СИСТЕМА УПРАВЛЕНИЯ ЗАЖИГАНИЕМ ДЛЯ ДВИГАТЕЛЯ ВНУТРЕННЕГО СГОРАНИЯ
IGNITION CONTROL SYSTEM FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINE

ПРЕДПОСЫЛКИ СОЗДАНИЯ ИЗОБРЕТЕНИЯ
1. Область техники, к которой относится изобретение
[0001] Изобретение относится к системе управления зажиганием для двигателя внутреннего сгорания, которая управляет разрядным током свечи зажигания после начала разряда свечи зажигания.
2. Описание предшествующего уровня техники
[0002] В качестве разновидности системы управления зажиганием, например, известна система, описанная в публикации японской патентной заявки No. 2014-206061. В этой системе сигнал зажигания подается из управляющего устройства (блока ЭБУ) на устройство зажигания, и таким образом выполняется подача питания на первичную обмотку. Далее, когда подача сигнала зажигания прекращается, подача питания на первичную обмотку прекращается, и поэтому во вторичной обмотке генерируется противоэлектродвижущая сила. Таким образом, свеча зажигания разряжается. После прекращения подачи сигнала зажигания блок ЭБУ подает сигнал интервала подачи энергии на устройство зажигания. Устройство зажигания управляет разрядным током свечи зажигания в интервале времени, в течение которого подается сигнал интервала подачи энергии.
СУЩНОСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯ
[0003] При этом величина разрядного тока, необходимого для поддержания параметров зажигания воздушно-топливной смеси в камере сгорания двигателя внутреннего сгорания, может колебаться в зависимости от рабочего состояния двигателя внутреннего сгорания. Поэтому для максимально возможного снижения потребления энергии с одновременным поддержанием параметров зажигания желательно, чтобы можно было устанавливать переменную величину разрядного тока, также как и переменный момент зажигания, когда управление разрядным током закончено. Однако в вышеуказанной системе, когда сигнал для управления величиной разрядного тока посылается из блока ЭБУ на устройство зажигания, необходимо добавить линию передачи данных, которая соединяет блок ЭБУ и устройство зажигания.
[0004] Изобретение представляет систему управления зажиганием для двигателя внутреннего сгорания, выдающую инструкцию, касающуюся величины разрядного тока, которая передается из управляющего устройства на устройство зажигания, и предотвращающую увеличение числа линий передачи данных.
[0005] 1. Система управления зажиганием для двигателя внутреннего сгорания содержит: устройство зажигания, содержащее катушку зажигания, оснащенную первичной обмоткой и вторичной обмоткой, свечу зажигания, которая соединена с вторичной обмоткой и которая выходит в камеру сгорания двигателя внутреннего сгорания, цепь управления разрядом, которая продолжает разряд свечи зажигания после начала разряда свечи зажигания, а также блок управления разрядом, который управляет разрядным током свечи зажигания путем задействования цепи управления разрядом после начала разряда свечи зажигания; управляющее устройство; линию передачи данных для зажигания, которая передает сигнал зажигания из управляющего устройства на устройство зажигания; и линию передачи данных для управления формой импульса разряда, которая передает сигнал управления формой импульса разряда из управляющего устройства на устройство зажигания, причем сигнал зажигания является сигналом, который управляет подачей питания на первичную обмотку, а сигнал управления формой импульса разряда является сигналом, который управляет моментом окончания управления разрядным током с использованием блока управления разрядом путем ввода момента прекращения в устройство зажигания, и при этом управляющее устройство сконфигурировано с возможностью управлять переменной величиной разрядного тока путем установки переменного времени задержки момента подачи сигнала управления формой импульса разряда на устройство зажигания относительно момента подачи сигнала зажигания на устройство зажигания, при этом величина разрядного тока является величиной, которая управляется блоком управления разрядом в зависимости от времени задержки.
[0006] В вышеописанной конфигурации управляющее устройство устанавливает переменное время задержки для момента подачи сигнала управления формой импульса разряда на устройство зажигания относительно момента подачи сигнала зажигания на устройство зажигания. Далее, блок управления разрядом управляет цепью управления разрядом в зависимости от времени задержки и таким образом управляет переменной величиной разрядного тока. При этом сигнал управления формой импульса разряда также является сигналом, который управляет моментом окончания управления разрядным током. Поэтому в вышеописанной конфигурации можно передавать команду момента окончания управления разрядным током и команду величины разрядного тока по линии передачи данных для управления формой импульса разряда. Соответственно, можно предотвратить увеличение числа линий передачи данных, при этом передавая инструкцию о величине разрядного тока из управляющего устройства на устройство зажигания.
[0007] 2. В системе управления зажиганием для двигателя внутреннего сгорания согласно вышеуказанному п. 1, когда время задержки большое, блок управления разрядом управляет величиной разрядного тока так, что величина разрядного тока при большем времени задержки превышает величину разрядного тока при меньшем времени задержки, и управляющее устройство управляет временем задержки так, что время задержки при высоком числе оборотов двигателя внутреннего сгорания больше, чем время задержки при низком числе оборотов двигателя внутреннего сгорания.
[0008] В вышеописанной конфигурации, когда число оборотов высокое, блок управления разрядом меняет величину разрядного тока в сторону большего значения в сравнении с его величиной при низком числе оборотов. При этом, когда число оборотов высокое, поток воздуха в камере сгорания увеличивается. Поэтому, когда величина разрядного тока небольшая, вероятно прекращение разряда. В этом отношении вышеуказанная конфигурация меняет величину разрядного тока в сторону большего значения, когда число оборотов высокое. Таким образом, можно предотвратить возникновение прекращения разряда и, кроме того, можно предотвратить уменьшение воспламеняемости, когда число оборотов двигателя внутреннего сгорания высокое.
