本申請(qǐng)是2014年4月11日提交的，中國(guó)專利申請(qǐng)?zhí)枮?01480020334.3(國(guó)際申請(qǐng)?zhí)杙ct/jp2014/060503)，發(fā)明名稱為“點(diǎn)火控制裝置”的專利申請(qǐng)的分案申請(qǐng)。

本發(fā)明涉及一種點(diǎn)火控制裝置，對(duì)在內(nèi)燃機(jī)的汽缸內(nèi)設(shè)置成點(diǎn)燃燃料混合氣的火花塞的動(dòng)作進(jìn)行控制。

背景技術(shù)：

在這種裝置中，眾所周知有為了使燃料混合氣的燃燒狀態(tài)良好，而進(jìn)行多重放電的結(jié)構(gòu)。例如，在日本特開(kāi)2007-231927號(hào)公報(bào)中公開(kāi)了在1次燃燒行程內(nèi)斷續(xù)地產(chǎn)生多次放電的結(jié)構(gòu)。另一方面，在日本特開(kāi)2000-199470號(hào)公報(bào)中公開(kāi)了為了獲得放電時(shí)間長(zhǎng)的多重放電特性而將2個(gè)點(diǎn)火線圈并聯(lián)連接的結(jié)構(gòu)。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

發(fā)明要解決的課題

如日本特開(kāi)2007-231927號(hào)公報(bào)中所記載的結(jié)構(gòu)，在1次燃燒行程內(nèi)斷續(xù)地產(chǎn)生多次放電的情況下，該行程內(nèi)的從點(diǎn)火放電開(kāi)始到結(jié)束為止期間，點(diǎn)火放電電流反復(fù)成為零。則尤其在缸內(nèi)的氣體流速大的情況下，產(chǎn)生所謂的“吹滅”，存在點(diǎn)火能量損失的問(wèn)題。另一方面，如日本特開(kāi)2000-199470號(hào)公報(bào)中所記載的那樣，在將2個(gè)點(diǎn)火線圈并聯(lián)連接的結(jié)構(gòu)中，不存在1次燃燒行程內(nèi)的從點(diǎn)火放電開(kāi)始到結(jié)束為止期間內(nèi)點(diǎn)火放電電流反復(fù)成為零的情況。但是，裝置結(jié)構(gòu)復(fù)雜化，裝置尺寸也大型化。此外，在該現(xiàn)有技術(shù)的結(jié)構(gòu)中，所消耗的能量大幅超過(guò)點(diǎn)火所需的能量，因此發(fā)生多余的耗電。

用于解決課題的方案

本實(shí)施方式的點(diǎn)火控制裝置，對(duì)設(shè)置成點(diǎn)燃燃料混合氣的火花塞的動(dòng)作進(jìn)行控制。本點(diǎn)火控制裝置的特征在于，具備：點(diǎn)火線圈，具備一次繞組和二次繞組，通過(guò)在所述一次繞組中流動(dòng)的電流即一次電流的增減，在與所述火花塞連接的所述二次繞組上產(chǎn)生二次電流；直流電源，非接地側(cè)輸出端子與所述一次繞組的一端側(cè)連接，以使得在所述一次繞組上流動(dòng)所述一次電流；第一開(kāi)關(guān)元件，具有第一控制端子、第一電源側(cè)端子及第一接地側(cè)端子，該第一開(kāi)關(guān)元件是根據(jù)輸入到所述第一控制端子的第一控制信號(hào)來(lái)對(duì)所述第一電源側(cè)端子與所述第一接地側(cè)端子之間的通電的導(dǎo)通截止進(jìn)行控制的半導(dǎo)體開(kāi)關(guān)元件，所述第一電源側(cè)端子與所述一次繞組的另一端側(cè)連接，且所述第一接地側(cè)端子與接地側(cè)連接；第二開(kāi)關(guān)元件，具有第二控制端子、第二電源側(cè)端子及第二接地側(cè)端子，該第二開(kāi)關(guān)元件是根據(jù)輸入到所述第二控制端子的第二控制信號(hào)來(lái)對(duì)所述第二電源側(cè)端子與所，與所述直流電源以及所述第二開(kāi)關(guān)元件連接；以及控制部，在通過(guò)所述第一開(kāi)關(guān)元件的截止而開(kāi)始的所述火花塞的點(diǎn)火放電中，該控制部控制成，以通過(guò)所述第二開(kāi)關(guān)元件的導(dǎo)通來(lái)從所述轉(zhuǎn)換器單元放出能量，從而從所述另一端側(cè)向所述一次繞組供給所述一次電流。

附圖說(shuō)明

圖1是具備本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式的結(jié)構(gòu)的發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)的概略結(jié)構(gòu)圖。

圖2是圖1所示的點(diǎn)火控制裝置的第一實(shí)施方式的概略電路圖。

圖3是用于圖2所示的點(diǎn)火控制裝置的動(dòng)作說(shuō)明的時(shí)序圖。

圖4是用于圖2所示的點(diǎn)火控制裝置的動(dòng)作說(shuō)明的時(shí)序圖。

圖5是圖1所示的點(diǎn)火控制裝置的第二實(shí)施方式的概略電路圖。

圖6是用于圖5所示的點(diǎn)火控制裝置的動(dòng)作說(shuō)明的時(shí)序圖。

圖7是表示圖2等中所示的第一開(kāi)關(guān)元件的周邊的電路結(jié)構(gòu)的一例的圖。

圖8是表示圖2等中所示的第一開(kāi)關(guān)元件的周邊的電路結(jié)構(gòu)的另一例的圖。

圖9是圖1所示的點(diǎn)火控制裝置的第三實(shí)施方式的概略電路圖。

圖10是圖1所示的點(diǎn)火控制裝置的第四實(shí)施方式的概略電路圖。

圖11是表示圖10所示的電路結(jié)構(gòu)的一個(gè)變形例的概略電路圖。

具體實(shí)施方式

以下，參照附圖說(shuō)明本發(fā)明的實(shí)施方式。

<發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)>

參照?qǐng)D1，發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)10具備作為火花點(diǎn)火式的內(nèi)燃機(jī)的發(fā)動(dòng)機(jī)11。在構(gòu)成發(fā)動(dòng)機(jī)11的主體部的發(fā)動(dòng)機(jī)主體(engineblock)11a的內(nèi)部，形成有汽缸11b及水套(waterjacket)11c。汽缸11b被設(shè)置成能夠往返移動(dòng)地收容活塞12。水套11c是冷卻液(還稱為冷卻水)能夠流動(dòng)的空間，被設(shè)置成包圍汽缸11b的周圍。

在作為發(fā)動(dòng)機(jī)主體11a的上部的汽缸蓋(cylinderhead)上，能夠與汽缸11b連通地形成有進(jìn)氣口13及排氣口14。此外，在汽缸蓋上設(shè)置有進(jìn)氣閥15、排氣閥16及閥驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)17。進(jìn)氣閥15控制進(jìn)氣口13與汽缸11b的連通狀態(tài)。排氣閥16控制排氣口14與汽缸11b的連通狀態(tài)。閥驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)17使進(jìn)氣閥15及排氣閥16按預(yù)定的定時(shí)進(jìn)行開(kāi)閉動(dòng)作。

此外，在發(fā)動(dòng)機(jī)主體11a上安裝有噴油器18及火花塞19。在本實(shí)施方式中，噴油器18被設(shè)置成向汽缸11b內(nèi)直接噴射燃料?；鸹ㄈ?9被設(shè)置成在汽缸11b內(nèi)點(diǎn)燃燃料混合氣。

在發(fā)動(dòng)機(jī)11上連接有供排氣機(jī)構(gòu)20。在供排氣機(jī)構(gòu)20上，設(shè)置有進(jìn)氣管21(包括進(jìn)氣歧管21a及穩(wěn)壓箱(surgetank)21b)、排氣管22、egr通路23這3種氣體通路。

進(jìn)氣歧管21a與進(jìn)氣口13連接。穩(wěn)壓箱21b與進(jìn)氣歧管21a相比配置在進(jìn)氣流動(dòng)方向上的上游側(cè)。排氣管22與排氣口14連接。

egr(exhaustgasrecirculation)通路23通過(guò)將排氣管22與穩(wěn)壓箱21b連接起來(lái)，被設(shè)置成能夠?qū)⑴懦龅脚艢夤?2的廢氣的一部分導(dǎo)入到進(jìn)氣中。在egr通路23上，設(shè)置有egr控制閥24。egr控制閥24被設(shè)置成能夠通過(guò)其開(kāi)度來(lái)控制egr率(向汽缸11b內(nèi)吸入的燃燒前的氣體中的廢氣的混合比例)。

在進(jìn)氣管21上的比穩(wěn)壓箱21b靠進(jìn)氣流動(dòng)方向上的上游側(cè)，設(shè)置有節(jié)流閥25。節(jié)流閥25的開(kāi)度由dc電動(dòng)機(jī)等節(jié)流閥致動(dòng)器(throttleactuator)26的動(dòng)作來(lái)控制。此外，在進(jìn)氣口13的附近，設(shè)置有用于產(chǎn)生渦流、滾流的氣流控制閥27。

