点火装置的制造方法_3

文档序号:9382765阅读:来源:国知局
点火线圈2的一次线圈20的负侧,与从上述直流电源I直接供给的电能重叠地进行来自第I辅助电源131的电能、即放电维持用电能的导入,从而维持来自火花塞6的放电,这是该点火装置4的基本处理。
[0089]并且,在第I实施方式的点火装置4中,在由二次电压检测部36检测到的二次电压V2超过规定的阈值电压Vth、即吹灭极限电压Vth时,通过电源切换开关38,将从第I辅助电源131对火花塞6供给的电能(第I辅助电压Vdcl)切换为来自第2辅助电源231的电能(第2辅助电压Vdc2)。通过该切换,能够避免从火花塞6产生的放电电弧被吹灭,维持对点火线圈2的一次线圈20的负侧的电能投入。
[0090]此外,在第I实施方式的点火装置4中,仅在检测二次电压V2而判断为必要的情况下,才将对点火线圈2供给的电能的供给源从第I辅助电源131切换为第2辅助电源231。因而,还能够防止因过度的能量投入引起的火花塞6的放电电极的消耗。
[0091]另外,控制电路3例如能够由半导体集成电路来构成,该控制电路3根据需要而能够通过将电容器、线圈等安装到基板上来构成,例如能够与点火线圈2 —起容纳在省略图示的外壳内来使用。
[0092]参照图2,对第I实施方式中的点火装置4的基本动作及基于该动作的效果进行说明。
[0093]在图2中,(a)表示从E⑶7发出的点火信号IGt,(b)表示能量投入期间信号IGw,(c)表示对第I充电开关133进行开闭驱动的第I充电信号VG133, (d)表示对第2充电开关233进行开闭驱动的第2充电信号VG233。此外,在图2中,(e)表示点火开关30的开闭(通断)状态,(f)表示放电开关33的开闭(通断)状态,(g)表示电源切换开关38的切换状态,(h)表示第I辅助电压Vdcl的变化,(i)表示第2辅助电压Vdc2的变化,(j)表示将放电开关33的漏极电压VDD的变化和一次侧产生电压V2/N的变化重叠后的情况,(k)表不基于二次电压V2推测出的在一次线圈20中产生的一次电压Vl = V2/N(N为匝数比)的变化,⑴表示二次电压V2的变化,(m)表示二次线圈21中流动的二次电流12的变化。
[0094]另外,第I实施方式中的图2所示的时序图为一个例子,并且示意地示出了对应的参数,关于参数的实际变化,不限于示例的时序图。第I实施方式以后的其他实施方式也同样。
[0095]另外,还可以在图1所示的一次线圈20的负侧的位置、即第2端子侧检测一次电压Vl本身。
[0096]该情况下,在放电开关33接通且漏极电压VDD比一次线圈20中产生的一次电压Vl高的情况下,该一次线圈20的第2端子T (Vl)的电位与第I及第2电容器135及235的辅助电压Vdcl及Vdc2的某个相等。另一方面,在放电开关33接通且一次线圈20中产生的一次电压Vl比漏极电压VDD高的情况下,该一次线圈20的第2端子T(Vl)的电位被检测为与一次线圈20中产生的电压V2/N(N为匝数比)相等的值。
[0097]在第I实施方式中,作为图2的(j)及(k)中的点火线圈2的一次侧产生电压,不仅示出了一次侧产生电压Vl本身,而且还示出了由二次电压V2决定的值V2/N的变化。
[0098]如图2(a)所示,从ECU7对充电用驱动器32及点火开关30发出与内燃机5的点火时期相应的点火信号IGt,例如具有与点火时期及点火期间对应的脉冲宽度的作为脉冲信号的点火信号IGt (参照时刻tl)。S卩,作为脉冲信号的点火信号IGt在时刻tl从低电平(L)上升为高电平⑶。
[0099]如图2 (b)所示,与内燃机5的运转状况相应地,例如在点火信号IGt的结束定时后,从ECU7对放电用驱动器34发出具有与预先设定的期间对应的脉冲宽度的能量投入期间信号IGw(参照时刻t2)。S卩,作为脉冲信号的能量投入期间信号IGw在时刻t2从低电平(L)上升为高电平⑶。
