JP2007107509A - 内燃機関の点火装置 - Google Patents

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Abstract

【課題】各気筒に複数の点火栓を備える内燃機関において、確実に点火栓のダイアグを行うことが可能な内燃機関の点火装置を提供する。
【解決手段】各気筒に複数の点火栓を有する内燃機関の点火装置であって、前記複数の点火栓のそれぞれに対応して生成される前記点火栓の診断を行うためのフェイル信号Ｓ３，Ｓ４を入力する入力ポートを備え、複数の前記フェイル信号の前記入力ポートに対する入力タイミングが時間的に異なるようにされる。前記複数の点火栓を点火させるタイミングＳ１，Ｓ２が時間的に異なるように設定される。
【選択図】 図２

Description

本発明は、内燃機関の点火装置に関する。
特開昭６３−２０５４６０号公報（特許文献１）には、複数の気筒を有し、各気筒にそれぞれ１個の点火プラグが設けられ、その点火プラグが各気筒の点火を実行する内燃機関において、各気筒の点火プラグに対する点火制御信号（点火信号）がラップすることがないように、各気筒の点火プラグ毎にタイミングをずらして点火制御信号を出力する旨が記載されている。
特開平８−１２８３８１号公報（特許文献２）には、ＥＣＵからイグナイタに点火信号を出力するとともに、イグナイタから返されるフェイル信号に基づいて点火状態を検出する内燃機関用点火装置が開示されている。同装置では、点火信号の信号線とフェイル信号の信号線とを同一線とし、点火信号とフェイル信号とが重なる場合には、点火信号に対するフェイル信号の信号レベルを下げている。
特開昭６３−２０５４６０号公報 特開平８−１２８３８１号公報
従来、各気筒に単一の点火栓を備えるとともに、全気筒に共通の単一のフェイル検出用のＩＧＦポート（ＩＧＦ検出装置）を備えた内燃機関では、各気筒の点火栓に対する点火信号がラップすることがないように各気筒の点火栓毎にタイミングをずらして点火信号を出力していた。これにより、各点火信号に対応して各点火装置から返されるフェイル信号がラップしてＩＧＦポートに入力されることがなくなるため、単一のＩＧＦポートであっても、各点火栓のダイアグを確実に行うことができた。
これに対し、各気筒に複数の点火栓を備える内燃機関では、例えば各気筒の複数の点火栓が同時に点火すると、フェイル信号が同じタイミングで返されるため、単一のＩＧＦポートでは、異常があった場合にいずれの点火栓に異常があったのかを見分けることができない。そこで、各気筒に複数の点火栓を備える内燃機関において、各点火装置毎に正しく点火されたか否かを検出するために、フェイル検出用のＩＧＦポートを複数設けることが考えられる。しかしながら、この場合には、コストやスペースが増加してしまうという問題がある。
上記特許文献１の技術では、複数の点火栓が同時に点火するように制御される多点点火装置を想定しておらず、フェイル検出用のＩＧＦポートが同時に点火される点火栓の数よりも少ない（例えばＩＧＦポートが１つしかない）多点点火装置に適用すると、同時に点火信号が出力された場合には、複数のフェイル信号がラップした状態でＩＧＦポートに入力されるため、コイル、点火栓のダイアグを確実に行うことができない虞がある。
本発明は、各気筒に複数の点火栓を備える内燃機関において、確実に点火栓のダイアグを行うことが可能な内燃機関の点火装置を提供することを目的としている。
本発明の内燃機関の点火装置は、各気筒に複数の点火栓を有する内燃機関の点火装置であって、前記複数の点火栓のそれぞれに対応して生成される前記点火栓の診断を行うためのフェイル信号を入力する入力ポートを備え、複数の前記フェイル信号の前記入力ポートに対する入力タイミングが時間的に異なるようにされることを特徴としている。
本発明の内燃機関の点火装置において、前記複数の点火栓を点火させるタイミングが時間的に異なるように設定されることを特徴としている。
本発明の内燃機関の点火装置において、前記複数の点火栓において、前記点火栓の点火タイミングから当該点火栓に対応する前記フェイル信号が前記入力ポートに入力されるまでの時間に差が生じるように構成されていることを特徴としている。
本発明の内燃機関の点火装置において、前記時間が長い前記点火栓に対する点火タイミングは、前記時間が短い前記点火栓に対する点火タイミングに比べて、遅く設定されることを特徴としている。