[0009] 3. В системе управления зажиганием для двигателя внутреннего сгорания согласно вышеописанному п. 2, когда время задержки большое, блок управления разрядом сконфигурирован для управления величиной разрядного тока в сторону большего значения при большом времени задержки в сравнении с его величиной при небольшом времени задержки, и когда сигнал управления формой импульса разряда подается дважды на устройство зажигания в интервале времени, в течение которого сигнал зажигания подается на устройство зажигания, блок управления разрядом управляет величиной разрядного тока в зависимости от времени задержки момента, когда сигнал управления формой импульса разряда подается во второй раз относительно момента подачи сигнала зажигания. Кроме того, когда число оборотов двигателя внутреннего сгорания высокое, управляющее устройство управляет временем задержки в сторону большего значения в сравнении со временем задержки для низкого числа оборотов двигателя внутреннего сгорания, и управляющее устройство подает сигнал управления формой импульса разряда повторно после прекращения подачи сигнала управления формой импульса разряда, при условии, что число оборотов возрастает после подачи сигнала управления формой импульса разряда в интервал времени подачи сигнала зажигания.
[0010] В вышеописанной конфигурации, когда число оборотов двигателя внутреннего сгорания высокое, управляющее устройство меняет время задержки на большее в сравнении со временем задержки для низкого числа оборотов двигателя внутреннего сгорания. Поэтому, когда число оборотов низкое, управляющее устройство рано подает сигнал управления формой импульса разряда. После этого, когда число оборотов резко возрастает, управляющее устройство прекращает подачу сигнала управления формой импульса разряда и после этого снова подает сигнал управления формой импульса разряда. При этом, когда сигнал управления формой импульса разряда подается дважды во время подачи сигнала зажигания, блок управления разрядом управляет величиной разрядного тока в зависимости от времени задержки момента, когда сигнал управления формой импульса разряда подается во второй раз относительно момента подачи сигнала зажигания. Поэтому, даже когда число оборотов резко возрастает, блок управления разрядом может установить фактическую величину разрядного тока равной величине разрядного тока, которая соответствует числу оборотов после резкого возрастания. В частности, когда число оборотов высокое, воздушный поток в камере сгорания становится быстрее, чем воздушный поток в случае, когда число оборотов низкое, и таким образом вероятно уменьшение воспламеняемости. Поэтому способность устанавливать фактическую величину разрядного тока равной величине разрядного тока, которая соответствует высокому числу оборотов, означает способность надлежащим образом предотвращать снижение воспламеняемости.
[0111] 4. В системе управления зажиганием для двигателя внутреннего сгорания согласно любому из вышеописанных пп. 1-3 двигатель внутреннего сгорания передает движущую силу на ведущее колесо транспортного средства. В вышеописанной конфигурации, поскольку двигатель внутреннего сгорания передает движущую силу на ведущее колесо, есть опасение, что число оборотов двигателя внутреннего сгорания резко возрастет во время работы тормоза транспортного средства, движения по неровной дороге и пр. Поэтому установка взаимозависимости между временем задержки и величиной разрядного тока согласно вышеописанному п. 2 является особенно эффективной.
[0012] 5. В системе управления зажиганием для двигателя внутреннего сгорания согласно любому из вышеописанных пп. 1-4 устройство зажигания включает в себя элемент переключения зажигания, который размыкает и замыкает первую петлеобразную цепь, причем первая петлеобразная цепь включает в себя первичную обмотку и источник электрической энергии, сигнал зажигания управляет интервалом времени операции замыкания элемента переключения зажигания, цепь управления разрядом включает в себя элемент переключения управления, который размыкает и замыкает вторую петлеобразную цепь, причем вторая петлеобразная цепь включает в себя первичную обмотку, источник электрической энергии и цепь усиления, которая усиливает напряжение источника электрической энергии, блок управления разрядом сконфигурирован с возможностью управлять величиной разрядного тока посредством операции размыкания-замыкания элемента переключения управления, и источник электрической энергии соединен с тем же самым разъемом первичной обмотки как в первой петлеобразной цепи, так и во второй петлеобразной цепи.
[0013] В вышеописанной конфигурации операция замыкания элемента переключения зажигания выполняется сигналом зажигания, при этом первая петлеобразная цепь становится замкнутым контуром, и выполняется подача питания на первичную обмотку. После этого операция размыкания элемента переключения зажигания управляется сигналом зажигания, при этом первая петлеобразная цепь становится разомкнутой, и подача питания на первичную обмотку прекращается. Поэтому во вторичной обмотке генерируется противоэлектродвижущая сила для предотвращения уменьшения магнитного потока, генерируемого подачей питания на первичную обмотку, и таким образом выполняется разряд свечи зажигания. После этого, когда блок управления разрядом выполняет операцию замыкания элемента переключения управления, вторая петлеобразная цепь становится замкнутым контуром, и через первичную обмотку течет электрический ток в обратном направлении по отношению к направлению электрического тока при выполнении операции замыкания элемента переключения зажигания. Электрический ток уменьшает магнитный поток, генерируемый при выполнении операции замыкания элемента переключения зажигания. Поэтому скорость уменьшения вышеупомянутого магнитного потока управляется действием элемента переключения управления. Таким образом, можно предотвратить уменьшение величины разрядного тока или увеличить величину разрядного тока.
КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ
[0014] Признаки, преимущества, а также техническая и промышленная значимость показательных примеров осуществления изобретения будут описаны ниже со ссылкой на прилагаемые чертежи, на которых одинаковые ссылочные позиции обозначают одинаковые элементы и на которых:
Фиг. 1 представляет собой схему, показывающую конфигурацию системы двигателя, которая включает в себя систему управления зажиганием в соответствии с первым примером осуществления изобретения;
Фиг. 2 представляет собой принципиальную электрическую схему, показывающую конфигурацию электрической схемы системы управления зажиганием в соответствии с этим примером осуществления изобретения;
Фиг. 3 представляет собой временную диаграмму, иллюстрирующую управление зажиганием в соответствии с этим примером осуществления изобретения;
Фиг. 4А представляет собой принципиальную электрическую схему, показывающую пример управления зажиганием в соответствии с этим примером осуществления изобретения;
Фиг. 4В представляет собой принципиальную электрическую схему, показывающую пример управления зажиганием в соответствии с этим примером осуществления изобретения;
Фиг. 4С представляет собой принципиальную электрическую схему, показывающую пример управления зажиганием в соответствии с этим примером осуществления изобретения;
Фиг. 4D представляет собой принципиальную электрическую схему, показывающую пример управления зажиганием в соответствии с этим примером осуществления изобретения;
Фиг. 5 представляет собой блок-схему, показывающую процедуру управления зажиганием в соответствии с этим примером осуществления изобретения;
Фиг. 6 представляет собой диаграмму, показывающую таблицу соответствия, которая определяет взаимосвязь между числом оборотов и предписанной величиной разрядного тока в соответствии с этим примером осуществления изобретения;
Фиг. 7 представляет собой диаграмму, показывающую таблицу соответствия, которая определяет взаимосвязь между предписанной величиной разрядного тока и временем задержки в соответствии с этим примером осуществления изобретения; и
Фиг. 8 представляет собой временную диаграмму, показывающую пример управления зажиганием в соответствии с этим примером осуществления изобретения.
ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ ПРИМЕРОВ ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ ИЗОБРЕТЕНИЯ
[0015] Далее будет описан пример осуществления устройства зажигания со ссылкой на чертежи. Двигатель 10 внутреннего сгорания, показанный на фиг. 1, представляет собой многоцилиндровый двигатель внутреннего сгорания с импульсным зажиганием. Во впускном канале 12 двигателя 10 внутреннего сгорания имеется дроссельный клапан 14 с электронным управлением, способный изменять площадь поперечного сечения канала. На выпускной стороне впускного канала 12 относительно дроссельного клапана 14 имеется клапан 16 впрыска во впускной канал для впрыскивания топлива во впускное отверстие. С помощью операции открывания впускного клапана 18 воздух во впускном канале 12 и топливо, впрыскиваемое из клапана 16 впрыска во впускной канал, подаются в камеру 24 сгорания, образованную цилиндром 20 и поршнем 22. Камера 24 сгорания 24 обращена к отверстию впрыска клапана 26 впрыска в цилиндр, и с помощью клапана 26 впрыска в цилиндр топливо может впрыскиваться и направляться напрямую в камеру 24 сгорания. В камере сгорания 24 выступает свеча 28 зажигания устройства 30 зажигания. Далее с помощью искрового зажигания свечи 28 зажигания воздушно-топливная смесь из воздуха и топлива воспламеняется, и воздушно-топливная смесь подается для сгорания. Некоторая часть энергии воздушно-топливной смеси преобразуется в энергию вращения коленчатого вала 32 через поршень 22. С коленчатым валом 32 может быть соединено ведущее колесо транспортного средства. При этом в данном примере осуществления изобретения подразумевается, что транспортное средство представляет собой транспортное средство, в котором только двигатель 10 внутреннего сгорания сообщает движущую силу ведущему колесу.
[0016] При операции открывания выпускного клапана 34 воздушно-топливная смесь, подаваемая для сгорания, выбрасывается в выпускной канал 36 в виде выхлопных газов. Электронный блок 40 управления (ЭБУ) представляет собой управляющее устройство, которое управляет двигателем 10 внутреннего сгорания. Блок ЭБУ 40 принимает выходные сигналы от различных датчиков, например датчика 39 угла поворота коленчатого вала, который определяет число NE оборотов коленчатого вала 32. Далее на основе принятых выходных сигналов блок ЭБУ 40 управляет различными приводами, такими как дроссельный клапан 14, клапан 16 впрыска во впускной канал, клапан 26 впрыска в цилиндр и устройство 30 зажигания.
[0017] На фиг. 2 показана конфигурация электрической схемы устройства 30 зажигания. Как показано на фиг. 2, устройство 30 зажигания включает в себя катушку 50 зажигания, в которой первичная обмотка 52 и вторичная обмотка 54 соединены магнитным способом. При этом на фиг. 2 черными кругами, обозначающими пару клемм первичной обмотки 52 и пару клемм вторичной обмотки 54, показаны клеммы, на которых полярности генерируемых электродвижущих сил в первичной обмотке 52 и вторичной обмотке 54 соответственно равны, когда магнитные потоки, взаимосвязанные с первичной обмоткой 52 и вторичной обмоткой 54, меняются в состоянии, в котором оба конца первичной обмотки 52 и оба конца вторичной обмотки 54 разомкнуты.
[0018] Одна клемма вторичной обмотки 54 соединена со свечой 28 зажигания, а другая клемма заземлена через диод 56 и шунтирующий резистор 58. Диод 56 представляет собой выпрямительный элемент, который обеспечивает поток электрического тока в направлении, проходящем через свечу 28 зажигания через вторичную обмотку 54 на землю, и который ограничивает поток электрического тока в противоположном направлении. Шунтирующий резистор 58 представляет собой резистор для определения электрического тока, текущего через вторичную обмотку 54 при помощи напряжения Vi2, падающего на шунтирующем резисторе 58. Другими словами, шунтирующий резистор 58 представляет собой резистор для определения разрядного тока свечи 28 зажигания.
[0019] Одна клемма первичной обмотки 52 катушки 50 зажигания соединена с положительным электродом наружного аккумулятора 44 через клемму TRM1 устройства 30 зажигания. Кроме того, другая клемма первичной обмотки 52 заземлена через элемент 60 переключения зажигания. При этом в этом примере осуществления изобретения элемент 60 переключения зажигания представляет собой биполярный транзистор с изолированным затвором (БТИЗ). Кроме того, с элементом 60 переключения зажигания диод 62 соединен обратно-параллельно.
[0020] Электрическая энергия, снимаемая с клеммы TRM1, также подается в цепь 70 усиления. В этом примере осуществления изобретения цепь 70 усиления выполнена как цепь усиления прерывистого действия. То есть цепь 70 усиления включает в себя индуктивность 72, один конец которой соединен со стороной клеммы TRM1, а другой конец индуктивности 72 заземлен через усилительный переключающий элемент. При этом в этом примере осуществления изобретения усилительный переключающий элемент представляет собой БТИЗ. Анод диода 76 подключен между индуктивностью 72 и усилительным переключающим элементом, а катод диода 76 заземлен через конденсатор 78. Зарядное напряжение Vc конденсатора 78 представляет собой выходное напряжение цепи 70 усиления.
[0021] Точка между диодом 76 и конденсатором 78 соединена с точкой между первичной обмоткой 52 и элементом 60 переключения зажигания через элемент 80 переключения управления и диод 82. Другими словами, выходная клемма цепи 70 усиления соединена с точкой между первичной обмоткой 52 и элементом 60 переключения зажигания, через элемент 80 переключения управления и диод 82. В этом примере осуществления изобретения элемент 80 переключения управления представляет собой МОП-полевой транзистор. Вышеуказанный диод 82 представляет собой выпрямительный элемент для блокировки электрического тока от обратного протекания со стороны первичной обмотки 52 и элемента 60 переключения зажигания на сторону цепи 70 усиления через паразитный диод элемента 80 переключения управления.
