(57)【要約】【課題】精度良く吸排気バルブ状態を検出することが可能であり、従って燃料枯渇問題、環境保全に役立てることができる気筒休止機構を備える内燃機関の制御装置を提供する。【解決手段】点火信号に基づいて点火プラグを点火放電させる高電圧手段２０２と、点火放電の状態を示すパラメータを検出する点火放電パラメータ検出回路２０３とを含む点火手段２と、点火放電パラメータ検出回路２０３の出力信号に基づいて検出された点火放電持続時間、点火絶縁破壊電圧、点火放電維持電圧のうち少なくとも1つに基づいて吸排気バルブのバルブ作動状態を判定するバルブ状態判定手段２０６とを備え、バルブ状態判定手段２０６の判定結果に基づき、気筒休止制御手段２０７の動作を制御する。【選択図】図２
2015206296.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
内燃機関の吸排気バルブを開閉するバルブ駆動と、前記内燃機関の気筒への燃料噴射の停止を指示する気筒休止制御手段と、
前記内燃機関のバルブ駆動時と停止時共に、点火信号を発生させる点火制御手段と、
前記点火信号に基づいて前記内燃機関の燃焼室内に配設された点火プラグを点火放電させる高電圧手段と、前記点火放電の状態を示すパラメータを検出する点火放電パラメータ検出回路とを含む点火手段と、
前記点火放電パラメータ検出回路の出力信号に基づいて検出された点火放電持続時間、点火絶縁破壊電圧、点火放電維持電圧のうち少なくとも１つに基づいて前記吸排気バルブの作動状態を判定するバルブ状態判定手段とを備え、
前記バルブ状態判定手段の判定結果に基づき前記気筒休止制御手段を動作させる
ことを特徴とする気筒休止機構を備えた内燃機関の制御装置。
【請求項２】
前記バルブ状態判定手段は、前記点火放電パラメータ検出回路の出力信号に基づいて前記点火放電持続時間を検出する点火放電持続時間検出手段を備え、検出された点火放電持続時間に基づき前記吸排気バルブのバルブ作動状態を判定することを特徴とする請求項１に記載の気筒休止機構を備えた内燃機関の制御装置。
【請求項３】
前記点火放電パラメータ検出回路は、前記点火手段における点火放電電流または点火放電維持電圧を検出することを特徴とする請求項２に記載の気筒休止機構を備えた内燃機関の制御装置。
【請求項４】
前記バルブ状態判定手段は、前記点火放電パラメータ検出回路の出力信号に基づいて前記点火絶縁破壊電圧または点火放電維持電圧を検出し、検出された点火絶縁破壊電圧または点火放電維持電圧に基づき前記吸排気バルブのバルブ作動状態を判定することを特徴とする請求項２に記載の気筒休止機構を備えた内燃機関の制御装置。
【請求項５】
前記点火制御手段は、吸気バルブ駆動タイミング若しくは排気バルブ駆動タイミングに基づいて１回の吸気行程若しくは排気行程の間に１つの前記点火プラグに対して少なくとも１回は前記点火信号を発生させることを特徴とする請求項１から４のいずれか一つに記載の気筒休止機構を備えた内燃機関の制御装置。
【請求項６】
前記高電圧手段は、電流を流すことで磁束を発生、蓄積する１次コイルと、前記１次コイルと磁気結合され、前記蓄積したエネルギーを解放することにより所定の高電圧を発生する２次コイルを備え、前記１次コイルの１次電圧から点火放電電圧を得ることを特徴とする請求項１から５のいずれか一つに記載の気筒休止機構を備えた内燃機関の制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、気筒休止機構を備えた内燃機関の制御装置、特に、吸排気バルブ作動状態を判定する装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、環境保全、燃料枯渇の問題が提起されており、自動車業界に於いてもこれらへの対応が大きな課題となっている。その対応として、複数気筒の一部の気筒において、燃料噴射とバルブ駆動を休止させ、残りの気筒で運転する気筒休止機構を備えた内燃機関が開発されている。  
【０００３】
