(57)【要約】【課題】失火を抑制するとともに、気筒毎の燃焼状態のばらつきを低減可能な内燃機関の制御装置を提供する。【解決手段】ＥＣＵ８０は、点火装置３０を備えるエンジンシステム１０を制御する。点火装置３０のエネルギ投入部５０は、点火スイッチ４５１、４５２により一次電流Ｉ１を遮断し当該遮断による電圧により点火プラグ７０１、７０２にて放電が発生した後のエネルギ投入期間において、エネルギを投入する。補正値学習部８１は、二次電流Ｉ２を取得し、二次電流Ｉ２に基づき、エネルギ投入部５０から投入するエネルギ投入量を気筒毎に学習する。これにより、失火を抑制するとともに、気筒毎の燃焼状態のばらつきを低減可能である。【選択図】  図２
2015200275.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
直流電源（６）から供給される一次電流が流れる一次コイル（４１１、４１２）、および、内燃機関（１３）の燃焼室（１７１、１７２）において混合気に点火する点火プラグ（７０１、７０２）の電極に接続され前記一次電流の通電および遮断によって発生する二次電圧が印加され二次電流が流れる二次コイル（４２１、４２２）を有し、前記内燃機関の気筒毎に設けられる点火コイル（４０１、４０２）、
前記一次コイルの前記直流電源と反対側である接地側に接続され前記一次電流の通電および遮断を切り替える点火スイッチ（４５１、４５２）を有し、前記点火コイル毎に設けられるイグナイタ部（４４１、４４２）、
および、前記点火スイッチにより前記一次電流を遮断し当該遮断による電圧により前記点火プラグにて放電が発生した後において、エネルギを投入するエネルギ投入部（５０）、
を有する点火装置（３０）を備える内燃機関システム（１０）を制御する内燃機関の制御装置（８０）であって、
前記二次電流を取得する二次電流取得手段（８１）と、
前記二次電流取得手段により取得された前記二次電流に基づき、前記エネルギ投入部から投入するエネルギ投入量を気筒毎に学習する学習手段（８１）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】
前記学習手段は、学習対象期間における前記二次電流と判定閾値との比較結果に基づき、放電後の前記二次電流の制御に係る二次電流指令値を補正する補正値を学習することを特徴とする請求項１に記載の内燃機関の制御装置。
【請求項３】
前記学習手段は、前記学習対象期間において、前記判定閾値である二次電流増加用閾値より前記二次電流の絶対値が小さくなることが所定回数以上あった場合、前記二次電流指令値の絶対値を増加させる方向となるように前記補正値を変更することを特徴とする請求項２に記載の内燃機関の制御装置。
【請求項４】
前記学習手段は、前記学習対象期間において、前記判定閾値である二次電流減少用閾値より前記二次電流の絶対値が大きい状態が所定期間以上継続した場合、前記二次電流指令値の絶対値を減少させる方向となるように前記補正値を変更することを特徴とする請求項２または３に記載の内燃機関の制御装置。
【請求項５】
前記補正値に基づき、前記内燃機関の運転条件を前記気筒毎に調整する運転調整部（８５）を備えることを特徴とする請求項２〜４のいずれか一項に記載の内燃機関の制御装置。
【請求項６】
前記学習手段は、前記内燃機関の回転数および負荷である動作点に応じて前記エネルギ投入量を学習することを特徴とする請求項１〜５のいずれか一項に記載の内燃機関の制御装置。
【請求項７】
前記エネルギ投入部は、前記一次コイルの接地側から前記点火コイルにエネルギを投入することを特徴とする請求項１〜６のいずれか一項に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関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、点火プラグに接続される点火コイルの二次コイルに流れる二次電流に基づき、点火の正否を検出し、蓄積エネルギを調整する点火装置が公知である。例えば特許文献１では、燃焼状態を良好にすべく１回の燃焼行程内にて点火プラグに火花放電を複数回発生させる多重放電制御を前提とし、点火処理中に二次電流が点火処理継続電流値よりも小さくなった場合、吹き消えが生じる前に点火処理からエネルギ蓄積処理に移行する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００９−５２４３５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、多気筒エンジンの場合、筒内の気流の流速や燃焼時の温度等のばらつきにより、着火性が気筒毎に異なる。そのため、複数の気筒に対して同様のエネルギを投入する場合、最も着火性が悪い気筒に合わせてエネルギを投入する必要があるため、他の気筒に対して余分なエネルギを投入することになる。また、気筒毎の燃焼状態がばらついていると、エンジンの回転変動や振動等が発生する虞がある。
本発明は、上述の課題に鑑みてなされたものであり、その目的は、失火を抑制するとともに、気筒毎の燃焼状態のばらつきを低減可能な内燃機関の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】
【０００５】
本発明は、点火装置を備える内燃機関システムを制御する内燃機関の制御装置であって、点火装置は、点火コイル、イグナイタ部、および、エネルギ投入部を備える。
点火コイルは、一次コイルおよび二次コイルを有し、内燃機関の気筒毎に設けられる。一次コイルは、直流電源から供給される一次電流が流れる。二次コイルは、内燃機関の燃焼室において混合気に点火する点火プラグの電極に接続され、一次電流の通電および遮断によって発生する二次電圧が印加され二次電流が流れる。
【０００６】
イグナイタ部は、点火スイッチを有し、点火コイル毎に設けられる。点火スイッチは、一次コイルの直流電源と反対側である接地側に接続され、一次電流の通電および遮断を切り替える。
エネルギ投入部は、点火スイッチにより一次電流を遮断し当該遮断による電圧で点火プラグにて放電が発生した後のエネルギ投入期間において、エネルギを投入する。
【０００７】
内燃機関の制御装置は、二次電流取得手段と、学習手段と、を備える。
二次電流取得手段は、二次電流を取得する。学習手段は、二次電流取得手段により取得された二次電流に基づき、エネルギ投入部から投入するエネルギ投入量を気筒毎に学習する。
【０００８】
点火装置は、エネルギ投入部を備え、一次電流の遮断により通電される二次電流により点火プラグにて放電を発生させた後に、エネルギ投入部により点火状態を継続可能なエネルギを投入するので、失火を抑制することができる。
また、二次電流に基づいてエネルギ投入部から投入するエネルギ投入量を気筒毎に学習している。これにより、気筒毎の燃焼状態のばらつきを低減可能である。また、最も着火性の悪い気筒に合わせて一律にエネルギ投入量を補正する場合と比較し、エネルギ投入量を低減することができる。さらにまた、気筒毎の燃焼状態のばらつきが低減されるので、内燃機関の回転変動や振動等を抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】本発明の第１実施形態によるエンジンシステムの構成を示す概略構成図である。
【図２】本発明の第１実施形態による点火装置の構成図である。
【図３】本発明の第１実施形態による点火装置の基本動作を説明するタイムチャートである。
【図４】本発明の第１実施形態による学習処理を説明するフローチャートである。
