(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
内燃機関の回転に伴ってイグニッションコイルに誘起されるパルス信号に基づき、前記内燃機関に備えられた点火プラグに供給される電圧を前記イグニッションコイルに発生させる点火制御装置であって、
前記イグニッションコイルを通電し開放するためのスイッチ素子と、
前記パルス信号の第１パルスに応答して前記イグニッションコイルの開放のタイミングを取得し、前記第１パルスに続く第２パルスに応答して前記イグニッションコイルを通電させると共に前記第１パルスに応答して取得した前記開放のタイミングに基づいて前記イグニッションコイルを開放させるように前記スイッチ素子を制御する制御部と、
を少なくとも含む点火制御装置。
【請求項２】
前記制御部は、
前記イグニッションコイルの通電のタイミングと開放のタイミングとが逆転しているか否かを判定し、前記判定の結果が否定的である場合、前記第１パルスに応答して取得した前記開放のタイミングに基づいて前記イグニッションコイルを開放させ、前記判定の結果が肯定的である場合、所定のタイミングに基づいて前記イグニッションコイルを開放させるように、前記スイッチ素子を制御する、請求項１に記載の点火制御装置。
【請求項３】
前記制御部は、
前記イグニッションコイルの開放のタイミングが前記通電のタイミングよりも遅い場合、前記イグニッションコイルの開放のタイミングと通電のタイミングとが逆転していない旨の判定を行い、前記イグニッションコイルの開放のタイミングが前記通電のタイミングよりも早い場合、前記イグニッションコイルの開放のタイミングと通電のタイミングとが逆転している旨の判定を行う、請求項２に記載の点火制御装置。
【請求項４】
前記制御部は、
前記イグニッションコイルの開放のタイミングが、前記イグニッションコイルの通電の開始を制御するための処理期間内にある場合、前記イグニッションコイルの開放のタイミングが前記通電のタイミングと競合すると判定する、請求項３に記載の点火制御装置。
【請求項５】
前記制御部は、前記イグニッションコイルの開放のタイミングが前記通電のタイミングと競合すると判定した場合、前記第２パルスの後縁以降のタイミングを前記所定のタイミングとして前記イグニッションコイルを開放させるように前記スイッチ素子を制御する、請求項４に記載の点火制御装置。
【請求項６】
内燃機関の回転に伴ってイグニッションコイルに誘起されるパルス信号に基づき、前記内燃機関に備えられた点火プラグに供給される電圧を前記イグニッションコイルに発生させる点火制御装置であって、
前記イグニッションコイルに誘起されるパルス信号から当該点火制御装置の動作に必要とされる電源電圧を生成する電源生成部と、
前記イグニッションコイルに誘起される前記パルス信号から第１極性の第１パルスを検出する第１極性パルス信号検出部と、
前記イグニッションコイルに誘起される前記パルス信号から前記第１パルスに続く第２極性の第２パルスを検出する第２極性パルス信号検出部と、
前記イグニッションコイルを通電し開放するためのスイッチ素子と、
前記第１パルスに応答して前記内燃機関の回転速度を取得し、前記内燃機関の回転速度が所定値以上であるか否かを判定し、前記回転速度が所定値以上である場合、前記イグニッションコイルの開放のタイミングを取得し、前記第１パルスに続く第２パルスに応答して前記イグニッションコイルを通電させると共に前記第１パルスに応答して取得した前記開放のタイミングに基づいて前記イグニッションコイルを開放させるように前記スイッチ素子を制御するための点火制御信号を出力する制御部と、
前記点火制御信号に基づいて前記スイッチ素子を駆動する駆動部と、
を少なくとも含む点火制御装置。
【請求項７】
前記制御部は、
前記第１極性パルス信号検出部により生成された前記第１パルスに基づいて前記内燃機関の回転速度を取得する回転速度取得部と、
前記回転速度取得部により取得された前記内燃機関の回転速度が前記所定値以上であるか否かを判定する回転速度判定部と、
前記回転速度判定部の判定結果が肯定的である場合、前記第１パルスに基づいて前記イグニッションコイルの開放のタイミングを取得して出力する点火タイミング取得部と、
前記第２パルスに応答して、前記イグニッションコイルの通電のタイミングと開放のタイミングとが逆転しているか否かを判定する状態判定部と、
前記第２パルスに応答して前記イグニッションコイルの通電を開始させ、前記点火タイミング取得部から出力されたタイミングに基づいて前記イグニッションコイルの通電を停止させるように、前記点火制御信号を生成する点火制御信号生成部と、
を備え、
前記点火タイミング取得部は、
前記状態判定部の判定結果が否定的である場合、前記第１パルスに基づいて取得した前記開放のタイミングを維持して出力し、前記状態判定部の判定結果が肯定的である場合、前記第１パルスに基づいて取得した前記開放のタイミングに代えて所定のタイミングを取得して出力し、
前記点火制御信号生成部は、
前記状態判定部による判定の前に前記開放のタイミングが到来した場合には前記開放のタイミングで前記イグニッションコイルの通電を開始させるように前記点火制御信号を生成する、請求項６に記載の点火制御装置。
【請求項８】
前記制御部は、
前記内燃機関の回転速度が前記所定値未満である場合、前記第２パルスに応答して前記イグニッションコイルを通電させ開放させるように前記スイッチ素子を制御する、請求項６または７に記載の点火制御装置。
【請求項９】
内燃機関の回転に伴ってイグニッションコイルに誘起されるパルス信号に基づき、前記内燃機関に備えられた点火プラグに供給される電圧を前記イグニッションコイルに発生させる点火制御方法であって、
前記パルス信号の第１パルスに応答して前記イグニッションコイルの開放のタイミングを取得し、前記第１パルスに続く第２パルスに応答して前記イグニッションコイルを通電させると共に前記第１パルスに応答して取得した前記開放のタイミングに基づいて前記イグニッションコイルを開放させる制御段階を少なくとも含む点火制御方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、内燃機関の点火制御装置および点火制御方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
単発の内燃機関の誘導放電型点火制御装置の一種として、所謂トランジスタ・マグネト方式の点火制御装置が知られている（特許文献１）。この種の点火制御装置は、内燃機関の回転に伴ってイグニッションコイルにより発電される電力を電源として動作し、前記イグニッションコイルが発生させるパルス信号に基づいて前記イグニッションコイルの通電の開始と停止（開放）を制御する。そして、前記イグニッションコイルの通電が停止されたときに発生する高電圧を点火プラグに印加して放電を発生させることにより、内燃機関のシリンダー内に導入された燃料混合気に点火させる。この種の点火制御装置は、コンデンサ、ツェナーダイオード、トランジスタ等の回路素子から構成され、所望の点火タイミングが得られるように各回路定数が予め設定されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】２００５−３０７７６１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上述の従来技術によれば、点火タイミングを定める回路定数は固定されているため、内燃機関の回転速度が変化すると、適正な点火タイミングが得られなくなるおそれがある。特に、内燃機関の回転速度が高速になる程、各回転周期において、イグニッションコイルの通電の開始と停止の各制御動作を内燃機関の回転速度に追従させることが困難になり、適正な点火タイミングを得ることが困難になる。【０００５】
