(57)【要約】【課題】消費電力を低減可能な点火制御装置を提供する。【解決手段】点火制御装置５は、点火スイッチ４０、エネルギ投入部４２、および電子制御ユニット３４を備えている。エネルギ投入部４２は、一次巻線４３の接地側に接続され、電気エネルギを点火プラグ３１に重畳的に投入することにより放電を継続させる。電子制御ユニット３４のエネルギ設定部７２は、エンジン１３の運転状態に基づき次の点火周期の目標放電エネルギを設定する。電子制御ユニット３４の充電電圧設定部７３は、目標放電エネルギに基づき次の点火周期の必要充電電圧を設定する。電子制御ユニット３４のエネルギ制御部７４は、充電電圧が必要充電電圧となるようにエネルギ投入部４２に充電を指令する。このように構成することで、一次巻線４３への通電に消費される電力、およびエネルギ投入部４２への充電に消費される電力を可及的に少なくすることができる。【選択図】図２
2015200274.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
内燃機関（１３）の燃焼室（１７）の混合気に点火する点火装置（３０）を構成し、イグニッションコイル（３２）の一次巻線（４３）の通電および遮断によって二次巻線（４４）に高電圧を発生させ、当該二次巻線に接続する点火プラグ（３１）で放電を発生させる点火制御装置（５）であって、
電源と前記一次巻線との間の電流経路の導通および遮断を切り替え可能であり、前記電流経路を遮断することにより前記二次巻線に高電圧を発生させる点火スイッチ（４０）と、
前記電源の電圧を昇圧して充電可能であり、前記一次巻線または前記点火プラグに接続され、前記点火プラグに電気エネルギを重畳的に投入することにより、前記点火スイッチの遮断により前記点火プラグで発生する放電を継続可能なエネルギ投入部（４２）と、
前記点火プラグの点火タイミングの間隔を点火周期とし、１点火周期で前記エネルギ投入部が投入する電気エネルギを放電エネルギ（Ｗｃ）とすると、前記内燃機関の運転状態に基づき、次の点火周期の放電エネルギの目標値である目標放電エネルギ（Ｗｃ*）を設定するエネルギ設定手段（７２）と、
前記目標放電エネルギに基づき、次の点火周期で必要な前記エネルギ投入部の充電電圧である必要充電電圧（Ｖｄｃ*）を設定する充電電圧設定手段（７３）と、
前記エネルギ投入部の充電電圧（Ｖｄｃ）が前記必要充電電圧となるように前記エネルギ投入部に充電を指令する充電電圧制御手段（７４）と、
を備えることを特徴とする点火制御装置。
【請求項２】
前記エネルギ設定手段は、前記内燃機関の負荷が小さいほど前記目標放電エネルギを小さく設定し、
前記充電電圧設定手段は、前記目標放電エネルギが小さいほど前記必要充電電圧を小さく設定することを特徴とする請求項１に記載の点火制御装置。
【請求項３】
１つの前記点火プラグに対応して前記イグニッションコイルは１つだけ設けられ、
前記点火スイッチは、前記点火プラグの点火タイミングに合わせて前記電流経路を遮断することにより前記点火プラグに放電を発生させ、
前記エネルギ投入部は、前記点火スイッチの遮断による放電の発生中に前記点火プラグに電気エネルギを重畳的に投入することにより放電を継続させることを特徴とする請求項１または２に記載の点火制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、内燃機関の燃焼室の混合気に点火する点火装置を構成し、イグニッションコイルの一次巻線の通電および遮断によって二次巻線に高電圧を発生させて点火プラグで放電を発生させる点火制御装置に関し、特に放電開始後に放電を継続させるためのエネルギを投入する手段を備える点火装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