[0100]另外,在第I实施方式中,从E⑶7发送的能量投入期间信号IGw的上升定时及脉冲宽度、即来自第I辅助电源131的电能投入定时及投入期间,例如作为与表示内燃机5的运转状况的多个参数的值相应的变量而通过图表M来预先规定。即,根据图表M,通过ECU7来抽取时刻t2的与上述参数的值对应的能量投入期间信号IGw的上升定时及脉冲宽度。然后,基于所抽取到的能量投入期间信号IGw的上升定时及脉冲宽度,由ECU7决定能量投入期间信号IGw。
[0101]如图2(c)及⑷所示,与点火信号IGt的上升相应地(例如同步地),使第I及第2电容器135及235的充电开始。即,与点火信号IGt的上升相应地,从充电用驱动器32,以规定的通断周期对第I及第2充电开关133及233分别输出第I及第2充电信号VG133及
VG233O
[0102]结果,第I及第2充电开关133及233按照第I及第2充电信号VG133及VG 233的通断周期,分别被进行开闭驱动(通断驱动)。此外,如图2(c)及(d)所示,与点火信号IGt的下降相应地(例如同步地),停止来自充电用驱动器32的第I及第2充电信号VG133及VG233的输出。结果,第I及第2充电开关133、233的驱动停止。在图2(c)及(d)中,第I及第2充电信号VG133及VG 233的高电平及低电平分别对应于接通及断开。
[0103]另外,第I及第2电容器135及235的充电不限于如第I实施方式那样对应于点火信号IGt的接通期间。例如,在能量投入期间信号IGw的接通期间(放电期间),能够进行充电以能够放出足够的能量,在能量投入期间信号IGw为断开的期间内,在任意的定时对充电用驱动器32发送任意长度的充电信号IGt,能够进行第I及第2电容器135及235的充电。
[0104]在放电开关33为打开(断开)的状态下,通过基于上述点火信号IGt对第I及第2充电开关133及233进行的开闭驱动(通断驱动),如图2(h)及⑴所示,从直流电源I蓄积至第I扼流线圈132的电能被反复充电至第I电容器135。结果,第I及第2辅助电源131及231的第I及第2电容器135及235中蓄积的第I及第2辅助电压Vdcl及Vdc2被升压。
[0105]另一方面,如图2(e)所示,与点火信号IGt的上升同步地点火开关30接通(闭合)(参照时刻tl),与点火信号IGt的下降同步地点火开关30断开(打开)(参照时刻t2)。
[0106]若通过点火开关30的打开(断开)而使一次线圈20中流动的一次电流切断,则如图2(k)所示,通过自感而在一次线圈20中产生感应电力(一次电压)VI,如图2(1)所示,通过互感作用而对于与一次线圈20共享铁芯的二次线圈21产生例如一 20kV?一 50kV的极高的感应电力(二次电压)V2。另外,该二次电压V2的符号是将直流电源I的正极侧作为“ + ”、将负极侧作为“一”时的极性。
[0107]此时,二次电压V2为一次电压Vl的匝数比(N = N2/N1)倍。
[0108]另外,在包含第I实施方式在内的后述的实施方式中,关于二次电压V2的高低及/或上下,只要没有特别的记载,即设为二次电压V2的去除极性后的值,也就是说表示绝对值的高低及/或上下。例如,在一 50kV的二次电压V2比一 20kV的二次电压V2高而且二次电压V2从一 50kV变化为一 20kV的情况下,表示二次电压V2从一 50kV下降至一 20kV。