従来、気筒休止機構を備える内燃機関のバルブ作動状態を判定する装置として、エアフローメータの出力に基づいて各気筒の吸気行程に対応する吸気脈動の有無でバルブ作動状態を判定する装置（例えば、特許文献１参照）や排気空燃比に基づいてバルブ作動状態を判定する装置（例えば、特許文献２参照）が提案されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００９−２７０４９２号公報
【特許文献２】特開２０１２−９２７４５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
気筒休止機構を備える内燃機関において、一方のバルブ作動状態は正常でも、他方のバルブ作動状態は異常という場合がある。特許文献１に示された従来の装置は、吸気側にあるエアフローメータの出力に基づいてバルブ作動状態を判定するため、吸気バルブが閉じ状態では排気バルブ作動状態を判定できない。一方、特許文献２に示された従来の装置は、排気側にある排気空燃比センサ出力に基づいてバルブ作動状態を判定するため、排気バルブが閉じ状態では吸気バルブ作動状態を判定できない。
【０００６】
この発明は、前述のような従来の装置に於ける課題を解決しようとするものであって、精度良く吸排気バルブの作動状態を判定することが可能であり、従って燃料枯渇問題、環境保全に役立てることができる気筒休止機構を備える内燃機関の制御装置を提供することを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
この発明による内燃機関の制御装置は、内燃機関の吸排気バルブを開閉するバルブ駆動と、内燃機関の気筒への燃料噴射の停止を指示する気筒休止制御手段と、前記内燃機関のバルブ駆動時と停止時共に、点火信号を発生させる点火制御手段と、前記点火信号に基づいて前記内燃機関の燃焼室内に配設された点火プラグを点火放電させる高電圧手段と、前記点火放電の状態を示すパラメータを検出する点火放電パラメータ検出回路とを含む点火手段と、前記点火放電パラメータ検出回路の出力信号に基づいて検出された点火放電持続時間、点火絶縁破壊電圧、点火放電維持電圧のうち少なくとも1つに基づいて前記吸排気バルブの作動状態を判定するバルブ状態判定手段とを備え、前記バルブ状態判定手段の判定結果に基づき、前記気筒休止制御手段を動作させるものである。
【発明の効果】
【０００８】
この発明によれば、気筒休止機構を備える内燃機関の吸排気バルブ作動状態を精度良く判定することが可能となり、気筒休止機構を備える内燃機関を効率よく制御することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】この発明の実施の形態１に係わる内燃機関の概略構成を示す図である。
【図２】この発明の実施の形態１による内燃機関の制御装置の構成を示すブロック図である。
【図３】この発明の実施の形態１における点火装置の一例を示す回路構成図である。
【図４】この発明の実施の形態１による内燃機関のバルブ作動と停止時における動作を説明するタイミングチャートである。
【図５】この発明の実施の形態１による内燃機関の制御装置の動作を示すフローチャートである。
【図６】この発明の実施の形態２における点火装置の一例を示す回路構成図である。
【図７】この発明の実施の形態４における点火装置の一例を示す回路構成図である。
【図８】実験により得られたバルブ作動と停止時における各クランク角に対する筒内圧力の関係や各クランク角での点火に対する点火放電持続時間の関係を説明するグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
実施の形態１．
まず、本願の発明者等は、前記課題の解決手段を検討し、気筒休止機構を備えた内燃機関において、バルブ作動時と休止時は燃焼室内の圧力や流動に差があることに着目し、この差が燃焼室内に設けられた点火プラグによる点火放電持続時間に関係することを実験により得た(図８参照)。図８において、一点鎖線がバルブ作動時であり、実線がバルブ休止時である。 
【００１１】
まず、吸排気行程に注目すると、バルブ作動時は、バルブ開時の吸気や排気による流動が発生する。これにより点火プラグ電極間の点火放電が流される。流された分、点火放電経路が長くなり、放電維持電圧も大きくなる。
【００１２】
