用于内燃机的点火控制系统的制作方法
【专利摘要】本发明涉及用于内燃机的点火控制系统。ECU通过点火通信线将点火信号Si输出到点火装置。在输出点火信号Si期间，点火装置执行点火开关元件的关闭操作。在相对于点火信号Si的输出正时延迟预定延迟时间的正时，ECU将放电波形控制信号Sc输出到波形控制通信线。在点火信号Si的输出停止之后放电波形控制信号Sc的输入期间，点火装置通过控制开关元件的打开关闭操作将流过初级线圈的电流控制到基于以上延迟时间决定的放电电流命令值。
【专利说明】
用于内燃机的点火控制系统
技术领域
[0001]本发明涉及一种用于内燃机的点火控制系统，该系统在火花塞的放电开始之后控制火花塞的放电电流。
【背景技术】
[0002]作为这种点火控制系统，例如，一种系统被描述在日本专利申请公报N0.2014-206061中。在该系统中，点火信号从控制装置(ECU)输出到点火装置，从而，执行初级线圈的通电。然后，当点火信号的输出停止时，初级线圈的通电停止，从而，在次级线圈中生成逆电动势。由此，火花塞放电。在点火信号的输出停止后，ECU将能量输入期间信号输出到点火装置。在输入能量输入期间信号期间，点火装置控制火花塞的放电电流。
【发明内容】
[0003]顺便地，保持内燃机的燃烧室中的空气-燃料混合物的点火性能所必需的放电电流值可以基于内燃机的运行状态而浮动。因此，为了在保持点火性能的同时尽可能地降低能耗，期望可变地设置放电电流值以及完成放电电流的控制的正时。然而，在以上系统中，当从ECU向点火装置发送用于命令放电电流值的信号时，必须添加连接ECU和点火装置的通信线。
[0004]本发明提供用于内燃机的点火控制系统，该系统允许从控制装置向点火装置的放电电流值指示，并且抑制通信线的数目的增加。
[0005]1.用于内燃机的点火控制系统包括:点火装置，该点火装置包括点火线圈、火花塞、放电控制电路和放电控制单元，其中，点火线圈设有初级线圈和次级线圈，火花塞与次级线圈连接并且暴露于内燃机的燃烧室中，放电控制电路在火花塞的放电开始之后使火花塞的放电继续，并且放电控制单元在火花塞的放电开始之后通过操作放电控制电路来控制火花塞的放电电流;控制装置;点火通信线，该点火通信线将来自控制装置的点火信号传递到点火装置；以及波形控制通信线，该波形控制通信线将来自控制装置的放电波形控制信号传递到点火装置，点火信号是命令初级线圈通电的信号，放电波形控制信号是通过到所述点火装置的输入停止正时来通过所述放电控制单元命令所述放电电流的控制的完成正时的信号，并且控制装置通过可变地设置到所述点火装置的所述放电波形控制信号的输入正时相对于到所述点火装置的所述点火信号的输入正时的延迟时间来可变地控制放电电流值，所述放电电流值是由所述放电控制单元基于所述延迟时间控制的值。
[0006]在以上构造中，控制装置可变地设置到点火装置的放电波形控制信号的输入正时相对于到点火装置的点火信号的输入正时的延迟时间。然后，放电控制单元基于延迟时间来操作放电控制电路，从而，可变地控制放电电流值。这里，放电波形控制信号也是命令放电电流的控制的完成正时的信号。因此，在以上构造中，能够通过波形控制通信线来传递放电电流的控制的完成正时的命令和放电电流值的命令。因此，能够抑制通信线的数目的增加，同时允许从控制装置到点火装置的放电电流值指示。
[0007]2.在根据以上I的用于内燃机的点火控制系统中，当延迟时间长时，放电控制单元将放电电流值控制成大于当延迟时间短时的值，并且，当内燃机的旋转速度高时，控制装置将延迟时间设置成长于当内燃机的旋转速度低时的时间。
[0008]在上述构造中，当旋转速度高时，放电控制单元将放电电流值控制成大于当旋转速度低时的值。这里，当旋转速度高时，燃烧室中的气流增大。因此，当放电电流值小时，可能发生放电停止。关于这一点，当旋转速度高时，以上构造将放电电流值控制成较大值。由此，能够抑制放电停止的发生，并且进一步地，能够在内燃机的旋转速度高时抑制点火性的降低。
[0009]3.在根据以上2的内燃机的点火控制系统中，当延迟时间长时，放电控制单元将放电电流值控制成大于当延迟时间短时的值，并且当在将点火信号输入到点火装置期间向点火装置输入两次放电波形控制信号时，放电控制单元基于当在第二次输入放电波形控制信号时的正时相对于点火信号的输入正时的延迟时间来控制放电电流值。而且，当内燃机的旋转速度高时，控制装置将延迟时间设置成长于当内燃机的旋转速度低时的时间，并且控制装置在点火信号的输出期间放电波形控制信号的输出之后旋转速度上升的条件下，在停止放电波形控制信号的输出之后，再次输出所述放电波形控制信号。
