内燃机的点火控制装置制造方法及图纸

提供一种发动机用的点火控制装置。该点火控制装置通过控制开关来在点火放电中从电容器释放蓄积能量，由此，向与点火线圈的一次绕组的直流电源连接的一端的相反侧的另一端侧供给一次电流。由此，提供能够尽量抑制外形或制造成本的增大且使燃料混合气的燃烧状态良好地稳定化的点火控制装置。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】内燃机的点火控制装置
本专利技术涉及对在内燃机的气缸内将燃料混合气点火的火花塞的动作进行控制的点火控制装置。
技术介绍
提出了各种用于使燃料混合气的燃烧状态稳定的内燃机的点火控制装置。例如，在特开2007-231927号公报中，公开了在1次燃烧行程内断续地产生多次放电的点火控制装置。此外，在特开2000-199470号公报中，公开了为了获得放电时间长的多次放电特性而并联连接的2个点火线圈。而且，在特开平11-159427号公报中公开了如下的点火控制装置，该点火控制装置除了对火花塞施加由点火线圈中的二次线圈产生的电压之外，还能够施加由与二次线圈的低压侧连接的DC/DC转换器产生的辅助电压。
技术实现思路
专利技术所要解决的课题如日本特开2007-231927号公报所记载的结构那样，在1次燃烧行程内断续地产生多次放电的情况下，在该行程内的点火放电的开始至结束的期间，点火放电电流反复成为零。于是，特别是在缸内的气体流速较大的情况下，可能会因产生所谓的“吹灭”而产生点火能量损失的问题。另一方面，在如日本特开2000-199470号公报所记载那样将2个点火线圈并联连接的点火控制装置中，虽然不会出现在1次燃烧行程内的点火放电的开始至结束的期间内点火放电电流反复成为零的现象，但是存在点火控制装置的结构复杂化、外形也大型化的问题。此外，在该现有技术中还存在由于结构(外形)远远超过点火所需的能量而产生浪费的耗电的问题。此外，在如日本特开平11-159427号公报所记载的那样对点火线圈的二次侧施加辅助电压的点火控制装置中，用于施加该辅助电压的电路被要求高耐压性。因此，该结构也在外形及成本方面存在问题。本专利技术是鉴于上述示例的情况等而做出的。即，本专利技术的目的在于，提供一种内燃机的点火控制装置，在尽量抑制外形及制造成本的增大的同时，使燃料混合气的燃烧状态良好地稳定化。此外，在日本实公平2-20466号公报中公开了如下的内燃机用点火控制装置，该内燃机用点火控制装置除了通常的感应放电型点火控制装置之外，还设置有：向点火线圈的二次侧注入点火能量的DC-DC转换器、使该DC-DC转换器的工作停止的工作停止单元、以及在检测到规定的运转状况时将工作停止解除的工作停止解除单元。然而，在上述点火控制装置中，在为了维持放电而在点火线圈的二次侧设置的DC-DC转换器中，需要使用高耐压元件，不但会导致制造成本的增大，而且需要提高耐压性和散热性，会导致装置的大型化，并且还存在因高耐压元件的发热等引起的可靠性降低等问题。因此，本专利技术鉴于该情况，其目的在于，不使用高耐压元件，低成本地提供搭载性优良且可靠性高的内燃机的点火控制装置。解决课题所采用的技术手段本专利技术的点火控制装置(30)构成为控制火花塞(19)的动作。在此，所述火花塞设置成在内燃机(11)的气缸(11b)内将燃料混合气点火。本专利技术的点火控制装置具备点火线圈(311)、直流电源(312)、第一开关元件(313)、第二开关元件(314)、第三开关元件(315)、能量蓄积线圈(316)、电容器(317)、控制部(319)。所述点火线圈具备一次绕组(311a)和二次绕组(311b)。所述二次绕组与所述火花塞连接。该点火线圈构成为通过一次电流(在所述一次绕组中流通的电流)的增减，使所述二次绕组中产生二次电流。此外，以使所述一次绕组中流通所述一次电流的方式，在所述一次绕组的一端侧连接有所述直流电源中的非接地侧输出端子。