一方、バルブ休止時は、常にバルブが閉じられており、バルブ開時の吸気や排気による流動の影響がほとんどない。よって、点火放電もほとんど流されず、点火放電経路も長くならないため、放電維持電圧はバルブ駆動時より小さい。
【００１３】
基本的には、点火プラグに与えられるエネルギーは同じであるため、放電維持電圧が大きいと消費されるエネルギーも大きいため、与えられたエネルギーが失われるまでの放電持続時間は短くなる。
【００１４】
また、バルブ作動時と休止時の燃焼室内の圧力に差がある。バルブ作動時は、吸気行程で空気を吸うが、休止時は空気を吸わない。さらに、バルブ休止時は、バルブを閉じたままピストン運動を行うと、休止開始時に取り込んだ空気がバルブ以外の箇所から抜け、燃焼室内の圧力が低下する。
【００１５】
圧力が高い環境下の方が圧縮や膨張による流動も大きいため、吸排気行程同様にバルブ作動時の方が放電維持電圧が大きくなり、放電持続時間は短くなる。
【００１６】
また、点火プラグによる絶縁破壊電圧は、パッシェンの法則で知られている様に、圧力に依存し、圧力が高い程大きくなる。特に圧縮上死点(±０ｄｅｇＡＴＤＣ)近傍では、前述した様に、バルブ作動時の方が休止時より圧力が高い。
【００１７】
それに対し、排気上死点(±３６０ｄｅｇＡＴＤＣ)近傍では、バルブ作動時はバルブが開いていることが多いが、休止時はバルブが閉じられているため、燃焼室内の圧力がバルブ休止時の方が高いことが多い。
【００１８】
以上のことから、点火放電持続時間や点火放電維持電圧、絶縁破壊電圧を検出することによって、吸排気バルブ状態を判定することができる。
【００１９】
以下、図に基づいて、この発明の実施の形態１による内燃機関の制御装置について説明する。
図１及び図２に於いて、内燃機関の気筒１００の頂部には、点火装置（点火手段）２に接続された点火プラグ３が設けられ、内部にはクランク軸５０に連結されたピストン４０が収容されている。また、気筒１００内に燃料を噴射するための燃料噴射弁６も設けられている。燃料噴射弁６は後述する気筒休止指示に基づき、燃料噴射を停止する。
【００２０】
また、内燃機関の気筒１００は、吸気バルブ４および排気バルブ５と、各バルブを駆動するためのバルブ駆動機構１０が設けられている。バルブ駆動機構１０は気筒休止指示に基づき、吸気バルブ４および排気バルブ５を閉じた状態に固定することができる。
【００２１】
点火プラグ３は、火花放電を行うための点火電圧が印加される中心電極である第１の電極と、この第１の電極に対して空隙を介して対向し接地電位に維持される第２の電極とを備えており、これらの電極間に前述の点火電圧が印加されることにより火花放電を発生して燃焼室内の可燃混合気に点火若しくは着火（以下、単に、点火と称する）し、これを燃焼させるものである。この発明においては、気筒休止指示に基づき、燃料噴射を停止するため、燃焼は発生せず、火花放電のみが発生する状態となる。
【００２２】
点火装置２は、点火プラグ３と機械的に一体に固定されており、バッテリからなる電源に接続された１次コイル２１と、この１次コイル２１に磁気鉄心を介して結合された２次コイル２２と、点火放電パラメータ検出回路２０３を備えている。本実施の形態では、点火放電パラメータ検出回路２０３の一例として図３のようにイオン電流検出回路２４０を備えている。１次コイル２１と２次コイル２２とは、点火装置２に於ける高電圧手段２０２を構成している。
【００２３】
点火装置２内に設けられたイオン電流検出回路２４０は点火装置２の２次コイル２２の低圧側に接続されたバイアス回路すなわちコンデンサ２４２とコンデンサ２４２とグランドとの間に挿入されたダイオード２４３と、コンデンサ２４２に並列接続された電圧制限用のツェナーダイオード２４４とを含む。コンデンサ２４２ならびにコンデンサ２４２に並列接続されたツェナーダイオード２４４は、２次コイル２２の低圧側とグランド間に挿入されて、点火放電電流発生時にコンデンサ２４２にバイアス電圧を充電するための充電経路を構成している。このバイアス電圧はイオン電流出用の電源として機能し、検出された電流は、イオン電流整形回路２４１により逓倍処理等が実施される。
【００２４】