本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、内燃機関の回転速度が変化しても、点火動作を安定化させることができる点火制御装置および点火制御方法を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の一態様によれば、内燃機関の回転に伴ってイグニッションコイルに誘起されるパルス信号に基づき、前記内燃機関に備えられた点火プラグに供給される電圧を前記イグニッションコイルに発生させる点火制御装置であって、前記イグニッションコイルを通電し開放するためのスイッチ素子と、前記パルス信号の第１パルスに応答して前記イグニッションコイルの開放のタイミングを取得し、前記第１パルスに続く第２パルスに応答して前記イグニッションコイルを通電させると共に前記第１パルスに応答して取得した前記開放のタイミングに基づいて前記イグニッションコイルを開放させるように前記スイッチ素子を制御する制御部と、を少なくとも含む点火制御装置を提案している。【０００７】
本発明の一態様によれば、例えば、前記制御部は、前記イグニッションコイルの通電のタイミングと開放のタイミングとが逆転しているか否かを判定し、前記判定の結果が否定的である場合、前記第１パルスに応答して取得した前記開放のタイミングに基づいて前記イグニッションコイルを開放させ、前記判定の結果が肯定的である場合、所定のタイミングに基づいて前記イグニッションコイルを開放させるように、前記スイッチ素子を制御する。【０００８】
本発明の一態様によれば、例えば、前記制御部は、前記イグニッションコイルの開放のタイミングが前記通電のタイミングよりも遅い場合、前記イグニッションコイルの開放のタイミングと通電のタイミングとが逆転していない旨の判定を行い、前記イグニッションコイルの開放のタイミングが前記通電のタイミングよりも早い場合、前記イグニッションコイルの開放のタイミングと通電のタイミングとが逆転している旨の判定を行う。【０００９】
本発明の一態様によれば、例えば、前記制御部は、前記イグニッションコイルの開放のタイミングが、前記イグニッションコイルの通電の開始を制御するための処理期間内にある場合、前記イグニッションコイルの開放のタイミングが前記通電のタイミングと競合すると判定する。【００１０】
本発明の一態様によれば、例えば、前記制御部は、前記イグニッションコイルの開放のタイミングが前記通電のタイミングと競合すると判定した場合、前記第２パルスの後縁以降のタイミングを前記所定のタイミングとして前記イグニッションコイルを開放させるように前記スイッチ素子を制御する。【００１１】
本発明の一態様によれば、内燃機関の回転に伴ってイグニッションコイルに誘起されるパルス信号に基づき、前記内燃機関に備えられた点火プラグに供給される電圧を前記イグニッションコイルに発生させる点火制御装置であって、前記イグニッションコイルに誘起されるパルス信号から当該点火制御装置の動作に必要とされる電源電圧を生成する電源生成部と、前記イグニッションコイルに誘起される前記パルス信号から第１極性の第１パルスを検出する第１極性パルス信号検出部と、前記イグニッションコイルに誘起される前記パルス信号から前記第１パルスに続く第２極性の第２パルスを検出する第２極性パルス信号検出部と、前記イグニッションコイルを通電し開放するためのスイッチ素子と、前記第１パルスに応答して前記内燃機関の回転速度を取得し、前記内燃機関の回転速度が所定値以上であるか否かを判定し、前記回転速度が所定値以上である場合、前記イグニッションコイルの開放のタイミングを取得し、前記第１パルスに続く第２パルスに応答して前記イグニッションコイルを通電させると共に前記第１パルスに応答して取得した前記開放のタイミングに基づいて前記イグニッションコイルを開放させるように前記スイッチ素子を制御するための点火制御信号を出力する制御部と、前記点火制御信号に基づいて前記スイッチ素子を駆動する駆動部と、を少なくとも含む点火制御装置を提案している。【００１２】
本発明の一態様によれば、例えば、前記制御部は、前記第１極性パルス信号検出部により生成された前記第１パルスに基づいて前記内燃機関の回転速度を取得する回転速度取得部と、前記回転速度取得部により取得された前記内燃機関の回転速度が前記所定値以上であるか否かを判定する回転速度判定部と、前記回転速度判定部の判定結果が肯定的である場合、前記第１パルスに基づいて前記イグニッションコイルの開放のタイミングを取得して出力する点火タイミング取得部と、前記第２パルスに応答して、前記イグニッションコイルの通電のタイミングと開放のタイミングとが逆転しているか否かを判定する状態判定部と、前記第２パルスに応答して前記イグニッションコイルの通電を開始させ、前記点火タイミング取得部から出力されたタイミングに基づいて前記イグニッションコイルの通電を停止させるように、前記点火制御信号を生成する点火制御信号生成部と、を備え、前記点火タイミング取得部は、前記状態判定部の判定結果が否定的である場合、前記第１パルスに基づいて取得した前記開放のタイミングを維持して出力し、前記状態判定部の判定結果が肯定的である場合、前記第１パルスに基づいて取得した前記開放のタイミングに代えて所定のタイミングを取得して出力し、前記点火制御信号生成部は、前記状態判定部による判定の前に前記開放のタイミングが到来した場合には前記開放のタイミングで前記イグニッションコイルの通電を開始させるように前記点火制御信号を生成する。【００１３】
本発明の一態様によれば、例えば、前記制御部は、前記内燃機関の回転速度が前記所定値未満である場合、前記第２パルスに応答して前記イグニッションコイルを通電させ開放させるように前記スイッチ素子を制御する。【００１４】
本発明の一態様によれば、内燃機関の回転に伴ってイグニッションコイルに誘起されるパルス信号に基づき、前記内燃機関に備えられた点火プラグに供給される電圧を前記イグニッションコイルに発生させる点火制御方法であって、前記パルス信号の第１パルスに応答して前記イグニッションコイルの開放のタイミングを取得し、前記第１パルスに続く第２パルスに応答して前記イグニッションコイルを通電させると共に前記第１パルスに応答して取得した前記開放のタイミングに基づいて前記イグニッションコイルを開放させる制御段階を少なくとも含む点火制御方法を提案している。
【発明の効果】
【００１５】
本発明の一態様によれば、イグニッションコイルの点火動作を安定化させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本発明の実施形態による点火制御装置の構成の一例を概略的に示すブロック図である。
【図２】本発明の実施形態による点火制御装置が備える制御部の構成の一例を概略的に示すブロック図である。
【図３】本発明の実施形態による点火制御装置の動作（第１処理）の流れを示すフローチャートである。
【図４】本発明の実施形態による点火制御装置の動作（第２処理）の流れを示すフローチャートである。
【図５】本発明の実施形態による点火制御装置の動作（高速回転時の動作）を説明するためのタイミングチャートである。
【図６】本発明の実施形態による点火制御装置の動作（高速回転でタイミングが逆転した場合の動作）を説明するためのタイミングチャートである。
【図７】本発明の実施形態による点火制御装置の動作（高速回転でタイミングが競合した場合の動作）を説明するためのタイミングチャートである。
【図８】本発明の実施形態による点火制御装置の動作（低速回転時の動作）を説明するためのタイミングチャートである。
【図９】本発明の実施形態による点火制御装置が備える状態判定部の動作を補足説明するための図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
[構成の説明]
図１は、本発明の実施形態による点火制御装置１００の構成の一例を概略的に示すブロック図である。点火制御装置１００は、図示しない内燃機関の回転に伴ってイグニッションコイル２００に誘起される電圧から得られるパルス信号に基づき、前記内燃機関の点火プラグ３００に供給される電圧をイグニッションコイル２００に発生させるように構成され、電源生成部１１０、正パルス信号検出部（第１極性パルス信号検出部）１２０、負パルス信号検出部（第２極性パルス信号検出部）１３０、制御部１４０、駆動部１５０、スイッチ素子１６０を備える。
【００１８】
