CN117120716A - 内燃机控制装置以及点火机构的控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明的目的在于抑制内燃机的冷起动时的烃的产生。本发明的内燃机控制装置具有对点火线圈输出通电信号(点火信号)的控制部。控制部至少在用于首次爆炸的燃料喷射后将第1周期的通电信号(失燃救济)输出至点火线圈，在点火成功(首次爆炸)后将比第1周期短的第2周期的通电信号(HC缸内后处理)输出至点火线圈。

Description

内燃机控制装置以及点火机构的控制方法

技术领域

本发明涉及一种内燃机控制装置以及点火机构的控制方法。

背景技术

近年来，随着废气限制的加强，业界在寻求提高内燃机中的排放催化剂(三元催化剂)的性能。在内燃机的排放催化剂中，使用有铂等昂贵的贵金属。因此，随着废气限制的加强，须使用大量贵金属以提高排放性能，从而导致排放催化剂的制造成本增加。

在这种内燃机中，在温度比外部空气温度低的冷起动时会产生大量的烃(Hydrocarbon：HC)。冷起动时产生烃的主要原因主要有两个。第一是缸内温度低导致燃料的气化推迟，一部分燃料在燃烧完成后才气化。在燃烧完成后气化的燃料保持未被氧化的状态而以烃的形式排出。第二是到点火时间为止气化的燃料减少，缸内的空燃比增大(燃料稀薄化)。在该情况下，要求点火能量增大，失燃增加，由此导致烃增加。因此，通过抑制冷起动时的烃的产生，能够减少排放催化剂中使用的贵金属的量，削减排放催化剂的制造成本。

然而在内燃机中，为了防止冷起动时的点火装置(火花塞)的点火不良(失燃)，会进行使冷起动时的燃料的喷射量增多的控制。结果，冷起动时的烃的产生量增加，从而难以削减排放催化剂的成本。

专利文献1中揭示了一种内燃机用点火装置，其在内燃机的1个燃烧循环中在与平常的点火正时不一样的时刻(燃料喷射开始前)进行多次点火，由此来防止火花塞电极的温度降低。

[现有技术文献]

[专利文献]

[专利文献1]国际公开第2019/087748号

发明内容

[发明要解决的问题]

然而，专利文献1揭示的内燃机点火装置无法实现缸内气体的加热。因此，无法改善燃料的气化延迟，从而无法减少失燃或者产生的烃。因而无法抑制内燃机的冷起动时的烃的产生，从而难以削减排放催化剂的制造成本。

本发明考虑到上述问题，其目的在于抑制内燃机的冷起动时的烃的产生。

[解决问题的技术手段]

为解决上述问题、达成本目的，本发明的内燃机控制装置对具备喷射器、火花塞、点火线圈以及控制部的内燃机进行控制，所述喷射器对汽缸内喷射燃料，所述火花塞具有配置于汽缸内的点火电极，所述点火线圈连接于火花塞，所述控制部对点火线圈输出通电信号。控制部至少在用于首次爆炸的燃料喷射后将第1周期的通电信号输出至所述点火线圈，在点火成功后将比所述第1周期短的第2周期的通电信号输出至所述点火线圈。

[发明的效果]

根据本发明，能够抑制内燃机的冷起动时的烃的产生。

附图说明

图1为表示一实施方式的内燃机的基本构成例的整体构成图。

图2为说明一实施方式的火花塞的局部放大图。

图3为说明一实施方式的内燃机的控制装置的功能构成的功能框图。

图4为说明排放浓度与空燃比的关系的图。

图5为说明一实施方式的包含点火线圈的电路的一例的电路图。

图6为多重点火的放电波形例。

图7为说明空燃比与要求点火能量的关系的图。

图8为以防止失燃为目的的点火信号控制的时间图的例子。

图9为以减少缸内产生的HC为目的的点火信号控制的时间图的例子。

图10为说明放电次数与HC排出量的关系的图。

图11为以解决防止失燃与减少HC的权衡为目的的放电周期切换控制的时间图的例子。

图12为表示本发明的放电周期切换处理的例子的流程图。

图13为说明一般的被动式点火线圈的充放电的时间分配的图。

具体实施方式

〈实施方式〉

下面，对实施方式例的内燃机控制装置进行说明。再者，各图中，对相同的构件标注的是同一符号。

[内燃机系统]

首先，对一实施方式的内燃机系统的构成进行说明。图1为表示本发明的一实施方式的内燃机的基本构成例的整体构成图。

图1所示的内燃机100可为单汽缸也可具有多个汽缸，而在实施方式中是例示具有4个汽缸的内燃机100来进行说明。

如图1所示，在内燃机100中，从外部抽吸的空气在空气滤清器110、进气管111、进气歧管112中流动。通过进气歧管112之后的空气在进气门151打开时流入各汽缸150。流入各汽缸150的空气量由节气门113加以调整。经节气门113调整后的空气量由流量传感器114加以测定。

