JP2016217320A - 点火装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】点火装置のECUは、2次電圧の検出値が大きいほど、2次電流が大きくなるように、第2回路の動作を制御する。これにより、火花放電の経路が引き伸ばされて2次電圧が−側に大きくなるほど、2次電流が−側に大きくなる。このため、火花放電の経路が引き伸ばされても、2次電流の増加により火花放電を継続することができる。以上により、第2回路を備える点火装置1おいて、吹き消えを抑制することができる。
【選択図】図6
Description
さらに、点火装置では、一旦、発生した火花放電を継続させる技術として、次のような、第1、第2回路を備えるものが公知となっている。
そして、吹き消えが発生すると、エネルギーが無駄に消費されるばかりでなく、点火プラグの負担も増す。このため、第2回路を設けて火花放電を継続させる点火装置においても、吹き消え抑制策が求められている。
これにより、制御部による第2回路の制御によって、火花放電の経路が引き伸ばされて2次電圧が大きくなるほど2次電流が大きくなる。このため、火花放電の経路が引き伸ばされても、2次電流の増加により火花放電を継続することができる。
以上により、第2回路を設けて火花放電を継続させる点火装置において、吹き消えを抑制することができる。
図1〜図4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、1次コイル2および2次コイル3を有する点火コイル4と、2次コイル3に接続する点火プラグ5とを備え、1次コイル2への通電のオンオフに伴う電磁誘導により点火プラグ5にエネルギーを投入して火花放電を発生させるものである。また、点火装置1は、車両走行用の内燃機関6に搭載され、所定の点火時期に気筒7内の混合気に点火するものである。
また、内燃機関6は、例えば、ガソリンを燃料とする希薄燃焼(リーンバーン)が可能な直噴式であり、気筒7内にタンブル流やスワール流等の混合気の旋回流が生じるように設けられている。
以下、点火装置1について詳述する。
以下、第1回路11の動作により発生した火花放電を主点火と呼ぶことがある。また、1次コイル2の通電方向(つまり1次電流の方向)は、バッテリ21から第1スイッチ22に向かう方向をプラスとする。
なお、第1スイッチ22は、パワートランジスタ、MOS型トランジスタ、サイリスタ等である。また、点火信号IGtは、第1回路11において1次コイル2にエネルギーを蓄えさせる期間および点火開始時期を指令する信号である。
ここで、昇圧回路23は、ECU14から点火信号IGtが与えられる期間においてバッテリ21の電圧を昇圧してコンデンサ26に蓄えるものである。より具体的に、昇圧回路23は、コンデンサ26、チョークコイル27、昇圧スイッチ28、昇圧ドライバ29およびダイオード30を備えて構成されている。
以下の説明では、第2回路12の動作により主点火に継続する火花放電を継続火花放電と呼ぶことがある。
ここで、2次コイル3の一端は上述したように点火プラグ5の中心電極8に接続する。また、2次コイル3の他端は、2次電流を制御部13にフィードバックするF/B回路32に接続し、F/B回路32には、2次電流を検出するためのシャント抵抗33が接続している。そして、F/B回路32およびシャント抵抗33は、2次電流を検出する2次電流検出部35をなす。なお、2次コイル3の他端は、2次電流の方向を一方向に限定するダイオード34を介してF/B回路32に接続している。
なお、図4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、「I1」、「V1」はそれぞれ1次電流(1次コイル2に流れる電流値)、1次電圧(1次コイル2に印加される電圧値)を表し、「I2」、「V2」はそれぞれ2次電流(2次コイル3に流れる電流値)、2次電圧(2次コイル3に印加される電圧値)を表す。さらに、「Vdc」はコンデンサ26に蓄えられるエネルギーを電圧値で表すものである。
点火プラグ5において主点火が発生した後、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、第2スイッチ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5において維持される。
次に、実施例の特徴的な構成について、図5および図6等を用いて説明する。
