(57)【要約】【課題】誘導放電方式における点火コイルの一次コイルへの通電を制御するにあたり、通電開始時期及び点火時期の少なくとも一方が理想の時期からずれてしまうことの抑制を図った点火制御装置及び点火制御システムを提供する。【解決手段】一次コイルへの通電開始時期、及びその通電を遮断して点火させる点火時期を通電開始前に演算し（演算手段）、その演算後のスロットル開度（運転状態）の変化に基づき前記両時期を再演算する（再演算手段）。これにより、最初に両時期を演算してから点火時期までの間にスロットル開度が変化しても、その開度変化は再演算により一次コイルの通電制御に反映されることとなるので、演算結果が理想の時期からずれてしまうことを抑制できる。【選択図】      図４
2009041506.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
点火コイルの一次コイルに通電した後、その通電を遮断することにより前記点火コイルの二次コイルにて逆起電力を発生させ、その逆起電力により点火プラグで火花放電させる誘導放電方式の内燃機関用点火装置に適用され、当該点火装置の作動を制御する点火制御装置において、
前記一次コイルへの通電を開始する通電開始時期及びその通電を遮断して火花放電させる点火時期を、前記内燃機関の運転状態に基づき、前記通電開始時期の前に演算する演算手段と、
前記演算手段による演算が実行された後の前記内燃機関の運転状態に基づき、前記通電開始時期及び前記点火時期の少なくとも一方を再演算する再演算手段と、
前記再演算手段による再演算結果に基づき、前記一次コイルへの通電を制御する制御手段と、
を備えることを特徴とする点火制御装置。
【請求項２】
前記再演算手段の再演算に用いられる前記運転状態とは、前記内燃機関の出力軸の回転速度、及び前記内燃機関の負荷の少なくとも一方の状態であ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】
前記内燃機関の出力軸の回転速度を検出する回転角センサからの出力信号に基づき、前記出力軸が所定角度回転する毎にオンオフが切り換わるパルス信号を生成するパルス信号生成手段を備え、
前記再演算手段は、前記パルス信号のオンオフが切り換わるタイミング毎に、前記再演算を実行することを特徴とする請求項１又は２に記載の点火制御装置。
【請求項４】
前記再演算手段の再演算に用いられる前記運転状態を検出する検出手段による検出結果を取得するタイミングを、前記再演算手段により再演算を実行するタイミングと同期させることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１つに記載の点火制御装置。
【請求項５】
前記再演算手段は、前記通電開始時期の後から前記点火時期までの通電時間中の前記運転状態に基づき、前記通電時間中に前記点火時期について前記再演算を実行することを特徴とする請求項１〜４のいずれか１つに記載の点火制御装置。
【請求項６】
前記内燃機関の燃焼室に吸気を導入する吸気通路の開度を調整して吸気流量を調整する吸気流量調整手段の開度を、前記運転状態として適用していることを特徴とする請求項４又は５に記載の点火制御装置。
【請求項７】
前記再演算手段により再演算された前記点火時期がその再演算時点で既に経過している場合には、前記制御手段は即座に前記一次コイルへの通電を遮断させることを特徴とする請求項１〜６のいずれか１つに記載の点火制御装置。
【請求項８】
前記再演算手段により再演算された前記通電開始時期から前記点火時期までの通電時間が、前記点火プラグで火花放電させるに必要な最低限の電力を得るための最低限時間より短いか否かを判定する判定手段を備え、
前記再演算による前記通電時間が前記最低限時間より短いと判定された場合には、前記制御手段は、前記最低限時間を確保させるように前記一次コイルへの通電を遮断させる時期を前記再演算された前記点火時期よりも強制的に遅らせることを特徴とする請求項１〜７のいずれか１つに記載の点火制御装置。
【請求項９】
点火用コンデンサに充電した後、その充電による電荷を点火コイルの一次コイルへ放電することにより前記点火コイルの二次コイルにて高電圧を発生させ、その高電圧により点火プラグで火花放電させるコンデンサ放電方式の内燃機関用点火装置に適用され、当該点火装置の作動を制御する点火制御装置において、
前記点火用コンデンサへの充電を開始する充電開始時期及びその充電電荷を前記一次コイルへ放電して火花放電させる点火時期を、前記内燃機関の運転状態に基づき、前記充電開始時期の前に演算する演算手段と、
前記演算手段による演算が実行された後の前記内燃機関の運転状態に基づき、前記充電開始時期及び前記点火時期の少なくとも一方を再演算する再演算手段と、
前記再演算手段による再演算結果に基づき、前記点火用コンデンサの充放電を制御する制御手段と、
を備えることを特徴とする点火制御装置。
【請求項１０】
請求項１〜９のいずれか１つに記載の点火制御装置と、
前記点火制御装置により制御されて電圧を昇圧する点火コイル、及び前記点火コイルにより昇圧された電圧により火花放電する点火プラグの少なくとも一方と、
を備えることを特徴とする点火制御システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、内燃機関の運転状態に応じた点火時期となるよう、点火コイルへの通電を制御する内燃機関の点火制御装置及び点火制御システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
点火式エンジン（内燃機関）の点火方式には誘導放電方式と呼ばれるものがあり、当該方式では、点火コイルの一次コイルに通電した後、その通電を遮断することにより二次コイルにて相互誘導作用による逆起電力を発生させ、その逆起電力により点火プラグで火花放電させる。そして、特許文献１に記載の点火制御装置では、一次コイルへの通電を開始する通電開始時期及びその通電を遮断して火花放電させる通電遮断時期（つまり点火時期）を演算し、その演算結果に従って一次コイルへの通電を制御している。