点火制御装置１００の出力部には、イグニッションコイル２００の１次側コイルＬ１が接続され、その２次側コイルＬ２には点火プラグ３００が接続されている。また、イグニッションコイル２００の１次側コイルＬ１は、図示しない内燃機関のフライホイールの外周部に隣接して配置されている。このフライホイールの外周部には、イグニッションコイル２００の１次側コイルＬ１にパルス信号を誘起させるための磁力板（図示なし）が取り付けられている。内燃機関が回転してフライホイールが回転すると、各回転周期において、イグニッションコイル２００の１次側コイルＬ１に“正パルス−負パルス−正パルス”のパルス列を含む後述のパルス信号Ｐ（図５〜図８）が誘起される。本実施形態では、各回転周期でイグニッションコイル２００の１次側コイルＬ１に誘起されるパルス信号Ｐに含まれる“正パルス−負パルス−正パルス”のパルス列のうち、先頭の正パルス（第１極性パルス）を第１パルスＰ１と称し、この第１パルスＰ１に続く負パルス（第２極性パルス）を第２パルスＰ２と称し、この第２パルスＰ２に続く正パルスを第３パルスＰ３と称す。本実施形態では、パルス信号Ｐは、“正パルス−負パルス−正パルス”のパルス列を含むものとするが、このパルス列を構成するパルスの極性（正／負）および数はこれに限定されず、任意である。
【００１９】
電源生成部１１０は、イグニッションコイル２００の１次側コイルＬ１に誘起されたパルス信号Ｐに含まれるパルスのうち、正パルスである第１パルスＰ１および第３パルスＰ３の電圧から点火制御装置１００の各部の動作に必要とされる電源電圧ＶＤＤを生成するものである。なお、電源生成部１１０は、制御部１４０と一体的に構成されてもよい。
【００２０】
正パルス信号検出部１２０は、イグニッションコイル２００の１次側コイルＬ１に誘起されたパルス信号Ｐから第１パルスＰ１と第３パルスＰ３を検出して正パルス信号ＰＰを出力するものである。正パルス信号ＰＰは、パルス信号Ｐに含まれる第１パルスＰ１および第３パルスＰ３にそれぞれ対応する第１パルスＰ１’および第３パルスＰ３’を含んでいる（図５〜図８）。負パルス信号検出部１３０は、イグニッションコイル２００の１次側コイルＬ１に誘起されたパルス信号Ｐから、第１パルスＰ１に続く第２パルスＰ２を検出して負パルス信号ＰＮを出力するものである。負パルス信号ＰＮは、パルス信号Ｐに含まれる第２パルスＰ２に対応する第２パルスＰ２’を含んでいる（図５〜図８）。
【００２１】
本実施形態では、イグニッションコイル２００に誘起されるパルス信号Ｐは、主として点火制御に関する処理のトリガーとして使用され、その限りにおいて、第１パルスＰ１’、第２パルスＰ２’、第３パルスＰ３’は、それぞれ、パルス信号Ｐに含まれる第１パルスＰ１、第２パルスＰ２、第３パルスＰ３と等価である。そこで、以下では、特に明示する場合を除き、第１パルスＰ１および第１パルスＰ１’を「第１パルスＰ１」と称し、第２パルスＰ２および第２パルスＰ２’を「第２パルスＰ２」と称し、第３パルスＰ３および第３パルスＰ３’を「第３パルスＰ３」と称し、これらを区別しない。ただし、電源生成部１１０については、第１パルスＰ１および第３パルスＰ３は、イグニッションコイル２００に誘起されるパルス信号Ｐに含まれる正パルスを意味している。
【００２２】
制御部１４０は、内燃機関の回転速度に応じてスイッチ素子１６０を制御するための点火制御信号Ｆを生成するものである。本実施形態では、制御部１４０は例えばマイコン（マイクロコンピュータ(Micro computer)の略称）により実現され、制御部１４０の機能はマイコンのソフトウェアにより実現されたものとするが、この例に限定されず、ハードウェアにより実現されてもよく、その実現手法は任意である。制御部１４０は、第１パルスＰ１に応答して内燃機関の回転速度を取得し、該内燃機関の回転速度が所定値以上であるか否かを判定することにより、その回転速度に応じた点火制御を実施する。本実施形態では、上記所定値は、高速回転時の回転速度の下限値を意味するものとする。この下限値は、内燃機関の特性に合わせて任意に設定し得る。また、上記所定値は、高速回転時の回転速度の下限値に限らず、高速回転時の点火動作を安定化させることを限度として任意に設定し得る。制御部１４０は、内燃機関の回転速度が上記所定値以上である場合、即ち高速である場合、この回転速度に合わせてイグニッションコイル２００の開放のタイミングを取得し、第１パルスＰ１に続く第２パルスＰ２に応答してイグニッションコイル２００を通電させると共に第１パルスＰ１に応答して取得した上記の開放のタイミングに基づいてイグニッションコイル２００を開放させるように、スイッチ素子１６０を制御するための点火制御信号Ｆを出力する。この点火制御信号Ｆは駆動部１５０に出力される。なお、上述の例えば正パルス信号検出部１２０および負パルス信号検出部１３０は制御部１４０と一体的に構成されてもよい。
【００２３】
駆動部１５０は、制御部１４０から入力される点火制御信号Ｆに基づいてスイッチ素子１６０を駆動するためのバッファであり、点火制御信号Ｆの信号レベルに応じてスイッチ素子１６０をオン・オフさせるための駆動信号Ｄをスイッチ素子１６０の制御端子に出力するように構成されている。なお、駆動部１５０は、制御部１４０と一体的に構成されてもよい。
【００２４】
スイッチ素子１６０は、駆動部１５０により駆動されてイグニッションコイル２００を通電し開放するためのものである。本実施形態では、イグニッションコイル２００の通電は、１次側コイルＬ１に誘起された電圧に基づいて１次側コイルＬ１に電流を流すことを意味し、イグニッションコイル２００の開放は、１次側コイルＬ１に流れる上記電流を遮断することを意味する。本実施形態では、スイッチ素子１６０はｎｐｎ型トランジスタであり、このｎｐｎ型トランジスタのエミッタはイグニッションコイル２００の１次側コイルＬ１の正端子に接続され、そのコレクタは、イグニッションコイル２００の１次側コイルＬ１の負端子に接続されている。また、スイッチ素子１６０の制御端子をなすｎｐｎ型トランジスタのベースは駆動部１５０の出力部に接続され、駆動部１５０から駆動信号Ｄが印加される。駆動信号Ｄに基づきスイッチ素子１６０がオンすると、イグニッションコイル２００の１次側コイルＬ１が通電され、スイッチ素子１６０がオフすると、イグニッションコイル２００の１次側コイルＬ１が開放されて通電が停止される。即ち、スイッチ素子１６０のオン・オフに応じてイグニッションコイル２００の通電および開放が制御される。なお、ｎｐｎ型トランジスタに限らず、スイッチ素子１６０として任意のデバイスを用いることができる。
【００２５】
図２は、制御部１４０の構成の一例を概略的に示すブロック図である。
制御部１４０は、回転速度取得部１４１、回転速度判定部１４２、点火タイミング取得部１４３、状態判定部１４４、点火制御信号生成部１４５を備える。このうち、回転速度取得部１４１は、正パルス信号検出部１２０により検出された第１パルスＰ１を含む正パルス信号ＰＰから内燃機関の回転速度ＲＶを取得するものである。回転速度判定部１４２は、回転速度取得部１４１により取得された内燃機関の回転速度ＲＶが上記の所定値以上であるか否かを判定して、その速度判定結果ＲＶＪを出力するものである。点火タイミング取得部１４３は、回転速度判定部１４２の速度判定結果ＲＶＪが肯定的である場合、即ち、回転速度ＲＶが所定値以上である場合、正パルス信号ＰＰに含まれた第１パルスＰ１に基づいてイグニッションコイル２００の開放のタイミングを取得し、このタイミングを示す点火タイミングデータＦＡを出力するものである。
【００２６】
