JP2015200274A - 点火制御装置 - Google Patents
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Abstract
Description
ここで、放電エネルギを、内燃機関の全ての運転状態の中で必要とされる最大放電エネルギに一律に設定して投入エネルギを確保すると、放電エネルギの不足を回避することはできる。しかし、多くの運転状態において放電エネルギが過剰となり、点火プラグの電極消耗を早めてしまう。
これに対し、特許文献1に開示された点火装置は、内燃機関の運転状態に応じて目標放電時間を設定し、放電時間が目標放電時間に達したとき強制的に放電を遮断することで放電時間を調整している。
本発明は、上述の点に鑑みてなされたものであり、その目的は、消費電力を低減することができる点火制御装置を提供することである。
点火スイッチは、電源とイグニッションコイルの一次巻線との間の電流経路を遮断することによりイグニッションコイルの二次巻線に高電圧を発生させる。エネルギ投入部は、一次巻線または点火プラグに接続され、点火プラグに電気エネルギを重畳的に投入することにより、点火スイッチの遮断により点火プラグで発生する放電を継続可能である。
また、エネルギ投入部には、次の点火周期で必要な充電電圧以上に充電されることがない。そのため、エネルギ投入部への充電に消費される電力を可及的に少なくすることができる。
したがって、本発明によれば、放電を発生させるために必要以上の電力を消費することがなく、消費電力を低減することができる。
以下の説明において、電流の大小は絶対値の大小を基準として表し、電流の増加とは電流の絶対値が大きくなる場合を意味し、電流の減少とは絶対値が小さくなる場合を意味する。
本発明の一実施形態による点火制御装置は、図1に示すエンジンシステムに設けられている。
[エンジンシステムの構成]
先ず、エンジンシステム10の概略構成について図1を参照して説明する。
図1に示すように、エンジンシステム10は、火花点火式の内燃機関であるエンジン13を備えている。エンジン13は、スロットル弁14を通じて吸気マニホールド15から供給される空気とインジェクタ16から噴射される燃料との混合気を燃焼室17内で燃焼させ、その燃焼時の爆発力によりピストン18を往復運動させる。このピストン18の往復運動は、クランクシャフト19により回転運動に変換されて出力される。燃焼ガスは、排気マニホールド20等を通じて大気中に放出される。
次に、点火装置30の構成について図2〜図4を参照して説明する。
図2に示すように、点火装置30は、点火プラグ31、イグニッションコイル32、点火スイッチ40、電流検出回路41、エネルギ投入部42、および電子制御ユニット34を備えている。点火スイッチ40、電流検出回路41、およびエネルギ投入部42は、点火回路ユニット33に含まれている。また、点火回路ユニット33および電子制御ユニット34は、点火制御装置5を構成している。
エネルギ投入部42は、チョークコイル51、充電スイッチ52、充電スイッチ駆動回路53、コンデンサ54、整流素子55、放電スイッチ56、整流素子57、および放電スイッチ駆動回路58を有している。
点火スイッチ制御部71は、点火スイッチ40の開閉動作を制御するための点火信号IGTを出力する。点火信号IGTは、例えばカムポジションに基づき判断される点火タイミング(点火時期)よりも前の所定の時期に立ち上げられ、点火タイミングに立ち下げられる。
次に、点火制御装置5の作動について図5、図6のタイムチャートを参照して説明する。
以下の説明において、充電スイッチ駆動回路53が充電スイッチ52のゲートに出力する信号を充電スイッチ駆動信号SWCとする。また、点火信号IGT、継続期間信号IGW、および充電スイッチ駆動信号SWCは、信号レベルがハイレベル「H」またはローレベル「L」となる信号である。
以上説明したように、本実施形態では、点火制御装置5は、点火制御装置5は、点火スイッチ40、エネルギ投入部42、および電子制御ユニット34を備えている。エネルギ投入部42は、一次巻線43の接地側に接続され、電気エネルギを点火プラグ31に重畳的に投入することにより放電を継続させる。
電子制御ユニット34のエネルギ設定部72は、エンジン13の運転状態に基づき、次の点火周期の目標放電エネルギWc*を設定する。電子制御ユニット34の充電電圧設定部73は、目標放電エネルギWc*に基づき、次の点火周期の必要充電電圧Vdc*を設定する。電子制御ユニット34のエネルギ制御部74は、充電電圧Vdcが必要充電電圧Vdc*となるようにエネルギ投入部42に充電を指令する。
また、エネルギ投入部42には、次の点火周期で必要な充電電圧以上に充電されることがない。そのため、エネルギ投入部42への充電に消費される電力を可及的に少なくすることができる。
したがって、本実施形態によれば、放電を継続させるために必要以上の電力を消費することがなく、消費電力を低減することができる。
このように構成することで、必要充電電圧Vdc*を必要十分な値に設定可能である。
このように構成することで、少ない電気エネルギで放電を継続することができる。そのため、消費電力をさらに低減することができる。
本発明の他の実施形態では、目標放電エネルギを算出するとき、吸気圧に限らず、点火時の点火プラグの電極間の圧力に関連する他のパラメータ(例えばスロットル開度など)を用いてもよい。
本発明の他の実施形態では、目標放電エネルギを算出するとき、エンジンの出力回転数に限らず、点火時の点火プラグの電極間の気流速に関連する他のパラメータを用いてもよい。