节气门113上设置有检测节气门的开度的节气门开度传感器113a。由节气门开度传感器113a检测到的节气门113的开度信息输出至控制装置(Electronic Control Unit：ECU)1。

在本实施方式中，运用由电动机驱动的电子节气门作为节气门113。但作为本发明的节气门，只要能恰当地调整空气的流量，则也可运用其他方式的节气门。

流入到各汽缸150的气体的温度由进气温度传感器115加以检测。

在曲轴123上安装的齿圈120的径向外侧设置有曲轴角传感器121。曲轴角传感器121检测曲轴123的旋转角度。在本实施方式中，曲轴角传感器121检测每10°以及每一燃烧周期的曲轴123的旋转角度。

在汽缸盖的水冷套(未图示)上设置有水温传感器122。水温传感器122检测内燃机100的冷却水的温度。

此外，车辆中设置有对加速踏板125的位移量(踩踏量)进行检测的加速踏板位置传感器(Accelerator Position Sensor：APS)126。加速踏板位置传感器126检测驾驶员的要求转矩。由加速踏板位置传感器126检测到的驾驶员的要求转矩输出至后文叙述的内燃机控制装置1。内燃机控制装置1根据该要求转矩来控制节气门113。

燃料箱130中储留的燃料被燃料泵131抽吸及加压。由燃料泵131抽吸及加压后的燃料被燃料管道133上设置的调压器132调整为规定压力。继而，被调整为规定压力后的燃料从燃料喷射装置(喷射器)134喷射至各汽缸150内。经调压器132作压力调整后的多余的燃料经由返回管道(未图示)被送回至燃料箱130。

燃料喷射装置134的控制是根据后文叙述的内燃机控制装置1的燃料喷射控制部82(参考图3)的燃料喷射脉冲(控制信号)来进行。

在内燃机100的汽缸盖(未图示)上设置有燃烧压力传感器(Cylinder PressureSensor：CPS，也称为缸内压力传感器)140。燃烧压力传感器140设置于各汽缸150内，检测汽缸150内的压力(燃烧压力)。燃烧压力传感器140例如使用的是压电式或表式的压力传感器。由此，能跨及广阔的温度区域来检测汽缸150内的燃烧压力(缸内压力)。

各汽缸150上安装有排气门152和排气歧管160。当排气门152打开时，废气从汽缸150排出至排气歧管160。排气歧管160将燃烧后的气体(废气)排出至汽缸150的外侧。在排气歧管160的排气侧设置有三元催化剂161。三元催化剂161对废气进行净化。经三元催化剂161净化后的废气排出至大气。

在三元催化剂161的上游侧设置有上游侧空燃比传感器162。上游侧空燃比传感器162连续地检测从各汽缸150排出的废气的空燃比。

此外，在三元催化剂161的下游侧设置有下游侧空燃比传感器163。下游侧空燃比传感器163在理论空燃比附近输出开关性的检测信号。本实施方式的下游侧空燃比传感器163为O₂传感器。

在各汽缸150的上部分别设置有火花塞200。火花塞200通过放电(点火)来产生火花，该火花使汽缸150内的空气与燃料的混合气起燃。由此，在汽缸150内发生爆炸而将活塞170下推。活塞170被下推使得曲轴123旋转。生成供给至火花塞200的电能(电压)的点火线圈300连接于火花塞200。

来自前文所述的节气门开度传感器113a、流量传感器114、曲轴角传感器121、加速踏板位置传感器126、水温传感器122、燃烧压力传感器140等各种传感器的输出信号输出至内燃机控制装置1(以下记作“控制装置1”)。控制装置1根据来自这各种传感器的输出信号来检测内燃机100的运转状态。于是，控制装置1进行送出至汽缸150内的空气量、来自燃料喷射装置134的燃料喷射量、火花塞200的点火正时等的控制。

[火花塞]

接着，参考图2，对火花塞200进行说明。

图2为说明火花塞200的局部放大图。

如图2所示，火花塞200具有中心电极210和外侧电极220。中心电极210经由绝缘体230支承于火花塞座(未图示)。由此，中心电极210得以绝缘。外侧电极220接地。

当点火线圈300(参考图1)中产生电压时，对中心电极210施加规定电压(例如20,000V～40,000V)。当对中心电极210施加规定电压时，在中心电极210与外侧电极220之间产生放电(点火)。于是，因放电而产生的火花使汽缸150内的空气与燃料的混合气起燃。

再者，引起汽缸150内的气体成分的绝缘击穿而产生放电(点火)的电压根据存在于中心电极210与外侧电极220之间的气体(混合气)的状态和汽缸150的缸内压力而变动。将产生该放电的电压称为绝缘击穿电压。

