(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
中心電極と接地電極とサブ接地電極とを有し、前記中心電極と前記接地電極との間で気中放電を行い、前記中心電極と前記サブ接地電極との間でセミ沿面放電を行う点火プラグ  を備える火花点火式の内燃機関の制御装置であって、
前記点火プラグの放電電圧を検出する検出手段と、
前記点火プラグが容量放電から誘導放電へ移行するときの前記放電電圧の電圧勾配を演算する演算手段と、
前記電圧勾配が所定勾配よりも大きい場合に、セミ沿面放電が発生したことを判定する判定手段と、
を備えることを特徴とする内燃機関の制御装置。
【請求項２】
前記内燃機関の充填効率が所定効率よりも高い場合に、前記演算手段の実行を許可する許可手段を更に備えることを特徴とする請求項１記載の内燃機関の制御装置。
【請求項３】
前記判定手段は、
前記内燃機関の回転数および充填効率から決定される運転領域を特定する運転領域特定手段と、
前記運転領域特定手段により特定された運転領域において気中放電が発生した場合の電圧勾配を所定勾配として特定する所定勾配特定手段と、
を含むことを特徴とする請求項１または２記載の内燃機関の制御装置。
【請求項４】
前記セミ沿面放電の発生頻度を演算する発生頻度演算手段と、
前記発生頻度が所定頻度よりも高いか否かを判定する発生頻度判定手段と、
前記発生頻度が所定頻度よりも高いと判定された場合に、前記内燃機関の充填効率を低減する充填効率低減手段と、
を更に備えることを特徴とする請求項１乃至３の何れか１項記載の内燃機関の制御装置。
【請求項５】
前記充填効率低減手段を実行する場合に、前記内燃機関の出力が略一定に維持されるように、前記内燃機関の回転数を上昇させる回転数上昇手段を更に備えることを特徴とする請求項４記載の内燃機関の制御装置。
【請求項６】
前記充填効率が所定の保障充填効率よりも低い場合に、前記点火プラグの電極劣化を判定する電極劣化判定手段を更に備えることを特徴とする請求項４または５記載の内燃機関の制御装置。
【請求項７】
前記電極劣化判定手段は、前記点火プラグの電極劣化が判定された場合に警告を発する警告手段を含むことを特徴とする請求項６記載の内燃機関の制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、内燃機関の制御装置に係り、特に、セミ沿面放電が可能な点火プラグを備えた火花点火式の内燃機関の制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、例えば、特開２００５−５０７４６号公報には、軸状金属体である中心電極と、該中心電極と軸方向に対向する位置まで延びる気中電極（接地電極）と、該中心電極の外周側に設けられた２つの沿面接地電極（サブ接地電極）と、を備えたスパークプラグが開示されている。このスパークプラグは、中心電極−気中電極間で通常の気中放電を行い、中心電極−沿面接地電極間でセミ沿面放電を行う。セミ沿面放電は、カーボン等の汚損物質を焼き切ることができる反面、碍子の早期消耗や貫通破壊を誘発するおそれがある。上記従来の技術では、中心電極−気中電極間距離および中心電極−沿面接地電極間距離のバランスをとるように沿面接地電極の形状を最適化して、セミ沿面放電の発生を必要最小限に留めることとしている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００５−５０７４６号公報
【特許文献２】特開２００２−２６０８１６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、上記従来の技術では、点火プラグのハードウェア構成から、セミ沿面放電の発生条件を最適化しているに過ぎない。このため、内燃機関の運転状態によっては、くすぶりが発生していない場合でもセミ沿面放電が発生してしまうことも想定される。特に、内燃機関の過給域においては充填効率が高いため、くすぶりが発生していないときでもセミ沿面放電が発生してしまう可能性が高くなる。このため、セミ沿面放電の発生状況を正確に把握して、その状況に応じたセミ沿面放電の抑制策を講じることのできるシステムの構築が望まれていた。
