点火控制系统技术方案

在点火控制系统中，一次电流控制单元在单个燃烧循环期间一次或多次执行放电生成控制。放电生成控制允许火花塞生成放电火花。参数计算单元逐次地计算与放电火花的能量相关的参数。能量密度计算单元逐次地计算能量密度，该能量密度是放电火花的每单位长度的能量。当在单个燃烧循环期间中断一次电流之后的预定时间段期间的能量密度大于预定值时，积分值计算单元通过对在预定时间段期间的参数进行积分来计算积分值。当积分值计算单元计算的积分值小于预定的判定阈值时，一次电流控制单元再次执行放电生成控制。

Ignition control system

In the ignition control system, the primary current control unit performs discharge generation control once or more times during a single combustion cycle. Discharge generation control allows spark plugs to generate discharge sparks. The parameter calculation unit calculates the energy related parameters of discharge sparks. The energy density calculation unit calculates the energy density one by one, which is the energy per unit length of the discharge spark. When the energy density of a predetermined time period after a single current is interrupted during a single combustion cycle, the integral value calculation unit calculates the integral value by integrating the parameters during the period of the predetermined period. When the integral value calculated by the integral value calculation unit is smaller than the predetermined decision threshold, the primary current control unit performs the discharge generation control again.

【技术实现步骤摘要】
点火控制系统
本公开内容涉及一种用于内燃发动机的点火控制系统。
技术介绍
近年来，为了改善汽车用内燃发动机的燃料消耗，已经研究了与稀薄空气-燃料混合物(稀薄燃烧发动机)的燃烧控制和废气再循环(EGR)相关的技术。在EGR中，可燃的空气-燃料混合物被再循环回到内燃发动机的汽缸。在这些技术中，多火花点火系统有时用作有效地燃烧包含在空气-燃料混合物中的化石燃料的点火系统。在多火花点火系统中，对于内燃发动机的每个点火时刻，火花塞连续地多次释放火花。多火花点火系统的问题在于，火花塞和为火花塞提供高电压的点火变压器变得显著地劣化到与在单个点火周期期间执行的多个放电操作相对应的程度。另外，即使在空气-燃料混合物可以由初始放电良好点燃的情况下，会不必要地重复放电操作，从而导致能量浪费。作为对策，JP-A-2010-138880公开了以下技术。即，在电容性放电时间段期间，当施加到点火变压器的二次电压的电压峰值超过判定阈值时，对电压峰值超过判定阈值的超过区间的累积时间进行测量。可替换地，测量超过区间中的二次电压的积分值。然后，基于计算出的超过区间的累积时间或超过区间中的二次电压的积分值来判定空气-燃料混合物是处于燃烧状态还是不点火状态。JP-A-2010-138880描述了，在电容性放电期间，当空气-燃料混合物正在燃烧时检测到的二次电压低于当已经发生空气-燃料混合物的不点火时检测到的二次电压。其原因被认为是如下的。即，由于火花塞生成的放电点燃了空气-燃料混合物，因此产生了离子。由于这些离子存在于火花塞的电极之间，二次电流更容易在火花塞的电极之间流动。结果，放电电阻减小。伴随于此，施加到火花塞的二次电压减小。此处，在燃烧室中的气流的流速较高的高流量区域中，认为由气流带走了由空气-燃料混合物的点火所产生的燃烧离子，从而使得存在于火花塞的电极之间的燃烧离子量减少。在这种状态下，放电电阻的减小是最小的。伴随于此，施加到火花塞的二次电压的减小也是最小的。在这种情况下，在JP-A-2010-138880中描述的技术中，即使当空气-燃料混合物处于燃烧状态时，也可能做出空气-燃料混合物处于不点火状态的错误判定，这是因为施加到火花塞的二次电压处于高状态。就这一点而言，在判定空气-燃料混合物的燃烧状态的判定控制方面仍然存在改进的余地。
技术实现思路