本発明の内燃機関の点火装置において、前記複数のフェイル信号の一部の前記入力ポートまでの信号線に遅延素子又は遅延回路が設けられていることを特徴としている。
本発明によれば、各気筒に複数の点火栓を備える内燃機関において、確実に点火栓のダイアグを行うことが可能となる。
以下、本発明の一実施形態につき図面を参照しつつ詳細に説明する。
（第１実施形態）
図１及び図２を参照して、内燃機関の点火装置の第１実施形態について説明する。図１に示すように、４気筒のエンジン１０の各気筒には、それぞれ２つの点火栓２１〜２８が設けられている。即ち、第１気筒１１には２つの点火栓２１，２２が設けられ、同様に、第２気筒１２には２つの点火栓２３，２４が設けられ、第３気筒１３には２つの点火栓２５，２６が設けられ、第４気筒１４には２つの点火栓２７，２８が設けられている。
各点火栓２１〜２８は、それぞれ点火コイル３１〜３８の二次コイルに接続されている。点火コイル３１〜３８の一次コイルには、ＥＣＵ４０の点火信号出力ポートＩＧＴ１Ａ４１〜ＩＧＴ４Ｂ４８が接続されている。点火信号出力ポートＩＧＴ１Ａ４１〜ＩＧＴ４Ｂ４８から点火コイル３１〜３８の一次コイルに点火信号（電流）が出力されると、点火コイル３１〜３８の二次コイルに高電圧が発生して点火栓２１〜２８に着火する。各点火装置におけるフェイル信号は、共通のフェイル信号線５０を介して、ＥＣＵ４０の単一のフェイル検出用のＩＧＦポート４９に入力される。
本実施形態においては、全ての点火装置に共通して、フェイル信号は、点火信号の終了のタイミングで生成される。このことから、本実施形態では、複数の点火栓２１〜２８の点火を行う場合には、位相差をつけて点火を行うべく、点火信号の出力タイミングをずらす。これにより、単一のＩＧＦポート４９に対して、複数の点火栓２１〜２８に対応したフェイル信号がラップして入力されないようにする。
即ち、図２に示すように、点火信号出力ポートＩＧＴ１Ａから点火栓２１に対して出力される点火信号Ｓ１と、点火信号出力ポートＩＧＴ１Ｂから点火栓２２に対して出力される点火信号Ｓ２は位相差をつけて出力される。これにより、点火信号Ｓ１の終了のタイミングで生成される点火栓２１に対応したフェイル信号Ｓ３と、点火信号Ｓ２の終了のタイミングで生成される点火栓２２に対応したフェイル信号Ｓ４は、異なるタイミングでＩＧＦポート４９に入力される。
このように、単一のＩＧＦポート４９に対して単一のフェイル信号線５０を介して、複数の点火栓２１〜２８のそれぞれに対応したフェイル信号が入力される場合であっても、フェイル信号が必ず異なるタイミングでＩＧＦポート４９に入力されるため、点火装置（コイル及び点火栓を含む）に異常が検出された場合に、点火栓２１及びコイル３１を含む点火装置の異常であるか、点火栓２２及びコイル３２を含む点火装置の異常であるのかを確実に見分けることができる。
（第２実施形態）
次に、図３から図５を参照して、第２実施形態について説明する。
第２実施形態において、上記第１実施形態と共通する部分についての説明は省略し、異なる部分についてのみ説明する。
図３に示すように、各気筒の第１点火栓２１，２３，２５，２７のそれぞれに対応したフェイル信号は、第１のフェイル信号線５１を介してＥＣＵ４０のフェイル検出用のＩＧＦポート４９に入力され、各気筒の第２点火栓２２，２４，２６，２８のそれぞれに対応したフェイル信号は、第２のフェイル信号線５２を介してフェイル検出用のＩＧＦポート４９に入力される。第２のフェイル信号線５２には、遅延回路６０が接続されている。
図４に示すように、遅延回路６０は、直列に接続された２つのインバーター６１，６２と、インバーター６１の入力側との間に接地されたコンデンサ６３とを備えている。直列に接続された２つのインバーター６１，６２を通る際に信号が遅延して出力される。
本実施形態においても、上記第１実施形態と同様に、全ての点火装置に共通して、フェイル信号は、点火信号の終了のタイミングで生成される点は共通である。但し、第２のフェイル信号線５２及び遅延回路６０を通るフェイル信号は、第１のフェイル信号線５１を通るフェイル信号に比べて、遅延された形でＩＧＦポート４９に入力される。このことから、本実施形態では、複数の点火栓２１〜２８の点火を行う場合に、同時に点火を行うべく、点火信号の出力タイミングを同じにしてもよい。