エンジンコントロールユニット（以下、ＥＣＵと称する）１は、点火放電パラメータ検出回路２０３の出力（ここでは、イオン電流整形回路２４１の出力）を信号取込手段２０４により取得する。信号取込手段２０４は、電流信号を電圧信号に変換し、ＡＤ変換器を介して、マイクロコンピュータで処理するための信号に変換する。詳細は後述するが、点火放電パラメータ検出回路２０３の出力は、高周波の信号であるため、ＡＤ変換サンプリングレートは高速（数〜数十μｓ程度）に設定する方が良い。
【００２５】
ＥＣＵ１は、信号取込手段２０４で取得した信号を点火放電持続時間検出手段２０５で処理し、点火放電持続時間を取得する。
【００２６】
また、ＥＣＵ１は、気筒休止制御手段２０７により、運転条件に応じ、燃料噴射弁６による燃料噴射を停止させ、吸気バルブ４および排気バルブ５の停止を指示する気筒休止指示を発生させる。また、逆に、吸気バルブ４および排気バルブ５を停止から駆動へと復帰するバルブ駆動復帰指示を発生させる。
【００２７】
さらに、ＥＣＵ１は、バルブ状態判定手段２０６により、取得した点火放電持続時間と気筒休止指示やバルブ駆動復帰指示に基づき、バルブ作動状態を判定することができる。
【００２８】
次に、この発明の実施の形態１による内燃機関の制御装置、特に、バルブ状態判定装置の具体的な動作について説明する。図４は、この発明の実施の形態１による内燃機関のバルブ状態判定装置の動作を説明するタイミングチャートであり、横軸は時刻(クランク角でもよい)を示す。
【００２９】
まず、ＥＣＵ１内の点火制御手段２０１は、吸気バルブ駆動タイミング若しくは排気バルブ駆動タイミング(時刻ｔ１)に基づいて１回の吸気行程若しくは排気行程の間に1つの点火プラグ３に対して少なくとも１回は点火信号を発生させる。点火信号がハイレベル（以下、Ｈレベルと称する）の状態になると、点火装置２内の１次コイル２１に１次電流が流れることで点火装置２はエネルギーの蓄積を開始し、点火信号がＨレベルからローレベル（以下、Ｌレベルと称する）へと切り替わる点火タイミング(時刻ｔ２)にて２次コイル２２に高電圧が生成される。ここでの点火タイミングは吸気バルブや排気バルブが開いているタイミングである。この２次コイル２２に生成された高電圧(２次電圧)は、点火プラグ３の第１の電極へと伝えられ、第１の電極及び第２の電極間の絶縁破壊が発生し、点火放電電流が流れ始め、蓄積したエネルギーの分だけ点火放電が持続される。また、時刻ｔ１やｔ２のタイミングでイオン電流検出回路２４０にノイズＮ１やＮ２が流れるため、これらのタイミングではノイズをマスクする方がよい。
【００３０】
前述したようにバルブ作動時は、バルブ開時の吸気や排気による流動により点火プラグ電極間の点火放電が流された分、点火放電経路が長くなり、時刻ｔ２〜ｔ３のように２次電圧(放電維持電圧)が負の方向に大きくなる。点火放電経路が長くなり過ぎると途切れることがあるが、時刻ｔ３〜ｔ４のように再び点火放電経路が長くなり、２次電圧(放電維持電圧)が負の方向に大きくなることもある。
【００３１】
時刻ｔ４で蓄積したエネルギーが少なくなり、点火放電電流が点火放電を維持できるレベルを下回ると点火放電が終了する。そして、残留エネルギーで再び絶縁破壊を発生させようとするができず、点火装置２の２次コイル２２のインダクタンスや２次コイル側の浮遊容量やコンデンサ２４２によるＬＣ共振ノイズＮ３(容量電流)が発生する。このＬＣ共振ノイズＮ３はイオン電流検出回路２４０に流れるため、正方向の電流のみが放電終了時の電流として検出される。ＬＣ共振ノイズＮ３の発生幅は数十〜数百μｓ程度である。点火タイミング(時刻ｔ２)からＬＣ共振ノイズＮ３が検出されるタイミング(時刻ｔ４)までの時間が点火放電持続時間となる。
【００３２】
一方、バルブ休止時は、常にバルブが閉じられており、バルブ開時の吸気や排気による流動の影響がほとんどない。よって、点火放電もほとんど流されず、点火放電経路も長くならないため、放電維持電圧はバルブ作動時のように負の方向に大きくならない。そのため、バルブ作動時の放電終了タイミング(時刻ｔ４)より後のタイミング(時刻ｔ５)で、バルブ休止時はＬＣ共振ノイズＮ３が検出される。この時刻ｔ４とｔ５の差によって、バルブ状態検出が可能である。
