JP5601643B2 - Ignition device for internal combustion engine - Google Patents

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Description

本発明は、自動車などに搭載する内燃機関の点火装置であって、重ね放電を行う内燃機関用点火装置に関するものである。   The present invention relates to an ignition device for an internal combustion engine mounted on an automobile or the like, and relates to an ignition device for an internal combustion engine that performs multiple discharge.

自動車などの車両に搭載される内燃機関は、燃費改善のためにリーンバーンによる運転や、排気ガス浄化のために高ＥＧＲによる運転を行っている。これらの運転において使用する混合気は着火性が良好ではないことから、高エネルギの点火装置を備える必要がある。
このように希薄な混合気や、ＥＧＲガスを多く含む混合気に点火するときには、電流遮断方式の点火コイルを用いて発生させた放電電圧に、ＤＣ−ＤＣコンバータ等によって昇圧された高電圧を重畳して点火プラグへ印加し、重ね放電による点火が行われる（例えば、特許文献１参照）。
図５は、従来の重ね放電型の内燃機関用点火装置の概略構成を示す回路図である。図示した回路は、特許文献１に記載されたものと概ね同様に構成されている。
図示した内燃機関用点火装置は、バッテリ１００の電圧ＶＢを点火コイル１２０の１次側コイル１２１へ供給し、ＥＣＵ１３０からの制御信号によってスイッチトランジスタ１２３をｏｎ／ｏｆｆさせて１次側コイル１２１に流れる電流の導通と遮断とを制御している。また、点火コイル１２０の２次側コイル１２２の一端には点火プラグ２００が接続されており、２次側コイルの他端にはＤＣ−ＤＣコンバータ１４０が接続されている。
ＤＣ−ＤＣコンバータ１４０は、バッテリ１００の電圧ＶＢを昇圧させる昇圧トランス１４１、昇圧トランス１４１を励振させる、詳しくは当該昇圧トランス１４１の１次側巻線に流れる電流の導通・遮断を行うスイッチトランジスタ１４２、スイッチトランジスタ１４２を所定周波数でｏｎ／ｏｆｆさせる発振回路１４３を備えている。
ＥＣＵ１３０の制御によってスイッチトランジスタ１２３が動作し、点火コイル１２０の１次側コイル１２１にバッテリ１００から供給される電流が流れ、この電流が遮断されたときに２次側コイル１２２には数［ｋＶ］の高電圧が発生する。この高電圧を点火プラグ２００へ供給すると、当該点火プラグ２００の放電電極間の絶縁破壊を誘起し、放電火花が発生する。
一方、ＤＣ−ＤＣコンバータ１４０では、発振回路１４３およびスイッチトランジスタ１４２が稼動すると、昇圧トランス１４１がバッテリ１００から供給された電圧ＶＢを昇圧する。この昇圧トランス１４１の出力電圧は、出力コンデンサ１４４によって安定され、例えば直流５００Ｖ程度の高電圧が点火コイル１２０の２次側コイル１２２へ出力される。
点火コイル１２０は、ＤＣ−ＤＣコンバータ１４０の出力電圧を、２次側コイル１２２に発生した高電圧に重畳して点火プラグ２００へ供給し、点火プラグ２００に発生させた放電火花を一定時間維持する。
このように、点火プラグ２００に高電圧を供給する時間を延長し、混合気への着火性を向上させ、燃費等も向上させている。An internal combustion engine mounted on a vehicle such as an automobile is operated by lean burn for improving fuel efficiency and by high EGR for purifying exhaust gas. Since the air-fuel mixture used in these operations has poor ignitability, it is necessary to provide a high energy ignition device.
When igniting such a lean mixture or a mixture containing a lot of EGR gas, a high voltage boosted by a DC-DC converter or the like is superimposed on the discharge voltage generated by using a current interrupting ignition coil. Then, it is applied to the spark plug, and ignition by overlapping discharge is performed (see, for example, Patent Document 1).
FIG. 5 is a circuit diagram showing a schematic configuration of a conventional overlap discharge type internal combustion engine ignition device. The illustrated circuit is configured in substantially the same manner as that described in Patent Document 1.
The illustrated ignition device for an internal combustion engine supplies the voltage VB of the battery 100 to the primary coil 121 of the ignition coil 120, and turns on / off the switch transistor 123 according to a control signal from the ECU 130 and flows to the primary coil 121. It controls current conduction and interruption. A spark plug 200 is connected to one end of the secondary coil 122 of the ignition coil 120, and a DC-DC converter 140 is connected to the other end of the secondary coil.
The DC-DC converter 140 excites the step-up transformer 141 and the step-up transformer 141 that step up the voltage VB of the battery 100. Specifically, the switch transistor 142 that conducts and cuts off the current flowing through the primary winding of the step-up transformer 141. , An oscillation circuit 143 for turning on / off the switch transistor 142 at a predetermined frequency is provided.
The switch transistor 123 is operated under the control of the ECU 130, and a current supplied from the battery 100 flows to the primary coil 121 of the ignition coil 120. When this current is cut off, the secondary coil 122 has a few [kV]. High voltage is generated. When this high voltage is supplied to the spark plug 200, dielectric breakdown between the discharge electrodes of the spark plug 200 is induced, and a discharge spark is generated.
On the other hand, in the DC-DC converter 140, when the oscillation circuit 143 and the switch transistor 142 are operated, the step-up transformer 141 boosts the voltage VB supplied from the battery 100. The output voltage of the step-up transformer 141 is stabilized by the output capacitor 144, and a high voltage of about 500 V DC is output to the secondary coil 122 of the ignition coil 120, for example.
The ignition coil 120 superimposes the output voltage of the DC-DC converter 140 on the high voltage generated in the secondary coil 122 and supplies it to the spark plug 200, and maintains the discharge spark generated in the spark plug 200 for a certain period of time. .
In this way, the time for supplying a high voltage to the spark plug 200 is extended, the ignitability of the air-fuel mixture is improved, and the fuel consumption and the like are also improved.

特開平８−６８３７２号公報JP-A-8-68372

内燃機関の排気ガスを浄化する場合、特定の回転数領域において高ＥＧＲをかける場合があり、このような特定の回転数領域では着火性が低下して失火する場合がある。
従来の重ね放電型の内燃機関用点火装置は、点火コイルの２次側に発生した放電電圧によって点火プラグに放電火花を誘起し、当該点火プラグに放電電流が流れ始めると一定の時間が経過する間、例えばＤＣ−ＤＣコンバータ等の昇圧回路から高電圧を点火プラグへ供給している。
このように、点火コイルが発生した放電電圧に昇圧回路から出力される高電圧を画一的に重畳した場合には、内燃機関の全回転数領域において良好な点火を行うことが困難になる。特に、前述の高ＥＧＲになる特定の回転数領域において着火性を改善することが困難で、高出力を要求される回転数領域で発生トルクが不足するという問題点があった。
また、従来の重ね放電型の内燃機関用点火装置は、ＥＣＵ（エンジン制御ユニット）から点火信号のみを入力して点火タイミングを制御しており、例えば高ＥＧＲをかける回転数領域など、着火性が低下する状況であることを認識する手段を有していなかった。
そのため、全回転数領域において同様な重ね放電を行っており、熱設計、消費電力設計の観点から、耐用が保障される範囲内で重ね時間や重ね電流を制御するか、構成部品等を大型化して耐熱性を十分確保した設計とするかの選択がなされていた。
上述のように内燃機関の回転数等に応じて最適な重ね電流や重ね時間が設定されず、全回転数領域で画一的に一定時間の重ね放電を行っているため、耐熱設計による装置各部の大型化、重ね放電電流が不足することによる着火性の低下、消費電力の増加に対応するためのバッテリ補充電による間接的燃費の悪化が生じるという問題点があった。
この発明は、上記のような課題を解決するためになされたもので、内燃機関の動作状況に応じて重ね放電時間を設定して点火プラグに重ね放電を行わせ、燃焼効率を向上させる内燃機関用点火装置を提供することを目的とする。When purifying exhaust gas from an internal combustion engine, high EGR may be applied in a specific rotational speed region, and in such a specific rotational speed region, ignitability may be reduced and misfire may occur.
A conventional overdischarge type internal combustion engine ignition device induces a discharge spark in a spark plug by a discharge voltage generated on the secondary side of an ignition coil, and a certain time elapses when a discharge current starts to flow through the spark plug. Meanwhile, a high voltage is supplied to the spark plug from a booster circuit such as a DC-DC converter.
As described above, when the high voltage output from the booster circuit is uniformly superimposed on the discharge voltage generated by the ignition coil, it is difficult to perform good ignition in the entire rotation speed region of the internal combustion engine. In particular, it is difficult to improve the ignitability in the above-mentioned specific rotation speed region where the EGR is high, and there is a problem that the generated torque is insufficient in the rotation speed region where high output is required.
Further, a conventional overdischarge type internal combustion engine ignition device controls ignition timing by inputting only an ignition signal from an ECU (engine control unit), and has an ignitability such as a rotational speed region where high EGR is applied. There was no means to recognize that the situation was declining.
Therefore, the same overlap discharge is performed in the entire rotation speed range, and from the viewpoint of thermal design and power consumption design, the overlap time and the overlap current are controlled within the guaranteed range, or the size of the components is increased. Therefore, it was selected whether the design should ensure sufficient heat resistance.
As described above, since the optimum overlap current and overlap time are not set according to the rotational speed of the internal combustion engine and the overlap discharge is performed uniformly for a fixed time in the entire rotation speed region, each part of the apparatus by the heat resistant design However, there is a problem that indirect fuel consumption is deteriorated due to supplementary charging of the battery to cope with a decrease in ignitability due to a lack of overlap discharge current and an increase in power consumption.
The present invention has been made to solve the above-described problems, and an internal combustion engine that improves the combustion efficiency by setting a multiple discharge time in accordance with the operation state of the internal combustion engine and causing the spark plug to perform multiple discharges. It is an object to provide an ignition device for a vehicle.