点火装置1は、2次電圧を検出する2次電圧検出部37を備え、2次電圧検出部37は、2次コイル3の一端における電圧を2次電圧としてECU14にフィードバックする回路として設けられる。そして、ECU14は、火花放電の吹き消え(図3(b)参照。)を抑制するため、2次電圧の検出値が大きいほど2次電流が大きくなるように、第2回路12の動作を制御する。
また、2次電流の指令値の増量幅に関しては、種々の態様を考えることができる。
なお、図6では、2次電圧の検出値の絶対値が大きいほど2次電流の増量幅を大きくする態様を例示している。
実施例の点火装置1によれば、ECU14は、2次電圧の検出値が大きいほど、2次電流が大きくなるように、第2回路12の動作を制御する。
これにより、火花放電の経路が引き伸ばされて2次電圧が−側に大きくなるほど、2次電流が−側に大きくなる。このため、火花放電の経路が引き伸ばされても、2次電流の増加により火花放電を継続することができる。
以上により、点火装置1において、吹き消えを抑制することができる。
これにより、2次電流を成り行きで制御するのではなく、フィードバック制御することができるので、吹き消えの抑制に対する信頼性を高めることができる。
点火装置1の態様は、実施例に限定されず種々の変形例を考えることができる。
例えば、実施例の点火装置1によれば、ECU14は、2次電圧の検出値が大きいほど、2次電流が大きくなるように、第2回路12の動作を制御していたが、吹き消え抑制のための第2回路12の制御はこのような態様に限定されない。
さらに、実施例では、混合気の旋回流を気筒7内にて積極的に生じさせる内燃機関6に点火装置1を用いる例を開示したが、旋回流を気筒7内に積極的に生じさせる機構がない内燃機関6に用いてもよい。
Claims (4)
- 1次コイル(2)および2次コイル(3)を有する点火コイル(4)と、前記2次コイルに接続する点火プラグ(5)とを備え、前記1次コイルへの通電のオンオフに伴う電磁誘導により前記点火プラグに火花放電を発生させる内燃機関(6)用の点火装置(1)において、
前記1次コイルへの通電をオンオフすることで、前記点火プラグに火花放電を開始させる第1回路(11)と、
この第1回路の動作によって開始した火花放電中に、前記第1回路による通電方向とは逆の方向に前記1次コイルに通電することで、前記2次コイルの通電を前記第1回路の動作で開始したのと同一方向に維持して火花放電を継続させる第2回路(12)と、
前記2次コイルに発生する電圧である2次電圧を検出する2次電圧検出部(37)と、
2次電圧の検出値が大きいほど、前記2次コイルの通電量である2次電流が大きくなるように、前記第2回路の動作を制御する制御部(13、14、15)とを備える点火装置(1)。 - 請求項1に記載の点火装置(1)において、
前記2次コイルの通電量である2次電流を検出する2次電流検出部(35)を備え、
前記制御部は、前記2次電圧の検出値に基づき前記2次電流の指令値を決め、前記2次電流の指令値と前記2次電流検出部の検出値との比較結果に基づき、前記第2回路の動作を制御することを特徴とする点火装置。 - 1次コイルおよび2次コイルを有する点火コイルと、前記2次コイルに接続する点火プラグとを備え、前記1次コイルへの通電のオンオフに伴う電磁誘導により前記点火プラグに火花放電を発生させる内燃機関用の点火装置において、
前記1次コイルへの通電をオンオフすることで、前記点火プラグに火花放電を開始させる第1回路と、
この第1回路の動作によって開始した火花放電中に、前記第1回路による通電方向とは逆の方向に前記1次コイルに通電することで、前記2次コイルの通電を前記第1回路の動作で開始したのと同一方向に維持して火花放電を継続させる第2回路と、
前記2次コイルに発生する電圧である2次電圧を検出する2次電圧検出部と、
前記2次コイルの通電量である2次電流を検出する2次電流検出部と、
前記2次電圧検出部の検出値および前記2次電流検出部の検出値に基づき、前記点火プラグの電極(8、9)間における火花放電の抵抗を推定し、この抵抗の推定値が大きいほど、前記2次コイルの通電量である2次電流が大きくなるように、前記第2回路の動作を制御する制御部とを備える点火装置。 - 請求項3に記載の点火装置において、
前記制御部は、前記抵抗の推定値に基づき前記2次電流の指令値を決め、前記2次電流の指令値と前記2次電流検出部の検出値との比較結果に基づき、前記第2回路の動作を制御することを特徴とする点火装置。
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