(57)【要約】【課題】エンジン制御コントローラと、点火コントローラとの間に、通信異常が発生した場合でも、失火を適切に回避することができるようにする。【解決手段】点火コントローラ５０は、第一通信系統の通信異常時に点火コイル１６に対して印可される点火エネルギ量に関するパターンであって希釈燃焼時に失火しない放電エネルギを点火プラグ１７に供給可能な通信異常時点火パターンを格納する記録部５２と、第一通信系統に通信異常が発生したことを検出した時に記録部５２が格納する通信異常時点火パターンに基づいて点火コイル１６を制御する点火パターン判定部５３及び点火制御部５４と、を備える。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
エンジンの駆動を制御するエンジン制御コントローラと、前記エンジンの１以上の点火プラグに放電エネルギを供給する点火コイルの駆動を点火パターンに基づいて制御する点火コントローラとが第一通信系統を介して接続された内燃機関用点火制御装置であって、
前記点火コントローラは、前記第一通信系統の通信異常時に前記点火コイルに対して印可される点火エネルギ量に関するパターンであって希釈燃焼時に失火しない放電エネルギを前記点火プラグに供給可能な通信異常時点火パターンを格納する記録部と、前記第一通信系統に通信異常が発生したことを検出した時に前記記憶部が格納する前記通信異常時点火パターンに基づいて前記点火コイルを制御する点火コイル制御部と、を備える内燃機関用点火制御装置。
【請求項２】
前記エンジン制御コントローラは、前記点火コイルに対して印可される点火エネルギ量に関する通常時点火パターンを算出して前記点火コントローラに前記第一通信系統を介して送信する、
請求項１に記載の内燃機関用点火制御装置。
【請求項３】
第二通信系統を更に備え、
前記エンジン制御コントローラは、前記第一通信系統を介して前記点火コントローラにヘッダ情報を送信してから前記第一通信系統を介して当該点火コントローラから第一タイムアウト時間以内にレスポンスを受信しない場合、前記第一通信系統に通信異常が発生したことを検出し、当該第一通信系統の通信異常を前記第二通信系統を介して前記点火コントローラに送信する第一異常検出部を備え、
前記点火コイル制御部は、
前記第二通信系統を介して送信された前記第一通信系統の通信異常を受信した場合、又は前記第一通信系統を介して前記エンジン制御コントローラにレスポンスを返信してから当該エンジン制御コントローラから前記第一タイムアウト時間よりも長い第二タイムアウト時間以内に次のヘッダ情報を受信しない場合、前記第一通信系統に通信異常が発生したことを検出し、前記記録部が格納する前記通信異常時点火パターンを前記点火コイルに供給する第二異常検出部と、
前記第二異常検出部から供給された前記第一通信系統の通信異常を受信した場合、前記記憶部が格納する前記通信異常時点火パターンに基づいて前記点火コイルを制御する点火制御部とを備える、
請求項２に記載の内燃機関用点火制御装置。
【請求項４】
前記記録部は、複数の前記通信異常時点火パターンを格納し、
前記第二異常検出部は、前記第一通信系統の通信異常の情報に基づいて、前記点火コイルに供給する前記通信異常時点火パターンを選択する、
請求項３に記載の内燃機関用点火制御装置。
【請求項５】
前記第二異常検出部が、前記第一通信系統に通信異常が発生したことを検出した場合、前記点火制御部は、前記エンジンが非希釈燃焼となるように前記点火コイルを制御する、
請求項３に記載の内燃機関用点火制御装置。
【請求項６】
前記通信異常時点火パターンは、前記点火コイルが前記点火プラグに最大の放電エネルギを供給可能な点火パターンである、
請求項１乃至５の何れか一項に記載の内燃機関用点火制御装置。
【請求項７】
前記点火コイルは、複数の一次コイルと、前記複数の一次コイルと対向して配置されると共に点火プラグが接続される二次コイルとを備え、
前記複数の一次コイルは、別々に電力が供給されるように構成され、
前記点火コイル制御部は、前記複数の一次コイルのうちの一部に追加電流を供給する、
請求項１乃至６の何れか一項に記載の内燃機関用点火制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、内燃機関用点火制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
