JP7270040B2 - 内燃機関用制御装置 - Google Patents
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Description
しかし、点火プラグの電極間の流速を高くすると、放電路の吹き消えとこれに伴う再放電の発生頻度が高くなる。再放電の際、容量放電による絶縁破壊が生じる。容量放電の電流密度は高いため、高電流による電極溶融が生じて、電極の消耗が促進されてしまう。
その結果、ガスの燃焼途中で放電路の維持ができなくなり、再放電が必要になってしまうという問題が生じる。
以下、実施の形態において、内燃機関100の一部の構成又は全ての構成及び制御装置1の一部の構成又は全ての構成を組み合わせたものを、内燃機関100の制御装置1と言う。
図1は、内燃機関100及び内燃機関用点火装置の要部構成を説明する図である。
図2は、点火プラグ200の電極210、220を説明する部分拡大図である。
次に、制御装置1のハードウェアの全体構成を説明する。
次に、本発明の実施形態にかかる制御装置1の機能構成を説明する。
点火コイル300において2次側コイルに高電圧が発生し、点火プラグ200の中心電極210と外側電極220の間に絶縁破壊が生じると、これらの電極間に流れる電流が一定値以下になるまでの間、点火プラグ200の電極間に放電路が形成される。この放電路に可燃ガスが接触すると、火炎核が成長して燃焼に至る。放電路は、電極間のガス流れの影響を受けて移動するため、ガス流速が高いほど短時間で長い放電路を形成し、ガス流速が低いほど放電路が短くなる。図5(a)はガス流速が高いときの放電路211の例を示しており、図5(b)はガス流速が低いときの放電路212の例を示している。
次に、本発明の実施形態を説明する前に、従来の点火コイルについて説明する。
次に、従来の点火コイルの放電制御について説明する。図7は、従来の放電制御における点火コイルへ入力される制御信号と出力の関係を説明するタイミングチャートの一例を示す図である。図7のタイミングチャートは、従来の点火コイル300Cを用いてガスが高流速の場合に点火プラグ200を放電させたときの一例である。図7では、点火制御部83から出力される点火信号SAと、この点火信号SAに応じて1次側コイル310に流れる1次電流I1、点火コイル300Cに蓄積される電気エネルギーE、2次側コイル320に流れる2次電流I2、および2次側コイル320に発生する2次電圧V2との関係を示している。なお、2次電流I2と2次電圧V2の測定ポイントは、図6に示すように、点火プラグ200と点火コイル300Cの間としている。また、1次電流I1の測定ポイントは、直流電源330と点火コイル300Cの間としている。
次に、本発明の第1の実施形態にかかる点火コイル300を含む電気回路400を説明する。
次に、本発明の第1の実施形態にかかる点火コイルの放電制御について説明する。図9は、本発明の第1の実施形態にかかる放電制御における点火コイルへ入力される制御信号と出力の関係を説明するタイミングチャートの一例を示す図である。図9のタイミングチャートは、本実施形態の点火コイル300を用いてガスが高流速の場合に点火プラグ200を放電させたときの一例である。図9では、点火制御部83から出力される点火信号SAと、この点火信号SAに応じて主1次コイル310に流れる主1次電流I1と、電流比較部380から出力される点火信号SBと、この点火信号SBに応じて副1次コイル360に流れる副1次電流I3と、点火コイル300に蓄積される電気エネルギーE、2次側コイル320に流れる2次電流I2、および2次側コイル320に発生する2次電圧V2との関係を示している。なお、2次電流I2と2次電圧V2は、図8に示すように、点火プラグ200と点火コイル300の間に設けられた電流検知部370により検知されたものである。また、主1次電流I1と副1次電流I3は、前述のように、電流比較部380によって推定されたものである。
以下では、点火信号SAがLOWになってから点火信号SBが出力されるまでの期間を、期間P13と定義する。
次に、上記の放電制御を実施する際の点火制御部83による点火コイル300の制御方法を説明する。図11は、本発明の第1の実施形態にかかる点火制御部83による点火コイル300の制御方法を説明するフローチャートの一例である。本実施形態において、点火制御部83は、車両のイグニッションスイッチがONされて内燃機関100の電源が投入されると、図11のフローチャートに従って点火コイル300の制御を開始する。なお、図11のフローチャートに示す処理は、内燃機関100の1サイクル分の処理を表しており、点火制御部83は各サイクルごとに図11のフローチャートに示す処理を実施する。