[0022] Блок 84 управления усилением представляет собой задающую цепь, которая управляет выходным напряжением цепи 70 усиления путем выполнения операции размыкания-замыкания элемента 74 переключения усиления на основе сигнала Si зажигания, подаваемого на клемму TRM2. При этом блок 84 управления усилением контролирует выходное напряжение цепи 70 усиления (зарядное напряжение Vc конденсатора 78) и прекращает операцию размыкания-замыкания элемента 74 переключения усиления, когда выходное напряжение становится заранее заданной величиной или более.
[0023] Блок 86 управления разрядом представляет собой задающую цепь, которая управляет разрядным током свечи 28 зажигания путем выполнения операция размыкания-замыкания элемента 80 переключения управления на основе сигнала Si зажигания, подаваемого на клемму TRM2, и сигнала Sc управления формой импульса разряда, подаваемого на клемму TRM3.
[0024] Клемма TRM2 устройства 30 зажигания соединена с блоком ЭБУ 40 по линии Li передачи данных для зажигания, а клемма TRM3 соединена с ЭБУ 40 через линию Lc передачи данных для управления формой импульса разряда. В первом режиме управления воздушно-топливным отношением двигателя 10 внутреннего сгорания, чтобы оно было равно первому целевому воздушно-топливному отношению (здесь: теоретическое воздушно-топливное отношение), блок ЭБУ 40 подает сигнал Si зажигания по линии Li передачи данных для зажигания, и не подает сигнал Sc управления формой импульса разряда в линию Lc передачи данных для управления формой импульса разряда. Кроме того, во втором режиме управления воздушно-топливным отношением, чтобы оно было равно второму целевому воздушно-топливному отношению, которое беднее, чем первое целевое воздушно-топливное отношение, блок ЭБУ 40 подает сигнал Si зажигания по линии Li передачи данных для зажигания и подает сигнал Sc управления формой импульса разряда по линии Lc передачи данных для управления формой импульса разряда. При этом в этом примере осуществления изобретения как сигнал Si зажигания, так и сигнал Sc управления формой импульса разряда представляют собой импульсные сигналы с логическим уровнем Н.
[0025] Далее, в частности, управление во втором режиме управления зажиганием согласно этому примеру осуществления изобретения будет проиллюстрировано со ссылкой на фиг. 3 и фиг. 4А-4D. На фиг. 3 показаны изменение сигнала Si зажигания, изменение сигнала Sc управления формой импульса разряда, изменение состояний операции размыкания-замыкания элемента 60 переключения зажигания и изменение состояний операции размыкания-замыкания элемента переключения усиления 74. Кроме того, на фиг. 3 показано изменение состояний операции размыкания-замыкания элемента 80 переключения управления, изменение электрического тока I1, текущего через первичную обмотку 52, и изменение электрического тока I2, текущего через вторичную обмотку 54. При этом, что касается полярностей электрических токов I1, I2, стороны стрелок, проиллюстрированных на фиг. 2, определены как положительные.
[0026] Когда сигнал Si зажигания подается на устройство 30 зажигания в момент t1 времени, устройство 30 зажигания выполняет операцию включения (замыкания) элемента 60 переключения зажигания. Таким образом, электрический ток I1, текущий через первичную обмотку 52, постепенно возрастает. На фиг. 4А показан путь электрического тока, текущего через первичную обмотку 52 в это время. Как показано на фиг. 4А, когда выполняется операция замыкания элемента 60 переключения зажигания, первая петлеобразная цепь, которая представляет собой контур, включающий в себя аккумулятор 44, первичную обмотку 52 и элемент 60 переключения зажигания, становится замкнутой, и электрический ток течет через эту цепь. При этом, поскольку электрический ток, текущий через первичную обмотку 52, постепенно возрастает, взаимосвязанный магнитный поток вторичной обмотки 54 постепенно возрастает. Поэтому во вторичной обмотке 54 генерируется электродвижущая сила для предотвращения возрастанию взаимосвязанного магнитного потока. Однако электродвижущая сила делает анод диода 56 отрицательным, и поэтому электрический ток не течет через вторичную обмотку 54.
[0027] Кроме того, как показано на фиг. 3, когда сигнал Si зажигания подается на устройство 30 зажигания, блок 84 управления усилением выполняет операцию размыкания-замыкания элемента переключения усиления 74. После этого в момент t2 времени, который является моментом, когда прошел интервал времени, равный времени Td задержки, с момента t1 времени, когда сигнал Si зажигания был подан на устройство 30 зажигания, сигнал Sc управления формой импульса разряда подается на устройство 30 зажигания.
[0028] После этого, когда подача сигнала Si зажигания прекращена в момент t3 времени, другими словами, когда напряжение линии Li передачи данных для зажигания изменилось от напряжения логического уровня Н на напряжение логического уровня L, устройство 30 зажигания выполняет операцию размыкания элемента 60 переключения зажигания. Таким образом, электрический ток I1, текущий через первичную обмотку 52, становится нулевым, и с помощью противоэлектродвижущей силы, генерируемой во вторичной обмотке 54, электрический ток течет через вторичную обмотку 54. Таким образом, свеча 28 зажигания начинает разряжаться.
[0029] На фиг. 4В показан путь электрического тока в это время. Как показано на чертеже, когда взаимосвязанный магнитный поток вторичной обмотки 54 начинает уменьшаться при прерывании электрического тока первичной обмотки 52, во вторичной обмотке 54 генерируется противоэлектродвижущая сила в направлении предотвращения уменьшения взаимосвязанного магнитного потока, и, таким образом, электрический ток I2 течет через свечу 28 зажигания, вторичную обмотку 54, диод 56 и шунтирующий резистор 58. Когда электрический ток I2 течет через вторичную обмотку 54, в свече 28 зажигания возникает падение напряжения Vd, а в шунтирующем резисторе 58 создается падение напряжения «r - I2», соответствующее величине r сопротивления шунтирующего резистора 58. Таким образом, когда прямое падение напряжения диода 56 и пр. игнорируется, суммарное напряжение «Vd+r⋅I2», состоящее из падения напряжения Vd в свече 28 зажигания и падения напряжения в шунтирующем резисторе 58, подается на вторичную обмотку 54. Напряжение постепенно уменьшает взаимосвязанный магнитный поток вторичной обмотки 54. Постепенное уменьшение электрического тока I2, текущего через вторичную обмотку 54, от момента t3 времени до момента t4 времени на фиг. 3 представляет собой явление, которое вызвано приложением напряжения «Vd+r⋅I2» ко вторичной обмотке 54.