即ち、図５に示すように、点火信号出力ポートＩＧＴ１Ａから点火栓２１に対して出力される点火信号Ｓ１と、点火信号出力ポートＩＧＴ１Ｂから点火栓２２に対して出力される点火信号Ｓ２は同時に出力される。これにより、点火信号Ｓ１の終了のタイミングで生成される点火栓２１に対応したフェイル信号Ｓ３と、点火信号Ｓ２の終了のタイミングで生成される点火栓２２に対応したフェイル信号Ｓ４とは、同時期に生成されるが、フェイル信号Ｓ４は、遅延回路６０を通る分だけフェイル信号Ｓ３よりも遅延してＩＧＦポート４９に入力される。
これにより、フェイル信号Ｓ３，Ｓ４が必ず異なるタイミングでＩＧＦポート４９に入力されるため、点火装置（コイル及び点火栓を含む）に異常が検出された場合に、点火栓２１及びコイル３１を含む点火装置の異常であるか、点火栓２２及びコイル３２を含む点火装置の異常であるのかを確実に見分けることができる。
なお、本実施形態において、遅延回路６０の設置場所は、図３に記された場所に限定されるわけではない。図３のように、各気筒の第１点火栓２１，２３，２５，２７のそれぞれに対応したフェイル信号が第１のフェイル信号線５１を通り、各気筒の第２点火栓２２，２４，２６，２８のそれぞれに対応したフェイル信号が第２のフェイル信号線５２を通り、第２のフェイル信号線５２に遅延回路６０が接続された構成では、仮に、複数の気筒の第１点火栓２１，２３，２５，２７に対して同時に点火信号が出力された場合には、信号伝播時間は同じとなるため、ＩＧＦポート４９に同時にフェイル信号が入力され、点火装置の異常を確実に見分けることが困難になる。同様に、仮に、複数の気筒の第２点火栓２２，２４，２６，２８に対して同時に点火信号が出力された場合にも、信号伝播時間は同じとなるため、ＩＧＦポート４９に同時にフェイル信号が入力され、点火装置の異常を確実に見分けることが困難になる。これらの場合を想定して、同時に点火信号が出力される可能性のある複数の点火栓２１〜２８のそれぞれのフェイル信号の信号線には、信号伝播時間に差が生じるように、遅延回路を設けることが必要である。
（第３実施形態）
次に、第３実施形態について説明する。
第３実施形態は、上記第２実施形態に関連する内容である。
第３実施形態では、回路構成が、図３に示した第２実施形態の構成と同じである場合を例にとり説明する。上記第２実施形態は、点火栓２１と点火栓２２とを同時に点火させるケースであったが、第３実施形態は、点火栓２１と点火栓２２とを異なるタイミングで点火させる場合についての取り扱いに関するものである。点火栓２１と点火栓２２とを異なるタイミングで点火させるときには、そのフェイル信号の伝送経路上に遅延回路６０が設けられた側の点火栓２２の点火タイミングを、点火栓２１に比べて遅らせる。
即ち、図６に示すように、点火信号出力ポートＩＧＴ１Ａから点火栓２１に対して出力される点火信号Ｓ１に比べて、点火信号出力ポートＩＧＴ１Ｂから点火栓２２に対して出力される点火信号Ｓ２を遅らせて出力させる。これにより、点火信号Ｓ１の終了のタイミングで生成される点火栓２１に対応したフェイル信号Ｓ３に比べて、点火信号Ｓ２の終了のタイミングで生成される点火栓２２に対応したフェイル信号Ｓ４が遅れて生成され、更に、フェイル信号Ｓ４は、遅延回路６０を通る分だけフェイル信号Ｓ３よりも遅延するため、フェイル信号Ｓ３とフェイル信号Ｓ４のＩＧＦポート４９に入力されるタイミングのずれは、上記第２実施形態のケース（点火信号Ｓ１と点火信号Ｓ２とが同時に出力された場合）に比べて大きくなる。
これにより、フェイル信号Ｓ３，Ｓ４が必ず異なるタイミングでＩＧＦポート４９に入力されるため、点火装置（コイル及び点火栓を含む）に異常が検出された場合に、点火栓２１及びコイル３１を含む点火装置の異常であるか、点火栓２２及びコイル３２を含む点火装置の異常であるのかを確実に見分けることができる。
上記と逆に、点火栓２１の点火タイミングを点火栓２２に比べて遅らせた場合には、その点火タイミングのずれ時間と、遅延回路６０による遅延時間とが相殺されて、フェイル信号Ｓ３とフェイル信号Ｓ４のＩＧＦポート４９に入力されるタイミングのずれがなくなる虞がある。または、そのずれがなくならないまでも、小さくなる虞がある。そのずれが小さい場合には、フェイル信号Ｓ３とフェイル信号Ｓ４の検出タイミングが近づく分だけ、短い時間間隔でフェイル判定をする必要があり、そのためには検出回路の精度を高める必要がある。このことから、第３実施形態では、点火信号Ｓ１よりも点火信号Ｓ２を遅らせて出力する。