在發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)10中，設(shè)置有點(diǎn)火控制裝置30。點(diǎn)火控制裝置30控制火花塞19的動(dòng)作(即進(jìn)行發(fā)動(dòng)機(jī)11中的點(diǎn)火控制)。該點(diǎn)火控制裝置30具備點(diǎn)火電路單元31和電子控制單元32。

點(diǎn)火電路單元31在火花塞19上產(chǎn)生用于點(diǎn)燃汽缸11b內(nèi)的燃料混合氣的火花放電。電子控制單元32是所謂的發(fā)動(dòng)機(jī)ecu(electroniccontrolunit)。電子控制單元32根據(jù)基于轉(zhuǎn)速傳感器33等各種傳感器的輸出而取得的發(fā)動(dòng)機(jī)11的運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)(以下簡(jiǎn)稱為“發(fā)動(dòng)機(jī)參數(shù)”)，控制包括噴油器18及點(diǎn)火電路單元31的各部的動(dòng)作。

關(guān)于點(diǎn)火控制，電子控制單元32根據(jù)所取得的發(fā)動(dòng)機(jī)參數(shù)，生成并輸出點(diǎn)火信號(hào)igt及能量投入期間信號(hào)igw。上述的點(diǎn)火信號(hào)igt及能量投入期間信號(hào)igw規(guī)定與汽缸11b內(nèi)的氣體的狀態(tài)及所需的發(fā)動(dòng)機(jī)11的輸出(他們根據(jù)發(fā)動(dòng)機(jī)參數(shù)而變化)相應(yīng)的最佳的點(diǎn)火時(shí)期及放電電流(點(diǎn)火放電電流)。另外，這些信號(hào)是已公知或周知的，因此在本說(shuō)明書(shū)中省略關(guān)于這些信號(hào)的更多的詳細(xì)說(shuō)明(可根據(jù)需要參考日本特開(kāi)2002-168170號(hào)公報(bào)、日本特開(kāi)2007-211631號(hào)公報(bào)等)。

轉(zhuǎn)速傳感器33是用于檢測(cè)(取得)發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速(還稱為發(fā)動(dòng)機(jī)旋轉(zhuǎn)速度)ne的傳感器。該轉(zhuǎn)速傳感器33在發(fā)動(dòng)機(jī)主體11a上安裝成，生成與伴隨著活塞12的往返運(yùn)動(dòng)而旋轉(zhuǎn)的未圖示的曲軸的旋轉(zhuǎn)角度相應(yīng)的脈沖狀的輸出。冷卻水溫傳感器34是用于檢測(cè)(取得)在水套11c內(nèi)流動(dòng)的冷卻液的溫度即冷卻水溫tw的傳感器，安裝在發(fā)動(dòng)機(jī)主體11a上。

空氣流量計(jì)35是用于檢測(cè)(取得)吸入空氣量ga(在進(jìn)氣管21中流動(dòng)而向汽缸11b內(nèi)導(dǎo)入的吸入空氣的質(zhì)量流量)的傳感器。該空氣流量計(jì)35在比節(jié)流閥25靠進(jìn)氣流動(dòng)方向上的上游側(cè)安裝在進(jìn)氣管21上。進(jìn)氣壓傳感器36是用于檢測(cè)(取得)進(jìn)氣管21內(nèi)的壓力即進(jìn)氣壓pa的傳感器，安裝在穩(wěn)壓箱21b上。

節(jié)流閥開(kāi)度傳感器37是生成與節(jié)流閥25的開(kāi)度(節(jié)流閥開(kāi)度tha)對(duì)應(yīng)的輸出的傳感器，內(nèi)置于節(jié)流閥致動(dòng)器26。油門位置傳感器38被設(shè)置成生成與未圖示的油門的操作量(油門操作量accp)對(duì)應(yīng)的輸出。

<第一實(shí)施方式的點(diǎn)火控制裝置的結(jié)構(gòu)>

參照?qǐng)D2，第一實(shí)施方式中的點(diǎn)火電路單元31具備點(diǎn)火線圈311(包括一次繞組311a及二次繞組311b)、直流電源312、第一開(kāi)關(guān)元件313、第二開(kāi)關(guān)元件314、第三開(kāi)關(guān)元件315、儲(chǔ)能線圈316、電容器317、二極管318a、318b及318c、以及驅(qū)動(dòng)電路319。

如上所述，點(diǎn)火線圈311具備一次繞組311a和二次繞組311b。眾所周知，該點(diǎn)火線圈311通過(guò)在一次繞組311a中流動(dòng)的一次電流的增減，在二次繞組311b上產(chǎn)生二次電流。

在一次繞組311a的一端即高電壓側(cè)端子(還可以稱為非接地側(cè)端子)側(cè)，連接有直流電源312的非接地側(cè)輸出端子(具體地說(shuō)是+端子)。另一方面，一次繞組311a的另一端即低電壓側(cè)端子(還可以稱為接地側(cè)端子)側(cè)經(jīng)由第一開(kāi)關(guān)元件313連接到接地側(cè)。即，直流電源312在第一開(kāi)關(guān)元件313導(dǎo)通時(shí)，使得在一次繞組311a上流動(dòng)從高電壓側(cè)端子側(cè)朝向低電壓側(cè)端子側(cè)的方向的一次電流。

二次繞組311b的高電壓側(cè)端子(還可以稱為非接地側(cè)端子)側(cè)經(jīng)由二極管318a連接到一次繞組311a的高電壓側(cè)端子側(cè)。該二極管318a為了禁止從一次繞組311a的高電壓側(cè)端子側(cè)朝向二次繞組311b的高電壓側(cè)端子側(cè)的方向的電流的流動(dòng)，并且將二次電流(放電電流)規(guī)定為從火花塞19朝向二次繞組311b的(即圖中的電流i2成為負(fù)的值的)方向，其陽(yáng)極連接到二次繞組311b的高電壓側(cè)端子側(cè)。另一方面，二次繞組311b的低電壓側(cè)端子(還可以稱為接地側(cè)端子)側(cè)與火花塞19連接。

第一開(kāi)關(guān)元件313是mos柵構(gòu)造晶體管即igbt(insulatedgatebipolartransistor)，具有第一控制端子313g、第一電源側(cè)端子313c及第一接地側(cè)端子313e。該第一開(kāi)關(guān)元件313根據(jù)輸入到第一控制端子313g的第一控制信號(hào)iga，控制第一電源側(cè)端子313c與第一接地側(cè)端子313e之間的通電的導(dǎo)通截止。在本實(shí)施方式中，第一電源側(cè)端子313c與一次繞組311a的低電壓側(cè)端子側(cè)連接。此外，第一接地側(cè)端子313e與接地側(cè)連接。

第二開(kāi)關(guān)元件314是mosfet(metaloxidesemiconductorfieldeffecttransistor)，具有第二控制端子314g、第二電源側(cè)端子314d及第二接地側(cè)端子314s。該第二開(kāi)關(guān)元件314根據(jù)輸入到第二控制端子314g的第二控制信號(hào)igb，控制第二電源側(cè)端子314d與第二接地側(cè)端子314s之間的通電的導(dǎo)通截止。

在本實(shí)施方式中，第二接地側(cè)端子314s經(jīng)由二極管318b連接到一次繞組311a的低電壓側(cè)端子側(cè)。該二極管318b的陽(yáng)極與第二接地側(cè)端子314s連接，以允許從第二開(kāi)關(guān)元件314的第二接地側(cè)端子314s朝向一次繞組311a的低電壓側(cè)端子側(cè)的方向的電流的流動(dòng)。

第三開(kāi)關(guān)元件315是mos柵構(gòu)造晶體管即igbt，具有第三控制端子315g、第三電源側(cè)端子315c及第三接地側(cè)端子315e。該第三開(kāi)關(guān)元件315根據(jù)輸入到第三控制端子315g的第三控制信號(hào)igc，控制第三電源側(cè)端子315c與第三接地側(cè)端子315e之間的通電的導(dǎo)通截止。

在本實(shí)施方式中，第三電源側(cè)端子315c經(jīng)由二極管318c連接到第二開(kāi)關(guān)元件314的第二電源側(cè)端子314d。二極管318c的陽(yáng)極與第三電源側(cè)端子315c連接，以允許從第三開(kāi)關(guān)元件315的第三電源側(cè)端子315c朝向第二開(kāi)關(guān)元件314的第二電源側(cè)端子314d的方向的電流的流動(dòng)。此外，第三開(kāi)關(guān)元件315的第三接地側(cè)端子315e與接地側(cè)連接。

儲(chǔ)能線圈316是被設(shè)置成通過(guò)第三開(kāi)關(guān)元件315的導(dǎo)通來(lái)蓄積能量的電感器。該儲(chǔ)能線圈316被設(shè)置在將直流電源312的上述的非接地側(cè)輸出端子與第三開(kāi)關(guān)元件315的第三電源側(cè)端子315c連接起來(lái)的電力線上。

電容器317在接地側(cè)與直流電源312的上述的非接地側(cè)輸出端子之間和儲(chǔ)能線圈316串聯(lián)連接。即，電容器317相對(duì)于儲(chǔ)能線圈316而言，與第三開(kāi)關(guān)元件315并聯(lián)連接。該電容器317通過(guò)第三開(kāi)關(guān)元件315的截止來(lái)蓄積能量。

