(57)【要約】【課題】点火の成否の検出についてその検出誤差を抑制する点火制御装置を提供する。【解決手段】点火装置１１は、点火コイル１３と、その点火コイル１３の一次コイル１４に接続された電源部１６と、その電源部１６から一次コイル１４への通電を調整可能に設けられた点火用トランジスタ１７と、点火コイル１３の二次コイル１５に接続された点火プラグ１２とを備える。この点火装置１１の多重放電制御を実施するＥＣＵ１０は、次のとおり点火の成否を検出する。すなわち、点火プラグ１２の電極間に点火電圧が印加されている状態において同電極間を流れる二次電流Ｉ2を検出し、その二次電流Ｉ2が基準電流値以上である状態が所定の基準時間以上継続した場合に点火した旨を検出し、その二次電流Ｉ2が基準電流値以上である状態が基準時間以上継続しない場合に点火していない旨を検出する。【選択図】図１
2009052435.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
一次コイル及び二次コイルからなる点火コイルと、前記一次コイルに接続された電源部と、前記電源部から前記一次コイルへの通電を調整可能に設けられたスイッチ部と、前記二次コイルに接続された点火プラグとを備える点火装置に適用され、前記点火プラグの電極間に点火電圧を発生させるべく、前記スイッチ部で前記電源部から前記一次コイルへの通電を制御する内燃機関の点火制御装置において、
前記点火プラグの電極間に前記点火電圧が印加されている状態において同電極間を流れる二次電流を検出する電流検出手段と、
前記電流検出手段により検出される前記二次電流が所定の基準電流値以上である状態が所定の基準時間以上継続した場合に点火した旨を検出し、同二次電流が前記基準電流値以上である状態が前記基準時間以上継続しない場合に点火していない旨を検出する点火検出手段と、
を備えることを特徴とする内燃機関の点火制御装置。
【請求項２】
内燃機関の１回の燃焼行程につき前記スイッチ部の開閉を繰り返して多重放電制御を実施する点火制御装置において、
前記多重放電制御に際し、前記一次コイルに対して供給するエネルギーを前記電源部に蓄積すべく、前記スイッチ部を開成させ、その時点から所定の蓄積時間が経過するまでの期間、同スイッチ部を開状態に維持するとともに、そのエネルギー蓄積後に前記点火電圧を発生させるべく、前記スイッチ部を閉成させ、その時点から前記電流検出手段により検出される前記二次電流が前記基準電流値以下の点火処理継続電流値よりも小さくなるまでの期間、同スイッチ部を閉状態に維持する点火制御手段を更に備える請求項１に記載の内燃機関の点火制御装置。
【請求項３】
内燃機関の１回の燃焼行程につき前記スイッチ部の開閉を繰り返して多重放電制御を実施する点火制御装置において、
前記多重放電制御に際し、前記一次コイルにエネルギーを蓄積すべく、前記スイッチ部を閉成させ、その時点から所定の蓄積時間が経過するまでの期間、同スイッチ部を閉状態に維持するとともに、そのエネルギー蓄積後に前記点火電圧を発生させるべく、前記スイッチ部を開成させ、その時点から前記電流検出手段により検出される前記二次電流が前記基準電流値以下の点火処理継続電流値よりも小さくなるまでの期間、同スイッチ部を開状態に維持する点火制御手段を更に備える請求項１に記載の内燃機関の点火制御装置。
【請求項４】
前記点火検出手段は、前記多重放電制御に際し、点火の成否を複数回検出する請求項２又は３に記載の内燃機関の点火制御装置。
【請求項５】
点火時期からの経過時間に応じて、前記点火の成否を検出する都度の前記基準電流値を可変設定する基準電流値設定手段を更に備える請求項４に記載の内燃機関の点火制御装置。
【請求項６】
点火時期からの経過時間に応じて、前記点火の成否を検出する都度の前記基準時間を可変設定する基準時間設定手段を更に備える請求項４又は５に記載の内燃機関の点火制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、内燃機関の点火制御装置に関し、特に点火の成否を検出するものに関する。
【背景技術】
【０００２】
火花点火式の内燃機関にあっては、点火コイル等からなる点火装置によって点火プラグに火花放電が発せられ、燃焼室に導入された燃料が同火花放電により燃焼に供される（例えば、特許文献１参照）。また、このような点火装置の制御装置（点火制御装置）としては、点火コイルの一次コイルに流れる電流（一次電流）に基づいて、点火の成否を検出するものが周知である。
