内燃机的点火装置以及点火方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种使用包含一次线圈以及二次线圈在内的点火线圈的、内燃机的点火装置以及点火方法。
【背景技术】
[0002]在使用点火线圈的点火装置中，通过使一次电流向一次线圈通电后在规定的点火时期切断一次电流，从而在二次线圈中生成较高的放电电压，在与二次线圈连接的火花塞的电极之间产生放电。二次线圈中产生的放电电压和放电能量基本上对应于向一次线圈的通电时间。
[0003]专利文献I中公开了如下技术，S卩，为了延长放电期间而得到可靠的着火，与点火时期后的放电期间叠加而向火花塞提供由其他升压电路产生的叠加电压。在这种情况下，在通过由点火线圈产生的二次电压而使电极之间的放电开始之后，通过叠加电压使放电电流继续，向混合气体提供更大的能量。
[0004]另外，左右放电能量的、向一次线圈的通电时间一般由内燃机转速决定，转速越低通电时间越长，而在专利文献2中公开了在高负载区域中使通电时间变长，在低负载区域中使通电时间变短的技术。
[0005]但是，虽然专利文献I公开的这种叠加电压的供给在点火性能方面有用，但存在该单元由于包含点火线圈的点火单元内的叠加电压生成电路的发热而温度上升的问题。特别是，在高转速区域中，点火单元的温度上升引起顾虑，因此，在高转速区域中无法进行叠加电压的供给，或者作为点火单元需要确保较高的耐热性。
[0006]此外，专利文献2中仅公开了在高负载区域和低负载区域中使向一次线圈的通电时间不同的技术，并不存在与点火单元的温度上升有关的记载。
[0007]专利文献1:日本专利第2554568号公报
[0008]专利文献2:日本特开2012 — 136965号公报
【发明内容】
[0009]本发明的目的在于在抑制点火单元的温度上升的同时，实现由叠加电压的供给带来的点火性能的提高。
[0010]该发明是一种内燃机的点火装置，其通过在点火线圈的一次线圈中对一次电流进行通电并且切断，从而在与二次线圈连接的火花塞的电极之间产生放电电压，所述内燃机的点火装置具有叠加电压生成电路，该叠加电压生成电路在由所述二次线圈产生的放电开始后，在所述火花塞的电极之间施加与所述放电电压相同方向的叠加电压而使放电电流继续，在特定的内燃机运转条件时，进行由所述叠加电压生成电路进行的叠加电压的供给，并且与叠加电压的非供给时相比，在叠加电压的供给时，使根据内燃机转速设定的向一次线圈的通电时间相对变短。
[0011 ] 如上述所示，通过在叠加电压的供给时使向一次线圈的通电时间变短，从而抑制点火单元的温度上升。向一次线圈的通电时间与二次线圈中产生的放电电压以及放电能量相关，但在进行叠加电压的供给的情况下，放电开始后，通过叠加电压的供给，使放电电流继续，因而只要能够在火花塞的电极之间确保施加产生绝缘破坏的放电电压即可。
[0012]此外，由于点火单元的温度上升特别是在高转速区域中成为问题，因此在进行叠加电压的供给的转速/负载的区域中，可以仅在高转速侧的区域中使向一次线圈的通电时间变短。
[0013]根据该发明，能够在通过叠加电压的供给实现点火性能的提高的同时，避免出现与叠加电压的供给相伴随的点火单元的过度的温度上升。
【附图说明】
[0014]图1是具备该发明的一个实施例的点火装置的内燃机的结构说明图。
[0015]图2是表示点火装置的结构的结构说明图。
[0016]图3是表示点火装置的主要部分的结构说明图。
[0017]图4是叠加电压的非供给时以及供给时的二次电压等的波形图。
[0018]图5是表示第I实施例中进行叠加电压的供给的运转区域的特性图。
[0019]图6是第I实施例的流程图。
[0020]图7是表示叠加电压供给时的向一次线圈的通电时间的特性的特性图。
[0021]图8是表示叠加电压供给时的向一次线圈的通电时间的特性的其他例子的特性图。
[0022]图9是第2实施例的内燃机的结构说明图。
[0023]图10是表示第2实施例中进行EGR导入和叠加电压供给的运转区域的特性图，(A)是暖机后的特性图，(B)是未暖机时的特性图。
[0024]图11是第2实施例的流程图。
[0025]图12是表示第3实施例中进行稀薄燃烧和叠加电压供给的运转区域的特性图，(A)是暖机后的特性图，(B)是未暖机时的特性图。
[0026]图13是第3实施例的流程图。
[0027]图14是第4实施例的内燃机的结构说明图。
[0028]图15是表示第4实施例中进行米勒循环燃烧和叠加电压供给的运转区域的特性图，(A)是暖机后的特性图，(B)是未暖机时的特性图。
[0029]图16是第4实施例的流程图。
【具体实施方式】
[0030]下面，基于附图，对该发明的一个实施例详细进行说明。
[0031]图1是表示具备该发明所涉及的点火装置的内燃机I的系统结构的结构说明图，内燃机I的多个气缸2中分别配置有活塞3，并且分别连接有通过进气阀4开闭的进气口 5以及通过排气阀6开闭的排气口 7。另外，缸内配置有对燃料进行喷射供给的燃料喷射阀8。该燃料喷射阀8的燃料喷射时期以及燃料喷射量由发动机控制单元(ECU) 10控制。并且，为了进行通过上述燃料喷射阀8在缸内生成的混合气体的点火，例如在气缸顶面中央处配置有火花塞9。此外，图示例子作为缸内直接喷射式内燃机而构成，但也可以采用在进气口 5中配置有燃料喷射阀的进气口喷射型的结构。在上述发动机控制单元10中，输入有来自许多传感器类部件的检测信号，这些传感器类部件有:对吸入空气量进行检测的空气流量计21、对内燃机转速进行检测的曲轴角传感器22、对冷却水温进行检测的温度传感器23等。
[0032]上述火花塞9连接有点火单元11，该点火单元11响应于来自发动机控制单元10的点火信号而向火花塞9输出放电电压。另外，设置有叠加电压控制单元12，该叠加电压控制单元12响应于来自发动机控制单元10的叠加电压要求信号而控制由点火单元11产生的叠加电压。这些发动机控制单元10、点火单元11以及叠加电压控制单元12与车载的14伏特的电池13连接。
[0033]如在图2、图3中所示出的详细结构，上述点火单元11包含:点火线圈15，其包含一次线圈15a以及二次线圈15b ;点火器16，其控制对该点火线圈15的一次线圈15a的一次电流的通电/切断；以及叠加电压生成电路17，其包含升压电路，火花塞9与上述点火线圈15的二次线圈15b连接。叠加电压生成电路17将电池13的电压升压至规定的叠加电压的电压，在此基础上基于叠加电压控制单元12的控制信号，在火花塞9的放电开始后对该火花塞9输出叠加电压。此外，叠加电压生成电路17在与本来的放电电压相同电位的方向上生成叠加电压，该本来的放电电压是在切断向一次线圈15a的一次电流时在火花塞9的电极之间产生的。
[0034]图4是说明由叠加电压的有无产生的二次电流(放电电流)的变化的图，针对叠加电压的非供给时和供给时，集中图示了一次电流(一次线圈通电信号)、叠加电压、二次电压以及二次电流的各自的波形。
[0035]在叠加电压的非供给时，与一般的点火装置进行同样的作用。S卩，经由点火器16，在规定的通电时间TD