【図５】本発明の第１実施形態による学習処理を説明するタイムチャートである。
【図６】本発明の第２実施形態による学習処理を説明するフローチャートである。
【図７】本発明の第２実施形態による学習処理を説明するタイムチャートである。
【図８】本発明の第３実施形態による学習処理を説明するフローチャートである。
【図９】本発明の第３実施形態によるエンジン運転領域を説明する説明図である。
【図１０】本発明の第４実施形態による補正値と筒内流速との関係を説明する説明図である。
【図１１】本発明の第４実施形態による点火装置の構成図である。
【図１２】本発明の第４実施形態による点火時期の調整を説明する説明図である。
【図１３】本発明の第４実施形態によるＡ／Ｆ比およびＥＧＲ量の調整を説明する説明図である。
【図１４】本発明の第４実施形態によるエネルギ投入期間の調整を説明する説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、本発明による内燃機関の制御装置を図面に基づいて説明する。以下、複数の実施形態において、実質的に同一の構成には同一の符号を付して説明を省略する。
（第１実施形態）
［エンジンシステムの構成］
まず、エンジンシステム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、内燃機関システムとしてのエンジンシステム１０は、火花点火式の内燃機関としてのエンジン１３、および、点火装置３０等を備える。
エンジン１３は、例えば４気筒等の多気筒エンジンであり、図１では第１の気筒の断面を示す。以下に説明する構成は、図示しない他の気筒にも同様に設けられる。
【００１１】
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。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。燃焼により生じた燃焼ガスは、排気マニホールド７０を経由して大気中に放出される。
すなわち本実施形態のエンジン１３は、所謂「ポート噴射エンジン」であるが、燃料を燃焼室１７に直接噴射する所謂「直噴エンジン」としてもよい。
【００１２】
排気マニホールド７０には、排気中のＣＯ、ＨＣ、ＮＯｘ等を浄化するための三元触媒等の触媒７１が設けられる。触媒７１の上流側には、排気中の酸素濃度を検出するフロントＯ2センサ７２が設けられる。また、触媒７１の下流側には、触媒７１により浄化された排気中の酸素濃度を検出するリアＯ2センサ７３が設けられる。
【００１３】
本実施形態では、排気の一部をＥＧＲガスとして吸気側に導入する排気還流装置（以下、「ＥＧＲ装置」という。）７５が設けられる。ＥＧＲ装置７５は、ＥＧＲ配管７６、および、ＥＧＲ弁７７を有する。ＥＧＲ配管７６は、排気マニホールド７０の触媒７１の上流側と、吸気マニホールド１５とを連通する。ＥＧＲ弁７７は、ＥＧＲ配管７６の途中に設けられ、ＥＧＲ弁７７の開度を調整することで、燃焼室１７に導入するＥＧＲガス量を調整する。
【００１４】
燃焼室１７の入口であるシリンダヘッド２１の吸気ポートには、吸気弁２２が設けられる。また、燃焼室１７の出口であるシリンダヘッド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。なお、吸気弁２２および排気弁２３の少なくとも一方のバルブ駆動機構２４にバルブタイミングを調整する可変バルブ機構を設けてもよい。
【００１５】
燃焼室１７の混合気への点火は、点火装置３０により行われる。具体的には、点火装置３０により点火プラグ７の電極間での放電による火花を発生させ、発生した火花により燃焼室１７の混合気に点火される。
【００１６】
「内燃機関の制御装置」としての電子制御ユニット（以下、「ＥＣＵ」という。）８０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により構成される。ＥＣＵ８０は、クランク角センサ３５、カム角センサ３６、水温センサ３７、スロットル開度センサ３８、吸気圧センサ３９、フロントＯ2センサ７２、および、リアＯ2センサ７３等の各種センサからの信号が入力され、これらの各種センサからの検出信号に基づき、スロットル弁１４、インジェクタ１６、ＥＧＲ弁７７、および、点火回路ユニット３１等を制御することで、エンジン１３の運転状態を制御する。
【００１７】
［点火装置の構成］
点火装置３０は、点火回路ユニット３１、および、点火コイル４０を備える。
点火装置３０の回路構成を図２に基づいて説明する。図２では、気筒毎に設けられる点火プラグ７、および、点火コイル４０等は、２気筒分の構成を記載する。エンジン１３の気筒数が３気筒以上である場合の３気筒目以降については記載を省略しているが、気筒毎に設けられる構成は、気筒数に応じ、同様の構成が並列接続される。
図２中において、気筒毎に設けられる構成については、３ケタで付番し、上２ケタが同一である場合は同様の構成であることを意味し、下１ケタが対応する気筒の番号であるものとする。したがって、図１では第１の気筒について説明したため、図１中の点火プラグ７は第１点火プラグ７０１に対応し、燃焼室１７は第１燃焼室１７１に対応する。
【００１８】
点火プラグ７は、第１の気筒に設けられる第１点火プラグ７０１、および、第２の気筒に設けられる第２点火プラグ７０２から構成される。第１点火プラグ７０１は、エンジン１３の第１の気筒の第１燃焼室１７１で所定のギャップを隔てて対向する一対の電極を有する。第１点火プラグ７０１の電極間に放電電圧が印加されると、電極間のギャップに放電が発生する。放電電圧とは、電極間の絶縁を破壊し、放電が発生しうる程度の高電圧をいう。
【００１９】
第２点火プラグ７０２は、第１点火プラグ７０１と同様であって、エンジン１３の第２の気筒の第２燃焼室１７２で所定のギャップを隔てて対向する一対の電極を有する。以下、第１の気筒に対応する構成と第２の気筒に対応する構成とが同様である場合、第１の気筒に対応する構成について説明し、第２の気筒に対応する構成に関する説明を省略する。点火制御を含むエンジン制御についても同様、第１の気筒を中心に説明する。
【００２０】
点火コイル４０は、第１点火コイル４０１および第２点火コイル４０２から構成される。第１点火コイル４０１は、一次コイル４１１、二次コイル４２１、および、整流素子４３１を有し、公知の昇圧トランスを構成している。
一次コイル４１１は、一端が直流電源としてのバッテリ６の正極に接続され、他端が点火スイッチ４５１を経由して接地される。以下、一次コイル４１１のバッテリ６と反対側を「接地側」或いは「低電圧側」という。
二次コイル４２１は、一次コイル４１１と磁気的に結合されており、一端が第１点火プラグ７０１の一対の電極を経由して接地され、他端が整流素子４３１および二次電流検出抵抗４７を経由して接地される。
【００２１】
以下、一次コイル４１１に流れる電流を一次電流Ｉ１といい、二次コイル４２１に流れる電流を二次電流Ｉ２とする。また、図２中に矢印で示すように、一次電流Ｉ１は、一次コイル４１１から点火スイッチ４５１に向かう方向の電流を正とし、二次電流Ｉ２は、二次コイル４２１から第１点火プラグ７０１に向かう方向の電流を正とする。また、二次コイル４２１の第１点火プラグ７０１側の電圧を二次電圧Ｖ２という。
整流素子４３１は、ダイオードで構成され、二次電流Ｉ２を整流する。
【００２２】
第１点火コイル４０１は、一次コイル４１１を流れる電流の変化に応じた電磁誘導の相互誘導作用により、二次コイル４２１に高電圧を発生させ、この高電圧を第１点火プラグ７０１に印加する。
