JP6331618B2 - Ignition device for internal combustion engine - Google Patents
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Description
本発明は、内燃機関(エンジン)に用いられる点火装置に関し、特に火花放電の継続技術に関する。 The present invention relates to an ignition device used for an internal combustion engine (engine), and more particularly to a technique for continuing spark discharge.
点火プラグの負担を軽減し、無駄な電力消費を抑えて、火花放電を継続させる技術として、周知の点火回路(主点火回路と称す)によって最初の火花放電(主点火と称す)を開始させ、主点火中に1次コイルのマイナス側からバッテリ電圧供給ラインに向けて電気エネルギを投入して2次コイルに同一方向の2次電流を継続して流し、主点火で生じた火花放電を同一極性で任意の期間(以下、放電継続期間)に亘って継続させる「エネルギ投入回路」を考案した(公知技術でない)。
なお、以下では、エネルギ投入回路により継続させる火花放電(即ち、主点火に続く火花放電)を「継続火花放電」と称する。
As a technology to reduce the burden on the spark plug, suppress unnecessary power consumption, and continue the spark discharge, the first spark discharge (referred to as main ignition) is started by a well-known ignition circuit (referred to as main ignition circuit), During main ignition, electric energy is input from the negative side of the primary coil toward the battery voltage supply line, and a secondary current in the same direction is continuously supplied to the secondary coil, so that the spark discharge generated by the main ignition has the same polarity. Thus, an "energy input circuit" that can be continued for an arbitrary period (hereinafter referred to as a discharge duration) has been devised (not a known technique).
Hereinafter, the spark discharge that is continued by the energy input circuit (that is, the spark discharge following the main ignition) is referred to as “continuous spark discharge”.
エネルギ投入回路は、放電継続期間中に1次コイルに投入する投入エネルギを制御することで、2次電流をコントロールして火花放電の維持を行う。この技術により点火プラグの負担を軽減し、且つ無駄な電力消費を抑えて、火花放電の継続を行うことができる。
次に、背景技術の理解補助の目的で、本発明の特徴技術を適用していないエネルギ投入回路の具体例を図3に基づき説明する(上述したように、公知技術ではない)。なお、図3に用いる符合は、後述する「実施例」と同一機能物に同一符合を付したものである。
The energy input circuit controls the secondary current to maintain the spark discharge by controlling the input energy input to the primary coil during the discharge continuation period. With this technique, it is possible to reduce the burden on the spark plug and to suppress unnecessary power consumption, and to continue the spark discharge.
Next, for the purpose of assisting understanding of the background art, a specific example of an energy input circuit to which the characteristic technique of the present invention is not applied will be described with reference to FIG. In addition, the code | symbol used for FIG. 3 attaches | subjects the same code | symbol to the same function thing as the "Example" mentioned later.
図3に示す点火装置は、点火用スイッチング手段10の切り替えにより主点火を行うフルトラタイプの主点火回路7と、継続火花放電を行うエネルギ投入回路8とを備える。
エネルギ投入回路8は、
・バッテリ電圧を昇圧してコンデンサ13に蓄える昇圧回路12と、
・1次コイル3のマイナス側に投入する電気エネルギをコントロールするエネルギ投入用スイッチング手段14およびエネルギ投入用ドライバ回路15と、
を備えて構成される。
The ignition device shown in FIG. 3 includes a full-tra type
The
A
An energy input switching means 14 for controlling the electric energy input to the negative side of the primary coil 3 and an energy
It is configured with.
主点火回路7は、ECU(エンジン・コントロール・ユニットの略)等から付与される点火信号IGTに基づいて作動するものであり、点火信号IGTがONされることで、1次コイル3が通電される。そして、点火信号IGTがOFFされて1次コイル3の通電が遮断されると、2次コイル4に高電圧が発生し、点火プラグ1において主点火が開始される。
一方、エネルギ投入回路8は、ECU等から付与される放電継続信号IGWに基づいて作動するものであり、放電継続期間信号IGWがONされることで、1次コイル3のマイナス側からプラス側に向かう電気エネルギを投入する。具体的には、エネルギ投入用スイッチング手段14をON−OFF制御することで2次電流を略一定にコントロールする。
The
On the other hand, the
(問題点)
主点火が消える前に継続火花放電を開始するには、点火信号IGTがON状態からOFF状態へ切り替わった直後に放電継続信号IGWをONさせる必要がある。
しかし、点火信号IGTのOFF後、放電継続信号IGWのONタイミングが遅れると、主点火が消えてからエネルギ投入回路8が遅れて作動する可能性がある。エネルギ投入回路8による電気エネルギの投入開始が遅れた場合、遅れて投入された電気エネルギーだけでは2次電圧の発生電圧が低くて再点火に至らない。このため、エネルギ投入回路8の作動タイミングが遅れることで、継続火花放電の継続が実施できなくなる懸念がある。
(problem)
In order to start the continuous spark discharge before the main ignition is extinguished, it is necessary to turn on the discharge continuation signal IGW immediately after the ignition signal IGT is switched from the ON state to the OFF state.