【０００３】
次に、これら通電開始時期及び点火時期をどのように演算するかの一例を説明する。通電開始時期から点火時期までの通電時間が短いと十分な逆起電力を発生させることができず、火花放電できずに失火してしまうおそれがある。よって、バッテリの電圧値等に基づき十分な通電時間を確保できるよう通電時間を演算する。また、点火時期については、エンジンの運転状態（例えばエンジン回転速度やエンジンのノッキング状態）に基づき最適点火時期（ＭＢＴ：Minimum advance for the Best Torque）に近づくよう演算する。したがって、通電開始時期については、上述の如く演算された点火時期及び通電時間により決定されることとなる。
【０００４】
これらの通電開始時期及び点火時期は、通電開始に先立ち、通電開始前のエンジン運転状態に基づき上述の如く演算される。そして、当該演算結果に基づき一次コイルへの通電を制御する。なお、上記両時期の演算処理の開始時期は、当該演算処理に要する処理時間を考慮して設定されており、具体的には、予め設定されたクランク角度（例えば、燃焼行程を開始するＴＤＣより３９０℃Ａ前、つまり排気行程中）のタイミングで演算処理を開始させるのが一般的である。前記設定のクランク角度は、エンジン回転速度が想定される最大の回転速度である場合であっても通電開始時期までに演算処理が終了できるように設定されている。
【特許文献１】特開平５−３１２１２９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら上記従来の点火制御装置では、通電開始時期及び点火時期を演算した後から点火時期までの間にエンジン運転状態が変化すると、その変化を一次コイルの通電制御に反映させることができないので、演算結果が理想の時期からずれてしまう。
【０００６】
そのため、例えば点火時期が進角側（時期を早くする側）にずれた場合にはノッキングが生じやすくなり、遅角側（時期を遅くする側）にずれた場合にはエンジン出力効率の低下やエミッション悪化等を招いてしまう。また、通電開始時期が進角側にずれた場合には一次コイルへの通電時間が過剰となり一次コイルその他の回路部品の低寿命化を招き、遅角側にずれた場合には十分な逆起電力を発生させることができずに失火のおそれが生じる。
【０００７】
なお、このような問題は上記誘導放電方式に限らず以下に説明するコンデンサ放電方式においても同様に生じる。当該コンデンサ放電方式では、点火用コンデンサに充電した後、その充電による電荷を一次コイルに放電することにより二次コイルに点火用の高電圧を発生させ、その高電圧により点火プラグで火花放電させる。この方式の場合には、点火用コンデンサへの充電を開始する充電開始時期、及び一次コイルに放電する放電開始時期（つまり点火時期）を、上述の通電開始時期及び通電遮断時期（点火時期）と同様の考え方で演算する。そして、当該演算結果に基づき点火用コンデンサの充放電を制御する。
【０００８】
これらの充電開始時期及び点火時期は、充電開始に先立ち、充電開始前のエンジン運転状態に基づき演算される。よって、充電開始時期及び点火時期を演算した後から点火時期までの間にエンジン運転状態が変化すると、その変化を点火用コンデンサの充放電制御に反映させることができないので、演算結果が理想の時期からずれてしまう。
【０００９】
本発明は、上記課題を解決するためになされたものであり、その目的は、誘導放電方式における点火コイルの一次コイルへの通電を制御するにあたり、通電開始時期及び点火時期の少なくとも一方が理想の時期からずれてしまうことの抑制を図った点火制御装置及び点火制御システムを提供することにある。
【００１０】
また、本発明の他の目的は、コンデンサ放電方式における点火用コンデンサへの充放電を制御するにあたり、充電開始時期及び点火時期の少なくとも一方が理想の時期からずれてしまうことの抑制を図った点火制御装置及び点火制御システムを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
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記載する。
【００１２】
請求項１記載の発明では、点火コイルの一次コイルに通電した後、その通電を遮断することにより前記点火コイルの二次コイルにて逆起電力を発生させ、その逆起電力により点火プラグで火花放電させる誘導放電方式の内燃機関用点火装置に適用され、当該点火装置の作動を制御する点火制御装置において、前記一次コイルへの通電を開始する通電開始時期及びその通電を遮断して火花放電させる点火時期を、前記内燃機関の運転状態に基づき、前記通電開始時期の前に演算する演算手段と、前記演算手段による演算が実行された後の前記内燃機関の運転状態に基づき、前記通電開始時期及び前記点火時期の少なくとも一方を再演算する再演算手段と、前記再演算手段による再演算結果に基づき、前記一次コイルへの通電を制御する制御手段と、を備えることを特徴とする。
【００１３】
これによれば、通電開始時期及び点火時期を通電開始時期の前に演算し（演算手段）、その演算後の内燃機関の運転状態に基づき前記両時期の少なくとも一方を再演算する（再演算手段）ので、最初に両時期を演算してから点火時期までの間に内燃機関の運転状態が変化しても、その変化は再演算により一次コイルの通電制御に反映されることとなるので、演算結果（通電開始時期及び点火時期の少なくとも一方）が理想の時期からずれてしまうことを抑制できる。
【００１４】