第２点火コイル４０２は、一次コイル４１２、二次コイル４２２、および、整流素子４３２を有し、詳細は第１点火コイル４０１と同様である。
【００２３】
点火回路ユニット３１は、イグナイタ部４４、二次電流検出抵抗４７、エネルギ投入部５０、および、二次電流検出部としての二次電流検出回路６５を有する。
イグナイタ部４４は、気筒毎に設けられる第１イグナイタ部４４１および第２イグナイタ部４４２から構成される。第１イグナイタ部４４１は、点火スイッチ４５１、および、整流素子４６１を有する。
【００２４】
点火スイッチ４５１は、例えばＩＧＢＴ（絶縁ゲートバイポーラトランジスタ）で構成され、コレクタが一次コイル４１１の接地側に接続され、エミッタが接地され、ゲートがＥＣＵ８０に接続される。点火スイッチ４５１のエミッタは、整流素子４６１を経由して、コレクタに接続される。
【００２５】
点火スイッチ４５１は、ゲートに入力される点火信号ＩＧＴに応じてオンオフが切り替えられる。詳しくは、点火スイッチ４５１は、第１の気筒制御に係る点火信号ＩＧＴの立ち上がり時にオンとなり、立ち下がり時にオフとなる。一次電流Ｉ１は、点火スイッチ４５１により点火信号ＩＧＴに従って導通および遮断が切り替えられる。
第２イグナイタ部４４２は、点火スイッチ４５２、および、整流素子４６２を有し、詳細は第１イグナイタ部４４１と同様である。
【００２６】
エネルギ投入部５０は、ＤＣＤＣコンバータ５１、コンデンサ５６、放電スイッチ５７、放電用ドライバ回路５８、電流フィードバック部５９、および、気筒分配部６０を有する。コンデンサ５６は、複数の気筒に対して共通で１つ設けられる。放電スイッチ５７、および、放電用ドライバ回路５８は、気筒数に応じ、１つまたは複数設けられる。なお、図中では「フィードバック」を「ＦＢ」と記す。
【００２７】
ＤＣＤＣコンバータ５１は、エネルギ蓄積コイル５２、充電スイッチ５３、充電用ドライバ回路５４、および、整流素子５５から構成され、バッテリ６の電圧を昇圧してコンデンサ５６に供給する。ＤＣＤＣコンバータ５１は、必要に応じ１組または複数組設けられる。
エネルギ蓄積コイル５２は、一端がバッテリ６に接続され、他端が充電スイッチ５３を経由して接地される。
【００２８】
充電スイッチ５３は、例えばＭＯＳＦＥＴ（金属酸化物半導体電界効果トランジスタ）で構成されており、ドレインがエネルギ蓄積コイル５２に接続され、ソースが接地され、ゲートが充電用ドライバ回路５４に接続される。充電用ドライバ回路５４は、充電スイッチ５３のオンオフを切り替える充電スイッチ信号ＳＷｃを充電スイッチ５３のゲートに出力する。
【００２９】
整流素子５５は、ダイオードで構成され、コンデンサ５６からエネルギ蓄積コイル５２および充電スイッチ５３側への電流の逆流を防止する。
コンデンサ５６は、正極が整流素子５５を経由してエネルギ蓄積コイル５２と充電スイッチ５３との接続点に接続され、負極が接地される。コンデンサ５６は、ＤＣＤＣコンバータ５１から供給された電荷を蓄える。
【００３０】
充電スイッチ５３のオンオフは、後述するエネルギ投入期間信号ＩＧＷがオフとなっている間に行われる。充電スイッチ５３がオンしたとき、エネルギ蓄積コイル５２に誘起電流が流れ、電気エネルギが蓄積される。また、充電スイッチ５３がオフしたとき、エネルギ蓄積コイル５２に蓄積された電気エネルギがバッテリ６の直流電圧に重畳してコンデンサ５６側に放出される。これにより、コンデンサ５６の電圧は比較的高い電圧（例えば、１００［Ｖ］から数百［Ｖ］）に昇圧される。
【００３１】
放電スイッチ５７は、例えばＭＯＳＦＥＴで構成され、ドレインがコンデンサ５６の正極側に接続され、ソースが気筒分配部６０に接続され、ゲートが放電用ドライバ回路５８に接続される。放電用ドライバ回路５８は、放電スイッチ５７のオンオフを切り替える放電スイッチ信号ＳＷｄを放電スイッチ５７のゲートに出力する。
電流フィードバック部５９は、ＥＣＵ８０から出力される目標二次電流信号ＩＧＡに基づき、二次電流Ｉ２が二次電流指令値Ｉ２*により規定される所定範囲内となるようにするフィードバック制御により、放電スイッチ５７のオンデューティ比を求め、放電用ドライバ回路５８に指令信号を出力する。
【００３２】
気筒分配部６０は、気筒毎に設けられる第１気筒分配部６０１、および、第２気筒分配部６０２から構成される。第１気筒分配部６０１は、気筒分配スイッチ６１１、気筒分配用ドライバ回路６２１、および、整流素子６３１を有する。
気筒分配スイッチ６１１は、例えばＭＯＳＦＥＴで構成され、ドレインが放電スイッチ５７のソースに接続され、ソースが整流素子６３１に接続され、ゲートが気筒分配用ドライバ回路６２１に接続される。気筒分配スイッチ６１１は、一次コイル４１１の接地側にエネルギを投入するエネルギ投入期間にオンされるように制御される。
【００３３】
気筒分配用ドライバ回路６２１は、気筒分配スイッチ６１１のオンオフを切り替える信号を気筒分配スイッチ６１１のゲートに出力する。
整流素子６３１は、ダイオードで構成され、一次コイル４１１および点火スイッチ４５１側から気筒分配スイッチ６１１側への電流の逆流を防止する。
第２気筒分配部６０２は、気筒分配スイッチ６１２、気筒分配用ドライバ回路６２２、および、整流素子６３２を有し、詳細は第１気筒分配部６０１と同様である。
【００３４】
二次電流検出回路６５は、放電スイッチ５７と同数設けられる二次電流検出抵抗４７の両端電圧に基づき、気筒毎に二次電流Ｉ２を検出する。二次電流検出回路６５により検出された二次電流Ｉ２の検出値は、ＥＣＵ８０に出力され、各種演算に用いられる。以下適宜、二次電流検出回路６５により検出された二次電流Ｉ２の検出値を、単に「二次電流Ｉ２」という。
【００３５】
ＥＣＵ８０は、複数の気筒に対して共通で１つ設けられ、クランク角センサ３５等の各種センサから取得したエンジン１３の運転情報に基づき、点火信号ＩＧＴ、エネルギ投入期間信号ＩＧＷ、および、目標二次電流信号ＩＧＡを生成し、点火回路ユニット３１に出力する。
【００３６】
点火信号ＩＧＴは、気筒毎に生成される信号であり、点火スイッチ４５１、４５２のゲート、および、充電用ドライバ回路５４に入力される。点火スイッチ４５１は、点火信号ＩＧＴがハイレベルである期間、オンとなり、点火スイッチ４５２は、点火スイッチ４５２に係る点火信号ＩＧＴがハイレベルである期間、オンとなる。充電用ドライバ回路５４は、点火信号ＩＧＴが入力されている期間、充電スイッチ５３のゲートに対し、充電スイッチ５３をオンオフ制御する充電スイッチ信号ＳＷｃを繰り返し出力する。
【００３７】
エネルギ投入期間信号ＩＧＷは、気筒毎に対応するタイミングをずらしたパルスにより構成される１または複数の信号であり、放電用ドライバ回路５８に入力される。放電用ドライバ回路５８は、エネルギ投入期間信号ＩＧＷがハイレベルである期間、放電スイッチ５７のゲートに対し、放電スイッチ５７をオンオフ制御する放電スイッチ信号ＳＷｄを繰り返し出力する。本実施形態では、エネルギ投入期間信号ＩＧＷがハイレベルである期間が、「エネルギ投入期間」に対応する。
目標二次電流信号ＩＧＡは、二次電流指令値Ｉ２*を指示するための信号であり、電流フィードバック部５９に入力される。
【００３８】
また、ＥＣＵ８０は、補正値学習部８１および指令値演算部８２を有する。
補正値学習部８１では、二次電流検出回路６５から二次電流Ｉ２を取得し、取得された二次電流Ｉ２に基づき、二次電流補正値Ｉ２ｃを演算する。