自動車の燃費を向上するためには、エンジンの燃料消費量を削減することが重要である。燃料消費量の削減には、各種損失の低減、例えばエンジン運転中のポンプ損失、冷却損失、及び排気損失が有効である。ポンプ損失、及び冷却損失の低減方法としては、燃料と空気との比率を量論混合比（理論混合比）に比べて希薄にして燃焼させる希薄燃焼や、燃焼ガスの一部を吸気側に戻して燃料と空気との混合気を希釈するＥＧＲ（Ｅｘｈａｕｓｔ  Ｇａｓ  Ｒｅｃｉｒｃｕｌａｔｉｏｎ）ガスを活用した燃焼とがある。以降、希薄燃焼と、ＥＧＲガスを活用した燃焼とを、一括して希釈燃焼と記載する。
【０００３】
希釈燃焼では、他の燃焼に比べて、吸気管圧力を上げることができる。したがって、エンジン負荷の低い条件では、ポンプ損失を低減することができ、さらに混合気の熱容量が増加するため、燃焼温度が低下し、冷却損失を低減することができる。
【０００４】
エンジン負荷の高い条件では、ＥＧＲガスを導入することによる自着火反応の進行が抑制されるため、異常燃焼の発生を抑制することができ、さらに点火時期を最適時期に近づけることができるため、排気損失を低減することができる。
【０００５】
燃料消費量の削減には、運転条件に応じた目的や適切な希釈の程度（以下、希釈度）を設定することも有効である。希釈度は、空気やＥＧＲガスの質量和と燃料の質量との比（Ｇ／Ｆ）、空気と燃料との質量比（Ａ／Ｆ）、又は吸気ガス中のＥＧＲの割合（ＥＧＲ率）で評価される。希釈度の大きな条件で失火を避けるためには、燃料の相対的な濃度は小さくなるので、火花点火時に点火プラグから筒内ガスに供給する放電エネルギを増加させる必要がある。希釈度の大きな条件で燃焼を安定させるためには、エンジン内部の乱流強度や流速を、増加させる必要がある。乱流強度や流速が大きくなると、放電の吹き消え現象による失火発生の可能性が生じるため、あわせて火花点火時に点火プラグから筒内ガスに供給する放電エネルギを増加させる必要がある。
【０００６】
特許文献１のエンジン制御装置では、伝送路としてのＬＡＮ（Ｌｏｃａｌ  Ａｒｅａ  Ｎｅｔｗｏｒｋ）を介して、エンジン制御用の電子制御ユニットで算出した点火制御データを点火装置に伝送している。さらに、特許文献１では、エンジン制御用の電子制御ユニットと点火装置との間に通信異常が発生した場合の失火によるエンジンストールを避けるために、伝送路を複数のグループに分けている。これにより、一の伝送路に異常が発生した場合でも、他の正常な伝送路を使用し、正常な伝送路に対応する気筒の点火を制御することによって、エンジンストールを避けている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開平８−５１６７１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
例えば、エンジン制御コントローラと、点火コントローラとの間に通信異常が発生した場合には、失火してしまって、場合によってはエンジンストールが発生してしまう虞がある。
【０００９】
例えば、特許文献１のエンジン制御装置では、エンジン制御用の電子制御ユニットと、点火装置との間に通信異常が発生した場合、正常な伝送路に対応する気筒のみの点火を制御するようにしてエンジンストールを避けるようにしているが、この技術では、失火の可能性自体は解消されておらず、エンジンが振動してしまう可能性がある。
【００１０】
本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、その目的は、エンジン制御コントローラと、点火コントローラとの間に、通信異常が発生した場合でも、失火を適切に回避することができる技術を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上記する課題を解決するため一の観点に係る内燃機関用点火制御装置は、エンジンの駆動を制御するエンジン制御コントローラと、前記エンジンの１以上の点火プラグに放電エネルギを供給する点火コイルの駆動を点火パターンに基づいて制御する点火コントローラとが第一通信系統を介して接続された内燃機関用点火制御装置であって、前記点火コントローラは、前記第一通信系統の通信異常時に前記点火コイルに対して印可される点火エネルギ量に関するパターンであって希釈燃焼時に失火しない放電エネルギを前記点火プラグに供給可能な通信異常時点火パターンを格納する記憶部と、前記第一通信系統に通信異常が発生したことを検出した時に前記記憶部が格納する前記通信異常時点火パターンに基づいて前記点火コイルを制御する点火コイル制御部と、を備える。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、エンジン制御コントローラと、点火コントローラとの間に、通信異常が発生した場合に、失火を適切に回避することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】第１実施形態に係るエンジン制御システムの構成図。