【０００５】
本発明は、上述のような課題を解決するためになされたもので、セミ沿面放電が可能な点火プラグを備える内燃機関において、セミ沿面放電の発生状況を正確に把握して、不要なセミ沿面放電の発生を抑制することのできる内燃機関の制御装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
第１の発明は、上記の目的を達成するため、
中心電極と接地電極とサブ接地電極とを有し、前記中心電極と前記接地電極との間で気中放電を行い、前記中心電極と前記サブ接地電極との間でセミ沿面放電を行う点火プラグ  を備える火花点火式の内燃機関の制御装置であって、
前記点火プラグの放電電圧を検出する検出手段と、
前記点火プラグが容量放電から誘導放電へ移行するときの前記放電電圧の電圧勾配を演算する演算手段と、
前記電圧勾配が所定勾配よりも大きい場合に、セミ沿面放電が発生したことを判定する判定手段と、
を備えることを特徴とする。
【０００７】
第２の発明は、第１の発明において、
前記内燃機関の充填効率が所定効率よりも高い場合に、前記演算手段の実行を許可する許可手段を更に備えることを特徴とする。
【０００８】
第３の発明は、第１または第２の発明において、
前記判定手段は、
前記内燃機関の回転数および充填効率から決定される運転領域を特定する運転領域特定手段と、
前記運転領域特定手段により特定された運転領域において気中放電が発生した場合の電圧勾配を所定勾配として特定する所定勾配特定手段と、
を含むことを特徴とする。
【０００９】
第４の発明は、第１乃至第３の何れか１つの発明において、
前記セミ沿面放電の発生頻度を演算する発生頻度演算手段と、
前記発生頻度が所定頻度よりも高いか否かを判定する発生頻度判定手段と、
前記発生頻度が所定頻度よりも高いと判定された場合に、前記内燃機関の充填効率を低減する充填効率低減手段と、
を更に備えることを特徴とする。
【００１０】
第５の発明は、第４の発明において、
前記充填効率低減手段を実行する場合に、前記内燃機関の出力が略一定に維持されるように、前記内燃機関の回転数を上昇させる回転数上昇手段を更に備えることを特徴とする。
【００１１】
第６の発明は、第４または第５の発明において、
前記充填効率が所定の保障充填効率よりも低い場合に、前記点火プラグの電極劣化を判定する電極劣化判定手段を更に備えることを特徴とする。
【００１２】
第７の発明は、第６の発明において、
前記電極劣化判定手段は、前記点火プラグの電極劣化が判定された場合に警告を発する警告手段を含むことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１３】
第１の発明によれば、セミ沿面放電が発生すると、容量放電から誘導放電へ移行するときの放電電圧の電圧勾配が大きくなる。このため、本発明によれば、かかる電圧勾配が所定勾配よりも大きいか否かを判定することにより、セミ沿面放電の発生有無を精度よく判定することができる。
【００１４】
第２の発明によれば、内燃機関の充填効率が所定効率よりも高い場合に、セミ沿面放電の発生有無判定の実行が許可される。内燃機関の充填効率が高い場合には、くすぶりが発生していなくてもセミ沿面放電が発生する可能性が高い。このため、本発明によれば、くすぶりが発生していない場合に発生するセミ沿面放電を有効に検出することができる。
【００１５】
第３の発明によれば、内燃機関の運転領域が特定され、かかる運転領域において気中放電が発生した場合の電圧勾配が所定勾配として特定される。このため、本発明によれば、セミ沿面放電の発生と気中放電の発生とを正確に区別して検出することができる。
【００１６】
第４の発明によれば、セミ沿面放電の発生頻度が所定頻度よりも高い場合に、内燃機関の充填効率を低減するための制御が実行される。このため、本発明によれば、くすぶりが発生していないときに発生するセミ沿面放電を有効に抑制することができる。
【００１７】