所述第一开关元件具有第一控制端子(313G)、第一电源侧端子(313C)、第一接地侧端子(313E)。该第一开关元件是半导体开关元件，构成为基于输入至所述第一控制端子的第一控制信号，控制所述第一电源侧端子与所述第一接地侧端子之间的通电的接通断开。在该第一开关元件中，所述第一电源侧端子与所述一次绕组的另一端侧连接。此外，所述第一接地侧端子与接地侧连接。所述第二开关元件具有第二控制端子(314G)、第二电源侧端子(314D)、第二接地侧端子(314S)。该第二开关元件是半导体开关元件，构成为基于输入至所述第二控制端子的第二控制信号，控制所述第二电源侧端子与所述第二接地侧端子之间的通电的接通断开。在该第二开关元件中，所述第二接地侧端子与所述一次绕组的所述另一端侧连接。所述第三开关元件具有第三控制端子(315G)、第三电源侧端子(315C)、第三接地侧端子(315E)。该第三开关元件是半导体开关元件，构成为基于输入至所述第三控制端子的第三控制信号，控制所述第三电源侧端子与所述第三接地侧端子之间的通电的接通断开。在该第三开关元件中，所述第三电源侧端子与所述第二开关元件中的所述第二电源侧端子连接。此外，所述第三接地侧端子与所述接地侧连接。所述能量蓄积线圈是安装于将所述直流电源中的所述非接地侧输出端子和所述第三开关元件中的所述第三电源侧端子连接的电线的电感器。该能量蓄积线圈设置成，通过所述第三开关元件的接通而蓄积能量，并且，通过所述第三开关元件的断开而将该蓄积的能量释放。所述电容器在所述直流电源中的所述非接地侧输出端子与所述接地侧之间，与所述能量蓄积线圈串联连接。该电容器设置成对通过所述第三开关元件的断开而从所述能量蓄积线圈释放的能量进行蓄积。所述控制部设置成控制所述第二开关元件及所述第三开关元件。具体而言，所述控制部在所述火花塞的点火放电(其通过所述第一开关元件的断开而开始)中，将所述第三开关元件断开并将所述第二开关元件接通。即，所述控制部通过使所述第二开关元件及所述第三开关元件如上述那样动作，而控制所述各开关元件，使得从所述电容器释放蓄积能量，并且，将该释放的能量作为用于使所述一次绕组中流通所述一次电流的能量，从所述另一端侧向所述一次绕组供给。特别是，在本专利技术中，所述控制部将所述第二控制信号中的占空比设定成可变。专利技术的效果首先，说明具有该结构的本专利技术的所述点火控制装置中的典型的动作，通过所述第一开关元件的接通及所述第二开关元件的断开，在所述一次绕组中流通所述一次电流。由此，所述点火线圈被充电。另一方面，在该期间，通过将所述第三开关元件接通而在所述能量蓄积线圈中蓄积能量。此外，若使所述第三开关元件断开，则该蓄积能量被从所述能量蓄积线圈释放而被蓄积于所述电容器。在所述第二开关元件及所述第三开关元件被断开的状态下，若所述第一开关元件被断开，则目前为止在所述一次绕组中流通着的所述一次电流突然被切断。于是，在所述点火线圈的所述一次绕组中产生高电压，该高电压进一步被所述二次绕组升压，从而在所述火花塞中产生高电压并产生放电，此时，在所述二次绕组中产生较大的所述二次电流。由此，在所述火花塞中开始所述点火放电。然而，在所述火花塞中开始了所述点火放电之后，所述二次电流(以下有时称作“放电电流”)随着时间经过而逐渐接近零。关于该点，在本专利技术的结构中，在所述点火放电中，通过将所述第三开关元件断开并将所述第二开关元件接通(在所述第三开关元件的断开状态下将所述第二开关元件接通)，从所述电容器释放蓄积能量。于是，从所述电容器释放的能量被从所述另一端侧供给至所述一次绕组，以便在所述一次绕组中流通所述一次电流。由此，所述放电电流被良好地确保为能够维持所述点火放电的程度。