【図２】第１実施形態に係るエンジン用点火制御装置のブロック図。
【図３】第１実施形態に係る放電エネルギ制御部のブロック図。
【図４】第１実施形態に係る希釈燃焼判定処理のフローチャート。
【図５】第１実施形態に係る点火パターン判定処理のフローチャート。
【図６】第１実施形態に係るエンジン制御コントローラにおける通信正常時及び通信異常時の動作を示すタイミングチャート。
【図７】第１実施形態に係る点火コントローラにおける通信異常時の動作を示すタイミングチャート。
【図８】第２実施形態に係る点火パターンの切り替えを示すタイミングチャート。
【図９】第３実施形態に係るエンジン用点火制御装置のブロック図。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
幾つかの実施形態について、図面を用いて詳細に説明する。尚、以下に説明する実施形態は特許請求の範囲に係る発明を限定するものではなく、また実施形態の中で説明されている諸要素及びその組み合わせの全てが発明の解決手段に必須であるとは限らない。
【実施例１】
【００１５】
図１は、第1実施形態に係るエンジン制御システムの構成図である。尚、図１においては、エンジン１０の複数の気筒のうちの一つの気筒のみについて示している。
【００１６】
エンジン制御システム１００は、例えば自動車用筒内噴射式のガソリンエンジン（以下、エンジン）１０と、ＥＣＵ（Ｅｎｇｉｎｅ  Ｃｏｎｔｒｏｌ  Ｕｎｉｔ）２０とを備えている。エンジン１０は、例えば４つの気筒（シリンダ）１４を備えた火花点火式の多気筒ガソリンエンジンである。各シリンダ１４は、上流が吸気通路２と連通し、下流が排気通路３と連通している。
【００１７】
吸気通路２は、エアフローセンサ４と、湿度センサ５と、過給機のコンプレッサ６ａと、インタークーラ７と、電子制御スロットル８と、コレクタ９を上流から順に備える。
【００１８】
エアフローセンサ４は、吸入空気量及び吸気温度を計測する。湿度センサ５は、吸気の相対湿度及び絶対湿度を計測する。コンプレッサ６ａは、吸気を過給する。インタークーラ７は、吸気を冷却する。電子制御スロットル８は、吸気管圧力を調整する。コレクタ９は、吸気を一時的に蓄える。このようにコレクタ９が吸気を一時的に蓄えることにより、コレクタ９よりも下流側の吸気量が調整される。
【００１９】
エンジン１０には、可変バルブ機構１５と、シリンダ１４内に燃料を噴射するインジェクタ１３と、点火プラグ１７と、点火プラグ１７に放電エネルギを供給する点火コイル１６とが、シリンダ１４毎に備えられている。可変バルブ機構１５は、シリンダ１４上部のシリンダヘッドに設けられており、シリンダ１４の上端を開閉する吸排気バルブの開閉タイミング及びリフト量を調整する。このように可変バルブ機構１５は、吸排気バルブの開閉タイミング及びリフト量を調整することによって、シリンダ１４内に流入する吸気、及びシリンダ１４内から排出するガスを調整する。これにより、シリンダ１４内の吸気量及び内部ＥＧＲ量が調整される。インジェクタ１３には、高圧燃料を供給するための図示しない高圧燃料ポンプが燃料配管を介して接続されている。燃料配管には、燃料の圧力を計測するための燃料圧力センサが設けられている。さらに、エンジン１０には、エンジン１０を巡る冷却水の温度を計測する冷却水温センサ１８と、ピストンの位置を検知するためのクランク角度センサ１９とが備えられている。これら燃料圧力センサ、冷却水温センサ１８及びクランク角度センサ１９の出力値は、ＥＣＵ２０に送られる。
【００２０】
排気通路３は、過給機のタービン６ｂと、空燃比センサ１１と、三元触媒１２とを上流から順に備える。
【００２１】
タービン６ｂは、軸を介してコンプレッサ６ａと接続されている。タービン６ｂは、エンジン１０から排出される排気ガスの排気エネルギによってコンプレッサ６ａと共に回転する。このようにコンプレッサ６ａは、回転を開始することにより、過給を開始する。タービン６ｂの上流と下流とは、タービン６ｂを流れる排気ガスをバイパスするための配管を介して接続されている。その配管には、タービン６ｂをバイパスして流れる排気流量を調整する電子制御ウェイストゲート弁２１が設けられている。空燃比センサ１１は、排気ガスの空燃比を検出する。三元触媒１２は、排気ガスを浄化する。
【００２２】
