电子控制装置的制作方法

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1.本发明涉及电子控制装置。

背景技术：

2.近年来，为了提高车辆的油耗，开发了一种内燃机的控制装置，该内燃机的控制装置导入了使比理论空燃比更薄的混合气燃烧来运转内燃机的技术、取入燃烧后的部分废气而使得再次进气的技术等。
3.在这种内燃机的控制装置中，燃烧室中的燃料、空气量会偏离理论值，从而容易造成火花塞对燃料的点火不良。因此，存在以下方法，即：通过提高燃烧室内的气体流速，来提高火花塞的电极间的流速并形成较长的放电路径，从而延长放电路径与气体的接触长度以抑制点火不良。但是，如果火花塞的电极之间的流速较高，放电路径的吹灭和随之而产生的再次放电的发生频度就会较高，难以形成较长的放电路径。
4.为了形成较长的放电路径，放电路径形成后需要以足够的电流量持续提供电流，从而需要尽可能长时间地维持放电路径。但是，一般来说，点火线圈的内部能量从放电开始随着时间的推移持续下降，因此逐渐不能提供维持放电路径所需的电流。其结果是，气体在燃烧过程中无法维持放电路径，产生了需要再次放电的问题。
5.专利文献1公开了一种内燃机的控制装置，其使用具有主初级线圈和副初级线圈的点火线圈，通过主初级线圈使火花塞产生放电火花，然后将初级电压与阈值进行比较，在超过阈值的期间，通过副初级线圈来重叠电流。现有技术文献专利文献
6.专利文献1：国际公开第2019/198119号

技术实现要素：

发明所要解决的技术问题
7.在专利文献1所公开的技术中，由于重叠电流的通电时间随初级电压的大小而变化，因此点火线圈的发热量在内燃机的每个循环中变动。为了能够应对这样的发热量的循环变动，需要对点火线圈设定包含过大余量的冷却能力，随之而来的是产生点火线圈的容积、成本增大的问题。
8.因此，本发明是着眼于上述问题而完成，其目的在于控制点火线圈的容积和成本的增大，并兼顾内燃机的油耗提高和对燃料的点火不良的抑制。解决技术问题所采用的技术方案
9.本发明的第一方式所涉及的电子控制装置通过控制点火线圈的通电来对将电能从所述点火线圈向在内燃机的气缸内进行放电的火花塞的提供进行控制，所述点火线圈包括分别配置于初级侧的主初级线圈和副初级线圈、以及配置于次级侧的次级线圈，所述电子控制装置控制所述点火线圈的通电，使得在开始所述主初级线圈的放电后经过了规定的
重叠通电开始时间时，开始所述副初级线圈的通电，在开始所述副初级线圈的通电后经过了与所述内燃机的转速相对应的规定的重叠通电期间时，结束所述副初级线圈的通电。本发明的第二方式所涉及的电子控制装置通过控制点火线圈的通电来对将电能从所述点火线圈向在内燃机的气缸内进行放电的火花塞的提供进行控制，所述点火线圈包括分别配置于初级侧的主初级线圈和副初级线圈、以及配置于次级侧的次级线圈，所述电子控制装置控制所述点火线圈的通电，使得在开始所述主初级线圈的放电后经过了规定的重叠通电开始时间时，开始所述副初级线圈的通电，在开始所述副初级线圈的通电后经过了规定的重叠通电期间时，结束所述副初级线圈的通电，所述主初级线圈的放电开始定时根据所述内燃机的运转状态而变得越早，则越使所述重叠通电开始时间增加。发明效果
10.根据本发明，能够抑制点火线圈的体积、成本的增加，并能兼顾内燃机的油耗提高和对燃料的点火不良的抑制。
附图说明
11.图1是说明实施方式所涉及的内燃机及内燃机控制装置的主要部分结构的图。图2是说明火花塞的局部放大图。图3是说明实施方式所涉及的控制装置的功能结构的功能框图。图4是说明内燃机的运转状态与火花塞周围的气体流速的关系的图。图5是说明火花塞在电极之间的放电路径和流速的关系的图。图6是说明包含现有的点火线圈的电路的图。图7是表示说明在现有的放电控制中向点火线圈输入的控制信号与输出的关系的时序图的一例的图。图8是说明包含实施方式1所涉及的点火线圈的电路的图。图9是表示记录了再次放电电压和再次放电时间的测量结果的散布图的例子的图。图10是表示记录了再次放电时间的测量结果的直方图的例子的图。图11是表示说明在实施方式1所涉及的放电控制中向点火线圈输入的控制信号与输出的关系的时序图的一例的图。图12是说明本发明的效果的图。图13是说明实施方式1所涉及的重叠通电开始时间的设定方法的流程图的一例。图14是说明实施方式1所涉及的副初级线圈的控制方法的流程图的一例。图15是说明包含实施方式2所涉及的点火线圈的电路的图。图16是说明实施方式2所涉及的重叠通电开始时间和重叠通电电压范围的设定方法的流程图的一例。图17是说明实施方式2所涉及的副初级线圈的控制方法的流程图的一例。图18是说明包含实施方式3所涉及的点火线圈的电路的图。图19是表示发动机转速与点火信号sa的导通期间的关系的映射信息的一例。图20是表示点火信号sa的接通期间与点火信号sb的接通期间的关系的曲线图的一例。
图21是说明实施方式3所涉及的副初级线圈的控制方法的流程图的一例。图22是表示说明在实施方式4所涉及的放电控制中向点火线圈输入的控制信号与输出的关系的时序图的一例的图。图23是表示电极之间的气体流速与对点火信号sb的上升时期的校正相加值之间的关系的曲线图的一例。图24是说明实施方式4所涉及的副初级线圈的控制方法的流程图的一例。
具体实施方式
12.下面，将说明本发明的实施方式所涉及的内燃机用控制装置。
13.下面，将说明作为本发明的一实施方式所涉及的电子控制装置的一种方式的控制装置1。在该实施方式中，将举例说明通过控制装置1控制分别设在四气缸的内燃机100的各气缸150中的火花塞200的放电(点火)的情况。下面，在本实施方式中，内燃机100的一部分或全部结构与控制装置1的一部分或全部结构的组合被称为内燃机100的控制装置1。
14.[内燃机]图1是说明内燃机100和内燃机用点火装置的主要部分结构的图。图2是说明火花塞200的电极210、220的局部放大图。
[0015]
在内燃机100中，从外部吸入的空气在空气净化器110、进气管111和进气歧管112中流通，并且当进气阀151打开时流入各气缸150中。流入各气缸150的空气量由节流阀113调整，并且由节流阀113调整后的空气量由流量传感器114测定。
[0016]
节流阀113设有对节流阀的开度进行检测的节流阀开度传感器113a。由该节流阀开度传感器113a检测到的节流阀113的开度信息被输出到控制装置(electronic control unit：ecu)1。
[0017]
另外，节流阀113使用由电动机驱动的电子节流阀，但是，只要能够适当地调整空气流量，就可以使用其他方式。
[0018]
通过进气温度传感器115检测流入各气缸150的气体的温度。
[0019]
曲柄角传感器121设在安装到曲柄轴123的环形齿轮120的径向外侧。由该曲柄角传感器121检测曲柄轴123的旋转角度。在本实施方式中，曲柄角传感器121检测例如每10
°
和每燃烧周期的曲柄轴123的旋转角度。
[0020]
水温传感器122设在气缸头的水套(未示出)上。由该水温传感器122检测内燃机100的冷却水的温度。
[0021]
另外，在车辆中设有油门位置传感器(accelerator position sensor：aps)126，其检测油门踏板125的位移量(踩踏量)。由该油门位置传感器126检测驾驶员的请求转矩。由该油门位置传感器126检测到的驾驶员的请求转矩被输出到稍后描述的控制装置1。控制装置1基于该请求转矩来控制节流阀113。
[0022]
储存在燃料罐130中的燃料被燃料泵131吸引和加压，然后通过设有压力调节器132的燃料配管133而流通，被引导到燃料喷射阀(喷射器)134。从燃料泵131输出的燃料由压力调节器132调整到规定的压力，并从燃料喷射阀(喷射器)134喷射到各气缸150内。由压力调节器132压力调节后的结果是，多余的燃料经由返回管(未示出)返回到燃料罐130。
[0023]
在内燃机100的气缸头(未示出)上设有燃烧压力传感器(cylinder pressure sensor：cps，也称为缸内压力传感器)140。燃烧压力传感器140设在各气缸150内，检测气缸150内的压力(燃烧压力)。
[0024]
燃烧压力传感器140使用压电式或量规式的压力传感器，并且能够在宽温度区域检测气缸150内的燃烧压力(气缸内压力)。
[0025]
各气缸150中安装有排气阀152、和将燃烧后的气体(废气)排出到气缸150的外侧的排气歧管160。三元催化剂161设在该排气歧管160的排气侧。当排气阀152打开时，废气从气缸150排出到排气歧管160。该废气通过排气歧管160被三元催化剂161净化后排出到大气中。
[0026]
上游侧空燃比传感器162设在三元催化剂161的上游侧。该上游侧空燃比传感器162连续检测从各气缸150排出的废气的空燃比。
[0027]
另外，下游侧空燃比传感器163设在三元催化剂161的下游侧。该下游侧空燃比传感器163在理论空燃比附近输出开关的检测信号。在本实施方式中，下游侧空燃比传感器163是例如o2传感器。