[0010]在以上构造中，当内燃机的旋转速度高时，控制装置将延迟时间设置成长于当内燃机的旋转速度低时的时间。因此，当旋转速度低时，控制装置在早期输出放电波形控制信号。此后，当旋转速度飙升时，控制装置停止输出放电波形控制信号一次，并且此后，再次输出放电波形控制信号。同时，当在输入点火信号的同时输入放电波形控制信号两次时，放电控制单元基于当在第二次输入放电波形控制信号时的正时相对于点火信号的输入正时的延迟时间来控制放电电流值。因此，即使当旋转速度飙升时，放电控制单元也能够将实际放电电流值控制成与飙升之后的旋转速度相适合的放电电流值。特别地，当旋转速度高时，燃烧室中的气流变得比当旋转速度低时快，从而，点火性很可能降低。因此，能够将实际放电电流值控制成与高的旋转速度相适合的放电电流值意味着能够适当地抑制点火性的降低。
[0011]4.在根据以上I至3中的任一项的内燃机的点火控制系统中，内燃机向车辆的驱动轮提供动力。在以上构造中，由于内燃机向驱动轮提供动力，存在的担心是，在对在起伏的道路上行进的车辆进行刹车等操作时，内燃机的旋转速度飙升。因此，根据以上2的延迟时间和放电电流值之间的关系的设置是特别有效的。
[0012]5.在根据以上I至4中的任一项的内燃机的点火控制系统中，点火控制装置包括点火开关元件，该点火开关元件打开和关闭第一环形电路，该第一环形电路包括初级线圈和电源，点火信号命令点火开关元件的关闭操作期间，放电控制电路包括控制开关元件，该控制开关元件打开和关闭第二环形电路，该第二环形电路包括初级线圈、电源和对电源的电压进行升压的升压电路，放电控制单元通过控制开关元件的打开关闭操作来控制放电电流值，并且在第一环形电路和第二环形电路两者中，电源与初级线圈的同一端子连接。
[0013]在上述构造中，通过点火信号执行点火开关元件的关闭操作，使得第一环形电路变成闭环电路并且执行初级线圈的通电。此后，通过点火信号命令点火开关元件的打开操作，使得第一环形电路变成开环并且初级线圈的通电停止。由此，在次级线圈中生成逆电动势以阻止通过初级线圈的通电生成的磁通量的减少，从而，执行火花塞的放电。此后，当放电控制单元执行控制开关元件的关闭操作时，第二环形电路变成闭环电路，并且，与当执行点火开关元件的关闭操作时的电流反方向的电流流过初级线圈。该电流减少当执行点火开关元件的关闭操作时生成的磁通量。因此，通过控制开关元件的操作来控制以上磁通量的减少速度。由此，能够抑制放电电流值的减少，或者增加放电电流值。
【附图说明】
[0014]以下将参考附图描述本发明的示例性实施例的特征、优点以及技术和工业意义，在附图中，相同的标记表示相同的元件，并且其中:
[0015]图1是示出包括根据第一实施例的点火控制系统的发动机系统的构造的图；
[0016]图2是示出根据实施例的点火控制系统的电路构造的电路图；
[0017]图3是例示根据实施例的点火控制的时序图；
[0018]图4A是例示根据实施例的点火控制的电路图；
[0019]图4B是例示根据实施例的点火控制的电路图；
[0020]图4C是例示根据实施例的点火控制的电路图；
[0021 ]图4D是例示根据实施例的点火控制的电路图；
[0022]图5是示出根据实施例的点火控制的过程的流程图；
[0023]图6是示出说明根据实施例的旋转速度与放电电流命令值之间的关系的映射数据的图；
[0024]图7是示出说明根据实施例的放电电流命令值与延迟时间之间的关系的映射数据的图；
[0025]图8是例示根据实施例的点火控制的时序图。
【具体实施方式】
[0026]下文中，将参考附图描述点火装置的实施例。图1所示的内燃机10是火花点火式的多缸内燃机。在内燃机10的进气通路12中，设置有能够改变通路的横截面积的电控节流阀14。在进气通路12相对于节流阀14的下游侧，设置用以将燃料喷射到进气端口的端口喷射阀16。通过进气门18的气门打开操作，进气通路12中的空气和从端口喷射阀16喷射的燃料被填充到由气缸20和活塞22形成的燃烧室24中。燃烧室24面向气缸喷射阀26的喷射端口，并且通过气缸喷射阀26，燃料能够被直接喷射并进给到燃烧室24。在燃烧室24中，点火装置30的火花塞28突出。然后，通过火花塞28的火花点火，空气和燃料的空气燃料混合物被点燃，并且空气燃料混合物被供应用于燃烧。空气燃料混合物的燃烧能量中的一些通过活塞22被转化成曲柄轴32的旋转能。车辆的驱动轮能被机械地联接到曲柄轴32。这里，在实施例中，假定车辆是仅内燃机10向驱动轮提供动力的车辆。
