用于內(nèi)燃機的點火控制系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及用于內(nèi)燃機的點火控制系統(tǒng)。ECU通過點火通信線將點火信號Si輸出到點火裝置。在輸出點火信號Si期間，點火裝置執(zhí)行點火開關(guān)元件的關(guān)閉操作。在相對于點火信號Si的輸出正時延遲預(yù)定延遲時間的正時，ECU將放電波形控制信號Sc輸出到波形控制通信線。在點火信號Si的輸出停止之后放電波形控制信號Sc的輸入期間，點火裝置通過控制開關(guān)元件的打開關(guān)閉操作將流過初級線圈的電流控制到基于以上延遲時間決定的放電電流命令值。
【專利說明】
用于內(nèi)燃機的點火控制系統(tǒng)
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明涉及一種用于內(nèi)燃機的點火控制系統(tǒng)，該系統(tǒng)在火花塞的放電開始之后控制火花塞的放電電流。
【背景技術(shù)】
[0002]作為這種點火控制系統(tǒng)，例如，一種系統(tǒng)被描述在日本專利申請公報N0.2014-206061中。在該系統(tǒng)中，點火信號從控制裝置(ECU)輸出到點火裝置，從而，執(zhí)行初級線圈的通電。然后，當(dāng)點火信號的輸出停止時，初級線圈的通電停止，從而，在次級線圈中生成逆電動勢。由此，火花塞放電。在點火信號的輸出停止后，ECU將能量輸入期間信號輸出到點火裝置。在輸入能量輸入期間信號期間，點火裝置控制火花塞的放電電流。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]順便地，保持內(nèi)燃機的燃燒室中的空氣-燃料混合物的點火性能所必需的放電電流值可以基于內(nèi)燃機的運行狀態(tài)而浮動。因此，為了在保持點火性能的同時盡可能地降低能耗，期望可變地設(shè)置放電電流值以及完成放電電流的控制的正時。然而，在以上系統(tǒng)中，當(dāng)從ECU向點火裝置發(fā)送用于命令放電電流值的信號時，必須添加連接ECU和點火裝置的通信線。
[0004]本發(fā)明提供用于內(nèi)燃機的點火控制系統(tǒng)，該系統(tǒng)允許從控制裝置向點火裝置的放電電流值指示，并且抑制通信線的數(shù)目的增加。
[0005]1.用于內(nèi)燃機的點火控制系統(tǒng)包括:點火裝置，該點火裝置包括點火線圈、火花塞、放電控制電路和放電控制單元，其中，點火線圈設(shè)有初級線圈和次級線圈，火花塞與次級線圈連接并且暴露于內(nèi)燃機的燃燒室中，放電控制電路在火花塞的放電開始之后使火花塞的放電繼續(xù)，并且放電控制單元在火花塞的放電開始之后通過操作放電控制電路來控制火花塞的放電電流;控制裝置;點火通信線，該點火通信線將來自控制裝置的點火信號傳遞到點火裝置；以及波形控制通信線，該波形控制通信線將來自控制裝置的放電波形控制信號傳遞到點火裝置，點火信號是命令初級線圈通電的信號，放電波形控制信號是通過到所述點火裝置的輸入停止正時來通過所述放電控制單元命令所述放電電流的控制的完成正時的信號，并且控制裝置通過可變地設(shè)置到所述點火裝置的所述放電波形控制信號的輸入正時相對于到所述點火裝置的所述點火信號的輸入正時的延遲時間來可變地控制放電電流值，所述放電電流值是由所述放電控制單元基于所述延遲時間控制的值。
[0006]在以上構(gòu)造中，控制裝置可變地設(shè)置到點火裝置的放電波形控制信號的輸入正時相對于到點火裝置的點火信號的輸入正時的延遲時間。然后，放電控制單元基于延遲時間來操作放電控制電路，從而，可變地控制放電電流值。這里，放電波形控制信號也是命令放電電流的控制的完成正時的信號。因此，在以上構(gòu)造中，能夠通過波形控制通信線來傳遞放電電流的控制的完成正時的命令和放電電流值的命令。因此，能夠抑制通信線的數(shù)目的增加，同時允許從控制裝置到點火裝置的放電電流值指示。
[0007]2.在根據(jù)以上I的用于內(nèi)燃機的點火控制系統(tǒng)中，當(dāng)延遲時間長時，放電控制單元將放電電流值控制成大于當(dāng)延遲時間短時的值，并且，當(dāng)內(nèi)燃機的旋轉(zhuǎn)速度高時，控制裝置將延遲時間設(shè)置成長于當(dāng)內(nèi)燃機的旋轉(zhuǎn)速度低時的時間。
[0008]在上述構(gòu)造中，當(dāng)旋轉(zhuǎn)速度高時，放電控制單元將放電電流值控制成大于當(dāng)旋轉(zhuǎn)速度低時的值。這里，當(dāng)旋轉(zhuǎn)速度高時，燃燒室中的氣流增大。因此，當(dāng)放電電流值小時，可能發(fā)生放電停止。關(guān)于這一點，當(dāng)旋轉(zhuǎn)速度高時，以上構(gòu)造將放電電流值控制成較大值。由此，能夠抑制放電停止的發(fā)生，并且進(jìn)一步地，能夠在內(nèi)燃機的旋轉(zhuǎn)速度高時抑制點火性的降低。