本発明の他の実施形態では、エンジンの負荷に基づき算出された目標放電エネルギは、エンジンの運転状態を表す他のパラメータによって補正されてもよい。この場合、必要充電電圧は、上記補正された目標放電エネルギに基づき算出される。
本発明の他の実施形態では、点火スイッチおよびエネルギ投入部は、別々のハウジング内に収容されてもよい。例えば、イグニッションコイルを収容するハウジング内に点火スイッチが収容され、また、電子制御ユニットを収容するハウジング内にエネルギ投入部が収容されてもよい。
本発明の他の実施形態では、充電スイッチは、例えばIGBT等の他のトランジスタから構成されてもよい。
本発明の他の実施形態では、放電スイッチは、例えばIGBT等の他のトランジスタから構成されてもよい。
本発明の他の実施形態では、直流電源は、バッテリに限らず、例えば交流電源をスイッチングレギュレータ等によって安定化した直流安定化電源、または、バッテリ電圧をDC−DCコンバータ等によって昇圧したもの等から構成されてもよい。
本発明は、上述した実施形態に限定されるものではなく、発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々の形態で実施可能である。
13 ・・・エンジン(内燃機関)
17 ・・・燃焼室
22 ・・・吸気弁
30 ・・・点火装置
31 ・・・点火プラグ
32 ・・・イグニッションコイル
40 ・・・点火スイッチ
42 ・・・エネルギ投入部
43 ・・・一次巻線
44 ・・・二次巻線
46 ・・・直流電源(電源)
72 ・・・エネルギ設定部(エネルギ設定手段)
73 ・・・充電電圧設定部(充電電圧設定手段)
74 ・・・エネルギ制御部(充電電圧制御手段)
Claims (3)
- 内燃機関(13)の燃焼室(17)の混合気に点火する点火装置(30)を構成し、イグニッションコイル(32)の一次巻線(43)の通電および遮断によって二次巻線(44)に高電圧を発生させ、当該二次巻線に接続する点火プラグ(31)で放電を発生させる点火制御装置(5)であって、
電源と前記一次巻線との間の電流経路の導通および遮断を切り替え可能であり、前記電流経路を遮断することにより前記二次巻線に高電圧を発生させる点火スイッチ(40)と、
前記電源の電圧を昇圧して充電可能であり、前記一次巻線または前記点火プラグに接続され、前記点火プラグに電気エネルギを重畳的に投入することにより、前記点火スイッチの遮断により前記点火プラグで発生する放電を継続可能なエネルギ投入部(42)と、
前記点火プラグの点火タイミングの間隔を点火周期とし、1点火周期で前記エネルギ投入部が投入する電気エネルギを放電エネルギ(Wc)とすると、前記内燃機関の運転状態に基づき、次の点火周期の放電エネルギの目標値である目標放電エネルギ(Wc*)を設定するエネルギ設定手段(72)と、
前記目標放電エネルギに基づき、次の点火周期で必要な前記エネルギ投入部の充電電圧である必要充電電圧(Vdc*)を設定する充電電圧設定手段(73)と、
前記エネルギ投入部の充電電圧(Vdc)が前記必要充電電圧となるように前記エネルギ投入部に充電を指令する充電電圧制御手段(74)と、
を備えることを特徴とする点火制御装置。 - 前記エネルギ設定手段は、前記内燃機関の負荷が小さいほど前記目標放電エネルギを小さく設定し、
前記充電電圧設定手段は、前記目標放電エネルギが小さいほど前記必要充電電圧を小さく設定することを特徴とする請求項1に記載の点火制御装置。 - 1つの前記点火プラグに対応して前記イグニッションコイルは1つだけ設けられ、
前記点火スイッチは、前記点火プラグの点火タイミングに合わせて前記電流経路を遮断することにより前記点火プラグに放電を発生させ、
前記エネルギ投入部は、前記点火スイッチの遮断による放電の発生中に前記点火プラグに電気エネルギを重畳的に投入することにより放電を継続させることを特徴とする請求項1または2に記載の点火制御装置。
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Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US10294910B2 (en) | 2015-05-15 | 2019-05-21 | Denso Corporation | Ignition apparatus |
US10422310B2 (en) | 2015-08-07 | 2019-09-24 | Denso Corporation | Ignition device |
Citations (2)
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JPS58195070A (ja) * | 1982-05-11 | 1983-11-14 | Hanshin Electric Co Ltd | 内燃機関の点火装置 |
JP2013151866A (ja) * | 2012-01-24 | 2013-08-08 | Hitachi Automotive Systems Hanshin Ltd | 重ね放電型内燃機関用点火装置 |
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2014
- 2014-04-10 JP JP2014080677A patent/JP6331615B2/ja active Active
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