因此，期望提供一种点火控制系统，该点火控制系统能够以更高的精度估计可燃的空气-燃料混合物的燃烧状态，并且通过根据需要利用火花塞进行再放电来改善可燃的空气-燃料混合物的燃烧状态。本公开内容的示例性实施例提供了一种应用于内燃发动机的点火控制系统。内燃发动机包括：火花塞，其在一对放电电极之间生成放电火花以点燃内燃发动机的气缸中的可燃的空气-燃料混合物；点火线圈，其包括一次线圈和二次线圈，并且通过二次线圈向火花塞施加二次电压；电压值检测单元，其对施加到一次线圈的一次电压和施加到火花塞的二次电压中的至少任意一个的电压值进行检测；以及二次电流检测单元，其对流向火花塞的二次电流进行检测。点火控制系统包括：一次电流控制单元，其在单个燃烧循环期间一次或多次执行放电生成控制，所述放电生成控制通过在一次电流传导到一次线圈之后中断到一次线圈的一次电流来允许火花塞生成放电火花；参数计算单元，其基于电压值检测单元检测的电压值来逐次地计算与放电火花的能量相关的参数；能量密度计算单元，其逐次地计算能量密度，该能量密度是放电火花的每单位长度的能量；以及积分值计算单元，当在所述单个燃烧循环期间中断所述一次电流之后的预定时间段期间所述能量密度计算单元计算的能量密度大于预定值时，所述积分值计算单元通过对参数计算单元所计算的在所述预定时间段期间的参数进行积分来计算积分值。当积分值计算单元计算的积分值小于预定的判定阈值时，一次电流控制单元再次执行放电生成控制。本专利技术人已经发现，能量密度大于预定值的放电火花有助于可燃的空气-燃料混合物的燃烧，而能量密度小于预定值的放电火花不会明显地有助于可燃的空气-燃料混合物的燃烧。即，本专利技术人已经发现，可以根据放电火花的能量密度来估计由火花塞生成的放电火花是否有助于可燃的空气-燃料混合物的燃烧。而且，基于与能量密度大于预定值的放电火花的能量相关的参数的积分值，可以更精确地估计可燃的空气-燃料混合物的燃烧状态是否良好。因此，在本点火控制系统中，提供了能量密度计算单元。逐次地计算能量密度，该能量密度是放电火花的每单位长度的能量。当在单个燃烧循环期间中断一次电流之后的预定时间段期间能量密度计算单元计算的放电火花的能量密度大于预定值时，积分值计算单元通过对在预定时间段内的与放电火花的能量相关的参数进行积分来计算积分值。所计算的积分值是在预定时间段期间有助于可燃的空气-燃料混合物燃烧的放电火花的参数的积分值。因此，当所积分的在预定时间段期间的积分值小于预定的判定阈值时，可以做出可燃的空气-燃料混合物的燃烧状态不良这一估计。作为结果，当积分值计算单元所计算的积分值小于预定的判定阈值时，一次电流控制单元再次执行放电生成控制。因此，可以使得可燃的空气-燃料混合物的燃烧状态变得良好。另一方面，当积分值计算单元计算的积分值大于预定的判定阈值时，可以做出可燃的空气-燃料混合物的燃烧状态良好这一估计。因此，作为一次电流控制单元不再执行放电生成控制的结果，可以抑制火花塞的不必要的能量消耗。附图说明在附图中：图1是根据本实施例的发动机系统的总体结构示意图；图2是图1所示的点火电路单元的总体结构示意图；图3是二次电压与放电路径长度之间的关系的曲线图；图4是放电火花的能量密度和放电路径长度随时间的变化的情形的示意图；图5是根据本实施例的由点火控制电路执行的控制流程图；图6是根据本实施例的燃烧状态判定控制中的操作的时序图；图7是执行一次放电时和执行两次放电时的伴随空燃比增大的转矩变化率的变化的比较曲线图；图8A和图8B是具有大能量密度的放电路径长度的积分值与可燃的空气-燃料混合物的2％燃烧前经过的曲柄角之间的关系的示意图；图9是一次电压与二次电压之间的关系的示意图；图10A和图10B是具有大能量密度的放电火花的放电能量的积分值与可燃的空气-燃料混合物的2％燃烧前经过的曲柄角之间的关系的示意图；图11是用于计算具有大能量密度的放电路径长度的积分值的另一方法的示意图；图12是依照另一示例的由点火控制电路执行的控制流程图；以及图13是当执行两次放电时，放电间隔对伴随EGR量增大的转矩变化率的影响的示意图。具体实施方式如图1所示，发动机系统10包括发动机11，该发动机11是火花点火式内燃发动机。发动机系统10基于发动机11的操作状态来控制空气-燃料混合物的空燃比变化到与理论空燃比相关的浓侧或稀侧。例如，在发动机11的操作状态处于低旋转且低负荷的操作范围内时，发动机系统10将空气-燃料混合物的空燃比变化到稀侧。发动机11包括发动机缸体11a、燃烧室11b和水套10c。发动机缸体11a构成发动机11的主体部分。燃烧室11b和水套11c形成在发动机缸体11a的内部。提供发动机缸体11a以便以容许往复运动的方式容纳活塞12。水套11c是冷却剂(也称作冷却水)能够流过的空间。提供水套11c以围绕燃烧室11b的周边。发动机缸体11a具有作为汽缸盖的本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于内燃发动机的点火控制系统，所述内燃发动机包括：火花塞，所述火花塞在一对放电电极之间生成放电火花，以点燃所述内燃发动机的气缸中的可燃的空气‑燃料混合物；点火线圈，所述点火线圈包括一次线圈和二次线圈，并且通过所述二次线圈向所述火花塞施加二次电压；电压值检测单元，所述电压值检测单元对施加到所述一次线圈的一次电压和施加到所述火花塞的所述二次电压中的至少任意一个的电压值进行检测；以及二次电流检测单元，所述二次电流检测单元对流向所述火花塞的二次电流进行检测，所述点火控制系统包括：一次电流控制单元，所述一次电流控制单元在单个燃烧循环期间一次或多次执行放电生成控制，所述放电生成控制通过在一次电流传导到所述一次线圈之后中断到所述一次线圈的所述一次电流来允许所述火花塞生成所述放电火花；参数计算单元，所述参数计算单元基于所述电压值检测单元检测到的电压值来逐次地计算与所述放电火花的能量相关的参数；能量密度计算单元，所述能量密度计算单元逐次地计算能量密度，所述能量密度是所述放电火花的每单位长度的能量；以及积分值计算单元，当在所述单个燃烧循环期间中断所述一次电流之后的预定时间段期间由所述能量密度计算单元计算的所述能量密度大于预定值时，所述积分值计算单元通过对所述参数计算单元所计算的在所述预定时间段期间的所述参数进行积分来计算积分值，其中，当所述积分值计算单元计算的所述积分值小于预定的判定阈值时，所述一次电流控制单元再次执行所述放电生成控制。...