この発明に係る内燃機関用点火装置は、内燃機関の動作を制御するＥＣＵが生成した点火信号に応じて点火プラグに放電火花を発生させる内燃機関用点火装置であって、前記点火プラグに供給する放電電圧を発生する点火コイルと、前記点火コイルの１次電流の通電を制御するスイッチと、前記放電電圧に重畳する高電圧を生成する昇圧回路と、前記点火信号に応じて前記スイッチの動作を制御するとともに前記昇圧回路の動作を制御する重ね時間制御部とを備え、前記ＥＣＵが、前記点火コイルの出力タイミングを示す通電信号と、前記昇圧回路が前記高電圧を生成する期間を示す重ね放電期間信号と、を含む点火信号を生成し、前記重ね時間制御部は、入力した前記点火信号の通電信号が示すタイミングで前記スイッチの動作を制御して前記点火コイルの１次電流を遮断し、該点火コイルが発生した放電電圧を前記点火プラグへ供給して放電火花を発生させ、前記点火信号の重ね放電期間信号に応じて前記昇圧回路を駆動して前記高電圧を生成させ、前記重ね放電期間信号が示す期間が終了するまで前記高電圧を前記点火プラグへ供給して前記放電火花を維持することを特徴とする。
また、前記ＥＣＵが、前記昇圧回路から高電圧が出力されている期間に前記点火コイルから放電電圧を出力させる回数を示す点火回数信号をさらに含めて前記点火信号を生成し、前記重ね時間制御部は、入力した前記点火回数信号が示す回数に応じて、前記点火コイルに放電電圧を発生させて前記昇圧回路から出力されている高電圧に重畳して前記点火プラグへ供給することを特徴とする。
また、前記重ね時間制御部は、前記通電信号を入力すると、前記昇圧回路に、前記点火プラグに放電火花が発生しない第１レベルの高電圧を出力させ、前記重ね放電期間信号を入力すると、前記昇圧回路に、前記点火プラグに発生している放電火花を維持する第２レベルの高電圧を出力させることを特徴とする。An internal combustion engine ignition device according to the present invention is an internal combustion engine ignition device that generates a discharge spark in an ignition plug in response to an ignition signal generated by an ECU that controls operation of the internal combustion engine, and supplies the spark plug to the ignition plug An ignition coil that generates a discharge voltage, a switch that controls energization of a primary current of the ignition coil, a booster circuit that generates a high voltage superimposed on the discharge voltage, and an operation of the switch in response to the ignition signal And a superposition time control unit that controls the operation of the booster circuit, and the ECU performs an energization signal that indicates the output timing of the ignition coil and a superposition discharge that indicates a period during which the booster circuit generates the high voltage. An ignition signal including a period signal, and the overlap time control unit controls the operation of the switch at a timing indicated by the energization signal of the input ignition signal. The primary current of the ignition coil is cut off, the discharge voltage generated by the ignition coil is supplied to the spark plug to generate a discharge spark, and the booster circuit is driven according to the overlapped discharge period signal of the ignition signal. The high voltage is generated, and the high voltage is supplied to the spark plug until the period indicated by the overlap discharge period signal ends to maintain the discharge spark.
The ECU further generates an ignition signal including an ignition frequency signal indicating the number of times the discharge voltage is output from the ignition coil during a period when a high voltage is output from the booster circuit, and the overlap time control unit Is characterized in that a discharge voltage is generated in the ignition coil in accordance with the number of times indicated by the input number-of-ignition signal and is supplied to the spark plug superimposed on the high voltage output from the booster circuit. .
In addition, when the energization signal is input, the overlap time control unit causes the booster circuit to output a first level high voltage that does not generate a discharge spark in the spark plug, and when the overlap discharge period signal is input, The booster circuit outputs a second level high voltage that maintains the discharge spark generated in the spark plug.

この発明によれば、内燃機関の動作状況に応じて点火プラグの重ね放電時間を調整するようにしたので、内燃機関の全回転数領域において確実に混合気へ点火することができる。   According to the present invention, the overlap discharge time of the ignition plug is adjusted in accordance with the operation state of the internal combustion engine, so that the air-fuel mixture can be reliably ignited in the entire rotational speed region of the internal combustion engine.

図１は、この発明の実施例１による内燃機関用点火装置の概略構成を示す回路図である。
図２は、重ね放電を行う一般的な内燃機関用点火装置の動作例を示す説明図である。
図３は、実施例１による内燃機関用点火装置の動作を示す説明図である。
図４は、この発明の実施例２による内燃機関用点火装置の動作を示す説明図である。
図５は、従来の重ね放電型の内燃機関用点火装置の概略構成を示す回路図である。1 is a circuit diagram showing a schematic configuration of an internal combustion engine ignition device according to Embodiment 1 of the present invention.
FIG. 2 is an explanatory diagram showing an operation example of a general internal combustion engine ignition device that performs multiple discharge.
FIG. 3 is an explanatory view showing the operation of the internal combustion engine ignition device according to the first embodiment.
FIG. 4 is an explanatory view showing the operation of the internal combustion engine ignition device according to Embodiment 2 of the present invention.
FIG. 5 is a circuit diagram showing a schematic configuration of a conventional overlap discharge type internal combustion engine ignition device.

以下、この発明の実施の一形態を説明する。   An embodiment of the present invention will be described below.

図１は、この発明の実施例１による内燃機関用点火装置の概略構成を示す回路図である。
図示した内燃機関用点火装置は、ＤＣ−ＡＣ昇圧回路１０、倍電圧回路２０、点火コイル３０、重ね時間制御部４０によって構成されており、内燃機関のシリンダブロック等に固定された点火プラグ６０、および、内燃機関の動作を制御するＥＣＵ（エンジン制御ユニット）７０に接続されている。なお、図１に例示した点火装置は、単一の点火プラグ６０に放電火花を発生させるものであるが、マルチシリンダの内燃機関においては、点火プラグ毎に少なくとも倍電圧回路２０および点火コイル３０が設けられる。
ＤＣ−ＡＣ昇圧回路１０は、直流電圧を交流電圧に変換出力するインバータ、このインバータが生成した交流電圧を昇圧する回路（例えば昇圧トランスを含む昇圧回路）を備えている。詳しくは、重ね時間制御部４０の制御信号に応じて、例えば図示を省略したバッテリから供給される直流電圧ＶＢ、または重ね時間制御部４０などの各回路を構成するデバイスの電源電圧５［Ｖ］と同様な直流電圧を用いて、所定の周波数を有する、例えば３０［ｋＨｚ］の交流電圧を生成し、さらに、この交流電圧を高耐圧配線を必要としない程度の電圧へ昇圧するように構成されている。なお、ここで例示したＤＣ−ＡＣ昇圧回路１０が生成する交流電圧の周波数は、倍電圧回路２０の回路定数等に適合するように設定されたものである。
倍電圧回路２０は、例えば、それぞれ６個のコンデンサおよびダイオードを用いて、入力した交流電圧を６倍の大きさの直流電圧に昇圧する多段倍電圧整流回路である。倍電圧回路２０の入力点はＤＣ−ＡＣ昇圧回路１０の出力点に接続され、倍電圧回路２０の高電位側の電圧が生じる出力点は、高圧ダイオード５０のカソード、即ち、内燃機関のシリンダブロックなどのグランド（以下、ＧＮＤと記載する）に接続されている。
また、倍電圧回路２０の低電位側の出力点、もしくはＤＣ−ＡＣ昇圧回路１０の片側の出力点は、後述する高圧ダイオード５０のアノードと点火コイル３０の２次側コイル３２との接続点に接続される。
点火コイル３０は、点火コイル本体を構成する１次側コイル３１および２次側コイル３２、ならびにスイッチトランジスタ３３を備えている。