状態判定部１４４は、回転速度判定部１４２の速度判定結果ＲＶＪが肯定的である場合、即ち、回転速度ＲＶが所定値以上であり、内燃機関の回転が高速回転である場合、第２パルスＰ２に応答して、イグニッションコイル２００の通電のタイミングと開放のタイミングとの間の時系列的な状態を判定して、その状態判定結果ＳＴを出力するものである。具体的には、状態判定部１４４は、イグニッションコイル２００の通電のタイミングと開放のタイミングとが逆転している状態にあるか否か、または、これらのタイミングが競合している状態にあるか否かを判定する。本実施形態において、イグニッションコイル２００の通電のタイミングと開放のタイミングとが逆転している状態とは、開放のタイミングが通電のタイミングの前となっている状態を意味する。また、イグニッションコイル２００の通電のタイミングと開放のタイミングとが競合している状態とは、通電のタイミングと開放のタイミングの先後関係を判別できない状態を意味する。本実施形態では、通電のタイミングと開放のタイミングとが競合している状態とは、通電を実施するための処理の期間中に開放のタイミングが到来したことにより、通電を実施するための処理の後でなければ、制御部１４０が通電のタイミングと開放のタイミングとの先後関係を判別するための処理を実施できない状態を指す。通電のタイミングと開放のタイミングとが競合している状態の例としては、通電のタイミングと開放のタイミングが一致している状態、または近接している状態が挙げられる。ただし、この例に限定されることなく、通電のタイミングと開放のタイミングの先後関係を判別できない状態であれば、どのような状態であってもよい。
状態判定部１４４はマイコンのフラグ（点火制御フラグ、コンペア割り込み要因フラグ）を利用して上述のタイミングの状態判定を行う。その詳細については後述する。
【００２７】
状態判定部１４４の状態判定結果ＳＴが否定的である場合、即ち、通電のタイミングと開放のタイミングとが逆転も競合もしていない場合、点火タイミング取得部１４３は、第１パルスＰ１に基づいて取得した上記の開放のタイミングを維持して出力する。これに対し、状態判定部１４４の状態判定結果ＳＴが肯定的である場合、即ち、通電のタイミングと開放のタイミングとが逆転または競合している場合、点火タイミング取得部１４３は、第１パルスＰ１に基づいて取得した上記の開放のタイミングに代えて、上記肯定的判定後の所定のタイミングを新たに取得し、この所定のタイミングを示す点火タイミングデータＦＢを出力する。本実施形態では、制御部１４０の点火タイミング取得部１４３は、イグニッションコイル２００の開放のタイミングと通電のタイミングとが逆転または競合していると判定された場合、第２パルスＰ２の後縁以降のタイミングを上記所定のタイミングとして取得する。ただし、この例に限定されず、上記所定のタイミングは、イグニッションコイル２００の開放のタイミングと通電のタイミングとが逆転または競合している旨の判定がなされた後であればよく、内燃機関の特性等に応じて任意に設定し得る。
【００２８】
点火制御信号生成部１４５は、スイッチ素子１６０を介してイグニッションコイル２００の通電と開放を制御するための点火制御信号Ｆを生成するものである。具体的には、点火制御信号生成部１４５は、基本的には、負パルス信号ＰＮに含まれる第２パルスＰ２（Ｐ２’）に応答してイグニッションコイル２００の通電を開始させ、点火タイミング取得部１４３から入力された点火タイミングデータＦＡまたは点火タイミングデータＦＢにより示されるタイミングに基づいてイグニッションコイル２００の通電を停止させるように、点火制御信号Ｆを生成する。ただし、本実施形態では、通電のタイミングと開放のタイミングが逆転したことにより、状態判定部１４４による判定の前に上記の開放のタイミングが到来した場合、または、開放のタイミングと通電のタイミングが競合した場合、点火制御信号生成部１４６は、上記の開放のタイミングでイグニッションコイル２００の通電を開始させるように点火制御信号Ｆを生成する。従って、通電のタイミングと開放のタイミングが逆転した場合には、イグニッションコイル２００の通電は、第２パルスＰ２が発生する前に実施され、開放のタイミングと通電のタイミングが競合した場合には、第２パルスＰ２が発生した直後に実施されることになる。また、点火制御信号Ｆの信号レベルは、イグニッションコイル２００の通電を開始させるタイミングでローレベルとなり、点火タイミング再取得部１４５から出力される点火タイミングデータに基づいてイグニッションコイル２００の通電を停止させるタイミングでハイレベルとなるように生成される。即ち、点火制御信号Ｆがローレベルの期間中、イグニッションコイル２００が通電される。ただし、このような点火制御信号Ｆの信号レベルは説明のための一例であり、後段の駆動部１５０およびスイッチ素子１６０の電気的特性に合わせて任意に設定し得る。
【００２９】
また、後述するように、制御部１４０は、回転速度判定部１４２の速度判定結果ＲＶＪが否定的である場合、即ち、内燃機関の回転速度ＲＶが上記所定値よりも小さい場合、正パルス信号ＰＰに含まれた第２パルスＰ２に応答してイグニッションコイル２００を通電させ開放させるように点火制御信号Ｆを生成して出力する。即ち、この場合、イグニッションコイル２００の通電と開放の両方が第２パルスＰ２に応答して制御される。ただし、この例に限定されることなく、通電と開放の何れか一方または両方を第１パルスＰ１に従って制御することも可能である。
【００３０】
[動作の説明]
次に、本実施形態による点火制御装置１００の動作を説明する。
点火制御装置１００が適用された内燃機関が回転を始めると、図５〜図８に示すように、“第１パルスＰ１（正パルス）−第２パルスＰ２（負パルス）−第３パルスＰ３（正パルス）”のパルス列を含むパルス信号Ｐが、イグニッションコイル２００の１次側コイルＬ１に誘起される。電源生成部１１０は、イグニッションコイル２００に誘起されたパルス信号Ｐに含まれるパルスのうち、正パルスである第１パルスＰ１と第３パルスＰ３の電圧を用いて電源電圧ＶＤＤを生成し、正パルス信号検出部１２０、負パルス信号検出部１３０、制御部１４０、駆動部１５０に供給する。
【００３１】
電源電圧ＶＤＤは、第１パルスＰ１および第３パルスＰ３を用いて生成される電圧であるため、図５〜図８に示すように、第１パルスＰ１および第３パルスＰ３が消失すれば、時間の経過とともに徐々に低下するが、各回転周期において、制御部１４０等が動作するのに充分に足りる電圧である。
【００３２】
正パルス信号検出部１２０および負パルス信号検出部１３０は、電源生成部１１０から供給される電源電圧ＶＤＤで動作し、パルス信号Ｐから正パルス信号ＰＰおよび負パルス信号ＰＮをそれぞれ生成する。即ち、正パルス信号検出部１２０は、パルス信号Ｐから正パルスである第１パルスＰ１と第３パルスＰ３を検出し、これら第１パルスＰ１および第３パルスＰ３に対応する第１パルスＰ１’および第３パルスＰ３’を含む正パルス信号ＰＰを生成して制御部１４０に出力する。また、負パルス信号検出部１３０は、パルス信号Ｐから負パルスである第２パルスＰ２を検出し、この第２パルスＰ２に対応する第２パルスＰ２’を含む負パルス信号ＰＮを生成して制御部１４０に出力する。
【００３３】
制御部１４０は、電源生成部１１０から供給された電源電圧ＶＤＤで動作し、概略的には、正パルス信号ＰＰに含まれた第１パルスＰ１’に応答してイグニッションコイル２００の開放のタイミングを取得し、第２パルスＰ２’に応答してイグニッションコイル２００の通電のタイミングを取得し、これらのタイミングに従ってイグニッションコイル２００の通電と開放とを制御する。この制御において、制御部１４０は、パルス信号Ｐの第１パルスＰ１に対応する正パルス信号ＰＰの第１パルスＰ１’に応答してイグニッションコイル２００の開放のタイミングを取得するための第１処理を実施する。また、上記の制御において、制御部１４０は、第１パルスＰ１に続く第２パルスＰ２に対応する負パルス信号ＰＮの第２パルスＰ２’に応答してイグニッションコイル２００の１次側コイルを通電させ、第１パルスＰ１’に応答して取得した開放のタイミングに基づいてイグニッションコイル２００を開放させるための第２処理を実施する。
【００３４】
図３のフローチャートに沿って、制御部１４０が実施する第１処理を説明する。
図３は、制御部１４０が実施する第１処理の流れを示すフローチャートである。ステップＳ１１において、制御部１４０を構成する回転速度取得部１４１は、内燃機関の回転速度ＲＶを取得する。本実施形態では、回転速度取得部１４１は、回転速度ＲＶとして、図５〜図８に示す第１パルスＰ１’（Ｐ１）の時間間隔Ｔ２、即ち、内燃機関の前の回転周期における第１パルスＰ１’（Ｐ１）の立ち上がりから現在の回転周期における第１パルスＰ１’（Ｐ１）の立ち上がりまでの時間（周期）を取得する。一般に、内燃機関の回転速度は、１分あたりの回転数によって表されるが、第１パルスＰ１’（Ｐ１）の時間間隔Ｔ２と対応関係を有することから、本実施形態では、回転速度取得部１４１は、第１パルスＰ１’（Ｐ１）の時間間隔Ｔ２を内燃機関の回転速度ＲＶとして取得する。以下では、時間間隔Ｔ２により表される回転速度ＲＶを「回転速度ＲＶ（Ｔ２）」と称す。
