(57)【要約】【課題】電極の劣化を抑制しつつ、混合気体への着火性を高めることができる点火制御装置を提供する。【解決手段】点火装置は点火プラグと点火コイルとを有しており、点火プラグは中心電極と接地電極とを有している。エンジンＥＣＵは、点火装置の動作制御を行う点火制御処理を行う。この点火制御処理においては、点火信号によりアーク放電を発生させるよりも前のタイミングで燃焼室にプラズマを発生させるか否かを判定するプラズマ判定処理が行われる。このプラズマ判定処理においては、ステップＳ２０２，Ｓ２０３により、エンジンの運転状態が高負荷状態であり且つエンジンの暖機運転が終了していると判断された場合に、ステップＳ２０７において、電極に対する判定電圧印加が行われる。そして、ステップＳ２０８において、判定電圧印加により電極にて放電が発生したか否かの判定が行われる。【選択図】図８
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
電圧が印加される電極（１１，１２）を有し、前記電極に電圧が印加されることで内燃機関の燃焼室（２００）において放電を発生可能であり、前記放電により前記燃焼室内の混合気体に点火する点火部（１０）と、
前記電極に電圧を印加する電圧印加部（２０）と、
を備えている点火装置（１００）の動作制御を行う点火制御装置（２４）であって、
前記電極への電圧印加を、前記点火部に放電を発生させるために前記電圧印加部に実行させる第１実行部（Ｓ１０８）と、
前記第１実行部による電圧印加が実行される場合に前記燃焼室にプラズマが存在しているように、前記電極への電圧印加を、前記混合気体を電離させて前記燃焼室に前記プラズマを発生させるために前記電圧印加部に実行させる第２実行部（Ｓ１０７）と、
前記電極への電圧印加を、前記点火部による放電状態を取得するために前記電圧印加部に実行させる第３実行部（Ｓ２０７）と、
前記第３実行部による電圧印加が実行された場合の前記点火部による放電状態に基づいて、前記第２実行部による電圧印加を実行するか否かを判定する第２実行判定部（Ｓ１０３，Ｓ２０８）と、
を備えている点火制御装置。
【請求項２】
前記内燃機関の運転状態に基づいて、前記電極への電圧印加を前記第３実行部に実行させるか否かの判定を行う第３実行判定部（Ｓ２０２，Ｓ２０３，Ｓ２０６）を備えている、請求項１に記載の点火制御装置。
【請求項３】
前記第３実行判定部は、
前記内燃機関の運転状態が所定の低負荷状態よりも負荷が大きい高負荷状態にあるか否かを判定する運転判定部（Ｓ２０２）を有しており、
前記運転判定部は、
前記内燃機関の運転状態が前記高負荷状態にある場合に、前記電極への電圧印加を前記第３実行部に実行させると判断する、請求項２に記載の点火制御装置。
【請求項４】
前記第３実行判定部は、
前記内燃機関の暖機運転が終了したか否かを判定する暖機判定部（Ｓ２０３）を有しており、
前記暖機判定部は、
前記内燃機関の前記暖機運転が終了した場合に、前記電極への電圧印加を前記第３実行部に実行させると判断する、請求項２又は３に記載の点火制御装置。
【請求項５】
前記第３実行部は、前記内燃機関の排気行程において前記電極への電圧印加を実行する、請求項１〜４のいずれか１つに記載の点火制御装置。
【請求項６】
前記第２実行部により前記電極に印加される電圧は、前記第３実行部により前記電極に印加される電圧に比べて小さい、請求項１〜５のいずれか１つに記載の点火制御装置。
【請求項７】
前記第３実行部により前記電極に電圧が印加される期間（Ｔｂ）は、前記第２実行部により前記電極に電圧が印加される期間（Ｔａ）に比べて短い、請求項１〜６のいずれか１つに記載の点火制御装置。
【請求項８】
前記第２実行判定部は、
前記第３実行部による電圧印加が実行された場合に前記点火部による放電が発生したか否かを判定する放電判定部（Ｓ２０８）を有しており、
前記第２実行部は、前記第３実行部の電圧印加による放電が発生していないと前記放電判定部が判断した場合に、前記電極への電圧印加を実行する、請求項１〜７のいずれか１つに記載の点火制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この明細書による開示は、点火制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
内燃機関の燃焼室において放電を発生させることで燃焼室内の混合気体に点火する点火装置として、例えば特許文献１には、燃焼室においてプラズマ雰囲気を生成した後に、このプラズマ雰囲気に対してアーク放電を発生させる、という技術が開示されている。この点火装置は、電圧が印加されることでアーク放電を発生させる主電極と、電圧が印加されることでプラズマ雰囲気を生成する補助電極とを有している。上記特許文献１では、プラズマ雰囲気によりアーク放電が発生しやすくなるため、混合気体に確実に点火することができる、としている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００７−３２３４９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、プラズマ雰囲気を生成する場合でも、アーク放電が発生した場合と同様に、燃焼室にて発生したイオンが電極に衝突するという現象が発生することに変わりがない。このため、アーク放電を発生させるたびにプラズマ雰囲気を生成させる場合、プラズマ雰囲気を生成するための電極について、イオンの衝突が繰り返されることで徐々に劣化していくことが懸念される。
【０００５】
本開示の主な目的は、電極の劣化を抑制しつつ、混合気体への着火性を高めることができる点火制御装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記目的を達成するため、開示された態様は、
電圧が印加される電極（１１，１２）を有し、電極に電圧が印加されることで内燃機関の燃焼室（２００）において放電を発生可能であり、放電により燃焼室内の混合気体に点火する点火部（１０）と、
電極に電圧を印加する電圧印加部（２０）と、
を備えている点火装置（１００）の動作制御を行う点火制御装置（２４）であって、
電極への電圧印加を、点火部に放電を発生させるために電圧印加部に実行させる第１実行部（Ｓ１０８）と、
第１実行部による電圧印加が実行される場合に燃焼室にプラズマが存在しているように、電極への電圧印加を、混合気体を電離させて燃焼室にプラズマを発生させるために電圧印加部に実行させる第２実行部（Ｓ１０７）と、
電極への電圧印加を、点火部による放電状態を取得するために電圧印加部に実行させる第３実行部（Ｓ２０７）と、
第３実行部による電圧印加が実行された場合の点火部による放電状態に基づいて、第２実行部による電圧印加を実行するか否かを判定する第２実行判定部（Ｓ１０３，Ｓ２０８）と、
を備えている点火制御装置である。