内燃機関において、混合気を正常に燃焼させるために必要な放電エネルギは、内燃機関の運転状態によって異なることが知られている。放電エネルギは、点火周期毎に点火プラグに流れる電流・電圧と、放電時間とで表される。
ここで、放電エネルギを、内燃機関の全ての運転状態の中で必要とされる最大放電エネルギに一律に設定して投入エネルギを確保すると、放電エネルギの不足を回避することはできる。しかし、多くの運転状態において放電エネルギが過剰となり、点火プラグの電極消耗を早めてしまう。
【０００３】
一方、放電に先立つイグニッションコイルの一次巻線への通電時間を内燃機関の運転状態に応じて制御することにより、放電エネルギを調整することが考えられる。しかし、放電エネルギを少なくするために一次巻線への通電時間を短くすると、二次巻線の電圧が低くなり、失火が生じる可能性がある。
これに対し、特許文献１に開示された点火装置は、内燃機関の運転状態に応じて目標放電時間を設定し、放電時間が目標放電時間に達したとき強制的に放電を遮断することで放電時間を調整している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００１−１９３６２２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
特許文献１の従来技術では、一次巻線への通電時間が前記最大放電エネルギに対応する時間に一律に設定されつつ、前述のような放電の遮断が行われる。そのため、多くの運転状態において、通電により一次巻線に蓄えられたエネルギの一部が放電に生かされていない。つまり、一次巻線への通電に必要以上の電力が消費されている。
本発明は、上述の点に鑑みてなされたものであり、その目的は、消費電力を低減することができる点火制御装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明による点火制御装置は、点火スイッチ、エネルギ投入部、エネルギ設定手段、充電電圧設定手段、および充電電圧制御手段を備えている。
点火スイッチは、電源とイグニッションコイルの一次巻線との間の電流経路を遮断することによりイグニッションコイルの二次巻線に高電圧を発生させる。エネルギ投入部は、一次巻線または点火プラグに接続され、点火プラグに電気エネルギを重畳的に投入することにより、点火スイッチの遮断により点火プラグで発生する放電を継続可能である。
【０００７】
点火プラグの点火タイミングの間隔を点火周期とし、１点火周期でエネルギ投入部が投入する電気エネルギを放電エネルギとすると、エネルギ設定手段は、内燃機関の運転状態に基づき、次の点火周期の放電エネルギの目標値である目標放電エネルギを設定する。充電電圧設定手段は、目標放電エネルギに基づき、次の点火周期で必要なエネルギ投入部の充電電圧である必要充電電圧を設定する。充電電圧制御手段は、エネルギ投入部の充電電圧が必要充電電圧となるようにエネルギ投入部に充電を指令する。
【０００８】
このように構成することで、イグニッションコイルの一次巻線への通電時間を放電発生に必要十分な時間に設定しつつも、電気エネルギの投入により放電を継続させるエネルギを制御することにより放電エネルギに最適化された投入用エネルギを調整することができる。
また、エネルギ投入部には、次の点火周期で必要な充電電圧以上に充電されることがない。そのため、エネルギ投入部への充電に消費される電力を可及的に少なくすることができる。
したがって、本発明によれば、放電を発生させるために必要以上の電力を消費することがなく、消費電力を低減することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】本発明の一実施形態による点火制御装置が設けられているエンジンシステムの概略構成を説明する図である。
【図２】図１の点火装置の構成を説明する図である。
【図３】図２の電子制御ユニットで使用されるマップであり、吸気圧および出力回転数と目標放電エネルギとの関係を示す図である。