ＥＣＵ２０は、エアフローセンサ４、湿度センサ５、冷却水温センサ１８、空燃比センサ１１、クランク角度センサ１９、及びアクセル開度センサ２２から出力される信号を受信する。アクセル開度センサ２２は、アクセルペダルの踏み込み量、即ち、アクセル開度を検出する。
【００２３】
ＥＣＵ２０は、アクセル開度センサ２２の出力信号に基づいて、要求トルクを演算する。即ち、アクセル開度センサ２２は、エンジン１０への要求トルクを検出する。さらに、ＥＣＵ２０は、クランク角度センサ１９の出力信号に基づいて、エンジン１０の回転速度を演算する。ＥＣＵ２０は、上記各種センサの出力から得られるエンジン１０の運転状態に基づいて、空気流量、燃料噴射量、点火時期、及び燃料圧力等のエンジン１０の主要な作動量を最適に演算する。
【００２４】
ＥＣＵ２０は、演算した燃料噴射量を、開弁パルス信号に変換して、インジェクタ１３に送る。さらに、ＥＣＵ２０は、演算した点火時期を、その演算した点火時期で点火されるように、点火信号として点火プラグ１７に送る。さらに、ＥＣＵ２０は、演算したスロットル開度を、スロットル駆動信号として電子制御スロットル８に送る。
【００２５】
インジェクタ１３は、ＥＣＵ２０から開弁パルス信号を受信すると、吸気通路２の下流端の吸気バルブを経てシリンダ１４内に流入した空気に対し、燃料を噴射する。これのとき、シリンダ１４内には、混合気が形成される。そして、点火プラグ１７は、ＥＣＵ２０から点火信号を受信すると、混合気に対し、所定の点火時期で火花を発生させる。これにより、混合気が爆発し、その爆発した燃焼圧がピストンを押し下げると、エンジンの駆動力が生じる。その爆発に伴う排気ガスは、排気通路３に配置された三元触媒１２に送られ、三元触媒１２内で排気成分が浄化された後、外部へと排出される。
【００２６】
図２は、第1実施形態に係るエンジン用点火制御装置のブロック図である。尚、図２では、複数の点火コントローラのうちの一つの点火コントローラ、及び複数の点火コイルのうちの一つの点火コイルのみについて示している。
【００２７】
ＥＣＵ２０は、「内燃機関用点火制御装置」の一例としてのエンジン用点火制御装置３０を備えている。エンジン用点火制御装置３０は、エンジン１０の駆動を制御するエンジン制御コントローラ４０と、各点火コイル１６に対応して設けられて各点火コイル１６の駆動を制御する複数の点火コントローラ５０とを備えている。エンジン制御コントローラ４０と、各点火コントローラ５０とは、第一通信系統を介して接続されている。
【００２８】
エンジン制御コントローラ４０は、放電エネルギ制御部４１と、通信部４２と、「第一異常検出部」の一例としての異常検出部４３とを備えている。放電エネルギ制御部４１は、目標Ｇ／Ｆ（ガス燃焼比）と、点火コイル１６に対して印可される点火エネルギ量に関する「通常時点火パターン」の一例としての通信正常時点火パターンとを算出して、通信部４２及び第一通信系統を介して点火コントローラ５０に送信する。具体的には、放電エネルギ制御部４１は、通信正常時点火パターンとして、点火コイル１６への通電電流、通電期間、及び放電期間中の通電電流パターンを算出する。通信部４２は、点火コントローラ５０との通信制御を行う。異常検出部４３は、点火コイル１６の故障状態及び点火コントローラ５０との通信異常を検出する。
【００２９】
点火コントローラ５０は、通信部５１と、記録部５２と、「第二異常検出部」の一例としての点火パターン判定部５３と、点火制御部５４と、点火コイル異常検出部５５とを備えている。通信部５１は、エンジン制御コントローラ４０との通信制御を行う。記録部５２は、第一通信系統の通信異常時に点火コイル１６に対して印可される点火エネルギ量に関するパターンであって希釈燃焼時に失火しない放電エネルギを点火プラグ１７に供給可能な通信異常時点火パターンをあらかじめ格納している。尚、通信異常時とは、例えば、断線した通信状態又はノイズの混入した通信状態である。通信異常時点火パターンは、希釈燃焼時の点火に必要な（失火しない）エネルギを点火プラグ１７に供給可能な点火パターンとし、点火コイル１６が点火プラグ１７に最大の放電エネルギを供給可能な点火パターンであることが好ましい。これにより、希釈燃焼時に通信異常が生じても、失火を抑制することができる。
【００３０】
点火パターン判定部５３は、第一通信系統に通信異常が発生したことを検出し、通信部５１及び第一通信系統を介して受信する通信正常時点火パターンと、記録部５２が格納する通信異常時点火パターンとの切り替えを判定する。点火制御部５４は、点火パターン判定部５３が判定した点火パターンに基づいて、点火コイル１６を制御する。点火パターン判定部５３及び点火制御部５４は、「点火コイル制御部」の一例として機能する。点火コイル異常検出部５５は、点火コイル１６の故障を検出する。