【特許文献１】特許第２８１１７８１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら、点火コイルの一次コイルに一次電流が流れている場合であっても、点火装置の故障によって火花放電の発生に必要なエネルギーが点火プラグに対して十分に供給されないことが考えられる。この場合、特許文献１に記載の点火制御装置では、点火されていないにも拘わらず、点火された旨が検出されることとなる。
【０００４】
本発明は上述の問題を解決するためになされたものであって、点火の成否の検出についてその検出誤差を抑制する点火制御装置を提供することを主たる目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
以下、上記課題を解決するための手段、及びその作用効果について説明する。
【０００６】
請求項１に記載の発明は、一次コイル及び二次コイルからなる点火コイルと、その一次コイルに接続された電源部と、その電源部から一次コイルへの通電を調整可能に設けられたスイッチ部と、上記二次コイルに接続された点火プラグとを備える点火装置に適用される。そして、点火プラグの電極間に点火電圧（火花放電に供される電圧）を発生させるべく、スイッチ部で電源部から一次コイルへの通電を制御する。
【０００７】
この構成によれば、電源部から一次コイルへの通電量が急増又は急減することで二次コイルに点火電圧が生じ、その点火電圧が点火プラグの電極間に印加される。これにより、点火プラグの電極間に火花放電が生じ、その火花放電により内燃機関の気筒内の混合気（以下「筒内ガス」という）が点火される。なお、このような点火制御装置としては、誘導型点火装置や容量型点火装置やそれらを組み合わせた点火装置が考えられる。
【０００８】
ここで、上述の如く火花放電により筒内ガスに点火するためには、火花放電により相当量のエネルギーを筒内ガスに印加する必要がある。一方、二次電流が放電維持電流値（火花放電を維持するために必要な下限電流）以上である場合には、点火プラグの電極間に発生した火花放電が維持されていると推定できる。
【０００９】
そこで、点火プラグの電極間に点火電圧が印加されている状態において同電極間を流れる二次電流を検出し、その検出した電流値に基づいて点火の成否を検出する。すなわち、検出した二次電流が所定の基準電流値以上である状態が所定の基準時間以上継続した場合に点火した旨を検出し、検出した二次電流が基準電流値以上である状態が基準時間以上継続しない場合に点火していない旨を検出する。この構成によると、基準電流値を放電維持電流値以上の値に設定することにより、筒内ガスに印加されたエネルギー量に基づいて点火の成否を検出することができる。これにより、点火の成否の検出について、その検出誤差を抑制することができる。
【００１０】
請求項２に記載の発明は、内燃機関の１回の燃焼行程につきスイッチ部の開閉を繰り返して多重放電制御を実施する点火制御装置である。そして、多重放電制御に際し、一次コイルに対して供給するエネルギーを電源部に蓄積すべく、スイッチ部を開成させ、その時点から所定の蓄積時間が経過するまでの期間、同スイッチ部を開状態に維持するとともに、そのエネルギー蓄積後に点火プラグの電極間に点火電圧を発生させるべく、スイッチ部を閉成させ、その時点から上述の如く検出した二次電流が上記基準電流値以下の点火処理継続電流値よりも小さくなるまでの期間、同スイッチ部を閉状態に維持する。
【００１１】
この構成によると、点火処理継続電流値を放電維持電流値以上かつ基準電流値以下の値に設定することにより、次のとおり内燃機関の燃焼状態を高めることができる。すなわち、二次電流が点火処理継続電流値よりも小さくなり火花放電の維持が見込めなくなると、スイッチ部の開成により一次コイルへの通電が遮断され、電源部においてエネルギーの蓄積が開始される。また、スイッチ部が上述の如く開成した時点から上記蓄積時間が経過するまでの期間、開状態に維持される。つまり、電源部にエネルギーを蓄積する時間が蓄積時間に制限される。これにより、多重放電期間において火花放電が発生していない時間が短縮されるため、内燃機関の燃焼状態を高めることができる。なお、点火処理継続電流値を基準電流値と同一値に設定してもよい。
【００１２】
請求項３に記載の発明は、内燃機関の１回の燃焼行程につきスイッチ部の開閉を繰り返して多重放電制御を実施する点火制御装置である。そして、多重放電制御に際し、一次コイルにエネルギーを蓄積すべく、スイッチ部を閉成し、その時点から所定の蓄積時間が経過するまでの期間、スイッチ部を閉状態に維持するとともに、そのエネルギー蓄積後に点火プラグの電極間に点火電圧を発生させるべく、スイッチ部を開成させ、その時点から上述の如く検出した二次電流が基準電流値以下の点火処理継続電流値よりも小さくなるまでの期間、同スイッチ部を開状態に維持する。
【００１３】