【図４】図２の電子制御ユニットで使用されるマップであり、目標放電エネルギと必要充電電圧との関係を示す図である。
【図５】図２の点火制御装置の作動を説明するタイムチャートであって、エンジンの負荷が比較的高い場合の作動を説明する図である。
【図６】図２の点火制御装置の作動を説明するタイムチャートであって、エンジンの負荷が比較的低い場合の作動を説明する図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、本発明の一実施形態を図面に基づき説明する。
以下の説明において、電流の大小は絶対値の大小を基準として表し、電流の増加とは電流の絶対値が大きくなる場合を意味し、電流の減少とは絶対値が小さくなる場合を意味する。
【００１１】
＜一実施形態＞
本発明の一実施形態による点火制御装置は、図１に示すエンジンシステムに設けられている。
［エンジンシステムの構成］
先ず、エンジンシステム１０の概略構成について図１を参照して説明する。
図１に示すように、エンジンシステム１０は、火花点火式の内燃機関であるエンジン１３を備えている。エンジン１３は、スロットル弁１４を通じて吸気マニホールド１５から供給される空気とインジェクタ１６から噴射される燃料との混合気を燃焼室１７内で燃焼させ、その燃焼時の爆発力によりピストン１８を往復運動させる。このピストン１８の往復運動は、クランクシャフト１９により回転運動に変換されて出力される。燃焼ガスは、排気マニホールド２０等を通じて大気中に放出される。
【００１２】
燃焼室１７の入口すなわちシリンダヘッド２１の吸気ポートには吸気弁２２が設けられ、また燃焼室１７の出口すなわちシリンダヘッド２１の排気ポートには排気弁２３が設けられている。吸気弁２２および排気弁２３は、バルブ駆動機構２４により開閉駆動される。吸気弁２２のバルブタイミングは、可変バルブ機構２５により調整される。
【００１３】
燃焼室１７の混合気の点火は、点火装置３０により行われる。点火装置３０は、点火プラグ３１、イグニッションコイル３２、点火回路ユニット３３、および、電子制御ユニット３４を有し、電子制御ユニット３４の指令に基づき点火回路ユニット３３を動作させてイグニッションコイル３２から点火プラグ３１に高電圧を印加することにより、燃焼室１７で火花放電を発生させる。なお、点火装置３０については後に詳述する。
【００１４】
電子制御ユニット３４は、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭおよび入出力ポート等からなるマイクロコンピュータを有しており、クランクポジションセンサ３５、カムポジションセンサ３６、水温センサ３７、スロットル開度センサ３８、および吸気圧センサ３９などの各種センサに電気的に接続されている。電子制御ユニット３４は、各種センサの検出信号に基づきプログラム処理を実行することによりスロットル弁１４、インジェクタ１６、可変バルブ機構２５、および点火回路ユニット３３などを駆動して、エンジン１３の運転状態を制御する。
【００１５】
［点火装置の構成］
次に、点火装置３０の構成について図２〜図４を参照して説明する。
図２に示すように、点火装置３０は、点火プラグ３１、イグニッションコイル３２、点火スイッチ４０、電流検出回路４１、エネルギ投入部４２、および電子制御ユニット３４を備えている。点火スイッチ４０、電流検出回路４１、およびエネルギ投入部４２は、点火回路ユニット３３に含まれている。また、点火回路ユニット３３および電子制御ユニット３４は、点火制御装置５を構成している。
【００１６】
点火プラグ３１は、エンジン１３の燃焼室１７で所定のギャップを隔てて対向する一対の電極を有し、上記ギャップで絶縁破壊が生じるだけの高電圧が一対の電極間に印加されると放電を発生させる。以下の説明において、「高電圧」とは、点火プラグ３１の一対の電極間で放電が発生し得るほどの電圧、すなわち放電の発生を可能とする電圧のことである。