指令値演算部８２では、二次電流補正値Ｉ２ｃに基づいて二次電流指令値Ｉ２*を演算し、二次電流指令値Ｉ２*に応じた目標二次電流信号ＩＧＡを生成、出力する。
補正値学習部８１および指令値演算部８２における演算は、気筒毎に実行される。補正値学習部８１および指令値演算部８２における演算の詳細については後述する。
【００３９】
［点火装置の作動］
点火装置３０の作動について図３のタイムチャートを参照して説明する。以下の説明では、第１の気筒に係る制御を中心に説明する。図３のタイムチャートは、共通時間軸を横軸とし、縦軸に上から順に、点火信号ＩＧＴ、エネルギ投入期間信号ＩＧＷ、コンデンサ電圧Ｖｄｃ、一次電流Ｉ１、二次電流Ｉ２、投入エネルギＰ、充電スイッチ信号ＳＷｃ、放電スイッチ信号ＳＷｄを示している。
【００４０】
ここで、コンデンサ電圧Ｖｄｃは、コンデンサ５６の電圧を意味する。また、投入エネルギＰは、コンデンサ５６から放出され、一次コイル４１の接地側端子から点火コイル４０に供給されるエネルギを意味し、１回のエネルギ投入期間におけるエネルギ供給開始からの積算値を示す。なお、エネルギ投入期間におけるエネルギ供給開始タイミングは、最初の放電スイッチ信号ＳＷｄが立ち上がる時間ｔ３である。
【００４１】
一次電流Ｉ１および二次電流Ｉ２は、図２の矢印方向の電流を正の値とし、矢印と反対方向の電流を負の値とする。以下の説明において、負の電流の大小に言及する場合、電流の絶対値を基準として大小を表す。すなわち、負の電流については、電流値がゼロから離れ絶対値が大きくなるほど「電流が増加する（または上昇する）」といい、ゼロに近づき絶対値が小さくなるほど「電流が減少する（または低下する）」という。
【００４２】
また、エネルギ投入期間信号ＩＧＷが出力されている時間ｔ３から時間ｔ４までの期間における二次電流Ｉ２の制御目標値を「二次電流指令値Ｉ２*」とする。二次電流指令値Ｉ２*は、点火状態を良好に維持可能な程度の値に設定される。本実施形態では、二次電流指令値Ｉ２*は、波状の絶対値が大きい側の頂点とする。また、波状の下側の頂点と上側の頂点との間隔は、二次電流検出回路６５の回路定数に応じたヒステリシスとなり、波状の絶対値が小さい側の頂点を二次電流指令下限値Ｉ２*Ｌとする。
【００４３】
図３中の時間ｔ１にて点火信号ＩＧＴがハイレベル（図３中では「Ｈ」で示す。）になると、点火スイッチ４５１がオンされ、一次電流Ｉ１が一次コイル４１１に通電され、時間の経過に伴って一次電流Ｉ１が増加する。これにより、点火信号ＩＧＴがハイレベルである時間ｔ１から時間ｔ２の間に、一次コイル４１１には電磁エネルギが蓄積される。
このとき、エネルギ投入期間信号ＩＧＷはローレベル（図３中では「Ｌ」で示す。）であり、放電スイッチ５７はオフされている。
【００４４】
また、点火信号ＩＧＴがハイレベルである期間、矩形波パルス状の充電スイッチ信号ＳＷｃが充電スイッチ５３のゲートに入力される。すると、充電スイッチ５３のオン後のオフ期間に、コンデンサ電圧Ｖｄｃがステップ状に上昇し、コンデンサ５６が充電される。なお、コンデンサ５６の充電は、点火信号ＩＧＴの発信に同期して開始する必要は必ずしもなく、エネルギ投入期間信号ＩＧＷが立ち上がる前に十分な電気エネルギが蓄積されていればよい。また、コンデンサ電圧Ｖｄｃ（すなわちコンデンサ５６のエネルギ蓄積量）は、充電スイッチ信号ＳＷｃのオンデューティ比およびオンオフ回数により制御可能である。
【００４５】
時間ｔ２において、点火信号ＩＧＴがローレベルとなり、点火スイッチ４５１がオフされると、一次コイル４１１に通電されていた一次電流Ｉ１が急激に遮断され、一次電流Ｉ１により形成されていた磁界が消失する。すると、一次コイル４１１に形成されていた磁界を打ち消すように、二次コイル４２１に磁界が誘導され、二次コイル４２１に大きな二次電圧Ｖ２が生じる。二次電圧Ｖ２が放電電圧に達すると、第１点火プラグ７０１の電極間に火花放電が生じ、二次コイル４２１に二次電流Ｉ２（放電電流）が流れる。これにより、第１燃焼室１７１の混合気に点火される。
時間ｔ２において、火花放電を発生させた後にエネルギ投入を行わない場合、二次電流Ｉ２は、破線で示すように、時間経過とともにゼロに近づき、放電を維持できない程度まで減衰すると放電が終了する。
【００４６】
一方、時間ｔ２後のタイミングである時間ｔ３において、エネルギ投入期間信号ＩＧＷがハイレベルになると、放電スイッチ信号ＳＷｄがハイレベルとなり、放電スイッチ５７がオンされる。放電スイッチ５７がオンされると、コンデンサ５６に蓄えられていたエネルギが放出され、一次コイル４１１の接地側に投入される。これにより、一次コイル４１１には、投入エネルギＰに起因する一次電流Ｉ１が通電される。投入エネルギＰにより一次コイル４１１の接地側から一次電流Ｉ１が通電されると、一次電流Ｉ１の遮断により通電される二次電流Ｉ２に対し、投入エネルギＰによる一次電流Ｉ１の通電に伴う追加分が同じ極性で重畳される。
【００４７】
時間ｔ３から時間ｔ４までの期間は、放電スイッチ信号ＳＷｄに応じ、放電スイッチ５７のオンオフが繰り返される。本実施形態では、二次電流Ｉ２が減少して二次電流指令下限値Ｉ２*Ｌとなったときに放電スイッチ５７をオンしてエネルギ投入部５０から一次コイル４１１の接地側にエネルギを投入することで二次電流Ｉ２を増加させる。また、二次電流Ｉ２が増加して二次電流指令値Ｉ２*となったとき、放電スイッチ５７をオフするように制御する。
【００４８】
これにより、二次電流Ｉ２には、放電スイッチ５７がオンされる毎に、投入エネルギＰによる一次電流Ｉ１の通電に伴う追加分が重畳される。すなわち、放電スイッチ信号ＳＷｄがオンになる毎にコンデンサ５６の蓄積エネルギにより一次電流Ｉ１が順次追加され、これに対応して二次電流Ｉ２が順次追加される。これにより、二次電流Ｉ２は、二次電流指令下限値Ｉ２*Ｌと二次電流指令値Ｉ２*とで規定される所定範囲内となるように制御される。ここで、エネルギ投入部５０から供給される投入エネルギＰによる一次電流Ｉ１についても、「直流電源から供給される一次電流」の概念に含まれるものとする。
時間ｔ４において、エネルギ投入期間信号ＩＧＷがローレベルになると、放電スイッチ信号ＳＷｄがオフ信号となり、放電スイッチ５７のオンオフ作動が停止し、一次電流Ｉ１および二次電流Ｉ２がゼロとなる。
【００４９】
本実施形態では、点火スイッチ４５１のオフによる放電後、一次コイル４１１の接地側（すなわち低電圧側）から第１点火コイル４０１にエネルギを投入することにより、一次コイル４１１のバッテリ６側または二次コイル４２１の第１点火プラグ７０１と反対側から第１点火コイル４０１にエネルギを投入する場合と比較し、最低限のエネルギを効率よく投入し、点火状態を持続させることができる。ここで「点火状態」とは、燃焼室７１１にて燃焼が継続されていることを意味し、例えば二次電流Ｉ２が一時的にゼロになったとしても、燃焼室７１１にて燃焼が継続していれば、「点火状態が継続されている」とみなす。
【００５０】
ところで、筒内の気流の流速や燃焼時の温度等のばらつきにより、着火性が気筒毎に異なる。そのため、例えばエネルギ投入部５０から一律にエネルギを投入すると、他の気筒に対して余分なエネルギを投入することになったり不足したりする。また、気筒毎の燃焼状態がばらついていると、エンジン１３の回転変動や振動等が発生する虞がある。
そこで本実施形態では、二次電流Ｉ２に基づき、二次電流指令値（以下適宜、単に「指令値」という。）Ｉ２*を補正する二次電流補正値（以下適宜、単に「補正値」という。）Ｉ２ｃを気筒毎に学習する。
【００５１】