[0028]
此外，火花塞200分别设在各气缸150的上部。通过火花塞200的放电(点火)，火花点燃气缸150内的空气和燃料的混合气，在气缸150内发生爆炸，从而活塞170被按压。通过活塞170被按压，曲柄轴123旋转。
[0029]
用于生成提供给火花塞200的电能(电压)的点火线圈300连接到火花塞200。根据在点火线圈300中产生的电压，在火花塞200的中心电极210和外侧电极220之间产生放电(参见图2)。
[0030]
如图2所示，在火花塞200中，中心电极210由绝缘体230以绝缘状态进行支撑。规定电压(在本实施方式中，例如20，000v～40，000v)被施加到该中心电极210。
[0031]
外侧电极220接地。当向中心电极210施加规定的电压时，在中心电极210和外侧电极220之间产生放电(点火)。
[0032]
另外，在火花塞200中，引起气体成分的绝缘击穿而产生放电(点火)的电压随着存在于中心电极210与外侧电极220之间的气体(gas)的状态、缸内压力而变动。产生该放电的电压称为绝缘击穿电压。
[0033]
火花塞200的放电控制(点火控制)由稍后描述的控制装置1的点火控制部83来进行。
[0034]
返回图1，将来自上述节流阀开度传感器113a、流量传感器114、曲柄角传感器121、油门位置传感器126、水温传感器122和燃烧压力传感器140等各种传感器的输出信号输出到控制装置1。控制装置1基于来自这些各种传感器的输出信号来检测内燃机100的运转状态，并对向气缸150内输出的空气量、燃料喷射量、火花塞200的点火正时等进行控制。
[0035]
[控制装置的硬件结构]接着，将说明控制装置1的硬件的整体结构。
[0036]
如图1所示，控制装置1具有模拟输入部10、数字输入部20、a/d(analog/digital：模拟/数字)转换部30、ram(random access memory：随机存取存储器)40、mpu(micro-processing unit：微处理单元)50、rom(read only memory：只读存储器)60、i/o(input/output：输入/输出)端口70和输出电路80。
[0037]
来自节流阀开度传感器113a、流量传感器114、油门位置传感器126、上游侧空燃比传感器162、下游侧空燃比传感器163、燃烧压力传感器140和水温传感器122等各种传感器的模拟输出信号被输入到模拟输入部10。
[0038]
a/d转换部30连接到模拟输入部10。输入到模拟输入部10的来自各种传感器的模拟输出信号在进行噪声去除等信号处理之后，由a/d转换部30转换为数字信号，并存储在ram40中。
[0039]
来自曲柄角传感器121的数字输出信号被输入到数字输入部20。
[0040]
i/o端口70连接到数字输入部20，输入到数字输入部20的数字输出信号经由该i/o端口70存储在ram40中。
[0041]
存储在ram40中的各个输出信号由mpu50进行运算处理。
[0042]
mpu 50执行rom 60中存储的控制程序(未示出)，从而根据控制程序对ram 40中存储的输出信号进行运算处理。mpu50根据控制程序计算对驱动内燃机100的各个致动器(例如节流阀113、压力调节器132、火花塞200等)的动作量进行规定的控制值，并临时存储在ram40中。
[0043]
对存储在ram40中的致动器的动作量进行规定的控制值经由i/o端口70输出到输出电路80。
[0044]
输出电路80设有控制施加到火花塞200的电压的点火控制部83(参见图3)的功能等。
[0045]
[控制装置的功能块]接下来，将说明本发明的实施方式所涉及的控制装置1的功能结构。
[0046]
图3是说明本发明的一实施方式所涉及的控制装置1的功能结构的功能框图。该控制装置1的各功能例如通过mpu50执行存储在rom60中的控制程序从而由输出电路80来实现。
[0047]
如图3所示，实施方式1所涉及的控制装置1的输出电路80具有整体控制部81、燃料喷射控制部82和点火控制部83。
[0048]
整体控制部81连接到油门位置传感器126和燃烧压力传感器140(cps)，并且接收来自油门位置传感器126的请求转矩(加速信号s1)和来自燃烧压力传感器140的输出信号s2。
[0049]
整体控制部81基于来自油门位置传感器126的请求转矩(加速信号s1)和来自燃烧压力传感器140的输出信号s2，对燃料喷射控制部82和点火控制部83进行整体控制。
[0050]
燃料喷射控制部82连接到用于判别内燃机100的各气缸150的气缸判别部84、用于测量曲柄轴123的曲柄角的角度信息生成部85、以及用于测量发动机转速的转速信息生成部86，并且接收来自气缸判别部84的气缸判别信息s3、来自角度信息生成部85的曲柄角度信息s4和来自转速信息生成部86的发动机转速信息s5。
[0051]
此外，燃料喷射控制部82连接到用于测量进气到气缸150内的空气的进气量的进气量测量部87、用于测量发动机负载的负载信息生成部88、用于测量发动机冷却水的温度的水温测量部89，并且接收来自进气量测量部87的进气量信息s6、来自负载信息生成部88的发动机负载信息s7和来自水温测量部89的冷却水温度信息s8。
[0052]
燃料喷射控制部82基于接收到的各种信息来计算从燃料喷射阀134喷射的燃料的
喷射量和喷射时间(燃料喷射阀控制信息s9)，基于计算出的燃料的喷射量和喷射时间来控制燃料喷射阀134。
[0053]
点火控制部83除了整体控制部81之外，还连接到气缸判别部84、角度信息生成部85、转速信息生成部86、负载信息生成部88和水温测量部89，并接收来自它们的各种信息。
[0054]
点火控制部83基于所接收到的各种信息，计算通电到点火线圈300的初级侧线圈(未图示)的电流量(通电角)、通电开始时间和切断通电到初级侧线圈的电流的时间(点火时间)。
[0055]
点火控制部83基于所计算出的通电角、通电开始时间和点火时间，将点火信号sa输出到点火线圈300的初级侧线圈，从而通过火花塞200进行放电控制(点火控制)。
[0056]
另外，点火控制部83使用点火信号sa进行火花塞200的点火控制的功能至少相当于本发明的内燃机用控制装置。
[0057]
图4是说明内燃机100的运转状态与火花塞200周围的气体流速的关系的图。如图4所示，一般来说，发动机转速和负荷越高，气缸150内的气体流速就越高，火花塞200周围的气体也变成高流速。因此，气体在火花塞200的中心电极210和外侧电极220之间高速流动。此外，在进行排气再循环(egr：exhaust gas recirculation)的内燃机100中，例如如图4所示，根据发动机转速与负载之间的关系来设定egr率。另外，将egr率设定得更高的高egr区域越扩大，就越能实现低油耗和低排气，但火花塞200更容易发生点火不良。
[0058]
图5是说明火花塞200在电极之间的放电路径和流速的关系的图。当在点火线圈300的次级侧线圈中产生高电压并且在火花塞200的中心电极210和外侧电极220之间产生绝缘击穿时，在直到流过这些电极之间的电流变为恒定值以下的期间，在火花塞200的电极之间形成放电路径。当可燃气体与该放电路径相接触时，火焰核成长直至燃烧。由于放电路径受电极之间气体流动的影响而移动，因此气体流速越高，在短时间内形成越长的放电路径，气体流速越低，放电路径越短。图5(a)表示气体流速高时的放电路径211的例子，图5(b)表示气体流速低时的放电路径212的例子。
[0059]
在内燃机100以高egr率运转的情况下，即使可燃气体与放电路径接触，火焰核成长的概率也会降低，因此需要增加可燃气体与放电路径接触的机会。如上所述，由于放电路径是击穿气体的绝缘而生成的，因此如果维持放电路径所需的电流恒定，则需要输出与放电路径长度相应的电力。因此，优选地，在气体流速高的情况下，进行点火线圈300的通电控制以使得在短时间内从点火线圈300向火花塞200输出大电力，由此形成如图5(a)所示的较长的放电路径211，从而获得与更大空间的气体相接触的机会。另一方面，在气体流速低的情况下，优选地，通过进行点火线圈300的通电控制以使得在长时间内持续从点火线圈300向火花塞200输出小电力，由此来维持如图5(b)那样的较短的放电路径212的形成，从而在更长时间内获得与通过火花塞200的电极附近的气体相接触的机会。
[0060]
[以往的点火线圈的电路]接着，在说明本发明的实施方式之前，先对以往的点火线圈进行说明。
[0061]
图6是说明包含作为本发明的比较例的以往的点火线圈300c在内的电路400c的图。在电路400c中，点火线圈300c包含以规定的匝数卷绕的初级侧线圈310、和以大于初级侧线圈310的匝数卷绕的次级侧线圈320而构成。
[0062]
初级侧线圈310的一端连接到直流电源330。因此，规定的电压(例如，12v)被施加
到初级侧线圈310。
[0063]