【０００７】
点火部の電極に電圧が印加された場合の点火部による放電状態は、電極の劣化状態に応じて変化すると考えられる。また、電極が劣化していない場合には、この電極への電圧印加に伴って放電が発生しやすく、電極の劣化が進むことで、この電極への電圧印加に伴って放電が徐々に発生しにくくなっていく、と考えられる。
【０００８】
そこで、上記態様によれば、第３実行部により電極への電圧印加が行われた場合の点火部による放電状態に応じて、プラズマ雰囲気を発生させる場合と発生させない場合とが使い分けられる。このため、第１実行部による電圧印加が行われるたびに第２実行部による電圧印加が行われる構成に比べて、第２実行部による電圧印加が行われる回数が低減するため、第２実行部の電圧印加により電極の劣化が進むということを抑制できる。その一方、第３実行部の電圧印加による放電状態が電極の劣化が進んでいることを示す場合には、第２実行部の電圧印加により混合気体の電離を促進させてプラズマを発生させることで、第１実行部での電圧印加による放電が発生しやすい環境を燃焼室につくり出すことができる。したがって、電極の劣化を抑制しつつ、混合気体への着火性を高めることができる。
【０００９】
なお、特許請求の範囲およびこの項に記載した括弧内の符号は、後述する実施形態に記載の具体的手段との対応関係を示すものにすぎず、技術的範囲を限定するものではない。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】第１実施形態における点火装置を説明するためのブロック図。
【図２】点火プラグのギャップ周辺の構造を示す図。
【図３】点火装置に流れる電流を説明するための図表。
【図４】電極が劣化進行状態にある場合について、点火装置の駆動を説明するためのタイミングチャート。
【図５】アーク放電発生時の印加電圧を説明するためのグラフ図。
【図６】電極が正常状態にある場合について、点火装置の駆動を説明するためのタイミングチャート。
【図７】点火制御処理の手順を示すフローチャート。
【図８】プラズマ判定処理の手順を示すフローチャート。
【図９】エンジンの運転負荷と要求電圧との関係を示す図。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下、本開示の複数の実施形態を図面に基づいて説明する。尚、各実施形態において対応する構成要素には同一の符号を付すことにより、重複する説明を省略する場合がある。各実施形態において構成の一部分のみを説明している場合、当該構成の他の部分については、先行して説明した他の実施例の構成を適用することができる。また、各実施形態の説明において明示している構成の組み合わせばかりではなく、特に組み合わせに支障が生じなければ、明示していなくても複数の実施形態の構成同士を部分的に組み合わせることができる。そして、複数の実施形態及び変形例に記述された構成同士の明示されていない組み合わせも、以下の説明によって開示されているものとする。
【００１２】
（第１実施形態）
図１に示すように、点火装置１００は点火プラグ１０と点火回路２０を有する。この点火プラグ１０は内燃機関（エンジン）の燃焼室２００に設けられる。点火回路２０によって点火プラグ１０に火花放電（グロー放電）が発生される。これにより燃焼室２００内の混合気体が着火する。
【００１３】
＜エンジンの挙動＞
以下、点火装置１００を説明する前に、エンジンの挙動を説明する。このエンジンは４サイクルエンジンである。燃焼駆動状態のエンジンは、以下に示す吸気行程、圧縮行程、燃焼膨張行程、および、排気行程を順次繰り返して実施する。これら４つの行程は、エンジンの燃焼サイクルの１周期である１燃焼サイクルにおいて行われる。
【００１４】
吸気行程において、エンジンのピストンは、クランクシャフトの回転に連動してシリンダ内を下降する。これによりシリンダとピストンとによって区画される燃焼室２００の容量が増大する。この際に吸気バルブによって燃焼室２００と吸気ポートとが連通され、燃焼室２００内に吸気ポートの気体（主として空気）が吸入される。またインジェクタから燃焼室２００内に霧状の燃料が噴射される。これにより燃焼室２００内に吸気ポートの気体と燃料の混ざった混合気体が流入される。
【００１５】
圧縮行程において、ピストンは下死点を通過してシリンダ内を上昇する。それによって燃焼室２００の容量が減少する。この際に吸気バルブによって燃焼室２００と吸気ポートとの連通が遮られる。なおもちろんではあるが、燃焼室２００と排気ポートとの連通は排気バルブによって遮られている。これにより燃焼室２００内の混合気体が圧縮される。
【００１６】
燃焼膨張行程において、ピストンが上昇して上死点へと向かっている際、若しくは、ピストンが上死点を過ぎて下降している際、点火プラグ１０でグロー放電が発生される。それによって混合気体が着火し、燃焼爆発する。燃焼室２００内の混合気体が膨張し、それによってピストンが下降する。この爆発によるピストンの運動エネルギがクランクシャフトの回転エネルギに変換される。このクランクシャフトの回転エネルギがエンジンの出力として動力伝達装置を介して駆動輪などに出力される。
【００１７】
排気行程において、ピストンが下死点を過ぎて上昇し始める際、排気バルブの駆動によって燃焼室２００と排気ポートとが連通する。それによって燃焼室２００内の排気が排出される。
【００１８】
排気行程後、ピストンが上死点を過ぎて下降し始めると、再び上記の吸気行程が実施される。以上に示したように燃焼駆動状態のエンジンは、吸気行程、圧縮行程、燃焼膨張行程、および、排気行程の４行程を順次実施する。
【００１９】
＜点火装置の構成＞
次に、点火装置１００を説明する。上記したように点火装置１００は点火プラグ１０と点火回路２０を有する。点火プラグ１０は中心電極１１と接地電極１２を有する。図１に示すように、中心電極１１は点火回路２０に接続されている。接地電極１２はグランドに接続されている。点火プラグ１０が点火部に相当し、点火回路２０が電圧印加部に相当する。
【００２０】
図２に示すように、中心電極１１と接地電極１２は燃焼室２００内において離間して対向配置されている。中心電極１１の一部は接地電極１２側に突起している。これに対して接地電極１２における中心電極１１との対向部位は平板形状を成している。この接地電極１２の平板部位と中心電極１１の突起部位とが離間して対向している。以下においては中心電極１１と接地電極１２との間の空隙をギャップＧと示す。また、点火プラグ１０は、中心電極１１を支持している絶縁碍子１３と、絶縁碍子１３及び接地電極１２を支持しているハウジング１４とを有している。なお、接地電極１２の平板部位における中心電極１１側の面には、グロー放電の発生を促すための溝が複数形成されていてもよい。
【００２１】