この構成によると、点火処理継続電流値を放電維持電流値以上かつ基準電流値以下の値に設定することにより、次のとおり内燃機関の燃焼状態を高めることができる。すなわち、二次電流が点火処理継続電流値よりも小さくなり火花放電の維持が見込めなくなると、スイッチ部の閉成により一次コイルへの通電がなされ、その一次コイルにおいてエネルギーの蓄積が開始される。また、スイッチ部が上述の如く閉成した時点から上記蓄積時間が経過するまでの期間、閉状態に維持される。つまり、一次コイルにエネルギーを蓄積するための時間が上記蓄積時間に制限される。これにより、多重放電期間において火花放電が発生していない期間が短縮されるため、内燃機関の燃焼状態を高めることができる。なお、点火処理継続電流値を基準電流値と同一値に設定してもよい。
【００１４】
請求項４に記載の発明は、多重放電制御に際し、点火の成否を複数回検出する。これにより、多重放電期間を通して火花放電の発生状況を把握した上で、点火の成否を検出することができる。
【００１５】
ここで、筒内ガスの状態（流速、圧力、温度）は点火時期からの経過時間によって変化し、その変化に伴って放電維持電流値も変化する。そこで、請求項５に記載の発明のように、点火時期からの経過時間に応じて、点火の成否を検出する都度の基準電流値を可変設定してもよい。また、請求項６に記載の発明のように、点火時期からの経過時間に応じて、点火の成否を検出する都度の基準時間を可変設定してもよい。これにより、点火の成否について、その検出誤差を抑制することができる。
【００１６】
なお、本発明に備わる複数の手段の各機能は、構成自体で機能が特定されるハードウェア資源、プログラムにより機能が特定されるハードウェア資源、又はそれらの組み合わせにより実現される。また、これら複数の手段の各機能は、各々が物理的に互いに独立したハードウェア資源で実現されるものに限定されない。
【００１７】
また、本発明は装置の発明として特定できるだけでなく、プログラムの発明としても、そのプログラムを記録した記録媒体の発明としても、方法の発明としても特定することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
以下、本発明を具体化した複数の実施形態を図面に基づいて説明する。各実施形態において同一の符号が付された構成要素は、その符号が付された他の実施形態の構成要素と対応する。
【００１９】
（第１実施形態）
第１実施形態は、多気筒の内燃機関を対象とする点火制御システムとして本発明を具体化しており、その詳細を以下に説明する。まず、図１に基づいて点火制御システムの概略構成を説明する。図１に示す点火制御システムは、電子制御ユニット（以下、ＥＣＵという）１０の点火信号ＩＧtに基づいて、点火装置１１の点火プラグ１２にて火花放電が発生するようになっている。
【００２０】
詳しくは、内燃機関の各気筒に点火プラグ１２及び点火コイル１３が配設されている。点火コイル１３は、一次コイル１４及び二次コイル１５などで構成されており、点火プラグ１２の電極間に点火用の高電圧（点火電圧）を発生させる。その一次コイル１４の一端には電源部１６が接続され、その他端とグランドとの間にはスイッチ部としての点火用トランジスタ１７が設けられている。電源部１６は、バッテリ１８、そのバッテリ１８に直列接続されたエネルギー蓄積コイル１９、そのエネルギー蓄積コイル１９とグランドとの間に設けられた昇圧用トランジスタ２０、その昇圧用トランジスタ２０に対して並列接続されたダイオード２１、そのダイオード２１とグランドとの間に設けられた点火用コンデンサ２２などで構成されている。
【００２１】
昇圧用トランジスタ２０は、駆動制御部２３により出力される駆動信号ＤＳchに応じてオン・オフされるようになっている。また、点火用トランジスタ１７は、駆動制御部２３により出力される駆動信号ＤＳigに応じてオン・オフされるようになっている。一方、二次コイル１５の一端は点火プラグ１２に接続され、その他端は抵抗器２４を介してグランドに接続されている。そして、二次コイル１５と抵抗器２４との接点は、駆動制御部２３に接続されている。
【００２２】
ＥＣＵ１０は、ＣＰＵ、メモリ等を備えた周知のマイクロコンピュータを主体として構成され、メモリに記憶されたプログラムを実行することにより内燃機関を主体とするエンジンシステムの各部を制御する。例えばＥＣＵ１０は、内燃機関の点火時期を制御する。すなわち、ＥＣＵ１０、内燃機関の回転速度やアクセル操作量などの車両の運転状態を表す運転状態情報を取得し、その運転状態情報に基づいて最適な点火時期を算出する。そして、その点火時期に応じて点火信号ＩＧtを生成し、点火装置１１に出力する。
【００２３】