[0027]通过排气门34的气门打开操作，供应用于燃烧的空气燃料混合物被排出到排气通路36作为排气。电子控制单元(ECU)40是控制内燃机10的控制装置。ECU 40接收各种传感器的输出值，所述各种传感器诸如检测曲柄轴32的旋转速度NE的曲柄角传感器39。然后，基于所获取的输出值，ECU 40操作各种致动器，诸如节流阀14、端口喷射阀16、气缸喷射阀26和点火装置30。
[0028]图2示出点火装置30的电路构造。如图2所示，点火装置30包括点火线圈50，在点火线圈50中，初级线圈52和次级线圈54磁性耦合。这里，在图2中，标在初级线圈52的一对端子中的一个端子处和标在次级线圈54的一对端子中的一个端子处的黑圆点示出端子，在该端子处，当在初级线圈52的两端和次级线圈54的两端敞开的状态下，与初级线圈52和次级线圈54互连的磁通量改变时，在初级线圈52和次级线圈54中生成的电动势的极性相等。
[0029]次级线圈54的一个端子与火花塞28连接，并且另一端子通过二极管56和分流电阻58接地。二极管56是整流元件，该整流元件允许电流在从火花塞28通过次级线圈54走向地面的方向上流动，并且该整流元件限制电流在相反的方向上流动。分流电阻58是用于通过分流电阻58的电压降Vi2来检测流过次级线圈54的电流的电阻。换言之，分流电阻58是用于检测火花塞28的放电电流的电阻。
[0030]点火线圈50的初级线圈52的一个端子通过点火装置30的端子TRMl与外部电池44的正极连接。而且，初级线圈52的另一端子通过点火开关元件60接地。这里，在实施例中，点火开关元件60是绝缘栅双极晶体管(IGBT)。而且，二极管62与点火开关元件60反向并联连接。
[0031]从端子TRMl获取的电力也被升压电路70所获取。在实施例中，升压电路70由升压斩波电路构成。即，升压电路70包括感应器72，感应器72的一端与端子TRMl侧连接，并且感应器72的另一端通过升压开关元件74接地。这里，在一个实施例中，升压开关元件74是IGBT。二极管76的阳极侧连接在感应器72与升压开关元件74之间，二极管76的阴极侧通过电容器78接地。电容器78的充电电压Vc是升压电路70的输出电压。
[0032]二极管76与电容器78之间的点通过控制开关元件80和二极管82与初级线圈52与点火开关元件60之间的点连接。换言之，升压电路70的输出端子通过控制开关元件80和二极管82与初级线圈52与点火开关元件60之间的点连接。在实施例中，控制开关元件80是MOS场效应晶体管。上述二极管82是用于阻止电流反向地从初级线圈52和点火开关元件60侧通过控制开关元件80的寄生二极管流到升压电路70侧的整流元件。
[0033]升压控制单元84是这样一种驱动电路，该驱动电路通过基于输入到端子TRM2的点火信号Si来执行升压开关元件74的打开关闭操作来控制升压电路70的输出电压。这里，升压控制单元84监控升压电路70的输出电压(电容器78的充电电压Vc)，并且当输出电压达到预定值或更大时停止升压开关元件74的打开关闭操作。
[0034]放电控制单元86是这样一种驱动电路，该驱动电路通过基于输入到端子TRM2的点火信号Si和输入到端子TRM3的放电波形控制信号Sc，来执行控制开关元件80的打开关闭操作来控制火花塞28的放电电流。
[0035]点火装置30的端子TRM2通过点火通信线Li与ECU40连接，并且端子TRM3通过波形控制通信线Lc与ECU 40连接。在将内燃机10的空燃比控制成第一目标空燃比(这里，理论空燃比)的第一模式中，E⑶40通过点火通信线Li输出点火信号Si，并且不将放电波形控制信号Sc输出到波形控制通信线Lc。而且，在将空燃比控制成比第一目标空燃比稀薄的第二目标空燃比的第二模式中，E⑶40通过点火通信线Li输出点火信号Si，并且通过波形控制通信线Lc输出放电波形控制信号Sc。这里，在实施例中，点火信号Si和放电波形控制信号Sc都是带逻辑H的脉冲信号。