図１に示すように点火回路２０は、車両に搭載されたバッテリ４０の正極とグランドとを接続する第１経路Ｌ１、および、第１経路Ｌ１と中心電極１１とを接続する第２経路Ｌ２を有する。そして点火回路２０は、これら第１経路Ｌ１と第２経路Ｌ２に設けられる点火コイル２１、イグナイタ２２、および、ダイオード２３を有する。さらに点火回路２０はエンジンＥＣＵ２４を有する。イグナイタ２２がスイッチ素子に相当する。
【００２２】
点火コイル２１は磁気結合した１次コイル２１ａと２次コイル２１ｂを有する。図１と図３では磁気結合をハッチングによって示している。上記のイグナイタ２２はＮチャネル型ＭＯＳＦＥＴである。イグナイタ２２はエンジンＥＣＵ２４によって開閉制御される。
【００２３】
エンジンＥＣＵ２４は、点火装置１００の動作制御を行う点火制御装置である。エンジンＥＣＵ２４は、プロセッサ、記憶部、入出力インターフェース等を含んで構成されたコンピュータを有している。記憶部には、ＲＡＭやメモリ等が含まれている。エンジンＥＣＵ２４は車両に搭載された各種センサ、および、各種ＥＣＵと電気的に接続されている。これら各種センサは図１において車載センサ３００としてまとめて示している。各種ＥＣＵは車載ＥＣＵ４００としてまとめて示している。
【００２４】
エンジンＥＣＵ２４には車載センサ３００で検出された各種センサ信号が入力される。そしてエンジンＥＣＵ２４は車載ＥＣＵ４００と車載ネットワークを通じて相互に信号の送受信を行っている。エンジンＥＣＵ２４は車載センサ３００から入力される各種センサ信号や、車載ＥＣＵ４００から入力される各種車両情報に基づいて、イグナイタ２２に出力する制御信号の生成と出力を決定している。
【００２５】
＜点火装置の回路構成＞
図１に示すように第１経路Ｌ１では、バッテリ４０の正極からグランドに向かって順に、１次コイル２１ａとイグナイタ２２が直列接続されている。１次コイル２１ａの一端がバッテリ４０の正極に接続されている。１次コイル２１ａの他端がイグナイタ２２のドレイン電極に接続されている。イグナイタ２２のソース電極がグランドに接続されている。そしてイグナイタ２２のゲート電極はエンジンＥＣＵ２４に接続されている。エンジンＥＣＵ２４からイグナイタ２２に出力される制御信号によって、イグナイタ２２の閉状態と開状態が制御される。グランドが基準電位に相当する。
【００２６】
第２経路Ｌ２は、第１経路Ｌ１におけるバッテリ４０と１次コイル２１ａとの間の中点と中心電極１１とを接続している。この第２経路Ｌ２では、第１経路Ｌ１との接続点から中心電極１１に向かって順に、ダイオード２３と２次コイル２１ｂが直列接続されている。ダイオード２３のカソード電極が第１経路Ｌ１と第２経路Ｌ２との接続点に接続されている。ダイオード２３のアノード電極が２次コイル２１ｂの一端に接続されている。そして２次コイル２１ｂの他端が中心電極１１に接続されている。
【００２７】
＜点火装置の挙動＞
次に、図３に基づいて点火装置１００の挙動を説明する。なお図３においては表記が煩雑と成ることを避けるために、符号の記載を省略している。
【００２８】
エンジンＥＣＵ２４から出力される制御信号によるイグナイタ２２の開閉制御によって、点火装置１００の中心電極１１には、交流電圧、若しくは、直流電圧が印加される。以下においては、中心電極１１に交流電圧を印加する制御信号を、プラズマ信号と示す。中心電極１１に直流電圧を印加する制御信号を、点火信号と示す。
【００２９】
プラズマ信号は、電圧レベルが所定周期でハイレベルとローレベルに切り換ることで生成される複数のパルスを含むパルス信号である。このプラズマ信号の周波数は２次コイル２１ｂの共振周波数の整数倍である。本実施形態ではプラズマ信号の周波数として、２次コイル２１ｂの共振周波数の１倍を採用している。この周波数は、例えば１５ｋＨｚ程度である。
【００３０】
プラズマ信号がハイレベルの場合、イグナイタ２２は閉状態になる。そのため、図３の（ａ）欄に示すように、第１経路Ｌ１ではバッテリ４０から１次コイル２１ａとイグナイタ２２を介してグランドに電流が流れる。プラズマ信号がハイレベルからローレベルに切り換ると、イグナイタ２２は閉状態から開状態になる。これにより図３の（ｂ）欄に示すように１次コイル２１ａに電流が流れなくなる。しかしながらこのイグナイタ２２の閉状態から開状態への切り換わりは、上記したように例えば１５ｋＨｚで繰り返し行われる。したがって１次コイル２１ａを流れる電流の電流量は時間的に連続的に変化する。そのため、１次コイル２１ａから発生する磁界の強さも時間的に連続的に変化する。このように時間的に連続的に強さの変化する磁界が２次コイル２１ｂを通過する。これにより２次コイル２１ｂには誘導起電力が絶えず発生する。
【００３１】
この２次コイル２１ｂに発生する誘導起電力の発生方向は、１次コイル２１ａを流れる電流の増大と減少とに応じて、時間的に連続的に変化する。すなわち誘導起電力は交流的に変化する。そのため、２次コイル２１ｂの他端に接続された中心電極１１に印加される電圧（印加電圧）も交流的に変化する。
【００３２】
この印加電圧がバッテリ４０の電源電圧よりも低い場合、ダイオード２３には逆バイアスが印加される。図３の（ａ）欄に示すように、この場合においてもダイオード２３には微量ながら電流が流れる。このダイオード２３を流れる電流の電流量は、数μＡ程度である。
【００３３】
これとは反対に、印加電圧がバッテリ４０の電源電圧よりも高い場合、ダイオード２３には順バイアスが印加される。図３の（ｂ）欄に示すように、ダイオード２３にはバッテリ４０に向かう電流が流れる。
【００３４】
以上に示したように、プラズマ信号によってイグナイタ２２を所定周期で開閉制御すると、中心電極１１に交流電圧が印加される。これにより中心電極１１にコロナ放電およびグロー放電の少なくとも一方が発生する。
【００３５】
このコロナ放電およびグロー放電は、中心電極１１の周りに不均一な電界が生じることで起きる持続的な放電である。コロナ放電およびグロー放電の少なくとも一方の発生によって、中心電極１１と接地電極１２との間に荷電粒子の通る路としてストリーマが複数形成される。これにより中心電極１１の近傍に位置する混合気体が電離する。言いかえれば、中心電極１１の近傍に位置する混合気体がイオン化してプラズマが発生し、プラズマ雰囲気が生成される。この結果、混合気体に含まれる自由電子の数が増大する。
【００３６】
点火信号は、電圧レベルが所定時間ハイレベルに保たれた後にローレベルに切り換ることで生成される単発のパルスを含むパルス信号である。このハイレベルに保たれる所定時間は、上記したイオン化促進具合や後述の各種情報などに基づいて決定される。エンジンＥＣＵ２４の記憶部にはこれらプラズマ信号や各種情報に対するマップが記憶されている。エンジンＥＣＵ２４はこれらプラズマ信号および各種情報と記憶部に記憶されたマップとに基づいて所定時間を決定している。なおもちろんではあるが、このようなマップは各種実験を予め行うことで求められている。以下においても各種マップが登場するが、これらも同様にして各種実験を実施することで予め求められている。そして各種マップはエンジンＥＣＵ２４の記憶部に記憶されている。