構(gòu)成控制部的驅(qū)動(dòng)電路319與電子控制單元32連接，以接收從電子控制單元32輸出的發(fā)動(dòng)機(jī)參數(shù)、點(diǎn)火信號(hào)igt及能量投入期間信號(hào)igw。此外，驅(qū)動(dòng)電路319與第一控制端子313g、第二控制端子314g及第三控制端子315g連接，以控制第一開(kāi)關(guān)元件313、第二開(kāi)關(guān)元件314及第三開(kāi)關(guān)元件315。該驅(qū)動(dòng)電路319被設(shè)置成，根據(jù)所接收的點(diǎn)火信號(hào)igt及能量投入期間信號(hào)igw，將第一控制信號(hào)iga、第二控制信號(hào)igb及第三控制信號(hào)igc分別輸出到第一控制端子313g、第二控制端子314g及第三控制端子315g。

具體地說(shuō)，驅(qū)動(dòng)電路319將各開(kāi)關(guān)元件控制成，在火花塞19的點(diǎn)火放電(這是通過(guò)第一開(kāi)關(guān)元件313的截止而開(kāi)始的)中，通過(guò)從電容器317放出蓄積能量(這是通過(guò)第二開(kāi)關(guān)元件314的導(dǎo)通而進(jìn)行的)，來(lái)從一次繞組311a的低電壓側(cè)端子側(cè)向該一次繞組311a供給一次電流。尤其是，在本實(shí)施方式中，驅(qū)動(dòng)電路319將第二開(kāi)關(guān)元件314及第三開(kāi)關(guān)元件315控制成，能夠根據(jù)發(fā)動(dòng)機(jī)參數(shù)來(lái)改變電容器317的蓄積能量的蓄積量或放出量。

<第一實(shí)施方式的動(dòng)作說(shuō)明>

以下，說(shuō)明本實(shí)施方式的結(jié)構(gòu)的動(dòng)作(作用/效果)。在圖3及圖4的時(shí)序圖中，“vdc”表示電容器317的電壓?！癷1”表示一次電流?！癷2”表示二次電流。“p”表示從電容器317放出并從一次繞組311a的低電壓側(cè)端子側(cè)對(duì)該一次繞組311a供給的能量(以下稱為“投入能量”)。

另外，在圖3、圖4中，在一次電流“i1”及二次電流“i2”的時(shí)序圖中，圖2中箭頭所示的方向?yàn)檎闹?。此外，在投入能量p的時(shí)序圖中，表示1次點(diǎn)火定時(shí)中的、供給開(kāi)始(最初的第二控制信號(hào)igb的上升)起的投入能量的累計(jì)值。此外，關(guān)于點(diǎn)火信號(hào)igt、能量投入期間信號(hào)igw、第一控制信號(hào)iga、第二控制信號(hào)igb及第三控制信號(hào)igc，向圖中上方上升的狀態(tài)為“h”，向下方下降的狀態(tài)為“l(fā)”。

電子控制單元32根據(jù)基于轉(zhuǎn)速傳感器33等各種傳感器的輸出而取得的發(fā)動(dòng)機(jī)參數(shù)，控制包括噴油器18及點(diǎn)火電路單元31在內(nèi)的發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)10中的各部的動(dòng)作。在此，詳細(xì)說(shuō)明點(diǎn)火控制。電子控制單元32根據(jù)所取得的發(fā)動(dòng)機(jī)參數(shù)，生成點(diǎn)火信號(hào)igt及能量投入期間信號(hào)igw。并且，電子控制單元32將所生成的點(diǎn)火信號(hào)igt及能量投入期間信號(hào)igw、以及發(fā)動(dòng)機(jī)參數(shù)輸出到驅(qū)動(dòng)電路319。

驅(qū)動(dòng)電路319若接收到從電子控制單元32輸出的點(diǎn)火信號(hào)igt、能量投入期間信號(hào)igw及發(fā)動(dòng)機(jī)參數(shù)，則根據(jù)他們來(lái)輸出用于控制第一開(kāi)關(guān)元件313的導(dǎo)通截止的第一控制信號(hào)iga、用于控制第二開(kāi)關(guān)元件314的導(dǎo)通截止的第二控制信號(hào)igb、及用于控制第三開(kāi)關(guān)元件315的導(dǎo)通截止的第三控制信號(hào)igc。

另外，在本實(shí)施方式中，第一控制信號(hào)iga與點(diǎn)火信號(hào)igt相同。因此，驅(qū)動(dòng)電路319將所接收的點(diǎn)火信號(hào)igt直接輸出到第一開(kāi)關(guān)元件313的第一控制端子313g。

另一方面，第二控制信號(hào)igb是根據(jù)所接收的能量投入期間信號(hào)igw來(lái)生成的。因此，驅(qū)動(dòng)電路319根據(jù)所接收的能量投入期間信號(hào)igw生成第二控制信號(hào)igb，并且將該第二控制信號(hào)igb輸出到第二開(kāi)關(guān)元件314的第二控制端子314g。另外，在本實(shí)施方式中，第二控制信號(hào)igb是在能量投入期間信號(hào)igw為h電平的期間反復(fù)輸出的、周期及導(dǎo)通占空比(on-dutyratio)一定(1:1)的矩形波脈沖狀的信號(hào)。

此外，第三控制信號(hào)igc是根據(jù)所接收的點(diǎn)火信號(hào)igt及發(fā)動(dòng)機(jī)參數(shù)來(lái)生成的。因此，驅(qū)動(dòng)電路319根據(jù)所接收的點(diǎn)火信號(hào)igt及發(fā)動(dòng)機(jī)參數(shù)生成第三控制信號(hào)igc，并且將該第三控制信號(hào)igc輸出到第三開(kāi)關(guān)元件315的第三控制端子315g。另外，在本實(shí)施方式中，第三控制信號(hào)igc是在點(diǎn)火信號(hào)igt為h電平的期間反復(fù)輸出、周期一定、導(dǎo)通占空比能夠根據(jù)發(fā)動(dòng)機(jī)參數(shù)而改變的矩形波脈沖狀的信號(hào)。

以下，參照?qǐng)D3，若在時(shí)刻t1，點(diǎn)火信號(hào)igt上升為h電平，則第一控制信號(hào)iga上升為h電平，從而第一開(kāi)關(guān)元件313導(dǎo)通(此時(shí)能量投入期間信號(hào)igw為l電平，因此第二開(kāi)關(guān)元件314截止)。由此，一次繞組311a中的一次電流的流動(dòng)開(kāi)始。

此外，在點(diǎn)火信號(hào)igt上升為h電平的期間，矩形波脈沖狀的第三控制信號(hào)igc輸入到第三開(kāi)關(guān)元件315的第三控制端子315g。則在第三開(kāi)關(guān)元件315的導(dǎo)通截止中的導(dǎo)通之后的截止期間(即第三控制信號(hào)igc中的l電平期間中)，電壓vdc以階梯(step)狀上升。

這樣，在點(diǎn)火信號(hào)igt上升為h電平的時(shí)刻t1-t2期間，點(diǎn)火線圈311被充電，并且經(jīng)由儲(chǔ)能線圈316向電容器317蓄積能量。該能量的蓄積在時(shí)刻t2之前結(jié)束。

之后，在時(shí)刻t2，第一控制信號(hào)iga從h電平下降為l電平，從而第一開(kāi)關(guān)元件313截止，則之前為止向一次繞組311a流動(dòng)的一次電流急劇斷流。則在點(diǎn)火線圈311的二次繞組311b上產(chǎn)生大的二次電壓。由此，在火花塞19上開(kāi)始進(jìn)行點(diǎn)火放電，流過(guò)二次電流。

在時(shí)刻t2開(kāi)始進(jìn)行點(diǎn)火放電之后，在現(xiàn)有的放電控制中(或能量投入期間信號(hào)igw不上升為h電平而仍然維持l電平的運(yùn)轉(zhuǎn)條件下)，如虛線所示，放電電流就這樣隨著時(shí)間的經(jīng)過(guò)而接近零，衰減到無(wú)法維持放電的程度，放電結(jié)束。

關(guān)于這一點(diǎn)，在本動(dòng)作例中，在時(shí)刻t2剛剛之后的時(shí)刻t3，能量投入期間信號(hào)igw上升為h電平，從而第三開(kāi)關(guān)元件315的截止(第三控制信號(hào)igc＝l電平)下，第二開(kāi)關(guān)元件314導(dǎo)通(第二控制信號(hào)igb＝h電平)。則電容器317的蓄積能量被從該電容器317放出，上述的投入能量從一次繞組311a的低電壓側(cè)端子側(cè)供給到該一次繞組311a。由此，在點(diǎn)火放電中，流動(dòng)有因投入能量而引起的一次電流。