【００３１】
点火コイル１６は、一次コイル６１と、その一次コイル６１に対向して配置される二次コイル６２とを備えている。二次コイル６２の一端には、点火プラグ１７が電気的に接続されている。点火コイル１６は、一次コイル６１が通電された後、一次コイル６１に流れる電流が遮断されると、一次コイル６１を通過する磁束が変化し、二次コイル６２に高い電圧が生じ、点火プラグ１７のプラグ間ギャップに放電が生じる。
【００３２】
ここで、本実施形態では、エンジン制御コントローラ４０と、点火コントローラ５０との間の第一通信系統は、通常ＬＡＮ（Ｌｏｃａｌ  Ａｒｅａ  Ｎｅｔｗｏｒｋ）、ＬＩＮ（Ｌｏｃａｌ  Ｉｎｔｅｒｃｏｎｎｅｃｔ  Ｎｅｔｗｏｒｋ）、又はＣＡＮ（Ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒ  Ａｒｅａ  Ｎｅｔｗｏｒｋ）等のプロトコルが定められた通信形態である。この限りではなく、エンジン制御コントローラ４０と、点火コントローラ５０との間の第一通信系統は、プロトコルの定められないデジタル信号線で構成されてもよい。
【００３３】
図３は、第１実施形態に係る放電エネルギ制御部のブロック図である。
【００３４】
放電エネルギ制御部４１は、基本放電エネルギ算出部７１と、放電エネルギ補正部７２と、得失算出部７３と、放電エネルギ実現方法算出部７４とを備えている。
【００３５】
基本放電エネルギ算出部７１には、アクセル開度センサ２２の出力信号に基づいて算出された要求トルクと、クランク角センサ１９の出力信号に基づいて算出されたエンジン回転速度とが入力される。基本放電エネルギ算出部７１は、入力された要求トルク及びエンジン回転速度に基づいて、基本電流エネルギ量及び基本放電期間を算出し、算出した基本電流エネルギ量及び基本放電期間に基づいて基本放電エネルギ量を算出する。基本電流エネルギ量は、点火コイル１６への通電電流の基準値であり、基本放電期間は、点火コイル１６への放電期間の基準値である。基本放電エネルギ算出部７１は、算出した基本放電エネルギ量を放電エネルギ補正部７２に出力する。
【００３６】
放電エネルギ補正部７２には、基本放電エネルギ算出部７１で算出された基本放電エネルギ量、目標Ｇ／Ｆ、冷却水温センサ１８の出力信号、エアフローセンサ４の出力信号、及び湿度センサ５の出力信号が入力される。放電エネルギ補正部７２は、基本放電エネルギ量を、目標Ｇ／Ｆ、冷却水の温度、吸気温度、及び新気の湿度に基づいて補正し、要求放電エネルギ量を算出する。放電エネルギ補正部７２は、算出された要求放電エネルギ量を得失算出部７３及び放電エネルギ実現方法算出部７４に出力する。尚、要求放電エネルギ量は、希釈燃焼時に失火しないように点火コイル１６に対して印可される放電エネルギ量である。
【００３７】
得失算出部７３には、放電エネルギ補正部７２で算出された要求放電エネルギ量が入力される。得失算出部７３は、要求放電エネルギ量にするための燃料消費増加量と、目標Ｇ／Ｆを実現した時の燃料消費低減量とに基づいて、目標Ｇ／Ｆ実現時の燃費の得失を算出する。得失算出部７３は、算出された目標Ｇ／Ｆ実現時の燃費の得失を放電エネルギ実現方法算出部７４に出力する。放電エネルギ実現方法算出部７４には、放電エネルギ補正部７２で算出された要求放電エネルギ量と、得失算出部７３で算出された目標Ｇ／Ｆ実現時の燃費の得失とが入力される。放電エネルギ実現方法算出部７４は、入力された要求放電エネルギ量と、目標Ｇ／Ｆ実現時の燃費の得失とに基づいて、目標Ｇ／Ｆと、点火コイル１６への通電電流、通電期間、及び放電期間中の通電電流パターンとを算出する。放電エネルギ実現方法算出部７４は、算出された目標Ｇ／Ｆをインジェクタ１３に出力すると共に、算出された点火コイル１６への通電電流、通電期間、及び放電期間中の通電電流パターンを点火コイル１６に出力する。
【００３８】
図４は、第１実施形態に係る希釈燃焼判定処理のフローチャートである。
【００３９】
異常検出部４３は、エンジン制御コントローラ４０と、点火コントローラ５０との間の通信状態を監視し、正常に通信が行われているか否かを判定する（ステップＳ４１）。異常検出部４３は、ステップＳ４１の判定結果が真の場合（Ｓ４１：ＹＥＳ）、希釈燃焼を許可する（ステップＳ４２）。異常検出部４３は、ステップＳ４１の判定結果が偽の場合（Ｓ４１：ＮＯ）、希釈燃焼を禁止する（ステップＳ４３）。
【００４０】