第５の発明によれば、充填効率を低減する際に、内燃機関の出力が略一定に維持されるように、内燃機関の回転数が上昇される。このため、本発明によれば、出力を維持しつつ、セミ沿面放電の発生を有効に抑制することができる。
【００１８】
第６の発明によれば、電極が劣化により磨耗して、中心電極−接地電極間のギャップが広がると、セミ沿面放電の発生頻度が高くなる。このため、電極劣化が進行するほど、充填効率低減手段による充填効率の低減度合が大きくなる。このため、本発明によれば、充填効率が所定の保障充填効率よりも小さくなった場合に、点火プラグの電極が劣化したことを判定することができる。
【００１９】
第７の発明によれば、点火プラグの電極が劣化した場合に、有効に警告を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】本発明の実施の形態１のシステム構成を説明するための図である。
【図２】点火プラグ２６の先端部を示す拡大図である。
【図３】気中放電およびセミ沿面放電の放電電圧波形を示す図である。
【図４】図３において丸で囲まれた範囲の放電電圧波形を拡大して示す詳細図である。
【図５】電圧勾配の演算方法を説明するための図である。
【図６】気中放電の電圧勾配を規定するマップの一例を示す。
【図７】本発明の実施の形態１において実行されるルーチンのフローチャートである。
【図８】回転数Ｎｅおよび充填効率ＫＬに応じた出力曲線を示す図である。
【図９】本発明の実施の形態２において実行されるルーチンのフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
以下、図面に基づいてこの発明のいくつかの実施の形態について説明する。尚、各図において共通する要素には、同一の符号を付して重複する説明を省略する。また、以下の実施の形態によりこの発明が限定されるものではない。
【００２２】
実施の形態１．
［実施の形態１の構成］
図１は、本発明の実施の形態１のシステム構成を説明するための図である。図１に示すように、本実施形態のシステムは、内燃機関１０を備えている。内燃機関１０は、例えば車両の動力源として用いられる。本実施形態の内燃機関１０は、直列４気筒型であるものとするが、本発明における内燃機関の気筒数および気筒配置は特に限定されるものではない。図１には、内燃機関１０の一つの気筒の断面が示されている。
【００２３】
内燃機関１０には、吸気通路１２および排気通路１４が接続されている。吸気通路１２には、エアクリーナ１６が配置されている。また、エアクリーナ１６には、吸入された空気の流量を検出する流量計１８が設けられている。また、エアクリーナ１６の下流には、ターボ過給機２０のコンプレッサ、スロットル弁２２がそれぞれ配置されている。
【００２４】
内燃機関１０の排気通路１４には、上述したターボ過給機２０のタービンが配置されている。また、排気通路１４には、ターボ過給機２０をバイパスするバイパス通路（図示せず）が接続され、該バイパス通路には、ウエストゲートバルブ（ＷＧＶ）２４が配置されている。
【００２５】
内燃機関１０の各気筒には、点火プラグ２６が設けられている。点火プラグ２６の構造については詳細を後述する。また、本実施形態のシステムは、点火プラグ２６の放電電圧を検出するための放電電圧計測器２８を備えている。また、内燃機関１０の冷却通路３２には、該冷却通路３２内を流通する冷却水の温度を検出するための水温センサ３４が設けられている。
【００２６】
また、本実施形態のシステムは、ＥＣＵ（Electronic Control Unit）３０を備えている。ＥＣＵ３０の入力側には、クランク軸の回転速度を検出するためのクランク角センサ３６や、上述したセンサ類が電気的に接続されている。また、ＥＣＵ３０の出力側には、クランク軸に接続された変速機３８や、運転者に警告を発するための警告灯４０の他、上述したアクチュエータ類が電気的に接続されている。ＥＣＵ３０は、入力される各種情報に基づいて、アクチュエータ類を制御する。
【００２７】
[点火プラグの電極構造および放電動作]