１次側コイル３１の一端は、図示を省略したバッテリ等から直流電圧ＶＢが供給されるように配線接続されており、他端はスイッチトランジスタ３３の開閉接点の一端に接続されている。スイッチトランジスタ３３の開閉接点の他端はＧＮＤに接続されている。
２次側コイル３２の一端は、シリンダブロック等に固定されている点火プラグ６０の頭部電極に接続されており、他端は高圧ダイオード５０のアノードに接続されている。
スイッチトランジスタ３３の制御端子には、重ね時間制御部４０から１次コイル通電信号が入力される。例えば、スイッチトランジスタ３３としてＩＧＢＴを使用した場合には、ゲート端子に上記の１次コイル信号が入力される。この１次コイル通電信号は、後述するように重ね時間制御部４０が生成する制御信号である。
高圧ダイオード５０は、スイッチトランジスタ３３がｏｆｆからｏｎに遷移したときに２次側コイル３２に電圧が発生することを防ぐもので、点火プラグ６０へ印加される放電電圧などに対応する高耐圧の構成を有している。
重ね時間制御部４０は、プロセッサ等の制御デバイスと、制御プログラムや制御データ等を記憶するメモリなどによって構成されており、ＤＣ−ＡＣ昇圧回路１０の動作を制御するように配線接続されている。また、重ね時間制御部４０は、ＥＣＵ７０から点火信号を入力するように配線接続されている。この点火信号は、ＥＣＵ７０が生成する制御信号で、内燃機関の燃焼行程における点火タイミングや後述する重ね時間を示すものである。
ここで説明する内燃機関用点火装置を、例えば、内燃機関のヘッドカバー等に取付けられるプラグキャップの上端部に、前述の点火コイル３０や倍電圧回路２０などを備え、上記の点火コイル３０や倍電圧回路２０の出力点等を、当該プラグキャップ内部に備えられた導体部材を介して点火コイル６０の頭部電極へ接続し、放電電圧や重ね放電に使用する高電圧を供給するように構成してもよい。
次に動作について説明する。
図２は、重ね放電を行う一般的な内燃機関用点火装置の動作例を示す説明図である。この図は、一般的な重ね放電型の内燃機関用点火装置が動作するとき、当該装置の各部で観測される電圧または電流の経時変化、また、例えばＤＣ−ＤＣコンバータやＤＣ−ＡＣ昇圧回路等の昇圧回路の動作を制御する重ね時間制御信号を示したタイミングチャートである。
図２の最上段に示した‘点火信号’は、例えばＥＣＵなどから点火コイルへ入力される制御信号である。また、図２に示した‘重ね時間制御信号’は、前述の昇圧回路の動作を制御する信号である。また、図２に示した‘点火コイル１次電流’は、上記の点火コイルの１次側コイルに流れる電流、図２に示した‘点火コイル２次電圧’は、上記の点火コイルの２次側コイルに発生する放電電圧である。
図２に示した‘昇圧回路出力電圧’は、前述の昇圧回路が生成出力する高電圧である。
図２に示した‘点火プラグ放電波形’は、上記の点火コイルの２次電圧と昇圧回路出力電圧とを重畳して点火プラグに印加したときの電圧波形である。
図２に示した一般的な重ね放電型の動作では、点火信号が有意を示したとき、例えばｏｆｆを示すローレベルからｏｎを示すハイレベルに遷移したとき、この信号の立ち上がりタイミングで点火コイルの１次側コイルに１次電流が流れ始める。この１次電流は、点火信号が有意を示している間、即ちｏｎを示すハイレベルの期間において流れ続け、点火信号がｏｎからｏｆｆへ遷移したタイミングで遮断される。
１次電流が遮断されると、点火コイルに２次電圧が発生し、即ち点火プラグに放電火花を誘起する放電電圧が発生する。
また、上記の点火信号がｏｎからｏｆｆへ遷移したときには、重ね時間制御信号が有意を示し、即ちｏｆｆを示すレベルからｏｎを示すレベルに遷移し、前述の昇圧回路が稼動を開始する。昇圧回路は、重ね時間制御信号が有意を示している間、即ち、ｏｎからｏｆｆへ遷移するまでの間、図示した昇圧回路出力電圧を生成し、この電圧を点火コイルの２次電圧（放電電圧）に重畳して点火プラグへ印加する。このような電圧が供給された点火プラグは、重ね時間制御信号が有意を示している期間において、放電火花の発生を維持する。
図２に示した動作では、重ね時間制御部等に予め記憶設定されている重ね時間が経過するまで、昇圧回路から高電圧を出力して重ね放電を行い、上述の放電火花の維持を行っている。
図２に示した動作においては重ね時間制御部等が入力する点火信号は、点火コイルの１次電流を流す期間のみを示すものであり、内燃機関の回転数などの動作状況を示す信号は含まれていない。そのため、全回転数領域に対して、重ね放電を均一な重ね時間で行っており、例えば高ＥＧＲをかける回転数領域では着火性が低下して発生トルクが減少することがある。
図３は、実施例１による内燃機関用点火装置の動作を示す説明図である。この図は、図１に示した内燃機関用点火装置の動作において、当該装置の各部で観測される電圧または電流の経時変化、また、重ね時間制御部４０から出力される１次コイル通電信号および重ね時間制御信号を示したタイミングチャートである。
図３の最上段には、ＥＣＵ７０から出力される‘点火信号’を示している。その下段には、重ね時間制御部４０が上記の点火信号を用いて生成した‘１次コイル通電信号’を示している。
図３において‘１次コイル通電信号’の下段に示した‘重ね時間制御信号’は、重ね時間制御部４０が生成する制御信号であり、ＤＣ−ＡＣ昇圧回路１０の動作を制御する信号である。
また、図３に示した‘点火コイル１次電流’は、点火コイル３０の１次側コイル３１に流れる電流、図３に示した‘点火コイル２次電圧’は、点火コイル３０の２次側コイル３２に発生する放電電圧である。
また、図３に示した‘倍電圧回路出力電圧’は、倍電圧回路２０が発生する高電圧である。図３に示した‘点火プラグ放電波形’は、前述の点火コイル２次電圧と倍電圧回路出力電圧とを重畳して点火プラグ６０に印加したときの電圧波形である。
ＥＣＵ７０は、稼動している内燃機関の例えば回転数に応じて図３に示す点火信号を生成する。この点火信号は、点火コイル３０の１次側コイル３１に１次電流を流すタイミング等を示す通電信号ａと、ＤＣ−ＡＣ昇圧回路１０ならびに倍電圧回路２０を稼動させて高電圧を出力する期間（重ね時間）を示す重ね放電期間信号ｂとを有するシリアル信号である。
重ね時間制御部４０は、ＥＣＵ７０から出力されている点火信号を監視する。この点火信号が、予め設定された期間以上ｏｆｆを示す信号レベルを継続した後、ｏｆｆの信号レベルからｏｎの信号レベルへ遷移したとき、有意の通電信号ａを入力したことを認識し、当該通電信号ａと同期して有意を示す１次コイル通電信号を生成する。即ち、重ね時間制御部４０から出力される１次コイル通電信号は、ｏｆｆからｏｎへ遷移するタイミング、ならびにｏｎからｏｆｆへ遷移するタイミングが通電信号ａと同一である。
なお、前述の点火信号を監視する重ね時間制御部４０は、所定期間以上のインターバルが空いた後、点火信号の立ち上がりエッジを検知したときに通電信号ａを入力したことを認識し、前述のように処理してもよい。
１次コイル通電信号は、点火コイル３０のスイッチトランジスタ３３へ入力され、当該スイッチトランジスタ３３のスイッチング動作を制御して１次側コイル３１に流れる１次電流の導通および遮断を行う。
詳しくは、１次通電信号がｏｆｆからｏｎへ遷移したとき、点火コイル３０においては、スイッチトランジスタ３３がｏｆｆ状態からｏｎ状態に遷移し、１次側コイル３１に図３に示した点火コイル１次電流が流れ始め、時間経過にともなって電流値が増大する。１次コイル通電信号がｏｎからｏｆｆへ遷移すると、スイッチトランジスタはｏｆｆ状態に遷移して点火コイル１次電流を遮断する。すると、点火コイル３０の２次側コイル３２に放電電圧（図３の点火コイル２次電圧）が発生する。
また、重ね時間制御部４０は、通電信号ａがｏｆｆからｏｎへ遷移したことを検知すると、第１レベル出力を示す重ね時間制御信号を生成してＤＣ−ＡＣ昇圧回路１０へ出力する。
第１レベル出力を示す重ね時間制御信号を入力したＤＣ−ＡＣ昇圧回路１０は、例えば、バッテリから入力している直流電圧ＶＢ、または重ね時間制御部４０などを構成する回路デバイスの電源電圧５［Ｖ］と同様な直流電圧を交流電圧に変換し、当該交流電圧を第１レベルの交流電圧に昇圧する。
倍電圧回路２０は、ＤＣ−ＡＣ昇圧回路１０から第１レベルの交流電圧を入力し、自身を構成する各コンデンサに電荷を蓄積して昇圧を行い、第１レベルの高電圧を発生する。
上記の第１レベルの高電圧は、点火プラグ６０へ印加したとき、当該点火プラグ６０の放電電極間において絶縁破壊が発生しない、即ち放電電流が流れない電圧であり、例えば１．４［ｋＶ］よりも十分に低い電圧である。また、後述する第２レベルの高電圧を出力するまでの所要時間を短縮することができる程度に、倍電圧回路２０を構成する各コンデンサに電荷もしくは電力が蓄積される電圧値である。なお、第１レベルの高電圧ならびに第２レベルの高電圧は、点火プラグの種類もしくは構造により、放電火花を発生する電圧範囲が異なることから、内燃機関に使用する点火プラグの仕様等に応じて設定される。ここで説明した各電圧値は一例であり、第１レベルの高電圧は前述の電圧値に限定されず、点火プラグの仕様によっては数百［Ｖ］程度に設定される場合もある。
倍電圧回路２０が第１レベルの高電圧を発生しているとき、即ち点火信号がｏｎ状態を示している期間においては、ＧＮＤを介して点火プラグ６０へ第１レベルの高電圧が印加されるが、前述のような電圧値であるため、点火プラグ６０には放電火花が発生しない。換言すると、第１レベルの高電圧を発生している間は、倍電圧回路２０を構成している各コンデンサにプレチャージが行われる。
この後、１次コイル通電信号がｏｎからｏｆｆへ遷移すると、スイッチトランジスタ３３がｏｎからｏｆｆへ遷移して、点火コイル３０の１次電流が遮断される。この１次電流の遮断によって、２次側コイル３２に放電電圧（図３の点火コイル２次電圧）が発生する。点火プラグ６０は、この放電電圧が供給されると放電火花を発生し、当該点火プラグ６０に放電電流が流れ始める。
また、重ね時間制御部４０は、通電信号ａがｏｎからｏｆｆへ遷移したことを検知すると（あるいは通電信号ａの立ち下がりエッジを検知したとき）、第２レベル出力を示す重ね時間制御信号を生成してＤＣ−ＡＣ昇圧回路１０へ出力する。
第２レベル出力を示す重ね時間制御信号を入力したＤＣ−ＡＣ昇圧回路１０は、第１レベルの交流電圧を生成したときと同様に前述の直流電圧を交流電圧に変換してこれを昇圧し、第１レベルの交流電圧よりも高電圧の第２レベルの交流電圧を生成する。
第１レベルの高電圧を発生している倍電圧回路２０は、第２レベルの交流電圧を入力すると、この第２レベルの交流電圧の整流ならびに昇圧を行って、点火プラグ６０に発生している放電火花を維持する第２レベルの高電圧を発生する。
例えば５００［Ｖ］の第２レベルの交流電圧をＤＣ−ＡＣ昇圧回路１０が出力したときには、倍電圧回路２０は３［ｋＶ］の第２レベルの高電圧を発生して点火プラグ６０へ供給する。
１次コイル通電信号がｏｎレベルを維持している時点において、第１レベルの高電圧を発生している倍電圧回路２０は、自身を構成する各コンデンサに相当量の電荷を蓄積しており、前述のように第２レベルの交流電圧が供給されると、速やかに第２レベルの高電圧を発生する。
即ち、点火コイル３０から出力される放電電圧がピーク値を迎えて下降に遷移したときには、倍電圧回路２０の昇圧動作が安定しており、第２レベルの高電圧が一瞬も低下することなく点火プラグ６０へ供給され、安定した第２レベルの高電圧を用いて重ね放電が行われる。
ＥＣＵ７０は、前述の通電信号ａに続けて重ね放電期間信号ｂを生成して出力する。
重ね放電期間信号ｂは、通電信号ａがｏｎからｏｆｆへ遷移した後、一定期間のインターバルを空けてｏｆｆレベルからｏｎレベルへ遷移し、当該ｏｎレベルを維持する期間によって倍電圧回路２０から第２レベルの高電圧を出力させる期間を示すように生成される。また、当該重ね放電期間信号ｂがｏｎレベルとなっている期間中に図３に破線で示した重ね期間ｃ１を含むように生成される。
重ね期間ｃ１は、そのときの内燃機関の稼動状況に応じて、例えば回転数や混合気の濃度などに応じて調整される期間であり、重ね放電期間信号ｂは、この重ね期間ｃ１の長さに応じてｏｎレベルを維持する期間が変化する。即ち、ＥＣＵ７０は、そのときの内燃機関の運転状況に適する重ね期間ｃ１を示す重ね放電期間信号ｂを生成する。
重ね時間制御部４０は、通電信号ａを入力した後、詳しくは通電信号ａがｏｎからｏｆｆへ遷移し、点火信号がｏｆｆレベルを維持する一定期間のインターバルを空けて再びｏｎレベルへ遷移すると（あるいは通電信号ａの立ち下がりエッジを検知した直後に立ち上がりエッジを検知すると）、このとき入力したｏｎレベルの点火信号を重ね放電期間信号ｂとして認識する。
重ね時間制御部４０は、重ね放電期間信号ｂの入力を認識すると、当該重ね放電期間信号ｂがｏｎからｏｆｆへ遷移するまで、即ち重ね期間ｃ１が終了するまで第２レベル出力を示す重ね時間制御信号を出力する。
ＤＣ−ＡＣ昇圧回路１０は、第２レベル出力を示す重ね時間制御信号が駆動終了を示すまで、即ち、ｏｆｆへ遷移するまで第２レベルの交流電圧を倍電圧回路２０へ出力する。上記の第２レベルの交流電圧を入力した倍電圧回路２０は、重ね期間ｃ１が終了するまで第２レベルの高電圧を発生して点火プラグ６０へ供給する。