[0030] Как показано на фиг. 3, после момента t4 времени блок 86 управления разрядом выполняет операцию размыкания-замыкания элемента 80 переключения управления. На фиг. 4С показан путь электрического тока в период от момента t4 времени до момента t5 времени, в течение которого элемент 80 переключения управления находится в замкнутом состоянии. При этом вторая петлеобразная цепь, который представляет собой контур, включающий в себя цепь 70 усиления, элемент 80 переключения управления, диод 82, первичную обмотку 52 и аккумулятор 44, становится замкнутой, и электрический ток течет через нее.
[0031] На фиг. 4D показан путь электрического тока в интервале времени от момента t5 времени до момента t6 времени, в течение которого элемент 80 переключения управления находится в разомкнутом состоянии. При этом в первичной обмотке 52 генерируется противоэлектродвижущая сила для предотвращения изменения магнитного потока, вызванного уменьшением абсолютной величины электрического тока, текущего через первичную обмотку 52. Таким образом, третья петлеобразная цепь, которая представляет собой контур, включающий в себя диод 62, первичную обмотку 52 и аккумулятор 44, становится замкнутой, и через нее течет электрический ток.
[0032] Здесь с помощью  отношения D длительности Ton интервала времени действия замыкания к длительности Т одного цикла операции размыкания-замыкания элемента 80 переключения управления, показанных на фиг. 3, можно управлять электрическим током, текущим через первичную обмотку 52. Блок 86 управления разрядом выполняет управление для постепенного увеличения абсолютной величины электрического тока I1, текущего через первичную обмотку 52, с помощью  отношения D. Электрический ток I1 в данный интервал времени имеет полярность, противоположную электрическому току I1, текущему через первичную обмотку 52, когда элемент 60 переключения зажигания находится в замкнутом состоянии. Поэтому если магнитный поток, который генерируется электрическим током I1, текущим через первичную обмотку 52, когда элемент 60 переключения зажигания находится в замкнутом состоянии, определяется как положительный, электрический ток I1, генерируемый размыканием и замыканием управляющего переключающего элемента 80, уменьшает магнитный поток. При этом в случае, когда скорость постепенного уменьшения взаимосвязанного магнитного потока вторичной обмотки 54 электрическим током I1, текущим через первичную обмотку 52, совпадает со скоростью постепенного уменьшения, когда напряжение «Vd+r⋅I2» подается на вторичную обмотку 54, электрический ток, текущий через вторичную обмотку 54, не уменьшается. В этом случае, потери электрической энергии на свече 28 зажигания и шунтирующем резисторе 58 компенсируются электрической энергией, которая выдается источником электрической энергии, образованным цепью 70 усиления и аккумулятором 44.
[0033] Напротив, в случае, когда скорость постепенного уменьшения взаимосвязанного магнитного потока вторичной обмотки 54 электрическим током I1, текущим через первичную обмотку 52, меньше, чем скорость постепенного уменьшения, когда напряжение «Vd+r⋅I2» подается на вторичную обмотку 54, электрический ток I2, текущий через вторичную обмотку 54, постепенно уменьшается. При постепенном уменьшении электрического тока I2 взаимосвязанный магнитный поток постепенно уменьшается со скоростью постепенного уменьшения, когда напряжение «Vd+r⋅I2» подается на вторичную обмотку 54. Однако скорость постепенного уменьшения электрического тока I2, текущего через вторичную обмотку 54, меньше по сравнению со случаем, когда абсолютная величина электрического тока I1, текущего через первичную обмотку 52, не уменьшается постепенно.
[0034] Кроме того, в случае, когда абсолютная величина электрического тока I1, текущего через первичную обмотку 52, постепенно возрастает, при этом скорость постепенного уменьшения фактического взаимосвязанного магнитного потока выше, чем скорость постепенного уменьшения взаимосвязанного магнитного потока вторичной обмотки 54, когда напряжение «Vd+r⋅I2» подается на вторичную обмотку 54, напряжение вторичной обмотки 54 становится высоким под влиянием противоэлектродвижущей силы, чтобы предотвратить уменьшение взаимосвязанного магнитного потока. Далее, электрический ток I2, текущий через вторичную обмотку 54, возрастает, при этом «Vd+r⋅I2» становится равным напряжению вторичной обмотки 54.
[0035] Таким образом, путем управления скоростью постепенного увеличения абсолютной величины электрического тока I1, текущего через первичную обмотку 52, можно управлять электрическим током I2, текущим через вторичную обмотку 54. Другими словами, можно управлять разрядным током свечи 28 зажигания как на увеличение, так и на уменьшение.
[0036] Блок 86 управления разрядом управляет вышеупомянутым временным отношением D элемента 80 переключения управления для осуществления управления с обратной связью величиной разрядного тока, исходя из падения Vi2 напряжения на шунтирующем резисторе 58, так, чтобы она стремилась к предписанной величине I2* тока разряда.
[0037] При этом линия Li передачи данных для зажигания, катушка 50 зажигания, свеча 28 зажигания, элемент 60 переключения зажигания, диод 62, управляющий переключающий элемент 80 и диод 82, показанные на фиг. 2, предусмотрены для каждого цилиндра, однако на фиг. 2 для наглядности показаны только в единичном числе. В этой связи в данном примере осуществления, что касается линии Lc передачи данных для управления формой импульса разряда, цепи 70 усиления, блока 84 управления усилением и блока 86 управления разрядом, один элемент служит для нескольких цилиндров. Далее, в зависимости от того, какому цилиндру соответствует сигнал Si зажигания, подаваемый на устройство 30 зажигания, блок 86 управления разрядом выбирает и приводит в действие соответствующий элемент 80 переключения управления. Кроме того, блок 84 управления усилением выполняет управление усилением, когда сигнал Si зажигания для любого цилиндра подается на устройство 30 зажигания.