此時(shí)，在時(shí)刻t2-t3期間流動(dòng)的放電電流上，重疊伴隨著因投入能量引起的一次電流的流動(dòng)而產(chǎn)生的追加量。該一次電流的重疊(追加)在時(shí)刻t3以后(t4為止)在第二開(kāi)關(guān)元件314每次導(dǎo)通時(shí)進(jìn)行。即，如圖3所示，在第二控制信號(hào)igb每次上升時(shí)，通過(guò)電容器317的蓄積能量，一次電流(i1)被依次追加，與此對(duì)應(yīng)地，放電電流(i2)被依次追加。由此，放電電流良好地確保在能夠維持點(diǎn)火放電的程度。另外，在本具體例中，時(shí)刻t2與t3之間的時(shí)間間隔通過(guò)電子控制單元32根據(jù)發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速ne及吸入空氣量ga被適當(dāng)(使用映射等)設(shè)定為不會(huì)產(chǎn)生所謂的“吹滅”。

其中，點(diǎn)火信號(hào)igt上升為h電平的時(shí)刻t1-t2期間的、電容器317的能量蓄積狀態(tài)能夠通過(guò)第三控制信號(hào)igc的導(dǎo)通占空比來(lái)控制。此外，電容器317的蓄積能量越大，第二開(kāi)關(guān)元件314每次導(dǎo)通時(shí)的投入能量也變得越大。

因此，在本實(shí)施方式中，越是容易產(chǎn)生所謂“吹滅”的高負(fù)載或高旋轉(zhuǎn)運(yùn)轉(zhuǎn)條件(進(jìn)氣壓pa：高，發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速ne：高，節(jié)流閥開(kāi)度tha：大，egr率：高，空燃比：稀(lean))，第三控制信號(hào)igc的導(dǎo)通占空比被設(shè)定得越高。由此，根據(jù)發(fā)動(dòng)機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)，如圖4所示(尤其是參照?qǐng)D4中的箭頭)，能夠提高電容器317中的能量蓄積量、投入能量，能夠抑制耗電的同時(shí)良好地抑制“吹滅”。

這樣，在本實(shí)施方式的結(jié)構(gòu)中，能夠與汽缸11b內(nèi)的氣體的流動(dòng)狀態(tài)對(duì)應(yīng)地良好地控制放電電流的流動(dòng)狀態(tài)，以防止產(chǎn)生所謂的“吹滅”。因此，根據(jù)本實(shí)施方式，能夠通過(guò)簡(jiǎn)單的裝置結(jié)構(gòu)良好地抑制所謂“吹滅”的發(fā)生及隨之產(chǎn)生的點(diǎn)火能量的損失。

即，通過(guò)像本實(shí)施方式的結(jié)構(gòu)那樣，從一次繞組311a的低電壓側(cè)端子側(cè)(第一開(kāi)關(guān)元件313側(cè))投入能量，與從二次繞組311b側(cè)投入能量的情況相比，能夠以低壓投入能量。關(guān)于這一點(diǎn)，若從一次繞組311a的高電壓側(cè)端子以比直流電源312的電壓高的電壓投入能量，則因向該直流電源312的流入電流等而導(dǎo)致效率變差。而根據(jù)本實(shí)施方式的結(jié)構(gòu)，如上所述，由于從一次繞組311a的低電壓側(cè)端子側(cè)投入能量，因此具有能夠最容易地高效地投入能量的有益的效果。

<第二實(shí)施方式的點(diǎn)火控制裝置的結(jié)構(gòu)>

以下，說(shuō)明第二實(shí)施方式中的點(diǎn)火電路單元31的結(jié)構(gòu)。另外，在以下第二實(shí)施方式的說(shuō)明中，對(duì)具有與上述第一實(shí)施方式同樣的結(jié)構(gòu)及功能的部分，使用與該第一實(shí)施方式同樣的符號(hào)。并且，在該部分的說(shuō)明中，在技術(shù)上不矛盾的范圍內(nèi)，適當(dāng)援引該第一實(shí)施方式中的說(shuō)明。

在圖5所示的本實(shí)施方式的點(diǎn)火電路單元31中，二次繞組311b的非接地側(cè)端子(與連接有火花塞19的一側(cè)相反側(cè)的端子)經(jīng)由二極管318a及放電電流檢測(cè)電阻318r連接到接地側(cè)。該二極管318a為了將二次電流(放電電流)規(guī)定為從火花塞19朝向二次繞組311b的(即圖中的電流i2成為負(fù)的值的)方向，其陽(yáng)極與二次繞組311b的非接地側(cè)端子側(cè)連接。放電電流檢測(cè)電阻318r被設(shè)置成，在與二極管318a的陰極的連接位置，產(chǎn)生與二次電流(放電電流)對(duì)應(yīng)的電壓。該連接位置與點(diǎn)火控制裝置30連接，以能夠?qū)⒃撐恢玫碾妷狠斎氲近c(diǎn)火控制裝置30。

在本實(shí)施方式中，第三電源側(cè)端子315c經(jīng)由二極管318c與第二開(kāi)關(guān)元件314的第二電源側(cè)端子314d連接。二極管318c的陽(yáng)極與第三電源側(cè)端子315c連接，以允許從第三開(kāi)關(guān)元件315的第三電源側(cè)端子315c朝向第二開(kāi)關(guān)元件314的第二電源側(cè)端子314d的方向的電流的流動(dòng)。

<第二實(shí)施方式的動(dòng)作說(shuō)明>

以下，說(shuō)明本實(shí)施方式的結(jié)構(gòu)的動(dòng)作(作用/效果)。在圖6的時(shí)序圖中，“vdc”表示第二開(kāi)關(guān)元件314的第二電源側(cè)端子314d的電壓。

在此，在本實(shí)施方式中，第三控制信號(hào)igc是與能量投入期間信號(hào)igw上升為h電平同時(shí)上升為h電平、并且在能量投入期間信號(hào)igw為h電平的期間以預(yù)定的周期反復(fù)上升的、導(dǎo)通占空比為一定(1:1)的矩形波脈沖狀的信號(hào)。此外，第二控制信號(hào)igb是在能量投入期間信號(hào)igw為h電平的期間與第三控制信號(hào)igc交替地反復(fù)上升的、導(dǎo)通占空比為一定(1:1)的矩形波脈沖狀的信號(hào)。

即，如圖6所示，與第三控制信號(hào)igc從h電平向l電平下降同時(shí)，第二控制信號(hào)igb從l電平向h電平上升。此外，與第二控制信號(hào)igb從h電平向l電平下降同時(shí)，第三控制信號(hào)igc從l電平向h電平上升。

以下，參照?qǐng)D6，若在時(shí)刻t1，點(diǎn)火信號(hào)igt上升為h電平，則與此對(duì)應(yīng)地，第一控制信號(hào)iga上升為h電平，從而第一開(kāi)關(guān)元件313導(dǎo)通(此時(shí)能量投入期間信號(hào)igw為l電平，因此第二開(kāi)關(guān)元件314及第三開(kāi)關(guān)元件315截止)。由此，一次繞組311a中的一次電流的流動(dòng)開(kāi)始。

這樣，在點(diǎn)火信號(hào)igt上升為h電平的時(shí)刻t1-t2期間，點(diǎn)火線圈311被充電。之后，若在時(shí)刻t2，第一控制信號(hào)iga從h電平向l電平下降從而第一開(kāi)關(guān)元件313截止，則之前為止向一次繞組311a流動(dòng)的一次電流急激斷流。則在點(diǎn)火線圈311的一次繞組311a上產(chǎn)生高電壓，該高電壓進(jìn)一步通過(guò)二次繞組311b升壓，從而在火花塞19上產(chǎn)生高電壓，產(chǎn)生放電。此時(shí)，在二次繞組311b上產(chǎn)生作為大的二次電流的放電電流。由此，在火花塞19上開(kāi)始進(jìn)行點(diǎn)火放電。

在此，在時(shí)刻t2開(kāi)始進(jìn)行點(diǎn)火放電之后，在現(xiàn)有的放電控制中(或能量投入期間信號(hào)igw不上升為h電平而仍然維持l電平的運(yùn)轉(zhuǎn)條件下)，如虛線所示，放電電流就這樣隨著時(shí)間的經(jīng)過(guò)而接近零，衰減到無(wú)法維持放電的程度，放電結(jié)束。

關(guān)于這一點(diǎn)，在本實(shí)施方式中，在時(shí)刻t2，與點(diǎn)火信號(hào)igt從h電平下降為l電平同時(shí)，能量投入期間信號(hào)igw從l電平上升為h電平。則首先，第二控制信號(hào)igb維持l電平，并且第三控制信號(hào)igc上升為h電平。即，在第二開(kāi)關(guān)元件314為截止的狀態(tài)下，第三開(kāi)關(guān)元件315導(dǎo)通。由此，在儲(chǔ)能線圈316中蓄積能量。

之后，與第三控制信號(hào)igc從h電平下降為l電平同時(shí)，第二控制信號(hào)igb上升為h電平。此時(shí)，與因第三開(kāi)關(guān)元件315的截止所引起的、包括儲(chǔ)能線圈316的dc/dc變換器中的升壓同時(shí)，第二開(kāi)關(guān)元件314導(dǎo)通。則從儲(chǔ)能線圈316放出的能量從一次繞組311a的低電壓側(cè)端子側(cè)供給到該一次繞組311a。由此，在點(diǎn)火放電中，流動(dòng)有因投入能量而引起的一次電流。

