Ausgangssignale von diversen Sensoren wie etwa dem Drosselklappen-Öffnungsgradsensor 113a, dem Durchflussmengensensor 114, dem Fahrpedal-Positionssensor 126, dem stromaufseitigen Luft/KraftstoffVerhältnis-Sensor 162, dem stromabseitigen Luft/Kraftstoff-Verhältnis-Sensor 163, dem Verbrennungsdrucksensor 140 und dem Wassertemperatursensor 122 werden in die Analogeingangseinheit 10 eingegeben.
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Die A/D-Umsetzungseinheit 30 ist mit der Analogeingangseinheit 10 verbunden. Die analogen Ausgangssignale von den diversen Sensoren, die in die Analogeingangseinheit 10 eingegeben werden, werden einer Signalverarbeitung wie etwa einer Rauschentfernung unterworfen, durch die A/D-Umsetzungseinheit 30 in digitale Signale umgesetzt und im RAM 40 gespeichert.
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Das digitale Ausgangssignal vom Kurbelwinkelsensor 121 wird in die Digitaleingangseinheit 20 eingegeben.
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Ein I/O-Anschluss 70 ist mit der Digitaleingangseinheit 20 verbunden, und das digitale Ausgangssignal, das in die Digitaleingangseinheit 20 eingegeben wird, wird über den I/O-Anschluss 70 im RAM 40 gespeichert.
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Jedes Ausgangssignal, das im RAM 40 gespeichert wird, wird durch die MPU 50 arithmetisch verarbeitet.
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Die MPU 50 führt ein Steuerprogramm (nicht veranschaulicht), das im ROM 60 gespeichert ist, aus, um das Ausgangssignal, das im RAM 40 gespeichert ist, gemäß einem Steuerprogramm arithmetisch zu verarbeiten. Die MPU 50 berechnet einen Steuerwert, der einen Betätigungsbetrag jedes Aktors (z. B. der Drosselklappe 113, des Druckreglers 132, der Zündkerze 200 oder dergleichen) definiert, der die Brennkraftmaschine 100 ansteuert, gemäß dem Steuerprogramm und speichert den Steuerwert vorübergehend im RAM 40.
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Der Steuerwert, der im RAM 40 gespeichert ist und den Betätigungsbetrag des Aktors definiert, wird über den I/0-Anschluss 70 an die Ausgangsschaltung 80 ausgegeben.
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Die Ausgangsschaltung 80 weist eine Funktion der Zündsteuereinheit 83 (siehe 3) auf, die die Spannung steuert, die an die Zündkerze 200 angelegt wird.
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[Funktionsblock der Steuervorrichtung]
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Als nächstes wird eine funktionale Konfiguration der Steuervorrichtung 1 beschrieben.
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3 ist ein Funktionsblockdiagramm, das die funktionale Konfiguration der Steuervorrichtung 1 veranschaulicht. Zum Beispiel wird jede Funktion der Steuervorrichtung 1 durch die Ausgangsschaltung 80 realisiert, wenn die MPU 50 das Steuerprogramm ausführt, das im ROM 60 gespeichert ist.
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Wie in 3 veranschaulicht ist, enthält die Ausgangsschaltung 80 der Steuervorrichtung 1 eine Gesamtsteuereinheit 81, eine Kraftstoffeinspritzungs-Steuereinheit 82 und die Zündsteuereinheit 83.
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Die Gesamtsteuereinheit 81 ist mit dem Fahrpedal-Positionssensor 126 und dem Verbrennungsdrucksensor 140 (CPS) verbunden und empfängt ein angefordertes Drehmoment (Beschleunigungssignal S1) vom Fahrpedal-Positionssensor 126 und ein Ausgangssignal S2 vom Verbrennungsdrucksensor 140.
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Die Gesamtsteuereinheit 81 steuert die Kraftstoffeinspritzungs-Steuereinheit 82 und die Zündsteuereinheit 83 als eine Gesamtheit auf der Grundlage des angeforderten Drehmoments (des Beschleunigungssignals S1) vom Fahrpedal-Positionssensor 126 und des Ausgangssignals S2 vom Verbrennungsdrucksensor 140.
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Die Kraftstoffeinspritzungs-Steuereinheit 82 ist mit einer Zylinderbestimmungseinheit 84, die jeden Zylinder 150 der Brennkraftmaschine 100 bestimmt, einer Winkelinformationen-Erzeugungseinheit 85, die einen Kurbelwinkel der Kurbelwelle 123 misst, und einer Drehzahlinformationen-Erzeugungseinheit 86, die eine Kraftmaschinendrehzahl misst, verbunden und empfängt Zylinderunterscheidungsinformationen S3 von der Zylinderbestimmungseinheit 84, Kurbelwinkelinformationen S4 von der Winkelinformationen-Erzeugungseinheit 85 und Kraftmaschinen-Drehzahlinformationen S5 von der Drehzahlinformationen-Erzeugungseinheit 86.
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Ferner ist die Kraftstoffeinspritzungs-Steuereinheit 82 mit einer Einlassmengen-Messeinheit 87, die eine Einlassmenge der Luft, die in den Zylinder 150 angesaugt wird, misst, einer Lastinformationen-Erzeugungseinheit 88, die eine Kraftmaschinenlast misst, und einer Wassertemperatur-Messeinheit 89, die eine Temperatur des Kraftmaschinenkühlwassers misst, verbunden und empfängt Einlassluft-Mengeninformationen S6 von der Einlassmengen-Messeinheit 87, Kraftmaschinen-Lastinformationen S7 von der Lastinformationen-Erzeugungseinheit 88 und Kühlwasser-Temperaturinformationen S8 von der Wassertemperatur-Messeinheit 89.
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Die Kraftstoffeinspritzungs-Steuereinheit 82 berechnet eine Einspritzmenge des Kraftstoffs, die vom Kraftstoffeinspritzventil 134 eingespritzt werden soll, und eine Einspritzzeit (Kraftstoffeinspritzventil-Steuerinformationen S9) auf der Grundlage der empfangenen Informationen und steuert das Kraftstoffeinspritzventil 134 auf der Grundlage der berechneten Kraftstoffeinspritzmenge und Einspritzzeit.
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Die Zündsteuereinheit 83 ist zusätzlich zur Gesamtsteuereinheit 81 mit der Zylinderbestimmungseinheit 84, der Winkelinformationen-Erzeugungseinheit 85, der Drehzahlinformationen-Erzeugungseinheit 86, der Lastinformationen-Erzeugungseinheit 88, und der Wassertemperatur-Messeinheit 89 verbunden und empfängt die jeweiligen Informationen von diesen.
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Die Zündsteuereinheit 83 berechnet auf der Grundlage der empfangenen Informationen einen Betrag des Stroms (Erregungswinkel) zum Erregen einer Primärspule (nicht veranschaulicht) der Zündspule 300, eine Erregungsstartzeit und einen Zeitpunkt (Zündzeitpunkt), zu dem der Strom zum Erregen der Primärspule unterbrochen wird.
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Die Zündspule 300 enthält mehrere Spulen. Die Ausführungsform veranschaulicht ein Beispiel, in dem die Zündspule 300 vier Spulen 300a bis 300d enthält. Im Folgenden können die Spulen 300a bis 300d, die die Zündspule 300 bilden, als „Zündspulen“ bezeichnet sein. Jedoch ist die Anzahl der Spulen, die die Zündspule 300 bilden, nicht auf vier eingeschränkt, und jede Anzahl von Spulen kann kombiniert werden.
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Die Zündsteuereinheit 83 gibt auf der Grundlage des berechneten Erregungswinkels, der Erregungsstartzeit und des Zündzeitpunkts das Zündsignal SA an die Primärspule 310 jeder der Zündspulen 300a bis 300d aus und führt eine Entladungssteuerung (Zündsteuerung) durch die Zündkerze 200 durch. Dies realisiert mehrfache Entladungen der Zündkerze 200.
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Zumindest eine Funktion einer Zündsteuereinheit 83, um unter Verwendung eines Zündsignals SA die Zündung der Zündkerze 200 zu steuern, entspricht der Steuervorrichtung für eine Brennkraftmaschine der vorliegenden Erfindung.