初级侧线圈310的另一端连接到点火器340并经由点火器340接地。在点火器340中，使用晶体管、场效应晶体管(field effect transistor：fet)等。
[0064]
点火器340的基极(b)端子连接到点火控制部83。从点火控制部83输出的点火信号sa被输入到点火器340的基极(b)端子。当点火信号sa被输入到点火器340的基极(b)端子时，点火器340的集电极(c)端子和发射极(e)端子之间处于通电状态，并且电流在集电极(c)端子和发射极(e)端子之间流动。因此，点火信号sa经由点火器340从点火控制部83经由点火器340输出到点火线圈300的初级侧线圈310，初级侧线圈310流过电流，并存储电力(电能)。
[0065]
当来自点火控制部83的点火信号sa的输出停止并且流过初级侧线圈310的电流被切断时，在次级侧线圈320中产生与针对初级侧线圈310的线圈匝数比对应的高电压。
[0066]
点火信号sa在次级侧线圈320中产生的高电压被施加到火花塞200(中心电极210)，从而在火花塞200的中心电极210和外侧电极220之间产生电位差。当在该中心电极210和外侧电极220之间产生的电位差为气体(气缸150内的混合气)的绝缘击穿电压vm以上时，气体成分被绝缘击穿，在中心电极210和外侧电极220之间产生放电，对燃料(混合气)进行点火(点燃)。
[0067]
在比较例中，点火控制部83通过如上所说明的电路400c的动作，使用点火信号sa来控制点火线圈300a的通电。因此，实施用于控制火花塞200的点火控制。
[0068]
[以往的点火线圈的放电控制]接着，对以往的点火线圈的放电控制进行说明图7是表示说明在以往的放电控制中向点火线圈输入的控制信号与输出的关系的时序图的一例的图。图7的时序图是使用以往的点火线圈300c在气体处于高流速的情况下使火花塞200放电时的一例。图7示出了从点火控制部83输出的点火信号sa、与根据该点火信号sa流过初级侧线圈310的初级电流i1、蓄积在点火线圈300c中的电能e、流过次级侧线圈320的次级电流i2和在次级侧线圈320中产生的次级电压v2之间的关系。另外，如图6所示，次级电流i2和次级电压v2的测定点设在火花塞200和点火线圈300c之间。另外，初级电流i1的测定点设在直流电源330和点火线圈300c之间。
[0069]
当点火信号sa变为high时，点火器340将初级侧线圈310通电，初级电流i1上升。在初级侧线圈310通电期间，点火线圈300c内的电能e随时间一起上升。
[0070]
此后，当点火信号sa变为low时，点火器340切断初级侧线圈310的通电。因此，向次级侧线圈320产生电动势，并且开始从点火线圈300c向火花塞200提供电能e。当火花塞200的电极之间的绝缘被击穿时，开始火花塞200的放电。伴随这样的绝缘击穿的火花塞200的放电被称为电容放电。在火花塞200放电开始之后，点火线圈300c内的电能e随时间一起减小，维持火花塞200的放电。不伴随这样的绝缘击穿的火花塞200的放电被称为感应放电。
[0071]
次级电流i2在电容放电时大幅上升。该电容放电引起的次级电流i2在短时间内结束。当火花塞200的放电开始并且在电极之间形成放电路径时，次级电流i2急剧下降，并且在随后的感应放电时随时间一起减小。由于放电路径随着气体的流动而一起伸长，因此随着时间的经过，次级电压v2上升。此时，维持放电路径所需的次级电流i2的大小根据存在于火花塞200的电极之间的气体的流速而变化。
[0072]
当次级电流i2处于从维持放电路径所需的最低值到不能放电的最大值之间时，火花塞200反复吹灭放电路径并再次放电。以下将像这样反复吹灭放电路径和再次放电的次级电流i2的范围称为“间歇运转区域”。也就是说，当次级电流i2进入间歇运转区域时，放电路径不能维持，放电路径被气流吹灭，从而火花塞200的放电中断。此时，即使放电路径消失，点火线圈300c内的电能e仍然残留，因此在火花塞200中产生伴随电容放电的再次放电(restrike：再次点火)。在图7的例子中，初次放电为1次且再次放电为3次，电容放电次数为4次。
[0073]
当点火线圈300c内的电能e减小时，次级电流i2也随之降低。当次级电流i2变为不能放电的最大值以下时，火花塞200的放电停止。
[0074]
在本发明中，采用具有两个初级侧线圈的点火线圈300以取代图6中说明的点火线圈300c，通过对该点火线圈300进行放电控制，从而实现抑制了电容放电次数的火花塞200放电。
[0075]
[实施方式1：点火线圈的电路]接着，将说明包含本发明的实施方式1所涉及的点火线圈300的电路400。
[0076]
图8是说明包含本发明的实施方式1所涉及的点火线圈300的电路400的图。在电路400中，点火线圈300包含以规定的匝数分别卷绕的两种初级侧线圈310、360、和以多于初级侧线圈310、360的匝数卷绕的次级侧线圈320而构成。这里，当火花塞200点火时，首先将来自初级侧线圈310的电力提供给次级侧线圈320，并且与该电力重叠，将来自初级侧线圈360的电力提供给次级侧线圈320。因此，以下将初级侧线圈310称为“主初级线圈”，将初级侧线圈360称为“副初级线圈”。此外，流过主初级线圈310的电流被称为“主初级电流”，流过副初级线圈360的电流被称为“副初级电流”。
[0077]
主初级线圈310的一端连接到直流电源330。因此，规定的电压(在实施方式中，例如12v)被施加到主初级线圈310。
[0078]
主初级线圈310的另一端连接到点火器340并经由点火器340接地。将晶体管、场效应晶体管(field effect transistor：fet)等用于点火器340。
[0079]
点火器340的基极(b)端子连接到点火控制部83。从点火控制部83输出的点火信号sa被输入到点火器340的基极(b)端子。当点火信号sa被输入到点火器340的基极(b)端子时，点火器340的集电极(c)端子和发射极(e)端子之间处于通电状态，并且电流在集电极(c)端子和发射极(e)端子之间流动。因此，点火信号sa经由点火器340从点火控制部83输出到点火线圈300的主初级线圈310，主初级线圈310流过主初级电流，并存储电力(电能)。
[0080]
当来自点火控制部83的点火信号sa的输出停止并且流过主初级线圈310的主初级电流被切断时，在次级侧线圈320中产生与针对主初级线圈310的线圈匝数比对应的高电压。
[0081]
副初级线圈360的一端与主初级线圈310共通并连接到直流电源330。因此，规定的电压(在实施方式中，例如12v)被施加到副初级线圈360。
[0082]
副初级线圈360的另一端连接到点火器350并经由点火器350接地。将晶体管、场效应晶体管(field effect transistor：fet)等用于点火器350。
[0083]
点火器350的基极(b)端子连接到设于点火控制部83内的相位控制部380。相位控制部380输出点火信号sb作为用于控制点火器350的通断的信号。从点火控制部380输出的
点火信号sb被输入到点火器350的基极(b)端子。当点火信号sb被输入到点火器350的基极(b)端子时，点火器350的集电极(c)端子和发射极(e)端子之间处于与点火信号sb的电压变化相对应的通电状态，并且与点火信号sb的电压变化相对应的电流在集电极(c)端子和发射极(e)端子之间流动。因此，点火信号sb经由点火器350从点火控制部83经由点火器350输出到点火线圈300的副初级线圈360，副初级线圈360流过副初级电流，并产生电力(电能)。
[0084]
当来自相位控制部380的点火信号sb的输出变化并且流过副初级线圈360的副初级电流变化时，在次级侧线圈320中产生与针对副初级线圈360的线圈匝数比对应的高电压。
[0085]
利用点火信号sa在次级侧线圈320中产生的高电压与利用点火信号sb在次级侧线圈320中产生的高电压相加，进而被施加到火花塞200(中心电极210)，从而在火花塞200的中心电极210和外侧电极220之间产生电位差。当在该中心电极210和外侧电极220之间产生的电位差为气体(气缸150内的混合气)的绝缘击穿电压vm以上时，气体成分被绝缘击穿，在中心电极210和外侧电极220之间产生放电，对燃料(混合气)进行点火(点火)。
[0086]
相位控制部380进行点火信号sb的输出控制，以使得在以点火信号sa的下降时期s为起始点并从此经过预定的重叠通电开始时间的时期a使点火信号sb上升，并且随后在经过规定的重叠通电期间的时期b使点火信号sb下降。由此，与来自主初级线圈310的供应电力重叠地将来自副初级线圈360的电力提供给火花塞200，维持在中心电极210和外侧电极220之间形成的放电路径。另外，稍后将描述点火信号sb的具体输出控制方法。
[0087]
点火控制部83通过如上所说明的电路400的动作，使用点火信号sa和sb来控制点火线圈300的通电。因此，实施用于控制火花塞200的点火控制。