在此，通过基于所述第二开关元件的接通断开而进行的蓄积能量从所述电本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种点火控制装置(30)，构成为控制火花塞(19)的动作，该火花塞(19)设置成在内燃机(11)的气缸(11b)内将燃料混合气点火，该点火控制装置(30)的特征在于，所述点火控制装置(30)具备：点火线圈(311)，具备一次绕组(311a)和二次绕组(311b)，通过在所述一次绕组中流通的电流即一次电流的增减，在与所述火花塞连接的所述二次绕组中产生二次电流；直流电源(312)，非接地侧输出端子与所述一次绕组的一端侧连接，以使所述一次绕组中流通所述一次电流；第一开关元件(313)，是半导体开关元件，具有第一控制端子(313G)、第一电源侧端子(313C)和第一接地侧端子(313E)，基于被输入至所述第一控制端子的第一控制信号，对所述第一电源侧端子与所述第一接地侧端子之间的通电的接通断开进行控制，在该第一开关元件(313)中，所述第一电源侧端子与所述一次绕组的另一端侧连接，并且所述第一接地侧端子与接地侧连接；第二开关元件(314)，是半导体开关元件，具有第二控制端子(314G)、第二电源侧端子(314D)和第二接地侧端子(314S)，基于被输入至所述第二控制端子的第二控制信号，对所述第二电源侧端子与所述第二接地侧端子之间的通电的接通断开进行控制，在该第二开关元件(314)中，所述第二接地侧端子与所述一次绕组的所述另一端侧连接，第三开关元件(315)，是半导体开关元件，具有第三控制端子(315G)、第三电源侧端子(315C)和第三接地侧端子(315E)，基于被输入至所述第三控制端子的第三控制信号，对所述第三电源侧端子与所述第三接地侧端子之间的通电的接通断开进行控制，在该第三开关元件(315)中，所述第三电源侧端子与所述第二开关元件的所述第二电源侧端子连接，并且所述第三接地侧端子与所述接地侧连接；能量蓄积线圈(316)，是安装在将所述直流电源的所述非接地侧输出端子和所述第三开关元件的所述第三电源侧端子连接的电线上的电感器，通过所述第三开关元件的接通而蓄积能量，并且通过该第三开关元件的断开而释放能量；电容器(317)，在所述直流电源的所述非接地侧输出端子和所述接地侧之间与所述能量蓄积线圈串联连接，蓄积通过所述第三开关元件的断开而从所述能量蓄积线圈释放的能量；以及控制部(319)，控制所述第二开关元件及所述第三开关元件，使得在通过所述第一开关元件的断开而开始的所述火花塞的点火放电中，将所述第三开关元件断开并将所述第二开关元件接通，从而使能量从所述电容器释放，并且为了使所述一次绕组中流通所述一次电流而将该能量从所述另一端侧向所述一次绕组供给，所述控制部可变地设定所述第二控制信号中的占空比。...

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2013.05.24 JP 2013-109656;2013.07.11 JP 2013-145071.一种点火控制装置(30)，构成为控制火花塞(19)的动作，该火花塞(19)设置成在内燃机(11)的气缸(11b)内将燃料混合气点火，该点火控制装置(30)的特征在于，所述点火控制装置(30)具备：点火线圈(311)，具备一次绕组(311a)和二次绕组(311b)，通过在所述一次绕组中流通的电流即一次电流的增减，在与所述火花塞连接的所述二次绕组中产生二次电流；直流电源(312)，非接地侧输出端子与所述一次绕组的一端侧连接，以使所述一次绕组中流通所述一次电流；第一开关元件(313)，是半导体开关元件，具有第一控制端子(313G)、第一电源侧端子(313C)和第一接地侧端子(313E)，基于被输入至所述第一控制端子的第一控制信号，对所述第一电源侧端子与所述第一接地侧端子之间的通电的接通断开进行控制，在该第一开关元件(313)中，所述第一电源侧端子与所述一次绕组的另一端侧连接，并且所述第一接地侧端子与接地侧连接；第二开关元件(314)，是半导体开关元件，具有第二控制端子(314G)、第二电源侧端子(314D)和第二接地侧端子(314S)，基于被输入至所述第二控制端子的第二控制信号，对所述第二电源侧端子与所述第二接地