次に、図２を参照して、本実施の形態の点火プラグ２６の電極構造について説明する。図２は、点火プラグ２６の先端部を示す拡大図である。図２に示すように、点火プラグ２６は、ハウジング２６１から軸方向に先端部が突出した絶縁碍子２６２を備えている。絶縁碍子２６２は、例えばアルミナ等のセラミックス材料より略円筒状に形成されている。絶縁碍子２６２の内周側には、棒状の中心電極２６３が設けられている。中心電極２６３は、基端側が図示しないターミナルに接続され、先端側が絶縁碍子２６２から軸方向に突出している。
【００２８】
中心電極２６３は、絶縁碍子２６２の先端側から突出する円柱状の先端部２６４を備えている。中心電極２６３の先端部２６４は、例えばイリジウム、ロジウム等を含む合金材料により形成され、ハウジング等と同軸に配置されている。
【００２９】
一方、ハウジング２６１の先端面には、後述の接地電極２６５を支持する電極支持部（図示せず）が設けられている。電極支持部は、ハウジング２６１の周方向において、後述するサブ接地電極２６６，２６７間の中間位置に配置され、基端側がハウジング２６１から軸方向に突出し、先端側が略Ｌ字状に屈曲してハウジング２６１の中心位置まで延びている。
【００３０】
そして、電極支持部の先端側には、中心電極２６３との間に火花放電を生じさせる接地電極２６５が固着されている。接地電極２６５は、例えばプラチナ、ニッケル等を含む合金材料により円柱状に形成され、電極支持部の先端側から中心電極２６３に向けて軸方向に突出している。そして、接地電極２６５の先端面は、軸方向の放電ギャップ（以下、「主放電ギャップ」と称する）を挟んで中心電極２６３の先端部２６４と対向している。
【００３１】
また、ハウジング２６１の先端面には、図２に示すように、２つのサブ接地電極２６６，２６７が設けられている。これらのサブ接地電極２６６，２６７は、中心電極２６３を挟んで直径方向の両側に配置され、基端側がハウジング２６１から軸方向に突出し、先端側が中心電極２６３に向けて略Ｌ字状（または円弧状）に屈曲している。
【００３２】
サブ接地電極２６６，２６７の先端側は、絶縁碍子２６２の先端部の近傍で中心電極２６３の先端部の外周面と対向している。この対向部位において、サブ接地電極２６６，２６７と中心電極２６３の先端部２６４との間には、径方向の放電ギャップ（以下、「サブ放電ギャップ」と称する）が設けられている。このサブ放電ギャップは、前述した主放電ギャップよりも大きな寸法に設定されている。そして、サブ接地電極２６６，２６７は、プラグのくすぶりが生じた場合に、絶縁碍子２６２の表面を介して中心電極２６３の先端部２６４との間にセミ沿面放電を発生させるものである。
【００３３】
このように構成される点火プラグ２６は、図１に示すとおり、内燃機関１０のシリンダヘッド等に取付けられ、プラグの先端部が燃焼室内に露出した状態で配置される。また、中心電極２６３は、ターミナル等を介して電源側に接続され、接地電極２６５およびサブ接地電極２６６，２６７は、ハウジング２６１等を介して内燃機関の本体に接地（ボディアース）される。そして、内燃機関１０の運転時において、プラグのくすぶりが生じていない場合には、中心電極２６３に高電圧が印加されると、該中心電極２６３の先端部２６４と接地電極２６５との間に気中放電が発生し、点火動作が実行される。この場合、中心電極２６３の先端部２６４とサブ接地電極２６６，２６７との間には、サブ放電ギャップに対応する十分な絶縁抵抗が存在しているので、サブ接地電極２６６，２６７に対する放電は生じない。
【００３４】
一方、プラグのくすぶりが発生した場合には、絶縁碍子２６２の表面にカーボン等の導電性物質が付着し、上述した絶縁抵抗が低下する。この結果、中心電極２６３の先端部２６４とサブ接地電極２６６，２６７との間には、絶縁碍子２６２の表面を介して放電（セミ沿面放電）が発生する。このセミ沿面放電により、絶縁碍子２６２の付着物を焼き切ることができ、プラグの自己清浄機能が実現される。
【００３５】
［本実施の形態１の特徴的動作］
