JP4379252B2 - エンジン点火装置 - Google Patents
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Description
一方、点火コイルの1次電流値から正常な点火動作を判定するエンジン点火装置が提案されている(例えば、特許文献2参照)。
この結果、ECUと駆動回路を接続する信号線の数が増すことになり、多数の信号線や接続部品による部品コストの増加、重量増加などが問題になる。
請求項1の手段を採用するエンジン点火装置は、駆動回路からECUに出力する点火動作の正常信号を、最短放電区間w0の「短縮正常動作信号IGf−0」とするとともに、ECUから駆動回路に出力する放電区間wの信号を、「短縮正常動作信号IGf−0」の出力期間中から放電区間wの区間終了に亘る「放電区間延長信号IGw−T」とする。
駆動回路内で「短縮正常動作信号IGf−0」と「放電区間延長信号IGw−T」を合成して「放電区間信号IGw」を発生させるとともに、ECU内で「短縮正常動作信号IGf−0」と「放電区間延長信号IGw−T」を合成して「正常動作信号IGf」を発生させる。
そして、多重点火の放電区間wを可変する「放電区間延長信号IGw−T」と、正常な点火動作を検出する「短縮正常動作信号IGf−0」とを、共通の共用信号線を用いて信号の伝達を行うことによって、従来必要であった「IGw信号線」と「IGf信号線」とを、「共用信号線」に減らすことができる。この結果、ECUと駆動回路とを接続する信号線の数を減らすことができる。
なお、ECUと駆動回路とを接続する信号線の数を減らすことにより、部品コストの低減および重量の低減を図ることができる。
請求項2の手段を採用するエンジン点火装置におけるECU中のIGf信号判定部には、共用信号線を介して与えられる「短縮正常動作信号IGf−0」とIGw指令出力部の出力した「放電区間延長信号IGw−T」を合成した「正常動作信号IGf」が与えられ、この「正常動作信号IGf」により正常な点火動作を判定するものである。
「短縮正常動作信号IGf−0」と「放電区間延長信号IGw−T」が合成されて、放電区間wに対応した「正常動作信号IGf」がIGf信号判定部に入力される。
上記ECUは、「エネルギー蓄積信号IGt」を駆動回路へ与えるIGt信号出力部と、エンジンの運転状態に応じた放電区間wの指令信号を駆動回路へ与えるIGw指令出力部と、IGf信号検出部の出力した「正常動作信号IGf」により、正常な点火動作を判定するIGf信号判定部とを備える。
一方、ECU中のIGw指令出力部は、エンジンの運転状態に応じて算出された放電区間wが、最短放電区間w0より長い場合に、「短縮正常動作信号IGf−0」の出力期間中から放電区間wの区間終了に亘る「放電区間延長信号IGw−T」を、共用信号線を介して駆動回路に出力する。
そして、駆動回路中の多重点火制御部には、IGf−0信号出力部の出力した「短縮正常動作信号IGf−0」と、共用信号線を介して与えられる「放電区間延長信号IGw−T」とが合成された短縮正常動作信号IGf−0および放電区間延長信号IGw−Tと同じ信号レベルの「放電区間信号IGw」が与えられて、この「放電区間信号IGw」が多重点火制御部に与えられる間、第1、第2スイッチ手段を交互に繰り返して断続させるものである。
[従来構成のエンジン点火装置]
図3、図4を参照して従来構成のエンジン点火装置を説明する。
エンジン点火装置は、多重点火の放電区間wが可変可能で、且つ正常な点火動作を判定可能な点火装置であり、エネルギー蓄積回路1、コンデンサ2、点火回路3、1次電流モニター手段4および駆動回路5を備え、ECU6によって作動が制御される。
エネルギー蓄積コイル7は、インダクタンスが大きいコイルであり、車載バッテリ10(直流電源に相当する)のプラス端子とグランドアースとの間に直列接続され、通電により電気エネルギーを蓄える。
第1スイッチ手段8は、エネルギー蓄積コイル7の通電の断続を行う断続手段であり、例えば、IGBT、パワートランジスタ、MOS−FET、接点式スイッチ等よりなり、駆動回路5の出力する駆動信号Aによって断続状態が制御される。
ダイオード9は、エネルギー蓄積コイル7に蓄えた電気エネルギーを、エンジンの各気筒毎に設けられた点火コイル11の1次コイル11aの一端に供給し、逆に1次コイル11aの一端側(コンデンサ2の充放電側)に高い電圧が生じても、その電流がエネルギー蓄積コイル7側に逆流するのを防ぐものである。
