點(diǎn)火控制裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種點(diǎn)火控制裝置，對在內(nèi)燃機(jī)的汽缸內(nèi)設(shè)置成點(diǎn)燃燃料混合氣的火花塞的動作進(jìn)行控制。
【背景技術(shù)】
[0002]在這種裝置中，眾所周知有為了使燃料混合氣的燃燒狀態(tài)良好，而進(jìn)行多重放電的結(jié)構(gòu)。例如，在日本特開2007-231927號公報中公開了在I次燃燒行程內(nèi)斷續(xù)地產(chǎn)生多次放電的結(jié)構(gòu)。另一方面，在日本特開2000-199470號公報中公開了為了獲得放電時間長的多重放電特性而將2個點(diǎn)火線圈并聯(lián)連接的結(jié)構(gòu)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]發(fā)明要解決的課題
[0004]如日本特開2007-231927號公報中所記載的結(jié)構(gòu)，在I次燃燒行程內(nèi)斷續(xù)地產(chǎn)生多次放電的情況下，該行程內(nèi)的從點(diǎn)火放電開始到結(jié)束為止期間，點(diǎn)火放電電流反復(fù)成為零。則尤其在缸內(nèi)的氣體流速大的情況下，產(chǎn)生所謂的“吹滅”，存在點(diǎn)火能量損失的問題。另一方面，如日本特開2000-199470號公報中所記載的那樣，在將2個點(diǎn)火線圈并聯(lián)連接的結(jié)構(gòu)中，不存在I次燃燒行程內(nèi)的從點(diǎn)火放電開始到結(jié)束為止期間內(nèi)點(diǎn)火放電電流反復(fù)成為零的情況。但是，裝置結(jié)構(gòu)復(fù)雜化，裝置尺寸也大型化。此外，在該現(xiàn)有技術(shù)的結(jié)構(gòu)中，所消耗的能量大幅超過點(diǎn)火所需的能量，因此發(fā)生多余的耗電。
[0005]用于解決課題的方案
[0006]本實(shí)施方式的點(diǎn)火控制裝置，對設(shè)置成點(diǎn)燃燃料混合氣的火花塞的動作進(jìn)行控制。本點(diǎn)火控制裝置的特征在于，具備:點(diǎn)火線圈，具備一次繞組和二次繞組，通過在所述一次繞組中流動的電流即一次電流的增減，在與所述火花塞連接的所述二次繞組上產(chǎn)生二次電流；直流電源，非接地側(cè)輸出端子與所述一次繞組的一端側(cè)連接，以使得在所述一次繞組上流動所述一次電流；第一開關(guān)元件，具有第一控制端子、第一電源側(cè)端子及第一接地側(cè)端子，該第一開關(guān)元件是根據(jù)輸入到所述第一控制端子的第一控制信號來對所述第一電源側(cè)端子與所述第一接地側(cè)端子之間的通電的導(dǎo)通截止進(jìn)行控制的半導(dǎo)體開關(guān)元件，所述第一電源側(cè)端子與所述一次繞組的另一端側(cè)連接，且所述第一接地側(cè)端子與接地側(cè)連接；第二開關(guān)元件，具有第二控制端子、第二電源側(cè)端子及第二接地側(cè)端子，該第二開關(guān)元件是根據(jù)輸入到所述第二控制端子的第二控制信號來對所述第二電源側(cè)端子與所述第二接地側(cè)端子之間的通電的導(dǎo)通截止進(jìn)行控制的半導(dǎo)體開關(guān)元件，所述第二接地側(cè)端子與所述一次繞組的所述另一端側(cè)連接；第三開關(guān)元件，具有第三控制端子、第三電源側(cè)端子及第三接地側(cè)端子，該第三開關(guān)元件是根據(jù)輸入到所述第三控制端子的第三控制信號來對所述第三電源側(cè)端子與所述