【００３５】
続いて、ステップＳ１２において、制御部１４０の回転速度判定部１４２は、回転速度取得部１４１により取得された回転速度ＲＶ（Ｔ２）から、内燃機関の回転が高速回転であるか否かを判定する。具体的には、回転速度判定部１４２は、高速回転時の回転速度の下限値を示す前述の所定値と回転速度ＲＶ（Ｔ２）とを比較し、回転速度ＲＶ（Ｔ２）が前述の所定値以上であれば、内燃機関の回転は高速回転であると判定する（ステップＳ１２：ＹＥＳ）。
【００３６】
内燃機関の回転が高速回転であれば（ステップＳ１２：ＹＥＳ）、ステップＳ１３において、制御部１４０を構成する点火タイミング取得部１４３は、正パルス信号ＰＰに含まれた第１パルスＰ１’に応答して、回転速度ＲＶ（Ｔ２）に基づき点火タイミングデータＦＡを取得し、これを点火制御信号生成部１４５に出力する。本実施形態では、点火タイミングデータＦＡは、第１パルスＰ１’（Ｐ１）を基準としたイグニッションコイル２００の開放のタイミング、即ち所望の点火タイミングを表すデータであり、図５において、第１パルスＰ１’の立ち上がりの時刻ｔ２から点火時刻ｔ５までの時間を表すデータである。図５では、説明の便宜上、点火タイミングデータＦＡを表す波形の高さＦＡＨにより時刻ｔ２から点火時刻ｔ５までの時間を模式的に表しているが、点火タイミングデータＦＡは、時刻ｔ２から点火時刻ｔ５までの時間を表すデータである。点火タイミングデータＦＡは、回転速度ＲＶ（Ｔ２）に応じて適切に設定される。例えば、点火タイミングデータＦＡは、回転速度ＲＶ（Ｔ２）に対応させてテーブル化されており、点火タイミング取得部１４３は、回転速度ＲＶ（Ｔ２）に基づいて上記テーブルを参照することにより点火タイミングデータＦＡを取得する。
【００３７】
点火タイミングデータＦＡは、回転速度ＲＶ（Ｔ２）が速いほど、図５に示す第１パルスＰ１’（Ｐ１）の立ち上がりの時刻ｔ２から点火時刻ｔ５までの時間が短くなるように設定され、逆に、回転速度ＲＶ（Ｔ２）が遅いほど、図５に示す第１パルスＰ１’（Ｐ１）の立ち上がりの時刻ｔ２から点火時刻ｔ５までの時間が長くなるように設定される。このような点火タイミングデータＦＡと回転速度ＲＶ（Ｔ２）との対応関係は任意に設定することができ、内燃機関の回転速度ＲＶ（Ｔ２）に対して点火タイミングを適切に設定することができる。従って、前述した従来技術のように回路定数により点火タイミングを設定する場合に比較して、点火動作を安定化させることが可能になる。
【００３８】
本実施形態では、点火タイミングデータＦＡが取得されると、制御部１４０を構成するマイコンの点火制御フラグの値として「１」が設定され、点火タイミングを指定するための上記マイコンの点火タイマに点火タイミングデータＦＡで示される値が設定される。上述の点火制御フラグの値は、点火タイマのタイマ値が点火タイミングデータＦＡで示される値に到達した場合に、「０」にリセットされる。したがって、点火制御フラグの値から、点火が実施されたか否かを知ることができる。具体的には、点火制御フラグの値が「０」であれば、開放のタイミングが既に到来し、点火が実施されたことが把握される。
【００３９】
上述のステップＳ１２において、内燃機関の回転が高速回転でないと判定された場合（ステップＳ１２：ＮＯ）、即ち低速回転であれば、上述のステップＳ１３の処理は実施されずに第１処理は終了する。なお、この場合、制御部１４０を構成するマイコンの点火制御フラグの値は「０」である。
結局、第１処理によれば、内燃機関の回転が高速回転である場合にのみ、正パルス信号ＰＰに含まれる第１パルスＰ１’（Ｐ１）に応答して、回転速度ＲＶ（Ｔ２）に基づき点火タイミングデータＦＡが取得される。
【００４０】
次に、図４に示すフローチャートに沿って、制御部１４０が実施する第２処理を説明する。
図４は、制御部１４０が実施する第２処理の流れを示すフローチャートである。第２処理は、上述の第１処理において取得された内燃機関の回転速度ＲＶ（Ｔ２）と点火タイミングデータＦＡに応じて、次の４種類の制御Ａ〜Ｄに関する処理を含んでいる。
・制御Ａ：内燃機関の回転が高速回転であり、通電タイミングと点火タイミングの順序が正常である場合の制御（Ｓ１２：ＹＥＳ〜Ｓ２１：ＮＯ〜Ｓ２２：ＮＯ〜Ｓ２３）。
・制御Ｂ：内燃機関の回転が高速回転であり、通電タイミングと点火タイミングの順序が逆転している場合の制御（Ｓ１２：ＹＥＳ〜Ｓ２１：ＹＥＳ〜Ｓ２５）。
・制御Ｃ：内燃機関の回転が高速回転であり、通電タイミングと点火タイミングの順序が競合している場合の制御（Ｓ１２：ＹＥＳ〜Ｓ２１：ＮＯ〜Ｓ２２：ＹＥＳ〜Ｓ２４）。
・制御Ｄ：内燃機関の回転が低速回転である場合の制御（ステップＳ１２：ＮＯ〜Ｓ２６〜Ｓ２７〜Ｓ２８）。
【００４１】
以下、制御Ａ〜Ｄを順に説明する。
[制御Ａ]
図５のタイミングチャートを参照しながら、制御Ａに関する制御部１４０の動作を説明する。図５は、点火制御装置１００の動作を説明するためのタイミングチャートであり、内燃機関の回転が高速回転であって通電タイミングと点火タイミングの順序が正常である場合の制御部１４０の制御動作を説明するためのタイミングチャートである。
【００４２】
制御Ａが実施される状況下では、上述した第１処理のステップＳ１２において、時刻ｔ２で正パルス信号ＰＰに含まれる第１パルスＰ１’（Ｐ１）に応答して、回転速度判定部１４２が、内燃機関の回転が高速回転であると判定する（ステップＳ１２：ＹＥＳ）。この場合、上述した第１処理のステップＳ１３において、点火タイミング取得部１４３が点火タイミングデータＦＡを取得し、この点火タイミングデータＦＡを点火制御信号生成部１４５に出力する。
【００４３】
続いて、ステップＳ２１において、制御部１４０を構成する状態判定部１４４は、時刻ｔ３で正パルス信号ＰＰに含まれる第２パルスＰ２’（Ｐ２）に応答して、通電前に点火が終了したか否かを判定する。即ち、制御部１４０は、第２パルスＰ２’（Ｐ２）に応答して実施されるイグニッションコイル２００の通電のタイミングと、上述の第１処理において取得された点火タイミングデータＦＡにより示されるイグニッションコイル２００の開放のタイミングとが逆転しているか否かを判定する。制御部１４０は、点火タイミングデータＦＡにより示されるイグニッションコイル２００の開放のタイミングが、イグニッションコイル２００の通電のタイミングよりも遅い場合、イグニッションコイルの開放のタイミングと通電のタイミングとが逆転していない旨の判定を行い、イグニッションコイル２００の開放のタイミングが上記の通電のタイミングよりも早い場合、イグニッションコイル２００の開放のタイミングと通電のタイミングとが逆転している旨の判定を行う。
【００４４】
本実施形態では、イグニッションコイル２００の通電のタイミングと開放のタイミングとが逆転しているか否かの判定は、これらのタイミングを直接的に比較するのではなく、例えば、制御部１４０を構成するマイコンの点火制御フラグを利用して行うことができる。即ち、状態判定部１４４は、前述の第１処理において点火タイミングデータＦＡの取得時に設定されたマイコンの点火制御フラグの値から通電前に点火が終了したか否かを判定することができる。制御Ａでは、通電のタイミングと開放のタイミングの順序が正常な状況を想定しているので、時刻ｔ３では点火制御フラグの値は、第１処理において設定された値「１」に維持されており、この値から、通電前に点火が終了していないことが把握される。従って、ステップＳ２１において、状態判定部１４４は、時刻ｔ３でマイコンの点火制御フラグの値が「１」に維持されていれば、通電前に点火は終了していないと判定する（ステップＳ２１：ＮＯ）。
【００４５】