【００３３】
次に、バルブ状態判定装置の具体的な処理（ＥＣＵ１での処理）について説明する。図５は、この発明の実施の形態１による内燃機関のバルブ状態判定装置の動作を示すフローチャートであって、所定の時間毎に繰り返される。
【００３４】
図５に於いて、まず、ステップＳ５０１では、先ず気筒休止指示中か否かの判定を行う。
気筒休止指示中であると判定された場合は（Ｙ）、ステップＳ５０２へと進む。ステップＳ５０２では、燃料噴射とバルブ駆動を共に停止させる指示が発生しているか否かの判定を行う。共に停止させる指示が発生していると判定された場合は（Ｙ）、ステップＳ５０３へと進む。
【００３５】
ステップＳ５０３では、現時刻のクランク角が吸気バルブ開タイミングか否かの判定を行う。気筒休止指示中であっても、このタイミングは他の燃焼気筒（気筒休止以外の気筒）で設定されている情報から取得できる。さらに予め前述した実験データ(図８)からバルブ作動時と休止時の差が大きいクランク角度を見極め、気筒休止指示中の吸気側点火タイミングＩＧＴｉｎとして設定し、現時刻のクランク角がＩＧＴｉｎか否かの判定も行う。気筒休止の点火タイミングはバルブ開閉タイミングの１／４や１／２タイミングに設定するようにしてもよい。これらの条件が成立したと判定された場合は（Ｙ）、Ｓ５０４へと進む。
【００３６】
ステップＳ５０４では、気筒休止指示中の吸気側点火タイミングＩＧＴｉｎ(図４の時刻ｔ２)で点火制御手段２０１から出力される点火信号をＬレベルへと切り替える点火指示が実施される。前述したように、点火信号はこの点火タイミング以前に設定された時間だけＨレベルの状態となって点火装置２はエネルギーの蓄積をしており、Ｌレベルへ切り替わると点火プラグ３で点火放電が発生する。
【００３７】
そして、蓄積したエネルギーが少なくなり、点火放電が終了すると、放電終了時の電流としてＬＣ共振ノイズＮ３がイオン電流検出回路２４０（点火放電パラメータ検出回路２０３）で検出される。前述したように、ＥＣＵ１はこの信号を信号取込手段２０４で取得している。ステップＳ５０５では、取得した信号からＬＣ共振ノイズ発生タイミングＡＰｉｎ(図４の時刻ｔ４やｔ５)を取得する。
【００３８】
ステップＳ５０６では、取得したＬＣ共振ノイズ発生タイミングＡＰｉｎと吸気側点火タイミングＩＧＴｉｎから吸気側点火放電維持時間ＩｎＴ２をＩｎＴ２＝ＡＰｉｎ−ＩＧＴｉｎにより算出する。ステップＳ５０５とＳ５０６の処理が点火放電持続時間検出手段２０５で実施されることになる。
【００３９】
ステップＳ５０７では、算出した吸気側点火放電維持時間ＩｎＴ２が吸気バルブ状態判定閾値ＴＨｉｎより長いか否かを判定し、ＩｎＴ２がＴＨｉｎより長ければ（Ｙ）、ステップＳ５０８に進み、吸気バルブが休止している、つまり吸気バルブ状態が正常であると判定する。一方、ステップＳ５０７で、ＩｎＴ２がＴＨｉｎより短ければ（Ｎ）、ステップＳ５０９に進み、吸気バルブが作動している、つまり吸気バルブ状態が異常であると判定する。バルブ状態判定閾値ＴＨｉｎは運転条件毎（例えば、回転数や負荷）のマップ値として設定しても良い。ステップＳ５０７〜５０９の処理がバルブ状態判定手段２０６で実施されることになる。
【００４０】
ここまでは吸気バルブ状態の判定であったが、ここからは排気バルブ状態の判定について説明する。前述のステップＳ５０３での判定の結果、吸気バルブ開タイミングでなければ（Ｎ）、ステップＳ５１０に進み、現時刻のクランク角が排気バルブ開タイミングか否かの判定を行う。さらに、吸気側同様に、気筒休止指示中の排気側点火タイミングＩＧＴｅｘを設定し、現時刻のクランク角がＩＧＴｅｘか否かの判定も行う。これらの条件が成立したと判定された場合は（Ｙ）、Ｓ５１１へと進む。
【００４１】
ステップＳ５１１〜Ｓ５１６の処理も基本的には吸気側と同様であり、説明は簡略化するが、ステップＳ５１１では、気筒休止指示中の排気側点火タイミングＩＧＴｅｘで点火放電が発生し、その後ステップＳ５１２で取得される放電終了時のＬＣ共振ノイズ発生タイミングＡＰｅｘとＩＧＴｅｘからステップＳ５１３で排気側点火放電維持時間ＥｘＴ２（＝ＡＰｅｘ−ＩＧＴｅ）が取得される。