若這樣從儲(chǔ)能線圈316向一次繞組311a供給一次電流，則在之前為止流動(dòng)的放電電流上重疊伴隨著該一次電流的供給而產(chǎn)生的追加量。由此，放電電流良好地確保在能夠維持點(diǎn)火放電的程度。這種儲(chǔ)能線圈316中的能量的蓄積和伴隨著來(lái)自儲(chǔ)能線圈316的一次電流的供給而產(chǎn)生的放電電流的重疊，通過(guò)交替地輸出第三控制信號(hào)igc的導(dǎo)通脈沖與第二控制信號(hào)igb的導(dǎo)通脈沖，反復(fù)進(jìn)行到能量投入期間信號(hào)igw從h電平下降為l電平的時(shí)刻t4為止。

即，如圖6所示，在第三控制信號(hào)igc的脈沖每次上升時(shí)，向儲(chǔ)能線圈316蓄積能量。并且，在第二控制信號(hào)igb的脈沖每次上升時(shí)，通過(guò)從儲(chǔ)能線圈316供給的投入能量，一次電流(i1)被依次追加，與此對(duì)應(yīng)地，放電電流(i2)被依次追加。

這樣，在本實(shí)施方式的結(jié)構(gòu)中，能夠良好地維持放電電流，以防止產(chǎn)生所謂的“吹滅”。此外，在本實(shí)施方式的結(jié)構(gòu)中，通過(guò)從一次繞組311a的低電壓側(cè)端子側(cè)(第一開(kāi)關(guān)元件313側(cè))投入能量，也能夠與上述的第一實(shí)施方式同樣，能夠以低電壓有效地實(shí)現(xiàn)能量投入。進(jìn)一步，在本實(shí)施方式的結(jié)構(gòu)中，省略了日本特開(kāi)2007-231927號(hào)公報(bào)中所記載的現(xiàn)有結(jié)構(gòu)中的電容器。因此，根據(jù)本實(shí)施方式，能夠以比以往簡(jiǎn)單的裝置結(jié)構(gòu)良好地抑制所謂“吹滅”的發(fā)生及隨之產(chǎn)生的點(diǎn)火能量的損失。

<變形例>

以下，例示具有代表性的變形例。在以下變形例的說(shuō)明中，對(duì)具有與上述實(shí)施方式中的說(shuō)明同樣的結(jié)構(gòu)及功能的部分，使用與上述實(shí)施方式同樣的符號(hào)。并且，在該部分的說(shuō)明中，在技術(shù)上不矛盾的范圍內(nèi)，適當(dāng)援引上述實(shí)施方式中的說(shuō)明。當(dāng)然，變形例不限定于以下列舉的情況。此外，上述實(shí)施方式的一部分及多個(gè)變形例的全部或一部分在技術(shù)上不矛盾的范圍內(nèi)能夠適當(dāng)組合起來(lái)使用。

本發(fā)明不限定于上述各實(shí)施方式中所例示的具體結(jié)構(gòu)。即，例如，電子控制單元32中的一部分功能塊可以與驅(qū)動(dòng)電路319一體化?；蛘?，驅(qū)動(dòng)電路319可以按每個(gè)開(kāi)關(guān)元件而分割。在這種情況下，在第一控制信號(hào)iga為點(diǎn)火信號(hào)igt時(shí)，還可以不經(jīng)由驅(qū)動(dòng)電路319而從電子控制單元32直接向第一開(kāi)關(guān)元件313的第一控制端子313g輸出點(diǎn)火信號(hào)igt。

本發(fā)明不限定于上述各實(shí)施方式中所例示的具體動(dòng)作。即，例如，在上述的第一實(shí)施方式中，從上述的進(jìn)氣壓pa、發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速ne、節(jié)流閥開(kāi)度tha、egr率及空燃比、以及吸入空氣量ga、油門操作量accp等其他發(fā)動(dòng)機(jī)參數(shù)中任意選擇的參數(shù)可以用作控制用的參數(shù)。此外，還可以代替發(fā)動(dòng)機(jī)參數(shù)而將能夠用于生成第二控制信號(hào)igb、第三控制信號(hào)igc的其他信息從電子控制單元32輸出到驅(qū)動(dòng)電路319。

也可以代替上述的第一實(shí)施方式中所例示的第三控制信號(hào)igc的占空控制，或者和該占空控制一起，通過(guò)能量投入期間信號(hào)igw的波形(圖3等中的t3的上升定時(shí)及/或t3-t4之間的期間)的控制，來(lái)改變投入能量。在這種情況下，代替驅(qū)動(dòng)電路319，電子控制單元32相當(dāng)于控制部，或者驅(qū)動(dòng)電路319和電子控制單元32相當(dāng)于控制部。

在上述的第一實(shí)施方式中，第三控制信號(hào)igc還可以是在第一控制信號(hào)iga為h電平的期間上升及下降各為1次的波形。

在上述的第二實(shí)施方式中，來(lái)自儲(chǔ)能線圈316的一次電流的供給(第三開(kāi)關(guān)元件315的截止及第二開(kāi)關(guān)元件314的導(dǎo)通)還可以在通過(guò)放電電流檢測(cè)電阻318r檢測(cè)的放電電流成為預(yù)定值以下的時(shí)刻進(jìn)行。

在上述的各實(shí)施方式中，第一開(kāi)關(guān)元件313不限定于igbt(在以下其他實(shí)施方式中也同樣)。即，第一開(kāi)關(guān)元件313還可以是所謂的“功率mosfet”。在第一開(kāi)關(guān)元件313是igbt的情況下，可以適當(dāng)使用近年來(lái)廣泛使用的二極管內(nèi)置型的晶體管(參照?qǐng)D7)。即，圖7中的回流二極管313d1內(nèi)置于第一開(kāi)關(guān)元件313中，且陰極與第一電源側(cè)端子313c連接，陽(yáng)極與第一接地側(cè)端子313e連接。

另外，還可以代替圖7中的回流二極管313d1，如圖8所示，設(shè)置有外置的回流二極管313d2。在這種情況下，回流二極管313d2的陰極與第一電源側(cè)端子313c連接，且陽(yáng)極與第一接地側(cè)端子313e連接。

根據(jù)這些回流二極管313d1、313d2，尤其是在缸內(nèi)的氣體流速非常大從而發(fā)生吹滅的可能性非常高的運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)下，良好地形成因投入能量的接通/斷開(kāi)(on/off)而引起的一次電流的回流路徑，尤其是良好地形成斷開(kāi)投入能量時(shí)的回流路徑，能夠?qū)⒍坞娏骺刂茷轭A(yù)定的值。進(jìn)一步，在圖7的結(jié)構(gòu)中，由于高耐壓的回流二極管313d1內(nèi)置于第一開(kāi)關(guān)元件313，因此能夠簡(jiǎn)化電路結(jié)構(gòu)。

作為第一開(kāi)關(guān)元件313而使用n溝道型的“功率mosfet”的情況下，能夠?qū)⒓纳O管用作上述的回流二極管(參照?qǐng)D7中的回流二極管313d1)。在這種情況下，由該寄生二極管構(gòu)成的回流二極管的耐壓與第一開(kāi)關(guān)元件313的耐壓相同。從而，根據(jù)該結(jié)構(gòu)，能夠?qū)⒏吣蛪旱幕亓鞫O管和開(kāi)關(guān)元件一體化(單芯片化(onechip))。

另外，作為第一開(kāi)關(guān)元件313而使用igbt的情況下，將設(shè)置在igbt芯片的外周部分的耐壓構(gòu)造部中的等電位環(huán)(該等電位環(huán)是在n+區(qū)域即作為高濃度n型擴(kuò)散區(qū)域的溝道截?cái)喹h(huán)(channelstopper)區(qū)域上所形成的導(dǎo)電膜圖案(pattern)：該結(jié)構(gòu)是周知的，例如參照日本特開(kāi)平7-249765號(hào)等)和與第一電源側(cè)端子313c(集電極)連接的引線框通過(guò)引線接合(wirebonding)等進(jìn)行連接，由此也能夠?qū)崿F(xiàn)圖7所示的電路結(jié)構(gòu)。在這種情況下，成為將從發(fā)射極朝向集電極的pn接合用作內(nèi)置二極管(虛擬的寄生二極管)。通過(guò)該結(jié)構(gòu)，也能夠?qū)⒏吣蛪旱幕亓鞫O管和開(kāi)關(guān)元件一體化(單芯片化)。

<第三實(shí)施方式的點(diǎn)火控制裝置>

以下，說(shuō)明其他實(shí)施方式中的點(diǎn)火電路單元31的結(jié)構(gòu)及作用/效果。另外，在以下說(shuō)明的各實(shí)施方式中，作為第一開(kāi)關(guān)元件313，使用具有內(nèi)置型的回流二極管313d1的igbt。此外，作為第二開(kāi)關(guān)元件314，與上述的各實(shí)施方式同樣，使用n溝道m(xù)osfet。進(jìn)一步，作為第三開(kāi)關(guān)元件315，使用具有第三控制端子315g、第三電源側(cè)端子315d及第三接地側(cè)端子315s的功率mosfet(更詳細(xì)地說(shuō)是n溝道m(xù)osfet)。