【００１７】
イグニッションコイル３２は、一次巻線４３と二次巻線４４と整流素子４５とを有し、公知の昇圧トランスを構成している。一次巻線４３は、一端が直流電源４６に接続され、他端が点火スイッチ４０を介して接地されている。直流電源４６は、バッテリから構成され、例えば１２Ｖ等の一定の直流電圧を供給可能である。二次巻線４４は、一次巻線４３と磁気的に結合されており、一端が点火プラグ３１の一対の電極を介して接地され、他端が整流素子４５および電流検出抵抗４７を介して接地されている。整流素子４５は、ダイオードから構成されており、二次巻線４４に流れる電流の向きを整流する。イグニッションコイル３２は、一次巻線４３を流れる電流の変化に応じて電磁誘導の相互誘導作用により二次巻線４４に高電圧を発生させ、この高電圧を点火プラグ３１に印加する。本実施形態では、１つの点火プラグに対応してイグニッションコイル３２は１つだけ設けられている。以下の説明において、一次巻線４３を流れる電流を「一次電流Ｉ１」とし、二次巻線４４を流れる電流を「二次電流Ｉ２」とする。
【００１８】
点火スイッチ４０は、ＩＧＢＴから構成されており、コレクタがイグニッションコイル３２の一次巻線４３の接地側に接続され、エミッタが接地され、ゲートが電子制御ユニット３４に接続されている。エミッタは、整流素子４８を介してコレクタに接続されている。点火スイッチ４０は、ゲートに入力される点火信号ＩＧＴに応じて開閉動作する。具体的には、点火スイッチ４０は、点火信号ＩＧＴの立ち上がり時にＯＮとなり、点火信号ＩＧＴの立ち下がり時にＯＦＦとなる。点火信号ＩＧＴは、例えばカムポジションに同期して制御する一次巻線４３の導通および遮断信号である。点火スイッチ４０は、直流電源４６と一次巻線４３との間の電流経路の導通および遮断を切り替え可能である。
【００１９】
電流検出回路４１は、整流素子４５と電流検出抵抗４７との間に接続されており、二次電流Ｉ２を検出可能である。
エネルギ投入部４２は、チョークコイル５１、充電スイッチ５２、充電スイッチ駆動回路５３、コンデンサ５４、整流素子５５、放電スイッチ５６、整流素子５７、および放電スイッチ駆動回路５８を有している。
【００２０】
チョークコイル５１は、一端が直流電源４６に接続され、他端が充電スイッチ５２を介して接地されている。充電スイッチ５２は、ＭＯＳＦＥＴから構成されており、ドレインがチョークコイル５１に接続され、ソースが接地され、ゲートが充電スイッチ駆動回路５３に接続されている。充電スイッチ駆動回路５３は、充電スイッチ５２を開閉駆動可能である。
【００２１】
コンデンサ５４は、一方の電極が整流素子５５を介してチョークコイル５１の接地側に接続され、他方の電極が接地されている。整流素子５５は、ダイオードから構成されており、コンデンサ５４からチョークコイル５１および充電スイッチ５２への電流の逆流を阻止している。チョークコイル５１、充電スイッチ５２、コンデンサ５４、および整流素子５５は、直流電源４６の電圧を昇圧して充電する昇圧回路を構成している。
【００２２】
また、コンデンサ５４は、一方の電極が放電スイッチ５６および整流素子５７を介して一次巻線４３の接地側に接続されている。放電スイッチ５６は、ＭＯＳＦＥＴから構成されており、ドレインがコンデンサ５４に接続され、ソースが一次巻線４３の接地側に接続され、ゲートが放電スイッチ駆動回路５８に接続されている。放電スイッチ駆動回路５８は、放電スイッチ５６を開閉駆動可能である。整流素子５７は、ダイオードから構成されており、イグニッションコイル３２からコンデンサ５４への電流の逆流を阻止している。
【００２３】