[0036]接下来，特别地，将利用图3和图4A至图4D例示根据实施例的点火控制的第二模式中的控制。图3示出点火信号Si的转变、放电波形控制信号Sc的转变、点火开关元件60的打开关闭操作的状态转变和升压开关元件74的打开关闭操作的状态转变。而且，图3示出控制开关元件80的打开关闭操作的状态转变、流过初级线圈52的电流11的转变和流过次级线圈54的电流12的转变。这里，对于电流11、12的符号，图2中所示的箭头侧被定义成正的。
[0037]当在时间tl将点火信号Si输入到点火装置30时，点火装置30执行点火开关元件60的接通(关闭)操作。由此，流过初级线圈52的电流Il逐渐增大。图4A示出此时流过初级线圈52的电流的路径。如图4A所示，当执行点火开关元件60的关闭操作时，第一环形电路变成闭环电路，并且电流流过该电路，该第一环形电路是包括电池44、初级线圈52和点火开关元件60的环形电路。这里，由于流过初级线圈52的电流逐渐增大，所以次级线圈54的互连磁通量逐渐增大。因此，在次级线圈54中生成用于抵消互连磁通量的增加的电动势。然而，电动势使二极管56的阳极侧是负的，从而，电流不流过次级线圈54。
[0038]而且，如图3所示，当点火信号Si被输入到点火装置30时，升压控制单元84执行升压开关元件74的打开关闭操作。此后，在时间t2，放电波形控制信号Sc被输入到点火装置30，其中时间12是当从11经过延迟时间Td时的时间，11是当点火信号Si被输入到点火装置30时的时间。
[0039]此后，当点火信号Si的输入在时间t3停止时，换言之，当点火通信线Li的电压从逻辑H的电压改变成逻辑L的电压时，点火装置30执行点火开关元件60的打开操作。由此，流过初级线圈52的电流11变为零，通过在次级线圈54中生成的逆电动势，电流流过次级线圈54。由此，火花塞28开始放电。
[0040]图4B示出此时的电流的路径。如图所示，当次级线圈54的互连磁通量通过初级线圈52的电流的切断而开始减少时，在次级线圈54中生成在抵消互连磁通量的减少的方向上的逆电动势，从而，电流12流过火花塞28、次级线圈54、二极管56和分流电阻58。当电流12流过次级线圈54时，在火花塞28中生成电压降Vd，并且在分流电阻58中生成与分流电阻58的电阻值r对应的“r.12”的电压降。由此，当忽略晶体管56等的向前方向的电压降时，火花塞28中的电压降Vd和分流电阻58中的电压降的总和“Vd+r.12”的电压被施加到次级线圈54。该电压逐渐减少次级线圈54的互连磁通量。图3中从时间13到时间t4流过次级线圈54的电流12的逐渐减少是由施加“Vd+r.12”的电压到次级线圈54所引起的现象。
[0041]如图3所示，在时间t4之后，放电控制单元86执行控制开关元件80的打开关闭操作。图4C示出从时间t4至时间t5期间的电流路径，从时间t4至时间t5期间控制开关单元80处于关闭状态。这里，第二环形电路变成闭环，并且电流流过该电路，该第二环形电路是包括升压电路70、控制开关元件80、二极管82、初级线圈52和电池44的环形电路。
[0042]图4D示出从时间t5至时间t6期间的电流路径，从时间t5至时间t6期间控制开关单元80处于打开状态。这里，在初级线圈52中生成抵消由流过初级线圈52的电流的绝对值的减少所引起的磁通量的变化的逆电动势。由此，第三环形电路变成闭环，并且电流流动通过该电路，该第三环形电路是包括二极管62、初级线圈52和电池44的环形电路。
[0043]这里，通过操作图3所示的控制开关元件80的打开关闭操作的关闭操作期间Ton与一个周期T的时间比D，能够控制流过初级线圈52的电流。放电控制单元86通过时间比D执行控制以逐渐增大流过初级线圈52的电流Il的绝对值。在该期间的电流Il具有与当点火开关元件60处于关闭状态时流过初级线圈52的电流11反向的符号。因此，如果由当点火开关元件60处于关闭状态时流过初级线圈52的电流Il生成的磁通量被定义为正的，则通过控制开关元件80的打开和关闭所生成的电流11减少磁通量。这里，在由流过初级线圈52的电流11引起的次级线圈54的互连磁通量的逐渐减少速度与当向次级线圈54施加“Vd+r.12”的电压时的逐渐减少速度一致的情况下，流过次级线圈54的电流不减少。在这种情况下，通过由升压电路70和电池44组成的电源输出的电力来补偿由火花塞28和分流电阻58引起的电力损失。