よって、両時期のうち例えば点火時期を再演算する場合には、点火時期が進角側にずれることによるノッキングを抑制できるとともに、遅角側にずれることによるエンジン出力効率低下及びエミッション悪化等を抑制できる。また、例えば通電開始時期を再演算する場合には、通電開始時期が進角側にずれることによる一次コイル通電時間が過剰になることを回避して一次コイル等の回路部品の低寿命化を抑制できるとともに、遅角側にずれることによる逆起電力不足を回避して失火のおそれを抑制できる。
【００１５】
請求項２記載の発明では、前記再演算手段の再演算に用いられる前記運転状態とは、前記内燃機関の出力軸の回転速度（エンジン回転速度）、及び前記内燃機関の負荷の少なくとも一方の状態であることを特徴とする。例えば、エンジン回転速度が大きい場合又は負荷が大きい場合には点火時期を進角させ、エンジン回転速度が小さい場合又は負荷が小さい場合には点火時期を遅角させることが望ましい。なお、前記負荷は、スロットル開度、吸気圧、吸気量、運転者によるアクセル操作量等に基づき算出して好適である。
【００１６】
請求項３記載の発明では、前記内燃機関の出力軸の回転速度を検出する回転角センサからの出力信号に基づき、前記出力軸が所定角度回転する毎にオンオフが切り換わるパルス信号を生成するパルス信号生成手段を備え、前記再演算手段は、前記パルス信号のオンオフが切り換わるタイミング毎に、前記再演算を実行することを特徴とする。特に、再演算に用いられる運転状態として少なくともエンジン回転速度を含む場合に本発明を用いれば、次に説明するように好適である。
【００１７】
すなわち、エンジン回転速度は、回転角センサからの出力値に基づき生成されるパルス信号に基づき算出されることに起因して、前記パルス信号の立ち上がりと立ち下がりが切り換わるタイミング（オンオフが切り換わるタイミング）で算出されるのが一般的である。よって、エンジン回転速度に基づく再演算処理を前記パルス信号のオンオフが切り換わるタイミング毎に実行する本発明によれば、エンジン回転速度の算出処理と再演算処理とが同期することとなるため、最初に両時期を演算してから点火時期までの間にて生じたエンジン回転速度（運転状態）の算出値の変化を、再演算結果に即座に反映できる。よって、演算結果が理想の時期からずれてしまうことをより一層抑制できる。
【００１８】
因みに、請求項３記載の発明とは別の前記再演算手段として、所定時間毎（例えばマイクロコンピュータの演算周期毎）に前記再演算を実行することが挙げられる。
【００１９】
請求項４記載の発明では、前記再演算手段の再演算に用いられる前記運転状態を検出する検出手段による検出結果を取得するタイミングを、前記再演算手段により再演算を実行するタイミングと同期させることを特徴とする。これによれば、検出手段の検出結果を取得する処理と再演算処理とが同期することとなるため、最初に両時期を演算してから点火時期までの間にて生じた検出結果（運転状態）の変化を、再演算結果に即座に反映できる。よって、演算結果が理想の時期からずれてしまうことをより一層抑制できる。
【００２０】
例えば、エンジン回転速度及びエンジン負荷の両状態（内燃機関の運転状態）に基づき再演算を実行する場合に本発明を用いれば、次に説明するように好適である。すなわち、エンジン回転速度については、回転角センサからのパルス信号を取得したタイミングで算出されるのが一般的であることは前述した通りであるが、エンジン負荷（例えばスロットル開度）の検出結果を取得するタイミングを、前記パルス信号を取得するタイミング（つまり再演算するタイミング）と同期させれば、最初に両時期を演算してから点火時期までの間にて生じたスロットル開度（検出結果）の変化を、再演算結果に即座に反映できる。因みに、検出手段の検出結果を取得する処理の具体例としては、検出手段（センサ）から出力されたアナログ信号をデジタル信号にＡＤ変換処理ことが挙げられる。
【００２１】
請求項５記載の発明では、前記再演算手段は、前記通電開始時期の後から前記点火時期までの通電時間中の前記運転状態に基づき、前記通電時間中に前記点火時期について前記再演算を実行することを特徴とする。これによれば、前記通電開始時期の後に生じた通電時間中の運転状態の変化についても再演算結果に反映できる。
【００２２】
請求項６記載の発明では、前記内燃機関の燃焼室に吸気を導入する吸気通路の開度を調整して吸気流量を調整する吸気流量調整手段の開度を、前記運転状態として適用していることを特徴とする。これによれば、最初に両時期を演算してから点火時期までの間に吸気流量調整手段の開度を変化させている場合であっても、その開度変化を再演算結果に反映させることができ、好適である。
【００２３】
請求項７記載の発明では、前記再演算手段により再演算された前記点火時期がその再演算時点で既に経過している場合には、前記制御手段は即座に前記一次コイルへの通電を遮断させることを特徴とする。本発明は次のケースを想定している。すなわち、前回の演算（又は再演算）による点火時期がその演算時点ではまだ経過していなかったため再演算を行ったところ、今回の再演算による点火時期が前回結果よりも進角しており、しかも、その再演算による点火時期が既に経過しているケースである。このようなケースにおいて本発明では即座に一次コイルへの通電を遮断させるので、実際の点火時期が演算結果による理想の時期から遅れてしまうことを最小限にできる。
【００２４】
請求項８記載の発明では、前記再演算手段により再演算された前記通電開始時期から前記点火時期までの通電時間が、前記点火プラグで火花放電させるに必要な最低限の電力を得るための最低限時間より短いか否かを判定する判定手段を備え、前記再演算による前記充電時間が前記最低限時間より短いと判定された場合には、前記制御手段は、前記最低限時間を確保させるように前記一次コイルへの通電を遮断させる時期を前記再演算された前記点火時期よりも強制的に遅らせることを特徴とする。
【００２５】