また、本点火制御システムでは、燃焼状態を良好なものにするために１回の燃焼行程内で点火プラグ１２に火花放電を複数回発生させる多重放電制御を実施する。具体的には、ＥＣＵ１０は、運転状態情報に基づいて火花放電を繰り返し発生させる多重放電期間を算出し、その多重放電期間を示す多重期間信号ＩＧwを駆動制御部２３に対し出力する。
【００２４】
ここで、多重放電制御の一例を図２に基づいて説明すると、多重放電期間において、点火処理及びエネルギー蓄積処理が一定の切替時間αごとに繰り返されるようになっている（タイミングｔ11〜ｔ16参照）。ここで、点火処理は点火電圧を発生させるための処理であり（タイミングｔ11〜ｔ12、タイミングｔ13〜ｔ14参照）、エネルギー蓄積処理は、電源部１６においてエネルギーを蓄積するための処理である（タイミングｔ12〜ｔ13、タイミングｔ14〜ｔ15参照）。また、静電エネルギー蓄積期間において点火用コンデンサ２２に静電エネルギーが蓄積され、電磁エネルギー蓄積期間においてエネルギー蓄積コイル１９に電磁エネルギーが蓄積されるようになっている。これらの静電エネルギー及び電磁エネルギーは、多重放電期間における初回の点火処理に供される。
【００２５】
詳しくは、タイミングｔ10において、点火信号ＩＧtがＨレベルに立ち上がると、それを受けて駆動信号ＤＳchがＨレベルに立ち上げられる。その結果、昇圧用トランジスタ２０がオンされ、エネルギー蓄積コイル１９に電流が流れる。これにより、エネルギー蓄積コイル１９に電磁エネルギーが蓄積される。
【００２６】
その後、タイミングｔ11において、点火信号ＩＧtがＬレベルに立ち下げられると、駆動信号ＤＳchがＬレベルに立ち下げられ、駆動信号ＤＳigがＨレベルに立ち上げられる。これにより、昇圧用トランジスタ２０がオフされ、点火用トランジスタ１７がオンされる。その結果、エネルギー蓄積コイル１９に蓄積された電磁エネルギー及び点火用コンデンサ２２に充電された静電電気エネルギーにより一次コイル１４に一次電流Ｉ1が流れ、それに伴って二次コイル１５に点火電圧が誘起される。そして、この点火電圧が放電電圧に達すると、点火プラグ１２にて初回の点火放電が発生するとともに、図示の如く二次電流Ｉ2が負の向きに流れる。
【００２７】
タイミングｔ11から切替時間αが経過したタイミングｔ12では、駆動信号ＤＳchがＨレベルに立ち上げられ、駆動信号ＤＳigがＬレベルに立ち下げられる。これにより、昇圧用トランジスタ２０がオンされ、点火用トランジスタ１７がオフされる。その結果、エネルギー蓄積コイル１９に電流が流れ、同コイル１９に電磁エネルギーが蓄積される。
【００２８】
また、タイミングｔ12から切替時間αが経過したタイミングｔ13では、駆動信号ＤＳchがＬレベルに立ち下げられ、駆動信号ＤＳigがＨレベルに立ち上げられる。これにより、昇圧用トランジスタ２０がオフされ、点火用トランジスタ１７がオンされる。その結果、エネルギー蓄積コイル１９に蓄積された電磁エネルギーにより一次コイル１４に一次電流Ｉ1が流れ、それに伴って二次コイル１５に点火電圧が誘起される。そして、点火電圧が放電電圧に達すると、点火プラグ１２に再び火花放電が発生し、図示の如く二次電流Ｉ2が負の向きに流れる。
【００２９】
その後、タイミングｔ13〜ｔ14では、タイミングｔ11〜ｔ12の処理（エネルギー蓄積処理）と同一処理が実行され、タイミングｔ14〜ｔ15では、タイミングｔ12〜ｔ13の処理（点火処理）と同一処理が実行される。このようにして、タイミングｔ16において多重期間信号ＩＧwがＬレベルに立ち下がるまで、エネルギー蓄積処理及び点火処理が切替時間αごとに繰り返し実行される。
【００３０】
また、タイミングｔ16〜ｔ17では、点火用コンデンサ２２の充電電圧が所定電圧に達するまで、駆動信号ＤＳchの信号レベルがＨレベル及びＬレベルの交互に切り替えられる。一方、駆動信号ＤＳigはＬレベルに維持される。これにより、昇圧用トランジスタ２０がオンされている期間においてエネルギー蓄積コイル１９に電磁エネルギーが蓄積され、そのエネルギー蓄積後に昇圧用トランジスタ２０がオフされることで、同エネルギーが点火用コンデンサ２２に供給される。その結果、点火用コンデンサ２２の充電電圧は、図示の如く段階的に上昇する。
さて、このようにエネルギー蓄積処理と点火処理とが一定の切替時間αごとに繰り返される多重放電制御では、点火処理中に火花放電が吹き消えたとしても、その後、切替時間αが経過するまで同処理が継続されるという問題がある。これにより、多重放電期間中において火花放電が発生していない時間が長くなるため、燃焼状態が悪化する。特に、近年では、希薄燃焼（リーンバーン）が実施されており、燃費向上のためにさらなるリーン化が行われつつある。そして、このような希薄燃焼では、スワールやタンブルを生成することによりタービュランス（乱れ）を誘発させて燃焼速度を向上させている。これにより、筒内ガスの流速が大きくなっており、吹き消えが生じ易くなっているため、上記問題が顕著になると考えられる。