火花塞200的放电控制(点火控制)由后文叙述的控制装置1的点火控制部83(参考图3)进行。

[控制装置的硬件构成]

接着，对控制装置1的硬件的整体构成进行说明。

如图1所示，控制装置1具有模拟输入部10、数字输入部20、A/D(Analog/Digita)转换部30、RAM(Random Access Memory)40、MPU(Micro-Processing Unit)50、ROM(Read OnlyMemory)60、I/O(Input/Output)端口70以及输出电路80。

来自节气门开度传感器113a、流量传感器114、加速踏板位置传感器126、上游侧空燃比传感器162、下游侧空燃比传感器163、缸内压力传感器140、水温传感器122等各种传感器的模拟输出信号输入至模拟输入部10。

A/D转换部30连接于模拟输入部10。输入到模拟输入部10的来自各种传感器的模拟输出信号在进行了去噪等信号处理后由A/D转换部30转换为数字信号。继而，经A/D转换部30转换而成的数字信号存储至RAM 40。

来自曲轴角传感器121的数字输出信号输入至数字输入部20。

I/O端口70连接于数字输入部20。输入到数字输入部20的数字输出信号经由I/O端口70存储至RAM 40。

RAM 40中存储的各输出信号在MPU 50中进行运算处理。

MPU 50执行ROM 60中存储的控制程序(未图示)，由此，按照控制程序对RAM 40中存储的输出信号进行运算处理。MPU 50按照控制程序来算出对驱动内燃机100的各执行器(例如节气门113、调压器132、火花塞200等)的工作量进行规定的控制值，并将该控制值暂时存储至RAM 40。

RAM 40中存储的对执行器的工作量进行规定的控制值经由I/O端口70输出至输出电路80。

输出电路80中设置有整体控制部81、燃料喷射控制部82、点火控制部83等功能(参考图3)。整体控制部81根据来自各种传感器(例如缸内压力传感器140)的输出信号来进行内燃机的整体控制。燃料喷射控制部82对燃料喷射装置134的柱塞杆(未图示)的驱动进行控制。点火控制部83对施加至火花塞200的电压进行控制。

[控制装置的功能块]

接着，参考图3，对控制装置1的功能构成进行说明。

图3为说明控制装置1的功能构成的功能框图。

通过由MPU 50执行ROM 60中存储的控制程序，以输出电路80中的各种功能的形式来实现控制装置1的各功能。关于输出电路80中的各种功能，例如有燃料喷射控制部82对燃料喷射装置134的控制或者点火控制部83对火花塞200的放电控制。

如图3所示，控制装置1的输出电路80具有整体控制部81、燃料喷射控制部82以及点火控制部83。

[整体控制部]

整体控制部81连接于加速踏板位置传感器126和缸内压力传感器140(CPS)。整体控制部81受理来自加速踏板位置传感器126的要求转矩(加速信号S1)和来自缸内压力传感器140的输出信号S2。

整体控制部81根据来自加速踏板位置传感器126的要求转矩(加速信号S1)和来自缸内压力传感器140的输出信号S2来进行燃料喷射控制部82和点火控制部83的整体上的控制。

[燃料喷射控制部]

燃料喷射控制部82连接于判别内燃机100的各汽缸150的汽缸判别部84、测量曲轴123的曲轴角的角度信息生成部85、以及测量发动机转速的转速信息生成部86。燃料喷射控制部82受理来自汽缸判别部84的汽缸判别信息S3、来自角度信息生成部85的曲轴角度信息S4、以及来自转速信息生成部86的发动机转速信息S5。

此外，燃料喷射控制部82连接于对吸入至汽缸150内的空气的进气量进行测量的进气量测量部87、对发动机负荷进行测量的负荷信息生成部88、以及对发动机冷却水的温度进行测量的水温测量部89。燃料喷射控制部82受理来自进气量测量部87的进气量信息S6、来自负荷信息生成部88的发动机负荷信息S7、以及来自水温测量部89的冷却水温度信息S8。

燃料喷射控制部82根据受理到的各信息来算出要从燃料喷射装置134喷射的燃料的喷射量和喷射时间。继而，燃料喷射控制部82将根据算出的燃料的喷射量和喷射时间而生成的燃料喷射脉冲(INJ信号)S9发送至燃料喷射装置134。

[点火控制部]

点火控制部83除了连接于整体控制部81以外还连接于汽缸判别部84、角度信息生成部85、转速信息生成部86、负荷信息生成部88以及水温测量部89，受理来自这些部分的各信息。

点火控制部83根据受理到的各信息来算出对点火线圈300的一次侧线圈310(参考图8)通电的电流量(通电角)、通电开始时间、以及将对一次侧线圈310通电的电流切断的时间(点火时间)。