[0088]
另外，相位控制部380可以不设在点火控制部83的内部。即，点火控制部83和相位控制部380可以设为分开构成。在哪种情况下，相位控制部380都根据点火控制部83的控制而动作，因此可以说点火控制部83控制点火线圈300的通电。
[0089]
[实施方式1：点火线圈的放电控制]接着，对本发明的实施方式1所涉及的点火线圈的放电控制进行说明。在本实施方式中，点火控制部83的相位控制部380基于预定的重叠通电开始时间和重叠通电期间来决定点火信号sb的输出时间和输出定时。重叠通电开始时间是指从点火信号sa的下降时期s到点火信号sb的上升时期a的时间，即从根据点火信号sa开始主初级线圈310的放电到开始副初级线圈360的通电的时间。另一方面，重叠通电期间是指从点火信号sb的上升时期a到下降时期b的时间，即从副初级线圈360的通电开始到通电结束的时间。这些时间是基于在点火控制部83的开发阶段测量在气缸150内火花塞200放电时的再次放电的发生状态而得的结果来设定的。以下，说明其具体方法的一例。
[0090]
首先，在图8所示的电路400中，电压传感器设置在火花塞200和点火线圈300之间，并且使用该电压传感器来检测在气缸150内使火花塞200放电时的次级电压v2。另外，可以使用图6所示的电路400c来检测在气缸150内使火花塞200放电时的次级电压v2，以取代电路400。然后，基于所获得的次级电压v2的值，测量紧接在火花塞200的再次放电发生之前的时间点处的次级电压v2(以下称为“再次放电电压”)，并且基于测量再次放电电压的时期，测量从火花塞200的放电开始到再次放电的时间(以下称为“再次放电时间”)。
[0091]
例如，在图7所示的次级电压v2的波形中，将在火花塞200的放电期间中的次级电
压v2的最大值、即在放电开始后紧接在次级电压v2急剧下降之前的值定义为v2max。通过从次级电压v2的检测结果分别求出该v2max的值和从点火信号sa的下降到检测出v2max的时间(v2max时期)，从而能够进行再次放电电压和再次放电时间的测量。另外，在检测v2max时，也可以求出次级电压v2的时间微分dv2/dt，并将该时间微分dv2/dt的值与预定的阈值进行比较。这样，能将次级电压v2急剧下降的点作为v2max而容易地检测出，并且能够测量再次放电时间。
[0092]
基于上述次级电压v2的检测结果多次进行再次放电电压和再次放电时间的测量，并统计性地处理各测量结果，从而决定重叠通电开始时间和重叠通电期间的设定值。以下参照图9、图10对该方法进行说明。
[0093]
图9是表示记录了再次放电电压和再次放电时间的测量结果的散布图的例子的图。在该散布图中，横轴表示以点火信号sa的下降时期s为起点的v2max时期、即再次放电时间，纵轴表示v2max的值、即再次放电电压。
[0094]
在内燃机100运转的过程中，在气缸150内火花塞200的电极之间的气体流动、电极的温度在每个燃烧循环中存在偏差。因此，v2max、v2max时期的值如图9所示，在每个燃烧循环中变动而不是恒定的。然而，当在与vmax时期的变化范围相对应的所有再次放电时间的范围内试图通过副初级线圈360向火花塞200提供重叠电流时，副初级线圈360的通电时间过剩。其结果是，点火线圈300的功耗、发热量过大，为了安装点火线圈300，点火线圈300的冷却能力必须大于所需以上，有可能导致容积、成本的增加。
[0095]
因此，在本实施方式中，在多次测量再次放电时间时的各测量结果的分布中，将副初级线圈360在发热上可允许的通电期间设定为重叠通电期间，并且设定重叠通电开始时间，以使得在该重叠通电期间内火花塞200的再次放电发生次数最大。因此，无需提高点火线圈300的冷却能力，尽可能地抑制火花塞200中产生再次放电，并且使抑制点火线圈300的功耗和在火花塞200的电极之间延长放电路径两者得到兼顾。
[0096]
具体而言，例如，在图9所示的散布图中，设定分别与点火信号sb的上升时期a和下降时期b对应的线段91、92，根据内燃机100的转速，将线段91和线段92的间隔与在发热上可允许的副初级线圈360的通电期间相匹配地固定。在该状态下，使线段91、92在散布图上横向移动，搜索进入线段91和线段92之间的测定点的数量为最大的位置。能够根据这样搜索到的线段91的位置来设定重叠通电开始时间。另外，在点火线圈300的发热上没有问题的情况下，可以设定重叠通电开始时间，使得所有测量点进入线段91和线段92之间。
[0097]
另外，在图9所示的散布图中，也可以设定分别与次级电压v2的下限电压c和上限电压d相对应的线段93、94。例如，基于线段93和线段94的间隔、进入线段93和线段94之间的测定点的数量等，分别决定线段93和线段94的位置以满足规定的条件。此时，所有测定点可以进入线段93和线段94之间。根据这样设定的线段93、94的位置，设定次级电压v2的下限电压c和上限电压d，能够使用这些来进行点火信号sb的控制。另外，将在后述的实施方式2中说明使用下限电压c和上限电压d的点火信号sb的控制方法。
[0098]
另外，也可以将再次放电时间的测量结果记录在直方图中，利用该直方图来设定重叠通电开始时间。图10是表示记录了再次放电时间的测量结果的直方图的例子的图。在该直方图中，横轴表示以点火信号sa的下降时期s为起点的v2max时期、即再次放电时间，纵轴表示测量了各v2max时期的值的内燃机100的燃烧循环数、即表示再次放电时间的每个测
量结果的频度。
[0099]
即使在图10所示的直方图中，也能够通过与图9的散布图相同的方法来设定重叠通电开始时间。即，设定分别与点火信号sb的上升时期a和下降时期b对应的线段95、96，根据内燃机100的转速，将线段95和线段96的间隔与在发热上可允许的副初级线圈360的通电期间相匹配地固定。在该状态下，使线段95、96在直方图上横向移动，搜索进入线段95和线段96之间的燃烧循环数的合计值(频度)为最大的位置。能够根据这样搜索到的线段95的位置来设定重叠通电开始时间。另外，在点火线圈300的发热上没有问题的情况下，可以将直方图分布的所有区域设定为重叠通电开始时间。
[0100]
上述说明了使用图9的散布图和图10的直方图记录再次放电时间的测量结果时的重叠通电开始时间的设定方法，但是，对于使用其他方法记录再次放电时间的测量结果的情况，也能够与图9、图10相同地进行重叠通电开始时间的设定。即，优选地，在以任意方法记录的再次放电时间的测量结果的分布中，设定重叠通电开始时间，以使得在规定的重叠通电期间内再次放电的产生次数最大。
[0101]
图11是表示说明在本发明的实施方式1所涉及的放电控制中向点火线圈输入的控制信号与输出的关系的时序图的一例的图。图11的时序图是使用本实施方式的点火线圈300在气体处于高流速的情况下使火花塞200放电时的一例。图11示出了从点火控制部83输出的点火信号sa、根据该点火信号sa流过主初级线圈310的主初级电流i1、从相位控制部380输出的点火信号sb、根据该点火信号sb流过副初级线圈360的副初级电流i3、存储在点火线圈300中的电能e、流过次级侧线圈320的次级电流i2和在次级侧线圈320中产生的次级电压v2之间的关系。
[0102]
当点火信号sa变为high时，点火器340将主初级侧线圈310通电，主初级电流i1上升。在主初级侧线圈310通电期间，点火线圈300c内的电能e随时间一起上升。
[0103]
此后，当点火信号sa在下降时期s变为low时，点火器340切断主初级线圈310的通电。因此，向次级侧线圈320产生电动势，并且开始从点火线圈300向火花塞200提供电能e。当火花塞200的电极之间的绝缘被击穿时，开始火花塞200的放电(电容放电)。在火花塞200放电开始之后，点火线圈300内的电能e随时间一起减小，维持火花塞200的放电(感应放电)。
[0104]
次级电流i2和次级电压v2在电容放电时大幅上升。该电容放电所产生的次级电流i2和次级电压v2的上升在短时间内结束。当火花塞200的放电开始并且在电极之间形成放电路径时，次级电流i2和次级电压v2分别急剧下降。在随后的感应放电时，次级电流i2随时间一起减小。另一方面，由于放电路径随着气体的流动而一起伸长，因此随着时间的经过，次级电压v2上升。此时，维持放电路径所需的次级电流i2的大小根据存在于火花塞200的电极之间的气体的流速而变化。
[0105]
相位控制部380以点火信号sa从high变化为low的下降时期s为起点，在从其开始经过规定的重叠通电开始时间的时期a，将点火信号sb接通。此后，在从时期a起经过规定的重叠通电期间的时期b，点火信号sb断开。如上所述，在相位控制部380中预先设定在该控制点火信号sb控制中所使用的重叠通电开始时间和重叠通电期间。也就是说，基于对在气缸150内使火花塞200放电时的再次放电时间的测量结果进行统计处理而得的结果来设定重叠通电开始时间。此外，根据基于内燃机100的转速在发热上可允许的副初级线圈360的通