コンデンサ５４と放電スイッチ５６との間には、コンデンサ５４の充電電圧Ｖｄｃを検出するための充電電圧検出抵抗６１、６２が接続されている。充電電圧検出抵抗６１および充電電圧検出抵抗６２は互いに直列に設けられている。放電スイッチ駆動回路５８は、充電電圧検出抵抗６１と充電電圧検出抵抗６２との間の電位に基づき充電電圧Ｖｄｃを検出可能である。
【００２４】
ここで、点火プラグ３１の放電のために二次電流Ｉ２を流すやり方は二通りある。一つ目は、直流電源４６から一次巻線４３への通電を点火スイッチ４０で遮断することによって、電磁誘導の自己誘導作用により直流電源４６の電圧よりも大きな起電力を瞬間的に一次巻線４３に発生させ、それに伴い電磁誘導の相互誘導作用により二次巻線４４に高電圧を発生させ放電を開始するやり方である。二つ目は、エネルギ投入部４２の放電スイッチ５６を閉じてコンデンサ５４の充電電圧を一次巻線４３に印加することによって、電磁誘導の相互誘導作用により放電電流に重畳加算させるやり方である。以下の説明において、「エネルギ投入部４２が点火プラグ３１に投入する電気エネルギ」とは、エネルギ投入部４２のコンデンサ５４の充電電圧を一次巻線４３に印加する結果、点火プラグ３１で発生する電気エネルギのことを意味する。
【００２５】
本実施形態では、点火制御装置５は、上述の一つ目のやり方のみで放電を発生させる場合と、上述の一つ目のやり方で放電を発生させた後、当該放電の発生中に上述の二つ目のやり方で電気エネルギを同じ放電電流の極性のままで重畳的に投入して放電を継続させる場合とを使い分けて点火を実施する。以下、前者の場合の放電を「通常放電」と記載し、後者の場合の放電を「継続放電」と記載する。また、点火タイミングの間隔を点火周期と記載し、エネルギ投入部４２が１点火周期で点火プラグ３１に投入する電気エネルギを放電エネルギＷｃと記載し、電気エネルギの投入により放電を継続させる期間を継続期間Ｔｃと記載する。
【００２６】
充電スイッチ駆動回路５３は、電子制御ユニット３４から出力される点火信号ＩＧＴおよび充電電圧信号ＩＧＶに応じて充電スイッチ５２を開閉駆動する。充電電圧信号ＩＧＶは、次の点火周期で必要な充電電圧Ｖｄｃである必要充電電圧Ｖｄｃ*を指示する信号である。具体的には、充電スイッチ駆動回路５３は、点火信号ＩＧＴの立ち上がり時に充電スイッチ５２をＯＮさせてコンデンサ５４への充電を開始する。充電スイッチ５２がＯＮされるとチョークコイル５１にエネルギが蓄えられ、充電スイッチ５２がＯＦＦされると、チョークコイル５１から放出されたエネルギがコンデンサ５４に充電される。この充電スイッチ５２のＯＮとＯＦＦとの繰り返しにより充電電圧Ｖｄｃが昇圧される。コンデンサ５４への充電は、充電電圧Ｖｄｃが必要充電電圧Ｖｄｃ*に達すると終了される。この必要充電電圧Ｖｄｃ*は、予め決められているコンデンサ５４の容量Ｃと、放電エネルギＷｃの目標値である目標放電エネルギＷｃ*とに基づき求められる。式（１）は、必要充電電圧Ｖｄｃ*と容量Ｃと目標放電エネルギＷｃ*との関係を示している。式（１）中のｋは変換効率である。
【数１】
2015200274.tif 000003
【００２７】
放電スイッチ駆動回路５８は、電子制御ユニット３４から出力される継続期間信号ＩＧＷおよび目標二次電流信号ＩＧＡに応じて放電スイッチ５６を開閉駆動する。継続期間信号ＩＧＷは、継続期間Ｔｃを指示する信号である。目標二次電流信号ＩＧＡは、継続期間Ｔｃにおける二次電流Ｉ２の目標値である目標二次電流Ｉ２*を指示する信号である。具体的には、放電スイッチ駆動回路５８は、継続期間信号ＩＧＷが立ち上がっている間、電流検出回路４１により検出される二次電流Ｉ２が目標二次電流Ｉ２*に一致するように放電スイッチ５６を開閉駆動する。放電スイッチ５６がＯＮされると、コンデンサ５４の充電電圧Ｖｄｃが一次巻線４３に印加される。
【００２８】