本実施形態の学習処理を図４に示すフローチャートに基づいて説明する。学習処理は、ＥＣＵ８０にて実行される。本実施形態では、エネルギ投入期間信号ＩＧＷがローレベルになった後の所定のタイミングにて、直前のエネルギ投入期間信号ＩＧＷがオンであった期間を学習対象期間として実行されるものとする。ここでは１気筒分の処理について説明するが、気筒毎に同様の処理がなされる。なお、図３で説明したように、二次電流Ｉ２は負の電流であるので、以下においても、大小関係や増減等は絶対値として説明する。
【００５２】
最初のステップＳ１０１（以下、「ステップ」を省略し、単に記号「Ｓ」で示す）では、指令値演算部８２は、二次電流基本指令値Ｉ２ｂを設定する。また補正値学習部８１は、補正値Ｉ２ｃを設定する。補正値Ｉ２ｃは、初期値をゼロとし、２回目以降の処理においては、前回処理にて記憶された値を読み込む。
【００５３】
Ｓ１０２では、補正値学習部８１は、学習対象期間において、エンジン１３の運転状態が補正値Ｉ２ｃの学習可能な状態であったか否かを判断する。学習可能な状態とは、例えばエンジン１３の回転数およびトルクが安定している定常運転状態とする。補正値Ｉ２ｃの学習ができないと判断された場合（Ｓ１０２：ＮＯ）、以下の処理を行わない。補正値Ｉ２ｃの学習が可能であると判断された場合（Ｓ１０２：ＹＥＳ）、Ｓ１０３へ移行する。
【００５４】
Ｓ１０３では、補正値学習部８１は、二次電流検出回路６５から二次電流Ｉ２を取得する。ここでは、学習対象期間の二次電流Ｉ２を取得する。
Ｓ１０４では、補正値学習部８１は、学習対象期間の二次電流Ｉ２が判定閾値Ｉｔｈ１１より低下することが所定回数以上あったか否かを判断する。判定閾値Ｉｔｈ１１は、放電状態が途切れる所謂「吹き消え」を検出すべく、ゼロに近い値に設定される。また、所定回数は、１以上の任意の値とする。二次電流Ｉ２が判定閾値Ｉｔｈ１１より低下することが所定回数未満である判断された場合（Ｓ１０４：ＮＯ）、Ｓ１０６へ移行する。二次電流Ｉ２が判定閾値Ｉｔｈ１１より低下することが所定回数以上あったと判断された場合（Ｓ１０４：ＹＥＳ）、Ｓ１０５へ移行する。
Ｓ１０５では、補正値学習部８１は、学習対象期間において、吹き消えが生じていたと判定し、補正値Ｉ２ｃを増加させる。本実施形態では、補正値Ｉ２ｃを所定増加量Ａ１１分だけ増加させる。
【００５５】
学習対象期間の二次電流Ｉ２が判定閾値Ｉｔｈ１１より低下することが所定回数未満であると判断された場合（Ｓ１０４：ＮＯ）に移行するＳ１０６では、補正値学習部８１は、二次電流Ｉ２が判定閾値Ｉｔｈ１１より大きい状態が所定期間以上継続していたか否かを判断する。所定期間は、学習対象期間より短い任意の長さに設定される。二次電流Ｉ２が判定閾値Ｉｔｈ１１より大きい状態が所定期間以上継続していないと判断された場合（Ｓ１０６：ＮＯ）、学習対象期間における二次電流Ｉ２は適切に制御されていると判定し、補正値Ｉ２ｃを変更せず、Ｓ１０８へ移行する。二次電流Ｉ２が判定閾値Ｉｔｈ１１より大きい状態が所定期間以上継続していたと判断された場合（Ｓ１０６：ＹＥＳ）、Ｓ１０７へ移行する。
【００５６】
Ｓ１０７では、補正値学習部８１は、学習対象期間においては燃焼が十分に安定しており、余剰な二次電流Ｉ２が供給されている可能性があると判定し、補正値Ｉ２ｃを減少させる。本実施形態では、補正値Ｉ２ｃを所定減少量Ａ１２分だけ減少させる。所定減少量Ａ１２は、Ｓ１０５における所定増加量Ａ１１と等しくてもよいし、異なっていてもよい。
【００５７】
Ｓ１０６で否定判断された場合、Ｓ１０５またはＳ１０７に続いて移行するＳ１０８では、補正値学習部８１は、前段の処理にて変更された、或いは、変更されていない補正値Ｉ２ｃを記憶する。また、補正値Ｉ２ｃを指令値演算部８２に出力する。
Ｓ１０９では、指令値演算部８２は、二次電流指令値Ｉ２*を演算する。二次電流指令値Ｉ２*は、二次電流基本指令値Ｉ２ｂおよび補正値Ｉ２ｃに基づき、式（１）により演算される。演算された二次電流指令値Ｉ２*は、次回のエネルギ投入期間における目標二次電流信号ＩＧＡの生成に用いられる。
Ｉ２*＝Ｉ２ｂ＋Ｉ２ｃ    ・・・（１）
【００５８】
ここで、補正値Ｉ２ｃを増加させて二次電流指令値Ｉ２*を増加させることは、エネルギ投入部５０から投入するエネルギ量を増加させるということである。また、補正値Ｉ２ｃを減少させて二次電流指令値Ｉ２*を減少させることは、エネルギ投入部５０から投入するエネルギ量を減少させるということである。すなわち本実施形態では、二次電流指令値Ｉ２*が「エネルギ投入量」に対応し、補正値学習部８１において、補正値Ｉ２ｃを学習することが、「エネルギ投入部から投入するエネルギ投入量を学習する」ことに対応する。
【００５９】
吹き消えが生じた場合の二次電流Ｉ２を図５に基づいて説明する。図５では、共通時間軸を横軸とし、縦軸に上から順に二次電流Ｉ２、二次電圧Ｖ２、一次電流Ｉ１を示している。ここでの説明では、図４中のＳ１０４の判断に係る所定回数を「１」とする。
エネルギ投入部５０によるエネルギ投入により、図５に示すような一次電流Ｉ１が通電されたとき、学習対象期間中の時間ｔｘにおいて、二次電流Ｉ２が判定閾値Ｉｔｈ１１よりも低下したとする（Ｓ１０４：ＹＥＳ）。本実施形態では、補正値Ｉ２ｃを増加させ（Ｓ１０５）、次回のエネルギ投入期間における二次電流指令値Ｉ２*を増加させる（Ｓ１０９）。これにより、次回点火のエネルギ投入期間における吹き消えが生じにくくなる。
【００６０】
本実施形態では、学習処理は気筒毎に実行されるので、例えば、第１の気筒では吹き消えが生じており、第２の気筒では吹き消えが生じていない場合、第１の気筒では二次電流指令値Ｉ２*を増加方向に補正するが、第２の気筒では二次電流指令値Ｉ２*を補正しない、といった具合に、二次電流指令値Ｉ２*を気筒毎に適切な値とすることができる。
【００６１】
以上詳述したように、本実施形態のＥＣＵ８０は、点火装置３０を備えるエンジンシステム１０を制御する。
点火装置３０は、点火コイル４０１、４０２、イグナイタ部４４１、４４２、エネルギ投入部５０、および、二次電流検出回路６５を有する。
第１点火コイル４０１は、バッテリ６から供給される一次電流Ｉ１が流れる一次コイル４１１、および、エンジン１３の燃焼室１７において混合気に点火する第１点火プラグ７０１の電極に接続され一次電流Ｉ１の通電および遮断によって発生する二次電圧Ｖ２が印加され二次電流Ｉ２が流れる二次コイル４２１を有する。また、第２点火コイル４０２も同様、一次コイル４１２および二次コイル４２２を有する。第１点火コイル４０１および第２点火コイル４０２は、エンジン１３の気筒毎に設けられる。
【００６２】
第１イグナイタ部４４１は、点火スイッチ４５１を有する。点火スイッチ４５１は、一次コイル４１１のバッテリ６と反対側である接地側に接続され、一次電流Ｉ１の通電および遮断を切り替える。第２イグナイタ部４４２も同様、点火スイッチ４５２を有する。第１イグナイタ部４４１および第２イグナイタ部４４２は、点火コイル４０１、４０２毎に設けられる。
エネルギ投入部５０は、点火スイッチ４５１、４５２により一次電流Ｉ１を遮断し当該遮断による電圧により点火プラグ７０１、７０２に放電が発生した後のエネルギ投入期間において、エネルギを投入する。詳細には、エネルギ投入部５０は、エネルギ投入期間において、点火状態を継続可能なエネルギを同じ放電電流の極性のままで気筒毎に投入する。
【００６３】
ＥＣＵ８０の補正値学習部８１は以下の処理を実行する。補正値学習部８１は、二次電流Ｉ２を取得し（図４中のＳ１０３）、取得された二次電流Ｉ２に基づき、エネルギ投入部５０から投入するエネルギ投入量を気筒毎に学習する（Ｓ１０５、Ｓ１０７およびＳ１０８）。