电期间，来预先设定叠加通电期间。
[0106]
在相位控制部380向点火器350输出点火信号sb的期间，将通过点火信号sb在次级侧线圈320中产生的高电压施加到通过点火信号sa在次级侧线圈320中产生的高电压上。该高电压被施加到火花塞200(中心电极210)。其结果是，次级电流i2增加以继续维持放电路径。因此，在火花塞200中抑制了伴随电容放电产生再次放电(restrike：再次点火)。在图11的例子中，初次放电为1次且再次放电为1次，电容放电次数为2次。
[0107]
另外，输出点火信号sb时的次级电流i2包含通过主初级线圈310流过次级侧线圈320的电流和通过副初级线圈360流过次级侧线圈320的电流。
[0108]
图12是说明本发明的效果的图。在图12中，信号波形501示出了作为本发明的重叠电流用的点火信号的、通过上述实施方式中说明的方法输出的点火信号sb的波形。另外，信号波形501中的点火信号sb的脉冲宽度、即从点火信号sb为接通的上升时期a到点火信号sb为断开的下降时期b的重叠通电期间根据内燃机100的转速而确定，例如，当内燃机100的转速为2400[rpm]时，该重叠通电期间为0.5[msec]。另一方面，信号波形502示出了在火花塞200中可能产生的所有再次放电时间范围内输出的点火信号sb的波形，以作为比较例的重叠电流用的点火信号。另外，电流波形503、504分别示出了根据由这些信号波形501、502所示的点火信号sb而流动的次级电流i2的波形例。
[0109]
绘制图505示出了由于提供与点火信号sb对应的重叠电流而引起的点火线圈300的能耗量与火花塞200的燃烧稳定性之间的关系。在该绘制图505中，点506、507分别表示在信号波形501、502中示出的本发明和比较例中点火信号sb的能耗量与连接稳定性之间的关系。另外，点508表示在使用图6的电路400c的以往示例中的能耗量与连接稳定性之间的关系。
[0110]
比较点506和点507可以发现，本发明与比较例在燃烧稳定性(点火性能)方面相同，但在能耗(发热量)方面，本发明与比较例相比大幅降低。此外，比较点506和点508可以发现，虽然本发明的能耗(发热量)比以往示例略有增加，但燃烧稳定性(点火性能)有很大提高。
[0111]
如上所述，通过采用本发明的点火线圈300的控制方法，能够兼顾抑制点火线圈300的功耗和抑制火花塞200的点火不良。因此，能够抑制点火线圈300的容积、成本的增加，同时抑制由火花塞200引起的对气体的点火不良。
[0112]
[实施方式1：重叠通电开始时间的设定流程]接着，说明为了实施上述放电控制而事先进行的重叠通电开始时间的设定方法。图13是说明本发明的实施方式1所涉及的重叠通电开始时间的设定方法的流程图的一例。对于图13的流程图所示的处理，是在安装在内燃机100上的点火线圈300经由点火器340、350连接到点火控制部83从而点火线圈300开始实际操作之前，例如在点火线圈300的开发阶段或出厂之前，在规定的实验设备或测试设备中所实施的。
[0113]
当火花塞200、点火线圈300分别搭载于实验用内燃机100的规定位置上，构成图8的电路400并且次级电压v2的测量准备好时，在步骤s101中开始图13的处理流程。
[0114]
在步骤s102中，检测当点火信号sa从点火控制部83输出到点火线圈300以使火花塞200放电时的次级电压v2。
[0115]
在步骤s103中，计算次级电压v2的时间微分值dv2/dt，并将其与预定的阈值进行
比较。在dv2/dt超过阈值的情况下，判断为形成在火花塞200的电极之间的放电路径被吹灭而发生了再次放电，前进至步骤s104。另一方面，在dv2/dt未超过阈值的情况下，返回步骤s102，继续检测次级电压v2。
[0116]
在本实施方式中，通过上述步骤s103的处理，基于次级电压v2的时间微分dv2/dt，检测形成在火花塞200的电极之间的放电路径被吹灭从而产生再次放电的情况。因此，与基于初级电压v1检测再次放电的产生的情况相比，能够根据火花塞200的电极之间的电压直接判断是否有再次放电，因此能够提高检测精度。另外，虽然能基于次级电流i2检测再次放电的发生，但是如图7所示，由于火花塞200的再次放电而引起的次级电流i2的变化在短时间内瞬间发生。因此，如上所述，通过基于次级电压v2的时间微分dv2/dt检测火花塞200的再次放电，从而能够进行更可靠的检测。
[0117]
在次级电压v2的时间微分dv2/dt超过阈值的情况下，在步骤s104中，记录在该超过时间点前后的一定期间内的次级电压v2的值，并从中检测极大点。因此，能够检测紧接在火花塞200的电极之间的再次放电之前的定时。
[0118]
在步骤s105中，将在步骤s104中检测到的极大点的产生时期记录为极大时期。
[0119]
在步骤s106中，对在到目前为止实施的步骤s101～s105的处理中是否获得了规定数量的测定结果进行判定。在此，对是否从统计的观点等获得了规定样本数量的测定结果进行判定，在获得了上述测定结果的情况下，处理前进到步骤s107。另一方面，在未获得规定数量的测定结果的情况下，返回步骤s102，继续检测次级电压v2。
[0120]
在步骤s107中，制作在到目前为止实施的步骤s105中记录的极大时期的分布图。在此，例如可以将图9所示的散布图、图10所示的直方图制作为极大时期的分布图。
[0121]
在步骤s108中，对于在步骤s107中制作的分布图，设定点火信号sb的上升时期a和下降时期b之间的间隔。此处如上所述，将分布图上的上升时期a和下降时期b之间的间隔与根据内燃机100的转速在发热上可允许的副初级线圈360的通电期间相匹配地固定。
[0122]
在步骤s109中，在步骤s107中制作出的分布图中，确定在步骤s108中设定的固定间隔的范围内记录了极大时期的总次数为最大的上升时期a和下降时期b。
[0123]
在步骤s110中，基于在步骤s109中确定的上升时期a和下降时期b来设定重叠通电开始时间。
[0124]
当通过上述处理能够设定重叠通电开始时间时，在步骤s111中结束图13的处理流程。
[0125]
另外，图13的处理优选针对内燃机100的每个运转状态来实施。例如，对发动机转速设定多个测定对象值，针对每个测定对象值实施图13的处理。以这种方式，能够针对内燃机100的每个运转状态来设定重叠通电开始时间。
[0126]
[实施方式1：副初级线圈的放电控制流程]接着，将说明实施上述放电控制时由相位控制部380所进行的副初级线圈360的控制方法。图14是说明本发明的实施方式1所涉及的相位控制部380所进行的副初级线圈360的控制方法的流程图的一例。在本实施方式中，当车辆的点火开关接通并且内燃机100的电源接通时，相位控制部380根据图14的流程图开始副初级线圈360的控制。另外，图14的流程图所示的处理表示内燃机100的一个循环相对应的处理，并且相位控制部380针对每个循环实施图14的流程图所示的处理。
[0127]
在步骤s201，相位控制部380开始图14的流程图所示的处理。
[0128]
在步骤s202，相位控制部380选择重叠通电开始时间。这里，使用预定的映射信息等，选择与内燃机100的运转状态、例如发动机转速相对应的重叠通电开始时间。此外，这里使用的映射信息表示内燃机100的每个运转状态的重叠通电开始时间，通过图13的处理来事先设定。
[0129]
在步骤s203，相位控制部380对点火信号sa是否已从high变化为low进行判定。如上所述，点火控制部83在规定的定时开始输出点火信号sa，然后在规定的定时停止输出点火信号sa。因此，主初级线圈310开始向火花塞200提供电能e，并开始火花塞200的放电。相位控制部380通过在步骤s203中检测此时的点火信号sa的下降时期s，从而能够检测火花塞200的放电开始时期。
[0130]
在步骤s210，相位控制部380以在步骤s203中检测到的点火信号sa的下降时期s为起点，测量从该时间点到当前的经过时间。
[0131]
在步骤s211，相位控制部380将在步骤s202中选择的重叠通电开始时间与在步骤s210中测量的经过时间进行比较，以对从点火信号sa的下降时期s起是否经过了重叠通电开始时间进行判定。在经过时间小于重叠通电开始时间的情况下，判定为还没有经过重叠通电开始时间，返回到步骤s210，继续测量经过时间。另一方面，在经过时间为重叠通电开始时间以上的情况下，判定为经过了重叠通电开始时间，前进至步骤s220。
[0132]
在步骤s220，相位控制部380使点火信号sb接通，开始输出点火信号sb。因此，在点火信号sb的上升时期a，开始从副初级线圈360向火花塞200提供重叠电流。
[0133]
在步骤s221，相位控制部380以通过进行步骤s220的处理所决定的点火信号sb的上升时期a为起点，将从该时间点到当前的经过时间与规定的重叠通电期间进行比较。此外，如上所述，根据基于内燃机100的转速在发热上可允许的副初级线圈360的通电期间，来预先设定此处进行比较的重叠通电期间。其结果，在经过时间小于重叠通电期间的情况下，判定为还没有经过重叠通电期间，继续步骤s221中的判定。另一方面，在经过时间为重叠通电期间以上的情况下，判定为经过了重叠通电期间，前进至步骤s222。