[0009]3.在根據(jù)以上2的內(nèi)燃機的點火控制系統(tǒng)中，當(dāng)延遲時間長時，放電控制單元將放電電流值控制成大于當(dāng)延遲時間短時的值，并且當(dāng)在將點火信號輸入到點火裝置期間向點火裝置輸入兩次放電波形控制信號時，放電控制單元基于當(dāng)在第二次輸入放電波形控制信號時的正時相對于點火信號的輸入正時的延遲時間來控制放電電流值。而且，當(dāng)內(nèi)燃機的旋轉(zhuǎn)速度高時，控制裝置將延遲時間設(shè)置成長于當(dāng)內(nèi)燃機的旋轉(zhuǎn)速度低時的時間，并且控制裝置在點火信號的輸出期間放電波形控制信號的輸出之后旋轉(zhuǎn)速度上升的條件下，在停止放電波形控制信號的輸出之后，再次輸出所述放電波形控制信號。
[0010]在以上構(gòu)造中，當(dāng)內(nèi)燃機的旋轉(zhuǎn)速度高時，控制裝置將延遲時間設(shè)置成長于當(dāng)內(nèi)燃機的旋轉(zhuǎn)速度低時的時間。因此，當(dāng)旋轉(zhuǎn)速度低時，控制裝置在早期輸出放電波形控制信號。此后，當(dāng)旋轉(zhuǎn)速度飆升時，控制裝置停止輸出放電波形控制信號一次，并且此后，再次輸出放電波形控制信號。同時，當(dāng)在輸入點火信號的同時輸入放電波形控制信號兩次時，放電控制單元基于當(dāng)在第二次輸入放電波形控制信號時的正時相對于點火信號的輸入正時的延遲時間來控制放電電流值。因此，即使當(dāng)旋轉(zhuǎn)速度飆升時，放電控制單元也能夠?qū)嶋H放電電流值控制成與飆升之后的旋轉(zhuǎn)速度相適合的放電電流值。特別地，當(dāng)旋轉(zhuǎn)速度高時，燃燒室中的氣流變得比當(dāng)旋轉(zhuǎn)速度低時快，從而，點火性很可能降低。因此，能夠?qū)嶋H放電電流值控制成與高的旋轉(zhuǎn)速度相適合的放電電流值意味著能夠適當(dāng)?shù)匾种泣c火性的降低。
[0011]4.在根據(jù)以上I至3中的任一項的內(nèi)燃機的點火控制系統(tǒng)中，內(nèi)燃機向車輛的驅(qū)動輪提供動力。在以上構(gòu)造中，由于內(nèi)燃機向驅(qū)動輪提供動力，存在的擔(dān)心是，在對在起伏的道路上行進(jìn)的車輛進(jìn)行剎車等操作時，內(nèi)燃機的旋轉(zhuǎn)速度飆升。因此，根據(jù)以上2的延遲時間和放電電流值之間的關(guān)系的設(shè)置是特別有效的。
[0012]5.在根據(jù)以上I至4中的任一項的內(nèi)燃機的點火控制系統(tǒng)中，點火控制裝置包括點火開關(guān)元件，該點火開關(guān)元件打開和關(guān)閉第一環(huán)形電路，該第一環(huán)形電路包括初級線圈和電源，點火信號命令點火開關(guān)元件的關(guān)閉操作期間，放電控制電路包括控制開關(guān)元件，該控制開關(guān)元件打開和關(guān)閉第二環(huán)形電路，該第二環(huán)形電路包括初級線圈、電源和對電源的電壓進(jìn)行升壓的升壓電路，放電控制單元通過控制開關(guān)元件的打開關(guān)閉操作來控制放電電流值，并且在第一環(huán)形電路和第二環(huán)形電路兩者中，電源與初級線圈的同一端子連接。
[0013]在上述構(gòu)造中，通過點火信號執(zhí)行點火開關(guān)元件的關(guān)閉操作，使得第一環(huán)形電路變成閉環(huán)電路并且執(zhí)行初級線圈的通電。此后，通過點火信號命令點火開關(guān)元件的打開操作，使得第一環(huán)形電路變成開環(huán)并且初級線圈的通電停止。由此，在次級線圈中生成逆電動勢以阻止通過初級線圈的通電生成的磁通量的減少，從而，執(zhí)行火花塞的放電。此后，當(dāng)放電控制單元執(zhí)行控制開關(guān)元件的關(guān)閉操作時，第二環(huán)形電路變成閉環(huán)電路，并且，與當(dāng)執(zhí)行點火開關(guān)元件的關(guān)閉操作時的電流反方向的電流流過初級線圈。該電流減少當(dāng)執(zhí)行點火開關(guān)元件的關(guān)閉操作時生成的磁通量。因此，通過控制開關(guān)元件的操作來控制以上磁通量的減少速度。由此，能夠抑制放電電流值的減少，或者增加放電電流值。
【附圖說明】
[0014]以下將參考附圖描述本發(fā)明的示例性實施例的特征、優(yōu)點以及技術(shù)和工業(yè)意義，在附圖中，相同的標(biāo)記表示相同的元件，并且其中:
[0015]圖1是示出包括根據(jù)第一實施例的點火控制系統(tǒng)的發(fā)動機系統(tǒng)的構(gòu)造的圖；
[0016]圖2是示出根據(jù)實施例的點火控制系統(tǒng)的電路構(gòu)造的電路圖；
[0017]圖3是例示根據(jù)實施例的點火控制的時序圖；
[0018]圖4A是例示根據(jù)實施例的點火控制的電路圖；
[0019]圖4B是例示根據(jù)實施例的點火控制的電路圖；
[0020]圖4C是例示根據(jù)實施例的點火控制的電路圖；
[0021 ]圖4D是例示根據(jù)實施例的點火控制的電路圖；
[0022]圖5是示出根據(jù)實施例的點火控制的過程的流程圖；
[0023]圖6是示出說明根據(jù)實施例的旋轉(zhuǎn)速度與放電電流命令值之間的關(guān)系的映射數(shù)據(jù)的圖；
[0024]圖7是示出說明根據(jù)實施例的放電電流命令值與延遲時間之間的關(guān)系的映射數(shù)據(jù)的圖；
[0025]圖8是例示根據(jù)實施例的點火控制的時序圖。
【具體實施方式】