【００６４】
本実施形態の点火装置３０は、エネルギ投入部５０を備え、一次電流Ｉ１の遮断により通電される二次電流Ｉ２により点火プラグ７０１、７０２にて放電を発生させた後に、エネルギ投入部５０により点火状態を継続可能なエネルギを投入するので、失火を抑制することができる。
また、二次電流Ｉ２に基づいて補正値Ｉ２ｃを気筒毎に学習し、二次電流指令値Ｉ２*を補正している。換言すると、二次電流Ｉ２に基づいてエネルギ投入部５０から投入するエネルギ投入量を気筒毎に学習している。これにより、気筒毎の燃焼状態のばらつきを低減可能である。また、最も着火性の悪い気筒に合わせて一律にエネルギ投入量を補正する場合と比較し、エネルギ投入量を低減することができる。さらにまた、気筒毎の燃焼状態のばらつきが低減されるので、エンジン１３の回転変動や振動等を抑制することができる。
【００６５】
補正値学習部８１は、学習対象期間における二次電流Ｉ２と判定閾値Ｉｔｈ１１との比較結果に基づき、放電後の二次電流Ｉ２の制御に係る二次電流指令値Ｉ２*を補正する補正値Ｉ２ｃを学習する。
詳細には、補正値学習部８１は、学習対象期間において、判定閾値Ｉｔｈ１１より二次電流Ｉ２の絶対値が小さくなることが所定回数以上あった場合（図４中のＳ１０４：ＹＥＳ）、二次電流指令値Ｉ２*の絶対値を増加させる方向となるように補正値Ｉ２ｃを変更する（Ｓ１０５）。これにより、二次電流検出値が小さい気筒において、二次電流指令値Ｉ２*が増加する方向に補正されるので、エネルギ投入部５０からのエネルギ投入量を増加させることができ、吹き消えを抑制することができる。
【００６６】
また、補正値学習部８１は、学習対象期間において、判定閾値Ｉｔｈ１１より二次電流Ｉ２の絶対値が大きい状態が所定期間以上継続した場合（Ｓ１０６：ＹＥＳ）、二次電流指令値Ｉ２*の絶対値を減少させる方向となるように補正値Ｉ２ｃを変更する（Ｓ１０７）。これにより、二次電流Ｉ２が継続的に大きい気筒において、二次電流指令値Ｉ２*が減少する方向に補正されるので、エネルギ投入部５０からのエネルギ投入量を減少させることができ、余剰なエネルギ投入を抑制することができる。
エネルギ投入部５０は、一次コイル４１１の接地側から第１点火コイル４０１にエネルギを投入する。これにより、一次コイル４１１のバッテリ６側または二次コイル４２１の第１点火プラグ７０１と反対側からエネルギを投入する場合と比較し、最低限のエネルギを効率よく投入することができる。他の気筒に対応する構成についても同様である。
【００６７】
本実施形態では、補正値学習部８１が「二次電流取得手段」および「学習手段」を構成する。また、図４中のＳ１０３が「二次電流取得手段」の機能としての処理に対応し、Ｓ１０５、Ｓ１０７およびＳ１０８が「学習手段」の機能としての処理に対応する。
また、判定閾値Ｉｔｈ１１が「二次電流増加用閾値」および「二次電流減少用閾値」に対応する。すなわち、本実施形態では、二次電流増加用閾値と二次電流減少用閾値とが等しい。
【００６８】
（第２実施形態）
本発明の第２実施形態による点火装置を図６および図７に基づいて説明する。第２実施形態および後述の第３実施形態は、学習処理が上記実施形態と異なっているので、この点を中心に説明する。また、システム構成等は上記実施形態と同様であるので説明を省略する。
本実施形態の学習処理を図６に示すフローチャートに基づいて説明する。前提条件等は図４と同様とする。
Ｓ２０１〜Ｓ２０３は、図４中のＳ１０３〜Ｓ１０３と同様である。
【００６９】
Ｓ２０４では、補正値学習部８１は、学習対象期間の二次電流Ｉ２が第１判定閾値Ｉｔｈ２１より低下することが第１所定回数以上あったか否かを判断する。第１判定閾値Ｉｔｈ２１は、上記実施形態の判定閾値Ｉｔｈ１１と同様、吹き消えを検出すべく、ゼロに近い値に設定される。また、第１所定回数は、１以上の任意の値とする。二次電流Ｉ２が第１判定閾値Ｉｔｈ２１より低下することが第１所定回数未満であると判断された場合（Ｓ２０４：ＮＯ）、Ｓ２０６へ移行する。二次電流Ｉ２が第１判定閾値Ｉｔｈ２１より低下することが第１所定回数以上あったと判断された場合（Ｓ２０４：ＹＥＳ）、Ｓ２０５へ移行する。
【００７０】
Ｓ２０５では、補正値学習部８１は、学習対象期間において、放電状態が途切れる吹き消えが生じていたと判定し、補正値Ｉ２ｃを増加させる。本実施形態では、補正値Ｉ２ｃを第１増加量Ａ２１分だけ増加させる。第１増加量Ａ２１は、上記実施形態の第１増加量Ａ２１と同様の値とするが、異なっていてもよい。
【００７１】
学習対象期間の二次電流Ｉ２が第１判定閾値Ｉｔｈ２１より低下することが所定回数未満であると判断された場合（Ｓ２０４：ＮＯ）に移行するＳ２０６では、補正値学習部８１は、二次電流Ｉ２が第２判定閾値Ｉｔｈ２２より低下することが第２所定回数以上あったか否かを判断する。第２判定閾値Ｉｔｈ２２は、第１判定閾値Ｉｔｈ２１より大きい値であって、二次電流Ｉ２の制御下限に設定される。また、第２所定回数は、１以上の任意の値とする。二次電流Ｉ２が第２判定閾値Ｉｔｈ２２より低下することが第２所定回数未満であると判断された場合（Ｓ２０６：ＮＯ）、Ｓ２０８へ移行する。二次電流Ｉ２が第２判定閾値Ｉｔｈ２２より低下することが第２所定回数以上であると判断された場合（Ｓ２０６：ＹＥＳ）、Ｓ２０７へ移行する。
【００７２】
Ｓ２０７では、補正値学習部８１では、学習対象期間において、二次電流Ｉ２が制御範囲から外れることがあったと判定し、補正値Ｉ２ｃを増加させる。本実施形態では、補正値Ｉ２ｃを第２増加量Ａ２２分だけ増加させる。第２増加量Ａ２２は、第１増加量Ａ２１より小さい値とする。
【００７３】
学習対象期間の二次電流Ｉ２が第２判定閾値Ｉｔｈ２２より低下することが所定回数未満であると判断された場合（Ｓ２０６：ＮＯ）に移行するＳ２０８では、補正値学習部８１は、二次電流Ｉ２が第３判定閾値Ｉｔｈ２３より大きい状態が所定期間以上継続していたか否かを判断する。第３判定閾値Ｉｔｈ２３は、第２判定閾値Ｉｔｈ２２より大きい値であって、二次電流指令値Ｉ２*より小さい値である。所定期間は、図４中のＳ１０６と同様、学習対象期間より短い任意の長さに設定される。二次電流Ｉ２が第３判定閾値Ｉｔｈ２３より大きい状態が所定期間以上継続していないと判断された場合（Ｓ２０８：ＮＯ）、学習対象期間における二次電流Ｉ２は適切に制御されていると判定し、補正値Ｉ２ｃを変更せず、Ｓ２１０へ移行する。二次電流Ｉ２が第３判定閾値Ｉｔｈ２３より大きい状態が所定期間以上継続していたと判断された場合（Ｓ２０８：ＹＥＳ）、Ｓ２０９へ移行する。
【００７４】
Ｓ２０９では、補正値学習部８１は、学習対象期間においては燃焼が十分に安定しており、余剰な二次電流Ｉ２が供給されている可能性があると判定し、補正値Ｉ２ｃを減少させる。本実施形態では、補正値Ｉ２ｃを所定減少量Ａ２３分だけ減少させる。第３減少量Ａ２３は、第１増加量Ａ２１または第２増加量Ａ２２と等しくてもよいし、異なっていてもよい。
Ｓ２０８で否定判断された場合、Ｓ２０５、Ｓ２０７またはＳ２０９に続いて移行するＳ２１０およびＳ２１１は、図４中のＳ１０８およびＳ１０９と同様である。
【００７５】
ここで、各閾値について、図７に基づいて説明する。図７では、時間軸を横軸とし、縦軸を二次電流Ｉ２とする。
図７に示すように、第１判定閾値Ｉｔｈ２１は、吹き消えの検出に係る閾値であるので、比較的ゼロに近い値に設定される。また、第２判定閾値Ｉｔｈ２２および第３判定閾値Ｉｔｈ２３は、第１判定閾値Ｉｔｈ２１より大きい値であり、第２判定閾値Ｉｔｈ２２と第３判定閾値Ｉｔｈ２３にて、二次電流Ｉ２の下限値の制御範囲である二次電流制御範囲が規定される。なお、二次電流Ｉ２の下限値とは、放電スイッチ５７のオンにより二次電流Ｉ２が減少から増加に転じた値である。