[0134]
在步骤s222，相位控制部380使点火信号sb断开，停止输出点火信号sb。因此，在点火信号sb的下降时期b，停止从副初级线圈360向火花塞200提供重叠电流。
[0135]
在步骤s223，相位控制部380结束图14的流程图所示的处理。
[0136]
根据以上说明的本发明的实施方式1，起到以下的作用效果。
[0137]
(1)作为电子控制装置的控制装置1对包括分别配置在初级侧的主初级线圈310和副初级线圈360、以及配置在次级侧的次级线圈320的点火线圈300的通电进行控制，从而控制从点火线圈300向在内燃机100的气缸150内放电的火花塞200提供电能。该控制装置1通过相位控制部380来控制点火线圈300的通电，使得在从主初级线圈310的放电开始起经过了规定的重叠通电开始时间时(步骤s211：是)，开始副初级线圈360的通电(步骤s220)，并且在从副初级线圈360的通电开始起经过了与内燃机100的转速相对应的规定的重叠通电期间时(步骤s221：是)，结束副初级线圈360的通电(步骤s222)。因此，能够抑制点火线圈300的容积、成本的增加，同时兼顾内燃机100的油耗提高和抑制火花塞200对燃料的点火不良。
[0138]
(2)重叠通电开始时间基于表示在内燃机100的气缸150内使火花塞200放电时从
放电开始到再次放电的时间的再次放电时间的测量结果而决定。具体地，通过图13的处理来决定重叠通电开始时间，以使得在多次测量再次放电时间时的各测量结果的分布中，在规定的重叠通电期间内再次放电的产生次数最大(步骤s109、s110)。因此，能够适当地决定副初级线圈360的通电开始时期，以使得兼顾提高内燃机100的油耗和抑制火花塞200对燃料的点火不良。
[0139]
(3)在再次放电时间的测量中，可以基于将次级线圈320的电压测量为次级电压v2时的次级电压的微分值dv2/dt来检测再次放电的产生。这样，当次级电压v2急剧下降时，判断为产生了再次放电，从而可以容易地检测出再次放电的产生。因此，能正确地进行再次放电时间的测量。
[0140]
[实施方式2：点火线圈的电路]接着，将说明包含本发明的实施方式2所涉及的点火线圈300的电路400a。
[0141]
图15是说明包含本发明的实施方式2所涉及的点火线圈300的电路400a的图。在本实施方式中，点火线圈300具有与在实施方式1中说明的图8相同的结构。即本实施方式的点火线圈300也包含以规定的匝数分别卷绕的两种初级侧线圈310、360(主初级线圈310、副初级线圈360)、和以多于初级侧线圈310、360的匝数卷绕的次级侧线圈320而构成。
[0142]
在本实施方式中，电路400a与实施方式1中说明的电路400的不同之处在于，电压检测部370设在次级侧线圈320和火花塞200之间。电压检测部370检测次级电压v2并将该值发送到点火控制部83。
[0143]
在本实施方式中，相位控制部380将由电压检测部370检测到的次级电压v2与规定的重叠通电电压范围进行比较。与实施方式1中说明的重叠通电开始时间同样地，该重叠通电电压范围基于在点火控制部83的开发阶段测量在内燃机100的气缸150内使火花塞200放电时的再次放电的产生状况而得的结果来设定。具体而言，例如在实施方式1中说明的图9的散布图中，如上所述设定次级电压v2的下限电压c和上限电压d，将该下限电压c和上限电压d之间的电压范围设定为重叠通电电压范围。
[0144]
另外，在用其他方法记录了再次放电的产生状况的情况下，也可以同样地设定重叠通电电压范围。能设定重叠通电电压范围的下限电压和上限电压，使得在用任意方法记录的再次放电电压、即紧接在再次放电产生前的时间点的次级电压v2的测量结果分布中，在规定的电压范围内再次放电的产生次数最大。
[0145]
次级电压v2与重叠通电电压范围相比较的结果是，当次级电压v2在重叠通电电压范围内时产生了火花塞200的再次放电时，相位控制部380以与实施方式1中说明的相同的方式输出点火信号sb。因此，从副初级线圈360向火花塞200提供重叠电流，以抑制在火花塞200中伴随电容放电而产生再次放电(restrike：再次点火)。另一方面，在次级电压v2在重叠通电电压范围外时产生火花塞200的再次放电的情况下，相位控制部380不输出点火信号sb。因此，当在火花塞200中产生再次放电的可能性低时，停止从副初级线圈360向火花塞200提供重叠电流，来抑制功耗。
[0146]
[实施方式2：重叠通电开始时间和重叠通电电压范围的设定流程]接着，说明为了实施上述放电控制而事先进行的重叠通电开始时间和重叠通电电压范围的设定方法。图16是说明本发明的实施方式2所涉及的重叠通电开始时间和重叠通电电压范围的设定方法的流程图的一例。另外，在图16的流程图中，对实施与实施方式1中
说明的图13的流程图共通的处理的各步骤赋予与图13相同的步骤编号。以下，以与图13的不同点为中心，对图16的流程图所示的处理进行说明。
[0147]
在步骤s105a中，将在步骤s104中检测到的极大点的值和产生时期分别记录为极大值和极大时期。
[0148]
在步骤s107a中，制作在到目前为止实施的步骤s105a中记录的极大值和极大时期的分布图。这里，例如能够将图9所示的散布图制作为极大值和极大时期的分布图。
[0149]
在步骤s108a中，对于在步骤s107a中制作的分布图，设定点火信号sb的上升时期a和下降时期b之间的间隔、以及下限电压c和上限电压d之间的间隔。此处如上所述，与在发热上可允许的副初级线圈360的通电期间相匹配地固定分布图上的上升时期a和下降时期b的间隔，并且基于规定的条件、例如功耗的请求值等，固定下限电压c和上限电压d的间隔。
[0150]
在步骤s109a中，在步骤s107a中制作出的分布图中，分别确定在步骤s108a中设定的固定间隔的范围内记录了极大时期的总次数为最大的上升时期a和下降时期b、以及下限电压c和上限电压d。
[0151]
在步骤s110a中，基于在步骤s109a中确定的上升时期a和下降时期b来设定重叠通电开始时间。另外，基于在步骤s109a中确定的下限电压c和上限电压d，设定重叠通电电压范围。
[0152]
当通过上述处理能够设定重叠通电开始时间和重叠通电电压范围时，在步骤s111中结束图16的处理流程。
[0153]
另外，图16中的处理也与图13的处理同样地，优选在内燃机100的每个运转状态下来实施。例如，对发动机转速设定多个测定对象值，针对其每个测定对象值实施图16的处理。以这种方式，能够针对内燃机100的每个运转状态来设定重叠通电开始时间和重叠通电电压范围。
[0154]
[实施方式2：副初级线圈的放电控制流程]接着，将说明实施上述放电控制时由相位控制部380所进行的副初级线圈360的控制方法。图17是说明本发明的实施方式2所涉及的相位控制部380所进行的副初级线圈360的控制方法的流程图的一例。另外，在图17的流程图中，对实施与实施方式1中说明的图14的流程图共通的处理的各步骤赋予与图14相同的步骤编号。以下，以与图14的不同点为中心，对图17的流程图所示的处理进行说明。
[0155]
在步骤s211中，点火信号sa从下降时期s开始的经过时间为重叠通电开始时间以上的情况下，判定为经过了重叠通电开始时间，前进至步骤s212。
[0156]
在步骤s212，相位控制部380获取由电压检测部370检测到的次级电压v2的值。
[0157]
在步骤s213，相位控制部380比较在步骤s212中获取的次级电压v2与预先设定的重叠通电电压范围，对次级电压v2是否在重叠通电电压范围内进行判定。另外，用于与次级电压v2进行比较的重叠通电电压范围是通过图16的处理预先设定的，并且是针对内燃机100的每个运转状态而设定的。
[0158]
在步骤s213中判定为次级电压v2在重叠通电电压范围内的情况下，前进到步骤s220，相位控制部380使点火信号sb接通并且开始输出点火信号sb。因此，在点火信号sb的上升时期a，开始从副初级线圈360向火花塞200提供重叠电流。另一方面，在步骤s213中判定为次级电压v2在重叠通电电压范围外的情况下、即大于上限电压d或小于下限电压c的情
况下，相位控制部380前进到步骤s223，并且结束图17的流程图所示的处理。在该情况下，不从副初级线圈360向火花塞200提供重叠电流。
[0159]
根据以上说明的本发明的实施方式2，除了在实施方式1中说明的(1)～(3)之外，还发挥以下的作用效果。
[0160]
(4)在从主初级线圈310的放电开始起经过重叠通电开始时间时的次级线圈320的电压v2大于规定的上限电压d或者小于规定的下限电压c的情况(步骤s213：否)下，控制装置1不通过相位控制部380进行副初级线圈360的通电。因此，当在火花塞200中产生再次放电的可能性低时，停止从副初级线圈360向火花塞200提供重叠电流，从而能够进一步抑制点火线圈300的功耗。