続いて、ステップＳ２２において、状態判定部１４４は、点火タイミング取得部１４３において取得された点火タイミングデータＦＡにより示される開放のタイミングと、負パルス信号ＰＮに含まれる第２パルスＰ２’（Ｐ２）に応答して実施される通電のタイミングとが競合するか否かを判定する。この判定手法に関し、次に説明するように、制御部１４０を構成するマイコンのコンペア割り込み要因フラグ（割り込み処理のフラグ）の値を利用して、タイミングの競合が発生しているか否かを判定することができる。このコンペア割り込み要因フラグの値は、点火タイミングデータＦＡの値（図５の高さＦＡＨ）により示される開放のタイミングで点火処理の要求が発生した場合に「１」に設定され、その後、一定時間が経過した時点で「０」にリセットされる。このとき、上述の点火制御フラグの値もコンペア割り込み要因フラグと共に「０」にリセットされる。
【００４６】
状態判定部１４４は、第２パルスＰ２’（Ｐ２）に応答して制御部１４０がイグニッションコイル２００の通電の開始を制御するための処理期間において、イグニッションコイル２００の開放を制御するためのコンペア割り込み要因フラグの値が「１」である場合、イグニッションコイル２００の開放のタイミングが通電のタイミングと競合すると判定する（ステップＳ２２：ＹＥＳ）。具体的には、状態判定部１４４は、点火制御フラグの値が「１」であり、且つ、コンペア割り込み要因フラグの値が「１」であれば、状態判定部１４４は、イグニッションコイル２００の通電のタイミングと開放のタイミングとが競合しており、これらのタイミングの先後を判別できないと判定する。
【００４７】
ただし、制御Ａでは、通電のタイミングと開放のタイミングの順序は正常であり、時刻ｔ３では点火処理の要求は発生しないので、状態判定部１４４が第２パルスＰ２’（Ｐ２）に応答してタイミングの先後を判定する時点では、コンペア割り込み要因フラグの値は「０」であり、且つ、点火制御フラグの値は「１」である。この場合、状態判定部１４４は、通電のタイミングと開放のタイミングは競合していない旨の否定的な判定を行い（ステップＳ２２：ＮＯ）、その旨の状態判定結果ＳＴを点火タイミング取得部１４３に出力する。この状態判定結果ＳＴを受けて、点火タイミング取得部１４３は、上述の第１処理において点火制御信号生成部１４５に出力した点火タイミングデータＦＡを維持して出力する。
【００４８】
続いて、ステップＳ２３において、点火制御信号生成部１４５は、時刻ｔ３で負パルス信号ＰＮに含まれる第２パルスＰ２’（Ｐ２）に応答して、時刻ｔ４でイグニッションコイル２００の通電を開始させるように、点火制御信号Ｆを生成する。この点火制御信号Ｆを受けて、図１の駆動部１５０は駆動信号Ｄとしてハイレベルを出力し、スイッチ素子１６０をオン状態とする。これによりイグニッションコイル２００の１次側コイルＬ１が通電される。イグニッションコイル２００の通電の開始までが第２処理において実施されるが、この後、点火制御信号生成部１４５は、点火タイミング取得部１４３から入力された点火タイミングデータＦＡにより示される開放のタイミングに相当する時刻ｔ５でイグニッションコイル２００を開放させて通電を停止させるように、点火制御信号Ｆを生成する。この点火制御信号Ｆを受けて、図１の駆動部１５は、駆動信号Ｄとしてローレベルを出力し、スイッチ素子１６０をオフ状態とする。これによりイグニッションコイル２００の１次側コイルＬ１が開放されて通電が停止され、点火が実施される。このように、ステップＳ２１およびステップＳ２２の判定結果が共に否定的である場合、即ち、通電前に点火が終了しておらず、通電と開放のタイミングも競合していない場合、第１パルスＰ１に応答して取得された点火タイミングデータＦＡに基づいてイグニッションコイル２００が開放されて通電が停止され、この通電の停止により点火が実施される。
以上、制御Ａによれば、第２パルスＰ２に応答して通電が開始され、第１パルスＰ１に応答して取得された点火タイミングに従って通電の停止（点火）が制御される。
【００４９】
[制御Ｂ]
次に、図６のタイミングチャートを参照しながら、制御Ｂに関する制御部１４０の動作を説明する。図６は、点火制御装置１００の動作を説明するためのタイミングチャートであり、内燃機関の回転が高速回転であって通電のタイミングと開放のタイミングの順序が逆転している場合の制御部１４０の制御動作を説明するためのタイミングチャートである。このようなタイミングの逆転は、例えば、内燃機関の回転速度の急激な低下によって発生し得る。制御Ｂでの動作は、上述の制御ＡのステップＳ２１において、通電のタイミングと開放のタイミングが完全に逆転していると判定される場合の動作、即ち、時刻ｔ３以前に点火タイミングデータＦＡによって示される開放のタイミングが到来する場合の動作に相当する。
【００５０】
本実施形態では、通電のタイミングと開放のタイミングの順序が逆転し、通電前に点火が終了した場合、即ち、通電前に開放のタイミングが到来した場合、上述の第１処理において取得された点火タイミングデータＦＡの値（図６の高さＦＡＨ）によって示される開放のタイミングで通電が開始されるように点火制御信号生成部１４５が点火制御信号Ｆを生成して出力する。図６では、本来の通電のタイミングに相当する時刻ｔ３よりも前の時刻ｔ５Ａで点火が終了し、時刻ｔ５Ａで通電が開始される。制御Ｂでは、通電のタイミングと開放のタイミングの順序が逆転している状況を想定しているので、時刻ｔ３よりも前の時刻ｔ５Ａにおいて通電が開始され、この時点でマイコンの点火制御フラグの値は「０」にリセットされる。
【００５１】
上述のステップＳ２１において、制御部１４０を構成する状態判定部１４４は、時刻ｔ３で負パルス信号ＰＮに含まれる第２パルスＰ２’（Ｐ２）に応答して、時刻ｔ４で通電前に点火が終了したか否かを判定する。本実施形態では、状態判定部１４４は、時刻ｔ４で、前述の第１処理において設定されたマイコンの点火制御フラグの値から通電前に点火が終了したか否かを判定する。具体的には、ステップＳ２１において、状態判定部１４４は、時刻ｔ４で点火制御フラグの値が「０」である場合、通電前に点火が終了したと判定し（ステップＳ２１：ＹＥＳ）、その旨の状態判定結果ＳＴを出力する。この場合、コンペア割り込み要因フラグの値は問わない。この状態判定結果ＳＴを受け、ステップＳ２５において、点火タイミング取得部１４３は、第１処理において出力した点火タイミングデータＦＡに代え、新たに、例えば負パルスである第２パルスＰ２の後縁以降の所定のタイミングを取得して、この所定のタイミングを示す点火タイミングデータＦＢを出力する。
【００５２】
本実施形態では、点火タイミングデータＦＢは、点火制御フラグの値から通電前に点火が終了したか否かを判定する時刻ｔ４を基準としたイグニッションコイル２００の開放のタイミングを表すデータであり、図６において、時刻ｔ４から所定のタイミングに相当する点火時刻ｔ７までの時間を表すデータである。図６では、前述の点火タイミングデータＦＡと同様に、説明の便宜上、点火タイミングデータＦＢを表す波形の高さＦＢＨにより時刻ｔ４から点火時刻ｔ７までの時間を模式的に表している。前述したように、上記所定のタイミングは、イグニッションコイル２００の開放のタイミングと通電のタイミングとが逆転または競合している旨の判定がなされた後であればよく、内燃機関の特性等に応じて任意に設定し得る。
【００５３】
点火制御信号生成部１４５は、点火タイミング取得部１４３から入力された点火タイミングデータＦＢの値（図６の高さＦＢＨ）により示される所定のタイミングに相当する時刻ｔ７でイグニッションコイル２００を開放させて通電を停止させるように、点火制御信号Ｆを生成する。この点火制御信号Ｆを受けて、図１の駆動部１５０は駆動信号Ｄとしてローレベルを出力し、スイッチ素子１６０をオフ状態とする。これによりイグニッションコイル２００の１次側コイルＬ１が開放されて通電が停止される。
【００５４】
このように、制御Ｂでは、通電前に点火が終了した場合、この点火の終了のタイミングで通電が開始される。そして、回転速度ＲＶとは関係なく、所定のタイミングでイグニッションコイル２００の１次側コイルＬ１の通電が停止され、点火が強制的に実施される。ここで、本実施形態では、上記の所定のタイミングが第２パルスＰ２の後縁以降に設定されているので、イグニッションコイル２００からエネルギーが放出された状態でイグニッションコイル２００の１次側コイルＬ１の通電が停止される。このため、１次側コイルＬ１の通電が停止されても、点火に必要な放電は発生せず、イグニッションコイル２００の残留エネルギーによる不安定な点火動作を防止することができる。