前述の倍電圧回路２０が発生する第２レベルの高電圧は、点火プラグ６０に発生している放電火花を維持することができる程度であればよい。燃焼室内の混合気への点火は、概ね１．４［ｋＶ］の高電圧を点火プラグ６０へ供給すると安定する。そのため、倍電圧回路２０は、ＤＣ−ＡＣ昇圧回路１０の出力電圧を用いて１．４［ｋＶ］以上の高電圧を発生するように構成されている必要がある。
また、稼働する内燃機関において、特に燃焼室内の流動が高い場合やＥＧＲを高く作用させたとき、失火することなく確実に放電火花を維持するためには、点火コイル３０が発生する放電電圧と同様な高電圧を供給する必要がある。そのため、図１に例示した倍電圧回路２０は、点火コイル３０の出力電圧３［ｋＶ］と同様な第２レベルの高電圧を発生している。
なお、前述のように、点火プラグの種類ならびに構造によって放電火花を発生する電圧範囲が異なることから、ここで説明した第２レベルの高電圧は一例であり、上記の電圧値に限定されない。第２レベルの高電圧は、内燃機関に用いる点火プラグの種類や、燃焼行程における混合気の状況などに応じて適当な電圧値に設定される。
倍電圧回路２０が生成した第２レベルの高電圧は、内燃機関等のＧＮＤ部分を介して点火プラグ６０の一方の放電電極に印加される。このとき、点火プラグ６０は、点火コイル３０から出力された放電電圧によって放電火花を発生しており、上記のＧＮＤを介して印加された第２レベルの高電圧により放電火花を維持する。この放電状態を維持させた電流は、点火プラグ６０の他方の放電電極から点火コイル３０の２次側コイル３２を介してＤＣ−ＡＣ昇圧回路１０へ帰還する。
なお、倍電圧回路２０から出力される電流は、点火コイル３０が放電電圧を発生したとき２次側コイル３２に流れる電流に対して順方向に流れる。換言すると、倍電圧回路２０の出力電流はマイナス電流となる。
ＥＣＵ７０は、重ね放電期間信号ｂを出力した後、次の点火動作を行うまでの期間においては点火信号をｏｆｆレベルに維持し、内燃機関の回転数などに対応する適当なタイミングで、前述のように通電信号ａならびに重ね放電期間信号ｂを生成して重ね時間制御部４０へ出力する。また、これらの信号を入力した重ね時間制御部４０が、次の重ね放電による点火動作を制御する。
以上のように、この実施例１によれば、ＥＣＵ７０が通電信号ａと重ね放電期間信号ｂとを含む点火信号を生成し、重ね時間制御部４０が上記の重ね放電期間信号ｂに応じてＤＣ−ＡＣ昇圧回路１０の動作を制御するようにしたので、着火性が低下する状況においても重ね放電時間を調整して点火プラグ６０に発生した放電火花を適当な期間維持することができ、内燃機関の全回転領域において十分なトルクを発生することができる。
また、内燃機関の回転数などの動作状況に対応して重ね放電を行う時間を変化させるようにしたので、実効的ではない重ね放電を抑えて消費電力を低減することができる。
また、点火プラグ６０の放電開始時には、すでに倍電圧回路２０が第１レベルの高電圧を発生しており、上記の放電開始時に第２レベルの高電圧を発生開始することから、点火プラグ６０の放電電極間の絶縁破壊が発生した後、放電電流が一時的に低下することを防ぐことができる。
また、点火コイル３０が発生した放電電圧に、上記の第１レベルの高電圧が重畳されることから、絶縁破壊を発生させる特性、もしくは着火性を向上させることができる。また、上記のように第１レベルの高電圧が重畳されることから、点火コイル３０から出力する放電電圧が小さい場合でも点火プラグ６０に十分な強さの放電火花を発生させることが可能になり、点火コイル３０を小型化することができる。
また、昇圧回路をＤＣ−ＡＣ昇圧回路１０と倍電圧回路２０によって構成したので、ＤＣ−ＡＣ昇圧回路１０に用いる昇圧トランスの小型化が可能になる。また、高耐圧配線を備えることなく構成することができることから、内燃機関用点火装置の小型化を図ることが容易になる。またさらに、倍電圧回路２０を小型のチップ部品で構成し、点火コイル３０に内蔵することによって小型化を図ることも可能になり、低コスト、省スペースを図ることもできる。1 is a circuit diagram showing a schematic configuration of an internal combustion engine ignition device according to Embodiment 1 of the present invention.
The illustrated ignition device for an internal combustion engine includes a DC-AC booster circuit 10, a voltage doubler circuit 20, an ignition coil 30, and an overlap time control unit 40, and includes an ignition plug 60 fixed to a cylinder block or the like of the internal combustion engine, And it is connected to ECU (engine control unit) 70 which controls operation | movement of an internal combustion engine. The ignition device illustrated in FIG. 1 generates a discharge spark in a single spark plug 60. In a multi-cylinder internal combustion engine, at least a voltage doubler circuit 20 and an ignition coil 30 are provided for each spark plug. Provided.
The DC-AC booster circuit 10 includes an inverter that converts and outputs a DC voltage into an AC voltage, and a circuit that boosts the AC voltage generated by the inverter (for example, a booster circuit including a boost transformer). Specifically, in accordance with a control signal from the overlap time control unit 40, for example, a DC voltage VB supplied from a battery (not shown), or a power supply voltage 5 [V] of a device constituting each circuit such as the overlap time control unit 40, etc. Is used to generate an AC voltage of a predetermined frequency, for example, 30 [kHz], and further boost the AC voltage to a voltage that does not require a high-breakdown-voltage wiring. ing. The frequency of the alternating voltage generated by the DC-AC booster circuit 10 exemplified here is set so as to match the circuit constant of the voltage doubler circuit 20 and the like.
The voltage doubler circuit 20 is, for example, a multi-stage voltage doubler rectifier circuit that boosts an input AC voltage to a DC voltage that is six times larger by using six capacitors and diodes, respectively. The input point of the voltage doubler circuit 20 is connected to the output point of the DC-AC booster circuit 10, and the output point at which the voltage on the high potential side of the voltage doubler circuit 20 is generated is the cathode of the high voltage diode 50, that is, the cylinder block of the internal combustion engine. Or the like (hereinafter referred to as GND).
An output point on the low potential side of the voltage doubler circuit 20 or an output point on one side of the DC-AC booster circuit 10 is a connection point between an anode of a high voltage diode 50 and a secondary coil 32 of the ignition coil 30 described later. Connected.
The ignition coil 30 includes a primary side coil 31 and a secondary side coil 32 that constitute an ignition coil body, and a switch transistor 33.
One end of the primary coil 31 is connected by wiring so that a DC voltage VB is supplied from a battery or the like (not shown), and the other end is connected to one end of an open / close contact of the switch transistor 33. The other end of the switching contact of the switch transistor 33 is connected to GND.
One end of the secondary coil 32 is connected to the head electrode of the spark plug 60 fixed to the cylinder block or the like, and the other end is connected to the anode of the high voltage diode 50.
A primary coil energization signal is input from the overlap time control unit 40 to the control terminal of the switch transistor 33. For example, when an IGBT is used as the switch transistor 33, the primary coil signal is input to the gate terminal. The primary coil energization signal is a control signal generated by the overlap time control unit 40 as will be described later.
The high voltage diode 50 prevents a voltage from being generated in the secondary coil 32 when the switch transistor 33 transitions from off to on, and has a high breakdown voltage configuration corresponding to a discharge voltage applied to the spark plug 60. have.