このようにＥＣＵ２０は、異常検出部４３の判定結果に基づいて、希釈燃焼の可否を判断する。ＥＣＵ２０は、異常検出部４３が希釈燃焼を許可した場合、各種センサの出力から得られるエンジン１０の運転状態に基づいて、最適な希釈燃焼になるような空気流量、燃焼噴射量、点火時期、及び燃料圧力等のエンジン１０の主要な作動量を演算する。ＥＣＵ２０は、演算された空気流量に基づいて電子制御スロットル８を制御し、燃焼噴射量に基づいてインジェクタ１３を制御し、点火時期に基づいて点火コイル１６を制御し、燃料圧力に基づいて高圧燃料ポンプを制御する。
【００４１】
一方、ＥＣＵ２０は、異常検出部４３が希釈燃焼を禁止した場合、希釈燃焼にならない作動量を演算する。ＥＣＵ２０は、希釈燃焼にならない作動量を演算した場合、演算された空気流量に基づいて電子制御スロットル８を制御し、燃焼噴射量に基づいてインジェクタ１３を制御し、点火時期に基づいて点火コイル１６を制御し、燃料圧力に基づいて高圧燃料ポンプを制御する。
【００４２】
図５は、第１実施形態に係る点火パターン判定処理のフローチャートである。
【００４３】
点火パターン判定部５３は、エンジン制御コントローラ４０と、点火コントローラ５０との間の通信状態を監視し、正常に通信が行われているか否かを判定する（ステップＳ５１）。点火パターン判定部５３は、ステップＳ５１の判定結果が真の場合（Ｓ５１：ＹＥＳ）、エンジン制御コントローラ４０から受信する通信正常時点火パターンを点火制御部５４に送信する。点火制御部５４は、送信された通信正常時点火パターンに基づいて、点火コイル１６の動作を制御する（ステップＳ５２）。点火パターン判定部５３は、ステップＳ５１の判定結果が偽の場合（Ｓ５１：ＮＯ）、記録部５２にあらかじめ保存してある通信異常時点火パターンを点火制御部５４に送信する。点火制御部５４は、送信された通信異常時点火パターンに基づいて、点火コイル１６の動作を制御する（ステップＳ５３）。
【００４４】
図６は、第１実施形態に係るエンジン制御コントローラにおける通信正常時及び通信異常時の動作を示すタイミングチャートである。尚、図６において、上図は、通信正常時を示し、下図は、通信異常時を示している。
【００４５】
図６の上図に示すように、エンジン制御コントローラ４０（マスタ。異常検出部４３）は、第一通信系統を介して点火コントローラ５０（スレーブ。点火パターン判定部５３及び点火制御部５４）にヘッダ情報を送信する。点火コントローラ５０は、受信したヘッダ情報に応じて、レスポンスを第一通信系統を介してエンジン制御コントローラ４０へ返信する。
【００４６】
図６の下図に示すように、エンジン制御コントローラ４０は、ヘッダ情報を点火コントローラ５０に送信できないことがある。さらに、エンジン制御コントローラ４０が点火コントローラ５０にヘッダ情報を送信できた場合でも、点火コントローラ５０は、受信したヘッダ情報に応じて、第一通信系統を介してエンジン制御コントローラ４０にレスポンスを返信することができないことがある。
【００４７】
エンジン制御コントローラ４０は、ヘッダ情報を点火コントローラ５０に送った後、「第一タイムアウト時間」の一例としての一定時間（タイムアウト時間Ｔｍ）以内に点火コントローラ５０から返信されるレスポンスを受け取らなかった場合、第一通信系統に通信異常が発生したことを検出する。エンジン制御コントローラ４０は、第一通信系統に通信異常が発生したことを検出した場合、その第一通信系統の通信異常を点火コントローラ５０に送信する。点火コントローラ５０は、第一通信系統に通信異常が発生したことを受信し、通信正常時点火パターンから通信異常時点火パターンへの切り替えを判定する。点火コントローラ５０は、判定された点火パターンに基づいて、点火コイル１６を制御する。尚、タイムアウト時間Ｔｍは、エンジン制御コントローラ４０が第一通信系統を介して点火コントローラ５０にヘッダ情報を送信してから、そのレスポンスを当該点火コントローラ５０が第一通信系統を介してエンジン制御コントローラ４０に返信するまでに要する時間よりも少なくとも長い任意の値に設定することができる。
【００４８】
図７は、第１実施形態に係る点火コントローラにおける通信異常時の動作を示すタイミングチャートである。
【００４９】