これによれば、点火プラグで火花放電させるに必要な最低限の電力を得るための最低限時間を通電時間として確保できるので、失火のおそれを抑制でき好適である。本発明は特に以下のケースにおいて効果を発揮する。すなわち、通電開始時期前に行った前回の演算（又は再演算）による通電開始時期がその演算時点ではまだ経過していなかったため再演算を行ったところ、今回の再演算による点火時期が前回結果よりも進角しており、かつ、その再演算による通電開始時期が既に経過しており、しかも、これらの両時期によれば最低限時間を確保できないケースである。本発明によればこのようなケースにおいて点火時期を強制的に遅らせて（遅角させて）充電時間を確保するので、失火のおそれを抑制でき好適である。
【００２６】
請求項９記載の発明では、点火用コンデンサに充電した後、その充電による電荷を点火コイルの一次コイルへ放電することにより前記点火コイルの二次コイルにて高電圧を発生させ、その高電圧により点火プラグで火花放電させるコンデンサ放電方式の内燃機関用点火装置に適用され、当該点火装置の作動を制御する点火制御装置において、前記点火用コンデンサへの充電を開始する充電開始時期及びその充電電荷を前記一次コイルへ放電して火花放電させる点火時期を、前記内燃機関の運転状態に基づき、前記充電開始時期の前に演算する演算手段と、前記演算手段による演算が実行された後の前記内燃機関の運転状態に基づき、前記充電開始時期及び前記点火時期の少なくとも一方を再演算する再演算手段と、前記再演算手段による再演算結果に基づき、前記点火用コンデンサの充放電を制御する制御手段と、を備えることを特徴とする。
【００２７】
これによれば、充電開始時期及び点火時期を充電開始時期の前に演算し（演算手段）、その演算後の内燃機関の運転状態に基づき前記両時期の少なくとも一方を再演算する（再演算手段）ので、最初に両時期を演算してから点火時期までの間に内燃機関の運転状態が変化しても、その変化は再演算により点火用コンデンサの充放電制御に反映されることとなるので、演算結果（充電開始時期及び点火時期の少なくとも一方）が理想の時期からずれてしまうことを抑制できる。
【００２８】
よって、両時期のうち例えば点火時期を再演算する場合には、点火時期が進角側にずれることによるノッキングを抑制できるとともに、遅角側にずれることによるエンジン出力効率低下及びエミッション悪化等を抑制できる。また、例えば充電開始時期を再演算する場合には、充電開始時期が進角側にずれることによる充電時間が過剰になることを回避して点火用コンデンサ等の回路部品の低寿命化を抑制できるとともに、遅角側にずれることによる放電電荷不足を回避して失火のおそれを抑制できる。
【００２９】
なお、本発明も請求項１記載の発明と同様にして、請求項２〜８のいずれか１つに記載の技術的思想を適用できるとともに、上述の各種効果を同様に発揮することができる。
【００３０】
請求項１０記載の発明では、上記発明にかかる点火制御装置と、前記点火制御装置により制御されて電圧を昇圧する点火コイル、及び前記点火コイルにより昇圧された電圧により火花放電する点火プラグの少なくとも一方と、を備えることを特徴とする点火制御システムである。この点火制御システムによれば、上述の各種効果を同様に発揮することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３１】
以下、本発明に係る内燃機関の点火制御システムを具体化した各実施形態について、図面を用いて説明する。なお、以下の各実施形態が対象とする内燃機関は、４輪自動車に搭載されて走行駆動源として機能するものである。
【００３２】
（第１の実施形態）
図１は誘導放電方式の点火制御システムを示すブロック図であり、当該点火制御システムは、点火制御装置として機能するエンジンＥＣＵ１０、点火コイル２０及び点火プラグ３０を備えて構成されている。なお、内燃機関が複数の気筒を有する場合には、点火コイル２０及び点火プラグ３０は複数気筒のそれぞれに設けられる。
【００３３】
点火コイル２０は、制御回路２１と、駆動素子２２と、１次コイル２３と、２次コイル２４とを含む。１次コイル２３と２次コイル２４とは接近して設けられる。具体的には、１次コイル２３を取り囲むように２次コイル２４を設けてもよいし、巻線の巻回方向に両コイルを直列に設けてもよいし、１次コイル２３および２次コイル２４を対向するように設けてもよい。
【００３４】
１次コイル２３の一方端は、リレー４１を介してバッテリ４０に接続される。バッテリ４０は、例えば１２Ｖの直流電源であるが、特にこれに限定されるものではない。リレー４１は、エンジンＥＣＵ１０から出力される電源制御信号に基づいて、１次コイル２３とバッテリ４０との電気接続を導通状態と遮断状態とに切り換える。１次コイル２３の他方端は、駆動素子２２を介してアース接続される。制御回路２１は、１次コイル２３および駆動素子２２と並列に接続されており、リレー４１が導通状態となると、バッテリ４０から電力の供給を受ける。２次コイル２４の一方端は、逆流防止用のダイオードを介して１次コイル２３の一方端に接続される。２次コイル２４の他方端は、点火プラグ３０に接続される。
【００３５】
制御回路２１は、エンジンＥＣＵ１０からの点火指示に基づいて、駆動素子２２に対して駆動信号を出力する。駆動素子２２は、例えばパワートランジスタであって、駆動信号に応じて１次コイル２３とアースとの電気接続を導通状態と遮断状態とに切り換える。
【００３６】
また、制御回路２１は、図示しない電圧センサにより１次コイル２３に印加される電圧値を検知し、検知した電圧値に基づき異常状態を検出する。具体的には、エンジンＥＣＵ１０から点火指示の出力後に、検知した電圧値が予め定められた値以下であると、１次コイル２３に電流が流れていない異常状態であると制御回路２１は判断して、エンジンＥＣＵ１０にフェール信号を出力する。あるいは、エンジンＥＣＵ１０から点火指示が出力されていないにも拘わらず予め定められた値以上であると、駆動素子２２がオン故障するなどの異常状態であると制御回路２１は判断して、エンジンＥＣＵ１０にフェール信号を出力する。
【００３７】