【技术特征摘要】
2016.12.05 JP 2016-2361461.一种用于内燃发动机的点火控制系统，所述内燃发动机包括：火花塞，所述火花塞在一对放电电极之间生成放电火花，以点燃所述内燃发动机的气缸中的可燃的空气-燃料混合物；点火线圈，所述点火线圈包括一次线圈和二次线圈，并且通过所述二次线圈向所述火花塞施加二次电压；电压值检测单元，所述电压值检测单元对施加到所述一次线圈的一次电压和施加到所述火花塞的所述二次电压中的至少任意一个的电压值进行检测；以及二次电流检测单元，所述二次电流检测单元对流向所述火花塞的二次电流进行检测，所述点火控制系统包括：一次电流控制单元，所述一次电流控制单元在单个燃烧循环期间一次或多次执行放电生成控制，所述放电生成控制通过在一次电流传导到所述一次线圈之后中断到所述一次线圈的所述一次电流来允许所述火花塞生成所述放电火花；参数计算单元，所述参数计算单元基于所述电压值检测单元检测到的电压值来逐次地计算与所述放电火花的能量相关的参数；能量密度计算单元，所述能量密度计算单元逐次地计算能量密度，所述能量密度是所述放电火花的每单位长度的能量；以及积分值计算单元，当在所述单个燃烧循环期间中断所述一次电流之后的预定时间段期间由所述能量密度计算单元计算的所述能量密度大于预定值时，所述积分值计算单元通过对所述参数计算单元所计算的在所述预定时间段期间的所述参数进行积分来计算积分值，其中，当所述积分值计算单元计算的所述积分值小于预定的判定阈值时，所述一次电流控制单元再次执行所述放电生成控制。2.根据权利要求1所述的点火控制系统，还包括：放电路径长度计算单元，所述放电路径长度计算单元基于所述电压值检测单元检测到的电压值来逐次地计算放电路径长度，所述放电路径长度是在所述放电电极之间形成的所述放电火花的长度；以及放电能量计算单元，所述放电能量计算单元逐次地计算所述电压值检测单元检测到的所述电压值的绝对值与所述二次电流检测单元检测到的所述二次电流的绝对值的乘积来作为放电能量，其中，所述能量密度计算单元通过将所述放电能量计算单元计算的所述放电能量除以所述放电路径长度计算单元计算的所述放电路径长度来逐次地计算所述能量密度。3.根据权利要求2所述的点火控制系统，其中：所述放电路径长度计算单元基于所述电压值检测单元检测到的所述电压值的所述绝对值的自然对数值来计算所述放电路径长度。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：随着所述可燃的空气-燃料混合物的空燃比增大，将所述预定的判定阈值设置为更大的值。5.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：所述内燃发动机包括废气再循环机构，所述废气再循环机构将由所述可燃的空气-燃料混合物的燃烧产生的废气再循环回到所述气缸；以及随着所述废气的再循环量增大，将所述预定的判定阈值设置为更大的...

【专利技术属性】
技术研发人员：服部健二，船户一平，
申请(专利权)人：株式会社电装，
类型：发明
国别省市：日本,JP