第2スイッチ手段12は、例えば、IGBT、パワートランジスタ、MOS−FET、接点式スイッチ等よりなり、駆動回路5の出力する気筒別駆動信号B♯1 、B♯2 ・・B♯n(nは気筒数である)によって断続状態が制御される。
1次電流モニター手段4は、1次コイル11aを流れる1次電流i1を検出するための抵抗体である。
エネルギー蓄積制御部21は、ECU6からIGt信号線αを介して「エネルギー蓄積信号IGt(Hi信号)」が与えられている間、第1スイッチ手段8をONさせる回路である。
多重点火制御部22は、ECU6からIGw信号線βを介して「放電区間信号IGw(Hi信号)」が与えられている間、第1、第2スイッチ手段8、12を交互に短い周期で繰り返してON-OFFさせる回路である。なお、この多重点火制御部22は、第2スイッチ手段12のON-OFFが停止した直後に、コンデンサ2を充電させて待機させるために第1スイッチ手段8を1度ON-OFFさせる「充電待機機能」を備える。
この例に示す正常範囲は、図4に示すように、正常時におけるピーク電流値よりも小さい値に設定された下限ピーク値(図中、破線で示すIGf検出)より高い値であり、点火タイミングに1次コイル11aを流れる1次電流i1が下限ピーク値より大きい場合に、IGf信号検出部23が「正常動作信号IGf(Hi信号)」を出力する。なお、この例では、1次電流i1が下限ピーク値より大きい場合に正常な点火動作を検出する例を示すが、1次電流i1が下限ピーク値より大きく、且つ正常時におけるピーク電流値よりも大きい値に設定された上限ピーク値より低い場合に正常な点火動作を検出するようにしても良い。
ここで、従来構成の点火装置における「正常動作信号IGf(Hi信号)」は、図4に示すように、ECU6から「エネルギー蓄積信号IGt(Hi信号)」が与えられると停止(Loに反転)するものである。
IGt信号出力部25は、点火タイミングの所定時間前から「エネルギー蓄積信号IGt(Hi信号)」を、IGt信号線αを介して駆動回路5へ与える機能である。
IGw指令出力部26は、多数のセンサ類から読み込んだエンジンの運転状態に応じた放電区間wを算出し、その放電区間wに応じた「放電区間信号IGw(Hi信号)」を、IGw信号線βを介して駆動回路5へ与える機能である。
IGf信号判定部27は、駆動回路5からIGf信号線γを介して「正常動作信号IGf(Hi信号)」が与えられると、正常な点火動作を判定する機能である。
図4を参照して従来構成におけるエンジン点火装置の作動を説明する。
「エネルギー蓄積信号IGt(Hi信号)」が駆動回路5に与えられている間は、図4のコイル蓄積電流ieに示すように、第1スイッチ手段8がONしてエネルギー蓄積コイル7に蓄積される電気エネルギーが徐々に大きくなる。
次に「エネルギー蓄積信号IGt(Hi信号)」が停止(Loに反転)して第1スイッチ手段8がOFFすると同時に第2スイッチ手段12がONする。すると、エネルギー蓄積コイル7およびコンデンサ2に蓄積された電気エネルギーが、点火コイル11の1次コイル11aに流れ、この時の突入電流により、点火コイル11の2次コイル11bに大きな2次電流i2 が流れ、点火プラグで火花放電(CDI点火)が行われる。
つまり、「エネルギー蓄積信号IGt(Hi信号)」が停止(Loに反転)した直後にCDIによる点火動作を行うとともに、「放電区間信号IGw(Hi信号)」が与えられている間、第2スイッチ手段12と第1スイッチ手段8が短い周期で交互に繰り返してON-OFFすることで、多重点火の動作が行われるものである。
従来構成のエンジン点火装置は、上述したように、エンジンの運転状態に応じて多重点火の放電区間wが可変可能であるとともに、点火コイル11の1次電流i1から正常な点火動作を判定するものである。
そして、従来構成のエンジン点火装置は、ECU6から駆動回路5へ多重点火の放電区間wを可変するための放電区間信号IGwを与えるためのIGw信号線βと、駆動回路5からECU6へ正常な点火動作を伝える「正常動作信号IGf」を与えるためのIGf信号線γとが用いられるものであった。
(a)駆動回路5中のIGf信号検出部23は、1次電流i1が正常範囲の場合に「正常動作信号IGf(Hi信号)」を出力するものであり、この「正常動作信号IGf(Hi信号)」は、例えば「放電区間信号IGw(Hi信号)」の停止時(Lo反転時)にリセット(Loに反転)されるものである。