次に、図３乃至図６を参照して本実施の形態１の特徴的動作について説明する。上述したとおり、内燃機関１０にくすぶりが発生した場合には、付着したカーボンを点火プラグ２６によるセミ沿面放電によって焼き切ることができる。しかしながら、その一方で、セミ沿面放電が局所的に集中すると、絶縁碍子２６２の表面が損傷して碍子割れ（チャネリング）を引き起こすおそれがある。特に、高圧縮比型の内燃機関や過給機を備えた内燃機関では、くすぶりが発生していない場合でも、セミ沿面放電が発生してしまう場合があり、上述した問題が生じ易い。
【００３６】
そこで、本実施の形態１のシステムでは、くすぶりが発生していないときのセミ沿面放電の発生を検出し、該セミ沿面放電の発生を抑制するための制御を実行することとする。図３は、気中放電およびセミ沿面放電の放電電圧波形を示す図である。また、図４は、図３において丸で囲まれた範囲の放電電圧波形を拡大して示す詳細図である。これらの図に示すとおり、火花放電は、容量放電による大電流が短時間放電した後に、誘導電流による比較的小電流が長時間放電する。
【００３７】
ここで、容量放電から誘導放電へ移行する際の電圧波形に着目すると、図４に示すとおり、セミ沿面放電の電圧勾配が、気中放電のそれよりも大きくなっている。そこで、本実施の形態では、この電圧勾配の差異に基づいて、セミ沿面放電の発生有無を検出することとする。
【００３８】
より具体的には、先ず、点火プラグ２６の放電電圧を、放電電圧計測器２８を用いて検出する。そして、検出された放電電圧の電圧波形から、容量放電の終了から誘導放電へ移行する際の電圧勾配gradＶを演算する。図５は、電圧勾配の演算方法を説明するための図である。この図に示すとおり、先ず、検出された放電電圧波形から、容量放電終了後において電圧勾配が小さくなる点を２点特定する。次に、この２点の電圧Ｖおよび時間ｔを読み込み、次式（１）を用いて電圧勾配gradＶを演算する。
gradＶ＝｜（Ｖ２−Ｖ１）／（ｔ２−ｔ１）｜  ・・・（１）
【００３９】
ここで、気中放電が発生したときの電圧勾配は、内燃機関の運転領域によって異なる。そこで、本実施の形態では、気中放電が発生する最大の電圧勾配をＥＣＵ３０にマップとして記憶しておくこととする。図６は、気中放電の電圧勾配を規定するマップの一例を示す。この図に示すマップでは、内燃機関１０の充填効率ＫＬと回転数Ｎｅとに応じた気中放電の電圧勾配の最大値が記憶されている。したがって、現在の運転領域に対応する電圧勾配を特定し、演算された電圧勾配gradＶと比較することにより、セミ沿面放電の発生有無を精度よく検出することができる。
【００４０】
［実施の形態１の具体的処理］
次に、図７を参照して、本実施の形態の具体的処理について説明する。図７は、上述したセミ沿面放電の検出を実現するために本実施形態においてＥＣＵ３０が実行するルーチンのフローチャートである。図７に示すルーチンでは、先ず、水温センサ３４によって検出された冷却水温が読み込まれる（ステップ１００）。次に、内燃機関１０の暖機が終了した状態か否かが判定される（ステップ１０２）。ここでは、具体的には、上記ステップ１００において読み込まれた冷却水温が、所定の暖機終了温度に達しているか否かが判定される。その結果、内燃機関１０の暖機が終了していないと判定された場合には、上記ステップ１００の処理から本ルーチンが再度実行される。
【００４１】
一方、上記ステップ１０２において、内燃機関１０の暖機が終了したと判定された場合には、次のステップに移行し、内燃機関１０の充填効率ＫＬが、所定の充填効率ＫＬ＊以上か否かが判定される（ステップ１０４）。ここでは、具体的には、流量計１８およびクランク角センサ３６の検出信号に基づいて、内燃機関１０の充填効率ＫＬが演算される。充填効率ＫＬ＊は、セミ沿面放電が発生する充填効率として、点火プラグ２６の電極形状に基づいて予め設定された値が読み込まれる。その結果、ＫＬ≧ＫＬ＊の成立が認められない場合には、セミ沿面放電が発生する運転領域ではないと判断されて、本ステップ１０４が再度実行される。
【００４２】
一方上記ステップ１０４において、ＫＬ≧ＫＬ＊の成立が認められた場合には、セミ沿面放電が発生する運転領域であると判断されて、次のステップに移行し、放電電圧計測器２８の検出信号から放電電圧が読み込まれる（ステップ１０６）。
【００４３】