上記第２及び第３実施形態から分かるように、図３に示した構成を採用することにより、同一の気筒内の点火栓２１及び点火栓２２の点火タイミングを状況に応じて変えることができる。即ち、点火栓２１及び点火栓２２を同時に点火した場合（上記第２実施形態）であっても、時間的にずらして点火した場合（上記第３実施形態）であっても、いずれの場合にも、フェイル信号Ｓ３及びフェイル信号Ｓ４が異なるタイミングでＩＧＦポート４９に入力されるため、各コイル３１，３２、各点火栓２１，２２のダイアグを確実に行うことができる。
なお、上記第１実施形態のように遅延回路６０を設けた構成でない場合であっても、点火栓２１と点火栓２２の点火タイミングの位相差を小さくすることにより、実質的な同時点火が実現できる。点火栓２１と点火栓２２の点火タイミングの位相差が小さくても位相差が存在すれば、フェイル信号Ｓ３及びフェイル信号Ｓ４のＩＧＦポート４９に対する入力タイミングのずれを確保することができ、フェイル信号Ｓ３及びフェイル信号Ｓ４が別々に検出可能となることで、各々の点火装置のダイアグを確実に行うことができる。
本発明の内燃機関の点火装置の第１実施形態の概略構成図である。 本発明の内燃機関の点火装置の第１実施形態の点火信号及びフェイル信号の波形図である。 本発明の内燃機関の点火装置の第２実施形態の概略構成図である。 本発明の内燃機関の点火装置の第２実施形態において、遅延回路の詳細な構成を示す図である。 本発明の内燃機関の点火装置の第２実施形態の点火信号及びフェイル信号の波形図である。 本発明の内燃機関の点火装置の第３実施形態の点火信号及びフェイル信号の波形図である。
符号の説明
１０ エンジン
１１ 第１気筒
１２ 第２気筒
１３ 第３気筒
１４ 第４気筒
２１ 点火栓
２２ 点火栓
２３ 点火栓
２４ 点火栓
２５ 点火栓
２６ 点火栓
２７ 点火栓
２８ 点火栓
３１ 点火コイル
３２ 点火コイル
３３ 点火コイル
３４ 点火コイル
３５ 点火コイル
３６ 点火コイル
３７ 点火コイル
３８ 点火コイル
４０ ＥＣＵ
４１ 点火信号出力ポートＩＧＴ１Ａ
４２ 点火信号出力ポートＩＧＴ１Ｂ
４３ 点火信号出力ポートＩＧＴ２Ａ
４４ 点火信号出力ポートＩＧＴ２Ｂ
４５ 点火信号出力ポートＩＧＴ３Ａ
４６ 点火信号出力ポートＩＧＴ３Ｂ
４７ 点火信号出力ポートＩＧＴ４Ａ
４８ 点火信号出力ポートＩＧＴ４Ｂ
４９ ＩＧＦポート
５０ フェイル信号線
５１ 第１のフェイル信号線
５２ 第２のフェイル信号線
６０ 遅延回路
６１ インバーター
６２ インバーター
６３ コンデンサ
Ｓ１ 点火信号
Ｓ２ 点火信号
Ｓ３ フェイル信号
Ｓ４ フェイル信号

Claims (5)

  1. 各気筒に複数の点火栓を有する内燃機関の点火装置であって、
    前記複数の点火栓のそれぞれに対応して生成される前記点火栓の診断を行うためのフェイル信号を入力する入力ポートを備え、
    複数の前記フェイル信号の前記入力ポートに対する入力タイミングが時間的に異なるようにされる
    ことを特徴とする内燃機関の点火装置。
  2. 請求項１記載の内燃機関の点火装置において、
    前記複数の点火栓を点火させるタイミングが時間的に異なるように設定される
    ことを特徴とする内燃機関の点火装置。
  3. 請求項１記載の内燃機関の点火装置において、
    前記複数の点火栓において、前記点火栓の点火タイミングから当該点火栓に対応する前記フェイル信号が前記入力ポートに入力されるまでの時間に差が生じるように構成されている
    ことを特徴とする内燃機関の点火装置。
  4. 請求項３記載の内燃機関の点火装置において、
    前記時間が長い前記点火栓に対する点火タイミングは、前記時間が短い前記点火栓に対する点火タイミングに比べて、遅く設定される
    ことを特徴とする内燃機関の点火装置。
  5. 請求項３または４に記載の内燃機関の点火装置において、
    前記複数のフェイル信号の一部の前記入力ポートまでの信号線に遅延素子又は遅延回路が設けられている
    ことを特徴とする内燃機関の点火装置。
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