JP2015200248A - 点火装置 - Google Patents
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Abstract
Description
なお、以下では、エネルギー投入回路により継続させる火花放電、つまり、主点火に続く火花放電を継続火花放電と呼ぶ。また、継続火花放電が続く期間を放電継続期間と呼ぶ。
次に、本発明の理解補助の目的で、本発明を適用していないエネルギー投入回路の参考例を図6に基づき説明する。
図6に示す点火装置100は、フルトラに基づく主点火を点火プラグ101に生じさせる主点火回路102と、主点火に継続させて継続火花放電を生じさせるエネルギー投入回路103とを備える。
以下、主点火回路102において1次コイル106に磁気エネルギーを蓄えさせる期間および主点火を開始する時期を指令する信号を点火信号IGtと呼び、エネルギー投入回路103において電気エネルギーを1次コイル106に投入して継続火花放電を維持する期間を指令する信号を放電継続信号IGwと呼ぶ。
エネルギー投入回路103に故障が発生したときに、点火装置100にどのように動作させるかを予め考えておく必要がある。この際、できる限り燃費の悪化を抑えてエンジンを運転することができるようにするのが好ましい。
エネルギー投入回路を備えず主点火回路に相当する回路を備える従来の点火装置では、いずれかの気筒で主点火回路相当の回路が故障した場合、燃料未着火による触媒の過加熱を防止するため、故障した気筒において燃料噴射を停止するものが公知である(例えば、特許文献1参照。)。
また、いわゆる多重点火を行う点火装置では、主点火回路相当の回路が故障した場合に備えて故障時専用の通電経路を設けておき、点火動作を継続するものが公知である(例えば、特許文献2参照。)。
主点火回路は、内燃機関の気筒ごとに設けられ、点火コイルの1次コイルの通電制御を行って点火プラグに火花放電を生じさせる。また、エネルギー投入回路は、内燃機関の気筒ごとに設けられ、主点火回路の動作によって開始した火花放電中に、1次コイルの通電制御を行って、点火コイルの2次コイルに同一方向の2次電流を継続して流し、主点火回路の動作によって開始した火花放電を継続させる。なお、2次電流検出手段は2次電流を検出する。
図1を参照して実施例の点火装置1を説明する。
点火装置1は、車両走行用の火花点火エンジンに搭載されるものであり、所定の点火時期に燃焼室内の混合気に点火するものである。なお、エンジンの一例は、ガソリンを燃料とする希薄燃焼(リーンバーン)が可能な直噴式エンジンであり、気筒内にタンブル流やスワール流等の混合気の旋回流を生じさせる旋回流コントロール手段を備える。そして、リーンバーンのように気筒内のガス流速が高く火花放電の吹き消え発生の可能性がある運転状態において、点火装置1は、主点火に続けて継続火花放電を行うように制御される。
さらに、点火装置1は、エンジン制御の中枢を成す電子制御ユニット(以下、ECU4と呼ぶ。)から与えられる点火信号IGtや放電継続信号IGw等の信号に基づいて点火コイル3の1次コイル5を通電制御するものであり、1次コイル5を通電制御することで点火コイル3の2次コイル6に生じる電気エネルギーを操作して、点火プラグ2の火花放電を制御する。
点火コイル3は、1次コイル5と2次コイル6とを有し、1次コイル5を流れる電流(1次電流)の増減に応じて電磁誘導により2次コイル6に電流(2次電流)を発生させる周知構造である。
まず、昇圧回路15は、ECU4から点火信号IGtが与えられる期間において車載バッテリ12の電圧を昇圧してコンデンサ18に蓄えさせる。
次に、投入エネルギー制御手段16は、コンデンサ18に蓄えた電気エネルギーを1次コイル5のマイナス側(接地側)に投入する。
ここで、チョークコイル19は一端が車載バッテリ12のプラス電極に接続され、昇圧用スイッチング手段20によりチョークコイル19の通電状態が断続される。また、昇圧用ドライバ回路21は、昇圧用スイッチング手段20に制御信号を与えて昇圧用スイッチング手段20をオンオフさせるものであり、昇圧用スイッチング手段20のオンオフ動作により、チョークコイル19で蓄えた磁気エネルギーはコンデンサ18で電気エネルギーとして充電される。
また、第2ダイオード22は、コンデンサ18に蓄えた電気エネルギーがチョークコイル19側へ逆流するのを防ぐものである。
ここで、投入用スイッチング手段24は、コンデンサ18に蓄えた電気エネルギーを1次コイル5にマイナス側から投入するのをオンオフし、投入用ドライバ回路25は、投入用スイッチング手段24に制御信号を与えてオンオフさせる。
なお、第3ダイオード26は、1次コイル5からコンデンサ18への電流の逆流を阻止するものである。
ここで、フィードバック回路10には、2次電流を検出する2次電流検出手段としての2次電流検出抵抗28、および、フィードバック信号を合成して出力する電流検出回路29が設けられている。そして、2次電流の検出値は、2次電流検出抵抗28により電圧に変換されて電流検出回路29に出力される。また、電流検出回路29では、例えば、2次電流に対する上限下限の閾値が設定されており、検出値と上限、下限の閾値との比較に応じたフィードバック信号が合成されて投入用ドライバ回路25に出力される。