[0026]下文中，將參考附圖描述點火裝置的實施例。圖1所示的內(nèi)燃機10是火花點火式的多缸內(nèi)燃機。在內(nèi)燃機10的進(jìn)氣通路12中，設(shè)置有能夠改變通路的橫截面積的電控節(jié)流閥14。在進(jìn)氣通路12相對于節(jié)流閥14的下游側(cè)，設(shè)置用以將燃料噴射到進(jìn)氣端口的端口噴射閥16。通過進(jìn)氣門18的氣門打開操作，進(jìn)氣通路12中的空氣和從端口噴射閥16噴射的燃料被填充到由氣缸20和活塞22形成的燃燒室24中。燃燒室24面向氣缸噴射閥26的噴射端口，并且通過氣缸噴射閥26，燃料能夠被直接噴射并進(jìn)給到燃燒室24。在燃燒室24中，點火裝置30的火花塞28突出。然后，通過火花塞28的火花點火，空氣和燃料的空氣燃料混合物被點燃，并且空氣燃料混合物被供應(yīng)用于燃燒?？諝馊剂匣旌衔锏娜紵芰恐械囊恍┩ㄟ^活塞22被轉(zhuǎn)化成曲柄軸32的旋轉(zhuǎn)能。車輛的驅(qū)動輪能被機械地聯(lián)接到曲柄軸32。這里，在實施例中，假定車輛是僅內(nèi)燃機10向驅(qū)動輪提供動力的車輛。
[0027]通過排氣門34的氣門打開操作，供應(yīng)用于燃燒的空氣燃料混合物被排出到排氣通路36作為排氣。電子控制單元(ECU)40是控制內(nèi)燃機10的控制裝置。ECU 40接收各種傳感器的輸出值，所述各種傳感器諸如檢測曲柄軸32的旋轉(zhuǎn)速度NE的曲柄角傳感器39。然后，基于所獲取的輸出值，ECU 40操作各種致動器，諸如節(jié)流閥14、端口噴射閥16、氣缸噴射閥26和點火裝置30。
[0028]圖2示出點火裝置30的電路構(gòu)造。如圖2所示，點火裝置30包括點火線圈50，在點火線圈50中，初級線圈52和次級線圈54磁性耦合。這里，在圖2中，標(biāo)在初級線圈52的一對端子中的一個端子處和標(biāo)在次級線圈54的一對端子中的一個端子處的黑圓點示出端子，在該端子處，當(dāng)在初級線圈52的兩端和次級線圈54的兩端敞開的狀態(tài)下，與初級線圈52和次級線圈54互連的磁通量改變時，在初級線圈52和次級線圈54中生成的電動勢的極性相等。
[0029]次級線圈54的一個端子與火花塞28連接，并且另一端子通過二極管56和分流電阻58接地。二極管56是整流元件，該整流元件允許電流在從火花塞28通過次級線圈54走向地面的方向上流動，并且該整流元件限制電流在相反的方向上流動。分流電阻58是用于通過分流電阻58的電壓降Vi2來檢測流過次級線圈54的電流的電阻。換言之，分流電阻58是用于檢測火花塞28的放電電流的電阻。
[0030]點火線圈50的初級線圈52的一個端子通過點火裝置30的端子TRMl與外部電池44的正極連接。而且，初級線圈52的另一端子通過點火開關(guān)元件60接地。這里，在實施例中，點火開關(guān)元件60是絕緣柵雙極晶體管(IGBT)。而且，二極管62與點火開關(guān)元件60反向并聯(lián)連接。
[0031]從端子TRMl獲取的電力也被升壓電路70所獲取。在實施例中，升壓電路70由升壓斬波電路構(gòu)成。即，升壓電路70包括感應(yīng)器72，感應(yīng)器72的一端與端子TRMl側(cè)連接，并且感應(yīng)器72的另一端通過升壓開關(guān)元件74接地。這里，在一個實施例中，升壓開關(guān)元件74是IGBT。二極管76的陽極側(cè)連接在感應(yīng)器72與升壓開關(guān)元件74之間，二極管76的陰極側(cè)通過電容器78接地。電容器78的充電電壓Vc是升壓電路70的輸出電壓。
[0032]二極管76與電容器78之間的點通過控制開關(guān)元件80和二極管82與初級線圈52與點火開關(guān)元件60之間的點連接。換言之，升壓電路70的輸出端子通過控制開關(guān)元件80和二極管82與初級線圈52與點火開關(guān)元件60之間的點連接。在實施例中，控制開關(guān)元件80是MOS場效應(yīng)晶體管。上述二極管82是用于阻止電流反向地從初級線圈52和點火開關(guān)元件60側(cè)通過控制開關(guān)元件80的寄生二極管流到升壓電路70側(cè)的整流元件。
[0033]升壓控制單元84是這樣一種驅(qū)動電路，該驅(qū)動電路通過基于輸入到端子TRM2的點火信號Si來執(zhí)行升壓開關(guān)元件74的打開關(guān)閉操作來控制升壓電路70的輸出電壓。這里，升壓控制單元84監(jiān)控升壓電路70的輸出電壓(電容器78的充電電壓Vc)，并且當(dāng)輸出電壓達(dá)到預(yù)定值或更大時停止升壓開關(guān)元件74的打開關(guān)閉操作。
[0034]放電控制單元86是這樣一種驅(qū)動電路，該驅(qū)動電路通過基于輸入到端子TRM2的點火信號Si和輸入到端子TRM3的放電波形控制信號Sc，來執(zhí)行控制開關(guān)元件80的打開關(guān)閉操作來控制火花塞28的放電電流。
[0035]點火裝置30的端子TRM2通過點火通信線Li與ECU40連接，并且端子TRM3通過波形控制通信線Lc與ECU 40連接。在將內(nèi)燃機10的空燃比控制成第一目標(biāo)空燃比(這里，理論空燃比)的第一模式中，E⑶40通過點火通信線Li輸出點火信號Si，并且不將放電波形控制信號Sc輸出到波形控制通信線Lc。而且，在將空燃比控制成比第一目標(biāo)空燃比稀薄的第二目標(biāo)空燃比的第二模式中，E⑶40通過點火通信線Li輸出點火信號Si，并且通過波形控制通信線Lc輸出放電波形控制信號Sc。這里，在實施例中，點火信號Si和放電波形控制信號Sc都是帶邏輯H的脈沖信號。