The overlapping time control unit 40 includes a control device such as a processor and a memory that stores a control program, control data, and the like, and is wired to control the operation of the DC-AC booster circuit 10. Further, the overlapping time control unit 40 is wired so as to input an ignition signal from the ECU 70. This ignition signal is a control signal generated by the ECU 70, and indicates the ignition timing in the combustion stroke of the internal combustion engine and the overlap time described later.
The ignition device for an internal combustion engine described here includes, for example, the ignition coil 30 and the voltage doubler circuit 20 described above at the upper end portion of a plug cap attached to a head cover of the internal combustion engine, and the like. The output point or the like of the circuit 20 is connected to the head electrode of the ignition coil 60 via a conductor member provided inside the plug cap so as to supply a discharge voltage or a high voltage used for multiple discharge. Also good.
Next, the operation will be described.
FIG. 2 is an explanatory diagram showing an operation example of a general internal combustion engine ignition device that performs multiple discharge. This figure shows a time-dependent change in voltage or current observed in each part of the general overdischarge type internal combustion engine ignition device, for example, a DC-DC converter, a DC-AC booster circuit, etc. 6 is a timing chart showing an overlap time control signal for controlling the operation of the booster circuit.
The “ignition signal” shown at the top of FIG. 2 is a control signal input to the ignition coil from an ECU, for example. Further, the “overlap time control signal” shown in FIG. 2 is a signal for controlling the operation of the aforementioned booster circuit. Also, the “ignition coil primary current” shown in FIG. 2 is the current flowing through the primary coil of the ignition coil, and the “ignition coil secondary voltage” shown in FIG. 2 is the secondary of the ignition coil. This is the discharge voltage generated in the side coil.
The “boost circuit output voltage” shown in FIG. 2 is a high voltage generated and output by the boost circuit described above.
The “ignition plug discharge waveform” shown in FIG. 2 is a voltage waveform when the secondary voltage of the ignition coil and the booster circuit output voltage are superimposed and applied to the ignition plug.
In the general overlap discharge type operation shown in FIG. 2, when the ignition signal is significant, for example, when a transition from a low level indicating off to a high level indicating on is performed, the ignition coil is activated at the rising timing of this signal. The primary current begins to flow through the primary coil. This primary current continues to flow while the ignition signal is significant, that is, during a high level period indicating on, and is interrupted at the timing when the ignition signal transitions from on to off.
When the primary current is interrupted, a secondary voltage is generated in the ignition coil, that is, a discharge voltage is generated that induces a discharge spark in the spark plug.
When the ignition signal transitions from on to off, the overlap time control signal shows significance, that is, transitions from a level indicating off to a level indicating on, and the above-described booster circuit starts operating. The booster circuit generates the booster circuit output voltage shown in the figure while the overlap time control signal is significant, that is, until it changes from on to off, and this voltage is generated as the secondary voltage (discharge voltage) of the ignition coil. Applied to the spark plug. The spark plug supplied with such a voltage maintains the occurrence of a discharge spark during the period when the overlap time control signal is significant.
In the operation shown in FIG. 2, until the overlap time preset in the overlap time control unit or the like has elapsed, a high voltage is output from the booster circuit to perform overlap discharge, and the above-described discharge spark is maintained. Yes.
In the operation shown in FIG. 2, the ignition signal input by the overlap time control unit or the like indicates only the period during which the primary current of the ignition coil flows, and includes a signal indicating the operation status such as the rotational speed of the internal combustion engine. Not. Therefore, overlap discharge is performed over the entire rotation speed region in a uniform overlap time. For example, in the rotation speed region where high EGR is applied, the ignitability may be reduced and the generated torque may be reduced.
FIG. 3 is an explanatory view showing the operation of the internal combustion engine ignition device according to the first embodiment. This figure shows changes in the voltage or current observed in each part of the ignition device for an internal combustion engine shown in FIG. 1 over time, the primary coil energization signal output from the overlap time control unit 40, and 3 is a timing chart showing an overlap time control signal.
The “ignition signal” output from the ECU 70 is shown at the top of FIG. In the lower stage, the “primary coil energization signal” generated by the overlap time control unit 40 using the ignition signal is shown.
The “overlap time control signal” shown in the lower part of the “primary coil energization signal” in FIG. 3 is a control signal generated by the overlap time control unit 40 and is a signal for controlling the operation of the DC-AC booster circuit 10. .
Also, the “ignition coil primary current” shown in FIG. 3 is a current flowing through the primary coil 31 of the ignition coil 30, and the “ignition coil secondary voltage” shown in FIG. 3 is the secondary side of the ignition coil 30. This is a discharge voltage generated in the coil 32.
3 is a high voltage generated by the voltage doubler circuit 20. The voltage doubler circuit output voltage shown in FIG. The “ignition plug discharge waveform” shown in FIG. 3 is a voltage waveform when the ignition coil secondary voltage and the voltage doubler circuit output voltage are superimposed and applied to the ignition plug 60.
The ECU 70 generates an ignition signal shown in FIG. 3 according to, for example, the rotational speed of the operating internal combustion engine. This ignition signal includes an energization signal a indicating the timing of flowing a primary current to the primary coil 31 of the ignition coil 30, and a period in which the DC-AC booster circuit 10 and the voltage doubler circuit 20 are operated to output a high voltage. It is a serial signal having an overlap discharge period signal b indicating (overlap time).
The overlap time control unit 40 monitors the ignition signal output from the ECU 70. When this ignition signal has continued from a signal level indicating off for a preset period or more and then transitioned from the off signal level to the on signal level, it recognizes that a significant energization signal a has been input, and A primary coil energization signal showing significance is generated in synchronization with the signal a. That is, the primary coil energization signal output from the overlap time control unit 40 has the same timing as the energization signal a at the time of transition from off to on and the timing of transition from on to off.
The overlap time control unit 40 that monitors the ignition signal recognizes that the energization signal a has been input when the rising edge of the ignition signal is detected after an interval of a predetermined period or longer, and as described above. You may process.
The primary coil energization signal is input to the switch transistor 33 of the ignition coil 30 and controls the switching operation of the switch transistor 33 to conduct and block the primary current flowing through the primary coil 31.
Specifically, when the primary energization signal transitions from off to on, in the ignition coil 30, the switch transistor 33 transitions from the off state to the on state, and the primary coil 31 is switched to the ignition coil primary shown in FIG. Current begins to flow, and the current value increases with time. When the primary coil energization signal transits from on to off, the switch transistor transits to the off state and cuts off the ignition coil primary current. Then, a discharge voltage (ignition coil secondary voltage in FIG. 3) is generated in the secondary coil 32 of the ignition coil 30.
Further, when detecting that the energization signal a has transitioned from off to on, the overlap time control unit 40 generates an overlap time control signal indicating the first level output and outputs it to the DC-AC booster circuit 10.
The DC-AC booster circuit 10 to which the superposition time control signal indicating the first level output is input includes, for example, the DC voltage VB inputted from the battery, or the power supply voltage 5 [ V] is converted into an AC voltage, and the AC voltage is boosted to a first level AC voltage.
The voltage doubler circuit 20 receives a first level AC voltage from the DC-AC booster circuit 10, accumulates electric charge in each capacitor constituting the voltage booster, boosts the voltage, and generates a first level high voltage.
The high voltage of the first level is a voltage at which dielectric breakdown does not occur between the discharge electrodes of the spark plug 60 when applied to the spark plug 60, that is, a discharge current does not flow. For example, 1.4 [kV] The voltage is sufficiently lower than that. Further, the voltage value is such that electric charge or electric power is accumulated in each capacitor constituting the voltage doubler circuit 20 to such an extent that the time required to output a second level high voltage described later can be shortened. The first level high voltage and the second level high voltage have different voltage ranges for generating discharge sparks depending on the type or structure of the spark plug. Therefore, depending on the specifications of the spark plug used in the internal combustion engine, etc. Is set. Each voltage value described here is an example, and the high voltage of the first level is not limited to the aforementioned voltage value, and may be set to about several hundreds [V] depending on the specification of the spark plug.
When the voltage doubler circuit 20 generates the first level high voltage, that is, during the period when the ignition signal indicates the on state, the first level high voltage is applied to the spark plug 60 via GND. However, since the voltage value is as described above, no discharge spark is generated in the spark plug 60. In other words, while the high voltage of the first level is being generated, the capacitors constituting the voltage doubler circuit 20 are precharged.
Thereafter, when the primary coil energization signal transits from on to off, the switch transistor 33 transits from on to off, and the primary current of the ignition coil 30 is cut off. Due to the interruption of the primary current, a discharge voltage (ignition coil secondary voltage in FIG. 3) is generated in the secondary coil 32. When this discharge voltage is supplied, the spark plug 60 generates a discharge spark, and a discharge current starts to flow through the spark plug 60.
Further, when detecting that the energization signal a has transitioned from on to off (or when detecting the falling edge of the energization signal a), the overlap time control unit 40 generates an overlap time control signal indicating the second level output. And output to the DC-AC booster circuit 10.
The DC-AC booster circuit 10 to which the overlap time control signal indicating the second level output is input converts the aforementioned DC voltage into an AC voltage and boosts it in the same manner as when generating the first level AC voltage, A second level AC voltage that is higher than the first level AC voltage is generated.
The voltage doubler circuit 20 generating the first level high voltage receives the second level AC voltage, rectifies and boosts the second level AC voltage, and generates it in the spark plug 60. A second level of high voltage is generated to maintain the discharge spark.
For example, when the DC-AC booster circuit 10 outputs a second level AC voltage of 500 [V], the voltage doubler circuit 20 generates a second voltage of 3 [kV] and supplies it to the spark plug 60. .
At the time when the primary coil energization signal is maintained at the on level, the voltage doubler circuit 20 generating the first level high voltage accumulates a considerable amount of electric charge in each capacitor constituting itself, As described above, when the second level AC voltage is supplied, the second level high voltage is quickly generated.