【００７６】
図７に示す例では、例えば所定期間が学習対象期間の半分程度に設定されているとすると、二次電流Ｉ２は、二次電流Ｉ２が第３判定閾値Ｉｔｈ２３より大きい状態が所定期間以上継続しているので（図６中のＳ２０８：ＹＥＳ）、補正値Ｉ２ｃを減少させ（Ｓ２０９）、次回のエネルギ投入期間における二次電流指令値Ｉ２*を減少させる（Ｓ２１１）。これにより、過不足なくエネルギを投入し、二次電流Ｉ２を適切に制御することができる。
【００７７】
本実施形態の補正値学習部８１は、学習対象期間において、第１判定閾値Ｉｔｈ２１より二次電流Ｉ２の絶対値が小さくなることが第１所定回数以上であった場合（図６中のＳ２０４：ＹＥＳ）、二次電流指令値Ｉ２*を増加させる方向となるように補正値Ｉ２ｃを変更する（Ｓ２０５）。
また、補正値学習部８１は、学習対象期間において、第２判定閾値Ｉｔｈ２２より二次電流Ｉ２の絶対値が小さくなることが第２所定回数以上であった場合（Ｓ２０６：ＹＥＳ）、二次電流指令値Ｉ２*を増加させる方向となるように補正値Ｉ２ｃを変更する（Ｓ２０７）。
【００７８】
さらにまた、補正値学習部８１は、学習対象期間において、第３判定閾値Ｉｔｈ２３より二次電流Ｉ２の絶対値が大きい状態が所定期間以上継続した場合（Ｓ２０８：ＹＥＳ）、二次電流指令値Ｉ２*を減少させる方向となるように補正値Ｉ２ｃを変更する。
このように構成しても上記実施形態と同様の効果を奏する。
【００７９】
本実施形態では、図６中のＳ２０３が「二次電流取得手段」の機能としての処理に対応し、Ｓ２０５、Ｓ２０７、Ｓ２０９およびＳ２１０が「学習手段」の機能としての処理に対応する。
本実施形態では、第１判定閾値Ｉｔｈ２１および第２判定閾値Ｉｔｈ２２が「二次電流増加用閾値」に対応し、第３判定閾値Ｉｔｈ２３が「二次電流減少用閾値」に対応する。すなわち、本実施形態では、二次電流増加用閾値と二次電流減少用閾値とが異なる。これにより、より適切な二次電流指令値Ｉ２*とすることができる。
また、本実施形態では、「第１所定回数」および「第２所定回数」が「所定回数」に対応する。
【００８０】
（第３実施形態）
本発明の第３実施形態による点火装置を図８および図９に基づいて説明する。
本発明の学習処理を図８に示すフローチャートに基づいて説明する。
Ｓ３０１では、指令値演算部８２は、二次電流基本指令値Ｉ２ｂを設定する。
Ｓ３０２では、図４中のＳ１０２と同様、補正値学習部８１は、学習対象期間において、エンジン１３の運転状態が補正値Ｉ２ｃの学習可能な状態であったか否かを判断する。補正値Ｉ２ｃの学習ができないと判断された場合（Ｓ３０２：ＮＯ）、以下の処理を行わない。補正値Ｉ２ｃの学習が可能であると判断された場合（Ｓ３０２：ＹＥＳ）、Ｓ３０３へ移行する。
【００８１】
Ｓ３０３では、補正値学習部８１は、学習対象期間におけるエンジン運転領域を特定する。エンジン運転領域は、図９に示すようにエンジン１３の回転数および負荷である動作点に応じてマップ化されている。図９の例では、エンジン１３の回転数および負荷を各３段階で分け、領域１−１〜１−３、領域２−１〜２−３、領域３−１〜３−３の９つの領域に分けている。運転領域の分け方は、図９の例に限らず、どのようであってもよい。
Ｓ３０４では、補正値学習部８１は、運転領域に応じた補正値Ｉ２ｃを設定する。補正値Ｉ２ｃは、初期値をゼロとし、Ｓ３０３にて特定された運転領域に対応する補正値Ｉ２ｃが以前の学習処理にて既に記憶されている場合には、記憶されている値を読み込む。
【００８２】
Ｓ３０５〜Ｓ３０９の処理は、図４中のＳ１０３〜Ｓ１０７の処理と同様である。なお、これに替えて、図６中のＳ２０３〜Ｓ２０９の処理としてもよい。
Ｓ３０８にて否定判断された場合、Ｓ３０７またはＳ３０９に続いて移行するＳ３１０では、補正値学習部８１は、前段の処理にて変更された、或いは、変更されていない補正値Ｉ２ｃを運転領域と関連づけて記憶する。また、補正値Ｉ２ｃを指令値演算部８２に出力する。
Ｓ３１１の処理は、図４中のＳ１０９と同様である。
【００８３】
本実施形態では、補正値学習部８１は、エンジン１３の回転数および負荷である動作点に応じて補正値Ｉ２ｃを学習する。換言すると、エンジン１３の動作点に応じて、エネルギ投入部５０から投入するエネルギ投入量を気筒毎に学習している。これにより、エンジン１３の動作点に応じ、最適なエネルギ投入量とすることができる。
また、上記実施形態と同様の効果を奏する。
本実施形態では、図８中のＳ３０５が「二次電流取得手段」の機能としての処理に対応し、Ｓ３０７、Ｓ３０９およびＳ３１０が「学習手段」の機能としての処理に対応する。
【００８４】
（第４実施形態）
本発明の第４実施形態による点火装置を図１０〜図１４に基づいて説明する。
例えば第１実施形態にて説明したように、学習対象期間において、二次電流Ｉ２が判定閾値Ｉｔｈ１１より小さくなることが所定回数以上であると、吹き消えが生じたと判定し、補正値Ｉ２ｃを増加させる。また、燃焼室１７内の気流の速度（以下、「筒内流速」という。）が大きい場合、吹き消えが生じやすいため、学習処理を繰り返すことにより補正値Ｉ２ｃが大きな値となる。すなわち図１０に実線Ｌ１で示すように、補正値Ｉ２ｃが大きいほど、筒内流速が大きいと推定される。
【００８５】
そこで本実施形態では、図１１に示すように、ＥＣＵ８０は運転調整部８５を有し、運転調整部８５は補正値Ｉ２ｃに基づき、エンジン１３の運転条件を気筒毎に調整する。図１１は、運転調整部８５が追加されている点を除き、図２と同様である。
詳細には、運転調整部８５は、図１２に実線Ｌ２で示すように、補正値Ｉ２ｃに応じ、補正値Ｉ２ｃが大きいほど点火時期を遅角するように点火時期を調整する。
【００８６】
運転調整部８５は、図１３（ａ）に実線Ｌ３で示すように、補正値Ｉ２ｃに応じ、補正値Ｉ２ｃが大きいほど、空燃比（Ａ／Ｆ比）を大きくするように、スロットル弁１４の開度およびインジェクタ１６からの燃料噴射量を調整する。また図１３（ｂ）に実線Ｌ４で示すように、補正値Ｉ２ｃが大きいほど、還流されるＥＧＲガス量が多くなるように、ＥＧＲ弁７７の開度を調整する。
【００８７】
また、運転調整部８５は、図１４に実線Ｌ５で示すように、補正値Ｉ２ｃに応じ、補正値Ｉ２ｃが大きいほど、エネルギ投入部５０からのエネルギ投入期間が長くなるように、エネルギ投入期間信号ＩＧＷを調整する。
本実施形態では、補正値Ｉ２ｃと筒内流速とが比例関係があることに着目し、補正値Ｉ２ｃを筒内流速とみなし、補正値Ｉ２ｃに基づいてエンジン１３の運転条件を気筒毎に調整する。これにより、気筒毎の燃焼状態のばらつきをより低減可能であるので、エンジン１３の回転変動や振動等をより抑制することができる。
【００８８】
本実施形態では、ＥＣＵ８０は、補正値Ｉ２ｃに基づき、エンジン１３の運転条件を気筒毎に調整する運転調整部８５を備える。本実施形態では、エンジン１３の運転条件とは、点火時期、空燃比、還流するＥＧＲガス量、および、エネルギ投入期間である。
これにより、筒内流速に応じてエンジン１３の運転条件が気筒毎に調整されるので、気筒毎の燃焼状態のばらつきをより低減することができ、エンジン１３の回転変動や振動をより抑制することができる。
また、上記実施形態と同様の効果を奏する。
【００８９】
（他の実施形態）
（ア）学習手段