在圖9所示的第三實(shí)施方式中，點(diǎn)火電路單元31具備線圈單元400和驅(qū)動(dòng)單元500。

線圈單元400將點(diǎn)火線圈311和二極管318a單元化，經(jīng)由預(yù)定的可拆卸式連接器連接到驅(qū)動(dòng)單元500及火花塞19。即，線圈單元400在點(diǎn)火線圈311或二極管318a發(fā)生了故障時(shí)能夠更換。

驅(qū)動(dòng)單元500將點(diǎn)火電路單元31中的主要部分(各開(kāi)關(guān)元件、儲(chǔ)能線圈316、電容器317等)單元化，經(jīng)由預(yù)定的可拆卸式連接器連接到直流電源312及線圈單元400。即，驅(qū)動(dòng)單元500在儲(chǔ)能線圈316、電容器317、各開(kāi)關(guān)元件等中的至少1個(gè)發(fā)生了故障時(shí)能夠更換。

此外，在本實(shí)施方式中，在驅(qū)動(dòng)單元500中設(shè)置有一次電流檢測(cè)電阻501和截?cái)嚅_(kāi)關(guān)502。一次電流檢測(cè)電阻501設(shè)置在第一開(kāi)關(guān)元件313的第一接地側(cè)端子313e與接地側(cè)之間。截?cái)嚅_(kāi)關(guān)502以能夠根據(jù)用一次電流檢測(cè)電阻501檢測(cè)到的一次電流來(lái)截?cái)嘁淮卫@組311a與第一開(kāi)關(guān)元件313之間的電流路徑的方式，設(shè)置在該電流路徑上。截?cái)嚅_(kāi)關(guān)502的控制輸入端子(用于切換上述的電流路徑的連通和截?cái)嗟男盘?hào)所輸入的端子)與驅(qū)動(dòng)電路319連接。

具體地說(shuō)，截?cái)嚅_(kāi)關(guān)502設(shè)置在二極管318b的陰極和第一開(kāi)關(guān)元件313的第一電源側(cè)端子313c的連接點(diǎn)與一次繞組311a之間。該截?cái)嚅_(kāi)關(guān)502在本實(shí)施方式中是晶體管，發(fā)射極與一次繞組311a連接，并且集電極連接到二極管318b的陰極與第一開(kāi)關(guān)元件313的第一電源側(cè)端子313c的連接點(diǎn)。

在該結(jié)構(gòu)中，驅(qū)動(dòng)電路319根據(jù)用一次電流檢測(cè)電阻501檢測(cè)到的一次電流，檢測(cè)第一開(kāi)關(guān)元件313中是否發(fā)生了故障。若檢測(cè)到該故障，則驅(qū)動(dòng)電路319將截?cái)嚅_(kāi)關(guān)502截止，截?cái)鄰囊淮卫@組311a到第一開(kāi)關(guān)元件313的電流路徑。由此，在發(fā)生了上述的故障(尤其是在第一開(kāi)關(guān)元件313的短路故障)的情況下，能夠切實(shí)地防止不小心損壞線圈單元400。

此外，在該結(jié)構(gòu)中，在發(fā)生了上述的故障的情況下，仍然使用線圈單元400，只要更換發(fā)生故障的驅(qū)動(dòng)單元500，就能夠修復(fù)點(diǎn)火電路單元31的故障。因此，根據(jù)該結(jié)構(gòu)，能夠良好地降低部件更換成本。

另外，在上述的第三實(shí)施方式中，截?cái)嚅_(kāi)關(guān)502不限定于晶體管(包括所謂的“功率mosfet”)。具體地說(shuō)，例如，截?cái)嚅_(kāi)關(guān)502還可以是繼電器。

<第四實(shí)施方式的點(diǎn)火控制裝置的結(jié)構(gòu)>

以下，參照?qǐng)D10說(shuō)明第四實(shí)施方式中的點(diǎn)火電路單元31的結(jié)構(gòu)。在本實(shí)施方式中，點(diǎn)火電路單元31也具備線圈單元400和驅(qū)動(dòng)單元500。尤其是，本實(shí)施方式如圖10所示具有火花塞19和線圈單元400的多個(gè)組相對(duì)于直流電源312而言并聯(lián)連接的結(jié)構(gòu)。

在本實(shí)施方式中，在驅(qū)動(dòng)單元500中設(shè)置有二次電流檢測(cè)電阻503。二次電流檢測(cè)電阻503的一端側(cè)經(jīng)由各組中的二極管318a連接到該組中的二次繞組311b的高電壓側(cè)端子(還可以稱為非接地側(cè)端子)側(cè)。即，多個(gè)二極管318a相對(duì)于1個(gè)(共同的)二次電流檢測(cè)電阻503而言并聯(lián)連接。另一方面，二次電流檢測(cè)電阻503的另一端側(cè)被接地(與接地側(cè)連接)。此外，在各組中，二次繞組311b的低電壓側(cè)端子(還可以稱為接地側(cè)端子)側(cè)與該組中的火花塞19連接。

在本實(shí)施方式中，驅(qū)動(dòng)單元500具備轉(zhuǎn)換器單元510和分配單元520。轉(zhuǎn)換器單元510將第三開(kāi)關(guān)元件315、儲(chǔ)能線圈316、電容器317及二極管318c單元化。該轉(zhuǎn)換器單元510經(jīng)由預(yù)定的可拆卸式連接器安裝在驅(qū)動(dòng)單元500的主基板，從而與直流電源312、第二開(kāi)關(guān)元件314及驅(qū)動(dòng)電路319連接。

在分配單元520中，二極管318b、第一開(kāi)關(guān)元件313及第四開(kāi)關(guān)元件521的組被設(shè)置有多個(gè)組(與上述的火花塞19和線圈單元400的組的數(shù)量相同)。各組中的二極管318b的陽(yáng)極與第二開(kāi)關(guān)元件314的第二接地側(cè)端子314s連接。即，多個(gè)二極管318b相對(duì)于第二開(kāi)關(guān)元件314的第二接地側(cè)端子314s而言并聯(lián)連接。

第四開(kāi)關(guān)元件521設(shè)置在一次繞組311a與第二開(kāi)關(guān)元件314的第二接地側(cè)端子314s之間的通電路徑上。具體地說(shuō)，在圖10的例子中，第四開(kāi)關(guān)元件521設(shè)置在二極管318b的陰極和第一開(kāi)關(guān)元件313的第一電源側(cè)端子313c的連接點(diǎn)與一次繞組311a之間。

在圖10的例子中，第四開(kāi)關(guān)元件521是mosfet(更詳細(xì)地說(shuō)是n溝道m(xù)osfet)，具有第四控制端子521g、第四電源側(cè)端子521d及第四接地側(cè)端子521s。在各組中，第四電源側(cè)端子521d連接到二極管318b的陰極和第一開(kāi)關(guān)元件313的第一電源側(cè)端子313c的連接點(diǎn)。此外，第四接地側(cè)端子521s連接到一次繞組311a的低電壓側(cè)端子(接地側(cè)端子)。此外，第四控制端子521g與驅(qū)動(dòng)電路319連接。

這樣，在本實(shí)施方式中，二極管318b、第一開(kāi)關(guān)元件313、第四開(kāi)關(guān)元件521及點(diǎn)火線圈311(一次繞組311a)的多個(gè)組相對(duì)于1個(gè)(共同的)第二開(kāi)關(guān)元件314而言并聯(lián)連接。此外，分配單元520能夠經(jīng)由預(yù)定的可拆卸式連接器安裝在驅(qū)動(dòng)單元500的主基板上。

進(jìn)一步，在分配單元520上設(shè)置有追加電阻531及追加開(kāi)關(guān)532。追加電阻531及追加開(kāi)關(guān)532設(shè)置在第二開(kāi)關(guān)元件314的第二接地側(cè)端子314s和各組中的二極管318b的陽(yáng)極的連接點(diǎn)與接地側(cè)之間。作為故障檢測(cè)電阻的追加電阻531是電流檢測(cè)用的電阻，設(shè)置在該連接點(diǎn)與追加開(kāi)關(guān)532之間。追加開(kāi)關(guān)532被設(shè)置成能夠截?cái)嘣撨B接點(diǎn)與接地側(cè)之間的電流路徑。即，多個(gè)二極管318b相對(duì)于共同的(1組)追加電阻531及追加開(kāi)關(guān)532而言并聯(lián)連接。

在圖10的例子中，追加開(kāi)關(guān)532是mosfet(更詳細(xì)地說(shuō)是n溝道m(xù)osfet)，具有控制端子532g、電源側(cè)端子532d及接地側(cè)端子532s?？刂贫俗?32g與驅(qū)動(dòng)電路319連接。電源側(cè)端子532d與追加電阻531連接。接地側(cè)端子532s被接地(與接地側(cè)連接)。

<第四實(shí)施方式的點(diǎn)火控制裝置的動(dòng)作>

在上述的本實(shí)施方式的結(jié)構(gòu)中，電子控制單元32根據(jù)所取得的發(fā)動(dòng)機(jī)參數(shù)，分別生成與各汽缸對(duì)應(yīng)的點(diǎn)火信號(hào)igt。此外，電子控制單元32根據(jù)所取得的發(fā)動(dòng)機(jī)參數(shù)，分別生成與各汽缸對(duì)應(yīng)的能量投入期間信號(hào)igw。并且，電子控制單元32將包括所生成的點(diǎn)火信號(hào)igt及能量投入期間信號(hào)igw和發(fā)動(dòng)機(jī)參數(shù)在內(nèi)的各種信號(hào)輸出到驅(qū)動(dòng)電路319。

