点火控制装置的制造方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种点火控制装置，对在内燃机的汽缸内设置成点燃燃料混合气的火花塞的动作进行控制。
【背景技术】
[0002]在这种装置中，众所周知有为了使燃料混合气的燃烧状态良好，而进行多重放电的结构。例如，在日本特开2007-231927号公报中公开了在I次燃烧行程内断续地产生多次放电的结构。另一方面，在日本特开2000-199470号公报中公开了为了获得放电时间长的多重放电特性而将2个点火线圈并联连接的结构。
【发明内容】
[0003]发明要解决的课题
[0004]如日本特开2007-231927号公报中所记载的结构，在I次燃烧行程内断续地产生多次放电的情况下，该行程内的从点火放电开始到结束为止期间，点火放电电流反复成为零。则尤其在缸内的气体流速大的情况下，产生所谓的“吹灭”，存在点火能量损失的问题。另一方面，如日本特开2000-199470号公报中所记载的那样，在将2个点火线圈并联连接的结构中，不存在I次燃烧行程内的从点火放电开始到结束为止期间内点火放电电流反复成为零的情况。但是，装置结构复杂化，装置尺寸也大型化。此外，在该现有技术的结构中，所消耗的能量大幅超过点火所需的能量，因此发生多余的耗电。
[0005]用于解决课题的方案
[0006]本实施方式的点火控制装置，对设置成点燃燃料混合气的火花塞的动作进行控制。本点火控制装置的特征在于，具备:点火线圈，具备一次绕组和二次绕组，通过在所述一次绕组中流动的电流即一次电流的增减，在与所述火花塞连接的所述二次绕组上产生二次电流；直流电源，非接地侧输出端子与所述一次绕组的一端侧连接，以使得在所述一次绕组上流动所述一次电流；第一开关元件，具有第一控制端子、第一电源侧端子及第一接地侧端子，该第一开关元件是根据输入到所述第一控制端子的第一控制信号来对所述第一电源侧端子与所述第一接地侧端子之间的通电的导通截止进行控制的半导体开关元件，所述第一电源侧端子与所述一次绕组的另一端侧连接，且所述第一接地侧端子与接地侧连接；第二开关元件，具有第二控制端子、第二电源侧端子及第二接地侧端子，该第二开关元件是根据输入到所述第二控制端子的第二控制信号来对所述第二电源侧端子与所述第二接地侧端子之间的通电的导通截止进行控制的半导体开关元件，所述第二接地侧端子与所述一次绕组的所述另一端侧连接；第三开关元件，具有第三控制端子、第三电源侧端子及第三接地侧端子，该第三开关元件是根据输入到所述第三控制端子的第三控制信号来对所述第三电源侧端子与所述第三接地侧端子之间的通电的导通截止进行控制的半导体开关元件，所述第三电源侧端子与所述第二开关元件的所述第二电源侧端子连接，且所述第三接地侧端子与所述接地侧连接；以及储能线圈，该储能线圈是电感器，被设置在将所述直流电源的所述非接地侧输出端子与所述第三开关元件的所述第三电源侧端子连接起来的电力线上，该储能线圈通过所述第三开关元件的导通来蓄积能量。
【附图说明】
[0007]图1是具备本发明的一个实施方式的结构的发动机系统的概略结构图。
[0008]图2是图1所示的点火控制装置的第一实施方式的概略电路图。
[0009]图3是用于图2所示的点火控制装置的动作说明的时序图。
[0010]图4是用于图2所示的点火控制装置的动作说明的时序图。
[0011]图5是图1所示的点火控制装置的第二实施方式的概略电路图。
[0012]图6是用于图5所示的点火控制装置的动作说明的时序图。
[0013]图7是表示图2等中所示的第一开关元件的周边的电路结构的一例的图。
[0014]图8是表示图2等中所示的第一开关元件的周边的电路结构的另一例的图。
[0015]图9是图1所示的点火控制装置的第三实施方式的概略电路图。
[0016]图10是图1所示的点火控制装置的第四实施方式的概略电路图。
[0017]图11是表示图10所示的电路结构的一个变形例的概略电路图。
【具体实施方式】
[0018]以下，参照【附图说明】本发明的实施方式。
[0019]<发动机系统的结构>
[0020]参照图1，发动机系统10具备作为火花点火式的内燃机的发动机11。在构成发动机11的主体部的发动机主体(Engine block) Ila的内部，形成有汽缸Ilb及水套(Waterjacket) 11c。汽缸Ilb被设置成能够往返移动地收容活塞12。水套Ilc是冷却液(还称为冷却水)能够流动的空间，被设置成包围汽缸Ilb的周围。
[0021]在作为发动机主体Ila的上部的汽缸盖(Cylinder head)上，能够与汽缸Ilb连通地形成有进气口 13及排气口 14。此外，在汽缸盖上设置有进气阀15、排气阀16及阀驱动机构17。进气阀15控制进气口 13与汽缸Ilb的连通状态。排气阀16控制排气口 14与汽缸Ilb的连通状态。阀驱动机构17使进气阀15及排气阀16按预定的定时进行开闭动作。
[0022]此外，在发动机主体Ila上安装有喷油器18及火花塞19。在本实施方式中，喷油器18被设置成向汽缸Ilb内直接喷射燃料。火花塞19被设置成在汽缸Ilb内点燃燃料混入与
I=I ^ O
[0023]在发动机11上连接有供排气机构20。在供排气机构20上，设置有进气管21 (包括进气歧管21a及稳压箱(Surge tank) 21b)、排气管22、EGR通路23这3种气体通路。