【００３１】
そこで、本実施形態では、火花放電が吹き消える前に、点火処理からエネルギー蓄積処理に移行するようになっている。具体的には二次電流Ｉ2が点火処理継続電流値Ij1よりも小さくなった時点で、点火処理を終了させ、エネルギー蓄積処理を開始させる。こうして多重放電期間において火花放電が発生していない時間を短縮することにより、燃焼状態の悪化を抑制することができる。また、点火の成否が二次電流Ｉ2に基づいて検出されるようになっている。具体的には、二次電流Ｉ2が基準電流値Ｉj2以上である状態が基準時間Ｔj以上継続した場合に点火した旨を検出し、二次電流Ｉ2が基準電流値Ｉj2以上である状態が基準時間Ｔj以上継続しない場合に点火していない旨を検出する。
【００３２】
次に、図３に基づいて、点火の成否を検出する点火検出部の構成を説明する。本実施形態では、点火検出部３０は駆動制御部２３に内蔵されている（図１参照）。この点火検出部３０は、図３に示すように、電流値判定回路３１、継続時間判定回路３２、及び出力回路３３で構成されている。
【００３３】
電流値判定回路３１は、二次コイル１５及び抵抗器２４の接点電圧ＶＲ（図１参照）に基づいて、二次電流Ｉ2が基準電流値Ｉj2以上か否かを判定し、その判定結果を示す電流値判定信号ＣＳ1を出力する。
【００３４】
継続時間判定回路３２は、コンデンサ３４の充電電圧ＶＣ1と基準電圧Ｖth1とを比較するコンパレータ３５を主体として構成されており、電流値判定回路３１により二次電流Ｉ2が基準電流値Ｉj2以上である旨が判定されている状態が基準時間Ｔj以上継続しているか否かを判定し、その判定結果を示す二次電流判定信号ＣＳ2を出力する。
【００３５】
詳しくは、上記コンデンサ３４には、充電用定電流源３６及び放電用定電流源３７が接続されている。この充電用定電流源３６及びコンデンサ３４の間にはスイッチング素子３８が設けられており、その制御電極には多重期間信号ＩＧwが入力されるようになっている。一方、放電用定電流源３７及びグランドの間にはスイッチング素子３９が設けられており、その制御電極には多重期間信号ＩＧw及び電流値判定信号ＣＳ1の否定論理積が入力されるようになっている。具体的には、スイッチング素子３９の制御電極に２入力のＮＡＮＤ回路４０が接続されており、そのＮＡＮＤ回路４０の一方の入力にＥＣＵ１０が接続され、その他方の入力に電流値判定回路３１が接続されている。
【００３６】
出力回路３３は、継続時間判定回路３２の二次電流判定信号ＣＳ2を受けて点火の成否を示す点火確認信号ＩＧfを出力する。具体的には、出力回路３３は、点火した旨を示す信号として所定幅のＬレベルパルスを出力する。
【００３７】
次に、図４に基づいて本実施形態の多重放電制御を説明する。図４では、各点火処理における筒内ガスの状態（流速、圧力、温度）が異なることを想定している。そのため、各点火処理における二次電流Ｉ2の波形が異なっている。また、点火処理継続電流値Ij1及び基準電流値Ｉj2が同一値に設定されていることを想定している。なお、図４では、静電エネルギー蓄積期間（図２のタイミングt16〜ｔ17参照）の図示が省略されている。
【００３８】
（点火した旨が検出される場合）
図４に示すタイミングｔ20において、点火信号ＩＧtがＬレベルに立ち下げられると、駆動信号ＤＳchがＬレベルに立ち下げられ、駆動信号ＤＳigがＨレベルに立ち上げられる。これにより、昇圧用トランジスタ２０がオフされ、点火用トランジスタ１７がオンとされ、点火処理が開始される。
【００３９】
そして、二次電流Ｉ2が基準電流値Ｉj2以上になると、電流値判定信号ＣＳ1がＨレベルに立ち上がる。このとき、多重期間信号ＩＧwがＨレベルに維持されていることから、スイッチング素子３８がオンされ、スイッチング素子３９がオフされる。これにより、コンデンサ３４が充電され、結果として、その充電電圧ＶＣ1が上昇する。なお、タイミングｔ20以後、一次コイル１４に供給されるエネルギーの低下やそのエネルギーが火花放電に供されることにより、二次電流Ｉ2は次第に減少する。
【００４０】
タイミングｔ21において、コンデンサ３４の充電電圧ＶＣ1がコンパレータ３５の基準電圧Ｖth1以上になると、コンパレータ３５の二次電流判定信号ＣＳ2がＨレベルに立ち上がる。その結果、出力回路３３から所定幅のＬレベルパルス信号が点火確認信号ＩＧfとして出力される。
【００４１】