[0036]接下來，特別地，將利用圖3和圖4A至圖4D例示根據(jù)實施例的點火控制的第二模式中的控制。圖3示出點火信號Si的轉(zhuǎn)變、放電波形控制信號Sc的轉(zhuǎn)變、點火開關(guān)元件60的打開關(guān)閉操作的狀態(tài)轉(zhuǎn)變和升壓開關(guān)元件74的打開關(guān)閉操作的狀態(tài)轉(zhuǎn)變。而且，圖3示出控制開關(guān)元件80的打開關(guān)閉操作的狀態(tài)轉(zhuǎn)變、流過初級線圈52的電流11的轉(zhuǎn)變和流過次級線圈54的電流12的轉(zhuǎn)變。這里，對于電流11、12的符號，圖2中所示的箭頭側(cè)被定義成正的。
[0037]當(dāng)在時間tl將點火信號Si輸入到點火裝置30時，點火裝置30執(zhí)行點火開關(guān)元件60的接通(關(guān)閉)操作。由此，流過初級線圈52的電流Il逐漸增大。圖4A示出此時流過初級線圈52的電流的路徑。如圖4A所示，當(dāng)執(zhí)行點火開關(guān)元件60的關(guān)閉操作時，第一環(huán)形電路變成閉環(huán)電路，并且電流流過該電路，該第一環(huán)形電路是包括電池44、初級線圈52和點火開關(guān)元件60的環(huán)形電路。這里，由于流過初級線圈52的電流逐漸增大，所以次級線圈54的互連磁通量逐漸增大。因此，在次級線圈54中生成用于抵消互連磁通量的增加的電動勢。然而，電動勢使二極管56的陽極側(cè)是負(fù)的，從而，電流不流過次級線圈54。
[0038]而且，如圖3所示，當(dāng)點火信號Si被輸入到點火裝置30時，升壓控制單元84執(zhí)行升壓開關(guān)元件74的打開關(guān)閉操作。此后，在時間t2，放電波形控制信號Sc被輸入到點火裝置30，其中時間12是當(dāng)從11經(jīng)過延遲時間Td時的時間，11是當(dāng)點火信號Si被輸入到點火裝置30時的時間。
[0039]此后，當(dāng)點火信號Si的輸入在時間t3停止時，換言之，當(dāng)點火通信線Li的電壓從邏輯H的電壓改變成邏輯L的電壓時，點火裝置30執(zhí)行點火開關(guān)元件60的打開操作。由此，流過初級線圈52的電流11變?yōu)榱悖ㄟ^在次級線圈54中生成的逆電動勢，電流流過次級線圈54。由此，火花塞28開始放電。
[0040]圖4B示出此時的電流的路徑。如圖所示，當(dāng)次級線圈54的互連磁通量通過初級線圈52的電流的切斷而開始減少時，在次級線圈54中生成在抵消互連磁通量的減少的方向上的逆電動勢，從而，電流12流過火花塞28、次級線圈54、二極管56和分流電阻58。當(dāng)電流12流過次級線圈54時，在火花塞28中生成電壓降Vd，并且在分流電阻58中生成與分流電阻58的電阻值r對應(yīng)的“r.12”的電壓降。由此，當(dāng)忽略晶體管56等的向前方向的電壓降時，火花塞28中的電壓降Vd和分流電阻58中的電壓降的總和“Vd+r.12”的電壓被施加到次級線圈54。該電壓逐漸減少次級線圈54的互連磁通量。圖3中從時間13到時間t4流過次級線圈54的電流12的逐漸減少是由施加“Vd+r.12”的電壓到次級線圈54所引起的現(xiàn)象。
[0041]如圖3所示，在時間t4之后，放電控制單元86執(zhí)行控制開關(guān)元件80的打開關(guān)閉操作。圖4C示出從時間t4至?xí)r間t5期間的電流路徑，從時間t4至?xí)r間t5期間控制開關(guān)單元80處于關(guān)閉狀態(tài)。這里，第二環(huán)形電路變成閉環(huán)，并且電流流過該電路，該第二環(huán)形電路是包括升壓電路70、控制開關(guān)元件80、二極管82、初級線圈52和電池44的環(huán)形電路。
[0042]圖4D示出從時間t5至?xí)r間t6期間的電流路徑，從時間t5至?xí)r間t6期間控制開關(guān)單元80處于打開狀態(tài)。這里，在初級線圈52中生成抵消由流過初級線圈52的電流的絕對值的減少所引起的磁通量的變化的逆電動勢。由此，第三環(huán)形電路變成閉環(huán)，并且電流流動通過該電路，該第三環(huán)形電路是包括二極管62、初級線圈52和電池44的環(huán)形電路。
[0043]這里，通過操作圖3所示的控制開關(guān)元件80的打開關(guān)閉操作的關(guān)閉操作期間Ton與一個周期T的時間比D，能夠控制流過初級線圈52的電流。放電控制單元86通過時間比D執(zhí)行控制以逐漸增大流過初級線圈52的電流Il的絕對值。在該期間的電流Il具有與當(dāng)點火開關(guān)元件60處于關(guān)閉狀態(tài)時流過初級線圈52的電流11反向的符號。因此，如果由當(dāng)點火開關(guān)元件60處于關(guān)閉狀態(tài)時流過初級線圈52的電流Il生成的磁通量被定義為正的，則通過控制開關(guān)元件80的打開和關(guān)閉所生成的電流11減少磁通量。這里，在由流過初級線圈52的電流11引起的次級線圈54的互連磁通量的逐漸減少速度與當(dāng)向次級線圈54施加“Vd+r.12”的電壓時的逐漸減少速度一致的情況下，流過次級線圈54的電流不減少。在這種情況下，通過由升壓電路70和電池44組成的電源輸出的電力來補償由火花塞28和分流電阻58引起的電力損失。