【００３７】
点火信号がハイレベルの場合、イグナイタ２２は閉状態になる。そのため、図３の（ｃ）欄に示すように、第１経路Ｌ１ではバッテリ４０から１次コイル２１ａとイグナイタ２２を介してグランドに電流が流れる。この際、ダイオード２３にはバッテリ４０の電源電圧に応じた逆バイアスが印加される。そのためダイオード２３にはほとんど電流が流れない。第２経路Ｌ２の２次コイル２１ｂにも電流は流れない。しかしながら１次コイル２１ａから発生する磁界が２次コイル２１ｂを通過し続ける。これにより２次コイル２１ｂに磁気エネルギが蓄積され続ける。
【００３８】
点火信号がハイレベルからローレベルになると、第１経路Ｌ１での１次コイル２１ａを介した通電が止まる。このために２次コイル２１ｂを通過していた磁界が急激に減少し、２次コイル２１ｂに誘導起電力が発生する。この誘導起電力は、ダイオード側が正、中心電極１１側が負である。中心電極１１に印加される電圧がグランド電位よりも低くなり、接地電極１２が中心電極１１よりも高電位になる。中心電極１１と接地電極１２との間で絶縁破壊が生じ、接地電極１２から中心電極１１へと向かってアーク放電が生じる。この結果、図３の（ｄ）欄に示すように、第２経路Ｌ２では中心電極１１から２次コイル２１ｂとダイオード２３を介してバッテリ４０に電流が流れる。このアーク放電は、中心電極１１と接地電極１２との間の混合気体に含まれる自由電子の数が多いほどに発生しやすい。この点火信号により中心電極１１に印加される電圧が第１実行部による電極への電圧印加に相当する。
【００３９】
以上に示したように、プラズマ信号による交流電圧の発生によって、コロナ放電およびグロー放電の少なくとも一方が中心電極１１に発生する。これにより混合気体がイオン化してプラズマが発生し、混合気体に含まれる自由電子の数が増大する。
【００４０】
そのため、点火信号によってアーク放電を発生する前に、予め中心電極１１にコロナ放電やグロー放電を発生させるなどしてプラズマを発生させ、混合気体に含まれる自由電子の数を増大しておく。これにより中心電極１１と接地電極１２との間でアーク放電が発生することをプラズマにより促進できる。
【００４１】
上記したようにエンジンは吸気行程、圧縮行程、燃焼膨張行程、および、排気行程の４行程を順次実施する。これら各種行程は、クランクシャフトの回転角に連動している。上記の車載センサ３００にはこのクランクシャフトの回転角を検出する回転センサが含まれている。したがってエンジンＥＣＵ２４には車載センサ３００からクランクシャフトの回転角が入力される。エンジンＥＣＵ２４はこのクランクシャフトの回転角に基づいて、エンジンがどの行程を実施しているのかを判定する。そしてエンジンＥＣＵ２４はプラズマ信号と点火信号の出力タイミングを決定する。
【００４２】
具体的に言えば、エンジンＥＣＵ２４は吸気行程以降、プラズマ信号をイグナイタ２２に出力する。その後、圧縮行程における燃焼膨張行程開始の所定時間前のタイミングで、エンジンＥＣＵ２４は制御信号をハイレベルにして点火信号を出力し始める。これにより点火信号の出力開始から所定時間経過後に、点火信号の電圧レベルがハイレベルからローレベルに切り換る。この際にグロー放電が発生し、燃焼膨張行程が開始する。
【００４３】
以下においては表記を簡明とするために、制御信号を制御信号ＣＳと示す。プラズマ信号をプラズマ信号ＩＰＳと示す。点火信号を点火信号ＩＳと示す。中心電極１１に印加される電圧を印加電圧Ｖ２と示す。２次コイル２１ｂに流れる電流を電流Ｉ２と示す。また所定時間を所定時間Δｔと示す。これは図面においても同様である。
【００４４】
図４に示すように、本実施形態のエンジンＥＣＵ２４は、吸気行程の開始タイミングｔ１から終了タイミングｔ２までの期間において、プラズマ信号ＩＰＳをイグナイタ２２に出力する。これにより印加電圧Ｖ２は交流電圧のように変化する。印加電圧Ｖ２の振幅はおよそ２．０〜４．０ｋＶ程度である。この際、電流Ｉ２も交流電流のように変化する。しかしながらこの際の電流Ｉ２は、グロー放電発生時の放電電流と比べて電流量が桁違いに小さい。そのために図４では電流Ｉ２がほとんど変化しないように表記している。
【００４５】
上記したように吸気行程では、ピストンの下降によって燃焼室２００の容量が増大するとともに、吸気ポートの気体が燃焼室２００内に吸入される。したがってこの吸入行程では燃焼室２００の外に気体は排出されがたく、燃焼室２００内で混合気体が流動する。そのために中心電極１１と接地電極１２との間のギャップを混合気体が流動する。この際、プラズマ信号ＩＰＳの出力によって中心電極１１にコロナ放電およびグロー放電の少なくとも一方が発生している。したがってギャップを流動する混合気体が順次イオン化される。この結果、燃焼室２００内の混合気体が平均的にイオン化され、その自由電子数が増大する。
【００４６】
上記したように圧縮行程では、吸気ポートと排気ポートそれぞれと燃焼室との連通が遮られる。したがってコロナ放電やグロー放電によって自由電子数の増大された混合気体が燃焼室２００の外に排出され難くなっている。
【００４７】
エンジンＥＣＵ２４は、クランクシャフトの回転数に基づいて、圧縮行程においてピストンが上昇して上死点に到達するタイミングｔ３を推定する。そしてエンジンＥＣＵ２４は、そのタイミングｔ３よりも所定時間Δｔだけ速いタイミングを算出する。この所定時間Δｔは、上記したようにイオン化促進具合（自由電子数）や各種情報などに基づいて算出される。
【００４８】
エンジンＥＣＵ２４はこのタイミングｔ３よりも所定時間Δｔだけ早いタイミングｔ４において、制御信号ＣＳをハイレベルにして点火信号ＩＳを出力し始める。これにより１次コイル２１ａに電流が流れ、２次コイル２１ｂに磁気エネルギが蓄積される。
【００４９】
タイミングｔ４から所定時間Δｔ経過してタイミングｔ３に至るとエンジンＥＣＵ２４は、点火信号ＩＳをハイレベルからローレベルに変化する。これにより図４に示すように印加電圧Ｖ２は急激にグランド電位よりも低くなる。そして印加電圧Ｖ２の電圧レベルが、中心電極１１と接地電極１２との間で絶縁破壊を生じるほどに低くなると、中心電極１１と接地電極１２との間でグロー放電が発生し、放電電流が流れる。このように放電電流が流れると２次コイル２１ｂに蓄積されたエネルギが放出される。ピーク時の放電電流の電流はおよそ数１０ｍＡ程度である。タイミングｔ３以降、印加電圧Ｖ２と電流Ｉ２は逓減する。
【００５０】
図５に、コロナ放電やグロー放電によって自由電子数を増大した場合のグロー放電発生時の印加電圧Ｖ２を実線で示す。また、自由電子数を増大しなかった場合のグロー放電発生時の印加電圧Ｖ２を破線で示す。図５に示す要求電圧は、アーク放電が生じるのに要する印加電圧Ｖ２の電圧レベルを示している。図５に明示するように、自由電子数を増大している場合、増大していない場合に比べて、要求電圧が小さくなっている。