That is, when the discharge voltage output from the ignition coil 30 reaches a peak value and transitions to a decrease, the voltage boosting operation of the voltage doubler circuit 20 is stable, and the second level high voltage is ignited without a momentary decrease. The discharge is supplied to the plug 60 and a stable second level high voltage is used.
The ECU 70 generates and outputs a superimposed discharge period signal b following the energization signal a described above.
After the energization signal a transitions from on to off, the overlap discharge period signal b transitions from the off level to the on level with a certain period interval, and the second voltage doubler circuit 20 generates the second discharge period signal b. It is generated to indicate a period during which a high voltage of a level is output. Further, the overlap discharge period signal b is generated so as to include the overlap period c1 indicated by a broken line in FIG.
The overlap period c1 is a period adjusted according to the operating state of the internal combustion engine at that time, for example, according to the rotational speed, the concentration of the air-fuel mixture, etc., and the overlap discharge period signal b is the length of the overlap period c1. The period during which the on level is maintained changes according to. That is, the ECU 70 generates the overlapping discharge period signal b indicating the overlapping period c1 suitable for the operating state of the internal combustion engine at that time.
More specifically, after the energization signal a is input, the overlap time control unit 40 changes from the on signal to on level again after an interval of a certain period during which the energization signal a changes from on to off and the ignition signal maintains the off level ( Alternatively, when the rising edge is detected immediately after detecting the falling edge of the energization signal a), the on-level ignition signal input at this time is recognized as the overlapped discharge period signal b.
When the overlap time control unit 40 recognizes the input of the overlap discharge period signal b, the overlap time control showing the second level output until the overlap discharge period signal b transitions from on to off, that is, until the overlap period c1 ends. Output a signal.
The DC-AC step-up circuit 10 outputs the second level AC voltage to the voltage doubler circuit 20 until the overlap time control signal indicating the second level output indicates the end of driving, that is, until transition to OFF. The voltage doubler circuit 20 to which the second level AC voltage is input generates a second level high voltage and supplies it to the spark plug 60 until the overlap period c1 ends.
The high voltage of the second level generated by the voltage doubler circuit 20 described above may be a level that can maintain the discharge spark generated in the spark plug 60. The ignition of the air-fuel mixture in the combustion chamber is stabilized when a high voltage of approximately 1.4 [kV] is supplied to the spark plug 60. Therefore, the voltage doubler circuit 20 needs to be configured to generate a high voltage of 1.4 [kV] or more using the output voltage of the DC-AC booster circuit 10.
Further, in the operating internal combustion engine, in particular, when the flow in the combustion chamber is high or when EGR is applied to a high level, in order to reliably maintain a discharge spark without misfiring, the same as the discharge voltage generated by the ignition coil 30 High voltage must be supplied. Therefore, the voltage doubler circuit 20 illustrated in FIG. 1 generates a second level high voltage similar to the output voltage 3 [kV] of the ignition coil 30.
As described above, since the voltage range for generating the discharge spark differs depending on the type and structure of the spark plug, the second level high voltage described here is an example, and is not limited to the above voltage value. The high voltage of the second level is set to an appropriate voltage value according to the type of spark plug used in the internal combustion engine, the state of the air-fuel mixture in the combustion stroke, and the like.
The second level high voltage generated by the voltage doubler circuit 20 is applied to one discharge electrode of the spark plug 60 via the GND portion of the internal combustion engine or the like. At this time, the spark plug 60 generates a discharge spark by the discharge voltage output from the ignition coil 30, and maintains the discharge spark by the second level high voltage applied via the GND. The current maintained in the discharged state is fed back from the other discharge electrode of the spark plug 60 to the DC-AC booster circuit 10 via the secondary coil 32 of the ignition coil 30.
The current output from the voltage doubler circuit 20 flows in the forward direction with respect to the current flowing through the secondary coil 32 when the ignition coil 30 generates a discharge voltage. In other words, the output current of the voltage doubler circuit 20 is a negative current.
The ECU 70 maintains the ignition signal at the off level during the period until the next ignition operation is performed after the overlapped discharge period signal b is output, and at an appropriate timing corresponding to the rotational speed of the internal combustion engine, as described above. Then, an energization signal a and an overlap discharge period signal b are generated and output to the overlap time control unit 40. Further, the overlap time control unit 40 to which these signals are input controls the ignition operation by the next overlap discharge.
As described above, according to the first embodiment, the ECU 70 generates an ignition signal including the energization signal a and the overlap discharge period signal b, and the overlap time control unit 40 performs DC according to the overlap discharge period signal b. Since the operation of the AC booster circuit 10 is controlled, the discharge spark generated in the spark plug 60 can be maintained for an appropriate period by adjusting the overlap discharge time even in a situation where the ignitability is deteriorated. A sufficient torque can be generated in the entire rotation region.
Further, since the time for performing the multiple discharge is changed in accordance with the operation state such as the rotation speed of the internal combustion engine, the multiple discharge which is not effective can be suppressed and the power consumption can be reduced.
Further, the voltage doubler circuit 20 has already generated the first level high voltage at the start of discharge of the spark plug 60, and since the second level high voltage starts to be generated at the start of the discharge, the spark plug 60 After the dielectric breakdown between the discharge electrodes occurs, the discharge current can be prevented from temporarily decreasing.
In addition, since the high voltage of the first level is superimposed on the discharge voltage generated by the ignition coil 30, it is possible to improve the characteristics that cause dielectric breakdown or the ignitability. In addition, since the first level high voltage is superimposed as described above, it is possible to generate a sufficiently strong discharge spark in the spark plug 60 even when the discharge voltage output from the ignition coil 30 is small. The ignition coil 30 can be reduced in size.
Further, since the booster circuit is constituted by the DC-AC booster circuit 10 and the voltage doubler circuit 20, the booster transformer used in the DC-AC booster circuit 10 can be downsized. Moreover, since it can comprise without providing a high voltage | pressure-resistant wiring, it becomes easy to aim at size reduction of the ignition device for internal combustion engines. Furthermore, the voltage doubler circuit 20 is configured by a small chip part and is built in the ignition coil 30, so that it is possible to reduce the size, thereby reducing the cost and space.

この発明の実施例２による内燃機関用点火装置を説明する。実施例２による内燃機関用点火装置は、図１に示したものと同様に構成されている。ここでは、実施例１の内燃機関用点火装置と同様な構成の重複説明を省略し、図１に記載した符号を用いて各部の説明を行う。
次に動作について説明する。
図４は、この発明の実施例２による内燃機関用点火装置の動作を示す説明図である。
この図は、実施例２の内燃機関用点火装置の動作において、当該装置の各部で観測される電圧または電流の経時変化、また、重ね時間制御部４０から出力される１次コイル通電信号および重ね時間制御信号を示したタイミングチャートである。
図４の最上段には、ＥＣＵ７０から出力される‘点火信号’を示している。その下段には、重ね時間制御部４０が上記の点火信号を用いて生成した‘１次コイル通電信号’を示している。
図４において、‘１次コイル通電信号’の下段に示した‘重ね時間制御信号’は、重ね時間制御部４０が生成する制御信号であり、ＤＣ−ＡＣ昇圧回路１０の動作を制御する信号である。
また、図４に示した‘点火コイル１次電流’は、点火コイル３０の１次側コイル３１に流れる電流、図４に示した‘点火コイル２次電圧’は、点火コイル３０の２次側コイル３２に発生する放電電圧である。
また、図４に示した‘倍電圧回路出力電圧’は、倍電圧回路２０が発生する高電圧である。図４に示した‘点火プラグ放電波形’は、前述の点火コイルの２次電圧と倍電圧回路出力電圧とを重畳して点火プラグ６０に印加したときの電圧波形である。
ここでは、実施例１で説明した動作と同様な部分の重複説明を省略し、実施例２の内燃機関用点火装置の特徴となる動作を説明する。
実施例２によるＥＣＵ７０は、稼働している内燃機関の例えば回転数に応じて図４に示す点火信号を生成する。この点火信号は、点火コイル３０の１次側コイル３１に１次電流を流すタイミング等を示す通電信号ａと、ＤＣ−ＡＣ昇圧回路１０ならびに倍電圧回路２０を稼動させて高電圧を出力する期間（重ね時間）を示す重ね放電期間信号ｂと、同一の燃焼行程において点火コイル３０に放電電圧を出力させる回数を示す点火回数信号ｄとを含むシリアル信号である。上記の重ね放電期間信号ｂは、通電信号ａから予め設定されている間隔を開けて出力されている。また、上記の点火回数信号ｄは、重ね放電期間信号ｂから予め設定されている間隔を開けて出力されている。
図４の通電信号ａおよび重ね放電期間信号ｂは、ＥＣＵ７０によって実施例１で説明したものと同様に生成された制御信号である。なお、図４に示した重ね放電期間信号ｂは、重ね期間ｃ２を含むように生成されている。重ね期間ｃ２は、少なくとも点火回数信号ｄが示す回数の放電電圧を点火コイル３０から出力することが可能な長さの期間である。
上記の点火回数信号ｄは、１回の燃焼行程において、重ね期間ｃ２内に点火コイル３０から放電電圧を出力させる回数を指示する制御信号である。なお、図４に示した点火回数信号ｄは、図示されない次回の燃焼行程の重ね期間ｃ２内にて行う放電電圧の出力回数を指示するもので、例えば所定期間内に存在するパルス波の数によって放電電圧の出力回数を示している。