[0044]相反地，在由流過初級線圈52的電流11引起的次級線圈54的互連磁通量的逐漸減少速度低于當(dāng)向次級線圈54施加“Vd+r.12”的電壓時的逐漸減少速度的情況下，流過次級線圈54的電流12逐漸減少。通過電流12的逐漸減少，互連磁通量以當(dāng)向次級線圈54施加“Vd+r.12”的電壓時的逐漸減少速度逐漸減少。然而，與流過初級線圈52的電流11的絕對值不逐漸增大的情況相比，流過次級線圈54的電流12的逐漸減少速度較低。
[0045]而且，在流過初級線圈52的電流Il的絕對值逐漸增大使得實際互連磁通量的逐漸減少速度高于當(dāng)向次級線圈54施加“Vd+r.12”的電壓時的次級線圈54的互連磁通量的逐漸減少速度的情況下，次級線圈54的電壓通過逆電動勢而變高，以抑制互連磁通量的減少。然后，流過次級線圈54的電流12增大使得“Vd+r.12”變成等于次級線圈54的電壓。
[0046]因而，通過控制流過初級線圈52的電流Il的絕對值的逐漸增大速度，能夠控制流過次級線圈54的電流12。換言之，能夠針對增大和減少兩者控制火花塞28的放電電流。
[0047]放電控制單元86操作控制開關(guān)元件80的以上時間比D，以用于從分流電阻58的電壓降V i 2確定的放電電流值到放電電流命令值12*的反饋控制。
[0048]這里，針對每個氣缸提供圖2中所示的點火通信線L1、點火線圈50、火花塞28、點火開關(guān)元件60、二極管62、控制開關(guān)單元80和二極管82，但是圖2僅代表性地示出一個氣缸。順便地，在實施例中，關(guān)于波形控制通信線Lc、升壓電路70、升壓控制單元84和放電控制單元86，針對多個氣缸分配單個構(gòu)件。然后，取決于輸入到點火裝置30的點火信號Si與哪個氣缸對應(yīng)，放電控制單元86選擇和操作對應(yīng)的控制開關(guān)元件80。而且，當(dāng)用于任一氣缸的點火信號Si被輸入到點火裝置30時，升壓控制單元84執(zhí)行升壓控制。
[0049]在點火信號Si不被輸入的條件下，在從點火信號Si的下降邊緣經(jīng)特定時間之后并且在放電波形控制信號Sc的下降邊緣之前的期間中，放電控制單元86將放電電流控制成放電電流命令值12*。然后，如圖3所示，取決于當(dāng)放電波形控制信號Sc被輸入到點火裝置30時的正時相對于當(dāng)點火信號S i被輸入到點火裝置30時的正時的延遲時間Td，放電控制單元86可變地設(shè)置放電電流命令值12*。由此，E⑶通過操作延遲時間Td能夠可變地設(shè)置放電電流命令值12*。
[0050]圖5示出在根據(jù)實施例的第二模式下的點火控制的過程。例如，通過ECU40在預(yù)定周期中反復(fù)地執(zhí)行該過程。在系列過程中，ECU 40首先基于旋轉(zhuǎn)速度NE設(shè)置放電電流命令值12* (S1)。這里，基于圖6中所示的映射數(shù)據(jù)，隨著旋轉(zhuǎn)速度NE變高，放電電流命令值12*被設(shè)置成更大的值。這是考慮燃燒室24中的氣流隨著旋轉(zhuǎn)速度NE變高而變快的事實的設(shè)置。當(dāng)氣流變快時，火花塞28的放電電流被氣流攜帶，從而，點火性可能降低。因此，為了抑制點火性的降低，將放電電流命令值12*設(shè)置成較大的值。這里，映射數(shù)據(jù)是針對三個或更多個旋轉(zhuǎn)速度NE的相應(yīng)值指定彼此不同的放電電流命令值12*的數(shù)據(jù)。該映射數(shù)據(jù)被預(yù)先存儲在ECU 40內(nèi)的存儲裝置中。
[0051 ] 接下來，E⑶40設(shè)置延遲時間Td(S12)。這里，如圖7所示，隨著放電電流命令值12*變大，ECU 40將延遲時間Td設(shè)置成更長的時間。這里，映射數(shù)據(jù)是針對三個或更多個放電電流命令值12*的相應(yīng)值指定彼此不同的延遲時間Td的數(shù)據(jù)。該映射數(shù)據(jù)被預(yù)先存儲在ECU40內(nèi)的存儲裝置中。
[0052]接下來，E⑶40計算初級線圈52的通電期間，該通電期間為點火開關(guān)元件60的關(guān)閉操作期間，并且ECU 40計算初級線圈52的通電開始正時，該開始正時為點火開關(guān)元件60的接通操作正時(S14)。通電開始正時和通電期間決定火花塞28的放電開始正時。換言之，通電開始正時和通電期間決定點火正時。因此，可以基于決定點火正時的已知的參數(shù)可可變地設(shè)置通電開始正時和通電期間。
[0053]隨后，ECU 40確定當(dāng)前時間是否是以上步驟S14中設(shè)置的初級線圈52的通電開始正時(S16)。然后，E⑶40等待直至通電開始正時(S16:否)。在確定當(dāng)前時間是通電開始正時的情況下(S16:是)，ECU 40將點火信號Si輸出到點火通信線Li(S18)。在輸出點火信號Si之后，E⑶40等待直至延遲時間Td結(jié)束(S20:否)。然后，在確定延遲時間Td已經(jīng)結(jié)束的情況下(S20:是)，ECU 40將放電波形控制信號Sc輸出到波形控制通信線Lc(S22)。接下來，在當(dāng)前時間在點火信號Si的輸出期間內(nèi)的條件下，ECU 40確定從步驟SlO中的設(shè)置正時起旋轉(zhuǎn)速度NE的上升量△ NE是否是閾值△ th或大于閾值△ th(S24)。該過程是如下過程，該過程用于確定從針對當(dāng)前正在輸出的放電波形控制信號Sc的以上延遲時間Td決定的放電電流命令值12*是否增大點火性降低的風(fēng)險。