However, if the ON timing of the discharge continuation signal IGW is delayed after the ignition signal IGT is turned OFF, the
逆に、点火信号IGTのOFF前に、放電継続信号IGWが早くONすると、コンデンサ13に蓄えた電気エネルギが点火用スイッチング手段10を介してアース側へ流れてしまう。即ち、エネルギ投入回路8がフライング作動することで短絡電流が生じてしまう不具合がある。
On the contrary, if the discharge continuation signal IGW is turned on early before the ignition signal IGT is turned off, the electric energy stored in the
本発明は、上記問題点に鑑みてなされたものであり、その目的は、主点火の発生と同時にエネルギ投入回路を作動させることができる内燃機関用点火装置の提供にある。 The present invention has been made in view of the above problems, and an object thereof is to provide an internal combustion engine ignition device capable of operating an energy input circuit simultaneously with the occurrence of main ignition.
本発明の内燃機関用点火装置のエネルギ投入回路は、「特許請求の範囲の請求項1」に記載したように、投入信号生成部が、点火信号IGTのON中(ON同時からOFF直前までのいずれかの期間)から火花継続期間の終了まで放電継続信号IGWを継続してオンする。そして、放電継続信号IGWがON状態で、且つ点火信号IGTがOFF状態の時に限り、1次コイルに電気エネルギの投入を行わせる禁止区間設定部をエネルギ投入回路に設ける。 According to the energy input circuit of the ignition device for an internal combustion engine of the present invention, as described in "Claim 1 of Claims", the input signal generation unit is in the ON state of the ignition signal IGT (from the time of ON to immediately before the OFF). The discharge continuation signal IGW is continuously turned on from any period) until the end of the spark continuation period. And only when the discharge continuation signal IGW is in the ON state and the ignition signal IGT is in the OFF state, the energy input circuit is provided with a prohibition section setting unit that causes the primary coil to input electric energy.
このように設けることで、点火信号IGTがONからOFFへ切り替わると同時にエネルギ投入回路を作動させることができ、主点火と継続火花放電をほぼ同時に開始できる。これにより、エネルギ投入回路の作動遅れによる継続火花放電の発生不良を防ぎ、且つエネルギ投入回路のフライング作動による短絡電流の発生を防ぐことができる。
また、他の効果として、主点火時における2次電流のピーク発生タイミング(即ち、主点火タイミング)と、継続火花放電の開始に伴う2次電流の発生タイミングとをほぼ一致させることができ、両方の2次電流を重畳できる。これにより、主点火回路7の電力消費を抑えて大電流での主点火を開始させることが可能になり、着火性と省エネ性に優れた点火装置を提供できる。
By providing in this way, the energy input circuit can be operated simultaneously with the ignition signal IGT switching from ON to OFF, and the main ignition and the continuous spark discharge can be started almost simultaneously. As a result, it is possible to prevent the occurrence of a continuous spark discharge due to a delay in the operation of the energy input circuit and to prevent the occurrence of a short-circuit current due to the flying operation of the energy input circuit.
In addition, as another effect, the peak generation timing of the secondary current at the time of main ignition (that is, the main ignition timing) and the generation timing of the secondary current accompanying the start of the continuous spark discharge can be substantially matched. The secondary current can be superimposed. Thereby, it becomes possible to suppress the power consumption of the
以下において「発明を実施するための形態」を詳細に説明する。 Hereinafter, “DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION” will be described in detail.
本発明の具体的な一例(実施例)を図面に基づき説明する。なお、以下の「実施例」は具体的な一例を開示するものであり、本発明が「実施例」に限定されないことは言うまでもない。 A specific example (example) of the present invention will be described with reference to the drawings. The following “Example” discloses a specific example, and it goes without saying that the present invention is not limited to the “Example”.