上記実施形態では、補正値学習部は、学習処理毎に補正値を所定幅にて増加または減少させる。他の実施形態では、増加量および減少量の少なくとも一方を、例えば二次電流の最小値と判定閾値との差分値に応じた値とする、といった具合に、二次電流に応じて可変としてもよい。
上記実施形態では、学習対象期間は、直前のエネルギ投入期間信号がオンであった期間を学習対象期間とする。他の実施形態では、複数周期のエネルギ投入期間信号がオンであった期間を１回の学習対象期間としてもよい。また、学習対象期間を十分に短くし、瞬時値に基づいて補正値を学習してもよい。
【００９０】
第２実施形態では、二次電流増加用閾値が２つであり、二次電流減少用閾値が１つであり、異なる３つの判定閾値を用いる。他の実施形態では、二次電流増加用閾値が１つであり、二次電流減少用閾値が二次電流増加用閾値とは異なる値であって１つであるといった具合に、２つの判定閾値を用いてもよい。また、二次電流増加用閾値は３つ以上であってもよい。さらにまた、二次電流減少用閾値を複数としてもよい。判定閾値を増やすことにより、より細かく二次電流指令値を設定することができる。
【００９１】
また、上記実施形態では、学習手段は、二次電流増加用閾値よりも二次電流の絶対値が小さくなることが所定回数以上あった場合、二次電流指令値の絶対値を増加させる方向となるように補正値を変更する。他の実施形態では、二次電流増加用閾値よりも二次電流の絶対値が小さい期間が所定の判定期間より長かった場合、二次電流指令値の絶対値を増加させる方向となるように補正値を変更してもよい。
【００９２】
上記実施形態では、内燃機関の運転条件が学習可能な状態である場合、補正値の学習を行う。他の実施形態では、例えばハイブリッド車両のように、駆動源として内燃機関の他にモータジェネレータを備える場合、モータジェネレータから出力されるパワーを調整することで、内燃機関の運転状態を学習可能な定常運転状態とし、学習処理を行うようにしてもよい。
【００９３】
また、上記実施形態では、二次電流指令値を「エネルギ投入量」とみなし、補正値学習部では二次電流指令値を補正する二次電流補正値を学習する。他の実施形態では、エネルギ投入部から投入されるエネルギ投入量を気筒毎に変更可能であれば、学習手段により学習される値は二次電流補正値に限らず、どのような値としてもよい。
【００９４】
（イ）運転調整部
第４実施形態では、運転調整部は、内燃機関の運転条件として、点火時期、Ａ／Ｆ比、ＥＧＲ還流量、および、エネルギ投入部によるエネルギ投入期間を補正値に基づいて調整する。他の実施形態では、点火時期、Ａ／Ｆ比、ＥＧＲ還流量、および、エネルギ投入部の一部の調整を省略してもよい。また、他の運転条件を補正値に基づいて調整してもよい。
また、第４実施形態では、補正値から運転条件を直接的に調整する。他の実施形態では、補正値に基づいてマップ演算等により筒内流速を推定し、推定された筒内流速に基づいて運転条件を調整するように構成してもよい。
【００９５】
（ウ）異常通知
第１実施形態では、二次電流検出値が判定閾値より低下することが所定回数以上であった場合、吹き消えと判定する。他の実施形態では、吹き消えと判定された場合、異常を通知するように構成してもよい。
また、第２実施形態では、二次電流検出値が第１判定閾値より低下することが所定回数以上であった場合、吹き消えと判定する。他の実施形態では、吹き消えと判定された場合、異常を通知するように構成してもよい。また、二次電流検出値の下限値が二次電流制御範囲から外れた場合、異常を通知するように構成してもよい。
【００９６】
（エ）ＥＧＲ装置
上記実施形態では、ＥＧＲ配管は、触媒の上流側と吸気マニホールドとを連通する。他の実施形態では、例えば触媒の下流側からＥＧＲガスを吸気側に還流する等、ＥＧＲ配管の取り回しは、どのように構成してもよい。
また上記実施形態では、ＥＧＲ装置により、燃焼により生じた排気の一部をＥＧＲガスとして吸気側に還流して燃焼室に供給する、所謂「外部ＥＧＲ」である。他の実施形態では、ＥＧＲ装置を省略し、排気弁の開閉駆動を制御することにより排気の一部を燃焼室に戻す、所謂「内部ＥＧＲ」としてもよい。また、排気還流を行わなくてもよい。
【００９７】
（オ）エネルギ投入部
上記実施形態では、エネルギ投入部は、点火状態を継続可能なエネルギを一次コイルの接地側から投入する。他の実施形態では、エネルギ投入部は、点火状態を継続可能なエネルギを投入可能であればどのようなものであってもよく、従来の多重放電方式や、例えば特開２０１２−１６７６６５号公報に開示された「ＤＣＯ方式」としてもよい。例えば、ＤＣＯ方式を採用する場合、２つの点火コイルのうちの主放電を開始する方を「点火コイル」とみなし、主放電後の点火動作を「エネルギ投入部」とみなしてコイル電源を制御して二次電流を制御したり点火継続時間を制御したりすればよい。
【００９８】
（カ）点火回路ユニット
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してもよい。また、点火回路ユニットは、点火コイルを収容するハウジング内に収容してもよい。
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してもよい。例えば、点火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、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。
【００９９】
（キ）点火スイッチ、充電スイッチ、放電スイッチ、気筒分配スイッチ
上記実施形態では、点火スイッチはＩＧＢＴにより構成される。他の実施形態では、点火スイッチは、ＩＧＢＴに限らず、比較的耐圧の高い他のスイッチング素子により構成してもよい。
また、上記実施形態では、充電スイッチ、放電スイッチ、および、気筒分配スイッチは、ＭＯＳＦＥＴで構成される。他の実施形態では、充電スイッチ、放電スイッチ、および、気筒分配スイッチの少なくとも１つは、ＭＯＳＦＥＴに限らず、ＩＧＢＴ等の他のスイッチング素子により構成してもよい。
【０１００】
（ク）直流電源
上記実施形態では、直流電源はバッテリにより構成される。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り安定化した直流安定化電源等により構成してもよい。
また、直流電源が、例えばハイブリッド車両や電気自動車の主機バッテリ等、出力電圧が高い場合、ＤＣＤＣコンバータを省略して出力電圧をそのまま用いたり、或いは、出力電圧を降圧して用いたりしてもよい。
以上、本発明は、上記実施形態になんら限定されるものではなく、発明の趣旨を逸脱しない範囲において種々の形態で実施可能である。
【符号の説明】
【０１０１】
６・・・バッテリ（直流電源）
７・・・点火プラグ
１０・・・エンジンシステム（内燃機関システム）
１７・・・燃焼室
３０・・・点火装置
４０・・・点火コイル
４４・・・イグナイタ部
５０・・・エネルギ投入部
８０・・・ＥＣＵ（内燃機関の制御装置）
８１・・・補正値学習部（二次電流取得手段、学習手段）
【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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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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