[0054]在確定上升量△ NE是閾值△ th或大于閾值△ th的情況下(S24:是)，在當(dāng)前時間在點火信號Si的輸出期間內(nèi)的條件下，因為點火性降低的風(fēng)險高，所以ECU 40再次計算延遲時間Td(S26)。這里，基于當(dāng)前時間的旋轉(zhuǎn)速度NE，可以從如圖6所示的映射數(shù)據(jù)設(shè)置放電電流命令值12*，并且，基于放電電流命令值12*，可以從圖7所示的映射數(shù)據(jù)設(shè)置延遲時間Td。然而，不限于此，可以基于旋轉(zhuǎn)速度NE的變化速度預(yù)測在火花塞28放電時的旋轉(zhuǎn)速度NE，并且可以根據(jù)所預(yù)測的值設(shè)置延遲時間Td。
[0055]接下來，ECU40確定從點火信號Si的輸出正時起經(jīng)過的時間是否短于新設(shè)置的延遲時間Td，換言之，當(dāng)前時間是否在延遲時間Td之前(S28)。然后，在確定當(dāng)前時間在延遲時間Td之前的情況下(S28: YSE )，在當(dāng)前時間在點火信號Si的輸出期間內(nèi)的條件下，E⑶40通過停止放電波形控制信號Sc的輸入一次而將波形控制通信線Lc的電勢設(shè)置成邏輯L。此后，當(dāng)已經(jīng)經(jīng)過延遲時間Td的情況下，E⑶40通過輸出放電波形控制信號Sc而將波形控制通信線Lc的電勢設(shè)置成邏輯H(S30)。
[0056]這里，當(dāng)步驟S30的過程完成時，或者當(dāng)在步驟S24或S28中作出否定判斷時，E⑶40完成圖5所示的系列過程一次。在ECU 40執(zhí)行以上過程的同時，當(dāng)在輸入點火信號Si的期間輸入放電波形控制信號Sc兩次時，點火裝置30根據(jù)在第二次輸入放電控制波形信號Sc時的正時更新延遲時間Td，該延遲時間Td是基于在第一次輸入放電波形控制信號Sc時的正時計算出的。然后，點火裝置30基于更新的延遲時間Td設(shè)置放電電流命令值12*。
[0057]這里，將使用圖8來描述實施例的操作。圖8示出點火信號Si的轉(zhuǎn)變、放電波形控制信號Sc的轉(zhuǎn)變、旋轉(zhuǎn)速度NE的轉(zhuǎn)變和通過點火裝置30識別的放電波形命令值12*的轉(zhuǎn)變。
[0058]在圖8所示的示例中，在時間11，ECU40輸出放電波形控制信號Sc，同時輸出點火信號Si。由此，延遲時間Td被設(shè)置為零，從而，點火裝置30的放電控制單元86將放電電流命令值12*設(shè)置成最小值。然而，當(dāng)在輸出放電波形控制信號Sc之后旋轉(zhuǎn)速度NE上升時，ECU40在時間12停止放電波形控制信號Sc的輸出一次。此后，在時間t3，ECU 40再次輸出放電波形控制信號Sc。由此，點火裝置30將放電電流命令值12*更新到從時間t3相對于時間11的延遲時間決定的值，時間11是點火信號S i的輸入正時。
[0059]這里，當(dāng)旋轉(zhuǎn)速度NE在通過ECU40輸出放電波形控制信號Sc之后劇烈下降時，SP使ECU 40停止放電波形控制信號Sc的輸出并再次輸出放電波形控制信號Sc，也難以通過再輸出的正時將延遲時間Td設(shè)置成與劇烈下降之后的旋轉(zhuǎn)速度NE相適合的值。然而，在這種情況下，放電電流命令值12*被設(shè)置成比所需更大的值，從而，點火性不降低。
[0060]而且，如果隨著放電電流命令值12*變大，ECU40將延遲時間Td設(shè)置為更短的時間，則當(dāng)旋轉(zhuǎn)速度NE在通過ECU 40輸出放電波形控制信號Sc之后飆升時，難以將被點火裝置30識別的放電電流命令值12*更新到適當(dāng)?shù)闹怠?br>[0061]根據(jù)上述實施例，獲得以下效果。(I)ECU40可變地設(shè)置到點火裝置30的放電波形控制信號Sc的輸入正時相對于到點火裝置30的點火信號Si的輸入正時的延遲時間Td，并且放電控制單元86基于延遲時間Td可變地控制火花塞28的放電電流值。由此，能夠抑制通信線的數(shù)目的增加，同時允許從ECU 40向點火裝置30的放電電流命令值12*指示。
[0062](2)當(dāng)內(nèi)燃機10的旋轉(zhuǎn)速度NE高時，延遲時間Td被設(shè)置成比當(dāng)內(nèi)燃機10的旋轉(zhuǎn)速度NE低時長的時間。由此，即使旋轉(zhuǎn)速度NE飆升，放電控制單元86也能將實際放電電流控制成與親升之后的旋轉(zhuǎn)速度NE相適合的放電電流值。
[0063](3)內(nèi)燃機10向車輛的驅(qū)動輪提供動力。在這種情況下，擔(dān)心的是，在對在起伏不平的路上等行進(jìn)的車輛進(jìn)行剎車操作時，內(nèi)燃機10的旋轉(zhuǎn)速度NE飆升。因此，特別有效的是，當(dāng)內(nèi)燃機1的旋轉(zhuǎn)速度NE高時，延遲時間Td被設(shè)置成比當(dāng)內(nèi)燃機1的旋轉(zhuǎn)速度NE低時長的時間。