[実施例1]
図1、図2を参照して実施例1を説明する。
この実施例1における点火装置は、車両走行用の火花点火エンジンに用いられるものであり、所定の点火タイミング(点火時期)で燃焼室内の混合気に着火(点火)を行うものである。なお、エンジンの一例は、ガソリンを燃料とする希薄燃焼(リーンバーン燃焼)が可能な直噴式エンジンであり、排気ガスの一部をEGRガスとしてエンジン吸気側へ戻すEGR装置を搭載し、さらに気筒内に混合気の旋回流(タンブル流やスワール流等)を生じさせる旋回流コントロール手段を備える。
[Example 1]
A first embodiment will be described with reference to FIGS.
The ignition device according to the first embodiment is used for a spark ignition engine for running a vehicle, and ignites (ignites) an air-fuel mixture in a combustion chamber at a predetermined ignition timing (ignition timing). An example of an engine is a direct injection engine capable of lean burn using gasoline as fuel, equipped with an EGR device that returns a part of the exhaust gas to the engine intake side as EGR gas, and a cylinder A swirling flow control means for generating a swirling flow (tumble flow, swirl flow, etc.) of the air-fuel mixture is provided.
この実施例1における点火装置は、各気筒の点火プラグ1ごとに対応した点火コイル2を用いるDI(ダイレクト・イグニッションの略)タイプである。
この点火装置は、エンジン制御の中枢を成すECUから与えられる指示信号(点火信号IGT及び放電継続信号IGW)に基づいて点火コイル2の1次コイル3を通電制御するものであり、1次コイル3を通電制御することで点火コイル2の2次コイル4に生じる電気エネルギをコントロールして、点火プラグ1の火花放電をコントロールする。
The ignition device in the first embodiment is a DI (abbreviation for direct ignition) type that uses an
This ignition device controls energization of the primary coil 3 of the
ECUは、エンジンの運転状態に応じた点火信号IGTおよび放電継続信号IGWを生成して出力する。具体的なエンジンの運転状態は、各種センサから取得したエンジンパラメータ(暖機状態、エンジン回転速度、エンジン負荷等)やエンジンの制御状態(希薄燃焼の有無、旋回流の程度等)である。 The ECU generates and outputs an ignition signal IGT and a discharge continuation signal IGW corresponding to the operating state of the engine. Specific engine operating states are engine parameters (warm-up state, engine speed, engine load, etc.) acquired from various sensors and engine control states (presence of lean combustion, degree of swirling flow, etc.).
ここで、ECUのうち、エンジンの運転状態に応じて点火信号IGTを出力する手段を点火信号生成部5と称する。
点火信号IGTは、主点火を行うために1次コイル3の通電を実施させる指示信号であり、点火信号生成部5は、図2の「IGT」に示すように、主点火開始の所定タイミング前から主点火開始までの期間に亘って点火信号IGTを継続してONする。
Here, the means for outputting the ignition signal IGT in accordance with the operating state of the engine in the ECU is referred to as an
The ignition signal IGT is an instruction signal for energizing the primary coil 3 in order to perform main ignition, and the ignition
また、ECUのうち、エンジンの運転状態に応じて放電継続信号IGWを出力する手段を投入信号生成部6と称する。
放電継続信号IGWは、主点火に続く継続火花放電の継続期間の指示信号であり、投入信号生成部6は、点火信号IGTのON中(ON同時からOFF直前までのいずれかの期間)から火花継続期間の終了までの期間に亘って放電継続信号IGWを継続してONする。具体的な一例として、この実施例では、投入信号生成部6は、図2の「IGW」に示すように、点火信号IGTのONと同時に放電継続信号IGWをON状態へ切り替え、放電継続期間の終了までON状態を保ち、放電継続期間の終了時に放電継続信号IGWをOFF状態へ切り替えるように設けられる。
Further, a means for outputting the discharge continuation signal IGW in accordance with the operating state of the engine in the ECU is referred to as a making
The discharge continuation signal IGW is an instruction signal for the continuation period of the continuous spark discharge following the main ignition, and the making
点火装置は、
・各気筒毎に搭載される点火プラグ1と、
・各点火プラグ1毎に搭載される点火コイル2と、
・フルトラ作動を行う主点火回路7と、
・継続火花放電を行うエネルギ投入回路8と、
を備えて構成される。
The ignition device
A spark plug 1 mounted for each cylinder;
An
A
An
It is configured with.