[0024]进气歧管21a与进气口 13连接。稳压箱21b与进气歧管21a相比配置在进气流动方向上的上游侧。排气管22与排气口 14连接。
[0025]EGR (Exhaust Gas Recirculat1n)通路23通过将排气管22与稳压箱21b连接起来，被设置成能够将排出到排气管22的废气的一部分导入到进气中。在EGR通路23上，设置有EGR控制阀24。EGR控制阀24被设置成能够通过其开度来控制EGR率(向汽缸Ilb内吸入的燃烧前的气体中的废气的混合比例)。
[0026]在进气管21上的比稳压箱21b靠进气流动方向上的上游侧，设置有节流阀25。节流阀25的开度由DC电动机等节流阀致动器(Throttle actuator) 26的动作来控制。此外，在进气口 13的附近，设置有用于产生涡流、滚流的气流控制阀27。
[0027]在发动机系统10中，设置有点火控制装置30。点火控制装置30控制火花塞19的动作(即进行发动机11中的点火控制)。该点火控制装置30具备点火电路单元31和电子控制单元32。
[0028]点火电路单元31在火花塞19上产生用于点燃汽缸Ilb内的燃料混合气的火花放电。电子控制单元32是所谓的发动机EQJ (Electronic Control Unit)。电子控制单元32根据基于转速传感器33等各种传感器的输出而取得的发动机11的运转状态(以下简称为“发动机参数”)，控制包括喷油器18及点火电路单元31的各部的动作。
[0029]关于点火控制，电子控制单元32根据所取得的发动机参数，生成并输出点火信号IGt及能量投入期间信号IGw。上述的点火信号IGt及能量投入期间信号IGw规定与汽缸Ilb内的气体的状态及所需的发动机11的输出(他们根据发动机参数而变化)相应的最佳的点火时期及放电电流(点火放电电流)。另外，这些信号是已公知或周知的，因此在本说明书中省略关于这些信号的更多的详细说明(可根据需要参考日本特开2002-168170号公报、日本特开2007-211631号公报等)。
[0030]转速传感器33是用于检测(取得)发动机转速(还称为发动机旋转速度)Ne的传感器。该转速传感器33在发动机主体Ila上安装成，生成与伴随着活塞12的往返运动而旋转的未图示的曲轴的旋转角度相应的脉冲状的输出。冷却水温传感器34是用于检测(取得)在水套Ilc内流动的冷却液的温度即冷却水温Tw的传感器，安装在发动机主体Ila上。
[0031]空气流量计35是用于检测(取得)吸入空气量Ga (在进气管21中流动而向汽缸Ilb内导入的吸入空气的质量流量)的传感器。该空气流量计35在比节流阀25靠进气流动方向上的上游侧安装在进气管21上。进气压传感器36是用于检测(取得)进气管21内的压力即进气压Pa的传感器，安装在稳压箱21b上。
[0032]节流阀开度传感器37是生成与节流阀25的开度(节流阀开度THA)对应的输出的传感器，内置于节流阀致动器26。油门位置传感器38被设置成生成与未图示的油门的操作量(油门操作量ACCP)对应的输出。
[0033]<第一实施方式的点火控制装置的结构>
[0034]参照图2，第一实施方式中的点火电路单元31具备点火线圈311 (包括一次绕组311a及二次绕组311b)、直流电源312、第一开关元件313、第二开关元件314、第三开关元件315、储能线圈316、电容器317、二极管318a、318b及318c、以及驱动电路319。
[0035]如上所述，点火线圈311具备一次绕组311a和二次绕组311b。众所周知，该点火线圈311通过在一次绕组311a中流动的一次电流的增减，在二次绕组311b上产生二次电流。
[0036]在一次绕组311a的一端即高电压侧端子(还可以称为非接地侧端子)侧，连接有直流电源312的非接地侧输出端子(具体地说是+端子)。另一方面，一次绕组311a的另一端即低电压侧端子(还可以称为接地侧端子)侧经由第一开关元件313连接到接地侧。即，直流电源312在第一开关元件313导通时，使得在一次绕组311a上流动从高电压侧端子侧朝向低电压侧端子侧的方向的一次电流。
[0037]二次绕组311b的高电压侧端子(还可以称为非接地侧端子)侧经由二极管318a连接到一次绕组311a的高电压侧端子侧。该二极管318a为了禁止从一次绕组311a的高电压侧端子侧朝向二次绕组311b的高电压侧端子侧的方向的电流的流动，并且将二次电流(放电电流)规定为从火花塞19朝向二次绕组311b的(即图中的电流12成为负的值的)方向，其阳极连接到二次绕组311b的高电压侧端子侧。另一方面，二次绕组311b的低电压侧端子(还可以称为接地侧端子)侧与火花塞19连接。
[0038]第一开关元件313是MOS棚.构造晶体管即IGBT (Insulated Gate BipolarTransistor)，具有第一控制端子313G、第一电源侧端子313C及第一接地侧端子313E。该第一开关元件313根据输入到第一控制端子313G的第一控制信号IGa，控制第一电源侧端子313C与第一接地侧端子313E之间的通电的导通截止。在本实施方式中，第一电源侧端子313C与一次绕组311a的低电压侧端子侧连接。此外，第一接地侧端子313E与接地侧连接。
[0039]第二开关元件314 是