なお、図2において、「IGt」は点火信号IGtの入力状態をハイ/ローで表すものであり、「IGw」は放電継続信号IGwの入力状態をハイ/ローで表すものである。また、「点火用スイッチ」、「投入用スイッチ」は、それぞれ、点火用スイッチング手段13、投入用スイッチング手段24のオンオフを表し、「I1」は1次電流(1次コイル5に流れる電流値)、「I2」は2次電流(2次コイル6に流れる電流値)を表す。
点火プラグ2において主点火が開始された後、2次電流は略三角波形状で減衰する(I2の点線を参照。)。そして、2次電流が下限の閾値に到達する前に、放電継続信号IGwがローからハイへ切り替わる(時間t03参照。)。
以上により、投入用スイッチング手段24をオンオフ制御することで、2次電流が火花放電を維持可能な程度に継続して流れる。その結果、放電継続信号IGwのオン状態が続くと、継続火花放電が点火プラグ2において維持される。
点火装置1は、エネルギー投入回路9に故障が発生したときに、できる限り燃費の悪化を抑えてエンジンを運転するため、次の故障判定手段およびエネルギー投入停止手段を備える。
まず、故障判定手段は、エネルギー投入回路9により1次コイル5の通電制御を行っている期間における2次電流の経時変化に基づき、エネルギー投入回路9に故障が発生したか否かを判定する機能であり、主に異常判定部11によって実行される。また、エネルギー投入停止手段は、故障判定手段によって故障が発生したものと判定された気筒のエネルギー投入回路9について動作を停止する機能であり、主にECU4によって実行される。
まず、ステップS1で、ECU4は、点火を行う気筒が故障気筒か否か、つまり、故障判定手段によってエネルギー投入回路9に故障が発生したものと判定された気筒か否かを判定する。この結果、故障気筒ではないと判定した場合(NO)、ステップS2に進み、故障気筒であると判定した場合(YES)、ステップS5に進む。
この判定は、継続火花放電が正常に発生したか否かを異常判定部11により判定することで実行される。
例えば、異常判定部11は、点火信号IGtのオフからカウントした所定の時期taに、2次電流の検出値が所定の閾値αよりもマイナス側に大きいか否かに基づき、主点火が正常に発生したか否かを判定する。つまり、異常判定部11は、時期taにおいて2次電流の検出値が閾値αよりもマイナス側に大きいときに主点火が正常に発生したものと判定する。
なお、閾値βは、閾値αよりもマイナス側に大きい値として設定されている。
なお、主点火が正常に発生しなかったものと判定した場合、別途の制御フローにより処理される。
実施例の点火装置1によれば、故障判定手段は、エネルギー投入回路9により1次コイル5の通電制御を行っている期間における2次電流の経時変化に基づき、エネルギー投入回路9に故障が発生したか否かを判定する。さらに、エネルギー投入停止手段は、故障判定手段によって故障が発生したものと判定された気筒のエネルギー投入回路9について動作を停止する。
上記の実施例のエネルギー投入停止手段によれば、故障気筒の異常判定部11からダイアグ信号IGfをECU4に対して出力するとともに、ECU4から故障気筒に対する放電継続信号IGwの出力を停止するものであったが、エネルギー投入停止手段は、このような態様に限定されない。例えば、ECU4による故障気筒に対する放電継続信号IGwの出力を維持しながら、点火装置1の側で放電継続信号IGwが入力されてもエネルギー投入回路9が動作しないようにしてもよい。この場合、点火装置1は、エネルギー投入回路9が動作していないことをECU4に通知してもよい。
Claims (1)
- 内燃機関の気筒ごとに設けられ、点火コイル(3)の1次コイル(5)の通電制御を行って点火プラグ(2)に火花放電を生じさせる主点火回路(8)と、
前記内燃機関の気筒ごとに設けられ、前記主点火回路(8)の動作によって開始した火花放電中に、前記1次コイル(5)の通電制御を行って、前記点火コイル(3)の2次コイル(6)に同一方向の2次電流を継続して流し、前記主点火回路(8)の動作によって開始した火花放電を継続させるエネルギー投入回路(9)と、
2次電流を検出する2次電流検出手段(28)と、
前記エネルギー投入回路(9)により前記1次コイル(5)の通電制御を行っている期間における2次電流の検出値の経時変化に基づき、前記エネルギー投入回路(9)に故障が発生したか否かを判定する故障判定手段(11)と、
この故障判定手段(11)によって故障が発生したものと判定された気筒の前記エネルギー投入回路(9)について動作を停止させるエネルギー投入停止手段(4)とを備える内燃機関用の点火装置(1)。
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JPH07229461A (ja) * | 1994-02-18 | 1995-08-29 | Hanshin Electric Co Ltd | 内燃機関の重ね放電型点火装置 |
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JP2000170632A (ja) * | 1998-12-07 | 2000-06-20 | Ngk Spark Plug Co Ltd | 点火装置 |
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2014
- 2014-04-10 JP JP2014080620A patent/JP6398272B2/ja active Active
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