運転者により図示しないイグニッションスイッチがオンされると、エンジンＥＣＵ１０に電源が供給される。そして、エンジンＥＣＵ１０から電源制御信号が出力されて、リレー４１が導通状態となる。
【００３８】
リレー４１が導通状態である時に、エンジンＥＣＵ１０から制御回路２１に点火指示が出力されると、制御回路２１は、駆動素子２２に対して駆動信号を出力する。制御回路２１が駆動素子２２に駆動信号を出力すると、１次コイル２３とアースとが導通状態となり、１次コイル２３が通電する。そして、制御回路２１が駆動素子２２への駆動信号の出力を停止すると、１次コイル２３の通電が停止する。このとき、１次コイル２３には自己誘導作用により数百Ｖの電圧が発生する。１次コイル２３側の誘起電圧の発生によって相互誘導作用により２次コイル２４側には数十ｋＶの高電圧が誘起される。誘起された電圧により点火プラグ３０において火花放電が発生する。
【００３９】
エンジンの出力軸（クランク軸）の回転角度を検出するクランク角センサ５１（回転角センサ）は、検出値をエンジンＥＣＵ１０に出力する。パルス信号生成手段として機能するエンジンＥＣＵ１０は、入力された検出値を波形成形してパルス信号に変換し、変換されたパルス信号に基づきエンジン回転速度を算出する。エンジンＥＣＵ１０は、算出したエンジン回転速度に基づき、燃料噴射量、点火時期、スロットル開度等を制御する。
【００４０】
エンジンの燃焼室に吸気を導入する吸気通路の開度が図示しないスロットルバルブにより調整される。エンジンＥＣＵ１０は、スロットルバルブの作動を電子制御することによりスロットル開度を調整して、吸気流量を調整する。このようなスロットルバルブの作動量を検出する開度センサ５２は、検出値ＶＴＡ（アナログ信号）をエンジンＥＣＵ１０に出力する。エンジンＥＣＵ１０は、入力された検出値ＶＴＡをデジタル信号にＡＤ変換し、変換されたデジタル信号に基づきスロットル開度を算出する。
【００４１】
なお、エンジンＥＣＵ１０は、運転者によるアクセル操作量等に基づきスロットルバルブの作動を制御するにあたり、算出した実際のスロットル開度が目標開度に近づくよう、スロットルバルブの作動をフィードバック制御する。
【００４２】
エンジンＥＣＵ１０は、一次コイル２３への通電を開始する通電開始時期、及びその通電を遮断して点火プラグ３０で火花放電させる通電遮断時期（つまり点火時期）を演算する。そして、その演算結果に基づき一次コイル２３への通電を制御することで、点火制御を実行する。
【００４３】
以下、このような点火制御の処理内容を、図２及び図３に示すフローチャートに基づいて詳細に説明する。本処理はＥＣＵ１０内のマイクロコンピュータにより、クランク信号のパルス周期と同期して燃焼気筒毎に繰り返し実行される。なお、クランク角センサ５１の検出値が波形成形処理されることは前述の通りであるが、前記クランク信号とは波形成形後のパルス信号のことである。本実施形態では、クランク軸が１０℃Ａ回転する毎にパルスが発生するように設定されている。
【００４４】
また、図２に示す処理は一次コイル２３への通電が未だ開始されていない時に実行され、図３に示す処理は一次コイル２３への通電が開始されてからその通電が遮断されるまでの期間（通電時間）に実行される。
【００４５】
マイクロコンピュータに入力されるクランク信号のパルスオンをトリガとして図２の処理が実行されると、先ずステップＳ１０において、取得したクランク信号に基づきエンジン回転速度を算出する。続くステップＳ１２では、開度センサ５２から入力された検出値ＶＴＡ（アナログ信号）をデジタル信号にＡＤ変換し、変換されたデジタル信号に基づきスロットル開度を算出する。
【００４６】
次に、ステップＳ１４において、ステップＳ１０,Ｓ１２にて算出したエンジン回転速度及びスロットル開度に基づき、一次コイル２３への通電を遮断する通電遮断時期（つまり点火時期）を演算する。当該点火時期は基本的に、エンジンにてノッキングが生じない限界まで、最適点火時期ＭＢＴに近づくよう進角させるように演算される。
【００４７】
具体的には、マイコンに予め記憶されたマップＭ（図４（ｄ）参照）を用いて演算する。当該マップＭに記憶されている点火時期は、エンジン回転速度が大きいほど進角側に設定されるとともに、スロットル開度が大きいほど進角側に設定されている。なお、エンジン回転速度及びスロットル開度に加え、エンジン冷却水温度や吸気圧等に基づき点火時期を演算するようにしてもよい。
【００４８】
続くステップＳ１６では、一次コイル２３への通電を開始する通電開始時期を演算する。ここで、通電開始時期から点火時期までの通電時間が短いと十分な逆起電力を発生させることができず、火花放電できずに失火してしまうおそれがある。よって、バッテリ４０の電圧値に基づき十分な通電時間を確保する必要がある。この点を鑑み、ステップＳ１６では、ステップＳ１４にて演算された点火時期及びバッテリ４０の電圧値及びエンジン回転速度等に基づき、十分な通電時間を確保できるよう通電開始時期を演算する。
【００４９】
ステップＳ１４,Ｓ１６の１回目の処理（演算手段）により演算された点火時期及び通電開始時期は、目標時期としてセットされる。そして、２回目以降の処理（再演算手段）により演算（再演算）された両時期は、目標時期としてセットされた前回の演算結果である通電開始時期と、今回の演算結果である通電開始時期とが一致するか否かを判定する（ステップＳ２０）。一致していると判定（Ｓ２０：ＹＥＳ）された場合には、今回演算された通電開始時期をそのまま目標時期としてセットする（ステップＳ２２）。換言すれば、前回演算された通電開始時期を補正することなくそのまま目標時期としてセットしておく。
【００５０】
前回演算された通電開始時期と今回演算された通電開始時期とが一致しないと判定（Ｓ２０：ＮＯ）された場合には、今回演算された通電開始時期が現時点で既に経過した時期であるか否かを判定する（ステップＳ２４）。経過していないと判定（Ｓ２４：ＮＯ）された場合には、今回演算された通電開始時期をそのまま目標時期としてセットする（ステップＳ２６）。換言すれば、前回演算された通電開始時期を今回演算された通電開始時期となるよう進角又は遅角補正して、目標時期として再セットする。