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[Elektrische Schaltung der Zündspule]
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Als nächstes wird eine elektrische Schaltung 400a, die die Zündspule 300a enthält, als ein Repräsentant für die vier Spulen 300a bis 300d, die die Zündspule 300 bilden, beschrieben. Die anderen Zündspulen 300b bis 300d weisen ebenfalls dieselbe elektrische Schaltung wie die elektrische Schaltung 400a auf.
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4 ist ein Diagramm, das die elektrische Schaltung 400a veranschaulicht, die die Zündspule 300a enthält. In der elektrischen Schaltung 400a ist die Zündspule 300a konfiguriert, die Primärspule 310, die mit einer vorgegebenen Anzahl Wicklungen gewickelt ist, und eine Sekundärspule 320, die mit der Anzahl von Wicklungen gewickelt ist, die größer als jene der Primärspule 310 ist, zu enthalten.
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Ein Ende der Primärspule 310 ist mit einer Gleichstromversorgung 330 verbunden. Als ein Ergebnis wird ein vorgegebene Spannung (z. B. 12 V in der Ausführungsform) an die Primärspule 310 angelegt. Eine Ladungsmengen-Detektionseinheit 350 ist in einem Verbindungsweg zwischen der Gleichstromversorgung 330 und der Primärspule 310 vorgesehen. Die Ladungsmengen-Detektionseinheit 350 detektiert die Spannung und den Strom, die an die Primärspule 310 angelegt werden, und überträgt die detektierte Spannung und den detektierten Strom an die Zündsteuereinheit 83.
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Das andere Ende der Primärspule 310 ist mit einer Zündeinrichtung 340 verbunden und ist über die Zündeinrichtung 340 geerdet. Ein Transistor, ein Feldeffekttransistor (FET) oder dergleichen wird für die Zündeinrichtung 340 verwendet.
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Ein Basis-Anschluss (B) der Zündeinrichtung 340 ist mit der Zündsteuereinheit 83 verbunden. Das Zündsignal SA, das von der Zündsteuereinheit 83 ausgegeben wird, wird in den Basis-Anschluss (B) der Zündeinrichtung 340 eingegeben. Wenn das Zündsignal SA in den Basis-Anschluss (B) der Zündeinrichtung 340 eingegeben wird, werden ein Kollektor-Anschluss (C) und ein Emitter-Anschluss (E) der Zündeinrichtung erregt, und ein Strom fließt zwischen dem Kollektor-Anschluss (C) und dem Emitter-Anschluss (E). Dementsprechend wird das Zündsignal SA von der Zündsteuereinheit 83 über die Zündeinrichtung 340 an die Primärspule 310 der Zündspule 300a ausgegeben, und in der Primärspule 310 wird elektrische Leistung (elektrische Energie) gespeichert.
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Wenn die Ausgabe des Zündsignals SA von der Zündsteuereinheit 83 angehalten wird und der Strom, der durch die Primärspule 310 fließt, unterbrochen wird, wird in der Sekundärspule 320 eine hohe Spannung erzeugt, die einem Verhältnis der Wicklungsanzahl der Spule in Bezug auf die Primärspule 310 entspricht. Indem die hohe Spannung, die in der Sekundärspule 320 erzeugt wird, an die Zündkerze 200 (die Mittenelektrode 210) angelegt wird, wird zwischen der Mittenelektrode 210 und der Außenelektrode 220 der Zündkerze 200 eine Potentialdifferenz erzeugt. Wenn die Potentialdifferenz, die zwischen der Mittenelektrode 210 und der Außenelektrode 220 erzeugt wird, gleich einer oder größer als eine dielektrische Durchbruchspannung Vm des Gases (des Gemischs im Zylinder 150) ist, wird eine Gaskomponente dielektrisch durchbrochen, zwischen der Mittenelektrode 210 und der Außenelektrode 220 wird eine Entladung erzeugt, und der Kraftstoff (das Luft/Kraftstoff-Gemisch) wird gezündet.
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Eine Entladungsmengen-Detektionseinheit 360 ist in einem Verbindungsweg zwischen der Sekundärspule 320 und der Zündkerze 200 vorgesehen. Die Entladungsmengen-Detektionseinheit 360 detektiert die Entladungsspannung und den Entladungsstrom und sendet diese an die Zündsteuereinheit 83.
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Die Zündsteuereinheit 83 steuert die Erregung der Zündspule 300a unter Verwendung des Zündsignals SA durch den Betrieb der elektrischen Schaltung 400a wie oben beschrieben. In Bezug auf die anderen Zündspulen 300b bis 300d wird die Erregung unter Verwendung des Zündsignals SA durch denselben Betrieb der elektrischen Schaltung gesteuert. Als ein Ergebnis wird die elektrische Energie, die von den Zündspulen 300a bis 300d an die Zündkerze 200 angelegt wird, gesteuert, und die Zündsteuerung zur Mehrfachentladung der Zündkerze 200 wird durchgeführt.
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In der elektrischen Schaltung 400a, die in 4 veranschaulicht ist, kann entweder die Gleichstromversorgung 330 oder die Ladungsmengen-Detektionseinheit 350 oder die Entladungsmengen-Detektionseinheit 360 durch die Zündspulen 300a bis 300d gemeinsam verwendet werden oder jede Spule kann einzeln vorgesehen sein.
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[Vergleich mit dem herkömmlichen Verfahren]
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Als nächstes wird die Entladungssteuerung der Zündkerze 200 gemäß der Ausführungsform im Vergleich zu dem herkömmlichen Verfahren beschrieben.
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5 ist ein schematisches Diagramm, das ein Beispiel für ein herkömmliches Mehrfachentladungsverfahren veranschaulicht. Die Sollladungsmengen aller Zündspulen 300a bis 300d, die die Zündspule 300 bilden, werden durch die Kraftmaschinendrehzahl (den Zündzyklus) oder die Ladespannung derart bestimmt, dass ein Betrag des Energieverbrauchs pro Zeiteinheit in etwa derselbe ist.
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Bei dem herkömmlichen Mehrfachentladungsverfahren bezieht sich die Zündsteuereinheit 83 auf vorgegebene Abbildungsinformationen und gibt das Zündsignal SA mit einer Pulsbreite, die mit der Sollladungsmenge übereinstimmt, gleichzeitig an alle Zündspulen 300a bis 300d aus (Zündeinrichtung 340). Jede der Zündspulen 300a bis 300d speichert elektrische Energie, während sie das Zündsignal SA empfängt, und beginnt gleichzeitig, die gespeicherte elektrische Energie freizugeben, wenn der Empfang des Zündsignals SA endet. Durch das Freigeben der elektrischen Energie aus den Zündspulen 300a bis 300d wird zwischen den Elektroden der Zündkerze 200, die mit den Zündspulen 300a bis 300d verbunden ist, eine hohe Spannung angelegt, und eine Entladung wird erzeugt.
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In 5(a) gibt ein Bezugszeichen 501 eine zeitliche Änderung einer Zwischenelektrodenspannung der Zündkerze 200 an. Ein Abschnitt eines Bezugszeichens 502, in dem die Zwischenelektrodenspannung 501 erheblich geändert wird, gibt die Erzeugung von Ionen (Zündungsionen) aufgrund der Zündung des Kraftstoffs an.
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Ferner gibt ein Bezugszeichen 503 eine zeitliche Änderung einer Spannung an, die der Zündkerze 200 durch die Zündspule 300 zugeführt werden kann, und ein Bezugszeichen 504 gibt eine zeitliche Änderung einer erforderlichen Spannung an, die notwendig ist, um die Entladung der Zündkerze 200 aufrechtzuerhalten. Außerdem gibt ein Bezugszeichen 505 zum Vergleich mit der zuführbaren Spannung 503 eine zeitliche Änderung der zuführbaren Spannung an, wenn acht Spulen als die Zündspule 300 verwendet werden. Jedoch ist die Zündspule 300 wie oben beschrieben tatsächlich mit den vier Zündspulen 300a bis 300d konfiguriert. Dementsprechend kann die zuführbare Spannung 505 der Zündkerze 200 nicht zugeführt werden.