[0064]〈其它實施例〉這里，以上實施例的事項中的至少一項可以按如下修改。在以下，存在這樣的部分，在所述部分中，“
【發(fā)明內(nèi)容】
”章節(jié)中描述的事項與以上實施例中的事項之間的對應(yīng)關(guān)系由參考字符等例示，但這并不旨在將以上事項限制到所例示的對應(yīng)關(guān)系。順帶地，圖4A的左側(cè)上所示的電路與第一環(huán)形電路對應(yīng)，并且第一環(huán)形電路包括電池44、初級線圈52和點火開關(guān)元件60。而且，圖4C的左側(cè)上所示的電路與第二環(huán)形電路對應(yīng)，并且第二環(huán)形電路包括電池44、初級線圈52和升壓電路70。
[0065][放電電流命令值]本發(fā)明不限于僅基于旋轉(zhuǎn)速度NE可變地設(shè)置放電電流命令值的構(gòu)造。例如，當(dāng)負(fù)載大時，放電電流命令值可以被設(shè)置成比當(dāng)負(fù)載小時大的值。這是考慮到即使旋轉(zhuǎn)速度NE和放電電流相同點火性也隨著負(fù)載變大而降低的事實作出的設(shè)置。這里，例如，能夠采用吸入空氣量作為負(fù)載。
[0066][延遲時間]本發(fā)明不限于當(dāng)延遲時間長時，與當(dāng)延遲時間短時相比命令較大的電流值的構(gòu)造，并且可以命令較小的電流值。即使在這種情況下，也可以通過單個波形控制通信線Lc來命令放電電流的控制的結(jié)束正時和放電電流值，從而，能夠減少通信線的數(shù)目。
[0067][放電波形控制信號]放電波形控制信號不限于具有邏輯“H”的脈沖信號，并且例如，可以是具有邏輯“L”的脈沖信號。在這種情況下，僅需要通過放電波形控制信號Sc的下降邊緣相對于到點火裝置30的點火信號Si的輸入正時的延遲時間來指定放電電流值。
[0068]本發(fā)明不限于基于延遲時間Td在三個或更多個階段中改變放電電流命令值12*的構(gòu)造。例如，放電電流命令值12*可以隨著延遲時間Td變長而繼續(xù)增大。而且，例如，基于延遲時間Td是否是閾值或大于閾值，可以在兩個階段中改變放電電流命令值12*。
[0069][點火信號]點火信號不限于具有邏輯“H”的脈沖信號，并且例如，可以是具有邏輯“L”的脈沖信號。
[0070][點火開關(guān)元件]點火開關(guān)元件60可以布置在端子TRMl和初級線圈52之間。在這種情況下，即使不輸入點火信號Si，在輸入放電波形控制信號Sc期間，點火開關(guān)元件60也與控制開關(guān)元件80的打開關(guān)閉操作同步地打開和關(guān)閉。而且，可以由MOS場效應(yīng)晶體管來構(gòu)造點火開關(guān)元件。
[0071 ][放電控制電路(70、80至84)]控制開關(guān)元件80可以由一對MOS場效應(yīng)晶體管替代，在該MOS場效應(yīng)晶體管中，本體二極管的陽極或陰極彼此短路，并且可以移除二極管82。而且，可以采用IGBT。
[0072]在以上實施例中，放電電流的控制的開始正時是當(dāng)從點火信號Si的下降邊沿起已經(jīng)經(jīng)過指定時間時的正時，但是本發(fā)明不限于此。例如，控制的開始正時可以是點火信號Si的下降邊緣。
[0073]本發(fā)明不限于升壓電路70和電池44被用于向初級線圈52施加電壓的構(gòu)造。例如，本發(fā)明可以包括這樣的電路，該所述電路中，電池44和初級線圈52能夠被連接，使得具有與在點火開關(guān)元件60的關(guān)閉操作時的極性反向的極性的電壓被施加到初級線圈52。
[0074]本發(fā)明不限于初級線圈52被通電用于控制火花塞28的放電電流的構(gòu)造。例如，不同于初級線圈52，與次級線圈54磁性耦合的第三線圈可以通電。在這種情況下，在執(zhí)行點火開關(guān)元件60的關(guān)閉操作期間，第三線圈的兩端絕緣，并且在點火開關(guān)元件60的打開操作之后，執(zhí)行與以上實施例中的初級線圈52的通電相同的通電。
[0075 ][放電控制單元]本發(fā)明不限于執(zhí)行放電電流值的檢測值到放電電流命令值12*的控制反饋的構(gòu)造，并且可以采用執(zhí)行對放電電流命令值12*的開環(huán)控制的構(gòu)造。這可以通過基于放電電流命令值12*可變地設(shè)置控制開關(guān)元件80的打開關(guān)閉操作的時間比來實現(xiàn)。
[0076][升壓電路]升壓電路不限于升壓斬波電路，并且可以是升壓/降壓斬波電路。這能夠例如通過用MOS場效應(yīng)晶體管來代替二極管76和升壓開關(guān)元件74來實現(xiàn)。然后，如果補充性地執(zhí)行該對MOS場效應(yīng)晶體管的打開關(guān)閉操作，則即使該打開關(guān)閉操作在不輸出放電波形控制信號Sc的第一模式下繼續(xù)，電容器78的充電電壓Vc也限于通過時間比決定的值，從而，過電壓被抑制。
[0077][點火裝置]本發(fā)明不限于當(dāng)點火開關(guān)元件60處于關(guān)閉狀態(tài)時不執(zhí)行火花塞28的放電的構(gòu)造。例如，在點火開關(guān)元件60的關(guān)閉狀態(tài)下，可以執(zhí)行從火花塞28的一個電極到另一個電極的放電，并且通過點火開關(guān)元件60的打開操作，可以通過次級線圈54中生成的逆電動勢執(zhí)行從以上的另一個電極到一個電極放電。即使在這種情況下，當(dāng)在從另一個電極到一個電極的放電開始之后控制放電電流值時，基于以上延遲時間Td決定放電電流命令值也是有效的。