ＥＣＵ７０は、内燃機関の回転数などの動作状況に応じて、例えば現在の回転数などに対応して混合気の燃焼効率が向上するように、上述の通電信号ａ、重ね放電期間信号ｂ、点火回数信号ｄを設定し、これらの信号からなる点火信号を重ね放電制御部４０へ出力する。
上述の点火信号を入力した重ね時間制御部４０は、通電信号ａを用いて実施例１で説明したものと同様に１次コイル通電信号を生成し、点火コイル３０へ出力する。また通電信号ａが有意を示したとき、実施例１で説明したように第１レベル出力の重ね時間制御信号を出力し、ＤＣ−ＡＣ昇圧回路２０に第１の交流電圧を生成させる。
通電信号ａに続いて重ね放電期間信号ｂを入力する重ね時間制御部４０は、例えば、前回の燃焼行程において入力した点火回数信号ｄを記憶しておき、この点火回数信号ｄが示す点火回数と対応して複数回有意を示す１次コイル通電信号を生成し、重ね放電期間信号ｂを入力している期間内に出力する。
例えば、先の燃焼行程もしくは先の点火サイクルにおいて入力した点火回数信号ｄが２つの有意を示すパルス信号であったとき、重ね時間制御部４０は、今回の燃焼行程における重ね期間ｃ２内において、点火コイル３０から放電電圧を‘２回’出力させると認識する。この後、今回の燃焼行程の通電信号ａを入力し、これに続いて重ね放電期間信号ｂを入力すると、前述のように通電信号ａに応じて生成した１次コイル通電信号を用いて点火コイル３０から放電電圧を出力させた後、重ね放電期間信号ｂが有意を示す期間内に、例えば重ね期間ｃ２の開始とともに１次コイル通電信号をｏｆｆからｏｎへ遷移させて点火コイル３０へ出力する。
重ね期間ｃ２内において、上記のようにｏｆｆからｏｎへ遷移した１次コイル通電信号は、通電信号ａに応じて有意を示したときと同様な長さのｏｎレベルの期間が経過した後にｏｆｆへ遷移し、即ち通電信号ａによって有意を示したときと同様なパルス幅で有意を示す。換言すると、１次側コイル３１に流れる１次電流の導通と遮断とを、通電信号ａが入力されたときと同様な時間間隔で行い、同様な大きさの放電電圧を２次側コイル３２に発生させる。
重ね時間制御部４０は、重ね期間ｃ２内において点火コイル３０から放電電圧を複数回出力させるときには、例えば各有意を示す部分が等間隔で現れるように１次コイル通電信号を生成する。
図４に例示した動作では、通電信号ａに対応して点火コイル３０から出力させた放電電圧を含めると、１つの燃焼行程において計３回点火コイル３０から放電電圧を出力させ、点火プラグ６０に供給している。
また、重ね時間制御部４０は、実施例１で説明したものと同様に、重ね放電期間信号ｂを入力すると、第２レベル出力を示す重ね放電時間制御信号を生成し、ＤＣ−ＡＣ昇圧回路１０に第２レベルの交流電圧を出力させる。この第２レベルの交流電圧を入力した倍電圧回路２０は、第２レベルの高電圧を点火プラグ６０へ供給する。即ち、重ね期間ｃ２内において、倍電圧回路２０から第２の高電圧が点火プラグ６０へ印加されているとき、点火回数信号ｄに対応して点火コイル３０に発生させた放電電圧が重畳される。このようにＤＣ−ＡＣ昇圧回路１０および倍電圧回路２０が稼動して第２レベルの高電圧が点火プラグ６０へ供給されている最中に、点火コイル３０から放電電圧が供給されるため、シリンダ内で失火が生じても再度点火することが可能になる。
なお、重ね時間制御部４０は、実施例１で説明したものと同様に、重ね放電期間信号ｂが有意を示さなくなると、即ち当該信号がｏｎからｏｆｆへ遷移すると、第２レベル出力を示す重ね時間制御信号の出力を終了し、ＤＣ−ＡＣ昇圧回路１０ならびに倍電圧回路２０の出力動作を終了させる。
以上のように、この実施例２によれば、ＥＣＵ７０が、重ね期間ｃ２において点火コイル３０に放電電圧を発生させる回数を示す点火回数信号ｄを含めて点火信号を生成し、この点火信号を入力した重ね時間制御部４０が、重ね期間ｃ２において倍電圧回路２０から第２レベルの高電圧を出力させているとき、点火回数信号ｄが示す回数の放電電圧を点火コイル３０から出力するようにしたので、高ＥＧＲとなる回転数領域や燃焼室内の流動が高い場合であっても、確実に混合気へ点火することができ、また、失火したときには再点火することも可能になり、十分なトルクを発生することができる。
なお、前述の実施例１および実施例２の内燃機関用点火装置は、点火コイル３０が発生した放電電圧に重畳する第２レベルの高電圧を生成するとき、昇圧回路（ＤＣ−ＡＣ昇圧回路１０および倍電圧回路２０）が第１レベルの高電圧を生成することによってプレチャージを行い、速やかに第２レベルの高電圧を出力するように動作している。第２レベルの高電圧と同様な高電圧を速やかに出力することができる昇圧回路を備えた場合には、上述の第１レベルの高電圧等を生成することなく重ね放電を行うように構成することも可能である。An internal combustion engine ignition device according to Embodiment 2 of the present invention will be described. The internal combustion engine ignition device according to the second embodiment is configured in the same manner as that shown in FIG. Here, overlapping description of the same configuration as the ignition device for the internal combustion engine of the first embodiment is omitted, and each part is described using the reference numerals shown in FIG.
Next, the operation will be described.
FIG. 4 is an explanatory view showing the operation of the internal combustion engine ignition device according to Embodiment 2 of the present invention.
This figure shows changes in the voltage or current observed in each part of the ignition device for an internal combustion engine of Example 2 with time, the primary coil energization signal output from the overlap time control unit 40, and the overlap. 3 is a timing chart showing a time control signal.
The “ignition signal” output from the ECU 70 is shown at the top of FIG. In the lower stage, the “primary coil energization signal” generated by the overlap time control unit 40 using the ignition signal is shown.
In FIG. 4, the “overlap time control signal” shown in the lower part of the “primary coil energization signal” is a control signal generated by the overlap time control unit 40 and a signal for controlling the operation of the DC-AC booster circuit 10. is there.
Also, the “ignition coil primary current” shown in FIG. 4 is a current flowing through the primary coil 31 of the ignition coil 30, and the “ignition coil secondary voltage” shown in FIG. This is a discharge voltage generated in the coil 32.
4 is a high voltage generated by the voltage doubler circuit 20. The voltage doubler circuit output voltage shown in FIG. The “ignition plug discharge waveform” shown in FIG. 4 is a voltage waveform when the secondary voltage of the ignition coil and the output voltage of the voltage doubler circuit are superimposed and applied to the ignition plug 60.
Here, the description of the same part as the operation described in the first embodiment is omitted, and the operation that characterizes the internal combustion engine ignition device of the second embodiment will be described.
The ECU 70 according to the second embodiment generates an ignition signal shown in FIG. 4 according to, for example, the rotational speed of the operating internal combustion engine. This ignition signal includes an energization signal a indicating the timing of flowing a primary current to the primary coil 31 of the ignition coil 30, and a period in which the DC-AC booster circuit 10 and the voltage doubler circuit 20 are operated to output a high voltage. It is a serial signal including an overlap discharge period signal b indicating (overlap time) and an ignition frequency signal d indicating the number of times the discharge voltage is output to the ignition coil 30 in the same combustion stroke. The overlap discharge period signal b is output at a predetermined interval from the energization signal a. The ignition frequency signal d is output at a predetermined interval from the overlapped discharge period signal b.
The energization signal a and the overlapping discharge period signal b in FIG. 4 are control signals generated by the ECU 70 in the same manner as described in the first embodiment. Note that the overlap discharge period signal b shown in FIG. 4 is generated so as to include the overlap period c2. The overlap period c2 is a period of a length that allows at least the discharge voltage indicated by the ignition frequency signal d to be output from the ignition coil 30.
The ignition frequency signal d is a control signal for instructing the number of times that the discharge voltage is output from the ignition coil 30 within the overlap period c2 in one combustion stroke. Note that the ignition frequency signal d shown in FIG. 4 indicates the number of times the discharge voltage is output within the next combustion stroke overlap period c2 (not shown). For example, the ignition frequency signal d depends on the number of pulse waves existing within a predetermined period. The number of discharge voltage outputs is shown.
The ECU 70 determines the above-described energization signal a, overlapped discharge period signal b, ignition so that the combustion efficiency of the air-fuel mixture is improved in accordance with the operation state such as the rotation speed of the internal combustion engine, for example, corresponding to the current rotation speed. The number-of-times signal d is set, and an ignition signal composed of these signals is output to the overlapping discharge control unit 40.
The overlap time control unit 40 to which the above-described ignition signal is input generates a primary coil energization signal using the energization signal a as described in the first embodiment, and outputs the primary coil energization signal to the ignition coil 30. When the energization signal a is significant, the first level output overlap time control signal is output as described in the first embodiment to cause the DC-AC booster circuit 20 to generate the first AC voltage.
The overlap time control unit 40 that inputs the overlap discharge period signal b following the energization signal a stores, for example, the ignition frequency signal d input in the previous combustion stroke, and the ignition frequency indicated by the ignition frequency signal d Correspondingly, a primary coil energization signal that shows significance for a plurality of times is generated and output within the period in which the overlap discharge period signal b is input.
For example, when the ignition frequency signal d input in the previous combustion stroke or the previous ignition cycle is a pulse signal indicating two significances, the overlap time control unit 40 performs ignition within the overlap period c2 in the current combustion stroke. It is recognized that the discharge voltage is output “twice” from the coil 30. Thereafter, when the energization signal a of the current combustion stroke is input and subsequently the overlap discharge period signal b is input, the ignition coil is generated using the primary coil energization signal generated according to the energization signal a as described above. After the discharge voltage is output from 30, the primary coil energization signal is shifted from off to on and output to the ignition coil 30 with the start of the overlap period c2, for example, within a period in which the overlap discharge period signal b is significant.
In the overlap period c2, the primary coil energization signal that has transitioned from off to on as described above is turned off after a period of the on level having the same length as when the signifi cant signifies according to the energization signal a. It changes at the same time, that is, it is significant with the same pulse width as when it is significant by the energization signal a. In other words, the primary current flowing through the primary coil 31 is turned on and off at the same time intervals as when the energization signal a is input, and a discharge voltage of the same magnitude is applied to the secondary coil 32. generate.