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Wie in 5(a) veranschaulicht ist, stimmt die erforderliche Spannung 504 in einem Zeitraum vom Beginn der Entladung der Zündkerze 200 bis zur Unterbrechung der Entladung mit der Zwischenelektrodenspannung 501 überein. Das heißt, während dieses Zeitraumes kann die erforderliche Spannung 504 durch die Entladungsmengen-Detektionseinheit 360 aus 4 detektiert werden. Hier wird die Zwischenelektrodenspannung (die Sekundärspannung, die von der Sekundärspule 320 ausgegeben wird) der Zündkerze 200 im Allgemeinen durch einen negativen Wert dargestellt. Daher sind in 5(a) die Größen der Spannungen 501 bis 505 durch negative Werte dargestellt.
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In der folgenden Beschreibung wird das Zunehmen (Ansteigen) oder Abnehmen (Absinken) jeder Spannung in einer negativen Richtung einfach als „Zunehmen (Ansteigen)“ oder „Abnehmen (Absinken)“ bezeichnet.
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Wie in 5(a) veranschaulicht ist, wird die zuführbare Spannung 503 abrupt angehoben, wenn von den Zündspulen 300a bis 300d gleichzeitig elektrische Energie freigegeben wird, und nimmt anschließend im Zeitablauf allmählich ab. Indes nimmt die erforderliche Spannung 504 (die Zwischenelektrodenspannung 501) im Zeitablauf allmählich zu. Dies ist so, weil eine Länge eines Entladungswegs zwischen den Elektroden der Zündkerze 200 von Beginn der Entladung an im Zeitablauf zunimmt. Im Allgemeinen tritt in einem Brennraum einer Kraftmaschine ein Gasstrom auf. Aufgrund des Gasstroms wird der Entladungsweg vom Beginn der Entladung an im Zeitablauf verlängert, und somit wird die erforderliche Spannung 504 angehoben. Als ein Ergebnis kann der Entladungsweg nicht aufrechterhalten werden, und die Entladung wird unterbrochen, wenn die zuführbare Spannung 503 niedriger als die erforderliche Spannung 504 ist. 5(b) veranschaulicht ein Beispiel für eine Verlängerung des Entladungswegs vom Beginn der Entladung bis unmittelbar vor (unmittelbar vor dem erneuten Zünden) der Unterbrechung der Entladung. Wenn die Entladung unterbrochen wird, wird die Zwischenelektrodenspannung 501 abrupt abgesenkt und weicht von der erforderlichen Spannung 504 ab, wie in 5(a) veranschaulicht ist.
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Hier ist in 5(a) eine Differenz zwischen der zuführbaren Spannung 503 und der erforderlichen Spannung 504 zu Beginn der Entladung am größten und nimmt im Zeitablauf ab. Das heißt, wenn die Differenz zwischen der zuführbaren Spannung 503 und der erforderlichen Spannung 504 groß ist, wie unmittelbar nach dem Beginn der Entladung, wird in Bezug auf die Spannung, die erforderlich ist, um den Entladungsweg aufrechtzuerhalten, eine übermäßige Spannung von der Zündspule 300 an die Zündkerze 200 angelegt. Dementsprechend fließt ein übermäßiger Strom zwischen den Elektroden der Zündkerze 200. Eine derartige übermäßige Spannung und ein derartiger übermäßiger Strom werden als überschüssige Energie verbraucht, die zum Aufrechterhalten des Entladungswegs unnötig ist. Als ein Ergebnis wird z. B. in dem Beispiel aus 5(a) die Entladung etwa 0,8 ms nach dem Beginn der Entladung unterbrochen. Die Differenz zwischen der zuführbaren Spannung 503 und der erforderlichen Spannung 504 (der Zwischenelektrodenspannung 501) vom Beginn der Entladung bis zur Unterbrechung der Entladung, die durch die Schraffur in 5(a) angegeben ist, stellt die obige überschüssige Energie dar.
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6 ist ein schematisches Diagramm, das ein Beispiel für das Mehrfachentladungsverfahren gemäß der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung veranschaulicht. Ebenso wie bei dem herkömmlichen Verfahren, das in 5 beschrieben ist, werden die Sollladungsmengen aller Zündspulen 300a bis 300d, die die Zündspule 300 bilden, durch die Kraftmaschinendrehzahl (den Zündzyklus) oder die Ladespannung derart bestimmt, dass eine Menge des Energieverbrauchs pro Zeiteinheit in etwa dieselbe ist.
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Bei dem Mehrfachentladungsverfahren gemäß der Ausführungsform bezieht sich die Zündsteuereinheit 83 auf vorgegebene Abbildungsinformationen und gibt das Zündsignal SA mit einer Zeitvorgabe auf der Grundlage der Sollladungsmenge aufeinanderfolgend an jede Zündspule 300a bis 300d aus (Zündeinrichtung 340). Zu diesem Zeitpunkt gibt die Zündsteuereinheit 83 das Zündsignal SA mit einer Pulsbreite, die mit der Sollladungsmenge in Bezug auf die erste Zündspule 300a übereinstimmt, aus, wie bei dem herkömmlichen Verfahren. Indes wird bezüglich jeder der zweiten und darauf folgenden Zündspulen 300b bis 300d unmittelbar bevor die zuführbare Spannung der Zündspule 300 niedriger als die erforderliche Spannung ist, der Zündkerze 200 elektrische Energie von den Zündspulen 300b bis 300d zugeführt, und die Pulsbreite des Zündsignals SA wird derart gesteuert und ausgegeben, dass die Zündkerze 200 auf ununterbrochene Weise entladen wird. Jede der Zündspulen 300a bis 300d speichert die elektrische Energie, während sie das Zündsignal SA empfängt, und beginnt aufeinanderfolgend, die gespeicherte elektrische Energie freizugeben, wenn der Empfang des Zündsignals SA endet. Durch das Freigeben der elektrischen Energie aus den Zündspulen 300a bis 300d wird zwischen den Elektroden der Zündkerze 200, die mit den Zündspulen 300a bis 300d verbunden ist, eine hohe Spannung angelegt, und eine Entladung wird erzeugt.
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In 6(a) gibt das Bezugszeichen 601 eine zeitliche Änderung der Zwischenelektrodenspannung der Zündkerze 200 an. Ein Bezugszeichen 603 gibt eine zeitliche Änderung der Spannung an, die der Zündkerze 200 durch die Zündspule 300 zugeführt werden kann, und ein Bezugszeichen 604 gibt eine zeitliche Änderung der erforderlichen Spannung an, die notwendig ist, um die Entladung der Zündkerze 200 aufrechtzuerhalten.
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Außerdem gibt ein Bezugszeichen 605 zum Vergleich mit der zuführbaren Spannung 603 eine zeitliche Änderung der zuführbaren Spannung an, wenn acht Spulen als die Zündspule 300 verwendet werden. Jedoch ist die Zündspule 300 wie in dem Fall aus 5(a) tatsächlich mit den vier Zündspulen 300a bis 300d konfiguriert. Dementsprechend kann die zuführbare Spannung 605 der Zündkerze 200 nicht zugeführt werden. Ferner ist in 6(a) wie in 5(a) die Größe jeder der Spannungen 601 bis 605 durch einen negativen Wert dargestellt.
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Wie in 6(a) veranschaulicht ist, nimmt die zuführbare Spannung 603 jedes Mal zu, wenn von den Zündspulen 300a bis 300d aufeinanderfolgend elektrische Energie freigegeben wird, und nimmt im Zeitablauf allmählich ab. Indes steigt die erforderliche Spannung 604 (die Zwischenelektrodenspannung 601) ebenso wie in 5(a) im Zeitablauf allmählich an. Als ein Ergebnis kann der Entladungsweg nicht aufrechterhalten werden, und die Entladung wird unterbrochen, wenn die zuführbare Spannung 603 nach dem vierten Freigeben der elektrischen Energie niedriger als die erforderliche Spannung 604 ist. 6(b) veranschaulicht ein Beispiel für die Verlängerung des Entladungswegs vom Beginn der Entladung bis unmittelbar vor (unmittelbar vor dem erneuten Zünden) der Unterbrechung der Entladung. Wie in 5(a) wird in 6(a) die Zwischenelektrodenspannung 601 abrupt abgesenkt und weicht von der erforderlichen Spannung 604 ab, wenn die Entladung unterbrochen wird.