次に、容量放電から誘導放電へ移行する際の電圧勾配gradＶが演算される（ステップ１０８）。ここでは、具体的には、上記ステップ１０６において読み込まれた放電電圧波形から、容量放電終了後において電圧勾配が小さくなる点が２点特定され、この２点の電圧Ｖ１，Ｖ２および時間ｔ１，ｔ２が読み込まれる。次に、上式（１）に上記電圧Ｖ１，Ｖ２および時間ｔ１，ｔ２を代入することにより、電圧勾配gradＶが演算される。
【００４４】
次に、電圧勾配の学習値gradＶ’が読み込まれる（ステップ１１０）。学習値gradＶ’は、気中放電が発生した場合の電圧勾配の最大値であって、図６に示すように、充填効率ＫＬおよび回転数Ｎｅのマップに記憶されている。ここでは、具体的には、内燃機関１０の充填効率ＫＬと回転数Ｎｅに対応する電圧勾配の学習値gradＶ’が、かかるマップから特定される。
【００４５】
次に、電圧勾配gradＶが学習値gradＶ’よりも大きいか否かが判定される（ステップ１１２）。ここでは、具体的には、上記ステップ１０８において演算された電圧勾配gradＶと上記ステップ１１０において特定された学習値gradＶ’との大きさが比較される。その結果、電圧勾配gradＶ＞学習値gradＶ’の成立が認められない場合には、気中放電が発生したと判断されて、上記ステップ１０４から本ルーチンが再度実行される。
【００４６】
一方、上記ステップ１１２において、電圧勾配gradＶ＞学習値gradＶ’の成立が認められた場合には、セミ沿面放電が発生したと判断されて、本ルーチンは終了される。
【００４７】
以上説明したとおり、本実施の形態１のシステムによれば、容量放電終了後の電圧勾配gradＶに基づいて、くすぶりが発生していない運転領域でのセミ沿面放電の発生を精度よく検出することができる。
【００４８】
ところで、上述した実施の形態１においては、電圧勾配が小さくなる２点間の放電電圧勾配に基づいて、gradＶを演算することとしているが、gradＶの演算方法はこれに限られない。すなわち、容量放電終了から誘導放電へ移行するときの放電電圧勾配を演算できるのであれば、他の複数の点から電圧勾配を演算することとしてもよい。
【００４９】
尚、上述した実施の形態１においては、放電電圧計測器２８が前記第１の発明における「検出手段」に、gradＶが前記第１の発明における「電圧勾配」に、gradＶ’が前記第１の発明における「所定勾配」に、それぞれ相当している。また、ＥＣＵ３０が、上記ステップ１０８の処理を実行することにより、前記第１の発明における「演算手段」が、上記ステップ１１２の処理を実行することにより、前記第１の発明における「判定手段」が、それぞれ実現されている。
【００５０】
また、上述した実施の形態１においては、ＫＬ＊が前記第２の発明における「所定効率」に、相当しているとともに、ＥＣＵ３０が、上記ステップ１０４の処理を実行することにより、前記第２の発明における「許可手段」が実現されている。
【００５１】
また、上述した実施の形態１においては、ＥＣＵ３０が、上記ステップ１１０の処理を実行することにより、前記第３の発明における「所定勾配特定手段」が実現されている。
【００５２】
実施の形態２．
［実施の形態２の特徴］
次に、図８および図９を参照して、本発明の実施の形態２について説明する。本実施の形態のシステムは、図１に示すハードウェア構成を用いて、ＥＣＵ３０に後述する図９に示すルーチンを実行させることにより実現することができる。
【００５３】
上述した実施の形態１では、容量放電終了後の放電電圧勾配gradＶに基づいて、くすぶりが発生していない運転領域でのセミ沿面放電の発生を検出する方法について説明した。本実施の形態２では、くすぶりが発生していない運転領域でのセミ沿面放電の発生が検出された場合に、該セミ沿面放電の発生を抑制するための処理を実施することとする。
【００５４】
より具体的には、先ず、セミ沿面放電の発生頻度を演算し、かかる頻度が所定頻度を超える場合に、充填効率ＫＬを最大充填効率ＫＬｍａｘまで低減させることとする。最大充填効率ＫＬｍａｘは、現在の充填効率ＫＬよりも低い値であって、運転可能な範囲内でその都度更新された値が用いられる。充填効率ＫＬを低減させる手段としては、例えば、スロットル弁２２の開度を小さくする、或いは、ＷＧＶ２４の開度を大きくする等が考えられる。このような処理を繰り返し実行することで、セミ沿面放電の発生頻度を、所定頻度以下に抑制することができる。