タイミングｔ22において、二次電流Ｉ2が基準電流値Ｉj2まで低下すると、電流値判定信号ＣＳ1がＬレベルに立ち下がる。これにより、駆動信号ＤＳchがＨレベルに立ち上げられ、駆動信号ＤＳigがＬレベルに立ち下げられる。その結果、昇圧用トランジスタ２０がオンされ、点火用トランジスタ１７がオフされる。これにより、点火処理が終了され、エネルギー蓄積処理が開始される。
【００４２】
タイミングｔ22から所定の蓄積時間βが経過したタイミングｔ23では、駆動信号ＤＳchがＬレベルに立ち下げられ、駆動信号ＤＳigがＨレベルに立ち上げられる。これにより、昇圧用トランジスタ２０がオフされ、点火用トランジスタ１７がオンされる。その結果、エネルギーの蓄積処理が終了され、点火処理が再開される。また、点火処理の再開によりコンデンサ３４の充電が開始され、結果として、その充電電圧ＶＣ1が上昇する。
【００４３】
タイミングｔ24において、二次電流Ｉ2が基準電流値Ｉj2よりも小さくなると、点火処理が終了され、エネルギー蓄積処理が再開される。このとき、コンデンサ３４の充電電ＶＣ1が基準電圧Ｖth1よりも低いことから、コンパレータ３５の二次電流判定信号ＣＳ2はＨレベルに立ち上がらず、出力回路３３から所定幅のＬレベルパルス信号が点火確認信号ＩＧfとして出力されることはない。
【００４４】
タイミングｔ24から蓄積時間βが経過したタイミングｔ25では、エネルギー蓄積処理が終了され、点火処理が再開される。その後、タイミングｔ26において、コンデンサ３４の充電電ＶＣ1が基準電圧Ｖth1以上になると、出力回路３３から所定幅のＬレベルパルス信号が点火確認信号ＩＧfとして出力される。また、タイミングｔ27では点火処理が再開され、タイミングｔ28ではコンデンサ３４の充電電ＶＣ1が基準電圧Ｖth1以上になる。その結果、タイミングｔ28において、出力回路３３から所定幅のＬレベルパルス信号が点火確認信号ＩＧfとして出力される。
【００４５】
（点火していない旨が検出される場合）
上述したように、図４のタイミングｔ23〜ｔ24に示すような二次電流Ｉ2が流れた場合には、すなわち、二次電流Ｉ2が基準電流値Ｉj2以上である状態が基準時間Ｔj以上継続しない場合には、点火確認信号ＩＧfとしてＬレベルパルス信号が出力されない。したがって、多重放電期間中の全ての点火処理において、図４のタイミングｔ23〜ｔ24に示すような二次電流Ｉ2が流れた場合には、その期間の処理と同様の処理がなされ、結果として、点火確認信号ＩＧfは、多重放電期間においてＨレベルに維持される。
【００４６】
このように、本実施形態の多重放電制御では、点火処理中に二次電流Ｉ2が点火処理継続電流値Ij1よりも小さくなった時点、すなわち火花放電の吹き消えが生じる前に、エネルギー蓄積処理に移行する。また、点火の成否を示す点火確認信号ＩＧfが二次電流Ｉ2に基づいて出力される。
【００４７】
以上詳述した本実施形態によれば、以下の優れた効果が得られる。
【００４８】
点火の成否に係る検出処理として、二次電流Ｉ2が基準電流値Ｉj2以上である状態が基準時間Ｔj以上継続した場合に点火した旨を検出し、二次電流Ｉ2が基準電流値Ｉj2以上である状態が基準時間Ｔj以上継続しない場合に点火していない旨を検出するようにした。このように二次電流Ｉ2に基づいて点火の成否を検出することにより、その検出を一次電流に基づいて実施する場合と比較して、その検出誤差を抑制することができる。
【００４９】
また、多重放電制御として、二次電流Ｉ2が点火処理継続電流値Ij1よりも小さくなった時点、すなわち、二次電流Ｉ2が小さくなり火花放電の維持が見込めなくなった時点でエネルギー蓄積処理に移行するようにした。そして、エネルギー蓄積処理の実施時間を蓄積時間βに制限した。これにより、多重放電期間において火花放電が発生していない時間が短縮されることから、燃焼状態を高めることができる。
【００５０】
ちなみに、イオン電流に基づいて点火の成否を検出する技術が周知である。この技術では、点火プラグの電極間に点火電圧を印加した後において、同プラグにイオン電流検出用の電圧を印加することにより筒内ガスの燃焼中に発生するイオン電流を検出する。そして、所定電流値以上のイオン電流が検出された場合に点火した旨を検出する。
【００５１】
この場合、上記多重放電期間、静電エネルギー蓄積期間、及び電磁エネルギー蓄積期間に加え、上述の如くイオン電流を検出するための期間（以下「イオン電流検出期間」という）を要する。そのため、内燃機関の回転速度が高くなり点火周期が短くなると、上記４つの期間のいずれかを短縮する必要がある。多重放電期間、静電エネルギー蓄積期間、又は電磁エネルギー蓄積期間を短縮すると、失火率の上昇を招く。一方、イオン電流検出期間を短縮すると、点火の成否を正確に検出することができない。また、イオン電流検出期間において検出されるイオン電流が微少であることから、チャージアンプなどの増幅回路によりイオン電流を増幅する必要がある。