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Eine Differenz zwischen der zuführbaren Spannung 603 und der erforderlichen Spannung 604 (der Zwischenelektrodenspannung 601) vom Beginn der Entladung bis zur Unterbrechung der Entladung, die durch die Schraffur in 6(a) angegeben ist, stellt überschüssige Energie zum Aufrechterhalten des Entladungswegs dar. Diese überschüssige Energie ist kleiner als die überschüssige Energie bei dem herkömmlichen Verfahren, das in 5(a) veranschaulicht ist. Das heißt, bei dem Mehrfachentladungsverfahren gemäß der Ausführungsform kann die überschüssige Energie in Bezug auf das Aufrechterhalten des Entladungswegs durch das Verteilen und Freigeben der elektrischen Energie von den Zündspulen 300a bis 300d verglichen mit jener des herkömmlichen Mehrfachentladungsverfahrens, das in 5(a) beschrieben ist, verringert werden. Als ein Ergebnis wird z. B. in dem Beispiel aus 6(a) die Entladung etwa 1,2 ms nach dem Beginn der Entladung unterbrochen, und die Zeit, bis die Entladung unterbrochen wird, kann verglichen mit jener des herkömmlichen Verfahrens verlängert werden. Ferner kann, wie in 6(b) veranschaulicht ist, der Entladungsweg unmittelbar vor der Unterbrechung der Entladung verglichen mit jenem des herkömmlichen Verfahrens verlängert werden. Daher versteht es sich, dass das Mehrfachentladungsverfahren gemäß der Ausführungsform verglichen mit dem herkömmlichen Verfahren die Zündfähigkeit verbessern kann.
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[Steuerverfahren der Zündkerze]
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Als nächstes wird ein Beispiel für ein Steuerverfahren der Zündkerze 200 durch die Zündsteuereinheit 83 beschrieben. 7 ist ein Beispiel für einen Ablaufplan, der ein Verfahren zum Steuern der Zündkerze 200 durch die Zündsteuereinheit 83 gemäß der Ausführungsform veranschaulicht.
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Wie in 7 veranschaulicht ist, bestimmt die Zündsteuereinheit 83 in Schritt S101, ob im vorhergehenden Prozess eine Entladungsunterbrechungszeit detektiert worden ist oder nicht. Wenn die Entladungsunterbrechungszeit durch das Ausführen des unten beschriebenen Schritts S107 während des vorhergehenden Prozesses detektiert worden ist (Schritt S101: Ja), fährt der Prozess zu Schritt S102 fort, und wenn die Entladungsunterbrechungszeit im vorhergehenden Prozess nicht detektiert worden ist (Schritt S101: Nein), fährt der Prozess zu Schritt S103 fort.
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In Schritt S102 korrigiert die Zündungssteuereinheit 83 einen Schwellenwert zum Steuern der Erregung der jeweiligen Zündspulen von den Zündspulen 300a bis 300d, aus denen die elektrische Energie in der zweiten Wiederholung und in den folgenden Wiederholungen freigegeben wird, das heißt, der Zündspulen 300b bis 300d. Dieser Schwellenwert wird in einem Bestimmungsprozess aus Schritt S308 aus 9, der später beschrieben wird, verwendet, und eine Zeitvorgabe des Zuführens von elektrischer Energie von den Zündspulen 300b bis 300d zur Zündkerze 200 wird durch den Schwellenwert gesteuert.
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In Schritt S103 stellt die Zündsteuereinheit 83 die Sollladungsmenge jeder der Zündspulen 300a bis 300d auf der Grundlage der Kraftmaschinendrehzahl, die durch die Kraftmaschinen-Drehzahlinformationen S5 von der Drehzahlinformationen-Erzeugungseinheit 86 dargestellt wird, oder der Ladespannung jeder der Zündspulen 300a bis 300d, die durch die Ladungsmengen-Detektionseinheit 350 detektiert wird, ein. Zum Beispiel ist es möglich, die Sollladungsmenge gemäß der Kraftmaschinendrehzahl oder der Ladespannung einzustellen, indem auf die Abbildungsinformationen Bezug genommen wird, die im ROM 60 in der Steuervorrichtung 1 gespeichert sind. Im Erregungssteuerprozess, der in Schritt S105 ausgeführt wird, der unten beschrieben ist, wird auf der Grundlage der hier eingestellten Ladungsmenge eine Erregungszeit der Primärspule 310 in jeder der Zündspulen 300a bis 300d angepasst.
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In Schritt S104 stellt die Erregungssteuereinheit 83 auf der Grundlage der in Schritt S103 eingestellten Sollladungsmenge eine Ladevorgangs-Startzeitvorgabe für jede der Zündspulen 300a bis 300d ein. Zum Beispiel ist ein Entladungsintervall jeder der Zündspulen 300a bis 300d im vorhergehenden Prozess gespeichert, und die Ladevorgangs-Startzeitvorgabe wird derart eingestellt, dass die Zeitdifferenz, bis die Sollladungsmenge in jeder der Zündspulen 300a bis 300d aufgeladen worden ist, gleich dem Entladungsintervall ist. Alternativ können die Ladevorgangs-Startzeitvorgaben aller Zündspulen 300a bis 300d untereinander dieselben sein. Außerdem ist es möglich, die Ladevorgangs-Startzeitvorgabe jeder der Zündspulen 300a bis 300d durch ein beliebiges Verfahren einzustellen.
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In Schritt S105 führt die Zündsteuereinheit 83 den Erregungssteuerprozess jeder der Zündspulen 300a bis 300d durch. Hier wird der Erregungssteuerprozess jeder der Zündspulen 300a bis 300d durch Steuern des Zündsignals SA, das an jede der Zündspulen 300a bis 300d ausgegeben wird, durchgeführt. Die Einzelheiten des Erregungssteuerprozesses, der in Schritt S105 durchgeführt wird, werden später unter Bezugnahme auf 8 und 9 beschrieben.
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In Schritt S106 bestimmt die Zündsteuereinheit 83 auf der Grundlage der Spannung (Zwischenelektrodenspannung) oder des Stroms der Zündkerze 200, die durch die Entladungsmengen-Detektionseinheit 360 detektiert werden, ob die Entladung der Zündkerze 200 unterbrochen ist oder nicht. Wenn die Entladungsunterbrechung detektiert wird (Schritt S106: Ja), fährt der Prozess zu Schritt S107 fort, und wenn die Entladungsunterbrechung nicht detektiert wird (Schritt S106: Nein), fährt der Prozess zu Schritt S108 fort.
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In Schritt S107 detektiert die Zündsteuereinheit 83 eine Entladungsunterbrechungszeit, die eine Zeitvorgabe angibt, zu der die Entladungsunterbrechung in der Zündkerze 200 auftritt. Zum Beispiel wird eine verstrichene Zeit vom Beginn der Entladung bis in Schritt S106 bestimmt wird, dass die Entladung unterbrochen ist, als die Entladungsunterbrechungszeit detektiert. Wenn die Entladungsunterbrechungszeit in Schritt S107 detektiert wird, werden die Informationen im RAM 40 gespeichert, und der Prozess fährt zu Schritt S108 fort.
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In Schritt S108 bestimmt die Zündsteuereinheit 83, ob der Zündkerze 200 von allen Zündspulen 300a bis 300d elektrische Energie zugeführt worden ist oder nicht. Im Erregungssteuerprozess aus Schritt S105 ist die Erregung aller Zündspulen 300a bis 300d abgeschlossen worden, und wenn die elektrische Energie von der Zündspule 300 nicht mehr zugeführt werden kann (Schritt S108: Ja), endet der Prozessablauf aus 7. Wenn es indes mindestens eine Zündspule von den Zündspulen 300a bis 300d gibt, der die elektrische Energie nicht zugeführt wird (Schritt S108: Nein), kehrt der Prozess zu Schritt S105 zurück, um den Erregungssteuerprozess fortzusetzen.