【００５１】
点火プラグ１０においては、ギャップＧが拡大することで、中心電極１１と接地電極１２との間での火花放電が発生しにくくなることが懸念される。ここで、環境保全や燃料枯渇の問題への対策としては、例えばガソリンエンジンについて、自然吸気エンジンでの高圧縮比化や、過給ダウンサイジングエンジンによって燃費を低減する手法が挙げられる。高圧縮エンジンや過給ダウンサイジングエンジンでは、燃焼室２００の温度や圧力が高くなりやすいため、車両走行距離の増加に伴って点火プラグ１０の中心電極１１や接地電極１２の消耗や劣化が進みやすく、ギャップＧが拡大しやすい。
【００５２】
車両走行距離の増加など点火プラグ１０の使用期間が長くなることにより、ギャップＧが拡大するなど点火プラグ１０の劣化が進行すると、点火プラグ１０において火花放電を発生させるための要求電圧が高くなる。要求電圧とは、点火プラグ１０のギャップＧにおいて絶縁破壊を引き起こすのに必要な放電電圧のことであり、ギャップＧの拡大に伴って要求電圧も徐々に増加していく。このため、火花放電が発生しにくくなるほどにギャップＧが拡大すると、要求電圧が過度に高くなりやすく、電極１１，１２も劣化しやすくなってしまう。したがって、点火プラグ１０の経年劣化や電極消耗に起因した要求電圧上昇への対策が必要になる。
【００５３】
本実施形態では、上述したように、プラズマを発生させるための電圧印加と、アーク放電を発生させるための電圧印加と、の両方が電極１１，１２に対して行われると、これら電極１１，１２が劣化しやすくなることが懸念される。そこで、本実施形態では、プラズマを発生させるための電圧印加を行うか否かを判定し、この電圧印加を極力行わないようにすることで、電極１１，１２の劣化が進行しにくくする。以下、プラズマを発生させるための電圧印加をプラズマ電圧印加と称し、アーク放電を発生させるための電圧印加を点火電圧印加と称する。
【００５４】
具体的には、エンジンＥＣＵ２４が、プラズマ電圧印加及び点火電圧印加のいずれでもない判定電圧印加を電極１１，１２に行い、電極１１，１２にて放電が適正に発生するか否かを判定する。そして、判定電圧印加により放電が適正に発生する場合には、電極１１，１２が劣化していない又は劣化の進行が僅かにとどまっている適正状態にあるとして、プラズマ電圧印加を行わない。一方、判定電圧印加により放電が適正に発生しない場合には、電極１１，１２の劣化が進行して放電の発生しにくい劣化進行状態にあるとして、プラズマ電圧印加を行う。なお、点火電圧印加により放電が適正に発生しなかった場合は、失火することになる。
【００５５】
図４に示すように、判定電圧印加により中心電極１１に印加される電圧は交流電圧になっており、この交流電圧は、プラズマ電圧印加により中心電極１１に印加される交流電圧と同じ値や周期を有している。その一方で、判定電圧印加の継続期間Ｔｂは、プラズマ電圧印加の継続期間Ｔａより短くなっている。
【００５６】
エンジンＥＣＵ２４が判定電圧印加を行うために出力する制御信号を判定用信号ＥＰＳと称すると、判定用信号ＥＰＳは、電圧レベルが所定周期でハイレベルとローレベルに切り換ることで生成される複数のパルスを含むパルス信号である。また、判定用信号ＥＰＳは、プラズマ信号ＩＰＳと同じ周波数を有している。
【００５７】
エンジンＥＣＵ２４は、排気行程において判定用信号ＥＰＳをイグナイタ２２に出力する。これにより印加電圧Ｖ２は交流電圧のように変化する。エンジンＥＣＵ２４は、判定用信号ＥＰＳによる印加電圧Ｖ２の変化が、排気行程の開始タイミングｔ０と吸気行程の開始タイミングｔ１との間に含まれるように、判定用信号ＥＰＳを出力する。ここで、排気行程においては、燃焼室２００から混合気体が排出されることに起因して、電極１１，１２の間に放電が発生したとしても混合気体に着火することが生じにくくなっている。
【００５８】
電極１１，１２が劣化進行状態にあることに起因して、判定用信号ＥＰＳにより電圧印加が行われてもギャップＧにて放電が発生しない場合、電流Ｉ２は流れない又は流れても僅かな電流に過ぎない。この場合、エンジンＥＣＵ２４は、点火信号ＩＳによる放電が発生しにくいとして、吸気行程においてプラズマ信号ＩＰＳを出力して燃焼室２００にプラズマを発生させることで、圧縮行程において点火信号ＩＳによる放電の発生を促進させる。
【００５９】
一方、図６に示すように、電極１１，１２が正常状態にあることに起因して、判定用信号ＥＰＳによりギャップＧでの放電が発生した場合、電流Ｉ２は印加電圧Ｖ２に対応した適正な値になる。この場合、エンジンＥＣＵ２４は、点火信号ＩＳによる放電が発生しやすいとして、吸気行程においてプラズマ信号ＩＰＳを出力しない。すなわち、燃焼室２００にプラズマを発生させない。
【００６０】
電極１１，１２が正常状態にある場合に、判定用信号ＥＰＳにより発生する放電は、アーク放電、コロナ放電、グロー放電のいずれであってもよい。いずれの放電が発生した場合でも、電極１１，１２の間には電流Ｉ２が流れることになる。ここで、燃焼室２００においては、中心電極１１に電圧が印加されると電界が発生し、空間に存在している初期電子が移動する。この場合、電子の移動に伴い、α作用により気体分子が電離することで放出された電子もさらに電界によって加速され、α作用による電離が繰り返し発生し、電子なだれに至って放電が発生する。なお、電極１１，１２が劣化進行状態にある場合には、中心電極１１への電圧印加に伴ってプラズマが発生するものの、電子なだれは発生せずに放電の発生までは至らない。
【００６１】
＜点火制御処理＞
エンジンＥＣＵ２４は、点火装置１００の動作制御を行う点火制御処理を行う。ここでは、点火制御処理について図７、図８のフローチャートを参照しつつ説明する。
【００６２】
図７において、ステップＳ１０１では、エンジンの運転状態に関する運転情報を取得する。ここでは、運転情報として、エンジン回転速度やエンジン負荷情報を車載センサ３００や車載ＥＣＵ４００から読み込む。
【００６３】
ステップＳ１０２では、燃焼室２００においてアーク放電を発生させるよりも前のタイミングでプラズマを発生させておくか否かを判定するプラズマ判定処理を行う。このプラズマ判定処理については、図８のフローチャートを参照しつつ説明する。図８において、ステップＳ２０１では、電極１１，１２が劣化進行状態にあることを示す劣化フラグがセットされているか否かを判定する。劣化フラグは、エンジンＥＣＵ２４の記憶部等にセットされるフラグである。
【００６４】