第三接地側(cè)端子之間的通電的導(dǎo)通截止進(jìn)行控制的半導(dǎo)體開關(guān)元件，所述第三電源側(cè)端子與所述第二開關(guān)元件的所述第二電源側(cè)端子連接，且所述第三接地側(cè)端子與所述接地側(cè)連接；以及儲能線圈，該儲能線圈是電感器，被設(shè)置在將所述直流電源的所述非接地側(cè)輸出端子與所述第三開關(guān)元件的所述第三電源側(cè)端子連接起來的電力線上，該儲能線圈通過所述第三開關(guān)元件的導(dǎo)通來蓄積能量。
【附圖說明】
[0007]圖1是具備本發(fā)明的一個實(shí)施方式的結(jié)構(gòu)的發(fā)動機(jī)系統(tǒng)的概略結(jié)構(gòu)圖。
[0008]圖2是圖1所示的點(diǎn)火控制裝置的第一實(shí)施方式的概略電路圖。
[0009]圖3是用于圖2所示的點(diǎn)火控制裝置的動作說明的時序圖。
[0010]圖4是用于圖2所示的點(diǎn)火控制裝置的動作說明的時序圖。
[0011]圖5是圖1所示的點(diǎn)火控制裝置的第二實(shí)施方式的概略電路圖。
[0012]圖6是用于圖5所示的點(diǎn)火控制裝置的動作說明的時序圖。
[0013]圖7是表示圖2等中所示的第一開關(guān)元件的周邊的電路結(jié)構(gòu)的一例的圖。
[0014]圖8是表示圖2等中所示的第一開關(guān)元件的周邊的電路結(jié)構(gòu)的另一例的圖。
[0015]圖9是圖1所示的點(diǎn)火控制裝置的第三實(shí)施方式的概略電路圖。
[0016]圖10是圖1所示的點(diǎn)火控制裝置的第四實(shí)施方式的概略電路圖。
[0017]圖11是表示圖10所示的電路結(jié)構(gòu)的一個變形例的概略電路圖。
【具體實(shí)施方式】
[0018]以下，參照【附圖說明】本發(fā)明的實(shí)施方式。
[0019]<發(fā)動機(jī)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)>
[0020]參照圖1，發(fā)動機(jī)系統(tǒng)10具備作為火花點(diǎn)火式的內(nèi)燃機(jī)的發(fā)動機(jī)11。在構(gòu)成發(fā)動機(jī)11的主體部的發(fā)動機(jī)主體(Engine block) Ila的內(nèi)部，形成有汽缸Ilb及水套(Waterjacket) 11c。汽缸Ilb被設(shè)置成能夠往返移動地收容活塞12。水套Ilc是冷卻液(還稱為冷卻水)能夠流動的空間，被設(shè)置成包圍汽缸Ilb的周圍。
[0021]在作為發(fā)動機(jī)主體Ila的上部的汽缸蓋(Cylinder head)上，能夠與汽缸Ilb連通地形成有進(jìn)氣口 13及排氣口 14。此外，在汽缸蓋上設(shè)置有進(jìn)氣閥15、排氣閥16及閥驅(qū)動機(jī)構(gòu)17。進(jìn)氣閥15控制進(jìn)氣口 13與汽缸Ilb的連通狀態(tài)。排氣閥16控制排氣口 14與汽缸Ilb的連通狀態(tài)。閥驅(qū)動機(jī)構(gòu)17使進(jìn)氣閥15及排氣閥16按預(yù)定的定時進(jìn)行開閉動作。
[0022]此外，在發(fā)動機(jī)主體Ila上安裝有噴油器18及火花塞19。在本實(shí)施方式中，噴油器18被設(shè)置成向汽缸Ilb內(nèi)直接噴射燃料。火花塞19被設(shè)置成在汽缸Ilb內(nèi)點(diǎn)燃燃料混入與
I=I ^ O