【００５５】
尚、上記充填効率ＫＬを低減させる際には、等出力を維持して充填効率ＫＬを低減させることが好ましい。図８は、回転数Ｎｅおよび充填効率ＫＬに応じた出力曲線を示す図である。この図に示すとおり、充填効率ＫＬを最大充填効率ＫＬｍａｘまで低減させる際には、等出力が維持されるように回転数Ｎｅを増加させつつ充填効率ＫＬを低減させることが好ましい。回転数Ｎｅを増加させる方法としては、変速機３８を制御して、目標とする出力に対応する回転数まで増加させること等が考えられる。これにより、所望の出力を維持しつつ充填効率ＫＬを最大充填効率ＫＬｍａｘまで低減させることができる。
【００５６】
また、点火プラグ２６の中心電極２６３や接地電極２６５の磨耗が進行すると、主放電ギャップが徐々に拡大してしまう。主放電ギャップが拡大するほど絶縁抵抗が大きくなるため、セミ沿面放電の発生頻度が増加してしまう。つまり、上述した充填効率ＫＬの低減制御を実行している場合には、プラグ電極の磨耗度合が進行するほど、最大充填効率ＫＬｍａｘが低下するため、充填効率ＫＬが低い値に制御されることとなる。
【００５７】
そこで、本実施の形態では、点火プラグ２６の電極磨耗限界に対応する充填効率を保障充填効率ＫＬ’として設定し、充填効率ＫＬが該保障充填効率ＫＬ’よりも小さくなった場合に、警告灯４０を点灯させる等の方法により点火プラグ２６の異常を通知することとする。これにより、プラグハードの異常を早期に発見することができるので、チャネリングが発生する前に点火プラグ２６の点検・交換を行う機会を得ることができる。
【００５８】
［実施の形態２の具体的処理］
次に、図９を参照して、本実施の形態２の具体的処理について説明する。図９は、上述したセミ沿面放電の抑制制御を実現するために本実施形態においてＥＣＵ３０が実行するルーチンのフローチャートである。先ず、図９に示すルーチンのステップ２００〜２１２では、上記ステップ１００〜１１２と同様の処理が実行される。次に、上記ステップ２１２における判定結果の履歴に基づいて、セミ沿面放電の頻度ｆが演算される（ステップ２１４）。次に、頻度ｆが所定頻度（例えば３０％）よりも高いか否かが判定される（ステップ２１６）。その結果、頻度ｆ＞所定頻度の成立が認められない場合には、頻度ｆが許容範囲内であると判断されて、上記ステップ２０４へ移行し、本ルーチンが再度実行される。
【００５９】
一方、上記ステップ２１６において、頻度ｆ＞所定頻度の成立が認められた場合には、頻度ｆが許容範囲を超えていると判断されて、次のステップへ移行し、現在の充填効率ＫＬが保障充填効率ＫＬ’以上か否かが判定される（ステップ２１８）。保障充填効率ＫＬ’は、点火プラグ２６の電極の磨耗限界に対応する充填効率として設定された値がマップから読み込まれる。その結果、充填効率ＫＬ≧保障充填効率ＫＬ’の成立が認められない場合には、点火プラグ２６の電極が磨耗限界に達していると判断されて、次のステップに移行し、点火プラグ２６の異常を通知するための出力として、警告灯４０が点灯される（ステップ２２０）。
【００６０】
一方、上記ステップ２１８において、充填効率ＫＬ≧保障充填効率ＫＬ’の成立が認められた場合には、点火プラグ２６の電極が磨耗限界に達していないと判断されて、次のステップに移行し、最大充填効率ＫＬｍａｘが更新される（ステップ２２２）。ここでは、具体的には、ＫＬｍａｘは、運転可能なエンジン負荷の範囲であり、且つ現在の充填効率ＫＬよりも低い値に更新される。
【００６１】
次に、充填効率低減処理が実施される（ステップ２２４）。ここでは、具体的には、充填効率ＫＬが、上記ステップ２２２において更新された最大充填効率ＫＬｍａｘまで低減される。ここでは、具体的には、スロットル弁２２の開度を所定の小開度に制御する処理や、ＷＧＶ２４の開度を所定の大開度に制御する処理が実行される。次に、変速機制御が実行される（ステップ２２６）。ここでは、具体的には、上記ステップ２２４の処理の際に内燃機関１０の出力が所定の出力で維持されるように、変速機３８により内燃機関１０の回転数を増加する処理が実行される。