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Als nächstes werden Einzelheiten des Erregungssteuerprozesses, der in Schritt S105 ausgeführt wird, beschrieben. 8 ist ein Beispiel für einen Ablaufplan zum Erklären des Erregungssteuerprozesses, der für die Zündspule von den Zündspulen 300a bis 300d, deren elektrische Energie erstmals freigegeben wird, das heißt, die Zündspule 300a, ausgeführt wird. 9 ist ein Beispiel für einen Ablaufplan, der einen Erregungssteuerprozess veranschaulicht, der für jede der Zündspulen von den Zündspulen 300a bis 300d, deren elektrische Energie in der zweiten Wiederholung und in den folgenden Wiederholungen freigegeben wird, das heißt, für jede der Zündspulen 300b bis 300d, ausgeführt wird.
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Zuerst wird der Ablaufplan aus 8 beschrieben. Wie in 8 veranschaulicht ist, bestimmt die Zündsteuereinheit 83 in Schritt S201 auf der Grundlage der Ladevorgangs-Startzeitvorgabe, die in Schritt S104 aus 7 eingestellt worden ist, ob das Aufladen der Zündspule 300a gestartet werden soll. Der Schritt S201 wird wiederholt, bis bestimmt wird, dass das Aufladen gestartet werden soll (Schritt: S201: Nein), und wenn bestimmt wird, dass das Aufladen gestartet werden soll (Schritt S201: Ja), fährt der Prozess zu Schritt S202 fort.
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In Schritt S202 schaltet die Zündsteuereinheit 83 den Puls des Zündsteuersignals SA ein, um das Aufladen der Zündspule 300a zu starten. Gemäß der Ausgabe des Zündsignals SA wird die elektrische Energie in der Primärspule 310 der Zündspule 300a gespeichert.
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In Schritt S203 bestimmt die Zündsteuereinheit 83, ob die Ladungsmenge der Zündspule 300a die Sollladungsmenge, die in Schritt S103 eingestellt worden ist, erreicht oder nicht. Zum Beispiel wird auf der Grundlage eines Detektionsergebnisses der Ladungsmengen-Detektionseinheit 350 eine aktuelle Ladungsmenge der Zündspule 300a geschätzt, und die Bestimmung in Schritt S203 kann abhängig davon durchgeführt werden, ob der geschätzte Wert die Sollladungsmenge erreicht oder nicht. Alternativ wird die Pulsbreite des Zündsignals SA auf der Grundlage der Sollladungsmenge eingestellt, die in Schritt S103 eingestellt worden ist, und die Bestimmung in Schritt S203 wird abhängig davon durchgeführt, ob eine verstrichene Zeit nach dem Starten der Ausgabe des Zündsignals SA in Schritt S202 diese Pulsbreite erreicht oder nicht. Als ein Ergebnis wird der Schritt S203 wiederholt, bis bestimmt wird, dass die Ladungsmenge der Zündspule 300a die Sollladungsmenge erreicht (Schritt S203: Nein), und wenn bestimmt wird, dass die Ladungsmenge die Sollladungsmenge erreicht (Schritt S203: Ja), fährt der Prozess zu Schritt S204 fort.
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In Schritt S204 schaltet die Zündsteuereinheit 83 den Puls des Zündsteuersignals SA aus und beendet das Aufladen der Zündspule 300a. Als Antwort auf ein Anhalten der Ausgabe des Zündsignals SA wird die elektrische Energie, die in der Zündspule 300a gespeichert ist, von der Sekundärspule 320 der Zündkerze 200 zugeführt. Wenn die Ausgabe des Zündsignals SA in Schritt S204 angehalten wird, endet der Erregungssteuerprozess für die Zündspule 300a, der im Ablaufplan aus 8 veranschaulicht ist.
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Als nächstes wird der Ablaufplan aus 9 beschrieben. In der folgenden Beschreibung wird eine Zündspule von den Zündspulen 300b bis 300c, die im Ablaufplan ein Steuerungsziel ist, als eine „Steuerungszielspule“ bezeichnet.
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Wie in 9 veranschaulicht ist, bestimmt die Zündsteuereinheit 83 in Schritt S301 auf der Grundlage der Ladevorgangs-Startzeitvorgabe, die in Schritt S104 aus 7 eingestellt worden ist, ob das Aufladen der Steuerungszielspule gestartet werden soll oder nicht. Der Schritt S301 wird wiederholt, bis bestimmt wird, dass das Aufladen gestartet werden soll (Schritt S301: Nein), und wenn bestimmt wird, dass das Aufladen gestartet werden soll (Schritt S301: Ja), fährt der Prozess zu Schritt S302 fort.
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In Schritt S302 schaltet die Zündsteuereinheit 83 den Puls des Zündsteuersignals SA ein, um das Aufladen der Steuerungszielspule zu starten. Gemäß der Ausgabe dieses Zündsignals SA wird in der Primärspule 310 der Steuerungszielspule elektrische Energie gespeichert.
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In Schritt S303 verwendet die Zündsteuereinheit 83 die Ladungsmengen-Detektionseinheit 350, um eine Ladungsmenge der elektrischen Energie, die aktuell in der Steuerungszielspule gespeichert ist, zu detektieren. Hier kann die Ladungsmenge der Steuerungszielspule detektiert werden, indem ein integrierter Wert von Spannung und Strom der Primärspule 310 in der Steuerungszielspule, die durch die Ladungsmengen-Detektionseinheit detektiert werden, ermittelt wird.
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In Schritt S304 bestimmt die Zündsteuereinheit 83, ob die Zündung aufgrund der Entladung der Zündkerze 200 unter Verwendung der elektrischen Energie der Steuerungszielspule einen vorgegebenen Zündungszeitvorgabebereich überscheitet oder nicht. Zum Beispiel wird bestimmt, ob die Ladungsmenge der Steuerungszielspule, die in Schritt S303 detektiert worden ist, größer oder gleich einem vorgegebenen Wert ist oder nicht, und wenn die Ladungsmenge größer oder gleich dem vorgegebenen Wert ist, ist die Steuerungszielspule magnetisch gesättigt und kann nicht weiter aufgeladen werden. Dementsprechend wird bestimmt, dass der Zündungszeitvorgabebereich verstrichen ist (Schritt S304: Ja), und der Prozess fährt zu Schritt S310 fort. Der vorgegebene Wert der Ladungsmenge, der für diese Bestimmung verwendet wird, ist größer als die Sollladungsmenge der Steuerungszielspule, der in Schritt S103 aus 7 eingestellt worden ist. Wenn indes die Ladungsmenge der Steuerungszielspule kleiner als der vorgegebene Wert ist, wird bestimmt, dass der Zündungszeitvorgabebereich noch nicht verstrichen ist (Schritt S304: Nein), und der Prozess fährt zu Schritt S305 fort.
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In Schritt S304 kann durch ein anderes Verfahren als dem obigen Verfahren bestimmt werden, ob der Zündungszeitvorgabebereich verstrichen ist oder nicht. Zum Beispiel kann auf der Grundlage der verstrichenen Zeit seit dem Beginn der ersten Entladung unter Verwendung der elektrischen Energie der Zündspule 300a, der Kraftmaschinendrehzahl, dem Öffnungsgrad der Drosselklappe 113, der Kraftstoffeinspritzmenge oder dergleichen bestimmt werden, ob der Zündungszeitvorgabebereich überschritten worden ist oder nicht.