劣化フラグがセットされていない場合、ステップＳ２０２，Ｓ２０３にて、電極１１，１２の劣化判定を行うか否かの判定をエンジンの運転状態に基づいて行う。ステップＳ２０２では、エンジンの運転状態が高負荷状態にあるか否かを判定する。エンジンの運転状態としては、高負荷状態の他に少なくとも低負荷状態や中負荷状態があり、高負荷状態は低負荷状態及び中負荷状態のいずれよりも負荷が高い状態になっている。エンジンの運転状態が高負荷状態になる場合としては、車両が登り坂を走行している場合や、エンジンへの吸入空気量が急激に増加した場合などが挙げられる。
【００６５】
図９に示すように、エンジンの運転負荷が高負荷になるほど、点火信号ＩＳによる要求電圧が大きくなる。これは、エンジンの運転負荷が高負荷になるほど、点火時の筒内圧が高くなることや、燃焼室２００での混合気体の流速が高くなってギャップＧから電子が吹き飛ばされやすくなることなどに起因して、電極１１，１２での放電が発生しにくくなるためである。この場合、点火時の筒内圧が高いと、電極１１，１２で放電を発生させるために必要な電圧が高くなることになる。換言すれば、エンジンの運転負荷が低負荷になるほど、電極１１，１２での放電が発生しやすいため、仮に電極１１，１２が劣化進行状態になっていたとしても、エンジンの運転状態が低負荷状態である場合には、点火信号ＩＳによる放電が適正に発生しやすい。このため、電極１１，１２が劣化進行状態になっている場合に点火信号ＩＳによる放電が発生しにくくなるのは、エンジンの運転状態が高負荷状態にある場合であると言える。
【００６６】
また、エンジンの運転領域について、点火時の筒内圧と要求電圧との関係を示すマップを記憶部に記憶しておく。そして、このマップを用いて、要求電圧が４０ｋＶ等の所定値より大きくなったか否かを判定することで、エンジンの運転領域が高負荷領域と言えるほどに筒内圧が大きくなったか否かを判定する。すなわち、要求電圧が所定値より大きくなった場合に、エンジンの運転領域が高負荷領域にあると判断する。また、このマップについては、エンジン回転数やエンジン負荷情報から筒内圧が取得されており、筒内圧及び要求電圧の両方が大きいほどエンジンの運転負荷が高負荷になることを示すことになる。
【００６７】
ステップＳ２０３では、エンジンが暖機運転を行っているか否かを判定する。ここでは、エンジンの冷却水温が所定温度より低いか否かの判定や、エンジン油温が所定温度より低いか否かの判定を行う。そして、冷却水温が所定温度より低い場合や、エンジン油温が所定温度より低い場合は、エンジンが暖機運転を行っていると判断する。なお、エンジンが暖機運転を行っている場合は、エンジンが暖機途中にあることになる。
【００６８】
エンジンの運転状態が高負荷状態であり、且つエンジンの暖機運転が終了している場合、電極１１，１２が劣化進行状態にあるか否かの判定を行うとして、ステップＳ２０４〜Ｓ２１０の処理を行う。
【００６９】
ステップＳ２０４では、判定用信号ＥＰＳにより中心電極１１に印加される電圧の値を設定する。ここでは、判定用信号ＥＰＳによる印加電圧を、プラズマ信号ＩＰＳによる印加電圧より大きい値に設定する。換言すれば、プラズマ信号ＩＰＳによる印加電圧は、判定用信号ＥＰＳによる印加電圧に比べて小さくなっている。ここで、プラズマ信号ＩＰＳにより電圧が印加された場合、プラズマ雰囲気さえ生成できれば、放電が発生しても発生しなくてもよいため、プラズマ信号ＩＰＳによる印加電圧を極力小さくすることができる。この場合、プラズマ信号ＩＰＳによる印加電圧が小さいほど、プラズマ電圧印加による電極１１，１２の劣化を進行しにくくすることができる。なお、判定用信号ＥＰＳによる印加電圧は、点火信号ＩＳによる印加電圧より小さい値に設定される。
【００７０】
ステップＳ２０５では、判定用信号ＥＰＳによる判定電圧印加の継続期間Ｔｂを設定する。ここでは、この継続期間Ｔｂを、プラズマ信号ＩＰＳによるプラズマ電圧印加の継続期間Ｔａより短い期間に設定する。ここで、プラズマ電圧印加は、燃焼室２００に放電を促進できる量のプラズマを生成する必要があるが、判定電圧印加は、放電が発生したか否かを判定することができればよい。このため、電極１１，１２の劣化を進行しにくくするという観点では、判定電圧印加の継続期間Ｔｂは極力短いことが好ましいことになる。
【００７１】
また、判定電圧印加の開始タイミングと終了タイミングとを設定する。ここでは、判定電圧印加の開始タイミングを、エンジンの排気行程の開始タイミングｔ０から所定時間だけ遅れたタイミングに設定する。また、判定電圧印加の終了タイミングを、エンジンの吸気行程の開始タイミングｔ１から所定時間だけ早いタイミングに設定する。この場合、排気バルブの開放直後と閉鎖直前を除いた期間の全てで判定電圧印加が行われる構成に比べて、ロバスト性を高めることができる。
【００７２】
ステップＳ２０６では、排気行程が開始されたか否かを判定する。排気行程が開始されていない場合には、この判定を繰り返し行うことで、ステップＳ２０６にて待機する。排気行程が開始された場合、ステップＳ２０７に進む。なお、本実施形態では、排気行程が開始された場合、所定時間だけ待機した後に判定電圧印加が開始されるように判定用信号ＥＰＳを出力する。ステップＳ２０７では、判定用信号ＥＰＳを点火装置１００のイグナイタ２２に対して出力する。これにより、判定電圧印加が電極１１，１２に対して行われる。
【００７３】
ステップＳ２０８では、判定電圧印加により電極１１，１２に放電が発生したか否かを判定する。ここでは、判定電圧印加の継続期間Ｔｂの全体を対象として、判定電圧印加に伴って流れる電流Ｉ２が、あらかじめ定められた基準値より１回でも大きくなったか否かを判定する。そして、電流Ｉ２が基準値より大きい場合に放電が発生したと判断し、電流Ｉ２が基準値より大きくない場合に放電が発生していないと判断する。なお、図６に示すような、電流Ｉ２の変化を示すデータに対して閾値等のスレッシュを上下振幅で挟むように設定しておき、電流Ｉがそのスレッシュを越えた場合に、放電が発生したと判定してもよい。
【００７４】
判定用信号ＥＰＳにより放電が発生しなかった場合、ステップＳ２０９に進み、電極１１，１２が劣化進行状態にあるとして、劣化フラグをエンジンＥＣＵ２４の記憶部等にセットする。一方、判定用信号ＥＰＳにより放電が発生した場合、ステップＳ２１０に進み、電極１１，１２が正常状態にあるとして、劣化フラグのセットを行わない。
【００７５】
ステップＳ２０９，Ｓ２１０の処理が終了することで、ステップＳ１０２のプラズマ判定処理が終了した場合、図７の説明に戻り、ステップＳ１０３に進む。ステップＳ１０３では、劣化フラグがセットされているか否かを判定する。劣化フラグがセットされている場合、プラズマ電圧印加を行うとして、ステップＳ１０４〜Ｓ１０８の処理を行う。
【００７６】
ステップＳ１０４では、プラズマ信号ＩＰＳにより中心電極１１に印加される電圧の値を設定する。ここでは、上記ステップＳ２０４にて述べたように、プラズマ信号ＩＰＳによる印加電圧を、判定用信号ＥＰＳによる印加電圧以下の値に設定する。なお、プラズマ信号ＩＰＳによる印加電圧は、点火信号ＩＳによる印加電圧より小さい値に設定される。
