JP6890071B2 - 点火制御方法及び点火制御装置 - Google Patents
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Description
直流電源から電力供給を受けて一次電流が流れる一次コイルと、前記一次コイルで前記一次電流が遮断されることに応じて高電圧を発生する二次コイルと、を有する点火コイルと、
前記二次コイルから高電圧が印加されることに応じて、自身の電極間に火花放電を生じさせる点火プラグと、
前記直流電源から前記一次コイルへの電力供給をオンオフする第1スイッチと、
前記一次コイルの一端側から他端側へ電流を流す経路となる導電路と、前記導電路の通電をオンオフする第2スイッチと、を有し、前記第2スイッチがオン状態のときに前記一次コイルとともに閉ループ回路を構成する放電回路と、
前記第2スイッチのオンオフを制御する第2スイッチ制御回路と、
所定の異常状態を検出する異常検出回路と、
を備えた点火装置における点火制御方法であって、
前記第1スイッチがオン状態となっている通電期間に前記異常検出回路が前記異常状態を検出しない場合には、前記第2スイッチ制御回路が前記第2スイッチをオフ状態で維持しつつ、前記通電期間の終了時に前記第1スイッチをオフ状態に切り替えて前記点火プラグに前記火花放電を発生させ、
前記通電期間に前記異常検出回路が前記異常状態を検出した場合には、前記第2スイッチ制御回路が前記第2スイッチをオン状態に切り替え、前記一次コイルの前記一次電流の状態を前記点火プラグに前記火花放電が発生しない状態で維持しつつ、前記一次電流を前記放電回路に流す。
一方、第1スイッチがオン状態となっている通電期間に、異常検出回路が所定の異常状態を検出した場合、第2スイッチ制御回路が第2スイッチをオン状態に切り替えるため、第2スイッチを含む放電回路と一次コイルとによって閉ループ回路が構成され、放電回路が通電可能な状態となる。このような閉ループ回路が構成されると、その後に第1スイッチがオフ状態に切り替わっても、その時点では一次電流が遮断されず、点火プラグに火花放電が発生しない状態を維持しながら閉ループ回路において放電されることになる。このような保護動作がなされるため、異常状態のときに一次電流が長時間継続することに起因する発熱を抑制することができ、異常状態発生後の誤点火も防ぐことができる。しかも、異常状態を検出した場合には、第2スイッチをオン状態に切り替えるという簡易な制御により、火花放電を発生させることなく一次電流を迅速に低減させることができる。
このように第2スイッチ制御回路が動作すれば、通電期間の終了前に確実に閉ループ回路を構成することができるため、異常検出後に通電期間の終了タイミングで火花放電が発生することをより確実に防ぎつつ、一次電流を閉ループ回路で放電させることができる。
このように異常検出回路が動作すれば、通電時間が正規時間よりも長くなることに起因する過熱を防ぐことができ、且つ、予定されたタイミングから大きくずれたタイミングで火花放電がなされることを防ぐことができる。
このように、第1スイッチを制御する第1制御回路とは別の第2制御回路によって異常検出回路が構成されていれば、第1制御回路自体が異常の一因であってもその異常を検出することが可能となる。しかも、仮に第1制御回路が原因で異常状態となっても、第2制御回路の制御により、確実に閉ループ回路を構成してから第1スイッチを強制的にオフ動作させることができるため、強制オフ動作時に火花放電が発生することをより確実に防ぎつつ、一次電流を閉ループ回路で放電させることができる。
このようにすれば、共通の制御回路によって第1スイッチ及び第2スイッチをいずれも制御することができ、構成の簡素化を図りつつ本発明の特徴的動作(異常状態の発生時に誤点火の発生を抑えつつ一次電流をより迅速に低減する動作)を実現し得る。
このようなサイリスタによって第2スイッチが構成されていれば、異常検出時には、サイリスタにオン信号を与えるという簡易な制御によって閉ループ回路を構成することができ、その後には、複雑な制御を行うことなく閉ループ回路に電流が流れなくなるまで一次電流を消費させることができる。
直流電源から電力供給を受けて一次電流が流れる一次コイルと、前記一次コイルで前記一次電流が遮断されることに応じて高電圧を発生する二次コイルと、を有する点火コイルと、
前記二次コイルから高電圧が印加されることに応じて、自身の電極間に火花放電を生じさせる点火プラグと、
を備えた点火装置に設けられ、
前記直流電源から前記一次コイルへの電力供給をオンオフする第1スイッチと、
前記一次コイルの一端側から他端側へ電流を流す経路となる導電路と、前記導電路の通電をオンオフする第2スイッチと、を有し、前記第2スイッチがオン状態のときに前記一次コイルとともに閉ループ回路を構成する放電回路と、