このIGf信号検出部23は、IGf−0信号出力部31を備える。このIGf−0信号出力部31は、IGf信号検出部23が「正常動作信号IGf(Hi信号)」を出力した際に、最短放電区間w0に設定された「短縮正常動作信号IGf−0(Hi信号)」を発生するものである。
なお、この実施例1では、IGf−0信号出力部31で出力した「短縮正常動作信号IGf−0(Hi信号)」を、反転回路32で「短縮正常動作信号IGf−0’(Lo信号)」に変換した後、共用信号線δを介してECU6中のIGf信号判定部27に向けて出力するとともに、駆動回路5中の多重点火制御部22に向けて出力するように設けられている。
なお、この実施例1では、IGw指令出力部26で出力した「放電区間延長信号IGw−T(Hi信号)」を、反転回路33で「放電区間延長信号IGw−T’(Lo信号)」に変換した後、共用信号線δを介して駆動回路5中の多重点火制御部22へ向けて出力するとともに、ECU6中のIGf信号判定部27へ向けて出力するように設けられている。
この多重点火制御部22は、IGw信号反転出力部34において「放電区間信号IGw(Hi信号)」が出力する間に第1、第2スイッチ手段8、12を交互に短い周期で繰り返して断続する。
このIGf信号判定部27は、IGf信号出力部35から与えられる「正常動作信号IGf(Lo信号)」により(具体的にはHi信号からLo信号への切り替りにより)、正常動作を判定する。
図2を参照して実施例1におけるエンジン点火装置の作動を説明する。
従来構成と同様、「エネルギー蓄積信号IGt(Hi信号)」が駆動回路5に与えられる間、第1スイッチ手段8がONしてエネルギー蓄積コイル7に電気エネルギーが蓄えられる。
次に、「エネルギー蓄積信号IGt(Hi信号)」が停止(Loに反転)して第1スイッチ手段8がOFFすると同時に、第2スイッチ手段12がONする。すると、エネルギー蓄積コイル7およびコンデンサ2に蓄積された電気エネルギーが、点火コイル11の1次コイル11aに流れ、この突入電流によって点火コイル11の2次コイル11bに大きな2次電流i2 が流れ、点火プラグで火花放電(CDI点火)が行われる。なお、点火コイル11の1次コイル11aに流れる1次電流i1により、点火コイル11に電気エネルギーが蓄積される。
放電区間wが最短放電区間w0より長い場合は、図2(a)に示すように、ECU6中のIGw指令出力部26が「短縮正常動作信号IGf−0(Hi信号)」の出力期間中から放電区間wの区間終了に亘る「放電区間延長信号IGw−T(Hi信号)」を出力し、その「放電区間延長信号IGw−T(Hi信号)」は反転回路33で「放電区間延長信号IGw−T’(Lo信号)」に変換して、共用信号線δおよびECU6中のIGf信号判定部27(IGf信号出力部35)に与える。
多重点火制御部22は、「放電区間信号IGw(Hi信号)」が与えられている間、第2スイッチ手段12と第1スイッチ手段8を短い周期で交互に繰り返してON-OFFするため、結果的に放電区間wに亘って点火プラグにおいて多重点火が行われる。
放電区間wが最短放電区間w0の場合、図2(b)に示すように、ECU6中のIGw指令出力部26は「放電区間延長信号IGw−T(Hi信号)」を出力しない。
すると、駆動回路5中のIGw信号反転出力部34は、IGf信号検出部23の反転出力である「短縮正常動作信号IGf−0’(Lo信号)」のみを反転した「放電区間信号IGw(Hi信号)」を多重点火制御部22に与える。
多重点火制御部22は、「放電区間信号IGw(Hi信号)」が与えられている間(「短縮正常動作信号IGf−0(Hi信号)」の出力期間)、第2スイッチ手段12と第1スイッチ手段8を短い周期で交互に繰り返してON-OFFするため、結果的に最短放電区間w0に亘って点火プラグにおいて多重点火が行われる。
実施例1におけるエンジン点火装置は、上述したように、駆動回路5からECU6に出力する点火動作の正常信号を、最短放電区間w0の「短縮正常動作信号IGf−0(Hi信号)」とするとともに、ECU6から駆動回路5に出力する放電区間wの信号を、「短縮正常動作信号IGf−0(Hi信号)」の出力期間中から放電区間wの区間終了に亘る「放電区間延長信号IGw−T(Hi信号)」とした。
そして、駆動回路5内において「短縮正常動作信号IGf−0(Hi信号)」の反転信号と、「放電区間延長信号IGw−T(Hi信号)」の反転信号とを、合成反転して「放電区間信号IGw(Hi信号)」を発生させて、多重点火制御部22に与える。