【００４２】
ステップＳ５１４では、算出した排気側点火放電維持時間ＥｘＴ２が排気バルブ状態判定閾値ＴＨｅｘより長いか否かを判定し、ＥｘＴ２がＴＨｅｘより長ければ（Ｙ）、ステップＳ５１５に進み、排気バルブが休止している、つまり排気バルブ状態が正常であると判定する。一方、ステップＳ５１４で、ＥｘＴ２がＴＨｅｘより短ければ（Ｎ）、ステップＳ５１６に進み、排気バルブが駆動している、つまり排気バルブ状態が異常であると判定する。
【００４３】
一方、基本的な処理は類似しているため、詳細な説明は省略するが、気筒休止から復帰する場合は、バルブが停止状態から駆動状態へと正しく移行できたかを検出することになる。つまり、気筒休止解除指示中であると判定された場合に、前述したステップＳ５０２〜Ｓ５１６と同様の処理をし、バルブ状態が正常か異常かの判定をする。ステップＳ５０８〜Ｓ５０９、Ｓ５１５〜Ｓ５１６の判定結果（正常と異常）が逆になる。
【００４４】
バルブ状態が異常の状態で燃料を噴射し、燃焼させてしまうと、バックファイアやエンジン破損の可能性があるため、この判定結果から気筒休止制御手段２０７は燃料噴射弁６へ燃料噴射の停止を継続して指示し、エンジン異常の警告ランプを点灯して、異常を知らせるようにしてもよい。
【００４５】
以上述べたこの発明の実施の形態１による内燃機関の制御装置によれば、気筒休止機構を備える内燃機関の吸排気バルブ作動状態の異常を精度良く検出することができる。気筒休止制御手段の指示と吸排気点火放電持続時間の関係に基づいて吸排気バルブ作動状態の異常を検出することができるため、一方のバルブ駆動状態は正常でも、他方のバルブ駆動状態は異常という場合において、特許文献１や特許文献２に示された従来の装置は、一方のバルブが閉じ状態ではバルブ作動状態を検出できず、検出精度が低下するが、一方のバルブの開閉によらず、バルブ作動状態を精度良く検出することができる。
【００４６】
又、この発明の実施の形態１による内燃機関の制御装置によれば、吸気バルブ駆動タイミング若しくは排気バルブ駆動タイミングに基づいて点火放電持続時間を検出するための点火を実施するため、バルブ開時の吸気や排気による流動が大きくなるタイミングで点火放電持続時間を検出することができ、検出精度が向上する。また、運転条件毎に変化する吸排気バルブ駆動タイミングに対応することができる。
【００４７】
又、この発明の実施の形態１による内燃機関の制御装置によれば、イオン電流検出回路２４０を備えたので、点火放電持続時間のみでなく、気筒休止指示中以外では、燃焼に伴い発生するイオン電流を検出し、燃焼状態検出も実施することができる。
【００４８】
又、この発明の実施の形態１による内燃機関の制御装置によれば、吸気バルブ駆動タイミング若しくは排気バルブ駆動タイミングに基づいて点火放電持続時間を検出するための点火を実施するため、バルブ開時の吸気や排気による流動が大きくなるタイミングで点火放電持続時間を検出することができ、判定精度が向上する。また、運転条件毎に変化するバルブ駆動タイミングに対応することができる。
【００４９】
実施の形態２．
上述した実施の形態１では、点火放電パラメータ検出回路２０３の一例として図３のようにイオン電流検出回路２４０を備え、点火放電持続時間を検出したが、代わりに図６のように２次コイル２２とイオン電流検出回路２４０の間に設けられた抵抗２６０を介して電圧Ｖｉ２として得られる点火放電電流（２次電流）をＥＣＵ１に入力し、点火放電持続時間を検出してもよい。図４に示すように、点火放電電流（２次電流）が流れている時間を検出することでも点火放電持続時間を検出することができる。
【００５０】
また、図６のように２次コイル２２と点火プラグ３の間の２次電圧Ｖ２をＥＣＵ１に入力し、点火放電持続時間を検出してもよい。図４に示すように、点火放電維持電圧（２次電圧）が発生している時間を検出することでも点火放電持続時間を検出することができる。
【００５１】
以上述べたこの発明の実施の形態２による内燃機関の制御装置によれば、ＥＣＵ１のＡＤ変換サンプリングレートを数〜数十μｓ程度に設定できない場合でも、実施の形態１と同様の効果を得ることができる。また、イオン電流検出回路２４０の有無に関係なく、実施の形態１と同様の効果を得ることができるため、燃焼に伴い発生するイオン電流を利用して燃焼状態検出を実施しない場合は、イオン電流検出回路２４０を無くし、点火装置２の小型化やコストを低減することができる。