エンジン制御コントローラ４０（マスタ。異常検出部４３）は、第一通信系統を介して点火コントローラ５０（スレーブ。点火パターン判定部５３及び点火制御部５４）にヘッダ情報を送信する。点火コントローラ５０は、受信したヘッダ情報に応じて、レスポンスを第一通信系統を介してエンジン制御コントローラ４０へ返信する。その後、エンジン制御コントローラ４０は、第一通信系統を介して点火コントローラ５０にヘッダ情報を送信できないことがある。この場合、点火コントローラ５０は、レスポンスを第一通信系統を介してエンジン制御コントローラ４０に返信してから「第二タイムアウト時間」の一例としての一定時間（タイムアウト時間Ｔｓ）以内に、第一通信系統を介してエンジン制御コントローラ４０からヘッダ情報を受信できない。
【００５０】
ここで、第一通信系統による通信において、エンジン制御コントローラ４０がヘッダ情報を送るタイミングを管理しており、点火コントローラ５０は、ヘッダ情報を送るタイミングを管理しない。点火コントローラ５０は、第一通信系統を介してエンジン制御コントローラ４０にレスポンスを返信してから一定時間（タイムアウト時間Ｔｓ）以上、ヘッダ情報をエンジン制御コントローラ４０から受信しない場合、通信異常が発生したと判断する。点火コントローラ５０は、第一通信系統に通信異常が発生した場合、通信正常時点火パターンから通信異常時点火パターンへの切り替えを判定する。点火コントローラ５０は、判定された通信異常時点火パターンに基づいて、点火コイル１６を制御する。尚、ＬＩＮ通信系統による通信では、タイムアウト時間Ｔｓは、２５，０００ｂｉｔ分の時間が規定されるため、ＬＩＮ通信系統による通信が最大通信速度２０ｋｂｉｔ／ｓの場合、１．２５秒となる。つまり、ＬＩＮ通信系統による通信において、レスポンスを返信してから通信異常を検出するまでの最短時間は、１．２５秒となる。
【００５１】
この構成によれば、エンジン制御コントローラ４０と、点火コントローラ５０との間の第一通信系統に通信異常が発生した場合でも、燃焼状態に適合した点火パターンに基づいて点火コイル１６を制御することができ、希釈燃焼時でも失火を避けることができる。さらに各シリンダ１４の点火を適切に制御することができ、エンジン１０の振動を最低限に抑制することができる。
【００５２】
さらに、エンジン制御コントローラ４０は、点火コイル１６に対して印可される点火エネルギ量に関する通常時点火パターンを算出して点火コントローラ５０に第一通信系統を介して送信するので、第一通信系統に通信異常が発生していない場合、エンジン制御コントローラ４０が点火コイル１６を制御することができる。
【００５３】
次に、第２実施形態に係る点火パターンの切り替えについて説明する。尚、第２実施形態に係るエンジン用点火制御装置３０は、第１実施形態に係るエンジン用点火制御装置３０とは、通信系統の構成が異なる。
【００５４】
第２実施形態に係る通信系統は、「第一通信系統」の一例としてのＬＩＮ通信系統に加え、ＬＩＮ通信系統よりも通信速度が遅い「第二通信系統」の一例としての一本乃至複数本のデジタル信号線によるデジタル通信系統を更に備えている。異常検出部４３は、ＬＩＮ通信系統に通信異常が発生したことを検出した場合、その通信異常をデジタル通信系統を介して点火パターン判定部５３に送信する。
【００５５】
図８は、第２実施形態に係る点火パターンの切り替えを示すタイミングチャートである。
【００５６】
エンジン制御コントローラ４０（マスタ。異常検出部４３）は、非希釈燃焼時に、非ＬＩＮ通信系統を介して点火コントローラ５０（スレーブ。点火パターン判定部５３及び点火制御部５４）に希釈燃焼時のヘッダ情報を送信する。点火コントローラ５０は、受信したヘッダ情報に応じて、レスポンスをＬＩＮ通信系統を介してエンジン制御コントローラ４０へ返信する。
【００５７】
燃焼状態が非希釈燃焼から希釈燃焼に変化したときに、エンジン制御コントローラ４０は、「次のヘッダ情報」の一例としての希釈燃焼時のヘッダ情報をＬＩＮ通信系統を介して点火コントローラ５０に送信できないことがある。エンジン制御コントローラ４０は、ＬＩＮ通信系統を介して点火コントローラ５０に希釈燃焼時のヘッダ情報を送信してからＬＩＮ通信系統を介して点火コントローラ５０から一定時間（タイムアウト時間Ｔｍ）以内にレスポンスを受信しない場合、ＬＩＮ通信系統に通信異常が発生したことを検出する。この場合、エンジン制御コントローラ４０は、第一通信系統の通信異常をデジタル通信系統を介して点火パターン判定部５３に送信する。尚、点火コントローラ５０は、デジタル通信系統を介して希釈燃焼時のヘッダ情報を受信しない場合、一定時間（タイムアウト時間Ｔｓ）経過するまで第一通信系統の通信異常を検出できない（自己診断）。
【００５８】
点火コントローラ５０は、デジタル通信系統を介して希釈燃焼時のヘッダ情報を受信した場合、通信異常時点火パターンに基づいて点火コイル１６を制御する。
【００５９】