なお、主点火回路7とエネルギ投入回路8の主要部は、「点火回路ユニット」として共通のケース内に収容配置されて、点火プラグ1や点火コイル2とは異なる場所に設置される。
The main parts of the
点火プラグ1は、周知なものであり、2次コイル4の一端に接続される中心電極と、エンジンのシリンダヘッド等を介してアース接地される外側電極とを備え、2次コイル4から印加される高電圧により中心電極と外側電極との間で火花放電を発生させる。
The spark plug 1 is a well-known one, and includes a center electrode connected to one end of the
点火コイル2は、周知なものであり、1次コイル3と、この1次コイル3の巻数より多くの巻数を有する2次コイル4とを備える。
1次コイル3の一端は、車載バッテリ9のプラス電極から電力の供給を受けるバッテリ電圧供給ラインαに接続される。
1次コイル3の他端側は、主点火回路7の点火用スイッチング手段10(例えば、パワートランジスタ、MOS型トランジスタ、サイリスタ等)を介してアース接地される。
The
One end of the primary coil 3 is connected to a battery voltage supply line α that receives power from the positive electrode of the in-
The other end of the primary coil 3 is grounded via an ignition switching means 10 (for example, a power transistor, a MOS transistor, a thyristor, etc.) of the
2次コイル4の一端は、上述したように点火プラグ1の中心電極に接続される。
2次コイル4の他端は、バッテリ電圧供給ラインαに接続されるか、あるいはアース接地される。なお、図1は、2次コイル4の他端が、1次コイル3の通電時に不要な2時電圧の発生を抑制する第1ダイオード11を介してアース接地される例である。
One end of the
The other end of the
主点火回路7は、点火信号IGTに基づいて1次コイル3の通電制御を行う。具体的に、主点火回路7は、点火信号IGTのON期間に亘って点火用スイッチング手段10をONするものであり、点火用スイッチング手段10がONすることで点火コイル2の1次コイル3が通電される。
The
エネルギ投入回路8は、放電継続信号IGWに基づいて1次コイル3に電気エネルギの投入を行うことで、2次コイル4に同一方向の電流を継続して流して、主点火回路7の作動によって開始した同一極性の火花放電を継続させる。
具体的にエネルギ投入回路8は、着火性が低下する運転状態の時(希薄燃焼時、強旋回流の発生時、高EGR率時、低温始動時など)に火花放電の継続を行って混合気の着火性を高めるものであり、
・バッテリ電圧を昇圧させる昇圧回路12と、
・この昇圧回路12にて昇圧した電気エネルギを蓄えるコンデンサ13と、
・コンデンサ13に蓄えた電気エネルギを1次コイル3に投入するエネルギ投入ラインβをON−OFFするエネルギ投入用スイッチング手段14(例えば、MOS型トランジスタ、パワートランジスタ等)と、
・このエネルギ投入用スイッチング手段14のON−OFF作動を制御するエネルギ投入用ドライバ回路15と、
コンデンサ13から1次コイル3のみへ電流を流す第2ダイオード16と、
を備えて構成される。
The
Specifically, the
A
A
An energy input switching means 14 (for example, a MOS transistor, a power transistor, etc.) for turning on and off an energy input line β for inputting electric energy stored in the
An energy
A
It is configured with.
昇圧回路12は、直流電圧を昇圧するDC−DCコンバータであり、
・一端がバッテリ電圧供給ラインαに接続されたチョークコイル17と、
・このチョークコイル17の通電状態を断続する昇圧用スイッチング手段18(例えば、磁界効果型トランジスタ、パワートランジスタ等)と、
・この昇圧用スイッチング手段18を繰り返しON−OFFさせる昇圧用ドライバ回路19と、
・コンデンサ13に蓄えた電気エネルギがチョークコイル17側へ逆流するのを防ぐ第3ダイオード20と、
を備えて構成される。
The
A
A step-up switching means 18 (for example, a magnetic field effect transistor, a power transistor, etc.) for intermittently energizing the
A boosting
A
It is configured with.