【００５１】
今回演算された通電開始時期が現時点で既に経過していると判定（Ｓ２４：ＹＥＳ）された場合には、即座に一次コイル２３への通電を開始させるよう、前述した点火指示を制御回路２１に出力する（ステップＳ２８）。なお、ステップＳ２２,Ｓ２６にてセットされた通電開始時期に基づき、エンジンＥＣＵ１０は点火指示を制御回路２１に出力する。
【００５２】
ここで、図２に示す処理は、通電開始時期より前に、クランク信号のパルス周期と同期して繰り返し実行されることは上述した通りである。したがって、一次コイル２３への通電が実際に開始されるまでの間、ステップＳ１０,Ｓ１２の１回目の処理により算出された回転速度及びスロットル開度は、クランク信号のパルス周期毎に（クランク軸が１０℃Ａ回転する毎に）、繰り返し再算出されることとなる。
【００５３】
同様にして、ステップＳ１４,Ｓ１６の１回目の処理により演算された点火時期及び通電開始時期は、クランク信号のパルス周期毎に（クランク軸が１０℃Ａ回転する毎に）、新たに算出された回転速度及びスロットル開度に基づき繰り返し再演算されることとなる。
【００５４】
次に、一次コイル２３への通電時間中に実行される図３の処理を説明する。マイクロコンピュータに入力されるクランク信号のパルスオンをトリガとして図３の処理が実行されると、ステップＳ１１〜Ｓ１７において、図２のステップＳ１０〜Ｓ１６と同様の処理を行う。なお、図３のステップＳ１１，Ｓ１３の算出処理は、図２のステップＳ１０，Ｓ１２の算出処理に対して再度算出する処理であり、図３のステップＳ１５，Ｓ１７の演算処理は、図２のステップＳ１４，Ｓ１６の演算処理に対して再度演算する処理であると言える。
【００５５】
ステップＳ１５,Ｓ１７の１回目の処理により演算された点火時期及び通電開始時期は、目標時期としてセットされる。そして、２回目以降の処理により演算（再演算）された両時期は、目標時期としてセットされた前回の演算結果である点火時期と、今回の演算結果である点火時期とが一致するか否かを判定する（ステップＳ３０）。一致していると判定（Ｓ３０：ＹＥＳ）された場合には、今回演算された点火時期をそのまま目標時期としてセットする（ステップＳ３２）。換言すれば、前回演算された点火時期を補正することなくそのまま目標時期としてセットしておく。
【００５６】
前回演算された点火時期と今回演算された点火時期とが一致しないと判定（Ｓ３０：ＮＯ）された場合には、今回演算された点火時期が現時点で既に経過した時期であるか否かを判定する（ステップＳ３４）。経過していないと判定（Ｓ３４：ＮＯ）された場合には、今回演算された点火時期をそのまま目標時期として仮セットする（ステップＳ３６）。換言すれば、前回演算された点火時期を今回演算された点火時期となるよう進角又は遅角補正して、目標時期として仮に再セットする。
【００５７】
その後、ステップＳ３８において、既に実行された通電開始時期から仮点火時期までの通電時間が、点火プラグ３０で火花放電させるに必要な最低限の電力を得るための最低限時間より短いか否かを判定する。
【００５８】
通電時間が最低限時間以上であり最低限時間を確保していると判定（Ｓ３８：ＹＥＳ）された場合には、ステップＳ３６にて仮セットされた点火時期をそのまま目標時期として正規にセットする（ステップＳ４０）。通電時間が最低限時間を確保していないと判定（Ｓ３８：ＮＯ）された場合には、通電時間が最低限時間を確保できるように、ステップＳ３６にて仮セットされた点火時期よりも強制的に遅らせた点火時期を目標時期としてセットする（ステップＳ４２）。
【００５９】
一方、ステップＳ３４において、今回演算された点火時期が現時点で既に経過していると判定（Ｓ３４：ＹＥＳ）された場合には、ステップＳ４４に進み、既に実行された通電開始時期から仮点火時期までの通電時間が、点火プラグ３０で火花放電させるに必要な最低限の電力を得るための最低限時間より短いか否かを判定する。
【００６０】
通電時間が最低限時間以上であり最低限時間を確保していると判定（Ｓ４４：ＹＥＳ）された場合には、即座に一次コイル２３への通電を遮断させるよう、前述した点火指示を制御回路２１に出力する（ステップＳ４６）。なお、ステップＳ３２，Ｓ４０,Ｓ４２，Ｓ４８にてセットされた点火時期に基づき、エンジンＥＣＵ１０は点火指示を制御回路２１に出力する。通電時間が最低限時間を確保していないと判定（Ｓ４４：ＮＯ）された場合には、通電時間が最低限時間を確保できるように、ステップＳ１４にて今回演算された点火時期よりも強制的に遅らせた点火時期を目標時期としてセットする（ステップＳ４８）。
【００６１】
ここで、図３に示す処理は、一次コイル２３への通電時間中に、クランク信号のパルス周期と同期して繰り返し実行されることは上述した通りである。したがって、一次コイル２３への通電時間中、ステップＳ１１,Ｓ１３の１回目の処理により算出された回転速度及びスロットル開度は、クランク信号のパルス周期毎に（クランク軸が１０℃Ａ回転する毎に）、繰り返し再算出されることとなる。
【００６２】
同様にして、ステップＳ１５,Ｓ１７の１回目の処理により演算された点火時期及び通電開始時期は、一次コイル２３への通電時間中、クランク信号のパルス周期毎に（クランク軸が１０℃Ａ回転する毎に）、新たに算出された回転速度及びスロットル開度に基づき繰り返し再演算されることとなる。
【００６３】