[0038] При условии, что сигнал Si зажигания не подается, блок 86 управления разрядом устанавливает разрядный ток к предписанной величине I2* разрядного тока, в интервал времени после истечения нормативного времени от падающего фронта сигнала Si зажигания и до падающего фронта сигнала Sc управления формой импульса разряда. Далее, как показано на фиг. 3, блок 86 управления разрядом устанавливает переменную предписанную величину I2* разрядного тока, в зависимости от времени Td задержки момента подачи сигнала Sc управления формой импульса разряда на устройство 30 зажигания относительно момента зажигания, когда сигнал Si зажигания подается на устройство 30 зажигания. Таким образом, блок ЭБУ 40 может устанавливать переменную предписанную величину I2* разрядного тока, управляя временем Td задержки.
[0039] На фиг. 5 показана процедура управления зажиганием во втором режиме в соответствии с этим примером осуществления изобретения. С помощью блока ЭБУ 40 процесс периодически выполняется в заранее заданном цикле, например. В этой серии действий блок ЭБУ 40 сначала устанавливает предписанную величину I2* разрядного тока на основе числа оборотов NE (S10). При этом на основе таблицы соответствия, показанной на фиг. 6, предписанная величина I2* разрядного тока устанавливается равной тем большей величине, чем выше число оборотов NE. Это делается с учетом того факта, что воздушный поток в камере сгорания 24 становится быстрее, когда число оборотов NE становится выше. Когда воздушный поток становится быстрее, разрядный ток свечи 28 зажигания переносится воздушным потоком, и поэтому вероятно уменьшение воспламеняемости. Поэтому для предотвращения уменьшения воспламеняемости предписанная величина I2* разрядного тока устанавливается равной большей величине. При этом таблица соответствия представляет собой данные, которые задают предписанные величины I2* разрядного тока, отличные друг от друга, для соответствующих значений трех или более чисел оборотов NE. Данные таблицы соответствия заранее вводят в запоминающее устройство блока ЭБУ 40.
[0040] Далее блок ЭБУ 40 устанавливает время Td задержки (S12). При этом, как показано на фиг. 7, блок ЭБУ 40 устанавливает время Td задержки равным  значению, когда предписанная величина I2* разрядного тока становится больше. При этом таблица соответствия представляет собой данные, которые задают величины времени Td задержки, отличные друг от друга, для соответствующих значений трех или более предписанных величин I2* разрядного тока. Данные таблицы соответствия заранее вводят в запоминающее устройство блока ЭБУ 40.
[0041] Далее, блок ЭБУ 40 вычисляет интервал времени подачи питания на первичную обмотку 52, который представляет собой длительность интервала времени замыкания элемента 60 переключения зажигания, и вычисляет момент начала подачи питания на первичную обмотку 52, который представляет собой момент операции включения элемента 60 переключения зажигания (S14). Момент начала подачи питания и интервал времени подачи питания определяют момент начала разряда свечи 28 зажигания. Другими словами, момент начала подачи питания и интервал времени подачи питания задают распределение зажигания. Поэтому момент начала подачи питания и интервал времени подачи питания устанавливаются переменными на основе хорошо известного параметра, который задает распределение зажигания.
[0042] Затем блок ЭБУ 40 определяет, является ли текущее время моментом начала подачи питания на первичную обмотку 52, установленным на вышеупомянутом этапе S14 (S16). Далее блок ЭБУ 40 ожидает момента начала подачи питания (S16: НЕТ). В случае определения того, что текущее время является моментом начала подачи питания (S16: ДА), блок ЭБУ 40 подает сигнал Si зажигания в линию Li передачи данных для зажигания (S18). После подачи сигнала Si зажигания блок ЭБУ 40 ждет, пока истечет время Td задержки (S20: НЕТ). Далее, в случае определения того, что время Td задержки истекло (S20: ДА), блок ЭБУ 40 подает сигнал Sc управления формой импульса разряда в линию Lc передачи данных для управления формой импульса разряда (S22). Далее ЭБУ 40 определяет, является ли величина ΔNE увеличения числа оборотов NE от установленного на этапе S10 момента порогом величиной Δth или более (S24), при условии, что текущее время находится в интервале времени подачи сигнала Si зажигания. Процесс представляет собой процесс для определения того, увеличивается ли риск уменьшения воспламеняемости, в соответствии с предписанной величиной I2* разрядного тока, определенной из вышеупомянутого времени Td задержки, для сигнала Sc управления формой импульса разряда, подаваемого в текущее время.
[0043] В случае определения того, что величина ΔNE увеличения числа оборотов является порогом Δth или более (S24: ДА), блок ЭБУ 40 снова вычисляет время Td задержки (S26) при условии, что текущее время входит в интервал времени подачи сигнала Si зажигания, поскольку риск уменьшения воспламеняемости высок. При этом предписанная величина I2* разрядного тока может быть установлена, исходя из таблицы соответствия, показанной на фиг. 6, в зависимости от числа оборотов NE в текущее время, и время Td задержки может быть установлено, исходя из таблицы соответствия, показанной на фиг. 7, в зависимости от предписанной величины I2* разрядного тока. Однако, не ограничиваясь этим, число оборотов NE во время разряда свечи 28 зажигания можно спрогнозировать в зависимости от скорости изменения числа оборотов NE, и время Td задержки может быть установлено на основе прогнозируемой величины.
[0044] Далее блок ЭБУ 40 определяет, является ли время, прошедшее от момента подачи сигнала Si зажигания, меньшим, чем вновь установленное время Td задержки, другими словами, находится ли текущий момент до времени Td задержки (S28). Далее, в случае определения того, что текущий момент находится до времени Td задержки (S28: ДА), блок ЭБУ 40 устанавливает электрический потенциал линии Lc передачи данных для управления формой импульса разряда равным логическому уровню L путем разового прекращения подачи сигнала Sc управления формой импульса разряда при условии, что текущее время находится в интервале времени подачи сигнала Si зажигания. После этого, когда время Td задержки истекло, блок ЭБУ 40 устанавливает электрический потенциал линии Lc передачи данных для управления формой импульса разряда равным логическому уровню Н, подавая сигнал Sc управления формой импульса разряда (S30).