【００５２】
実施の形態３．
前述した実施の形態１では、気筒休止制御手段の指示と吸排気点火放電持続時間の関係に基づいて吸排気バルブ作動状態の異常を検出したが、本実施の形態３では、点火絶縁破壊電圧も加えて吸排気バルブ作動状態の異常を検出する。
【００５３】
前述の図８のように、バルブ駆動時と休止時の燃焼室内の圧力に差がある。圧縮上死点(±０ｄｅｇＡＴＤＣ)近傍では、バルブ駆動時の方が休止時より圧力が高く、排気上死点(±３６０ｄｅｇＡＴＤＣ)近傍では、燃焼室内の圧力がバルブ休止時の方が高いことが多い。
【００５４】
そこで、実施の形態１で検出した吸排気バルブ開タイミングでの点火により検出した点火放電持続時間に加え、前述したパッシェンの法則により圧力と相関のある点火絶縁破壊電圧（図４の時刻ｔ２における２次電圧）を図６の２次電圧Ｖ２により検出し、利用してもよい。
【００５５】
吸排気バルブ開タイミングでの点火に加え、圧縮上死点(±０ｄｅｇＡＴＤＣ)近傍で点火した場合、２次電圧Ｖ２の絶対値はバルブ作動時の方が大きくなるため、２次電圧Ｖ２の絶対値が所定の閾値より大きければバルブ作動状態と判定でき、小さければバルブ停止状態と判定できる。
【００５６】
一方、排気上死点(±３６０ｄｅｇＡＴＤＣ)近傍で点火した場合、２次電圧Ｖ２の絶対値はバルブ作動時の方が小さくなるため、２次電圧Ｖ２の絶対値が所定の閾値より大きければバルブ作動状態と判定でき、小さければバルブ停止状態と判定できる。
【００５７】
また、点火絶縁破壊電圧だけでなく、点火放電維持電圧（図４の時刻ｔ２より後の２次電圧）を図６の２次電圧Ｖ２により検出し、利用してもよい。バルブ作動時は時刻ｔ２〜ｔ３のようにバルブ開時の吸気や排気による流動により点火プラグ電極間の点火放電が流された分、点火放電経路が長くなり、２次電圧(放電維持電圧)が大きくなる。一方、バルブ休止時は、常にバルブが閉じられており、バルブ開時の吸気や排気による流動の影響がほとんどなく、点火放電もほとんど流されず、点火放電経路も長くならないため、放電維持電圧はバルブ作動時より小さく、単調減少することが多い。
【００５８】
よって、時刻ｔ２より後の放電維持電圧絶対値の最大値を検出し、その値が所定値より大きければバルブ作動状態と判定でき、小さければバルブ停止状態と判定できる。又は、時刻ｔ２より後で、所定期間の放電維持電圧変化量を検出し、その値が所定値より大きければバルブ作動状態と判定でき、小さければバルブ停止状態と判定してもよい。
【００５９】
以上述べたこの発明の実施の形態３による内燃機関の制御装置によれば、スロットル開度が小さい軽負荷運転等の流動の影響が小さい条件では、点火放電持続時間よりも圧力に依存する点火絶縁破壊電圧の差異で検出した方が良い場合もあるが、流動と相関のある点火放電持続時間だけでなく、圧力と相関のある点火絶縁破壊電圧も加えた複数の点火放電パラメータから吸排気バルブ作動状態を検出するため、判定精度が向上する。
【００６０】
実施の形態４．
前述した実施の形態２や実施の形態３では、点火絶縁破壊電圧や点火放電維持電圧を図６のように２次コイル２２と点火プラグ３の間の２次電圧Ｖ２をＥＣＵ１に入力して検出したが、図７のようにトランジスタ２５０のコレクタ電圧Ｖｃを変わりに用いてもよい。正負の極性は逆転するが、傾向は２次電圧Ｖ２と同じであるため、実施の形態２や３と同様の効果を得ることができる。
【００６１】
以上述べたこの発明の実施の形態４による内燃機関の制御装置によれば、１次コイル２１側の１次電圧（コレクタ電圧Ｖｃ）を用いて、点火放電維持電圧や点火絶縁破壊電圧といった放電電圧を検出するため、数〜数十ｋＶの高電圧を発生する２次コイル側よりも低い電圧を出力することができ、回路構成上取扱いやすい上に、実施の形態２や３と同様の傾向を得ることができる。
【００６２】
なお、本発明は、本発明の範囲内において、各実施の形態を自由に組み合わせたり、各実施の形態を適宜、変形、省略することが可能である。