驅(qū)動(dòng)電路319根據(jù)從電子控制單元32接收的各種信號(hào)、以及用二次電流檢測(cè)電阻503檢測(cè)到的二次電流，控制第一開(kāi)關(guān)元件313、第二開(kāi)關(guān)元件314、第三開(kāi)關(guān)元件315、第四開(kāi)關(guān)元件521及追加開(kāi)關(guān)532的導(dǎo)通截止。由此，與各汽缸分別對(duì)應(yīng)的火花塞19中的點(diǎn)火放電控制在二次電流被反饋控制的同時(shí)進(jìn)行。另外，在以下的更詳細(xì)的動(dòng)作說(shuō)明中，為了簡(jiǎn)化說(shuō)明，僅對(duì)圖10所示的多個(gè)火花塞19中的圖中最左側(cè)的火花塞說(shuō)明發(fā)生點(diǎn)火放電的情況。

驅(qū)動(dòng)電路319根據(jù)從電子控制單元32接收的與各汽缸對(duì)應(yīng)的點(diǎn)火信號(hào)igt，對(duì)圖10中最上側(cè)所示的第一開(kāi)關(guān)元件313輸入圖3中的“iga”所示的導(dǎo)通脈沖。由此，與第一控制信號(hào)iga(點(diǎn)火信號(hào)igt)的截止定時(shí)同步地，在所對(duì)應(yīng)的火花塞19上開(kāi)始進(jìn)行點(diǎn)火放電。此外，驅(qū)動(dòng)電路319與該導(dǎo)通脈沖同步地，在第二開(kāi)關(guān)元件314的截止下，對(duì)第三開(kāi)關(guān)元件315輸入圖3中的“igc”所示的導(dǎo)通脈沖。由此，在轉(zhuǎn)換器單元510上蓄積投入能量(參照上述的第1實(shí)施方式)。

在此，在圖10所示的電路結(jié)構(gòu)中，在點(diǎn)火線圈311中的一次繞組311a與第一開(kāi)關(guān)元件313之間設(shè)置有第四開(kāi)關(guān)元件521。因此，在圖10中的最左側(cè)的點(diǎn)火線圈311中的一次繞組311a上流動(dòng)有一次電流的期間，需要使圖10中的最上側(cè)的第四開(kāi)關(guān)元件521導(dǎo)通。因此，該第四開(kāi)關(guān)元件521與第一控制信號(hào)iga的導(dǎo)通定時(shí)同步地(與第一控制信號(hào)iga的導(dǎo)通定時(shí)同時(shí)或比其稍早的定時(shí))導(dǎo)通，與能量投入期間信號(hào)igw的截止定時(shí)同步地(與能量投入期間信號(hào)igw的截止定時(shí)同時(shí)或比其稍晚的定時(shí))截止。

在點(diǎn)火放電開(kāi)始之后，如上所述，在第一開(kāi)關(guān)元件313及第三開(kāi)關(guān)元件315的截止下，第二開(kāi)關(guān)元件314被pwm控制。具體地說(shuō)，根據(jù)用二次電流檢測(cè)電阻503檢測(cè)到的二次電流，第二開(kāi)關(guān)元件314的導(dǎo)通占空(on-duty)被反饋控制。由此，用于防止吹滅的投入能量從轉(zhuǎn)換器單元510側(cè)投入到圖10中的最左側(cè)的點(diǎn)火線圈311中的一次繞組311a。

其中，作為n溝道m(xù)osfet的第二開(kāi)關(guān)元件314的開(kāi)關(guān)動(dòng)作例如通過(guò)設(shè)置在驅(qū)動(dòng)電路319側(cè)的自舉電路來(lái)進(jìn)行。關(guān)于這一點(diǎn)，在圖10所示的電路結(jié)構(gòu)中，假設(shè)將二極管318b的陽(yáng)極與第二開(kāi)關(guān)元件314的第二接地側(cè)端子314s的連接點(diǎn)設(shè)為“懸浮(float)”狀態(tài)的情況(即，將該連接點(diǎn)與接地側(cè)之間經(jīng)由追加電阻531及追加開(kāi)關(guān)532連接起來(lái)的、沒(méi)有通電路徑的情況)。在這種情況下，第二開(kāi)關(guān)元件314及第四開(kāi)關(guān)元件521均截止的狀態(tài)下，第二開(kāi)關(guān)元件314的第二接地側(cè)端子314s的電位不確定。則產(chǎn)生無(wú)法進(jìn)行第二開(kāi)關(guān)元件314的開(kāi)關(guān)動(dòng)作的擔(dān)憂(這是因?yàn)?，無(wú)法進(jìn)行對(duì)上述的自舉電路中的自舉電容器的充電)。

因此，在本實(shí)施方式中，如圖10所示，設(shè)置有用于在第二開(kāi)關(guān)元件314的開(kāi)關(guān)動(dòng)作之前使第二接地側(cè)端子314s的電位降低到地電位的帶開(kāi)關(guān)(具體地說(shuō)是追加開(kāi)關(guān)532)的通電路徑。因此，在本實(shí)施方式中，在第一控制信號(hào)iga的導(dǎo)通期間，追加開(kāi)關(guān)532連續(xù)地導(dǎo)通，從而成為在第二開(kāi)關(guān)元件314的開(kāi)關(guān)動(dòng)作之前，第二接地側(cè)端子314s的電位良好地設(shè)定為地電位的狀態(tài)。在形成該狀態(tài)之后追加開(kāi)關(guān)532被截止之后，伴隨著能量投入期間信號(hào)igw的上升，第二開(kāi)關(guān)元件314的pwm控制開(kāi)始。由此，能夠良好地進(jìn)行第二開(kāi)關(guān)元件314的開(kāi)關(guān)動(dòng)作。

此外，在發(fā)生了第二開(kāi)關(guān)元件314的短路故障的情況下，追加電阻531的兩端的電壓(即追加電阻531的上述的連接點(diǎn)側(cè)的端的電位)的檢測(cè)值變得高于0v(gnd)。因此，在本實(shí)施方式的結(jié)構(gòu)中，驅(qū)動(dòng)電路319在追加開(kāi)關(guān)532的導(dǎo)通期間中(在該期間中，如上所述，第二開(kāi)關(guān)元件314為截止中)且能量投入期間信號(hào)igw的截止期間中，監(jiān)控追加電阻531的兩端的電壓。由此，無(wú)需在投入能量的投入路徑上設(shè)置電流檢測(cè)電阻等，就能夠檢測(cè)第二開(kāi)關(guān)元件314的短路故障的發(fā)生。

進(jìn)一步，在本實(shí)施方式的結(jié)構(gòu)中，對(duì)多個(gè)點(diǎn)火線圈311分別設(shè)置有以比較低的速度(低頻)開(kāi)關(guān)的、汽缸分配用的第四開(kāi)關(guān)元件521。而以比較高的速度(高頻)開(kāi)關(guān)的第二開(kāi)關(guān)元件314共用于多個(gè)點(diǎn)火線圈311。尤其是在該結(jié)構(gòu)中，與對(duì)多個(gè)點(diǎn)火線圈311分別設(shè)置第二開(kāi)關(guān)元件314的結(jié)構(gòu)不同，用于對(duì)第二開(kāi)關(guān)元件314的驅(qū)動(dòng)進(jìn)行控制的電路被集成(在上述的例子中，該電路設(shè)置于驅(qū)動(dòng)電路319)。因此，根據(jù)該結(jié)構(gòu)，能夠盡可能簡(jiǎn)化(小型化)點(diǎn)火電路單元31的電路結(jié)構(gòu)。

另外，追加開(kāi)關(guān)532的導(dǎo)通定時(shí)只要是在第二開(kāi)關(guān)元件314的截止中，且能夠在第二開(kāi)關(guān)元件314的導(dǎo)通定時(shí)將第二接地側(cè)端子314s的電位良好地設(shè)定為地電位，則沒(méi)有特別限定。

如圖11所示，第四開(kāi)關(guān)元件521還可以設(shè)置在第二開(kāi)關(guān)元件314與二極管318b之間。即，還可以是，第二開(kāi)關(guān)元件314的第二接地側(cè)端子314s與第四開(kāi)關(guān)元件521的第四電源側(cè)端子521d的連接點(diǎn)經(jīng)由追加電阻531及追加開(kāi)關(guān)532連接到接地側(cè)。

在圖11所示的電路機(jī)構(gòu)中，與圖10所示的電路結(jié)構(gòu)不同，在點(diǎn)火線圈311中的一次繞組311a與第一開(kāi)關(guān)元件313之間，沒(méi)有設(shè)置第四開(kāi)關(guān)元件521。因此，與圖10的例子不同，第四開(kāi)關(guān)元件521只要與能量投入期間信號(hào)igw的導(dǎo)通定時(shí)同步地(與能量投入期間信號(hào)igw的導(dǎo)通定時(shí)同時(shí)或比其稍早的定時(shí))導(dǎo)通即可。