[0045] При этом, когда выполнение этапа S30 завершено или когда на этапе S24 или S28 сделано отрицательное определение, блок ЭБУ 40 завершает серию действий, показанную на фиг. 5. В то время как блок ЭБУ 40 выполняет вышеуказанные процессы, когда сигнал Sc управления формой импульса разряда подается дважды в интервале времени, в течение которого подается сигнал Si зажигания, устройство 30 зажигания обновляет время Td задержки, вычисленное в зависимости от момента, когда сигнал Sc управления формой импульса разряда подается в первый раз, на основе момента, когда сигнал Sc управления формой импульса разряда подается во второй раз. Далее устройство 30 зажигания устанавливает предписанную величину I2* разрядного тока в зависимости от обновленного времени Td задержки.
[0046] Здесь функционирование этого примера осуществления изобретения будет описано со ссылкой на фиг. 8. На фиг. 8 показаны изменение сигнала Si зажигания, изменение сигнала Sc управления формой импульса разряда, изменение числа оборотов NE и изменение предписанной величины I2* разрядного тока для формы импульса, которая распознается устройством 30 зажигания.
[0047] В примере, показанном на фиг. 8, в момент t1 времени блок ЭБУ 40 подает сигнал Sc управления формой импульса разряда одновременно с подачей сигнала Si зажигания. Таким образом, время Td задержки устанавливается равным нулю, и поэтому блок 86 управления разрядом устройства 30 зажигания устанавливает предписанную величину I2* разрядного тока равной минимальной величине. Однако, когда число оборотов NE повышается после подачи сигнала Sc управления формой импульса разряда, блок ЭБУ 40 в момент t2 времени прекращает подачу сигнала Sc управления формой импульса разряда первый раз. После этого в момент t3 времени блок ЭБУ 40 подает сигнал Sc управления формой импульса разряда снова. Таким образом, устройство 30 зажигания заменяет предписанную величину I2* разрядного тока на величину, определенную исходя из времени задержки момента t3 времени относительно момента t1 времени, который является моментом подачи сигнала Si зажигания.
[0048] При этом, когда число оборотов NE резко падает после подачи блоком ЭБУ 40 сигнала Sc управления формой импульса разряда, даже если ЭБУ 40 прекращает подачу сигнала Sc управления формой импульса разряда и подает сигнал Sc управления формой импульса разряда снова, трудно определить время Td задержки, определенное повторно, как величину, пригодную для числа оборотов NE после резкого падения. Однако в этом случае предписанная величина I2* разрядного тока устанавливается равной величине, которая больше необходимой, и поэтому воспламеняемость не уменьшается.
[0049] Кроме того, если блок ЭБУ 40 устанавливает время Td задержки равным меньшему времени, когда предписанная величина I2* разрядного тока становится больше, трудно заменить предписанную величину I2* разрядного тока, распознанную устройством 30 зажигания, на надлежащую величину, когда число оборотов NE резко возрастает после подачи блоком ЭБУ 40 сигнала Sc управления формой импульса разряда.
[0050] Для примера осуществления изобретения, описанного выше, достигаются следующие результаты. (1) Блок ЭБУ 40 устанавливает переменное время Td задержки момента подачи сигнала Sc управления формой импульса разряда на устройство 30 зажигания, относительно момента подачи сигнала Si зажигания на устройство 30 зажигания, и блок 86 управления разрядом управляет переменной величиной разрядного тока свечи 28 зажигания в зависимости от времени Td задержки. Таким образом, можно предотвратить увеличение числа линий передачи данных и при этом обеспечить управление предписанной величиной I2* разрядного тока, подаваемой из ЭБУ 40 на устройство 30 зажигания.
[0051] (2) Когда число оборотов NE двигателя 10 внутреннего сгорания высокое, время Td задержки устанавливается равным большему времени, чем время при низком числе оборотов NE двигателя 10 внутреннего сгорания. Таким образом, даже если число оборотов NE резко возрастает, блок 86 управления разрядом может установить фактический разрядный ток равным величине разрядного тока, соответствующей числу оборотов NE после резкого возрастания.
[0052] (3) Двигатель 10 внутреннего сгорания передает электродвижущую силу на ведущее колесо транспортного средства. В этом случае есть опасения, что число оборотов NE двигателя 10 внутреннего сгорания резко возрастет во время работы тормоза транспортного средства, движения по неровной дороге и пр. Поэтому особенно эффективно, что когда число оборотов NE двигателя 10 внутреннего сгорания высокое, время Td задержки устанавливается равным большему времени, чем время Td задержки при низком числе оборотов NE двигателя 10 внутреннего сгорания.
[0053] Другие примеры осуществления изобретения. Здесь по меньшей мере один из аспектов вышеописанного примера осуществления изобретения может быть модифицирован следующим образом. В дальнейшем есть части, в которых соответствующие отношения между аспектами, описанными в разделе «Сущность изобретения», и аспектами в вышеописанном примере осуществления изобретения проиллюстрированы ссылочными позициями и пр., однако это не обозначает ограничения вышеуказанных аспектов приведенными в качестве примеров соответствующими отношениями. В этой связи цепь, показанная на левой стороне фиг. 4А, соответствует первой петлеобразной цепи, при этом первая петлеобразная цепь включает в себя аккумулятор 44, первичную обмотку 52 и элемент 60 переключения зажигания. Кроме того, цепь, показанная на левой стороне фиг. 4С, соответствует второй петлеобразной цепи, при этом вторая петлеобразная цепь включает в себя аккумулятор 44, первичную обмотку 52 и цепь 70 усиления.
[0054] Предписанная величина разрядного тока. Изобретение не ограничивается конфигурацией, в которой переменная предписанная величина разрядного тока устанавливается только в зависимости от числа оборотов NE. Например, когда нагрузка большая, предписанная величина разрядного тока может быть установлена равной большей величине, чем величина разрядного тока при небольшой нагрузке. Это установка выполняется с учетом того факта, что воспламеняемость уменьшается, когда нагрузка становится больше, даже если число оборотов NE и разрядный ток остаются такими же. При этом в качестве параметра нагрузки может быть использован, например, объем всасываемого воздуха.
[0055] Время задержки. Изобретение не ограничивается конфигурацией, в которой при большом времени задержки задается большая величина тока, а при небольшом времени задержки может быть задана меньшая величина тока. Даже в этом случае момент прекращения управления разрядным током и величина разрядного тока задаются через единственную линию Lc передачи данных для управления формой импульса разряда, и таким образом можно уменьшить число линий передачи данных.