電子制御ユニット３４は、点火スイッチ４０を制御する点火スイッチ制御部７１、放電エネルギＷｃの目標値である目標放電エネルギＷｃ*を設定するエネルギ設定部７２、必要充電電圧Ｖｄｃ*を設定する充電電圧設定部７３、および、エネルギ投入部４２を制御するエネルギ制御部７４を有している。
点火スイッチ制御部７１は、点火スイッチ４０の開閉動作を制御するための点火信号ＩＧＴを出力する。点火信号ＩＧＴは、例えばカムポジションに基づき判断される点火タイミング（点火時期）よりも前の所定の時期に立ち上げられ、点火タイミングに立ち下げられる。
【００２９】
エネルギ設定部７２は、エンジン１３の運転状態に基づき、次の点火周期の目標放電エネルギＷｃ*を設定する。具体的には、エネルギ設定部７２は、図３に示すマップから吸気圧Ｐｉｎおよび出力回転数Ｎｅに基づき目標放電エネルギＷｃ*を算出する。本実施形態では、エンジン１３の負荷が小さいほど目標放電エネルギＷｃ*は小さく設定される。エンジン１３の負荷は、吸気圧Ｐｉｎが小さいほど、また出力回転数が低いほど、小さくなる。エネルギ設定部７２は、特許請求の範囲に記載の「エネルギ設定手段」に相当する。
【００３０】
充電電圧設定部７３は、目標放電エネルギＷｃ*に基づき、次の点火周期の必要充電電圧Ｖｄｃ*を設定する。具体的には、充電電圧設定部７３は、目標放電エネルギＷｃ*と予め決めてあるコンデンサ５４の容量Ｃと必要充電電圧Ｖｄｃ*との関係によって求められる図４に示すテーブルから、目標放電エネルギＷｃ*に基づき必要充電電圧Ｖｄｃ*を算出する。充電電圧設定部７３は、特許請求の範囲に記載の「充電電圧設定手段」に相当する。
【００３１】
エネルギ制御部７４は、目標放電エネルギＷｃ*をもとにエネルギ投入部４２の駆動を制御するための充電電圧信号ＩＧＶ、目標二次電流信号ＩＧＡ、および継続期間信号ＩＧＷを出力する。継続期間信号ＩＧＷは、継続期間Ｔｃの開始時に立ち上げられ、また継続期間Ｔｃの終了時に立ち下げられる。本実施形態では、継続期間Ｔｃは、点火スイッチ４０のＯＦＦによる放電のあと立ち上げられる。エネルギ制御部７４は、特許請求の範囲に記載の「充電電圧制御手段」に相当する。
【００３２】
［点火制御装置の作動］
次に、点火制御装置５の作動について図５、図６のタイムチャートを参照して説明する。
以下の説明において、充電スイッチ駆動回路５３が充電スイッチ５２のゲートに出力する信号を充電スイッチ駆動信号ＳＷＣとする。また、点火信号ＩＧＴ、継続期間信号ＩＧＷ、および充電スイッチ駆動信号ＳＷＣは、信号レベルがハイレベル「Ｈ」またはローレベル「Ｌ」となる信号である。
【００３３】
エンジン１３の負荷が比較的高い場合には、比較的高い目標放電エネルギＷｃ*に対応して、図５に示すように目標二次電流Ｉ２*が比較的大きく設定され、また必要充電電圧Ｖｄｃ*が比較的大きく設定される。これに伴い、点火信号ＩＧＴがハイレベル「Ｈ」となる時刻ｔ１からローレベル「Ｌ」となる時刻ｔ２までの間、充電スイッチ５２の開閉駆動により充電電圧Ｖｄｃが昇圧される。そして、継続期間信号ＩＧＷがハイレベル「Ｈ」となる時刻ｔ３からローレベル「Ｌ」となる時刻ｔ４までの間、放電スイッチ５６の開閉駆動により二次電流Ｉ２が目標二次電流Ｉ２*に制御される。時刻ｔ４には充電電圧Ｖｄｃが０となる。
【００３４】
エンジン１３の負荷が比較的低い場合には、比較的低い目標放電エネルギＷｃ*に対応して、図６に示すように目標二次電流Ｉ２*が比較的小さく設定され、また必要充電電圧Ｖｄｃ*が比較的小さく設定される。これに伴い、点火信号ＩＧＴがハイレベル「Ｈ」となる時刻ｔ１から、点火信号ＩＧＴがローレベル「Ｌ」となる時刻ｔ３よりも前の時刻ｔ２までの比較的短い間、充電スイッチ５２の開閉駆動により充電電圧Ｖｄｃが昇圧される。そして、継続期間信号ＩＧＷがハイレベル「Ｈ」となる時刻ｔ４からローレベル「Ｌ」となる時刻ｔ５までの間、放電スイッチ５６の開閉駆動により二次電流Ｉ２が目標二次電流Ｉ２*に制御される。継続期間信号ＩＧＷが立ち下がる時刻ｔ５には充電電圧Ｖｄｃが０となる。