When the discharge voltage is output from the ignition coil 30 a plurality of times within the overlap period c2, the overlap time control unit 40 generates the primary coil energization signal so that, for example, portions showing significance appear at regular intervals.
In the operation illustrated in FIG. 4, when the discharge voltage output from the ignition coil 30 corresponding to the energization signal a is included, the discharge voltage is output from the ignition coil 30 a total of three times in one combustion stroke, and the ignition plug 60 is output. Supply.
In addition, when the overlap discharge period signal b is input, the overlap time control unit 40 generates the overlap discharge time control signal indicating the second level output when the overlap discharge period signal b is input. To output a second level AC voltage. The voltage doubler circuit 20 to which the second level AC voltage is input supplies the second level high voltage to the spark plug 60. That is, when the second high voltage is applied from the voltage doubler circuit 20 to the spark plug 60 within the overlap period c2, the discharge voltage generated in the ignition coil 30 corresponding to the ignition frequency signal d is superimposed. . Since the discharge voltage is supplied from the ignition coil 30 while the DC-AC booster circuit 10 and the voltage doubler circuit 20 are operated and the second level high voltage is supplied to the spark plug 60 in this way, the cylinder Even if a misfire occurs, it can be ignited again.
In addition, the overlap time control unit 40, like the one described in the first embodiment, displays the second level output when the overlap discharge period signal b does not show significance, that is, when the signal transitions from on to off. The output of the time control signal is terminated, and the output operations of the DC-AC booster circuit 10 and the voltage doubler circuit 20 are terminated.
As described above, according to the second embodiment, the ECU 70 generates an ignition signal including the ignition number signal d indicating the number of times the discharge voltage is generated in the ignition coil 30 in the overlap period c2, and inputs the ignition signal. When the overlap time control unit 40 outputs the second level high voltage from the voltage doubler circuit 20 in the overlap period c2, the discharge voltage of the number of times indicated by the ignition frequency signal d is output from the ignition coil 30. Therefore, even when the rotation speed region where the EGR is high or the flow in the combustion chamber is high, it is possible to reliably ignite the air-fuel mixture, and it is possible to re-ignite in the event of a misfire, and sufficient torque Can be generated.
When the internal combustion engine ignition device according to the first and second embodiments generates a second high voltage superimposed on the discharge voltage generated by the ignition coil 30, the booster circuit (DC-AC booster circuit 10) is used. The voltage doubler circuit 20) operates to precharge by generating a first level high voltage and to quickly output a second level high voltage. In the case where a booster circuit that can quickly output a high voltage similar to the second level high voltage is provided, it is configured to perform overlapping discharge without generating the first level high voltage or the like. It is also possible.

１０ ＤＣ−ＡＣ昇圧回路
２０ 倍電圧回路
３０ 点火コイル
３１ １次側コイル
３２ ２次側コイル
３３ スイッチトランジスタ
４０ 重ね時間制御部
５０ 高圧ダイオード
６０ 点火プラグ
７０ ＥＣＵ
１００ バッテリ
１２０ 点火コイル
１２１ １次側コイル
１２２ ２次側コイル
１２３ スイッチトランジスタ
１４２ スイッチトランジスタ
１４０ ＤＣ−ＤＣコンバータ
１４１ 昇圧トランス
１４３ 発振回路
１４４ 出力コンデンサ
２００ 点火プラグDESCRIPTION OF SYMBOLS 10 DC-AC booster circuit 20 Voltage doubler circuit 30 Ignition coil 31 Primary side coil 32 Secondary side coil 33 Switch transistor 40 Overlap time control part 50 High voltage diode 60 Spark plug 70 ECU
DESCRIPTION OF SYMBOLS 100 Battery 120 Ignition coil 121 Primary side coil 122 Secondary side coil 123 Switch transistor 142 Switch transistor 140 DC-DC converter 141 Step-up transformer 143 Oscillation circuit 144 Output capacitor 200 Spark plug

Claims (3)

内燃機関の動作を制御するＥＣＵが生成した点火信号に応じて点火プラグに放電火花を発生させる内燃機関用点火装置であって、
前記点火プラグに供給する放電電圧を発生する点火コイルと、
前記点火コイルの１次電流の通電を制御するスイッチと、
前記放電電圧に重畳する高電圧を生成する昇圧回路と、
前記点火信号に応じて前記スイッチの動作を制御するとともに前記昇圧回路の動作を制御する重ね時間制御部と、
を備え、
前記ＥＣＵが、前記点火コイルの出力タイミングを示す通電信号と、前記昇圧回路が前記高電圧を生成する期間を示す重ね放電期間信号と、
前記昇圧回路から高電圧が出力されている期間に前記点火コイルから放電電圧を出力させる回数を示す点火回数信号と、
を含む点火信号を生成し、
前記重ね時間制御部は、
入力した前記点火信号の通電信号が示すタイミングで前記スイッチの動作を制御して前記点火コイルの１次電流を遮断し、該点火コイルが発生した放電電圧を前記点火プラグへ供給して放電火花を発生させ、
前記点火信号の点火回数信号が示す回数に応じて、前記点火コイルに放電電圧を発生させて前記昇圧回路から出力されている高電圧に重畳して前記点火プラグへ供給し、
前記点火信号の重ね放電期間信号が示す期間が終了するまで前記高電圧を前記点火プラグへ供給して前記放電火花を維持する、
ことを特徴とする内燃機関用点火装置。 An ignition device for an internal combustion engine that generates a discharge spark in a spark plug in response to an ignition signal generated by an ECU that controls the operation of the internal combustion engine,
An ignition coil for generating a discharge voltage to be supplied to the spark plug;
A switch for controlling energization of a primary current of the ignition coil;
A booster circuit for generating a high voltage superimposed on the discharge voltage;
An overlap time control unit for controlling the operation of the switch in accordance with the ignition signal and controlling the operation of the booster circuit;
With
The ECU, an energization signal indicating the output timing of the ignition coil, and an overdischarge period signal indicating a period during which the booster circuit generates the high voltage,
An ignition frequency signal indicating the number of times the discharge voltage is output from the ignition coil during a period in which a high voltage is output from the booster circuit;
Generates an ignition signal including
The overlap time controller is
The operation of the switch is controlled at the timing indicated by the energization signal of the input ignition signal, the primary current of the ignition coil is cut off, and the discharge voltage generated by the ignition coil is supplied to the ignition plug to generate a discharge spark. Generate
In accordance with the number of times indicated by the ignition frequency signal of the ignition signal, a discharge voltage is generated in the ignition coil and superimposed on the high voltage output from the booster circuit and supplied to the spark plug.
Maintaining the discharge spark by supplying the high voltage to the spark plug until the period indicated by the overlapped discharge period signal of the ignition signal ends;
An internal combustion engine ignition device. 前記重ね時間制御部は、
前記通電信号を入力すると、前記昇圧回路に、前記点火プラグに放電火花が発生しない第１レベルの高電圧を出力させ、
前記重ね放電期間信号を入力すると、前記昇圧回路に、前記点火プラグに発生している放電火花を維持する第２レベルの高電圧を出力させる、
ことを特徴とする請求項１に記載の内燃機関用点火装置。 The overlap time controller is
When the energization signal is input, the booster circuit is caused to output a first level high voltage that does not generate a discharge spark in the spark plug,
When the overlapped discharge period signal is input, the booster circuit outputs a second level high voltage that maintains the discharge spark generated in the spark plug.
The ignition device for an internal combustion engine according to claim 1 . 内燃機関の動作を制御するＥＣＵが生成した点火信号に応じて点火プラグに放電火花を発生させる内燃機関用点火装置であって、An ignition device for an internal combustion engine that generates a discharge spark in a spark plug in response to an ignition signal generated by an ECU that controls the operation of the internal combustion engine,
前記点火プラグに供給する放電電圧を発生する点火コイルと、An ignition coil for generating a discharge voltage to be supplied to the spark plug;
前記点火コイルの１次電流の通電を制御するスイッチと、A switch for controlling energization of a primary current of the ignition coil;
前記放電電圧に重畳する高電圧を生成する昇圧回路と、A booster circuit for generating a high voltage superimposed on the discharge voltage;
前記点火信号に応じて前記スイッチの動作を制御するとともに前記昇圧回路の動作を制御する重ね時間制御部と、An overlap time control unit for controlling the operation of the switch in accordance with the ignition signal and controlling the operation of the booster circuit;
を備え、With
前記ＥＣＵが、前記点火コイルの出力タイミングを示す通電信号と、前記昇圧回路が前記高電圧を生成する期間を示す重ね放電期間信号と、を含む点火信号を生成し、The ECU generates an ignition signal including an energization signal indicating an output timing of the ignition coil and an overdischarge period signal indicating a period during which the booster circuit generates the high voltage;
前記重ね時間制御部は、The overlap time controller is
前記通電信号を入力すると、前記昇圧回路に、前記点火プラグに放電火花が発生しない第１レベルの高電圧を出力させ、When the energization signal is input, the booster circuit is caused to output a first level high voltage that does not generate a discharge spark in the spark plug,
前記通電信号が示すタイミングで前記スイッチの動作を制御して前記点火コイルの１次電流を遮断し、該点火コイルが発生した放電電圧を前記点火プラグへ供給して放電火花を発生させ、The operation of the switch is controlled at the timing indicated by the energization signal to cut off the primary current of the ignition coil, and the discharge voltage generated by the ignition coil is supplied to the ignition plug to generate a discharge spark,
前記点火信号の重ね放電期間信号を入力すると、前記昇圧回路に、前記点火プラグに発生している放電火花を維持する第２レベルの高電圧を出力させ、前記重ね放電期間信号が示す期間が終了するまで前記第２レベルの高電圧を前記点火プラグへ供給する、When the overlapped discharge period signal of the ignition signal is input, the booster circuit outputs a second level high voltage that maintains the discharge spark generated in the spark plug, and the period indicated by the overlapped discharge period signal ends. Supplying the second level high voltage to the spark plug until
ことを特徴とする内燃機関用点火装置。An internal combustion engine ignition device.
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