[0056] Сигнал управления формой импульса разряда. Сигнал управления формой импульса разряда не ограничивается импульсным сигналом с логическим уровнем Н и, например, может представлять собой импульсный сигнал с логическим уровнем L. В этом случае величину разрядного тока нужно только уточнить определением времени задержки падающего фронта сигнала Sc управления формой импульса разряда относительно момента подачи сигнала Si зажигания на устройство 30 зажигания.
[0057] Изобретение не ограничивается конфигурацией, в которой предписанная величина I2* разрядного тока меняется в три или более стадий в зависимости от времени Td задержки. Например, предписанная величина I2* разрядного тока может постоянно увеличиваться, когда время Td задержки становится длиннее. Кроме того, например, предписанная величина I2* разрядного тока может меняться в две стадии в зависимости от того, является ли время Td задержки пороговым или более него.
[0058] Сигнал зажигания. Сигнал зажигания не ограничивается импульсным сигналом с логическим уровнем Н и, например, может являться импульсным сигналом с логическим уровнем L.
Элемент переключения зажигания. Элемент 60 переключения зажигания может быть расположен между клеммой TRM1 и первичной обмоткой 52. В этом случае, даже если сигнал Si зажигания не подается, элемент 60 переключения зажигания размыкается и замыкается синхронно с операцией размыкания-замыкания элемента 80 переключения управления в интервале времени, в течение которого подается сигнал Sc управления формой импульса разряда. Кроме того, элемент переключения зажигания может быть образован МОП-полевым транзистором.
[0059] Цепь управления разрядом (70, 80-84). Элемент 80 переключения управления может быть заменен парой МОП-полевых транзисторов, в которых аноды или катоды корпусов диодов закорочены друг с другом, и диод 82 может быть удален. Кроме того, может быть использован БТИЗ.
[0060] В вышеописанном примере осуществления изобретения момент начала управления разрядным током представляет собой момент, когда истекло заданное время от падающего фронта сигнала Si зажигания, однако изобретение не ограничивается этим. Например, момент начала управления может являться моментом падающего фронта сигнала Si зажигания.
[0061] Изобретение не ограничивается конфигурацией, в которой цепь 70 усиления и аккумулятор 44 используются для приложения напряжения к первичной обмотке 52. Например, изобретение может включать в себя цепь, в которой аккумулятор 44 и первичная обмотка 52 могут быть соединены таким образом, что напряжение с полярностью, обратной полярности во время операции замыкания элемента 60 переключения зажигания, подается на первичную обмотку 52.
[0062] Изобретение не ограничивается конфигурацией, в которой первичная обмотка 52 запитывается для управления разрядным током свечи 28 зажигания. Например, в отличие от первичной обмотки 52, может запитываться третья обмотка, магнитным способом соединенная с вторичной обмоткой 54. В этом случае оба конца третьей обмотки изолируются в интервал времени, в течение которого выполняется операция замыкания элемента 60 переключения зажигания, и такое же запитывание, как при подаче питания на первичную обмотку 52 в вышеуказанных примерах осуществления изобретения, выполняется после операции размыкания элемента 60 переключения зажигания.
[0063] Блок управления разрядом. Изобретение не ограничивается конфигурацией выполнения управления с обратной связью для поддержания величины разрядного тока равной предписанной величине I2* разрядного тока и может иметь конфигурацию для выполнения управления размыкания цепи согласно предписанной величине I2* разрядного тока. Это может приводиться в действие с помощью установки переменного коэффициента времени для операции размыкания-замыкания элемента 80 переключения управления в зависимости от предписанной величины I2* разрядного тока.
[0064] Цепь усиления. Цепь усиления не ограничивается цепью усиления прерывистого действия и может представлять собой усилительную/компенсирующую цепь прерывистого действия. Это может реализовываться, например, путем замены диода 76 и элемента переключения усиления МОП-полевыми транзисторами. Далее, если дополнительно выполняются операции размыкания-замыкания пары МОП-полевых транзисторов, даже когда операции размыкания-замыкания продолжаются в первом режиме, в котором сигнал управления формой Sc разряда не подается, зарядное напряжение Vc конденсатора 78 ограничено величиной, определяемой коэффициентом времени, и поэтому предотвращается возникновение избыточного напряжения.
[0065] Устройство зажигания. Изобретение не ограничивается конфигурацией, в которой разряд свечи 28 зажигания не выполняется тогда, когда элемент 60 переключения зажигания находится в замкнутом состоянии. Например, в замкнутом состоянии элемента 60 переключения зажигания разряд может выполняться от одного электрода свечи 28 зажигания до другого электрода, и посредством операции размыкания элемента 60 переключения зажигания разряд может выполняться от вышеупомянутого другого электрода до одного электрода с помощью противоэлектродвижущей силы, генерируемой во вторичной обмотке 54. Даже в этом случае выбор предписанной величины разрядного тока в зависимости от вышеупомянутого времени Td задержки эффективен, когда величина разрядного тока управляется после начала разряда от другого электрода до одного электрода.
[0066] Когда выполняется управление разрядным током. Поскольку первый режим, в котором воздушно-топливное отношение богаче, чем таковое во втором режиме, в котором выполняется управление разрядным током, изобретение не ограничивается конфигурацией, в которой воздушно-топливное отношение устанавливается равным теоретическому воздушно-топливному отношению. Воздушно-топливное отношение может быть богаче либо может быть беднее. Если коротко, воздушно-топливному отношению нужно только быть богаче, чем во втором режиме.
[0067] Кроме того, изобретение не ограничивается конфигурацией, в которой управление разрядным током выполняется только в интервале времени, в котором воздушно-топливное отношение беднее. Например, во время высокого числа оборотов и высокой нагрузки может выполняться управление разрядным током, даже когда целевое воздушно-топливное отношение установлено равным самому богатому воздушно-топливному отношению.
[0068] Двигатель внутреннего сгорания. Двигатель внутреннего сгорания не ограничивается двигателем внутреннего сгорания, который сообщает движущую силу ведущему колесу транспортного средства, и может представлять собой двигатель внутреннего сгорания, установленный, например, в серийном гибридном транспортном средстве.