以上、制御Ｂによれば、第１処理において第１パルスＰ１に応答して取得した開放のタイミングが通電のタイミングと逆転した場合、第２パルスＰ２に応答して新たに取得された所定のタイミングでイグニッションコイル２００が開放されて通電が停止される。
【００５５】
[制御Ｃ]
次に、図７のタイミングチャートを参照しながら、制御Ｃに関する制御部１４０の動作を説明する。図７は、点火制御装置１００の動作を説明するためのタイミングチャートであり、内燃機関の回転が高速回転であって通電のタイミングと開放のタイミングの順序が競合している場合の制御動作を説明するためのタイミングチャートである。このようなタイミングの競合は、例えば、内燃機関の回転速度の緩やかな低下によって発生し得る。制御Ｃでの動作は、前述の制御ＡのステップＳ２２において、通電のタイミングと開放のタイミングが競合していると判定される場合の動作、即ち、点火タイミングデータＦＡで指定される開放のタイミングの時刻ｔ５Ｂが通電のタイミングと一致または近接する場合の動作に相当する。図７の例では、点火タイミングデータＦＡで指定される点火時刻ｔ５Ｂが、第２処理のトリガーとなる第２パルスＰ２の前縁の時刻ｔ３よりも後であって通電が開始する時刻ｔ４の前の通電処理期間内に位置している。
【００５６】
前述のステップＳ２２において、制御部１４０を構成する状態判定部１４４は、第２パルスＰ２’（Ｐ２）に応答して、時刻ｔ４で、通電のタイミングと開放のタイミングが競合しているか否かを判定する。例えば、制御部１４０を構成するマイコンの点火制御フラグとコンペア割り込み要因フラグの各値から点火タイミングと通電タイミングとが競合するか否かを判定することができる。制御Ｃでは、通電のタイミングと開放のタイミングとが競合している状況にあるので、時刻ｔ４では点火は終了しているが、点火制御フラグの値は「１」のままであり、且つ、時刻ｔ４ではコンペア割り込み要因フラグの値も「１」に設定されている。これら点火制御フラグとコンペア割り込み要因フラグの各値から通電のタイミングと開放のタイミングとが競合していることが把握される。この場合、ステップＳ２２において、状態判定部１４４は、時刻ｔ４で通電のタイミングと開放のタイミングとが競合していると判定し（ステップＳ２２：ＹＥＳ）、その旨の状態判定結果ＳＴを出力する。この状態判定結果ＳＴを受けて、点火制御信号生成部１４５は、上述の制御Ｂと同様に、第１処理において取得された点火タイミングデータＦＡの値（図７の高さＦＡＨ）によって示される開放のタイミングに相当する時刻ｔ５Ｂで通電が開始されるように点火制御信号Ｆを生成して出力する。
【００５７】
続いて、点火タイミング取得部１４３は、上述の制御Ｂと同様に、ステップＳ２４において、点火タイミングデータＦＡに代えて、新たに、通電のタイミングと開放のタイミングとが競合している旨の判定後の所定のタイミングを示す点火タイミングデータＦＢを生成して出力する。また、点火制御信号生成部１４５は、第２パルスＰ２’（Ｐ２）に応答して、点火タイミング取得部１４３から入力された点火タイミングデータＦＢの値（図７の高さＦＢＨ）で示される所定のタイミングに相当する時刻ｔ７でイグニッションコイル２００を開放させて通電を停止させるように点火制御信号Ｆを生成して出力する。
【００５８】
以上、制御Ｃによれば、第１パルスＰ１’（Ｐ１）に応答して取得した開放のタイミングが通電のタイミングと競合した場合、制御Ｂと同様に、タイミングの競合が判定された時点で通電が開始され、その後の所定のタイミングでイグニッションコイル２００の通電が停止される。
【００５９】
[制御Ｄ]
次に、図８のタイミングチャートを参照しながら、制御Ｄに関する制御部１４０の動作を説明する。図８は、点火制御装置１００の動作を説明するためのタイミングチャートであり、内燃機関の回転が低速回転である場合の制御動作を説明するためのタイミングチャートである。制御Ｄでの動作は、前述のステップＳ１２において、内燃機関の回転が高速回転ではないと判定された場合（ステップＳ１２：ＮＯ）、即ち内燃機関の回転が低速回転であると判定された場合の動作に相当する。
【００６０】
制御Ｄが実施される状況では、前述の第１処理のステップＳ１２において、回転速度判定部１４２は、時刻ｔ２で正パルスＰＰに含まれる第１パルスＰ１に応答して、第１パルスＰ１（Ｐ１’）の時間間隔Ｔ２から内燃機関の回転速度ＲＶ（Ｔ２）を取得する。回転速度ＲＶ（Ｔ２）から、回転速度判定部１４２は、内燃機関の回転が高速回転ではないと判定する（ステップＳ１２：ＮＯ）。
続いて、ステップＳ２６において、点火制御信号生成部１４６は、第２パルスＰ２’（Ｐ２）に応答して、時刻ｔ４でイグニッションコイル２００の通電を開始させる信号レベルを有する点火制御信号Ｆを生成し、スイッチ素子１６０によりイグニッションコイル２００の通電を開始させる。
【００６１】
続いて、ステップＳ２７において、回転速度取得部１４１は、時刻ｔ３で負パルス信号ＰＮに含まれる第２パルスＰ２’（Ｐ２）に応答して、パルス信号ＰＰに含まれる第１パルスＰ１’（Ｐ１）と負パルス信号ＰＮに含まれる第２パルスＰ２’（Ｐ２）との時間間隔Ｔ１（即ち、第１パルスＰ１’の立ち上がりから第２パルスＰ２’の立ち上がりまでの時間）を回転速度ＲＶとして取得する。以下では、時間間隔Ｔ１により表される回転速度ＲＶを「回転速度ＲＶ（Ｔ１）」と称す。続いて、ステップＳ２８において、点火タイミング取得部１４３は、回転速度ＲＶ（Ｔ１）に応じた点火タイミングデータＦＡを取得し、この点火タイミングデータＦＡを点火タイミング取得部１４３に出力する。この場合の点火タイミングデータＦＡは、回転速度ＲＶ（Ｔ１）によって表される内燃機関の回転速度ＲＶに応じて予め設定された点火タイミングを示すデータである。
【００６２】
続いて、点火制御信号生成部１４５は、負パルス信号ＰＮに含まれた第２パルスＰ２’に応答して、点火タイミング取得部１４３から入力された点火タイミングデータＦＡの値（図８の高さＦＡＨ）で指定される時刻ｔ５でイグニッションコイル２００を開放させて通電を停止させる信号レベルを有する点火制御信号Ｆを生成する。
以上、制御Ｄによれば、第２パルスＰ２に応答してイグニッションコイル２００の通電と開放の各タイミングが取得されて、イグニッションコイル２００の通電と開放が制御される。
【００６３】
次に、状態判定部１４４の判定動作を補足説明する。
図９は、状態判定部１４４の動作を補足説明するための図である。
図９（Ａ）は、上述した制御Ａ（高速回転時にタイミングの逆転および競合が発生しない状況）におけるパルス信号Ｐ、点火制御信号Ｆ、点火制御フラグＦＬＧ１、コンペア割り込み要因フラグＦＬＧ２の間の関係の一例を示す図であり、図５を参照して説明した状態判定部１４４の動作を補足説明するための図である。図９（Ａ）に示すように、制御Ａでは、時刻ｔ２で第１パルスＰ１に応答して前述の第１処理において開放のタイミングが設定されると、時刻ｔ２Ａで点火制御フラグＦＬＧ１の値が「１」に設定される。その後、時刻ｔ５で、第１処理において設定された開放のタイミングが到来すると、コンペア割り込み要因フラグＦＬＧ２の値が「１」に設定され、一定時間の経過後にコンペア割り込み要因フラグＦＬＧ２の値が「０」にリセットされる。このとき、点火制御フラグＦＬＧ１の値もコンペア割り込み要因フラグＦＬＧ２と共に「０」にリセットされる。
【００６４】
ここで、状態判定部１４４による判定（ステップＳ２１，Ｓ２２）が実施される第２パルスＰ２の前縁付近（時刻ｔ３付近）では、点火制御フラグＦＬＧ１の値は「１」であり、コンペア割り込み要因フラグＦＬＧ２の値は「０」である。このような制御Ａにおける各フラグの値の組み合わせは、タイミングの逆転または競合が発生する状況を前提とする制御Ｂまたは制御Ｃにおける後述の各フラグの値の組み合わせと異なる。このため、点火制御フラグＦＬＧ１およびコンペア割り込み要因フラグＦＬＧ２の各値から、状態判定部１４４において、上述したタイミングの逆転および競合が発生していないことを判定することが可能になる。