【００５２】
この点、本実施形態では、多重放電期間中に流れる二次電流Ｉ2に基づいて点火の成否を検出する。そのため、点火の成否を検出することに伴う失火率の上昇を抑制することができる。また、相対的に大きな二次電流Ｉ2に基づいて点火の成否を検出するため、上述したような増幅回路を要さない。
【００５３】
（第２実施形態）
本実施形態では、多重放電期間中、二次電流Ｉ2が基準電流値Ｉj2以上である状態が基準時間Ｔj以上継続したことが複数回検出されたとしても、点火確認信号ＩＧfとしてＬレベルパルス（点火した旨を示す信号）が１回だけ出力されるようになっている。なお、第２実施形態の各構成要素は、点火検出部３０の出力回路３３（図３参照）を除き、第１実施形態の対応する構成要素と実質的に同一である。したがって、出力回路３３以外の構成要素の説明を省略し、それらの構成要素に第１実施形態と同一の符号を付すこととする。
【００５４】
まず、図５に基づいて、出力回路３３の構成を詳細に説明する。なお、図５において、ＶＢはバッテリ電圧を示す。図５に示す出力回路３３は、コンデンサ５０の充電電圧ＶＣ2と基準電圧Ｖth2とを比較するコンパレータ５１、及びＲＳ型のフリップフロップ５２を主体として構成され、フリップフロップ５２の￣Ｑ端子から点火確認信号ＩＧfが出力されるようになっている。
【００５５】
詳しくは、コンデンサ５０には、充電用定電流源５３及び放電用定電流源５４が接続されている。この充電用定電流源５３及びコンデンサ５０の間には、スイッチング素子５５が設けられ、その制御電極には、ＦＦ−Ｑ信号（フリップフロップ５２のＱ端子から出力される信号）が入力されるようになっている。一方、放電用定電流源５４及びグランドの間には、スイッチング素子５６が設けられ、その制御電極には、多重期間信号ＩＧw及びフリップフロップ５２のＦＦ−Ｑ信号の否定論理和が入力されるようになっている。具体的には、スイッチング素子５６の制御電極に２入力のＮＯＲ回路５７が接続されており、そのＮＯＲ回路５７の一方の入力にＥＣＵ１０が接続され、その他方の入力にフリップフロップ５２のＱ端子が接続されている。
【００５６】
また、フリップフロップ５２のＳ端子には、パルス発生回路５８が接続されている。このパルス発生回路５８は、継続時間判定回路３２（図３参照）の二次電流判定信号ＣＳ2を受けてパルス信号を出力する。一方、フリップフロップ５２のＲ端子には、コンパレータ５１が接続されている。
【００５７】
次に、図６に基づいて本実施形態の多重放電制御を説明する。図６において、（ａ）〜（ｄ）は、それぞれ図４の（ａ），（ｂ），（ｆ），（ｉ）と実質的に同一である。なお、図６では、図４と同様に、静電エネルギー蓄積期間（図２のタイミングt16〜ｔ17参照）の図示が省略されている。
【００５８】
図６に示すタイミングｔ30において、多重期間信号ＩＧwがＨレベルに立ち上がると、ＮＯＲ回路５７の出力信号がＬレベルに立ち下がることから、スイッチング素子５６がオフされる。
【００５９】
その後、タイミングｔ31において、継続時間判定回路３２（図３参照）の出力信号ＣＳ2がＨレベルに立ち上がると、パルス発生回路５８からＦＦ−Ｓ信号としてＨレベルパルスが出力される。これにより、点火確認信号ＩＧfがＬレベルに立ち下がる。また、このタイミングでフリップフロップ５２のＦＦ−Ｑ信号がＨレベルに立ち上がるため、スイッチング素子５５がオンされる。このとき、スイッチング素子５６がオフされていることから、コンデンサ５０の充電が開始される。
【００６０】
タイミングｔ31〜ｔ32では、コンデンサ５０の充電電圧ＶＣ2が基準電圧Ｖth2よりも小さくなっている。そのため、コンパレータ５１からＬレベルのＦＦ−Ｒ信号（フリップフロップ５２のＲ端子に入力される信号）が出力される。その結果、フリップフロップ５２においてタイミングｔ31における点火確認信号ＩＧf及びＦＦ−Ｑ信号の信号レベルが維持される。
【００６１】
タイミングｔ32において、コンデンサ５０の充電電圧ＶＣ2が基準電圧Ｖth2に達すると、点火確認信号ＩＧfがＨレベルに立ち上がる。また、このタイミングでＦＦ−Ｑ信号がＬレベルに立ち下がることから、スイッチング素子５５がオフされる。これにより、その後、多重期間信号ＩＧwが立ち下がるタイミングｔ33まで、コンデンサ５０の充電電圧ＶＣ2がＶth2に維持されることから、ＦＦ−Ｒ信号がＨレベルに維持される。
【００６２】
多重期間信号ＩＧwが立ち下がるタイミングｔ33では、フリップフロップ５２の出力信号ＦＦ−ＱがＬレベルになっているため、ＮＯＲ回路５７の出力信号がＨレベルに立ち上がり、ひいてはスイッチング素子５６がオンされる。その結果、コンデンサ５０の放電が開始される。