前記第2スイッチのオンオフを制御する第2スイッチ制御回路と、
所定の異常状態を検出する異常検出回路と、
を有する点火制御装置であって、
前記第1スイッチがオン状態となっている通電期間に前記異常検出回路が前記異常状態を検出しない場合には、前記第2スイッチ制御回路が前記第2スイッチをオフ状態で維持しつつ、前記通電期間の終了時に前記第1スイッチをオフ状態に切り替えて前記点火プラグに前記火花放電を発生させ、
前記通電期間に前記異常検出回路が前記異常状態を検出した場合には、前記第2スイッチ制御回路が前記第2スイッチをオン状態に切り替え、前記一次コイルの前記一次電流の状態を前記点火プラグに前記火花放電が発生しない状態で維持しつつ、前記一次電流を前記放電回路に流す。
A1.第1態様
まず、図1等を参照し、第1態様の点火制御装置10が適用される点火装置1を説明する。図1で示す点火装置1は、車両に搭載され、内燃機関に取り付けられた点火プラグ50の火花放電を制御するシステムである。点火装置1は、主に、点火制御装置10と、点火コイル30と、点火プラグ50と、を備え、直流電源2から電力供給を受けて動作する構成をなす。なお、点火装置1に電力を供給する直流電源2としては、例えば、車両に搭載された鉛蓄電池が用いられる。なお、図1における点火コイル30、点火プラグ50、第1スイッチ21、放電回路40は、複数の気筒を備えたエンジンにおいて気筒ごとに設けられるものであるが、図1では、1気筒分の構成について示すものとする。
図3は、点火制御装置10によって実行される点火制御のタイミングチャートである。図3には、上段から順に、点火信号、サイリスタ信号、強制遮断信号、一次電流、の各波形が示されている。図3の各タイミングチャートでは、縦軸は、信号(電圧または電流)の大きさを示し、横軸は、時間の経過を示す。なお、本明細書では、第1制御回路11から第1スイッチ21に向けて出力されるオン信号(ハイレベル電圧信号)を点火信号ともいい、第2制御回路12から第2スイッチ42(サイリスタ)のゲートに与えられるオン信号(ハイレベル電圧信号)をサイリスタ信号ともいう。
第2制御回路12は、第2スイッチ制御回路としての機能も有しており、点火制御処理の開始後に通電開始時期t1に達してから通電期間(第1制御回路11から第1スイッチ21に向けてオン信号が出力される期間)に上述の「所定の異常状態」を検出した場合、通電期間の終了前に第2スイッチ42をオン状態に切り替えるように動作する。
次に、図7、図8等を参照して第1実施形態の第2態様について説明する。図7は、第2態様の点火制御装置210が適用された点火装置201を概略的に示す回路図である。なお、点火装置201は、点火制御装置10を点火制御装置210に変更した点以外は、図1等で示す点火装置1と同様の構成をなす。また、第2態様の点火制御装置210は、第1制御回路11、第2制御回路12、及び強制遮断回路14を設けた構成に代えて信号制御回路211を設けた点以外は第1態様の点火制御装置10と同様の構成をなす。なお、点火装置201において、点火装置1と同様の構成をなす部分については点火装置1と同一の符号を付し、詳細な説明は省略する。
第1態様及び第2態様の点火制御装置10,210のいずれにおいても、第1スイッチ21がオン状態となっている通電期間に、異常検出回路が所定の異常状態を検出していない場合、第2スイッチ制御回路が第2スイッチ42をオフ状態で維持するように通常動作を行う。この場合、通電期間か終了した時、第1スイッチ21がオフ状態に切り替わることに応じて二次コイル側で高電圧が発生し、点火プラグ50で火花放電が発生することになる。
このように、第1スイッチ21を制御する第1制御回路11とは別の第2制御回路12によって異常検出回路が構成されていれば、第1制御回路11自体が異常の一因であってもその異常を検出することが可能となる。しかも、仮に第1制御回路11が原因で異常状態となっても、第2制御回路12の制御により、確実に閉ループ回路を構成してから第1スイッチ21を強制的にオフ動作させることができるため、強制オフ動作時に火花放電が発生することをより確実に防ぎつつ、一次電流を閉ループ回路で放電させることができる。
本発明は上記記述及び図面によって説明した実施形態に限定されるものではなく、例えば次のような例も本発明の技術的範囲に含まれる。
2…直流電源
10,210…点火制御装置
11…第1制御回路
12…第2制御回路(第2スイッチ制御回路、異常検出回路)
14…強制遮断回路
21…第1スイッチ
30…点火コイル
31…一次コイル
32…二次コイル
40…放電回路
42…第2スイッチ
44…導電路
50…点火プラグ
51,52…電極
211…信号制御回路(第2スイッチ制御回路、異常検出回路)
Claims (7)