【００７７】
ステップＳ１０５では、プラズマ信号ＩＰＳによるプラズマ電圧印加の継続期間Ｔａを設定する。ここでは、上記ステップＳ２０５にて述べたように、この継続期間Ｔａを、判定用信号ＥＰＳによる判定電圧印加の継続期間Ｔｂと同じ又はそれより長い期間に設定する。
【００７８】
ステップＳ１０６では、吸気行程が開始されたか否かを判定する。吸気行程が開始されていない場合には、この判定を繰り返し行うことで、ステップＳ１０６にて待機する。なお、本実施形態では、吸気行程が開始されたタイミングでプラズマ電圧印加が開始されるようにプラズマ信号ＩＰＳを出力する。ステップＳ１０７では、プラズマ信号ＩＰＳを点火装置１００のイグナイタ２２に対して出力する。これにより、プラズマ電圧印加が電極１１，１２に対して行われる。
【００７９】
ステップＳ１０７の後に行うステップＳ１０８では、ステップＳ１０７の処理により燃焼室２００にプラズマ雰囲気が生成された状態で、点火処理を行う。この点火処理では、点火タイミングに合わせて点火信号ＩＳを出力し、電極１１，１２にアーク放電を発生させる。
【００８０】
上記ステップＳ１０３にて、劣化フラグがセットされていないと判定された場合、電極１１，１２が正常状態にあるとして、ステップＳ１０４〜Ｓ１０７の処理を行わずに、そのままステップＳ１０８に進む。この場合、燃焼室２００にプラズマ雰囲気が生成されていなくても、電極１１，１２が正常状態にあることに起因して、ステップＳ１０８にて点火処理を行うことで電極１１，１２にアーク放電が適正に発生することになる。
【００８１】
エンジンＥＣＵ２４は、点火制御処理の各ステップを実行する機能を有している。ステップＳ１０８の処理を実行する機能が第１実行部に相当し、ステップＳ１０７の処理を実行する機能が第２実行部に相当し、ステップＳ２０７の処理を実行する機能が第３実行部に相当する。ステップＳ１０３，Ｓ２０８の処理を実行する機能が第２実行判定部に相当し、特に、ステップＳ２０８の処理を実行する機能が放電判定部に相当する。ステップＳ２０２，Ｓ２０３，Ｓ２０６の処理を実行する機能が第３実行判定部に相当し、特に、ステップＳ２０２の処理を実行する機能が運転判定部に相当し、ステップＳ２０３の処理を実行する機能が暖機判定部に相当する。
【００８２】
＜作用効果＞
ここまで説明した本実施形態によれば、判定電圧印加による電極１１，１２での放電状態に基づいて、プラズマ電圧印加を行うか否かの判定が行われる。この場合、点火電圧印加が行われるたびにプラズマ電圧印加が行われる構成に比べて、プラズマ電圧印加が行われる回数が低減するため、プラズマ電圧印加が行われることで電極１１，１２の劣化が進むということを抑制できる。その一方で、判定電圧印加による放電状態が、電極１１，１２が劣化進行状態にあることを示している場合には、プラズマ電圧印加を行うことで燃焼室２００にプラズマ雰囲気を生成することで、点火電圧印加によるアーク放電の発生を促進できる。したがって、電極１１，１２の劣化を抑制しつつ、混合気体への着火性を高めることができる。
【００８３】
本実施形態によれば、エンジンの運転状態に応じて判定電圧印加が行われる。この場合、判定電圧印加による放電状態の判定精度が高くなるような運転状態を選択して、判定電圧印加を行うことが可能になるため、電極１１，１２の劣化状態の判定精度を高めることができる。このため、プラズマ電圧印加によりプラズマ雰囲気を生成する回数を最低限に抑えることができる。
【００８４】
本実施形態によれば、エンジンの運転状態が高負荷状態にある場合に判定電圧印加が行われるため、高負荷状態での電極１１，１２の放電状態に基づいて電極１１，１２の劣化状態を判定できる。ここで、エンジンの運転状態が高負荷状態にある場合は、低負荷状態にある場合に比べて、電極１１，１２での放電が発生しにくい状態になっているため、電極１１，１２の劣化の進行度合いが放電状態に顕著に現れやすく、劣化判定の精度を高めることができる。
【００８５】
しかも、エンジンの運転状態が高負荷状態になる頻度は、車両のユーザによってばらつきやすく、ユーザによっては、高負荷状態になる頻度が非常に低い場合も想定される。このため、判定電圧印加により電極１１，１２の劣化判定を行った後に、エンジンの運転状態が高負荷状態になるまでに電極１１，１２の劣化が進んでしまうことが懸念される。この懸念に対しても、エンジンの運転状態が高負荷状態にある場合での電極１１，１２の劣化状態が判定されることで、高負荷状態において電極１１，１２にて放電が適正に発生しないということを抑制できる。
【００８６】
さらに、エンジンの運転状態が高負荷状態になる頻度は、その運転状態が低負荷状態になる頻度に比べて低いと想定される。このため、頻度が低い運転状態を劣化判定の実行条件に設定しておくことで、判定電圧印加の回数を低減できる。これにより、判定電圧印加により電極１１，１２の劣化が進行するということを抑制できる。
【００８７】
本実施形態によれば、エンジンの暖機運転が終了した場合に判定電圧印加が行われる。ここで、エンジンの暖機運転が行われている場合、燃焼室２００での混合気体の流速がばらつきやすいことなどに起因して、電極１１，１２での放電の発生状態がばらつくことが想定される。このため、エンジンの暖機運転中に電極１１，１２の劣化判定を行っても、放電の発生状態がばらつくことで判定精度が低下することが懸念される。これに対して、エンジンの暖機運転が終了した後に判定電圧印加を行うことで、電極１１，１２の放電状態が安定しやすいため、劣化判定の精度を高めることができる。
【００８８】
本実施形態によれば、判定電圧印加がエンジンの排気行程にて行われるため、判定電圧印加により混合気体に着火してしまうということを回避できる。しかも、判定電圧印加によりプラズマが発生したとしても、このプラズマは排気行程において排気と共に燃焼室２００から排出される。このため、吸気行程で燃焼室２００に取り込まれた吸入空気の状態が判定電圧印加により意図せずに変化してしまい、混合気体の着火性が低下する、ということを抑制できる。また、エンジンの運転状態が高負荷状態であったとしても、排気行程では、排気の排出に伴って筒内圧が比較的低くなるため、判定電圧印加により電極１１，１２の放電が発生しやすい環境になっている。このため、判定電圧印加による電圧を極力低い値に設定しても、電極１１，１２の劣化判定を精度良く行うことができる。
【００８９】
本実施形態によれば、プラズマ信号ＩＰＳによる電極１１，１２への印加電圧が、判定用信号ＥＰＳによる印加電圧より小さくなっているため、プラズマ信号ＩＰＳによるプラズマ電圧印加により電極１１，１２の劣化が進行するということを抑制できる。これは、電極１１，１２に印加される電圧が小さいほど、イオンが電極１１，１２に衝突するエネルギが小さくなりやすいことに起因して、電極１１，１２の劣化が進行しにくくなるためである。