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In Schritt S305 schätzt die Zündsteuereinheit 83 die zuführbare Spannung der elektrischen Energie, die der Zündkerze 200 aktuell zugeführt wird. Zu diesem Zeitpunkt ermittelt die Zündsteuereinheit 83 z. B. die Menge der elektrischen Energie, die durch die Entladung der Zündkerze 200 freigegeben worden ist, durch Ermitteln des integrierten Wertes der Entladungsspannung und des Entladungsstroms, die durch die Entladungsmengen-Detektionseinheit 360 detektiert werden. Daraufhin wird durch Subtrahieren der Menge der elektrischen Energie aufgrund dieser Entladung von der Menge der elektrischen Energie, die der Zündkerze 200 durch alle Zündspulen 300 zugeführt worden ist, die Menge der elektrischen Energie in der Zündspule 300 geschätzt, die aktuell zugeführt werden kann, und die zuführbare Spannung kann auf der Grundlage dieses geschätzten Wertes geschätzt werden. Die Menge der elektrischen Energie, die der Zündkerze 200 durch alle Zündspulen 300 zugeführt worden ist, wird als ein Summenwert der Ladungsmengen, die in den jeweiligen Zündspulen von den Zündspulen 300a bis 300d, die die Zündspule 300 bilden, die die elektrische Energie freigegeben haben, endgültig gespeichert worden sind, erhalten.
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Zum Beispiel wird in Schritt S204 aus 8 dann, wenn der Puls des Zündsignals SA in Bezug auf die Zündspule 300a von EIN auf AUS geschaltet worden ist und die Zündspule 300b aufgeladen wird, die Menge der elektrischen Energie, die der Zündkerze 200 zugeführt worden ist, ermittelt, indem die Ladungsmenge ermittelt wird, die in der Zündspule 300a endgültig gespeichert worden ist. Insbesondere wird in Schritt S204 aus 8 die Ladungsmenge unmittelbar bevor der Puls des Zündsignals SA in Bezug auf die Zündspule 300a von EIN auf AUS umgeschaltet wird, das heißt, die Menge der elektrischen Energie, die der Zündkerze 200 zugeführt worden ist, aus der Sollladungsmenge der Zündspule 300a, die in Schritt S103 aus 7 eingestellt worden ist, ermittelt. Daraufhin wird eine aktuelle zuführbare Spannung geschätzt, indem die Spannung, die der Zündkerze 200 von der Zündspule 300a zugeführt werden kann, unter Verwendung der Menge der elektrischen Energie geschätzt wird.
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Ferner wird z. B. in Schritt S309, der später beschrieben wird, dann, wenn der Puls des Zündsignals SA in Bezug auf die Zündspule 300b von EIN auf AUS geschaltet worden ist und die Zündspule 300c aufgeladen wird, die Menge der elektrischen Energie, die der Zündkerze 200 zugeführt worden ist, durch Summieren der Ladungsmengen, die in den Zündspulen 300a und 300b endgültig gespeichert worden sind, ermittelt. Zu diesem Zeitpunkt wird die Ladungsmenge, die in der Zündspule 300b endgültig gespeichert worden ist, aus der Ladungsmenge, die in Schritt S303 endgültig detektiert worden ist, ermittelt. Anschließend wird unter Verwendung dieser Menge elektrischer Energie die aktuelle zuführbare Spannung geschätzt, indem die Spannung geschätzt wird, die der Zündkerze 200 von der Zündspule 300a und der Zündspule 300b zugeführt werden kann.
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Ebenso wird in Schritt S309, der später beschrieben wird, dann, wenn der Puls des Zündsignals SA an die Zündspule 300c von EIN auf AUS geschaltet worden ist und die Zündspule 300d aufgeladen wird, die Menge der elektrischen Energie, die der Zündkerze 200 zugeführt worden ist, durch Summieren der Ladungsmengen, die in den Zündspulen 300a, 300b und 300c endgültig gespeichert worden sind, ermittelt. Daraufhin wird unter Verwendung dieser Menge elektrischer Energie die aktuelle zuführbare Spannung geschätzt, indem die Spannung geschätzt wird, die der Zündkerze 200 von der Zündspule 300a, der Zündspule 300b und der Zündspule 300c zugeführt werden kann.
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Wenn die Zündspule 300 mit vier oder mehr Spulen konfiguriert ist, kann derselbe Prozess wie oben für die Anzahl der Spulen wiederholt werden. In Schritt S305 wird somit die Spannung geschätzt, die der Zündkerze 200 von der Zündspule 300 zugeführt werden kann.
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In Schritt S306 detektiert die Zündsteuereinheit 83 die erforderliche Spannung, die notwendig ist, um die Entladung der Zündkerze 200 aufrechtzuerhalten. Zu diesem Zeitpunkt kann die Zündsteuereinheit 83, wie in 6(a) beschrieben ist, dann, wenn die Entladung der Zündkerze 200 fortgesetzt wird, die erforderliche Spannung detektieren, indem durch die Entladungsmengen-Detektionseinheit 360 die Zwischenelektrodenspannung der Zündkerze 200 detektiert wird. Die hier detektierte erforderliche Spannung wird gemäß dem Zustand der Brennkraftmaschine 100 geändert. Insbesondere wird die erforderliche Spannung gemäß der Drehzahl der Brennkraftmaschine 100, die durch die Kraftmaschinen-Drehzahlinformationen S5 von der Drehzahlinformationen-Erzeugungseinheit 86, dargestellt wird, dem Öffnungsgrad der Drosselklappe 113, der durch den Drosselklappen-Öffnungsgradsensor 113a detektiert wird, der Kraftstoffeinspritzmenge vom Kraftstoffeinspritzventil 134, die durch die Kraftstoffeinspritzungs-Steuereinheit 82 berechnet wird, oder dergleichen geändert. Ferner wird die erforderliche Spannung außerdem abhängig von einem Öffnungsgrad des Taumelbewegungs-Erzeugungsventils geändert, wenn ein Taumelbewegungs-Erzeugungsventil an der Brennkraftmaschine 100 angebracht ist.
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In Schritt S307 berechnet die Zündsteuereinheit 83 eine Differenz d zwischen der zuführbaren Spannung, die in Schritt S305 geschätzt worden ist, und der erforderlichen Spannung, die in Schritt S306 detektiert worden ist.
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In Schritt S308 bestimmt die Zündsteuereinheit 83, ob die Differenz d zwischen der zuführbaren Spannung, die in Schritt S307 berechnet worden ist, und der erforderlichen Spannung kleiner oder gleich einem vorgegebenen Schwellenwert, der vorab eingestellt worden ist, ist oder nicht. Wenn die Differenz d größer als der Schwellenwert ist (Schritt S308: Nein), kehrt der Prozess zu Schritt S303 zurück, und die Erregungssteuerung der Steuerungszielspule wird fortgesetzt.
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Wenn die Differenz d indes kleiner oder gleich dem Schwellenwert ist (Schritt S308: Ja), fährt der Prozess zu Schritt S309 fort.
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In Schritt S309 schaltet die Zündsteuereinheit 83 den Puls des Zündsteuersignals SA für eine Zündspule, die von den Steuerungszielspulen, die die elektrische Energie noch nicht freigegeben haben, die höchste Priorität aufweist, aus und beendet das Aufladen der Zündspule. Wenn die Ausgabe des Zündsignals SA angehalten wird, wird die elektrische Energie, die in den Zündspulen 300b bis 300d gespeichert ist, der Zündkerze 200 von der Sekundärspule 320 aufeinanderfolgend zugeführt.
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Insbesondere steuert die Zündsteuereinheit 83 in Schritt S309, nachdem der Zündkerze 200 die elektrische Energie der Zündspule 300a zugeführt worden ist, dann, wenn die Differenz d zwischen der Spannung, die der Zündkerze 200 von der Zündspule 300a zugeführt werden kann, und der erforderlichen Spannung kleiner oder gleich dem vorgegebenen Schwellenwert ist, die Erregung der Zündspule 300b, derart, dass der Zündkerze 200 die elektrische Energie der Zündspule 300b zugeführt wird. Außerdem steuert die Zündsteuereinheit 83 in Schritt S309, nachdem der Zündkerze 200 die elektrische Energie der Zündspule 300b zugeführt worden ist, dann, wenn die Differenz d zwischen der Spannung, die der Zündkerze 200 von der Zündspule 300a und der Zündspule 300b zugeführt werden kann, und der erforderlichen Spannung kleiner oder gleich dem vorgegebenen Schwellenwert ist, die Erregung der Zündspule 300c, derart, dass der Zündkerze 200 die elektrische Energie der Zündspule 300c zugeführt wird, Ferner steuert die Zündsteuereinheit 83 in Schritt S309, nachdem der Zündkerze 200 die elektrische Energie der Zündspule 300c zugeführt worden ist, dann, wenn die Differenz d zwischen der Spannung, die der Zündkerze 200 von der Zündspule 300a, der Zündspule 300b und der Zündspule 300c zugeführt werden kann, und der erforderlichen Spannung kleiner oder gleich dem vorgegebenen Schwellenwert ist, die Erregung der Zündspule 300d, derart, dass der Zündkerze 200 die elektrische Energie der Zündspule 300d zugeführt wird. Hier kann derselbe Prozess wie oben für die Anzahl der Spulen wiederholt werden, wenn die Zündspule 300 mit vier oder mehr Spulen konfiguriert ist.