昇圧用ドライバ回路19は、点火信号生成部5から点火信号IGTが与えられる期間に亘って昇圧用スイッチング手段18を所定周期で繰り返してON−OFFするように設けられている。
The step-up
エネルギ投入用ドライバ回路15は、エネルギ投入用スイッチング手段14のON−OFF状態をコントロールし、1次コイル3に投入する電気エネルギを制御することで、放電継続信号が与えられる期間に亘って2次電流を所定の目標範囲に維持させるものである。
The energy
エネルギ投入用ドライバ回路15の具体的な一例は、2次電流を電流検出センサ等を用いてモニターし、モニターした2次電流が所定の目標範囲を維持するようにエネルギ投入用スイッチング手段14のON−OFF状態をフィードバック制御するものである。あるいは、2次電流が所定の目標範囲を維持するようにオープンループ制御によってエネルギ投入用スイッチング手段14をON−OFF制御するものであっても良い。また、継続火花放電中における2次電流の目標値は、一定であっても良いし、エンジンの運転状態(ECUから付与される図示しない指示信号)に応じて変更するものであっても良い。
A specific example of the energy
ここで、この実施例1のエネルギ投入回路8には、放電継続信号IGWがオン状態であっても、点火信号IGTがON状態の場合に1次コイル3への電気エネルギの投入を禁止し、放電継続信号IGWがオン状態で、且つ点火信号IGTがオフ状態の時に限り、1次コイル3に電気エネルギの投入を行わせる禁止区間設定部21が設けられている。
即ち、禁止区間設定部21は、放電継続信号IGWがON状態であっても、点火信号IGTのON中はエネルギ投入回路8の作動を禁止して、1次コイル3への電気エネルギの投入を禁止するものである。
Here, in the
That is, even when the discharge continuation signal IGW is in the ON state, the prohibition
禁止区間設定部21は、一例として、アンド回路22とノット回路23を組み合わせた論理回路によって設けられる。具体的に、点火信号生成部5の出力がノット回路23を介してアンド回路22に入力され、投入信号生成部6の出力が直接アンド回路22に入力されている。これにより、アンド回路22は、放電継続信号IGWがON状態(Hi状態)で、且つ点火信号IGTがOFF状態(Lo状態)の時に限り、出力がON状態(Hi状態)となる。
For example, the prohibited
禁止区間設定部21の出力は、アンド回路22の出力であり、エネルギ投入用ドライバ回路15を作動させるドライバ入力信号IGDである。このため、放電継続信号IGWがON状態で、且つ点火信号IGTがOFF状態の時に限り、図2の「IGD」に示すように、ドライバ入力信号IGDがON状態へ切り替わる。
The output of the prohibited
(実施例1の作動説明)
次に、図2を参照してこの実施例1の作動を説明する。
なお、図2中において、
・「IGT」は点火信号IGTのON−OFF信号、
・「IGW」は放電継続信号IGWのON−OFF信号、
・「IGD」はドライバ入力信号IGDのON−OFF信号、
・「I1」は1次コイル3に流れる1次電流、
・「V1」は1次コイル3の1次電圧、
・「FET」は昇圧用スイッチング手段18を作動させるON−OFF信号、
・「Vdc」はコンデンサ13の充電電圧、
・「V2」は2次コイル4の2次電圧、
・「I2」は2次コイル4に流れる2次電流、
である。
(Description of operation of the first embodiment)
Next, the operation of the first embodiment will be described with reference to FIG.
In FIG. 2,
・ "IGT" is the ON-OFF signal of the ignition signal IGT,
・ "IGW" is the ON-OFF signal of the discharge continuation signal IGW,
・ "IGD" is the ON-OFF signal of the driver input signal IGD,
"I1" is the primary current flowing through the primary coil 3,
"V1" is the primary voltage of the primary coil 3,
“FET” is an ON-OFF signal that activates the switching means 18 for boosting;
"Vdc" is the charging voltage of the
"V2" is the secondary voltage of the
"I2" is the secondary current that flows through the
It is.