[0078][當(dāng)執(zhí)行放電電流的控制時]作為空燃比濃于執(zhí)行放電電流的控制的第二模式中的空燃比的第一模式，本發(fā)明不限于將空燃比控制成理論空燃比的構(gòu)造?？杖急瓤梢詽庥诶碚摽杖急然蛘呖梢员壤碚摽杖急认”??？傊?，空燃比僅需濃于第二模式中的空燃比。
[0079]而且，本發(fā)明不限于僅在空燃比稀薄于其它情況期間執(zhí)行放電電流的控制的構(gòu)造。例如，在高旋轉(zhuǎn)和高負(fù)載時，即使當(dāng)目標(biāo)空燃比被設(shè)置成最濃的空燃比時，也可以執(zhí)行放電電流的控制。
[0080][內(nèi)燃機]內(nèi)燃機不限于向車輛的驅(qū)動輪提供動力的內(nèi)燃機，并且例如可以是安裝在串聯(lián)混合動力車輛上的內(nèi)燃機。
【主權(quán)項】
1.一種用于內(nèi)燃機的點火控制系統(tǒng)，所述點火控制系統(tǒng)包括: 點火裝置，所述點火裝置包括: 點火線圈，所述點火線圈設(shè)有初級線圈和次級線圈， 火花塞，所述火花塞與所述次級線圈連接，并且所述火花塞被暴露于所述內(nèi)燃機的燃燒室中， 放電控制電路，所述放電控制電路在所述火花塞的放電開始之后使所述火花塞的放電繼續(xù)，以及 放電控制單元，在所述火花塞的放電開始之后，所述放電控制單元通過操作所述放電控制電路來控制所述火花塞的放電電流； 控制裝置； 點火通信線，所述點火通信線將來自所述控制裝置的點火信號傳遞到所述點火裝置；以及 波形控制通信線，所述波形控制通信線將來自所述控制裝置的放電波形控制信號傳遞到所述點火裝置， 所述點火信號是命令所述初級線圈通電的信號， 所述放電波形控制信號是通過到所述點火裝置的輸入停止正時來通過所述放電控制單元命令所述放電電流的控制的完成正時的信號，并且 所述控制裝置被構(gòu)造成通過可變地設(shè)置到所述點火裝置的所述放電波形控制信號的輸入正時相對于到所述點火裝置的所述點火信號的輸入正時的延遲時間來可變地控制放電電流值，所述放電電流值是由所述放電控制單元基于所述延遲時間控制的值。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的點火控制系統(tǒng)，其中: 所述放電控制單元被構(gòu)造成控制所述放電電流值，使得當(dāng)所述延遲時間長時的所述放電電流值大于當(dāng)所述延遲時間短時的所述放電電流值，并且 所述控制裝置被構(gòu)造成控制所述延遲時間，使得當(dāng)所述內(nèi)燃機的旋轉(zhuǎn)速度高時的所述延遲時間長于當(dāng)所述內(nèi)燃機的旋轉(zhuǎn)速度低時的所述延遲時間。3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的點火控制系統(tǒng)，其中: 所述放電控制單元被構(gòu)造成當(dāng)在將所述點火信號輸入到所述點火裝置期間向所述點火裝置輸入所述放電波形控制信號兩次時，基于所述放電波形控制信號的輸入正時相對于所述點火信號的輸入正時的延遲時間來控制所述放電電流值，所述放電波形控制信號的所述輸入正時是當(dāng)?shù)诙屋斎胨龇烹姴ㄐ慰刂菩盘枙r的正時，并且 所述控制裝置被構(gòu)造成在所述點火信號的輸出期間所述放電波形控制信號的輸出之后所述旋轉(zhuǎn)速度上升的條件下，在停止所述放電波形控制信號的輸出之后，再次輸出所述放電波形控制信號。4.根據(jù)權(quán)利要求1至3中的任一項所述的點火控制系統(tǒng)，其中: 所述內(nèi)燃機向車輛的驅(qū)動輪提供動力。5.根據(jù)權(quán)利要求1至4中的任一項所述的點火控制系統(tǒng)，其中: 所述點火裝置包括點火開關(guān)元件，所述點火開關(guān)元件打開和關(guān)閉第一環(huán)形電路，所述第一環(huán)形電路包括所述初級線圈和電源， 所述點火信號命令所述點火開關(guān)元件的關(guān)閉操作期間， 所述放電控制電路包括控制開關(guān)元件，所述控制開關(guān)元件打開和關(guān)閉第二環(huán)形電路，所述第二環(huán)形電路包括所述初級線圈、所述電源和升壓電路，所述升壓電路對所述電源的電壓進(jìn)行升壓， 所述放電控制單元被構(gòu)造成通過所述控制開關(guān)元件的打開關(guān)閉操作來控制所述放電電流值，并且 在所述第一環(huán)形電路和所述第二環(huán)形電路兩者中，所述電源與所述初級線圈的同一端子連接。
【文檔編號】F02P5/15GK106050516SQ201610227868
【公開日】2016年10月26日
【申請日】2016年4月13日 公開號201610227868.4, CN 106050516 A, CN 106050516A, CN 201610227868, CN-A-106050516, CN106050516 A, CN106050516A, CN201610227868, CN201610227868.4
【發(fā)明人】中村聰志, 中野智洋
【申請人】豐田自動車株式會社