[0161]
(5)上限电压d和下限电压c基于再次放电电压的测量结果来决定，该再次放电电压表示在内燃机100的气缸150内使火花塞200放电时在紧接在再次放电产生之前的时间点的次级线圈320的电压v2。具体地，通过图16的处理，在多次测量再次放电电压时的各测量结果的分布中，决定上限电压d和下限电压c，以使得在规定的电压范围内再次放电的产生次数最大(步骤s109a、s110a)。因此，能够适当地设定向副初级线圈360通电的次级电压v2的范围，使得在抑制火花塞200对气体的点火不良的同时，抑制点火线圈300的进一步功耗。
[0162]
[实施方式3：点火线圈的电路]接着，将说明包含本发明的实施方式3所涉及的点火线圈300的电路400b。
[0163]
图18是说明包含本发明的实施方式3所涉及的点火线圈300的电路400b的图。在本实施方式中，点火线圈300具有与在实施方式1中说明的图8相同的结构。即本实施方式的点火线圈300也包含以规定的匝数分别卷绕的两种初级侧线圈310、360(主初级线圈310、副初级线圈360)、和以多于初级侧线圈310、360的匝数卷绕的次级侧线圈320而构成。
[0164]
在本实施方式中，电路400b与实施方式1中说明的电路400的不同之处在于，计时器电路381与点火控制部83分开设置，并且相位控制部380设置在该计时器电路381内。计时器电路381设定与重叠通电期间相对应的计时器值，当通过相位控制部380输出点火信号sb并且副初级线圈360开始通电时，计时器电路381对点火信号sb从上升时期a开始的经过时间进行计数。当经过时间达到设定的计时器值时，停止点火信号sb的输出，并结束副初级线圈360的通电。在本实施方式中，使用这样的计时器电路381的功能来控制点火信号sb的接通期间。
[0165]
在本实施方式中，计时器电路381获取点火信号sa的接通期间(主初级线圈310的充电期间)或周期(火花塞200的放电周期)。然后，基于获取到的这些值来设定计时器值。例如，将点火信号sa的接通期间或周期乘以规定的倍率而得到的值设定为计时器值。
[0166]
图19是表示内燃机关100的发动机转速与点火信号sa的接通期间的关系的映射信息的一例。如图19所示，点火信号sa的接通期间根据内燃机100的发动机转速而变化。
[0167]
图20是表示点火信号sa的接通期间与点火信号sb的接通期间的关系的曲线图的一例。如图20的曲线图所示，点火信号sa的接通期间越短，点火信号sb的接通期间也设定得越短。
[0168]
计时器电路381利用图19所示的发动机转速与点火信号sa的接通期间的关系，例如根据图20的曲线图，根据与所获取的点火信号sa的接通期间相对应的点火信号sb的接通期间来设定计时器值。因此，可设定根据发动机转速变化的计时器值，而无需使用针对内燃
机100的每个运转状态而预先设定的映射信息。
[0169]
另外，在上述中，说明了利用点火信号sa的接通期间根据内燃机100的发动机转速而变化的情况，基于点火信号sa的接通期间来设定计时器电路381的计时器值，从而控制点火信号sb的接通期间的例子，然而，点火信号sa的周期即火花塞200的放电周期也可以进行同样的控制。即点火信号sa的周期根据内燃机100的发动机转速而变化。因此，也能够利用这点，基于点火信号sa的周期设定计时器电路381的计时器值，以控制点火信号sb的接通期间。即使如此，也能设定根据发动机转速变化的计时器值，而无需使用针对内燃机100的每个运转状态而预先设定的映射信息。
[0170]
[实施方式3：副初级线圈的放电控制流程]接着，将说明实施上述放电控制时由相位控制部380和计时器电路381所进行的副初级线圈360的控制方法。图21是说明本发明的实施方式3所涉及的相位控制部380和计时器电路381所进行的副初级线圈360的控制方法的流程图的一例。另外，在图21的流程图中，对实施与实施方式1中说明的图14的流程图共通的处理的各步骤赋予与图14相同的步骤编号。以下，以与图14的不同点为中心，对图21的流程图所示的处理进行说明。
[0171]
当在步骤s201中开始图21的流程图所示的处理时，相位控制部380在步骤s202中选择重叠通电开始时间。这里，使用以与实施方式1相同的方法预先设定的信息，选择与内燃机100的运转状态、例如发动机转速相对应的重叠通电开始时间。
[0172]
当在步骤s203中判定为点火信号sa从high变化为low时，在接下来的步骤s204中，计时器电路381获取点火信号sa的接通期间。这里，例如，通过从点火控制部83获取与点火信号sa同步输出的规定的监视信号，从而获取点火信号sa的接通期间。
[0173]
在步骤s205中，计时器电路381基于在步骤s204中获得的点火信号sa的接通期间来设定计时器值。此处，例如，将点火信号sa的接通期间乘以规定的倍率而得到的值设定为计时器值。
[0174]
另外，如上所述，在基于点火信号sa的周期来设定计时器电路381的计时器值的情况下，在步骤s204中，获取周期以取代点火信号sa的接通期间，并基于该周期来实施步骤s205的处理，由此进行计时器值的设定即可。
[0175]
在步骤s205中设定的计时器值用于步骤s221的判定。即在本实施方式中，在步骤s221，计时器电路381将从在步骤s220中点火信号sb接通开始计数的经过时间与在步骤s205中设定的计时器值进行比较。其结果，在经过时间小于计时器值的情况下，判定为还没有经过重叠通电期间，继续步骤s221的判定。另一方面，在经过时间达到计时器值的情况下，判定为经过了重叠通电期间，前进至步骤s222。
[0176]
根据以上说明的本发明的实施方式3，除了在实施方式1中说明的(1)～(3)之外，还发挥以下的作用效果。
[0177]
(6)控制装置1具有计时器电路381，该计时器电路381设定与重叠通电期间相对应的计时器值，当副初级线圈360的通电开始后经过的时间达到计时器值时，结束副初级线圈360的通电。因此，能够进行反映了内燃机100的运转状态的副初级线圈360的通电控制，而无需使用针对内燃机100的每个运转状态而预先设定的映射信息。
[0178]
(7)计时器电路381基于主初级线圈310的充电周期或火花塞200的放电周期来设定定时器值。因此，能够设定计时器值，使得根据发动机转速使副初级线圈360的通电周期
适当地变化。
[0179]
[实施方式4]接着，对本发明的实施方式4进行说明在本实施方式中，将说明使用在实施方式2中说明的电路400a来对与火花塞200的放电过程中的电极之间的气体流速相对应的重叠通电开始时间进行校正的例子。
[0180]
图22是表示说明在本发明的实施方式4所涉及的放电控制中向点火线圈输入的控制信号与输出的关系的时序图的一例的图。在本实施方式中，如图22的时序图所示，在火花塞200在点火信号sa的下降时期s以后的放电期间中，分别获取在时期t1、t2处的次级电压v2的值。然后，根据获取的各次级电压v2的值，求出表示次级电压v2的时间变化的曲线图的斜率，并基于该斜率的大小调节重叠通电开始时间。例如，通过将预先设定的重叠通电开始时间作为基准值，并向其加上与次级电压v2的时间变化相对应的校正值，从而能够调节重叠通电开始时间。
[0181]
火花塞200在放电过程中的次级电压v2根据电极之间的气体流速而变化。因此，如上所述，通过求出表示次级电压v2时间变化的曲线图的斜率，并根据斜率的大小来使重叠通电开始时间变化，从而能够根据电极之间的气体流速来调节从点火信号sa的下降时期s到点火信号sb的上升时期a的时间间隔。因此，能够对与火花塞200在放电过程中的电极之间的气体流速相对应的重叠通电开始时间进行校对。
[0182]
图23是表示电极之间的气体流速(次级电压v2的时间变化)与对点火信号sb的上升时期a的校正相加值之间的关系的曲线图的一例。如图23的曲线图所示，电极之间的气体流速变为高流速，次级电压v2的时间变化相应地变得越大，则相对于上升时期a的校正相加值设定得越小，由此进行校正以使得点火信号sb的上升时期a提前。其结果，能够缩短重叠通电开始时间，并且能够根据气体流速来调节副初级线圈360的通电期间。
[0183]
[实施方式4：副初级线圈的放电控制流程]接着，将说明实施上述放电控制时由相位控制部380所进行的副初级线圈360的控制方法。图24是说明本发明的实施方式4所涉及的相位控制部380所进行的副初级线圈360的控制方法的流程图的一例。另外，在图24的流程图中，对实施与实施方式1中说明的图14的流程图共通的处理的各步骤赋予与图14相同的步骤编号。以下，以与图14的不同点为中心，对图24的流程图所示的处理进行说明。
[0184]
当在步骤s201中开始图24的流程图所示的处理时，相位控制部380在步骤s202中选择重叠通电开始时间。这里，使用以与实施方式1相同的方法预先设定的信息，选择与内燃机100的运转状态、例如发动机转速相对应的重叠通电开始时间。