[0044]相反地，在由流过初级线圈52的电流11引起的次级线圈54的互连磁通量的逐渐减少速度低于当向次级线圈54施加“Vd+r.12”的电压时的逐渐减少速度的情况下，流过次级线圈54的电流12逐渐减少。通过电流12的逐渐减少，互连磁通量以当向次级线圈54施加“Vd+r.12”的电压时的逐渐减少速度逐渐减少。然而，与流过初级线圈52的电流11的绝对值不逐渐增大的情况相比，流过次级线圈54的电流12的逐渐减少速度较低。
[0045]而且，在流过初级线圈52的电流Il的绝对值逐渐增大使得实际互连磁通量的逐渐减少速度高于当向次级线圈54施加“Vd+r.12”的电压时的次级线圈54的互连磁通量的逐渐减少速度的情况下，次级线圈54的电压通过逆电动势而变高，以抑制互连磁通量的减少。然后，流过次级线圈54的电流12增大使得“Vd+r.12”变成等于次级线圈54的电压。
[0046]因而，通过控制流过初级线圈52的电流Il的绝对值的逐渐增大速度，能够控制流过次级线圈54的电流12。换言之，能够针对增大和减少两者控制火花塞28的放电电流。
[0047]放电控制单元86操作控制开关元件80的以上时间比D，以用于从分流电阻58的电压降V i 2确定的放电电流值到放电电流命令值12*的反馈控制。
[0048]这里，针对每个气缸提供图2中所示的点火通信线L1、点火线圈50、火花塞28、点火开关元件60、二极管62、控制开关单元80和二极管82，但是图2仅代表性地示出一个气缸。顺便地，在实施例中，关于波形控制通信线Lc、升压电路70、升压控制单元84和放电控制单元86，针对多个气缸分配单个构件。然后，取决于输入到点火装置30的点火信号Si与哪个气缸对应，放电控制单元86选择和操作对应的控制开关元件80。而且，当用于任一气缸的点火信号Si被输入到点火装置30时，升压控制单元84执行升压控制。
[0049]在点火信号Si不被输入的条件下，在从点火信号Si的下降边缘经特定时间之后并且在放电波形控制信号Sc的下降边缘之前的期间中，放电控制单元86将放电电流控制成放电电流命令值12*。然后，如图3所示，取决于当放电波形控制信号Sc被输入到点火装置30时的正时相对于当点火信号S i被输入到点火装置30时的正时的延迟时间Td，放电控制单元86可变地设置放电电流命令值12*。由此，E⑶通过操作延迟时间Td能够可变地设置放电电流命令值12*。
[0050]图5示出在根据实施例的第二模式下的点火控制的过程。例如，通过ECU40在预定周期中反复地执行该过程。在系列过程中，ECU 40首先基于旋转速度NE设置放电电流命令值12* (S1)。这里，基于图6中所示的映射数据，随着旋转速度NE变高，放电电流命令值12*被设置成更大的值。这是考虑燃烧室24中的气流随着旋转速度NE变高而变快的事实的设置。当气流变快时，火花塞28的放电电流被气流携带，从而，点火性可能降低。因此，为了抑制点火性的降低，将放电电流命令值12*设置成较大的值。这里，映射数据是针对三个或更多个旋转速度NE的相应值指定彼此不同的放电电流命令值12*的数据。该映射数据被预先存储在ECU 40内的存储装置中。
[0051 ] 接下来，E⑶40设置延迟时间Td(S12)。这里，如图7所示，随着放电电流命令值12*变大，ECU 40将延迟时间Td设置成更长的时间。这里，映射数据是针对三个或更多个放电电流命令值12*的相应值指定彼此不同的延迟时间Td的数据。该映射数据被预先存储在ECU40内的存储装置中。
[0052]接下来，E⑶40计算初级线圈52的通电期间，该通电期间为点火开关元件60的关闭操作期间，并且ECU 40计算初级线圈52的通电开始正时，该开始正时为点火开关元件60的接通操作正时(S14)。通电开始正时和通电期间决定火花塞28的放电开始正时。换言之，通电开始正时和通电期间决定点火正时。因此，可以基于决定点火正时的已知的参数可可变地设置通电开始正时和通电期间。
[0053]随后，ECU 40确定当前时间是否是以上步骤S14中设置的初级线圈52的通电开始正时(S16)。然后，E⑶40等待直至通电开始正时(S16:否)。在确定当前时间是通电开始正时的情况下(S16:是)，ECU 40将点火信号Si输出到点火通信线Li(S18)。在输出点火信号Si之后，E⑶40等待直至延迟时间Td结束(S20:否)。然后，在确定延迟时间Td已经结束的情况下(S20:是)，ECU 40将放电波形控制信号Sc输出到波形控制通信线Lc(S22)。接下来，在当前时间在点火信号Si的输出期间内的条件下，ECU 40确定从步骤SlO中的设置正时起旋转速度NE的上升量△ NE是否是阈值△ th或大于阈值△ th(S24)。该过程是如下过程，该过程用于确定从针对当前正在输出的放电波形控制信号Sc的以上延迟时间Td决定的放电电流命令值12*是否增大点火性降低的风险。