- 直流電源から電力供給を受けて一次電流が流れる一次コイルと、前記一次コイルで前記一次電流が遮断されることに応じて高電圧を発生する二次コイルと、を有する点火コイルと、
前記二次コイルから高電圧が印加されることに応じて、自身の電極間に火花放電を生じさせる点火プラグと、
前記直流電源から前記一次コイルへの電力供給をオンオフする第1スイッチと、
前記一次コイルの一端側から他端側へ電流を流す経路となる導電路と、前記導電路の通電をオンオフする第2スイッチと、を有し、前記第2スイッチがオン状態のときに前記一次コイルとともに閉ループ回路を構成する放電回路と、
前記第2スイッチのオンオフを制御する第2スイッチ制御回路と、
所定の異常状態を検出する異常検出回路と、
を備えた点火装置における点火制御方法であって、
前記第1スイッチがオン状態となっている通電期間に前記異常検出回路が前記異常状態を検出しない場合には、前記第2スイッチ制御回路が前記第2スイッチをオフ状態で維持しつつ、前記通電期間の終了時に前記第1スイッチをオフ状態に切り替えて前記点火プラグに前記火花放電を発生させ、
前記通電期間に前記異常検出回路が前記異常状態を検出した場合には、前記第2スイッチ制御回路が前記第2スイッチをオン状態に切り替え、前記一次コイルの前記一次電流の状態を前記点火プラグに前記火花放電が発生しない状態で維持しつつ、前記一次電流を前記放電回路に流す
点火制御方法。 - 前記通電期間に前記異常検出回路が前記異常状態を検出した場合、前記第2スイッチ制御回路は、前記通電期間の終了前に前記第2スイッチをオン状態に切り替える
請求項1に記載の点火制御方法。 - 前記異常検出回路は、前記通電期間が予め定められた正規時間を超えて継続する前記異常状態を検出する
請求項1又は請求項2に記載の点火制御方法。 - 前記点火装置は、
オン動作を指示するオン信号及びオフ動作を指示するオフ信号を前記第1スイッチに向けて出力する制御を行う第1制御回路と、
前記第1制御回路からの前記オン信号が前記第1スイッチに与えられることを許可する許可動作と、前記第1制御回路からの前記オン信号を無効化して前記第1スイッチに前記オフ信号を与える強制遮断動作と、を行う強制遮断回路と、
前記許可動作を指示する許可信号及び前記強制遮断動作を指示する強制遮断信号を前記強制遮断回路に向けて出力する制御を行う第2制御回路と、
を有し、
前記第2制御回路は、前記第2スイッチ制御回路及び前記異常検出回路として構成され、前記通電期間に前記異常状態を検出した場合、前記第2スイッチをオン状態に切り替えた後、前記強制遮断回路に向けて前記強制遮断信号を出力する
請求項1から請求項3のいずれか一項に記載の点火制御方法。 - 前記点火装置は、オン動作を指示するオン信号及びオフ動作を指示するオフ信号を前記第1スイッチに向けて出力する制御を行う信号制御回路を備え、
前記信号制御回路が前記第2スイッチ制御回路として構成される
請求項1から請求項3のいずれか一項に記載の点火制御方法。 - 前記第2スイッチはサイリスタであり、
前記サイリスタは、前記一次コイルにおける前記直流電源側の一端部にカソードが電気的に接続され、前記一次コイルの他端部にアノードが電気的に接続され、前記第2スイッチ制御回路からの信号がゲートに入力される構成をなす
請求項1から請求項5のいずれか一項に記載の点火制御方法。 - 直流電源から電力供給を受けて一次電流が流れる一次コイルと、前記一次コイルで前記一次電流が遮断されることに応じて高電圧を発生する二次コイルと、を有する点火コイルと、
前記二次コイルから高電圧が印加されることに応じて、自身の電極間に火花放電を生じさせる点火プラグと、
を備えた点火装置に設けられ、
前記直流電源から前記一次コイルへの電力供給をオンオフする第1スイッチと、
前記一次コイルの一端側から他端側へ電流を流す経路となる導電路と、前記導電路の通電をオンオフする第2スイッチと、を有し、前記第2スイッチがオン状態のときに前記一次コイルとともに閉ループ回路を構成する放電回路と、
前記第2スイッチのオンオフを制御する第2スイッチ制御回路と、
所定の異常状態を検出する異常検出回路と、
を有する点火制御装置であって、
前記第1スイッチがオン状態となっている通電期間に前記異常検出回路が前記異常状態を検出しない場合には、前記第2スイッチ制御回路が前記第2スイッチをオフ状態で維持しつつ、前記通電期間の終了時に前記第1スイッチをオフ状態に切り替えて前記点火プラグに前記火花放電を発生させ、
前記通電期間に前記異常検出回路が前記異常状態を検出した場合には、前記第2スイッチ制御回路が前記第2スイッチをオン状態に切り替え、前記一次コイルの前記一次電流の状態を前記点火プラグに前記火花放電が発生しない状態で維持しつつ、前記一次電流を前記放電回路に流す
点火制御装置。
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