[0185]
当在步骤s203中判定为点火信号sa从high变化为low时，在接下来的步骤s206中，相位控制部380获取由电压检测部370检测到的次级电压v2的值。
[0186]
在步骤s207中，相位控制部380基于在步骤s206中获取的次级电压v2来推测火花塞200的电极之间的气体流速。在此，如前所述，基于在当前时刻和其之前的时期中分别获取的次级电压v2的值，求出次级电压v2的斜率，并根据斜率的大小推定电极间的气体流速。另外，仍然仅获取一个次级电压v2的值，因此在不能计算次级电压v2的斜率的情况下，可以省略步骤s207的处理。
[0187]
在步骤s208中，相位控制部380基于在步骤s207中推测出的气体流速，校正在步骤
s202中选择的重叠通电开始时间。这里，例如，基于图23所示的电极之间的气体流速与对点火信号sb的上升时期a的校正相加值之间的关系来决定校正相加值，通过加上该校正相加值来校正重叠通电开始时间。因此，基于与气体流速的变化相对应的次级电压v2的时间变化来使重叠通电开始时间变化。
[0188]
在步骤s208中校正的重叠通电开始时间用于步骤s211的判定。即在本实施方式中，在步骤s211，相位控制部380将在步骤s208中校正的重叠通电开始时间与在步骤s210中测量的经过时间进行比较，以对从点火信号sa的下降时期s起是否经过了重叠通电开始时间进行判定。其结果，在经过时间小于重叠通电开始时间的情况下，判定为还没有经过重叠通电开始时间，处理返回到步骤s206，基于次级电压v2的时间变化，继续校正重叠通电开始时间和测量经过时间。另一方面，在经过时间为重叠通电开始时间以上的情况下，判定为经过了重叠通电开始时间，前进至步骤s220。
[0189]
根据以上说明的本发明的实施方式4，除了在实施方式1中说明的(1)～(3)之外，还发挥以下的作用效果。
[0190]
(8)控制装置1由相位控制部380基于次级线圈320的电压v2的时间变化来使重叠通电开始时间变化(步骤206～s208)。由此，能够根据火花塞200中的电极之间的气体流速来调节副初级线圈360的通电期间。因此，即使在内燃机100的运转状态随着每个燃烧循环而变动的情况下，也能可靠地抑制火花塞200对气体的点火不良。这不仅适用于由内燃机100驱动发电电动机并使用其电力驱动驱动电动机的系列混合动力型的电动汽车，还适用于由内燃机100驱动车辆的传统汽车或并联混合动力型的电动汽车。
[0191]
[变形例]另外，在上述说明的实施方式1～实施方式4中，控制装置1可以通过相位控制部380，使得主初级线圈310的放电开始定时即点火信号sa的下降时期s根据内燃机100的运转状态变得越早，则越是延长从点火信号sa的下降时期s到点火信号sb的上升时期a的期间，并增加重叠通电开始时间。由此，在内燃机100的气缸150内使火花塞200放电时，能够根据气缸150内的气体中发生滚流的崩塌(翻滚崩塌)的定时，输出点火信号sb，以将重叠电流从副初级线圈360提供给火花塞200。因此，能够有效地抑制由于翻滚崩塌引起的放电路径的吹灭，能够提高火花塞200对气体的点燃性。
[0192]
另外，在以上说明的各实施方式中，如上所述，可以通过由mpu50执行的软件来实现图3中说明的控制装置1的各功能结构，或者也可以通过fpga(field-programmable gate array：现场可编程门阵列)等硬件来实现。另外，也可以将它们混合使用。
[0193]
以上说明的实施方式1～实施方式4可以分别单独应用，也可以任意组合任意两个以上来应用。此外，可以基于内燃机100的运转条件等选择性地应用其中一个。
[0194]
以上说明的各实施方式和各种变形例只是一例，只要不破坏本发明的特征，本发明并不限定于这些内容。另外，虽然在上述中说明了各种实施方式和变形例，但是本发明并不限定于这些内容。在本发明的技术构思的范围内可考虑到的其他方式也包括在本发明的范围内。标号说明
[0195]
1控制装置10模拟输入部
20数字输入部30a/d转换部40ram50mpu60rom70i/o端口80输出电路81整体控制部82燃料喷射控制部83点火控制部84气缸判别部85角度信息生成部86转速信息生成部87进气量测量部88负载信息生成部89水温测量部100内燃机110空气净化器111进气管112进气歧管113节流阀113a节流阀开度传感器114流量传感器115进气温度传感器120环形齿轮121曲柄角传感器、122水温传感器123曲柄轴125油门踏板126油门位置传感器130燃料罐131燃料泵132压力调节器133燃料配管134燃料喷射阀140燃烧压力传感器150气缸151进气阀152排气阀
160排气歧管161三元催化剂162上游侧空燃比传感器163下游侧空燃比传感器170活塞200火花塞210中心电极220外侧电极230绝缘体300、300c点火线圈310主初级线圈320次级侧线圈330直流电源340、350点火器360副初级线圈370电压检测部380相位控制部381计时器电路390电阻400、400a、400b、400c电气电路。

技术特征：

1.一种电子控制装置，该电子控制装置通过控制点火线圈的通电，来对将电能从所述点火线圈向在内燃机的气缸内进行放电的火花塞的提供进行控制，所述点火线圈包括分别配置于初级侧的主初级线圈和副初级线圈、以及配置于次级侧的次级线圈，所述电子控制装置的特征在于，控制所述点火线圈的通电，使得在开始所述主初级线圈的放电后经过了规定的重叠通电开始时间时，开始所述副初级线圈的通电，在开始所述副初级线圈的通电后经过了与所述内燃机的转速相对应的规定的重叠通电期间时，结束所述副初级线圈的通电。2.如权利要求1所述的电子控制装置，其特征在于，所述重叠通电开始时间基于再次放电时间的测量结果来决定，所述再次放电时间表示在所述内燃机的气缸内使所述火花塞放电时的从开始放电到再次放电为止的时间。3.如权利要求2所述的电子控制装置，其特征在于，决定所述重叠通电开始时间，使得在多次测量所述再次放电时间时的各测量结果的分布中，在所述重叠通电期间内所述再次放电的产生次数变为最大。4.如权利要求3所述的电子控制装置，其特征在于，在所述再次放电时间的测量中，基于测量所述次级线圈的电压作为次级电压时的所述次级电压的微分值，检测所述再次放电的产生。5.如权利要求1至4中的任一项所述的电子控制装置，其特征在于，开始所述主初级线圈的放电后经过了所述重叠通电开始时间时的所述次级线圈的电压大于规定的上限电压或小于规定的下限电压的情况下，不进行所述副初级线圈的通电。6.如权利要求5所述的电子控制装置，其特征在于，基于再次放电电压的测量结果来决定所述上限电压和所述下限电压，所述再次放电电压表示在所述内燃机的气缸内使所述火花塞放电时紧接在发生再次放电之前的时间点的所述次级线圈的电压。7.如权利要求6所述的电子控制装置，其特征在于，决定所述上限电压和所述下限电压，使得在多次测量所述再次放电电压时的各测量结果的分布中，在规定的电压范围内所述再次放电的产生次数变为最大。8.如权利要求1所述的电子控制装置，其特征在于，所述内燃机的转速为每分钟2400转时的所述重叠通电期间为0.5毫秒。9.如权利要求1所述的电子控制装置，其特征在于，具有计时器电路，该计时器电路设定与所述重叠通电期间相对应的计时器值，在开始所述副初级线圈的通电后所经过的经过时间达到所述计时器值时，结束所述副初级线圈的通电。10.如权利要求9所述的电子控制装置，其特征在于，所述计时器电路基于所述主初级线圈的充电期间或所述火花塞的放电周期来设定所述计时器值。11.如权利要求1所述的电子控制装置，其特征在于，基于所述次级线圈的电压的时间变化来使所述重叠通电开始时间变化。12.一种电子控制装置，该电子控制装置通过控制点火线圈的通电来对将电能从所述点火线圈向在内燃机的气缸内进行放电的火花塞的提供进行控制，所述点火线圈包括分别
配置于初级侧的主初级线圈和副初级线圈、以及配置于次级侧的次级线圈，所述电子控制装置的特征在于，控制所述点火线圈的通电，使得在开始所述主初级线圈的放电后经过了规定的重叠通电开始时间时，开始所述副初级线圈的通电，在开始所述副初级线圈的通电后经过了规定的重叠通电期间时，结束所述副初级线圈的通电，所述主初级线圈的放电开始定时根据所述内燃机的运转状态而变得越早，则越使所述重叠通电开始时间增加。

技术总结

电子控制装置通过控制点火线圈的通电来对将电能从所述点火线圈向在内燃机的气缸内进行放电的火花塞的提供进行控制，所述点火线圈包括分别配置于初级侧的主初级线圈和副初级线圈、以及配置于次级侧的次级线圈，所述电子控制装置控制所述点火线圈的通电，使得在开始所述主初级线圈的放电后经过了规定的重叠通电开始时间时，开始所述副初级线圈的通电，并在开始所述副初级线圈的通电后经过了与所述内燃机的转速相对应的规定的重叠通电期间时，结束所述副初级线圈的通电。结束所述副初级线圈的通电。结束所述副初级线圈的通电。