点火信号IGTがOFFからONへ切り替わると、
(a)点火信号IGTが出力される期間に亘って点火用スイッチング手段10がONされるとともに、
(b)点火信号IGTが出力される期間に亘って昇圧用スイッチング手段18が繰り返してON−OFFして昇圧作動を行い、昇圧された電気エネルギがコンデンサ13に蓄えられる。
When the ignition signal IGT switches from OFF to ON,
(A) While the ignition switching means 10 is turned on over the period in which the ignition signal IGT is output,
(B) During the period when the ignition signal IGT is output, the boosting switching means 18 is repeatedly turned on and off to perform the boosting operation, and the boosted electrical energy is stored in the
(c)点火信号IGTがONからOFFへ切り替わると、点火用スイッチング手段10がOFFされ、1次コイル3の通電状態が突然遮断される。その結果、1次電流が停止すると同時に1次電圧が立ち上がる。これにより、2次電圧が立ち上がって点火プラグ1に高電圧が印加されて、点火プラグ1において主点火が生じる。 (C) When the ignition signal IGT is switched from ON to OFF, the ignition switching means 10 is turned OFF, and the energized state of the primary coil 3 is suddenly cut off. As a result, the primary voltage rises as soon as the primary current stops. As a result, the secondary voltage rises and a high voltage is applied to the spark plug 1, and main ignition occurs in the spark plug 1.
(d)一方、点火信号IGTがONからOFFへ切り替わると、禁止区間設定部21によってドライバ入力信号IGDがOFFからONへ切り替わる。すると、エネルギ投入用スイッチング手段14がON−OFF制御されて、コンデンサ13に蓄えられていた電気エネルギが1次コイル3のマイナス側に印加される。
しかるに、主点火が始まるまでの極めて短い時間(図2の矢印A参照)は、コンデンサ13の充電電圧より1次電圧の方が高い(Vdc電圧<1次電圧)。このため、主点火が始まるまでは、エネルギ投入用スイッチング手段14がONされても、コンデンサ13に蓄えられていた電気エネルギは1次コイル3に投入されない。
(D) On the other hand, when the ignition signal IGT is switched from ON to OFF, the driver input signal IGD is switched from OFF to ON by the prohibited
However, the primary voltage is higher than the charging voltage of the capacitor 13 (Vdc voltage <primary voltage) during a very short time until the main ignition starts (see arrow A in FIG. 2). For this reason, the electric energy stored in the
(e)点火プラグ1で主点火が生じると、1次電圧が急激に下がる。このため、主点火が始まると、コンデンサ13に蓄えられていた電気エネルギが、1次コイル3のマイナス側からバッテリ電圧供給ラインαに向かって流れる。具体的には、エネルギ投入用スイッチング手段14がONされる毎に1次コイル3のマイナス側からバッテリ電圧供給ラインαに向かう電流が追加して流れる。すると、電流が追加される毎に、主点火後の2次電流と同方向の2次電流が2次コイル4に順次追加して流れる。
このように、エネルギ投入用スイッチング手段14をON−OFF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。
(E) When main ignition occurs in the spark plug 1, the primary voltage drops rapidly. For this reason, when the main ignition starts, the electric energy stored in the
In this way, by performing ON-OFF control of the energy input switching means 14, the secondary current continuously flows to such an extent that the spark discharge can be maintained.
このことを具体的に説明すると、気筒内に生じる強い旋回流によって火花放電が流され、火花放電が湾曲して2次電流が減少する方向に作用すると、エネルギ投入用ドライバ回路15による2次電流制御によりエネルギ投入用スイッチング手段14のON割合が高められて1次コイル3に投入する電気エネルギ量が増やされる。その結果、火花放電が旋回流に流されて湾曲しても2次電流が略一定に保たれ、火花放電の吹き消しが回避される。
このようにして放電継続信号IGWの継続中は、継続火花放電による火花放電を点火プラグ1において継続させることができ、高い着火性を得ることができる。
More specifically, when a spark discharge is caused to flow by a strong swirling flow generated in the cylinder and the spark discharge is bent and acts in a direction in which the secondary current decreases, the secondary current generated by the energy
Thus, while the discharge continuation signal IGW is continued, the spark discharge due to the continuous spark discharge can be continued in the spark plug 1, and high ignitability can be obtained.