[0109]这样,所产生的二次电压V2被施加至火花塞6的正侧放电电极,若超过火花塞6的放电电极间的放电空间的绝缘耐压,则在火花塞6的放电电极间产生放电火花及放电电弧,如图2(m)所示,经由二次线圈21瞬间流动较大的二次电流12。另外,在图2中,二次电流12的符号为,将从火花塞6的正侧放电电极向负侧放电电极流动的方向作为正(+12),将从火花塞6的负侧放电电极向正侧放电电极流动的方向作为负(一 12)。
[0110]由于来自该火花塞6的放电的开始而使二次电压V2降低,与此相应地一次电压Vl也降低。
[0111]此时,在第I实施方式中,在来自火花塞6的放电开始后,如图2(b)所示,在放电电流12变小的规定的定时(参照时刻t3),能量投入期间信号IGw上升。
[0112]如图2(f)所示,与能量投入期间信号IGw的上升相应地(例如同步地),通过放电用驱动器34对放电开关33进行开闭驱动(通断驱动)。
[0113]另一方面,在电源切换开关38中,与点火信号IGt的上升同步地,如图2(g)所示,作为初始状态,第I输入端子SI被连接到输出端子(参照时刻tl)。因而,在第I及第2充电开关133及233与点火开关30为断开的状态下(参照时刻t2),若放电开关33被进行开闭驱动(通断驱动),则如图2(f)所示,基于第I电容器135所充电的电压,对点火线圈2中的一次线圈20的负侧施加来自第I辅助电源131的第I辅助电压Vdcl。结果,能够对一次线圈20持续地供给一次电流(参照时刻t3以后)。
[0114]S卩,通过放电开关33的通断驱动,如图2 (h)所示,周期地实施来自第I电容器135的放电,来自第I电容器135的第I辅助电压Vdcl逐渐降低。
[0115]通过从一次线圈20的负侧施加的来自第I电容器135的电能,使瞬间上升后减少的一次电压Vl以维持为比直流电压+B高的电平的方式变化,能够对一次线圈20持续地流入一次电流。
[0116]结果,通过一次线圈20及二次线圈21的互感作用,与一次电压Vl的变化相应地,如图2(1)所示,能够使一次电压Vl的匝数比倍的二次电压V2从该降低状态起以维持用于维持放电的电平的方式变化,能够持续地流动二次电流12。
[0117]S卩,如果未将来自第I辅助电源131的电能施加至点火线圈2的一次线圈20,则如图2(1)所示,二次电压V2如虚线所示那样可能会减少。
[0118]然而,在第I实施方式中,将来自第I辅助电源131的电能与直流电压+B重叠地向一次线圈20施加,由此,能够将二次电压V2维持为使火花塞6的放电持续的电平。
[0119]结果,如图2 (m)所示,二次电流12的对火花塞6的供给被维持,因此,能够维持来自火花塞6的放电。
[0120]此时,在第I实施方式中,从点火线圈2中的一次线圈20的负侧(第2端部侧),施加基于第I辅助电源131的第I辅助电压Vdcl。因而,与从点火线圈2中的一次线圈20的正侧(第I端部侧)投入电能的情况相比,能够降低投入的电能的量。这是因为,在从点火线圈2中的一次线圈20的正侧(第I端部侧)投入电能的情况下,需要超过直流电源I的直流电压+B的等级的电能。
[0121]另一方面,二次电压检测部36监视对火花塞6施加的二次电压V2,基于其监视结果,切换判定部37判断所监视的二次电压V2是否超过规定的阈值电压Vth。
[0122]此时,假定由于各缸内的燃烧室内流动的缸内气流而使对应的火花塞6产生的放电电弧被拉长。通过放电电弧被拉长,相对而言放电距离增大,作为其结果,二次电压V2上升。
[0123]若由于该二次电压V2的上升而如图2 (i)所示那样二次电压V2超过表示吹灭极限的规定的阈值电压Vth,则切换判定部37判定为一次电压Vl接近了放电开关33的漏极电压VDD、即第I辅助电压Vdcl。结果,从切换判定部37对电源切换开关3
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