[0023]在發(fā)動機(jī)11上連接有供排氣機(jī)構(gòu)20。在供排氣機(jī)構(gòu)20上，設(shè)置有進(jìn)氣管21 (包括進(jìn)氣歧管21a及穩(wěn)壓箱(Surge tank) 21b)、排氣管22、EGR通路23這3種氣體通路。
[0024]進(jìn)氣歧管21a與進(jìn)氣口 13連接。穩(wěn)壓箱21b與進(jìn)氣歧管21a相比配置在進(jìn)氣流動方向上的上游側(cè)。排氣管22與排氣口 14連接。
[0025]EGR (Exhaust Gas Recirculat1n)通路23通過將排氣管22與穩(wěn)壓箱21b連接起來，被設(shè)置成能夠?qū)⑴懦龅脚艢夤?2的廢氣的一部分導(dǎo)入到進(jìn)氣中。在EGR通路23上，設(shè)置有EGR控制閥24。EGR控制閥24被設(shè)置成能夠通過其開度來控制EGR率(向汽缸Ilb內(nèi)吸入的燃燒前的氣體中的廢氣的混合比例)。
[0026]在進(jìn)氣管21上的比穩(wěn)壓箱21b靠進(jìn)氣流動方向上的上游側(cè)，設(shè)置有節(jié)流閥25。節(jié)流閥25的開度由DC電動機(jī)等節(jié)流閥致動器(Throttle actuator) 26的動作來控制。此外，在進(jìn)氣口 13的附近，設(shè)置有用于產(chǎn)生渦流、滾流的氣流控制閥27。
[0027]在發(fā)動機(jī)系統(tǒng)10中，設(shè)置有點(diǎn)火控制裝置30。點(diǎn)火控制裝置30控制火花塞19的動作(即進(jìn)行發(fā)動機(jī)11中的點(diǎn)火控制)。該點(diǎn)火控制裝置30具備點(diǎn)火電路單元31和電子控制單元32。
[0028]點(diǎn)火電路單元31在火花塞19上產(chǎn)生用于點(diǎn)燃汽缸Ilb內(nèi)的燃料混合氣的火花放電。電子控制單元32是所謂的發(fā)動機(jī)EQJ (Electronic Control Unit)。電子控制單元32根據(jù)基于轉(zhuǎn)速傳感器33等各種傳感器的輸出而取得的發(fā)動機(jī)11的運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)(以下簡稱為“發(fā)動機(jī)參數(shù)”)，控制包括噴油器18及點(diǎn)火電路單元31的各部的動作。
[0029]關(guān)于點(diǎn)火控制，電子控制單元32根據(jù)所取得的發(fā)動機(jī)參數(shù)，生成并輸出點(diǎn)火信號IGt及能量投入期間信號IGw。上述的點(diǎn)火信號IGt及能量投入期間信號IGw規(guī)定與汽缸Ilb內(nèi)的氣體的狀態(tài)及所需的發(fā)動機(jī)11的輸出(他們根據(jù)發(fā)動機(jī)參數(shù)而變化)相應(yīng)的最佳的點(diǎn)火時期及放電電流(點(diǎn)火放電電流)。另外，這些信號是已公知或周知的，因此在本說明書中省略關(guān)于這些信號的更多的詳細(xì)說明(可根據(jù)需要參考日本特開2002-168170號公報、日本特開2007-211631號公報等)。
[0030]轉(zhuǎn)速傳感器33是用于檢測(取得)發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速(還稱為發(fā)動機(jī)旋轉(zhuǎn)速度)Ne的傳感器。該轉(zhuǎn)速傳感器33在發(fā)動機(jī)主體Ila上安裝成，生成與伴隨著活塞12的往返運(yùn)動而旋轉(zhuǎn)的未圖示的曲軸的旋轉(zhuǎn)角度相應(yīng)的脈沖狀的輸出。冷卻水溫傳感器34是用于檢測(取得)在水套Ilc內(nèi)流動的冷卻液的溫度即冷卻水溫Tw的傳感器，安裝在發(fā)動機(jī)主體Ila上。