[0054]在确定上升量△ NE是阈值△ th或大于阈值△ th的情况下(S24:是)，在当前时间在点火信号Si的输出期间内的条件下，因为点火性降低的风险高，所以ECU 40再次计算延迟时间Td(S26)。这里，基于当前时间的旋转速度NE，可以从如图6所示的映射数据设置放电电流命令值12*，并且，基于放电电流命令值12*，可以从图7所示的映射数据设置延迟时间Td。然而，不限于此，可以基于旋转速度NE的变化速度预测在火花塞28放电时的旋转速度NE，并且可以根据所预测的值设置延迟时间Td。
[0055]接下来，ECU40确定从点火信号Si的输出正时起经过的时间是否短于新设置的延迟时间Td，换言之，当前时间是否在延迟时间Td之前(S28)。然后，在确定当前时间在延迟时间Td之前的情况下(S28: YSE )，在当前时间在点火信号Si的输出期间内的条件下，E⑶40通过停止放电波形控制信号Sc的输入一次而将波形控制通信线Lc的电势设置成逻辑L。此后，当已经经过延迟时间Td的情况下，E⑶40通过输出放电波形控制信号Sc而将波形控制通信线Lc的电势设置成逻辑H(S30)。
[0056]这里，当步骤S30的过程完成时，或者当在步骤S24或S28中作出否定判断时，E⑶40完成图5所示的系列过程一次。在ECU 40执行以上过程的同时，当在输入点火信号Si的期间输入放电波形控制信号Sc两次时，点火装置30根据在第二次输入放电控制波形信号Sc时的正时更新延迟时间Td，该延迟时间Td是基于在第一次输入放电波形控制信号Sc时的正时计算出的。然后，点火装置30基于更新的延迟时间Td设置放电电流命令值12*。
[0057]这里，将使用图8来描述实施例的操作。图8示出点火信号Si的转变、放电波形控制信号Sc的转变、旋转速度NE的转变和通过点火装置30识别的放电波形命令值12*的转变。
[0058]在图8所示的示例中，在时间11，ECU40输出放电波形控制信号Sc，同时输出点火信号Si。由此，延迟时间Td被设置为零，从而，点火装置30的放电控制单元86将放电电流命令值12*设置成最小值。然而，当在输出放电波形控制信号Sc之后旋转速度NE上升时，ECU40在时间12停止放电波形控制信号Sc的输出一次。此后，在时间t3，ECU 40再次输出放电波形控制信号Sc。由此，点火装置30将放电电流命令值12*更新到从时间t3相对于时间11的延迟时间决定的值，时间11是点火信号S i的输入正时。
[0059]这里，当旋转速度NE在通过ECU40输出放电波形控制信号Sc之后剧烈下降时，SP使ECU 40停止放电波形控制信号Sc的输出并再次输出放电波形控制信号Sc，也难以通过再输出的正时将延迟时间Td设置成与剧烈下降之后的旋转速度NE相适合的值。然而，在这种情况下，放电电流命令值12*被设置成比所需更大的值，从而，点火性不降低。
[0060]而且，如果随着放电电流命令值12*变大，ECU40将延迟时间Td设置为更短的时间，则当旋转速度NE在通过ECU 40输出放电波形控制信号Sc之后飙升时，难以将被点火装置30识别的放电电流命令值12*更新到适当的值。
[0061]根据上述实施例，获得以下效果。(I)ECU40可变地设置到点火装置30的放电波形控制信号Sc的输入正时相对于到点火装置30的点火信号Si的输入正时的延迟时间Td，并且放电控制单元86基于延迟时间Td可变地控制火花塞28的放电电流值。由此，能够抑制通信线的数目的增加，同时允许从ECU 40向点火装置30的放电电流命令值12*指示。
[0062](2)当内燃机10的旋转速度NE高时，延迟时间Td被设置成比当内燃机10的旋转速度NE低时长的时间。由此，即使旋转速度NE飙升，放电控制单元86也能将实际放电电流控制成与親升之后的旋转速度NE相适合的放电电流值。
[0063](3)内燃机10向车辆的驱动轮提供动力。在这种情况下，担心的是，在对在起伏不平的路上等行进的车辆进行刹车操作时，内燃机10的旋转速度NE飙升。因此，特别有效的是，当内燃机1的旋转速度NE高时，延迟时间Td被设置成比当内燃机1的旋转速度NE低时长的时间。