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Bevor in Schritt S309 der Zündkerze 200 die elektrische Energie von der Steuerungszielspule zugeführt wird, ist die erforderliche Spannung, die in Schritt S306 detektiert worden ist, kleiner als jene vor der Entladungsunterbrechung, wenn in Schritt S107 aus 7 die Entladungsunterbrechungszeit detektiert wird und daraufhin die Entladung der Zündkerze 200 unter Verwendung der Zündspule 300a erneut gestartet wird, wie oben unter Bezugnahme auf 5(a) beschrieben ist. Daher wird in diesem Fall ein Zeitraum, bis detektiert wird, dass die Differenz d zwischen der zuführbaren Spannung und der erforderlichen Spannung kleiner oder gleich dem Schwellenwert ist, in Schritt S308 verlängert, und als ein Ergebnis wird eine Zeitvorgabe, zu der der Zündkerze 200 die elektrische Energie der Steuerungszielspule zugeführt wird, verzögert. Dementsprechend ist es möglich, der Zündkerze 200 die elektrische Energie der Zündspulen 300a bis 300d zuzuführen, wenn die Entladung unterbrochen wird, nachdem gewartet worden ist, bis der Entladungsweg nach dem erneuten Starten der Entladung erneut lang ist. Daher ist es möglich, eine übermäßige Zufuhr der elektrischen Energie nach dem erneuten Starten der Entladung zu unterbinden.
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Ferner wird der Schwellenwert, der bei der Bestimmung aus Schritt S308 verwendet wird, in Schritt S102 korrigiert, wenn die Entladung unterbrochen wird, wenn der Ablaufplan aus 7 aufeinanderfolgend ausgeführt wird. Zu diesem Zeitpunkt wird die elektrische Energie der Zündspulen 300b bis 300d durch Korrigieren des Schwellenwertes, derart, dass er größer als vorher ist, wenn die Zündkerze 200 unter Verwendung der elektrischen Energie der Zündspule 300a aufeinanderfolgend entladen wird, bevor in Schritt S107 die Entladungsunterbrechungszeit detektiert wird, der Zündkerze 200 zugeführt, um die Entladung der Zündkerze 200 fortzuführen, und die Erregung der Zündspulen 300b bis 300d kann derart gesteuert werden, dass die Entladung nicht unterbrochen wird. In Schritt S102 kann der Schwellenwert z. B. auf der Grundlage der Entladungsunterbrechungszeit, die in Schritt S107 detektiert worden ist, oder der Größe der erforderlichen Spannung, die in Schritt S306 durch die Entladungsmengen-Detektionseinheit 360 detektiert wird, unmittelbar bevor die Entladung unterbrochen wird, korrigiert werden.
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Wenn der Prozess von Schritt S304 zu Schritt S310 fortschreitet, hält die Zündsteuereinheit 83 in Schritt S310 das Aufladen der Steuerungszielspule an. Zum Beispiel wird die elektrische Energie, die in der Steuerungszielspule gespeichert ist, entladen, um das Aufladen der Steuerungszielspule anzuhalten, indem zu einer Zeit, wenn es keine Wirkung auf einen Verbrennungszyklus gibt der Zündkerze 200 die elektrische Energie von der Steuerungszielspule zugeführt und die Zündkerze 200 entladen wird. Alternativ ist es durch langsames Absenken der Spannung des Zündsignals SA, das an die Steuerungszielspule ausgegeben werden soll, und allmähliches Ändern des Zündsignals SA von EIN auf Aus möglich, die elektrische Energie, die in der Steuerungszielspule gespeichert ist, freizugeben, um das Aufladen der Steuerungszielspule anzuhalten, ohne die Zündkerze 200 zu entladen. Dementsprechend wird in Schritt S107 aus 7 die Entladungsunterbrechungszeit detektiert, und wenn anschließend durch das erneute Starten der Entladung der Zündkerze 200 unter Verwendung der Zündspule 300a der Zündungszeitvorgabebereich der Steuerungszielspule überschritten wird, ist es möglich, eine verschwenderische Entladung der Zündkerze 200 zu unterbinden, indem verhindert wird, dass der Zündkerze 200 die elektrische Energie der Steuerungszielspule zugeführt wird.
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Nach dem Ausführen des Prozesses aus Schritt S309 oder Schritt S310 beendet die Zündsteuereinheit 83 den Erregungssteuerprozess, der in dem Ablaufplan aus 9 veranschaulicht ist, für die Zündspule.
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Gemäß der oben beschriebenen Ausführungsform werden die folgenden betriebstechnischen Wirkungen geboten.
- (1) Die Steuervorrichtung 1 für eine Brennkraftmaschine enthält die Zündsteuereinheit 83, die die Erregung der Zündspule 300a und der Zündspule 300b steuert, die jeweils der Zündkerze 200, die sich in den Zylinder 150 der Brennkraftmaschine 100 entlädt, um den Kraftstoff zu zünden, die elektrische Energie bereitstellen; und die Entladungsmengen-Detektionseinheit 360, die die Zwischenelektrodenspannung der Zündkerze 200 detektiert. Nachdem die Zündsteuereinheit 83 die Zündkerze 200 unter Verwendung der elektrischen Energie der Zündspule 300a entladen hat (Schritt S204), schätzt die Zündsteuereinheit die Spannung, die der Zündkerze 200 von der Zündspule 300a zugeführt werden kann (Schritt S305) und steuert die Erregung der Zündspule 300b, derart, dass der Zündkerze 200 die elektrische Energie der Zündspule 300b zugeführt wird (Schritt S309), wenn die Differenz d zwischen der geschätzten zuführbaren Spannung und der erforderlichen Spannung zum Aufrechterhalten der Entladung der Zündkerze 200 auf der Grundlage der Spannung, die durch die Entladungsmengen-Detektionseinheit 360 detektiert wird, kleiner oder gleich dem vorgegebenen Schwellenwert ist (Schritt S308: Ja). Dementsprechend ist es möglich, die Zündfähigkeit des Kraftstoffs durch die Zündkerze 200 zu verbessern, während eine Erhöhung der Anzahl der Zündspulen unterbunden wird.
- (2) Die Entladungsmengen-Detektionseinheit 360 detektiert ferner den Strom, der zwischen den Elektroden der Zündkerze 200 fließt. Nachdem die Zündsteuereinheit 83 die Zündkerze 200 unter Verwendung der elektrischen Energie der Zündspule 300a entladen hat, detektiert die Zündsteuereinheit 83 auf der Grundlage der Spannung oder des Stroms, die durch die Entladungsmengen-Detektionseinheit 306 detektiert werden, eine Entladungsunterbrechungszeit, wenn die Entladung der Zündkerze 200 unterbrochen wird (Schritte S106 und S107).
Dementsprechend ist es möglich, die Entladungsunterbrechungszeit, wenn die Entladung der Zündkerze 200 unterbrochen wird, angemessen zu detektieren.