ここで、タイムアウト時間Ｔｍ＜タイムアウト時間Ｔｓに設定されている。
【００６０】
この構成によれば、失火の可能性がある時間、つまり希釈燃焼時の燃料噴射の開始後に、非希釈燃焼点火パターンで点火制御が行われる時間を、短くすることができ、失火を適切に回避することが可能となる。
【００６１】
さらに、ＬＩＮ通信系統に加え、デジタル通信系統を備えているので、エンジン制御コントローラ４０は、ＬＩＮ通信系統に通信異常が発生した場合でも、その通信異常をデジタル通信系統を介して点火コントローラ５０に送信することができる。したがって、点火コントローラ５０は、送信された通信異常の受信時に記憶部５２が格納する通信異常点火パターンに基づいて点火コイル１６を制御することができる。
【００６２】
次に、第３実施形態に係るエンジン制御システムについて説明する。尚、第３実施形態に係るエンジン１０は、第１実施形態に係るエンジン１０とは、点火コイルの構成が異なる。
【００６３】
図９は、第３実施形態に係るエンジン用点火制御装置のブロック図である。
【００６４】
点火コイル８０は、直列に並べられた一次コイル６１Ａ及び一次コイル６１Ｂと、それら一次コイル６１Ａ及び一次コイル６１Ｂに対向して配置される二次コイル６２とを備えている。即ち、点火コイル８０は、二個の一次コイル６１Ａ，６１Ｂを備えている。それら一次コイル６１Ａ及び一次コイル６１Ｂには、別々に電力が供給されるように構成されている。点火制御部５４は、それら一次コイル６１Ａ及び一次コイル６１Ｂを別々に制御することができる。
【００６５】
一次コイル６１Ａ及び一次コイル６１Ｂが通電された後、例えば、一次コイル６１Ｂに磁束が増加する追加電流を流す。これにより、一次コイル６１Ｂに追加電流を流さない場合に比べて、二次コイル６２に流れる電流が増加する。本実施形態では、放電エネルギ制御部４１は、一次コイル６１Ａ及び一次コイル６１Ｂへの通電電流、通電期間、及び放電期間中の通電電流パターンを算出する。さらに、記憶部５２は、一次コイル６１Ａ及び一次コイル６１Ｂの通信異常時点火パターンをあらかじめ格納する。
【００６６】
この構成によれば、二次コイル６２に流れる電流を増加させることができ、点火プラグ１７に供給するエネルギを増大させることが可能となる。したがって、希釈度の大きな条件においても失火を避けることができ、エンジン制御コントローラ４０と、点火コントローラ５０との間に通信異常が発生した場合に、エンジン回転数の揺らぎ(振動)を抑えることができる。
【００６７】
本発明は、上記した実施形態に限定されるものではなく、様々な変形例が含まれる。
【００６８】
例えば、上記した実施形態のエンジン１０は、複数の点火コイル１６を備えていた。これに限らず、エンジン１０は、１つの点火コイル１６を備えてもよい。この場合、点火コントローラ５０も１つでよい。
【００６９】
尚、記録部５２は、複数の通信異常時点火パターンをあらかじめ格納しても良い。例えば、記録部５２は、通信異常時点火パターンとして、希釈燃焼時の点火パターンと、非希釈燃焼時の点火パターンとをあらかじめ保存しておくとよい。これにより、点火パターン判定部５３は、エンジン１０の燃焼状態に応じて、点火パターンを選択することができる。
【００７０】
例えば、上記した実施形態において、記憶部５２は、最新の通信異常時点火パターンを上書きで格納してもよい。このとき、点火パターン判定部５３は、エンジン制御コントローラ４０との通信系統に通信異常が発生したことを検出した場合、最新の通信異常時点火パターンに安全係数を掛けた通信異常時点火パターンを点火制御部５４に供給してもよい。安全係数は、１以上に設定されている。これにより、エンジン制御コントローラ４０との通信系統に通信異常が発生した場合でも、より大きな点火エネルギ量の通信異常時点火パターンに基づいて点火コイル１６を制御でき、失火をより適切に回避することができる。この結果、エンジン１０の振動をより適切に抑えることができる。
【符号の説明】
【００７１】
１０…エンジン、１６…点火コイル、１７…点火プラグ、３０…エンジン用点火制御装置、４０…エンジン制御コントローラ、４３…通信異常検出部、５０…点火コントローラ、５２…記録部、５３…点火パターン判定部、５４…点火制御部、６１Ａ…一次コイル、６１Ｂ…一次コイル、６２…二次コイル、８０…点火コイル、Tｍ…タイムアウト時間、Tｓ…タイムアウト時間
【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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