另外，如圖10及圖11中用假想線(雙點(diǎn)劃線)所示，在分配單元520中還可以設(shè)置有用于對(duì)第四開(kāi)關(guān)元件521輸出驅(qū)動(dòng)控制信號(hào)的驅(qū)動(dòng)電路即汽缸分配驅(qū)動(dòng)器dd。

此外，第二開(kāi)關(guān)元件314是否發(fā)生了短路故障與二極管318b的元件溫度相關(guān)聯(lián)。因此，通過(guò)用正向電壓的溫度特性檢測(cè)二極管318b的元件溫度，即使不使用電流檢測(cè)電阻，也能夠進(jìn)行第二開(kāi)關(guān)元件314的短路故障的發(fā)生檢測(cè)。

具體地說(shuō)，例如，驅(qū)動(dòng)電路319在能量投入期間信號(hào)igw的截止定時(shí)剛剛之后，使得向二極管318b短時(shí)間流動(dòng)恒定電流，取得二極管318b的正向電壓。并且，驅(qū)動(dòng)電路319在該正向電壓的取得值超過(guò)了預(yù)定的閾值的情況下，檢測(cè)出第二開(kāi)關(guān)元件314發(fā)生了短路故障。

第二開(kāi)關(guān)元件314和相對(duì)于第二開(kāi)關(guān)元件314而言并聯(lián)連接的多個(gè)“第一開(kāi)關(guān)元件313及第四開(kāi)關(guān)元件521等的組”還可以設(shè)置有多個(gè)。

此外，沒(méi)有特別說(shuō)明的變形例在不變更本發(fā)明的本質(zhì)部分的范圍內(nèi)，當(dāng)然也屬于本發(fā)明的技術(shù)范圍。此外，用于構(gòu)成本發(fā)明的技術(shù)方案的各要素中的表現(xiàn)為作用/功能的要素除了包括上述的實(shí)施方式及變形例中公開(kāi)的具體結(jié)構(gòu)及其等同物以外，還包括能夠?qū)崿F(xiàn)該作用/功能的任何結(jié)構(gòu)。

本實(shí)施方式的點(diǎn)火控制裝置(30)控制火花塞(19)的動(dòng)作。在此，所述火花塞在內(nèi)燃機(jī)(11)的汽缸(11b)內(nèi)點(diǎn)燃燃料混合氣。本實(shí)施方式的點(diǎn)火控制裝置具備點(diǎn)火線圈(311)、直流電源(312)、第一開(kāi)關(guān)元件(313)、第二開(kāi)關(guān)元件(314)、第三開(kāi)關(guān)元件(315)及儲(chǔ)能線圈(316)。

所述點(diǎn)火線圈具備一次繞組(311a)和二次繞組(311b)。所述二次繞組與所述火花塞連接。該點(diǎn)火線圈通過(guò)一次電流(在所述一次繞組中流動(dòng)的電流)的增減，在所述二次繞組上產(chǎn)生二次電流。此外，在所述一次繞組的一端側(cè)連接有所述直流電源的非接地側(cè)輸出端子，以在所述一次繞組上流動(dòng)所述一次電流。

所述第一開(kāi)關(guān)元件具有第一控制端子(313g)、第一電源側(cè)端子(313c)及第一接地側(cè)端子(313e)。該第一開(kāi)關(guān)元件是半導(dǎo)體開(kāi)關(guān)元件，根據(jù)輸入到所述第一控制端子的第一控制信號(hào)，對(duì)所述第一電源側(cè)端子與所述第一接地側(cè)端子之間的通電的導(dǎo)通截止進(jìn)行控制。在該第一開(kāi)關(guān)元件中，所述第一電源側(cè)端子與所述一次繞組的另一端側(cè)連接。此外，所述第一接地側(cè)端子與接地側(cè)連接。

所述第二開(kāi)關(guān)元件具有第二控制端子(314g)、第二電源側(cè)端子(314d)及第二接地側(cè)端子(314s)。該第二開(kāi)關(guān)元件是半導(dǎo)體開(kāi)關(guān)元件，根據(jù)輸入到所述第二控制端子的第二控制信號(hào)，對(duì)所述第二電源側(cè)端子與所述第二接地側(cè)端子之間的通電的導(dǎo)通截止進(jìn)行控制。在該第二開(kāi)關(guān)元件中，所述第二接地側(cè)端子與所述一次繞組的所述另一端側(cè)連接。

所述第三開(kāi)關(guān)元件具有第三控制端子(315g)、第三電源側(cè)端子(315c)及第三接地側(cè)端子(315e)。該第三開(kāi)關(guān)元件是半導(dǎo)體開(kāi)關(guān)元件，根據(jù)輸入到所述第三控制端子的第三控制信號(hào)，對(duì)所述第三電源側(cè)端子與所述第三接地側(cè)端子之間的通電的導(dǎo)通截止進(jìn)行控制。在該第三開(kāi)關(guān)元件中，所述第三電源側(cè)端子與所述第二開(kāi)關(guān)元件的所述第二電源側(cè)端子連接。此外，所述第三接地側(cè)端子與所述接地側(cè)連接。

所述儲(chǔ)能線圈是設(shè)置成通過(guò)所述第三開(kāi)關(guān)元件的導(dǎo)通來(lái)蓄積能量的電感器。該儲(chǔ)能線圈設(shè)置在將所述直流電源的所述非接地側(cè)輸出端子與所述第三開(kāi)關(guān)元件的所述第三電源側(cè)端子連接起來(lái)的電力線上。

在具有該結(jié)構(gòu)的本實(shí)施方式的所述點(diǎn)火控制裝置中，通過(guò)所述第一開(kāi)關(guān)元件的導(dǎo)通，所述一次電流向所述一次繞組流動(dòng)。由此，所述點(diǎn)火線圈被充電。之后，若所述第一開(kāi)關(guān)元件被截止，則之前為止向所述一次繞組流動(dòng)的所述一次電流急劇斷流。則在所述點(diǎn)火線圈的所述一次繞組上產(chǎn)生高電壓，該高電壓進(jìn)一步通過(guò)所述二次繞組升壓，從而在所述火花塞中產(chǎn)生高電壓，產(chǎn)生放電，此時(shí)在所述二次繞組上產(chǎn)生大的所述二次電流。由此，在所述火花塞上開(kāi)始進(jìn)行所述點(diǎn)火放電。

在此，在所述火花塞上開(kāi)始進(jìn)行所述點(diǎn)火放電之后，所述二次電流(稱為“放電電流”)就這樣隨著時(shí)間的經(jīng)過(guò)而接近零。關(guān)于這一點(diǎn)，在本實(shí)施方式的結(jié)構(gòu)中，在所述點(diǎn)火放電中，所述第二開(kāi)關(guān)元件導(dǎo)通，從而能量從所述另一端側(cè)經(jīng)由該第二開(kāi)關(guān)元件供給到所述一次繞組。則流動(dòng)有所述一次電流。此時(shí)，在目前為止流動(dòng)的所述放電電流上重疊伴隨著該一次電流的流動(dòng)而產(chǎn)生的追加量。則向所述一次繞組流動(dòng)的電流被增強(qiáng)，能夠在所述二次繞組上產(chǎn)生放電維持電壓以上的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)。因此，所述二次電流即所述放電電流增強(qiáng)，從而能夠有效地抑制吹滅。由此，所述放電電流良好地確保在能夠維持所述點(diǎn)火放電的程度。

因此，根據(jù)本實(shí)施方式，能夠通過(guò)簡(jiǎn)單的裝置結(jié)構(gòu)良好地抑制所謂“吹滅”的發(fā)生及隨之產(chǎn)生的點(diǎn)火能量的損失。此外，通過(guò)這樣從所述一次繞組的低壓側(cè)(接地側(cè)或所述第一開(kāi)關(guān)側(cè))投入能量，與從所述二次繞組側(cè)投入能量的情況相比，能夠以低壓投入能量。關(guān)于這一點(diǎn)，若從所述一次繞組的高壓側(cè)(所述直流電源側(cè))以比所述直流電源的電壓高的電壓投入能量，則因向該直流電源的流入電流等而導(dǎo)致效率變差。而根據(jù)本實(shí)施方式，如上所述，由于從所述一次繞組的低壓側(cè)投入能量，因此具有能夠最容易地高效地投入能量的有益的效果。

符號(hào)說(shuō)明

11…發(fā)動(dòng)機(jī)，11b…汽缸，19…火花塞，30…點(diǎn)火控制裝置，31…點(diǎn)火電路單元，32…電子控制單元，311…點(diǎn)火線圈，311a…一次繞組，311b…二次繞組，312…直流電源，313…第一開(kāi)關(guān)元件，313c…第一電源側(cè)端子，313e…第一接地側(cè)端子，313g…第一控制端子，314…第二開(kāi)關(guān)元件，314d…第二電源側(cè)端子，314g…第二控制端子，314s…第二接地側(cè)端子，315…第三開(kāi)關(guān)元件，315c…第三電源側(cè)端子，315e…第三接地側(cè)端子，315g…第三控制端子，316…儲(chǔ)能線圈，317…電容器，319…驅(qū)動(dòng)電路，iga…第一控制信號(hào)，igb…第二控制信號(hào)，igc…第三控制信號(hào)，igt…點(diǎn)火信號(hào)，igw…能量投入期間信號(hào)。