[0064]〈其它实施例〉这里，以上实施例的事项中的至少一项可以按如下修改。在以下，存在这样的部分，在所述部分中，“
【发明内容】
”章节中描述的事项与以上实施例中的事项之间的对应关系由参考字符等例示，但这并不旨在将以上事项限制到所例示的对应关系。顺带地，图4A的左侧上所示的电路与第一环形电路对应，并且第一环形电路包括电池44、初级线圈52和点火开关元件60。而且，图4C的左侧上所示的电路与第二环形电路对应，并且第二环形电路包括电池44、初级线圈52和升压电路70。
[0065][放电电流命令值]本发明不限于仅基于旋转速度NE可变地设置放电电流命令值的构造。例如，当负载大时，放电电流命令值可以被设置成比当负载小时大的值。这是考虑到即使旋转速度NE和放电电流相同点火性也随着负载变大而降低的事实作出的设置。这里，例如，能够采用吸入空气量作为负载。
[0066][延迟时间]本发明不限于当延迟时间长时，与当延迟时间短时相比命令较大的电流值的构造，并且可以命令较小的电流值。即使在这种情况下，也可以通过单个波形控制通信线Lc来命令放电电流的控制的结束正时和放电电流值，从而，能够减少通信线的数目。
[0067][放电波形控制信号]放电波形控制信号不限于具有逻辑“H”的脉冲信号，并且例如，可以是具有逻辑“L”的脉冲信号。在这种情况下，仅需要通过放电波形控制信号Sc的下降边缘相对于到点火装置30的点火信号Si的输入正时的延迟时间来指定放电电流值。
[0068]本发明不限于基于延迟时间Td在三个或更多个阶段中改变放电电流命令值12*的构造。例如，放电电流命令值12*可以随着延迟时间Td变长而继续增大。而且，例如，基于延迟时间Td是否是阈值或大于阈值，可以在两个阶段中改变放电电流命令值12*。
[0069][点火信号]点火信号不限于具有逻辑“H”的脉冲信号，并且例如，可以是具有逻辑“L”的脉冲信号。
[0070][点火开关元件]点火开关元件60可以布置在端子TRMl和初级线圈52之间。在这种情况下，即使不输入点火信号Si，在输入放电波形控制信号Sc期间，点火开关元件60也与控制开关元件80的打开关闭操作同步地打开和关闭。而且，可以由MOS场效应晶体管来构造点火开关元件。
[0071 ][放电控制电路(70、80至84)]控制开关元件80可以由一对MOS场效应晶体管替代，在该MOS场效应晶体管中，本体二极管的阳极或阴极彼此短路，并且可以移除二极管82。而且，可以采用IGBT。
[0072]在以上实施例中，放电电流的控制的开始正时是当从点火信号Si的下降边沿起已经经过指定时间时的正时，但是本发明不限于此。例如，控制的开始正时可以是点火信号Si的下降边缘。
[0073]本发明不限于升压电路70和电池44被用于向初级线圈52施加电压的构造。例如，本发明可以包括这样的电路，该所述电路中，电池44和初级线圈52能够被连接，使得具有与在点火开关元件60的关闭操作时的极性反向的极性的电压被施加到初级线圈52。
[0074]本发明不限于初级线圈52被通电用于控制火花塞28的放电电流的构造。例如，不同于初级线圈52，与次级线圈54磁性耦合的第三线圈可以通电。在这种情况下，在执行点火开关元件60的关闭操作期间，第三线圈的两端绝缘，并且在点火开关元件60的打开操作之后，执行与以上实施例中的初级线圈52的通电相同的通电。
[0075 ][放电控制单元]本发明不限于执行放电电流值的检测值到放电电流命令值12*的控制反馈的构造，并且可以采用执行对放电电流命令值12*的开环控制的构造。这可以通过基于放电电流命令值12*可变地设置控制开关元件80的打开关闭操作的时间比来实现。
[0076][升压电路]升压电路不限于升压斩波电路，并且可以是升压/降压斩波电路。这能够例如通过用MOS场效应晶体管来代替二极管76和升压开关元件74来实现。然后，如果补充性地执行该对MOS场效应晶体管的打开关闭操作，则即使该打开关闭操作在不输出放电波形控制信号Sc的第一模式下继续，电容器78的充电电压Vc也限于通过时间比决定的值，从而，过电压被抑制。