【産業上の利用可能性】
【００６３】
この発明は、気筒休止機構を備えた内燃機関を利用する自動車、二輪車、船外機等に搭載され、内燃機関を効率良く運転できるようにし、燃料枯渇問題、環境保全に役立つものである。
【符号の説明】
【００６４】
１  エンジンコントロールユニット（ＥＣＵ）、２  点火装置、３  点火プラグ、４  吸気バルブ、５  排気バルブ、６  燃料噴射弁、１０  バルブ駆動機構、２１  １次コイル、２２  ２次コイル、４０  ピストン、５０  クランク軸、１００  気筒、２０１  点火制御手段、２０２  高電圧手段、２０３  点火放電パラメータ検出回路、２０４  信号取込手段、２０５  点火放電持続時間検出手段、２０６  バルブ状態判定手段、２０７  気筒休止制御手段、２４０  イオン電流検出回路、２４１  イオン電流整形回路、２４２  コンデンサ、２４３  ダイオード、２４４  ツェナーダイオード、２５０  トランジスタ、２６０  抵抗
【図１】
2015206296.tif 000003
【図２】
2015206296.tif 000004
【図３】
2015206296.tif 000005
【図４】
2015206296.tif 000006
【図５】
2015206296.tif 000007
【図６】
2015206296.tif 000008
【図７】
2015206296.tif 000009
【図８】
2015206296.tif 000010
【手続補正書】
【提出日】平成27年6月3日(2015.6.3)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
内燃機関の吸排気バルブを開閉するバルブ駆動と、前記内燃機関の気筒への燃料噴射の停止を指示する気筒休止制御手段と、
前記内燃機関のバルブ駆動時と停止時共に、点火信号を発生させる点火制御手段と、
前記点火信号に基づいて前記内燃機関の燃焼室内に配設された点火プラグを点火放電させる高電圧手段と、前記点火放電の状態を示すパラメータを検出する点火放電パラメータ検出回路とを含む点火手段と、
前記点火放電パラメータ検出回路の出力信号に基づいて検出された点火放電持続時間、点火絶縁破壊電圧、点火放電維持電圧のうち少なくとも１つに基づいて前記吸排気バルブの作動状態を判定するバルブ状態判定手段とを備え、
前記バルブ状態判定手段の判定結果に基づき前記気筒休止制御手段を動作させる
ことを特徴とする気筒休止機構を備えた内燃機関の制御装置。
【請求項２】
前記バルブ状態判定手段は、前記点火放電パラメータ検出回路の出力信号に基づいて前記点火放電持続時間を検出する点火放電持続時間検出手段を備え、検出された点火放電持続時間に基づき前記吸排気バルブのバルブ作動状態を判定することを特徴とする請求項１に記載の気筒休止機構を備えた内燃機関の制御装置。
【請求項３】
前記点火放電パラメータ検出回路は、前記点火手段における点火放電電流または点火放電維持電圧を検出することを特徴とする請求項２に記載の気筒休止機構を備えた内燃機関の制御装置。
【請求項４】
前記バルブ状態判定手段は、前記点火放電パラメータ検出回路の出力信号に基づいて前記点火絶縁破壊電圧または点火放電維持電圧を検出し、検出された点火絶縁破壊電圧または点火放電維持電圧に基づき前記吸排気バルブのバルブ作動状態を判定することを特徴とする請求項２に記載の気筒休止機構を備えた内燃機関の制御装置。
【請求項５】
前記点火制御手段は、吸気バルブ駆動タイミング若しくは排気バルブ駆動タイミングに基づいて１回の吸気行程若しくは排気行程の間に１つの前記点火プラグに対して少なくとも１回は前記点火信号を発生させることを特徴とする請求項１から４のいずれか一つに記載の気筒休止機構を備えた内燃機関の制御装置。
【請求項６】
前記高電圧手段は、電流を流すことで磁束を発生、蓄積する１次コイルと、前記１次コイルと磁気結合され、前記蓄積したエネルギーを解放することにより所定の高電圧を発生する２次コイルを備え、前記１次コイルの１次電圧から点火絶縁破壊電圧または点火放電維持電圧を得ることを特徴とする請求項１から５のいずれか一つに記載の気筒休止機構を備えた内燃機関の制御装置。