図４は、図２及び図３の処理によりセットされた通電開始時期及び点火時期に基づき一次コイル２３への通電を制御した場合における一態様を例示したタイミングチャートである。図４（ａ）はクランク信号のパルス周期を示し、図中の符号ｔ１〜ｔ６は１０℃Ａ毎に発生するパルスの立ち上がり時期を示す。図４（ｂ）は、エンジンＥＣＵ１０から制御回路２１に出力される点火指示を示す。当該点火指示は通電開始時期及び点火時期を情報として含むパルス信号であり、パルスオン時点ｔａが通電開始時期開始を示し、パルスオフ時点ｔｂが点火時期を示し、パルスオン時間Ｔｏｎが通電時間を示す。図４（ｃ）はスロットル開度の実際の変化を示す。図４（ｄ）は、エンジン回転速度及びスロットル開度に基づき点火時期が設定された前述のマップＭを示す。
【００６４】
先ず、通電開始時期ｔａ前の時期では、クランク信号のパルスオンｔ１，ｔ２のタイミングで図２の処理が実行される。具体的には、ｔ１のタイミングで、回転速度及びスロットル開度の１回目の算出（Ｓ１０，Ｓ１２）が実行されるとともに、通電開始時期及び点火時期の１回目の演算（Ｓ１４，Ｓ１６）が実行される。
【００６５】
Ｓ１４，Ｓ１６による１回目の演算開始時期は、当該演算処理に要する処理時間を考慮して設定されており、具体的には、予め設定されたクランク角度（例えば、燃焼行程を開始するＴＤＣより３９０℃Ａ前、つまり排気行程中）のタイミングで演算処理を開始させる。換言すれば、図２の処理は、クランク角度が予め設定した角度になったことをトリガとして実行される。
【００６６】
次に、ｔ２のタイミングで、２回目の算出（Ｓ１０，Ｓ１２）及び演算（Ｓ１４，Ｓ１６）が実行される。図４（ｂ）の例では、ｔ２のタイミングで演算された通電開始時期に基づき通電を開始した結果、通電開始時期ｔａがｔ３のタイミングより前となっている。
【００６７】
次に、通電開始時期ｔａ後の通電時間中では、クランク信号のパルスオンｔ３，ｔ４，ｔ５，ｔ６のタイミングで図３の処理が実行される。具体的には、ｔ３のタイミングで、３回目の算出（Ｓ１１，Ｓ１３）及び演算（Ｓ１５，Ｓ１７）が実行され、その後、ｔ４，ｔ５，ｔ６のタイミングで、４回目、５回目、６回目の算出（Ｓ１１，Ｓ１３）及び演算（Ｓ１５，Ｓ１７）が実行される。図４（ｂ）の例では、ｔ６のタイミングで演算された点火時期に基づき通電遮断を実行した結果、点火時期ｔｂがｔ７のタイミングより前となっている。
【００６８】
図４（ｃ）に示す例ではｔ５からｔ６の間にスロットル開度が変化しているため、ｔ５のタイミングで演算された点火時期が図４（ｂ）中の点線で示すｔｂ１のタイミングであったとしても、ｔ６のタイミングで演算された点火時期はｔｂ１よりも進角した時期ｔｂとなる。よって、ｔ６の再演算による点火時期ｔｂに基づき点火プラグ３０で火花放電させるよう制御される。
【００６９】
図５は、従来の点火制御による一態様を例示したタイミングチャートであり、図４との違いを以下に説明する。従来の点火制御では、通電開始時期及び点火時期の演算をｔ１のタイミングで１回のみ実行する。したがって、従来制御においては、演算時点ｔ１から実際に通電を開始するまでの間にスロットル開度が大きくなるよう変化しているので、その変化を反映した時期ｔａよりも遅角した時期ｔａ’で通電が開始されるとともに、前記変化を反映した時期ｔｂよりも遅角した時期ｔｂ’で点火することとなる。
【００７０】
これに対し本実施形態に係る点火制御では、通電開始時期及び点火時期の演算を、ｔ１のタイミングで実行した後ｔ２〜ｔ６の各々のタイミングで再演算する。そのため、１回目の演算時点ｔ１から実際に通電を開始するまでの間のスロットル開度変化を反映した時期ｔａで通電を開始できるとともに、前記スロットル開度変化を反映した時期ｔｂで点火できる。よって、実際の通電開始時期及び点火時期が、演算時点ｔ１以降のスロットル開度変化を反映した理想の時期に近づけることができる。そのため、点火時期が理想時期からずれることによるノッキング、エンジン出力効率低下及びエミッション悪化を抑制できるとともに、通電開始時期が理想時期からずれることによる一次コイル２３等の低寿命化や失火のおそれを抑制できる。
【００７１】
また、図５に示すように、従来の点火制御では、開度センサ５２から入力された検出値ＶＴＡをデジタル信号にＡＤ変換し、変換されたデジタル信号に基づきスロットル開度を算出する処理を、マイコンの演算周期（例えば４ｍｓｅｃ）で実行する。これに対し本実施形態の点火制御では、上記ＡＤ変換及びスロットル開度算出処理（ステップＳ１２）を、クランク信号のパルス周期で実行する。つまり、エンジン回転速度算出処理（ステップｓ１０）と同期して実行する。そのため、スロットル開度の変化を、再演算結果に即座に反映できる。よって、演算結果が理想の時期からずれてしまうことをより一層抑制できる。
【００７２】
また、本実施形態によれば、ステップＳ４０，Ｓ４２，Ｓ４６，Ｓ４８にて点火時期を再セットするにあたり、ステップＳ１４にて再演算した点火時期が、点火プラグ３０で火花放電させるに必要な最低限の電力を得るための最低限時間を確保できているか否かを判定し（ステップＳ３８，Ｓ４４）、最低限時間を確保できていない場合には演算結果に対して強制的に遅らせた点火時期を目標時期としてセットするので、失火のおそれを抑制でき好適である。
【００７３】
（第２の実施形態）
上記第１の実施形態では、誘導放電方式の点火制御システムについて本発明を適用させているが、本実施形態では、図６に示すコンデンサ放電方式の点火制御システムについて本発明を適用させている。
【００７４】
図６に示す回路の作動を簡単に説明すると、エンジンＥＣＵ１０によりサイリスタ２６へのゲート電流を遮断してターンオフさせた状態では、バッテリ４０の電力が点火用コンデンサ２５に充電される。その後、エンジンＥＣＵ１０によりサイリスタ２６へのゲート電流を流して符号ＩＡに示す如くターンオンさせることにより、点火用コンデンサ２５に充電された電荷が一次コイル２３に放電される。すると、一次コイル２３への瞬間的な放電により二次コイル２４にて高電圧が発生し、その高電圧により点火プラグ３０で火花放電することとなる。
【００７５】