[0077][点火装置]本发明不限于当点火开关元件60处于关闭状态时不执行火花塞28的放电的构造。例如，在点火开关元件60的关闭状态下，可以执行从火花塞28的一个电极到另一个电极的放电，并且通过点火开关元件60的打开操作，可以通过次级线圈54中生成的逆电动势执行从以上的另一个电极到一个电极放电。即使在这种情况下，当在从另一个电极到一个电极的放电开始之后控制放电电流值时，基于以上延迟时间Td决定放电电流命令值也是有效的。
[0078][当执行放电电流的控制时]作为空燃比浓于执行放电电流的控制的第二模式中的空燃比的第一模式，本发明不限于将空燃比控制成理论空燃比的构造。空燃比可以浓于理论空燃比或者可以比理论空燃比稀薄。总之，空燃比仅需浓于第二模式中的空燃比。
[0079]而且，本发明不限于仅在空燃比稀薄于其它情况期间执行放电电流的控制的构造。例如，在高旋转和高负载时，即使当目标空燃比被设置成最浓的空燃比时，也可以执行放电电流的控制。
[0080][内燃机]内燃机不限于向车辆的驱动轮提供动力的内燃机，并且例如可以是安装在串联混合动力车辆上的内燃机。
【主权项】
1.一种用于内燃机的点火控制系统，所述点火控制系统包括: 点火装置，所述点火装置包括: 点火线圈，所述点火线圈设有初级线圈和次级线圈， 火花塞，所述火花塞与所述次级线圈连接，并且所述火花塞被暴露于所述内燃机的燃烧室中， 放电控制电路，所述放电控制电路在所述火花塞的放电开始之后使所述火花塞的放电继续，以及 放电控制单元，在所述火花塞的放电开始之后，所述放电控制单元通过操作所述放电控制电路来控制所述火花塞的放电电流； 控制装置； 点火通信线，所述点火通信线将来自所述控制装置的点火信号传递到所述点火装置；以及 波形控制通信线，所述波形控制通信线将来自所述控制装置的放电波形控制信号传递到所述点火装置， 所述点火信号是命令所述初级线圈通电的信号， 所述放电波形控制信号是通过到所述点火装置的输入停止正时来通过所述放电控制单元命令所述放电电流的控制的完成正时的信号，并且 所述控制装置被构造成通过可变地设置到所述点火装置的所述放电波形控制信号的输入正时相对于到所述点火装置的所述点火信号的输入正时的延迟时间来可变地控制放电电流值，所述放电电流值是由所述放电控制单元基于所述延迟时间控制的值。2.根据权利要求1所述的点火控制系统，其中: 所述放电控制单元被构造成控制所述放电电流值，使得当所述延迟时间长时的所述放电电流值大于当所述延迟时间短时的所述放电电流值，并且 所述控制装置被构造成控制所述延迟时间，使得当所述内燃机的旋转速度高时的所述延迟时间长于当所述内燃机的旋转速度低时的所述延迟时间。3.根据权利要求2所述的点火控制系统，其中: 所述放电控制单元被构造成当在将所述点火信号输入到所述点火装置期间向所述点火装置输入所述放电波形控制信号两次时，基于所述放电波形控制信号的输入正时相对于所述点火信号的输入正时的延迟时间来控制所述放电电流值，所述放电波形控制信号的所述输入正时是当第二次输入所述放电波形控制信号时的正时，并且 所述控制装置被构造成在所述点火信号的输出期间所述放电波形控制信号的输出之后所述旋转速度上升的条件下，在停止所述放电波形控制信号的输出之后，再次输出所述放电波形控制信号。4.根据权利要求1至3中的任一项所述的点火控制系统，其中: 所述内燃机向车辆的驱动轮提供动力。5.根据权利要求1至4中的任一项所述的点火控制系统，其中: 所述点火装置包括点火开关元件，所述点火开关元件打开和关闭第一环形电路，所述第一环形电路包括所述初级线圈和电源， 所述点火信号命令所述点火开关元件的关闭操作期间， 所述放电控制电路包括控制开关元件，所述控制开关元件打开和关闭第二环形电路，所述第二环形电路包括所述初级线圈、所述电源和升压电路，所述升压电路对所述电源的电压进行升压， 所述放电控制单元被构造成通过所述控制开关元件的打开关闭操作来控制所述放电电流值，并且 在所述第一环形电路和所述第二环形电路两者中，所述电源与所述初级线圈的同一端子连接。
【文档编号】F02P5/15GK106050516SQ201610227868
【公开日】2016年10月26日
【申请日】2016年4月13日 公开号201610227868.4, CN 106050516 A, CN 106050516A, CN 201610227868, CN-A-106050516, CN106050516 A, CN106050516A, CN201610227868, CN201610227868.4
【发明人】中村聪志, 中野智洋
【申请人】丰田自动车株式会社