- (3) Wenn die Zündsteuereinheit 83 die Zündkerze 200 unter Verwendung der elektrischen Energie der Zündspule 300a nach dem Detektieren der Entladungsunterbrechungszeit entlädt, steuert die Zündsteuereinheit 83 die Erregung der Zündspule 300b, derart, dass der Zündkerze 200 die elektrische Energie der Zündspule 300b vor der Entladungsunterbrechungszeit zugeführt wird. Insbesondere korrigiert die Zündsteuereinheit 83 den Schwellenwert auf der Grundlage der Entladungsunterbrechungszeit und/oder der Spannung, die durch die Entladungsmengen-Detektionseinheit 360 detektiert wird (Schritt S102), wenn die Zündsteuereinheit 83 die Entladungsunterbrechungszeit detektiert (Schritt S101: Ja). Dementsprechend ist es möglich, das Auftreten der Entladungsunterbrechung der nächsten Wiederholung zu unterbinden, wenn die Entladung der Zündkerze 200 unterbrochen wird, derart, dass die Entladung fortgesetzt und die Zündfähigkeit verbessert wird.
- (4) Wenn die Zündsteuereinheit 83 die Entladungsunterbrechungszeit detektiert, verzögert die Zündsteuereinheit 83 eine Zeitvorgabe, zu der der Zündkerze 200 die elektrische Energie der Zündspule 300b zugeführt wird (Schritte S306 bis S309) oder steuert die Erregung der Zündspule 300b, derart, dass die elektrische Energie der Zündspule 300b der Zündkerze 200 nicht zugeführt wird (Schritt S310). Dementsprechend ist es möglich, eine übermäßige Zufuhr der elektrischen Energie zu unterbinden und eine verschwenderische Entladung zu unterbinden, wenn die Entladung der Zündkerze 200 nach der Entladungsunterbrechung erneut gestartet wird.
- (5) Die erforderliche Spannung wird gemäß der Drehzahl der Brennkraftmaschine 100 und/oder dem Öffnungsgrad der Drosselklappe 113, die an der Brennkraftmaschine 100 angebracht ist, und/oder dem Öffnungsgrad eines Taumelbewegungs-Erzeugungsventils, das an der Brennkraftmaschine 100 angebracht ist, und/oder der Einspritzmenge des Kraftstoffs aus dem Kraftstoffeinspritzventil 134, das an der Brennkraftmaschine 100 angebracht ist, geändert. Dementsprechend kann die Zuführzeitvorgabe der elektrischen Energie von der Zündspule 300b zur Zündkerze 200 unter Verwendung der geeigneten erforderlichen Spannung gemäß dem Zustand des Luft/Kraftstoff-Gemischs in der Brennkraftmaschine 100 bestimmt werden.
- (6) Die Zündspule 300a und die Zündspule 300b besitzen jeweils die Primärspule 310, die durch die Zündsteuereinheit 83 erregt wird, um die elektrische Energie zu speichern, und die Sekundärspule 320, die der Zündkerze 200 die elektrische Energie zuführt, die in der Primärspule 310 gespeichert ist. Die Zündsteuereinheit 83 stellt die Sollladungsmengen der Zündspule 300a und der Zündspule 300b ein (Schritt S103) und passt die Erregungszeit der Primärspule 310 auf der Grundlage der eingestellten Sollladungsmengen an (Schritt S105). Dementsprechend ist es möglich, die Erregungszeit jeder Zündspule angemessen anzupassen.
- (7) Die Zündkerze 200 ist ferner mit der Zündspule 300c verbunden.
Nachdem die Zündsteuereinheit 83 der Zündkerze 200 die elektrische Energie der Zündspule 300b zugeführt hat, schätzt die Zündsteuereinheit 83 eine Spannung, die der Zündkerze 200 von der Zündspule 300a und der Zündspule 300b zugeführt werden kann (Schritt S305) und steuert die Erregung der Zündspule 300c, derart, dass der Zündkerze 200 die elektrische Energie der Zündspule 300c zugeführt wird (Schritt S309), wenn die Differenz d zwischen der geschätzten zuführbaren Spannung und der erforderlichen Spannung kleiner oder gleich dem Schwellenwert ist (Schritt S308: Ja).
Dementsprechend ist es möglich, die Entladung weiter fortzusetzen.
- (8) Die Zündkerze 200 ist ferner mit der Zündspule 300d verbunden.
Nachdem die Zündsteuereinheit 83 der Zündkerze 200 die elektrische Energie der Zündspule 300c zugeführt hat, schätzt die Zündsteuereinheit 83 die Spannung, die der Zündkerze 200 von der Zündspule 300a , der Zündspule 300b und der Zündspule 300c zugeführt werden kann (Schritt S305) und steuert die Erregung der Zündspule 300d, derart, dass der Zündkerze 200 die elektrische Energie der Zündspule 300d zugeführt wird (Schritt S309), wenn die Differenz d zwischen der geschätzten zuführbaren Spannung und der erforderlichen Spannung kleiner oder gleich dem Schwellenwert ist (Schritt S308: Ja). Dementsprechend ist es möglich, die Entladung weiter fortzusetzen.
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In der oben beschriebenen Ausführungsform kann jede funktionale Konfiguration der Steuervorrichtung 1, die in 3 beschrieben ist, durch Software realisiert sein, die durch die MPU 50 wie oben beschrieben ausgeführt wird, oder kann durch Hardware wie etwa ein anwenderprogrammierbares Gate-Array (FPGA) realisiert sein. Außerdem können diese gemischt und verwendet werden.
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Die Ausführungsform und diverse Modifikationsbeispiele, die oben beschrieben sind, sind lediglich Beispiele, und die vorliegende Erfindung ist nicht auf diese Inhalte eingeschränkt, es sei denn, die Eigenschaften der Erfindung werden beeinträchtig. Außerdem ist die vorliegende Erfindung nicht auf diese Inhalte eingeschränkt, obwohl oben diverse Ausführungsformen und Modifikationsbeispiele beschrieben sind. Andere Formen, die innerhalb eines Umfangs einer technischen Idee der vorliegenden Erfindung in Betracht gezogen werden, sind ebenfalls im Umfang der vorliegenden Erfindung enthalten.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Steuervorrichtung
- 10
- Analogeingangseinheit
- 20
- Digitaleingangseinheit
- 30
- A/D-Umsetzer
- 40
- RAM
- 50
- MPU
- 60
- ROM
- 70
- I/O-Anschluss
- 80
- Ausgangsschaltung
- 81
- Gesamtsteuereinheit
- 82
- Kraftstoffeinspritzungs-Steuereinheit
- 83
- Zündsteuereinheit
- 84
- Zylinderbestimmungseinheit
- 85
- Winkelinformationen-Erzeugungseinheit
- 86
- Drehzahlinformationen-Erzeugungseinheit
- 87
- Einlassmengen-Messeinheit
- 88
- Lastinformationen-Erzeugungseinheit
- 89
- Wassertemperatur-Messeinheit
- 100
- Brennkraftmaschine
- 110
- Luftreinigungseinrichtung
- 111
- Einlassrohr
- 112
- Einlassverteilerrohr
- 113
- Drosselklappe
- 113a
- Drosselklappen-Öffnungsgradsensor
- 114
- Durchflussmengensensor
- 115
- Einlassluft-Temperatursensor
- 120
- Hohlrad
- 121
- Kurbelwinkelsensor
- 122
- Wassertemperatursensor
- 123
- Kurbelwelle
- 125
- Fahrpedal
- 126
- Fahrpedal-Positionssensor
- 130
- Kraftstoffbehälter
- 131
- Kraftstoffpumpe
- 132
- Druckregler
- 133
- Kraftstoffrohr
- 134
- Kraftstoffeinspritzventil
- 140
- Verbrennungsdrucksensor
- 150
- Zylinder
- 151
- Einlassventil
- 152
- Auslassventil
- 160
- Auslassverteilerrohr
- 161
- Dreiwegekatalysator
- 162
- stromaufseitiger Luft/Kraftstoff-Verhältnis-Sensor
- 163
- stromabseitiger Luft/Kraftstoff-Verhältnis-Sensor
- 170
- Kolben
- 200
- Zündkerze
- 210
- Mittenelektrode
- 220
- Außenelektrode
- 230
- Isolator
- 300,
- 300a-300d Zündspule
- 310
- Primärspule
- 320
- Sekundärspule
- 330
- Gleichstromversorgung
- 340
- Zündeinrichtung
- 350
- Ladungsmengen-Detektionseinheit
- 360
- Entladungsmengen-Detektionseinheit
- 400a
- elektrische Schaltung
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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