【００３５】
図５、図６に示すように、エンジン１３の負荷が比較的高い場合には充電量を多くし、エンジン１３の負荷が比較的低い場合には充電量を少なくしている。言い換えれば、コンデンサ５４の充電量は点火に必要十分な量に抑えられている。
【００３６】
［効果］
以上説明したように、本実施形態では、点火制御装置５は、点火制御装置５は、点火スイッチ４０、エネルギ投入部４２、および電子制御ユニット３４を備えている。エネルギ投入部４２は、一次巻線４３の接地側に接続され、電気エネルギを点火プラグ３１に重畳的に投入することにより放電を継続させる。
電子制御ユニット３４のエネルギ設定部７２は、エンジン１３の運転状態に基づき、次の点火周期の目標放電エネルギＷｃ*を設定する。電子制御ユニット３４の充電電圧設定部７３は、目標放電エネルギＷｃ*に基づき、次の点火周期の必要充電電圧Ｖｄｃ*を設定する。電子制御ユニット３４のエネルギ制御部７４は、充電電圧Ｖｄｃが必要充電電圧Ｖｄｃ*となるようにエネルギ投入部４２に充電を指令する。
【００３７】
このように構成することで、イグニッションコイル３２の一次巻線４３への通電時間を放電発生に必要十分な時間に設定しつつも、電気エネルギの投入により放電を継続させるエネルギを適切に充電させることができ、継続期間Ｔｃや放電電流Ｉ２を制御することにより放電を継続することができる。そのため、一次巻線４３への通電に消費される電力を可及的に少なくすることができるとともに、そのエネルギ制御もコンデンサ５４の充電電圧Ｖｄｃの制御で実施することができ、装置全体を安価に構成することができる。
また、エネルギ投入部４２には、次の点火周期で必要な充電電圧以上に充電されることがない。そのため、エネルギ投入部４２への充電に消費される電力を可及的に少なくすることができる。
したがって、本実施形態によれば、放電を継続させるために必要以上の電力を消費することがなく、消費電力を低減することができる。
【００３８】
また、第１実施形態では、エネルギ設定部７２は、エンジン１３の負荷が小さいほど目標放電エネルギＷｃ*を小さく設定する。また、充電電圧設定部７３は、目標放電エネルギＷｃ*が小さいほど必要充電電圧Ｖｄｃ*を小さく設定する。
このように構成することで、必要充電電圧Ｖｄｃ*を必要十分な値に設定可能である。
【００３９】
また、第１実施形態では、エネルギ投入部４２は、点火スイッチ４０による放電の発生中に電気エネルギを重畳的に投入することにより放電を継続させる。
このように構成することで、少ない電気エネルギで放電を継続することができる。そのため、消費電力をさらに低減することができる。
【００４０】
＜他の実施形態＞
本発明の他の実施形態では、目標放電エネルギを算出するとき、吸気圧に限らず、点火時の点火プラグの電極間の圧力に関連する他のパラメータ（例えばスロットル開度など）を用いてもよい。
本発明の他の実施形態では、目標放電エネルギを算出するとき、エンジンの出力回転数に限らず、点火時の点火プラグの電極間の気流速に関連する他のパラメータを用いてもよい。
本発明の他の実施形態では、エンジンの負荷に基づき算出された目標放電エネルギは、エンジンの運転状態を表す他のパラメータによって補正されてもよい。この場合、必要充電電圧は、上記補正された目標放電エネルギに基づき算出される。
【００４１】
前述の実施形態では、二次電流Ｉ２は、電流検出回路４１による検出値が目標二次電流Ｉ２*に一致するように放電スイッチ５６が開閉駆動されることによりフィードバック制御されていた。これに対し、本発明の他の実施形態では、二次電流Ｉ２は、電流検出回路からのフィードバック値によらず例えばマップ等から設定された駆動信号により放電スイッチ５６が開閉駆動されることにより制御されてもよい。
【００４２】