同様に、ECU6内において「短縮正常動作信号IGf−0(Hi信号)」の反転信号と、「放電区間延長信号IGw−T(Hi信号)」の反転信号とを合成して「正常動作信号IGf(Lo信号)」を発生させてIGf信号判定部27に与える。
このように、多重点火の放電区間wを可変する「放電区間延長信号IGw−T(Hi信号)」の反転信号と、正常な点火動作を検出する「短縮正常動作信号IGf−0(Hi信号)」の反転信号とを、共通の共用信号線δを用いて信号の伝達を行うことによって、従来必要であったIGw信号線βとIGf信号線γとを、共用信号線δに減らすことができる。この結果、ECU6と駆動回路5とを接続する信号線の数を減らすことができ、部品コストの低減および重量の低減を図ることができる。
上記の実施例1では、「放電区間延長信号IGw−T(Hi信号)」を反転して共用信号線δに与えるとともに、「短縮正常動作信号IGf−0(Hi信号)」を反転して共用信号線δに与える例を示した。
これに対し、反転回路32、33を廃止し、IGw信号反転出力部34の合成反転回路を合成回路に変更して、「放電区間延長信号IGw−T(Hi信号)」を共用信号線δに与えるとともに、「短縮正常動作信号IGf−0(Hi信号)」を共用信号線δに与えるように設けても良い。
2 コンデンサ
3 点火回路
4 1次電流モニター手段
5 駆動回路
6 ECU
7 エネルギー蓄積コイル
8 第1スイッチ手段
10 車載バッテリ(直流電源)
11 点火コイル
11a 1次コイル
11b 2次コイル
12 第2スイッチ手段
21 エネルギー蓄積制御部
22 多重点火制御部
23 IGf信号検出部
25 IGt信号出力部
26 IGw指令出力部
27 IGf信号判定部
31 IGf−0信号出力部
34 IGw信号反転出力部
35 IGf信号出力部
δ 共用信号線
Claims (2)
- (a)直流電源に接続されたエネルギー蓄積コイルの通電の断続を行う第1スイッチ手段を有したエネルギー蓄積回路と、
(b)前記エネルギー蓄積コイルに接続されたコンデンサと、
(c)前記エネルギー蓄積コイルおよび前記コンデンサに蓄えられた電気エネルギーが印加される点火コイルの1次コイルへの通電の断続を行う第2スイッチ手段を有した点火回路と、
(d)エネルギー蓄積信号IGtが与えられている間に前記第1スイッチ手段を接続させるエネルギー蓄積制御部、
放電区間信号IGwが与えられている間に前記第1、第2スイッチ手段を交互に繰り返して断続させる多重点火制御部、
前記1次コイルを流れる1次電流i1が正常範囲の場合に正常動作信号IGfを出力するIGf信号検出部を備えた駆動回路と、
(e)エネルギー蓄積信号IGtを前記駆動回路へ与えるIGt信号出力部、
エンジンの運転状態に応じた放電区間wの指令信号を前記駆動回路へ与えるIGw指令出力部、
前記IGf信号検出部の出力した正常動作信号IGfにより、正常な点火動作を判定するIGf信号判定部を備えたECUと、
を具備するエンジン点火装置において、
(f)前記駆動回路中の前記IGf信号検出部は、1次電流i1が正常範囲の場合に最短放電区間w0に設定された短縮正常動作信号IGf−0を、共用信号線を介して前記ECUに出力するIGf−0信号出力部を備え、
(g)前記ECU中の前記IGw指令出力部は、前記エンジンの運転状態に応じて算出された放電区間wが、最短放電区間w0より長い場合に、短縮正常動作信号IGf−0の出力期間中から放電区間wの区間終了に亘る放電区間延長信号IGw−Tを、前記共用信号線を介して前記駆動回路に出力するものであり、
(h)前記駆動回路中の前記多重点火制御部には、前記IGf−0信号出力部の出力した短縮正常動作信号IGf−0と前記共用信号線を介して与えられる放電区間延長信号IGw−Tとを合成してなり、前記短縮正常動作信号IGf−0および前記放電区間延長信号IGw−Tと同じ信号レベルの放電区間信号IGwが与えられ、この放電区間信号IGwが与えられる間に前記第1、第2スイッチ手段を交互に繰り返して断続させることを特徴とするエンジン点火装置。 - 請求項1に記載のエンジン点火装置において、
前記ECU中の前記IGf信号判定部には、前記共用信号線を介して与えられる短縮正常動作信号IGf−0と前記IGw指令出力部の出力した放電区間延長信号IGw−Tを合成した正常動作信号IGfが与えられ、この正常動作信号IGfにより正常動作を判定することを特徴とするエンジン点火装置。
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