次に、本発明の第2の実施形態にかかる点火コイル300を含む電気回路400Aを説明する。
次に、本発明の第2の実施形態にかかる点火コイルの放電制御を実施する際の点火制御部83による点火コイル300の制御方法を説明する。図14は、本発明の第2の実施形態にかかる点火制御部83による点火コイル300の制御方法を説明するフローチャートの一例である。本実施形態において、点火制御部83は、車両のイグニッションスイッチがONされて内燃機関100の電源が投入されると、図14のフローチャートに従って点火コイル300の制御を開始する。なお、図14のフローチャートに示す処理は、内燃機関100の1サイクル分の処理を表しており、点火制御部83は各サイクルごとに図14のフローチャートに示す処理を実施する。
次に、本発明の第3の実施形態について説明する。本実施形態では、点火制御部83の動作を確認する方法について説明する。
Claims (8)
- 内燃機関の気筒内で放電して燃料への点火を行う点火プラグに対し電気エネルギーを与える点火コイルの通電を制御する点火制御部を備え、
前記点火コイルは、1次側に配置された1次コイルと、2次側に配置された2次コイルと、を有し、
前記点火制御部は、
前記1次コイルに流れる1次電流に基づいて、前記2次コイルに第1誘起電流が流れるとともに、前記第1誘起電流に重畳して前記2次コイルに第2誘起電流が流れることで、前記点火コイルから第1の電気エネルギーが放出されるとともに、前記第1の電気エネルギーに重ねて第2の電気エネルギーが放出されるように、前記点火コイルの通電を制御し、
前記第1誘起電流が所定の第1設定値以下となったときに前記第2誘起電流が遮断されることで、前記点火プラグ周囲のガス状態に基づいて変化するタイミングで、前記第2の電気エネルギーの放出を停止して前記点火プラグの放電が停止されるように、前記点火コイルの通電を制御する内燃機関用制御装置。 - 請求項1に記載の内燃機関用制御装置において、
前記第1設定値は、前記点火プラグの放電が不可能となる放電不可領域の前記2次コイルの電流値に基づいて設定される内燃機関用制御装置。 - 請求項1に記載の内燃機関用制御装置において、
前記点火制御部は、前記第1誘起電流が前記第1設定値よりも大きい所定の第2設定値以下となったときに前記第2誘起電流が流れ始めるように、前記点火コイルの通電を制御する内燃機関用制御装置。 - 請求項3に記載の内燃機関用制御装置において、
前記第2設定値は、前記点火プラグの放電が中断してリストライクが発生する断続運転領域の前記2次コイルの電流値に基づいて設定される内燃機関用制御装置。 - 請求項1に記載の内燃機関用制御装置において、
前記1次コイルは、主1次コイルおよび副1次コイルを有し、
前記点火制御部は、
前記主1次コイルの通電を遮断することで前記2次コイルに前記第1誘起電流が流れるように、前記点火コイルの通電を制御し、
前記副1次コイルに通電することで前記2次コイルに前記第2誘起電流が流れるように、前記点火コイルの通電を制御する内燃機関用制御装置。 - 請求項5に記載の内燃機関用制御装置において、
前記点火制御部は、前記第1誘起電流が前記第1設定値以下となったときに、前記副1次コイルの通電を遮断する内燃機関用制御装置。 - 請求項1に記載の内燃機関用制御装置において、
前記2次コイルと前記点火プラグの間には、所定の抵抗値を有する抵抗が接続されており、
前記点火制御部は、前記抵抗値の変化に応じて、前記第2誘起電流が遮断されるときの前記点火プラグの電流が一定となるように、前記第2誘起電流が遮断されるタイミングを変化させる内燃機関用制御装置。 - 請求項1に記載の内燃機関用制御装置において、
前記2次コイルと前記点火プラグの間には、所定の抵抗値を有する抵抗が接続されており、
前記点火制御部は、前記抵抗値の変化に応じて、前記第2誘起電流が流れ始めるときの前記点火プラグの電流が一定となるように、前記第2誘起電流が流れ始めるタイミングを変化させる内燃機関用制御装置。
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