【００６３】
このように、多重放電期間中、二次電流Ｉ2が基準電流値Ｉj2以上である状態が基準時間Ｔj以上継続したことが複数回検出されたとしても、所定幅のＬレベルパルスが点火確認信号ＩＧfとして１回だけ出力される。
【００６４】
以上詳述した本実施形態によれば、第１実施形態と実質的に同一の効果が得られる。
【００６５】
（他の実施形態）
本発明は上記実施形態の記載内容に限定されず、例えば次のように実施されてもよい。
【００６６】
上記各実施形態では、１回の燃焼行程に実施される複数回の点火処理のうち少なくとも１回の点火処理において点火可能な状態が認められれば失火に至らないという考えの基、各点火処理中に実施される点火の成否に係る検出の検出結果が、次のとおり点火確認信号ＩＧfに反映されるようになっている。すなわち、第１実施形態では、点火した旨を示す検出結果が少なくとも１回点火確認信号ＩＧfに反映される限り、他の検出結果が点火確認信号ＩＧfに必ずしも反映されない。また第２実施形態では、点火した旨を示す検出結果が１回に限り点火確認信号ＩＧfに反映される。
【００６７】
しかしながら、１回の燃焼行程に実施される複数回の点火処理の全てを点火確認信号ＩＧfに反映させるようにしてもよい。具体的には、第１実施形態において、例えば点火確認信号ＩＧfのＬレベルパルスの幅（点火した旨を示す信号の出力時間）を蓄積時間βよりも短い値に設定すればよい。これにより、多重放電期間を通して火花放電の発生状況を把握した上で、点火の成否を検出することができる。例えば、多重放電期間中に点火した旨が２回以上検出された場合に最終判定結果として点火した旨を判定することにより、その検出誤差を抑制することができる。また、複数回の検出結果から点火又は失火の確率を算出し、その確率に基づいて内燃機関を制御することができる。
【００６８】
また、上記各実施形態では、１回の燃焼行程に実施される複数回の点火処理の全てについて、それらの処理における点火の成否を判定する基準値（基準電流値Ｉj2、基準時間Ｔj）を一定値とした。しかしながら、基準電流値Ｉj2及び基準時間Ｔjを、点火時期からの経過時間に応じて可変設定してもよい。なぜなら、点火時期からの経過時間に応じて筒内ガスの状態（流速、圧縮圧力、温度）が変化し、その結果、放電維持電流値や点火に要するエネルギー量が変化するからである。これにより、点火の成否の検出ついて検出誤差を抑制することができる。
【００６９】
また、上記各実施形態では、二次電流Ｉ2が基準電流値Ｉj2以上である状態が基準時間Ｔj以上継続したか否かにより、点火の成否を検出した。しかしながら、これに加えて、点火プラグ１２の電極間に印加される点火電圧を加味してもよい。これにより、点火放電の結果として筒内ガスに供給されたエネルギー量に基づいて、点火の成否を検出することができるため、その検出誤差を更に抑制することができる。また、上記各実施形態では、点火処理継続電流値Ｉj1及び基準電流値Ｉj2を同一値に設定した。しかしながら、点火処理継続電流値Ｉj1を放電維持電流値以上かつ基準電流値Ｉj2以下の値に設定してもよい。
【００７０】
また、上記各実施形態では、容量型の点火装置を例示したが、本発明は誘導型の点火装置やそれらの方式を組み合わせた点火装置にも適用することができる。また、上記各実施形態では、１回の燃焼行程につき点火用トランジスタ１７の開閉を繰り返す多重放電式の点火システムを例示したが、本発明は１回の燃焼行程につき点火用トランジスタ１７を１回だけ開閉する点火システムにも適用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００７１】
【図１】点火制御システムの概略構成を示す図。
【図２】多重放電制御の一例を示す図。
【図３】点火検出部を示す図。
【図４】第１実施形態の多重放電制御を示す図。
【図５】点火検出部の出力回路を示す図。
【図６】第２実施形態の多重放電制御を示す図
【符号の説明】
【００７２】
１０…ＥＣＵ、１１…点火装置、１２…点火プラグ、１３…点火コイル、１４…一次コイル、１５…二次コイル、１６…電源部、１７…点火用トランジスタ（スイッチ部）、１８…バッテリ、１９…エネルギー蓄積コイル、２０…昇圧用トランジスタ、２１…ダイオード、２２…点火用コンデンサ、２３…駆動制御部、２４…抵抗器。
【図１】
2009052435.tif 000003
【図２】
2009052435.tif 000004
【図３】
2009052435.tif 000005
【図４】
2009052435.tif 000006
【図５】
2009052435.tif 000007
【図６】
2009052435.tif 000008