したがって、上記第１の実施形態におけるエンジンＥＣＵ１０は、通電開始時期及び通電遮断時期（点火時期）を演算し、その演算結果に基づき一次コイル２３への通電を制御しているのに対し、本実施形態におけるエンジンＥＣＵ１０は、点火用コンデンサ２５への充電を開始する充電開始時期、及びその充電電荷を一次コイル２３へ放電して火花放電させる放電開始時期（点火時期）を演算し、その演算結果に基づき点火用コンデンサ２５の充放電を制御している。
【００７６】
本実施形態に係る充電開始時期の演算は、第１の実施形態に係る通電開始時期の演算と同じである。また、本実施形態に係る放電開始時期（点火時期）の演算は、第１の実施形態に係る通電遮断時期（点火時期）の演算と同じである。なお、第１の実施形態にて通電時間が最低限時間を確保するように制御するのと同様にして、本実施形態に係る点火用コンデンサ２５への充電時間においても最低限時間を確保するように制御して好適である。以上により、本実施形態においても第１の実施形態と同様の効果を発揮することができる。
【００７７】
（その他の実施形態）
本発明は上記実施形態の記載内容に限定されず、上記各実施形態の特徴的構造をそれぞれ任意に組み合わせるようにしてもよい。また、例えば次のように実施しても良い。
【００７８】
・上記実施形態では通電遮断時期（放電開始時期）及び点火時期の両時期を再演算するようにしているが、本発明の実施にあたり、両時期のうち少なくとも一方の時期を再演算するようにすればよい。
【００７９】
例えば、通電遮断時期（放電開始時期）についてはｔ１のタイミングでのみ演算して再演算せず、点火時期についてのみ再演算するようにしてもよい。この場合において、通電時間（充電時間）が最低限時間を確保できるように点火時期を目標時期としてセットすることが望ましい。また、点火時期についてはｔ１のタイミングでのみ演算して再演算せず、通電遮断時期（放電開始時期）についてのみ再演算するようにしてもよい。この場合においても、通電時間（充電時間）が最低限時間を確保できるように通電遮断時期（放電開始時期）を目標時期としてセットすることが望ましい。
【００８０】
・上記各実施形態では、点火時期を再演算するにあたり、ｔ１時点から点火時期までの期間のうち通電遮断時期の後にも点火時期を再演算しているが、点火時期の再演算をｔ１時点から通電遮断時期までの期間のみとしてもよい。
【００８１】
・上記各実施形態では、ステップＳ１２におけるＡＤ変換処理及びスロットル開度算出処理を、ステップＳ１４,Ｓ１６による両時期の演算処理と同期して実行するが、ＡＤ変換処理又はスロットル開度算出処理をマイコンの演算周期で実行してもよい。
【００８２】
・上記各実施形態では、エンジン回転速度及びスロットル開度の両パラメータに基づき再演算を実行しているが、少なくとも一方のパラメータに基づき再演算するようにしてもよい。
【００８３】
・ｔ１時点での１回目の演算及びｔ２時点以降の再演算を以下の（１），（２）のように実行してもよい。
【００８４】
（１）１回目の演算では、エンジン回転速度及びスロットル開度に基づきベース値を演算し、エンジン温度（冷却水温度）等に基づく補正項により前記ベース値を補正することで、通電遮断時期（放電開始時期）及び点火時期の両時期を演算する。２回目以降の再演算では、エンジン回転速度及びスロットル開度の少なくとも一方については最新の値（ｔ２以降で取得した値）を用い、補正項で用いる値は１回目の演算で用いた値をそのまま用いて両時期を演算する。これによれば、下記演算手法（２）に比べて演算処理負荷を軽減できる。なお、冷却水温度等の補正項は、エンジン回転速度及びスロットル開度に比べて短時間では大きく変化しない値であるため、補正項の値について１回目の演算で用いた値をそのまま用いても演算結果に与える影響は小さい。
【００８５】
（２）１回目の演算では、上述の如くベース値を補正することで両時期を演算し、２回目以降の再演算では、エンジン回転速度及びスロットル開度の少なくとも一方について最新の値を用いるとともに、補正項で用いる値についても最新の値（ｔ２以降で取得した値）を用いて両時期を演算する。これによれば、上記演算手法（１）に比べて演算結果を最適値に近づけることができる。
【００８６】
・ところで、エンジン回転速度が低速（例えばアイドル回転速度）の場合には、エンジン回転速度が短期間（例えばｔ１〜ｔ７の期間）で上昇と下降を繰り返すように変動する。すると、エンジン回転速度の基づき再演算しようとすると、再演算する毎に演算結果が大きく異なる結果となるため好ましくない。よって、このような低速運転時には複数回の再演算結果を平均化し、その平均化した演算結果に基づき点火制御して好適である。
【００８７】
・上記各実施形態では複数気筒のエンジンを対象として、複数の点火プラグ３０の制御を行っているが、単気筒エンジンを対象としてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００８８】
【図１】第１の実施形態に係る点火制御システムを示すブロック図。
【図２】一次コイルへの通電開始前に実行されるマイコン処理を説明するフローチャート。
【図３】一次コイルへの通電期間中に実行されるマイコン処理を説明するフローチャート。
【図４】図２及び図３の処理に基づき一次コイルへの通電を制御した場合における一態様を例示したタイミングチャート。
【図５】従来の点火制御による一態様を例示したタイミングチャート。
【図６】第２の実施形態に係る点火制御システムを示すブロック図。
【符号の説明】
【００８９】
１０…エンジンＥＣＵ（点火制御装置、制御手段）、２３…一次コイル、２４…二次コイル、２５…点火用コンデンサ、３０…点火プラグ、Ｓ１４，Ｓ１６…（演算手段、再演算手段）。
【図１】
2009041506.tif 000003
【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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