(f)そして、点火継続信号IGWがONからOFFへ切り替わると、ドライバ入力信号IGDもONからOFFへ切り替わり、エネルギ投入用ドライバ回路15が停止し、エネルギ投入用スイッチング手段14がOFF状態になる。これにより、エネルギ投入回路8が停止し、継続火花放電が終了する。
(F) When the ignition continuation signal IGW is switched from ON to OFF, the driver input signal IGD is also switched from ON to OFF, the energy
(実施例1の効果1)
実施例1の点火装置は、上述したように、点火信号IGTのON中に投入信号生成部6が放電継続信号IGWを予めONする。そして、放電継続信号IGWがON状態で、且つ点火信号IGTがOFF状態の時に限り、ドライバ入力信号IGDがONして1次コイル3に電気エネルギの投入を行わせる。
(Effect 1 of Example 1)
In the ignition device according to the first embodiment, as described above, the input
このように設けることで、点火信号IGTがONからOFFへ切り替わると同時にエネルギ投入回路8を作動させることができ、主点火と継続火花放電をほぼ同時に開始ができる。
これにより、エネルギ投入回路8の作動遅れによる継続火花放電の発生不良を確実に防ぐことができるとともに、エネルギ投入回路8のフライング作動による短絡電流の発生を確実に防ぐことができる。即ち、本発明によってエネルギ投入回路8を搭載する点火装置の信頼性を高めることができる。
By providing in this way, the
Accordingly, it is possible to reliably prevent the occurrence of continuous spark discharge due to the delay in operation of the
(実施例1の効果2)
実施例1の点火装置は、上述したように、主点火と継続火花放電をほぼ同時に開始できる。その結果、主点火時における2次電流のピーク発生タイミングと、継続火花放電の開始に伴う2次電流の発生タイミングとをほぼ一致させることができ、両方の2次電流を重畳できる。
これにより、主点火回路7の電力消費を抑えて大電流での主点火を開始させることが可能になり、着火性に優れた省エネの点火装置を提供することができる。
(
As described above, the ignition device of Embodiment 1 can start main ignition and continuous spark discharge almost simultaneously. As a result, the peak generation timing of the secondary current at the time of main ignition and the generation timing of the secondary current accompanying the start of continuous spark discharge can be substantially matched, and both secondary currents can be superimposed.
Thereby, it becomes possible to suppress the power consumption of the
上記の実施例では、ガソリンエンジンに本発明の点火装置を用いる例を示したが、継続火花放電によって混合気の着火性の向上を図ることができるため、エタノール燃料や混合燃料を用いるエンジンに適用しても良い。もちろん、粗悪燃料が用いられる可能性のあるエンジンに用いても継続火花放電により着火性の向上を図ることができる。 In the above embodiment, an example in which the ignition device of the present invention is used for a gasoline engine has been described. You may do it. Of course, ignitability can be improved by continuous spark discharge even when used in an engine in which poor fuel may be used.
上記の実施例では、希薄燃焼(リーンバーン燃焼)運転が可能なリーンバーンエンジンに本発明の点火装置を用い、着火性が悪化する希薄燃焼時の着火性を継続火花放電により向上させる例を示したが、希薄燃焼とは異なる燃焼状態であっても継続火花放電によって着火性の向上を図ることができるため、リーンバーンエンジンへの適用に限定するものではなく、希薄燃焼を行わないエンジンに用いても良い。 The above embodiment shows an example in which the ignition device of the present invention is used in a lean burn engine capable of lean burn (lean burn combustion) operation, and the ignitability at the lean burn where the ignitability is deteriorated is improved by continuous spark discharge. However, since it is possible to improve ignitability by continuous spark discharge even in a combustion state different from lean combustion, it is not limited to application to lean burn engines, and is used for engines that do not perform lean combustion. May be.
また、高EGRエンジン(エンジンにEGRガスとして戻される排気ガスの帰還率を高めることができるエンジン)に適用し、高EGR時に継続火花放電を生じさせて着火性の向上を図っても良い。
同様に、着火性が低下するエンジン低温時に継続火花放電を実施して、エンジン低温時における着火性の向上を図っても良い。
Further, the present invention may be applied to a high EGR engine (an engine capable of increasing the return rate of exhaust gas returned to the engine as EGR gas) to generate continuous spark discharge at high EGR, thereby improving ignitability.
Similarly, continuous spark discharge may be performed at a low engine temperature at which the ignitability decreases to improve the ignitability at a low engine temperature.
上記の実施例では、燃焼室に直接燃料を噴射する直噴式エンジンに本発明の点火装置を用いる例を示したが、吸気バルブの吸気上流側(吸気ポート内)に燃料を噴射するポート噴射式のエンジンに用いても良い。 In the above embodiment, an example in which the ignition device of the present invention is used for a direct injection engine that directly injects fuel into a combustion chamber has been shown. However, a port injection type that injects fuel to the intake upstream side (inside the intake port) of the intake valve. It may be used for other engines.