侧端子之间的通电的接通断开进行控制，在该第二开关元件(314)中，所述第二接地侧端子与所述一次绕组的所述另一端侧连接，第三开关元件(315)，是半导体开关元件，具有第三控制端子(315G)、第三电源侧端子(315C)和第三接地侧端子(315E)，基于被输入至所述第三控制端子的第三控制信号，对所述第三电源侧端子与所述第三接地侧端子之间的通电的接通断开进行控制，在该第三开关元件(315)中，所述第三电源侧端子与所述第二开关元件的所述第二电源侧端子连接，并且所述第三接地侧端子与所述接地侧连接；能量蓄积线圈(316)，是安装在将所述直流电源的所述非接地侧输出端子和所述第三开关元件的所述第三电源侧端子连接的电线上的电感器，通过所述第三开关元件的接通而蓄积能量，并且通过该第三开关元件的断开而释放能量；电容器(317)，在所述直流电源的所述非接地侧输出端子和所述接地侧之间与所述能量蓄积线圈串联连接，蓄积通过所述第三开关元件的断开而从所述能量蓄积线圈释放的能量；以及控制部(319)，控制所述第二开关元件及所述第三开关元件，使得在通过所述第一开关元件的断开而开始的所述火花塞的点火放电中，将所述第三开关元件断开并将所述第二开关元件接通，从而使能量从所述电容器释放，并且为了使所述一次绕组中流通所述一次电流而将该能量从所述另一端侧向所述一次绕组供给，所述控制部可变地设定所述第二控制信号中的占空比。2.如权利要求1所述的点火控制装置，其特征在于，所述控制部与所述内燃机的运转状态相应地设定所述占空比。3.如权利要求2所述的点火控制装置，其特征在于，所述内燃机的运转状态至少包含内燃机转速。4.如权利要求1～3中任一项所述的点火控制装置，其特征在于，所述控制部在1燃烧周期中可变地设定所述占空比。5.如权利要求4所述的点火控制装置，其特征在于，所述控制部使所述占空比随着时间经过而增加。6.如权利要求5所述的点火控制装置，其特征在于，所述控制部可变地设定伴随着时间经过的、所述占空比的增加率。7.一种点火控制装置(407、407a、407b)，进行内燃机的点火，至少具备：直流电源(410)；升压电路(401)，对该直流电源(410)的电源电压进行升压；点火线圈(404)，通过与该升压电路(401)连接的一次绕组(440)的电流的增减而在二次绕组(441)中产生高的二次电压(V2)；点火用开闭元件(403)，切换向所述一次绕组(440)的电流的供给和切断；以及火花塞(405)，与所述二次绕组(441)连接，通过来自所述二次绕组(441)的二次电压(V2)的施加，使内燃机的燃烧室内产生火花放电，该点火控制装置(407、407a、407b)的特征在于，所述点火控制装置(407、407a、407b)具备：辅助电源(402)，在通过所述点火用开闭元件(403)的开闭而使所述火花塞(405)的放电开始之后，通过重叠地进行从所述升压电路(401)向点火用开闭元件的放电和停止，使所述二次绕组(441)中流动的电流增加，所述辅助电源(402)具备切换来自该辅助电源(402)的能量投入和停止的辅助用开闭元件(420)，该辅助用开闭元件(420)具备使断开动作速度比接通动作速度缓慢的软断开电路(422、422a、421b)。8.如权利要求7所述的点火控制装置(407、407a、407b)，其特征在于，具备辅助用元件驱动器(421、421a、421b)，该辅助用元件驱动器(421、421a、421b)根据用于指示来自所述辅助电源(402)的能量投入的开始和停止的放电期间信号(IGw)，对于所述辅助用开闭元件(420)，一次或者分多次进行开闭驱动。9.如权利要求7或8所述的点火控制装置(407、407a、407b)，其特征在于，所述软断开电路(422、422a、421b)包含连接在所述辅助用...

【专利技术属性】
技术研发人员：中山觉，鸟山信，杉浦明光，石谷雅宏，近藤祐树，
申请(专利权)人：株式会社电装，
类型：发明
国别省市：日本;JP