【００６２】
以上説明したとおり、本実施の形態２のシステムによれば、くすぶりが発生していない場合のセミ沿面放電の発生頻度が高い場合に、充填効率ＫＬを低減させる処理が実行される。これにより、発生頻度を所定頻度まで低減させることができるので、絶縁碍子２６２の破損を抑制してチャネリングの発生を有効に抑制することができる。
【００６３】
また、本実施の形態２のシステムによれば、充填効率ＫＬが保障充填効率ＫＬ’を下回った場合に点火プラグ２６の電極磨耗による経年劣化が判定・通知される。これにより、該点火プラグ２６にチャネリングが発生する前に点検・交換を行う機会を得ることができる。
【００６４】
尚、上述した実施の形態２においては、放電電圧計測器２８が前記第１の発明における「検出手段」に、gradＶが前記第１の発明における「電圧勾配」に、gradＶ’が前記第１の発明における「所定勾配」に、それぞれ相当している。また、ＥＣＵ３０が、上記ステップ２０８の処理を実行することにより、前記第１の発明における「演算手段」が、上記ステップ２１２の処理を実行することにより、前記第１の発明における「判定手段」が、それぞれ実現されている。
【００６５】
また、上述した実施の形態２においては、ＫＬ＊が前記第２の発明における「所定効率」に、相当しているとともに、ＥＣＵ３０が、上記ステップ２０４の処理を実行することにより、前記第２の発明における「許可手段」が実現されている。
【００６６】
また、上述した実施の形態２においては、ＥＣＵ３０が、上記ステップ２１０の処理を実行することにより、前記第３の発明における「所定勾配特定手段」が実現されている。
【００６７】
また、上述した実施の形態２においては、ＥＣＵ３０が、上記ステップ２１４の処理を実行することにより、前記第４の発明における「発生頻度演算手段」が、上記ステップ２１６の処理を実行することにより、前記第４の発明における「発生頻度判定手段」が、上記ステップ２２４の処理を実行することにより、前記第４の発明における「充填効率低減手段」が、それぞれ実現されている。
【００６８】
また、上述した実施の形態２においては、ＥＣＵ３０が、上記ステップ２２６の処理を実行することにより、前記第５の発明における「回転数上昇手段」が実現されている。
【００６９】
また、上述した実施の形態２においては、ＫＬ’が前記第６の発明における「保障充填効率」に相当しているとともに、ＥＣＵ３０が、上記ステップ２１８の処理を実行することにより、前記第６の発明における「電極劣化判定手段」が実現されている。
【００７０】
また、上述した実施の形態２においては、ＥＣＵ３０が、上記ステップ２２０の処理を実行することにより、前記第７の発明における「警告手段」が実現されている。
【符号の説明】
【００７１】
１０  内燃機関
１２  吸気通路
１４  排気通路
１６  エアクリーナ
１８  流量計
２０  ターボ過給機
２２  スロットル弁
２４  ウエストゲートバルブ（ＷＧＶ）
２６  点火プラグ
２６１  ハウジング
２６２  絶縁碍子
２６３  中心電極
２６４  先端部
２６５  接地電極
２６６，２６７        サブ接地電極
２８  放電電圧計測器
３０  ＥＣＵ（Electronic Control Unit）
３２  冷却通路
３４  水温センサ
３６  クランク角センサ
３８  変速機
４０  警告灯
【図１】
0005443198.tif 000002
【図２】
0005443198.tif 000003
【図３】
0005443198.tif 000004
【図４】
0005443198.tif 000005
【図５】
0005443198.tif 000006
【図６】
0005443198.tif 000007
【図７】
0005443198.tif 000008
【図８】
0005443198.tif 000009
【図９】
0005443198.tif 000010