[0031]空氣流量計35是用于檢測(取得)吸入空氣量Ga (在進(jìn)氣管21中流動而向汽缸Ilb內(nèi)導(dǎo)入的吸入空氣的質(zhì)量流量)的傳感器。該空氣流量計35在比節(jié)流閥25靠進(jìn)氣流動方向上的上游側(cè)安裝在進(jìn)氣管21上。進(jìn)氣壓傳感器36是用于檢測(取得)進(jìn)氣管21內(nèi)的壓力即進(jìn)氣壓Pa的傳感器，安裝在穩(wěn)壓箱21b上。
[0032]節(jié)流閥開度傳感器37是生成與節(jié)流閥25的開度(節(jié)流閥開度THA)對應(yīng)的輸出的傳感器，內(nèi)置于節(jié)流閥致動器26。油門位置傳感器38被設(shè)置成生成與未圖示的油門的操作量(油門操作量ACCP)對應(yīng)的輸出。
[0033]<第一實(shí)施方式的點(diǎn)火控制裝置的結(jié)構(gòu)>
[0034]參照圖2，第一實(shí)施方式中的點(diǎn)火電路單元31具備點(diǎn)火線圈311 (包括一次繞組311a及二次繞組311b)、直流電源312、第一開關(guān)元件313、第二開關(guān)元件314、第三開關(guān)元件315、儲能線圈316、電容器317、二極管318a、318b及318c、以及驅(qū)動電路319。
[0035]如上所述，點(diǎn)火線圈311具備一次繞組311a和二次繞組311b。眾所周知，該點(diǎn)火線圈311通過在一次繞組311a中流動的一次電流的增減，在二次繞組311b上產(chǎn)生二次電流。
[0036]在一次繞組311a的一端即高電壓側(cè)端子(還可以稱為非接地側(cè)端子)側(cè)，連接有直流電源312的非接地側(cè)輸出端子(具體地說是+端子)。另一方面，一次繞組311a的另一端即低電壓側(cè)端子(還可以稱為接地側(cè)端子)側(cè)經(jīng)由第一開關(guān)元件313連接到接地側(cè)。即，直流電源312在第一開關(guān)元件313導(dǎo)通時，使得在一次繞組311a上流動從高電壓側(cè)端子側(cè)朝向低電壓側(cè)端子側(cè)的方向的一次電流。
[0037]二次繞組311b的高電壓側(cè)端子(還可以稱為非接地側(cè)端子)側(cè)經(jīng)由二極管318a連接到一次繞組311a的高電壓側(cè)端子側(cè)。該二極管318a為了禁止從一次繞組311a的高電壓側(cè)端子側(cè)朝向二次繞組311b的高電壓側(cè)端子側(cè)的方向的電流的流動，并且將二次電流(放電電流)規(guī)定為從火花塞19朝向二次繞組311b的(即圖中的電流12成為負(fù)的值的)方向，其陽極連接到二次繞組311b的高電壓側(cè)端子側(cè)。另一方面，二次繞組311b的低電壓側(cè)端子(還可以稱為接地側(cè)端子)側(cè)與火花塞19連接。
[0038]第一開關(guān)元件313是MOS棚.構(gòu)造晶體管即IGBT (Insulated Gate BipolarTransistor)，具有第一控制端子313G、第一電源側(cè)端子313C及第一接地側(cè)端子313E。該第一開關(guān)元件313根據(jù)輸入到第一控制端子313G的第一控制信號IGa，控制第一電源側(cè)端子313C與第一接地側(cè)端子313E之間的通電的導(dǎo)通截止。在本實(shí)施方式中，第一電源側(cè)端子313C與一次繞組311a的低電壓側(cè)端子側(cè)連接。此外，第一接地側(cè)端子313E與接地側(cè)連接。
[0039]第二開關(guān)元件314 是