【００９０】
本実施形態によれば、判定電圧印加の継続期間Ｔｂがプラズマ電圧印加の継続期間Ｔａより短いため、判定電圧印加により電極１１，１２の劣化が進行することを抑制できる。これは、電極１１，１２への電圧印加の継続期間が短いほど、イオンが電極１１，１２に衝突する回数が少なくなりやすいことに起因して、電極１１，１２の劣化が進行しにくくなるためである。
【００９１】
本実施形態によれば、判定電圧印加により電極１１，１２に放電が発生した場合に、プラズマ電圧印加が行われない。このため、プラズマ電圧印加によるプラズマを発生させて点火電圧印加による放電発生の確率を高めることよりも、プラズマ電圧印加により電極１１，１２の劣化進行を抑制することを優先することができる。ここで、判定電圧印加により放電が発生するほどに電極１１，１２の状態が良好であれば、点火電圧印加により電極１１，１２に放電が発生する可能性が非常に高いと考えられる。したがって、プラズマ電圧印加を行わなくても、点火電圧印加により適正に放電を発生させることができる。
【００９２】
（第２実施形態）
上記第１実施形態では、判定電圧印加により放電が発生しなかった場合に、電極１１，１２が劣化進行状態にあると判定していた。これに対して、第２実施形態では、判定電圧印加により放電が発生しないという状態が複数回だけ繰り返された場合に、電極１１，１２が劣化進行状態にあると判断する。本実施形態では、上記第１実施形態との相違点を中心に説明する。
【００９３】
本実施形態では、上記第１実施形態のステップＳ２０８に相当する判定処理を行い、判定電圧印加により放電が発生しなかった場合に、ステップＳ２０９に相当する処理として、劣化カウンタをセットする。そして、その後の複数回の排気行程のそれぞれを対象として、判定電圧印加による判定処理を行い、放電が発生しなかった場合に劣化カウンタをインクリメントすることで、放電が発生しなかった回数をカウントする。そして、劣化カウンタがあらかじめ定められた所定回数に達した場合に、劣化フラグをセットし、電極１１，１２が劣化進行状態にあると判断する。
【００９４】
本実施形態によれば、複数回の排気行程において、判定電圧印加により放電が適正に発生しなかった場合に、電極１１，１２が劣化進行状態にあると判断される。この場合、エンジンの運転状態が高負荷状態にあることなどに起因して、電極１１，１２での放電状態が不安定になることを考慮した上で、電極１１，１２の劣化判定の精度を高めることができる。
【００９５】
（他の実施形態）
以上、本開示による複数の実施形態について説明したが、本開示は、上記実施形態に限定して解釈されるものではなく、本開示の要旨を逸脱しない範囲内において種々の実施形態及び組み合わせに適用することができる。
【００９６】
変形例１として、判定用信号ＥＰＳによる判定電圧印加は、エンジンの排気行程においてどのタイミングで行われてもよい。例えば、判定電圧印加は、排気行程の開始タイミングｔ０から開始されてもよく、エンジンの吸気行程の開始タイミングｔ１で終了されてもよい。
【００９７】
変形例２として、判定用信号ＥＰＳによる判定電圧印加は、エンジンの排気行程だけで行われるのではなく、排気行程とは異なる行程で行われてもよい。判定電圧印加は、例えば、排気行程と吸気行程とに跨るように行われてもよく、吸気行程だけで行われてもよい。この場合でも、判定電圧印加による電極１１，１２での放電状態を電流Ｉ２等により取得することで、電極１１，１２の劣化状態を判定できる。
【００９８】
変形例３として、判定用信号ＥＰＳによる電極１１，１２への印加電圧は、プラズマ信号ＩＰＳによる印加電圧より大きくなくてもよい。例えば、判定用信号ＥＰＳによる印加電圧が、プラズマ信号ＩＰＳによる印加電圧と同じ値になっていてもよい。また、判定電圧印加の継続期間Ｔｂは、プラズマ電圧印加の継続期間Ｔａより短くなくてもよい。
【００９９】
変形例４として、判定用信号ＥＰＳにより電極１１，１２に印加される電圧は交流電圧でなくてもよい。例えば、判定用信号ＥＰＳによる印加電圧が、点火信号ＩＳによる印加電圧と同様に直流電圧になっていてもよい。
【０１００】
変形例５として、判定電圧印加は、エンジンの運転状態が高負荷状態でない場合に行われてもよい。例えば、エンジンの運転状態が低負荷状態にある場合に判定電圧印加が行われる構成とする。また、判定電圧印加は、エンジンの暖機運転の最中に行われてもよい。
【０１０１】
変形例６として、電極１１，１２の劣化判定を行うか否かの判定パラメータとして、エンジンの運転状態の他に、車両の総走行距離に関する情報や、点火信号ＩＳによる総点火回数に関する情報などが用いられてもよい。例えば、エンジンの運転状態が高負荷状態にある場合に、総走行距離が所定値より大きいこと、及び総点火回数が所定値より大きいことの少なくとも一方を満たしていることを条件として、電極１１，１２の劣化判定が行われる、という構成とする。
【０１０２】
変形例７として、プラズマ電圧印加と点火電圧印加とが行われる電極は、共通の電極１１，１２ではなくてもよい。例えば、プラズマ電圧印加が行われる電極と、点火電圧印加が行われる電極とは、互いに独立した電極であるとする。この場合、判定電圧印加は、プラズマ電圧印加が行われる電極に行われることになる。
【０１０３】
変形例８として、判定電圧印加により電極１１，１２の劣化状態を判定する上記第１実施形態の構成が適用される内燃機関としては、高圧縮エンジンや過給ダウンサイジングエンジン、自然吸気エンジンなどが挙げられる。また、噴射形態としては、筒内噴射式エンジンや吸気ポート噴射式エンジン、デュアル噴射式エンジンなどが挙げられる。なお、デュアル噴射式エンジンは、吸気ポート噴射と筒内噴射との両方を備えたエンジンである。
【０１０４】
変形例９として、点火制御装置としての機能を発揮する構成は、エンジンＥＣＵ２４ではなく、車両に搭載された種々の演算装置であってもよく、複数の演算装置が協働で制御装置としての機能を発揮してもよい。また、各演算装置に設けられたフラッシュメモリやハードディスク等の非遷移的実体的記憶媒体に各種プログラムが記憶されていてもよい。
【符号の説明】
【０１０５】
１０…点火部としての点火プラグ、１１…中心電極、１２…接地電極、２０…電圧印加部としての点火回路、２４…点火制御装置としてのエンジンＥＣＵ、１００…点火装置、２００…燃焼室、Ｓ１０３…第２実行判定部、Ｓ１０７…第２実行部、Ｓ１０８…第１実行部、Ｓ２０２…第３実行判定部及び運転判定部、Ｓ２０３…第３実行判定部及び暖機判定部、Ｓ２０６…第３実行判定部、Ｓ２０７…第３実行部、Ｓ２０８…第２実行判定部及び放電判定部、Ｔａ，Ｔｂ…期間としての継続期間。
【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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