上記の実施例では、混合気の旋回流(タンブル流やスワール流等)を気筒内にて積極的に生じさせるエンジンに本発明の点火装置を用い、継続火花放電によって「旋回流による火花放電の吹き消し」を回避する例を開示したが、旋回流コントロール手段(タンブル流コントロールバルブやスワール流コントロールバルブ等)を有しないエンジンに用いても良い。 In the above-described embodiment, the ignition device of the present invention is used for an engine that actively generates a swirling flow of air-fuel mixture (tumble flow, swirl flow, etc.) in a cylinder, and “ Although an example of avoiding “blow-off” has been disclosed, it may be used for an engine having no swirl flow control means (tumble flow control valve, swirl flow control valve, etc.).
上記の実施例では、DIタイプの点火装置に本発明を適用したが、DIタイプに限定するものではなく、例えば単気筒エンジン(例えば、自動二輪車等)の点火装置に本発明を適用しても良い。 In the above embodiment, the present invention is applied to a DI type ignition device. However, the present invention is not limited to the DI type. For example, the present invention may be applied to an ignition device of a single cylinder engine (for example, a motorcycle). good.
上記の実施例では、主点火回路7の一例としてフルトラを用いる例を示したが、主点火回路7の形式は限定しない。即ち、主点火回路7は、1次コイル3の通電状態を制御することで主点火を実施可能な回路であれば良く、CDI点火回路などフルトラ以外の点火回路を用いても良い。
In the above embodiment, an example in which a full tiger is used as an example of the
2 点火コイル
3 1次コイル
5 点火信号生成部
6 投入信号生成部
7 主点火回路
8 エネルギ投入回路
21 禁止区間設定部
2 Ignition coil 3
Claims (1)
前記内燃機関の運転状態に応じて火花継続の指示信号である放電継続信号(IGW)を出力する投入信号生成部(6)と、
前記点火信号(IGT)に基づいて点火コイル(2)の1次コイル(3)の通電制御を行う主点火回路(7)と、
前記放電継続信号(IGW)に基づいて前記1次コイル(3)に電気エネルギの投入を行って前記主点火回路(7)の作動によって開始した同一極性の火花放電を継続させるエネルギ投入回路(8)とを備え、
前記投入信号生成部(6)は、前記点火信号(IGT)のオン中に前記放電継続信号(IGW)を予めオンして、前記点火信号(IGT)のオン中から火花継続期間の終了まで前記放電継続信号(IGW)を継続してオンするように設けられ、
前記エネルギ投入回路(8)は、前記放電継続信号(IGW)がオン状態であっても、前記点火信号(IGT)がON状態の場合に前記1次コイル(3)への電気エネルギの投入を禁止し、前記放電継続信号(IGW)がオン状態で、且つ前記点火信号(IGT)がオフ状態の時に限り、前記1次コイル(3)に電気エネルギの投入を行わせる禁止区間設定部(21)を備えることを特徴とする内燃機関用点火装置。 An ignition signal generator (5) that outputs an ignition signal (IGT) that is an instruction signal of an ignition operation in accordance with an operating state of the internal combustion engine;
An input signal generator (6) that outputs a discharge continuation signal (IGW) that is an instruction signal for continuation of sparks according to the operating state of the internal combustion engine;
A main ignition circuit (7) for controlling energization of the primary coil (3) of the ignition coil (2) based on the ignition signal (IGT);
Based on the discharge continuation signal (IGW), electric energy is input to the primary coil (3) to continue the spark discharge of the same polarity started by the operation of the main ignition circuit (7) (8 )
The input signal generation unit (6) turns on the discharge continuation signal (IGW) in advance while the ignition signal (IGT) is on, and from the on time of the ignition signal (IGT) to the end of the spark continuation period. Provided to continuously turn on the discharge continuation signal (IGW),
The energy input circuit (8) supplies electric energy to the primary coil (3) when the ignition signal (IGT) is in an ON state even when the discharge continuation signal (IGW) is in an ON state. Only when the discharge continuation signal (IGW) is in the on state and the ignition signal (IGT) is in the off state, the prohibition section setting unit (21) performs the input of electric energy to the primary coil (3). ) ignition device, characterized in that it comprises a.
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