前述の実施形態では、１つの点火プラグ３１に対応してイグニッションコイル３２と点火スイッチ４０とが１つだけ設けられ、エネルギ投入部４２は、点火スイッチ４０のＯＦＦにより発生する放電中に電気エネルギを重畳的に投入することにより放電を継続させていた。これに対し、本発明の他の実施形態では、１つの点火プラグに対応してイグニッションコイルと点火スイッチとが２つずつ設けられ、エネルギ投入部は、一方の点火スイッチのＯＦＦにより発生する放電が途絶えたあとに一方のイグニッションコイルを介して点火プラグに電気エネルギを投入することにより放電を発生させてもよい。また、エネルギ投入部は、他方の点火スイッチのＯＦＦにより発生する放電が途絶えたあとに他方のイグニッションコイルを介して点火プラグに電気エネルギを投入することにより放電を発生させてもよい。そして、上記放電を連続させることによって、放電を継続させてもよい。また、本発明の他の実施形態では、１つの点火プラグに対応してイグニッションコイルと点火スイッチとが２つずつ設けられ、一方の点火スイッチのＯＦＦにより発生する放電と、他方の点火スイッチのＯＦＦにより発生する放電とを連続させることによって、放電を継続させてもよい。このような形態の場合、他方の点火スイッチは「エネルギ投入部」として機能する。
【００４３】
本発明の他の実施形態では、点火回路ユニットは、電子制御ユニットを収容するハウジング内に収容されるか、あるいはイグニッションコイルを収容するハウジング内に収容されてもよい。
本発明の他の実施形態では、点火スイッチおよびエネルギ投入部は、別々のハウジング内に収容されてもよい。例えば、イグニッションコイルを収容するハウジング内に点火スイッチが収容され、また、電子制御ユニットを収容するハウジング内にエネルギ投入部が収容されてもよい。
【００４４】
本発明の他の実施形態では、点火スイッチは、ＩＧＢＴではなく他のトランジスタから構成されてもよい。
本発明の他の実施形態では、充電スイッチは、例えばＩＧＢＴ等の他のトランジスタから構成されてもよい。
本発明の他の実施形態では、放電スイッチは、例えばＩＧＢＴ等の他のトランジスタから構成されてもよい。
本発明の他の実施形態では、直流電源は、バッテリに限らず、例えば交流電源をスイッチングレギュレータ等によって安定化した直流安定化電源、または、バッテリ電圧をＤＣ−ＤＣコンバータ等によって昇圧したもの等から構成されてもよい。
【００４５】
前述の実施形態では、電子制御ユニット３４は、スロットル弁１４、インジェクタ１６、可変バルブ機構２５、点火スイッチ４０およびエネルギ投入部４２を駆動する手段を一括して有していた。これに対し、本発明の他の実施形態では、点火スイッチおよびエネルギ投入部を駆動する手段、すなわち点火スイッチ制御部およびエネルギ制御部は、スロットル弁、インジェクタ、可変バルブ機構を駆動する手段とは別のユニットに設けられてもよい。
本発明は、上述した実施形態に限定されるものではなく、発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々の形態で実施可能である。
【符号の説明】
【００４６】
５  ・・・点火制御装置
１３  ・・・エンジン（内燃機関）
１７  ・・・燃焼室
２２  ・・・吸気弁
３０  ・・・点火装置
３１  ・・・点火プラグ
３２  ・・・イグニッションコイル
４０  ・・・点火スイッチ
４２  ・・・エネルギ投入部
４３  ・・・一次巻線
４４  ・・・二次巻線
４６  ・・・直流電源（電源）
７２  ・・・エネルギ設定部（エネルギ設定手段）
７３  ・・・充電電圧設定部（充電電圧設定手段）
７４  ・・・エネルギ制御部（充電電圧制御手段）
【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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