【００６５】
図９（Ｂ）は、上述した制御Ｂ（高速回転時にタイミングの逆転が発生する状況）におけるパルス信号Ｐ、点火制御信号Ｆ、点火制御フラグＦＬＧ１、コンペア割り込み要因フラグＦＬＧ２の間の関係の一例を示す図であり、図６を参照して説明した状態判定部１４４の動作を補足説明するための図である。図９（Ｂ）に示すように、制御Ｂにおいても制御Ａと同様に、第１パルスＰ１に応答して時刻ｔ２Ａで点火制御フラグＦＬＧ１の値が「１」に設定される。そして、時刻ｔ５Ａで開放のタイミングが到来すると、コンペア割り込み要因フラグＦＬＧ２の値が「１」に設定される。ここで、制御Ｂでは、時刻ｔ５Ａでコンペア割り込み要因フラグＦＬＧ２の値が「１」に設定されると、点火制御信号Ｆの信号レベルがローレベルに設定され、これにより通電が開始される。また、コンペア割り込み要因フラグＦＬＧ２の値が「１」に設定されてから一定時間の経過後に、このコンペア割り込み要因フラグＦＬＧ２の値が「０」にリセットされる。このとき、点火制御フラグＦＬＧ１の値も「０」にリセットされる。
【００６６】
ここで、状態判定部１４４による判定（ステップＳ２１）が実施される時刻ｔ４では、点火制御フラグＦＬＧ１の値は「０」であり、コンペア割り込み要因フラグＦＬＧ２の値も「０」である。このような制御Ｂにおける各フラグの値の組み合わせは、上述の制御Ａまたは後述の制御Ｃにおける各フラグの値の組み合わせと異なる。このため、点火制御フラグＦＬＧ１およびコンペア割り込み要因フラグＦＬＧ２の各値から、状態判定部１４４において、上述したタイミングの逆転が発生していることを判定することが可能になる。この判定の後、点火タイミングデータＦＢの値で示される所定のタイミングに相当する時刻ｔ７でイグニッションコイル２００を開放させるように点火制御信号Ｆが生成される。
【００６７】
なお、状態判定部１４４による判定（ステップＳ２１）が実施される時刻ｔ４において、点火制御フラグＦＬＧ１の値は、タイミングの逆転が発生した場合にのみ「０」になる。従って、制御Ｂでは、コンペア割り込み要因フラグＦＬＧ２の値を参照することなく、点火制御フラグＦＬＧ１の値のみから、タイミングの逆転が発生したことを判定することもできる。前述の図６を参照した動作の説明では、点火制御フラグＦＬＧ１の値のみからタイミングの逆転を判定している。
【００６８】
図９（Ｃ）は、上述した制御Ｃ（高速回転時にタイミングの競合が発生する状況）におけるパルス信号Ｐ、点火制御信号Ｆ、点火制御フラグＦＬＧ１、コンペア割り込み要因フラグＦＬＧ２の間の関係の一例を示す図であり、図７を参照して説明した状態判定部１４４の動作を補足説明するための図である。図９（Ｃ）に示すように、制御Ｃにおいても制御Ａと同様に、第１パルスＰ１に応答して時刻ｔ２Ａで点火制御フラグＦＬＧ１の値が「１」に設定される。そして、前述した第２処理を実行中の時刻ｔ３と時刻ｔ４の間の時刻ｔ５Ｂで開放のタイミングが到来すると、コンペア割り込み要因フラグＦＬＧ２の値が「１」に設定され、通電が開始される。
【００６９】
ここで、状態判定部１４４による判定（ステップＳ２２）が実施される時刻ｔ４では、点火制御フラグＦＬＧ１の値は「１」であり、コンペア割り込み要因フラグＦＬＧ２の値も「１」である。このような制御Ｃにおける各フラグの値の組み合わせは、上述の制御Ａおよび制御Ｂにおける各フラグの値の組み合わせと異なる。このため、点火制御フラグＦＬＧ１およびコンペア割り込み要因フラグＦＬＧ２の各値から、状態判定部１４４において、上述したタイミングの競合が発生していることを判定することが可能になる。この判定の後、点火タイミングデータＦＢの値で示される所定のタイミングに相当する時刻ｔ７でイグニッションコイル２００を開放させるように点火制御信号Ｆが生成される。
【００７０】
上述した制御Ａ〜Ｄのうち、制御Ａ〜Ｃによれば、内燃機関の回転速度ＲＶが高速である場合、正パルス信号ＰＰに含まれた第１パルスＰ１’に応答して点火タイミングデータが取得され、負パルス信号ＰＮに含まれた第２パルスＰ２’に応答して通電が開始されるので、内燃機関の回転速度が検出されてから点火を実施するまでに時間的余裕が生まれ、高速回転であっても、回転速度ＲＶに応じた点火タイミングデータを取得するための処理時間を確保することができる。従って、高速回転における点火動作を安定化させることができる。
【００７１】
また、制御Ｂおよび制御Ｃによれば、イグニッションコイル２００の開放のタイミングと通電のタイミングとの逆転または競合を判定して開放のタイミングデータＦＡ，ＦＢを取得するので、内燃機関の回転速度が急激に変化した場合であっても、点火動作を継続的に実施することができ、点火動作を安定化させることができる。
更に、制御Ｄによれば、内燃機関の回転速度が低速である場合、イグニッションコイル２００の通電と開放の各タイミングに時間的に近い第２パルスＰ２’に応答してイグニッションコイル２００の通電と開放を制御するので、点火タイミングを精度よく制御することができ、点火タイミングのバラツキを抑制することができる。
【００７２】
上述した本発明の実施形態によれば、高速回転時に、正パルス信号ＰＰに含まれる第１パルスＰ１’に応答してイグニッションコイル２００の開放のタイミングを取得するので、内燃機関の回転速度が上昇しても、開放のタイミングの取得に要する処理時間を確保することができる。このため、イグニッションコイルの開放を安定的に制御することができ、点火動作を安定化させることができる。また、内燃機関の回転速度が低下した場合、第２パルスＰ２’に応答して通電と点火の各タイミングが設定されるので、低速回転時に精度よく点火動作を制御することができる。
【００７３】
上述した実施形態では、本発明を点火制御装置１００として表現したが、本発明は、点火制御装置１００の動作に着目して、点火制御方法として表現することができる。この場合、本発明による点火制御方法は、内燃機関の回転に伴ってイグニッションコイルに誘起されるパルス信号に基づき、前記内燃機関に備えられた点火プラグに供給される電圧を前記イグニッションコイルに発生させる点火制御方法であって、前記パルス信号の第１パルスに応答して前記イグニッションコイルの開放のタイミングを取得し、前記第１パルスに続く第２パルスに応答して前記イグニッションコイルを通電させると共に前記第１パルスに応答して取得した前記開放のタイミングに基づいて前記イグニッションコイルを開放させる制御段階（ステップＳ１１〜Ｓ１３，Ｓ１２〜Ｓ２８）を少なくとも含む。
【００７４】
以上、本発明の実施形態を説明したが、本発明は上述の実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々の変形が可能である。
例えば、上述の実施形態では、前の回転周期の第１パルスＰ１’と現在の回転周期の第１パルスＰ１’との時間間隔Ｔ２、または、現在の回転周期の第１パルスＰ１’と第２パルスＰ２’との時間間隔Ｔ１から内燃機関の回転速度ＲＶを取得するものとしたが、例えば、前回または前々回の回転周期における第１パルスＰ１〜第３パルスＰ３の任意のパルス間の時間間隔を用いて現在の回転周期の回転速度を予測してもよく、パルス信号Ｐに含まれる任意のパルス信号から回転速度ＲＶを取得することができる。
【産業上の利用可能性】
【００７５】
本発明は、内燃機関の点火を制御する装置や方法に適用できる。
【符号の説明】
【００７６】
１００    点火制御装置
１１０    電源生成部
１２０    正パルス信号検出部
１３０    負パルス信号検出部
１４０    制御部
１４１    回転速度取得部
１４２    回転速度判定部
１４３    点火タイミング取得部
１４４    状態判定部
１４５    点火制御信号生成部
１５０    駆動部
１６０    スイッチ素子
２００    イグニッションコイル
３００    点火プラグ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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