点火控制部83根据算出的通电量、通电开始时间以及点火时间对点火线圈300的一次侧线圈310输出点火信号SA，由此来进行利用火花塞200的放电控制(点火控制)。

[排放浓度与空燃比]

接着，参考图4，对排放浓度与空燃比的关系进行说明。

图4为说明排放浓度与空燃比的关系的图。

如图4所示，在理论空燃比附近，燃烧温度高，所以NOx浓度高。另一方面，HC浓度在燃料完全燃烧的理论空燃比附近低。当空燃比增大(燃料变得稀薄)时，燃烧温度降低，所以NOx浓度降低。但HC浓度随着燃烧温度的降低而增大。

[包含点火线圈的电路]

接着，参考图5，对包含点火线圈的电路进行说明。

图5为说明包含点火线圈的电路的图。

图5所示的电路500具有点火线圈300。点火线圈300是包含以规定匝数卷绕而成的一次侧线圈310和以比一次侧线圈310多的匝数卷绕而成的二次侧线圈320而构成。

一次侧线圈310的一端连接于直流电源330。由此，对一次侧线圈310施加规定电压(例如12V)。一次侧线圈310的另一端连接于点火器(通电控制电路)340的漏极(D)端子，经由点火器340而接地。点火器340使用晶体管或场效晶体管(Field Effect Transistor：FET)等。

点火器340的栅极(G)端子连接于点火控制部83。从点火控制部83输出的点火信号SA输入至点火器340的栅极(G)端子。当点火信号SA输入至点火器340的栅极(G)端子时，点火器340的漏极(D)端子与源极(S)端子间变为通电状态，在漏极(D)端子与源极(S)端子间流通电流。由此，点火信号SA从点火控制部83经由点火器340输出至点火线圈300的一次侧线圈310。结果，电流流至一次侧线圈310而积蓄电力(电能)。

当来自点火控制部83的点火信号SA的输出停止时，流至一次侧线圈310的电流被切断。结果，在二次侧线圈320中产生与相对于一次侧线圈310的线圈的匝数比相应的高电压。

二次侧线圈320中产生的高电压施加至火花塞200的中心电极210(参考图5)。由此，在火花塞200的中心电极210与外侧电极220之间产生电位差。当该中心电极210与外侧电极220之间产生的电位差变为气体(汽缸150内的混合气)的绝缘击穿电压Vm以上时，气体成分发生绝缘击穿而在中心电极210与外侧电极220之间产生放电。结果，得以进行对燃料(混合气)的点火(起燃)。具有火花塞200和点火线圈300的电路500对应于本发明的点火机构。

中心电极210与外侧电极220之间产生的放电路径达几千℃的高温。放电路径与周围气体和电极210、220接触，所以放电的发热能量分配至周围气体和电极210、220。并且，分配到周围气体的发热能量将周围气体加热而促进起燃。

[多重点火的放电波形]

接着，参考图6，对多重点火的放电波形进行说明。

图6为多重点火的放电波形例。

如图6所示，通过在平常的点火时间的放电(放电开始)后反复进行点火信号的导通与断开，能够追加多次放电来进行多重点火。该追加放电下的多重点火可以持续到燃料喷射开始为止。

[空燃比与要求点火能量]

接着，参考图7，对空燃比与要求点火能量进行说明。

图7为说明空燃比与要求点火能量的关系的图。

如图7所示，在理论空燃比附近，点火所需的最小点火能量即要求点火能量小。另一方面，当空燃比相较于理论空燃比而言增大(燃料稀薄化)时，要求点火能量增大。此外，当空燃比相较于理论空燃比而言减小(燃料变浓)时，要求点火能量增大。

[防止失燃的点火信号控制]

接着，参考图8，对防止失燃的情况下的点火信号控制进行说明。

图8为以防止失燃为目的的点火信号控制的时间图的例子。

在冷起动中，由于缸内(汽缸内)温度低，燃料的气化推迟。结果，一部分燃料在燃烧完成后才气化。由于到点火时间为止气化的燃料减少，使得点火时间上的缸内的空燃比增大。如上所述，当空燃比增大时，点火所需的要求点火能量增大(参考图7)。

在要求点火能量增大的情况下，因点火能量不足而失燃，从而排出未燃气体。为防止失燃，在电极间气体的空燃比小(燃料浓)的时间进行放电。由此，能够降低要求点火能量，所以不会出现点火能量不足，从而能防止失燃。

但缸内气体的空燃比分布难以预测。因此，通过在不降低点火能量的情况下反复进行追加放电(失燃救济)来提高点火的概率是有效的。再者，所谓追加放电，是在燃料喷射后首次进行的放电(首次点火)后追加进行的多次放电。需要追加放电的时间为活塞170的上止点前后，燃烧室容积缩小，所以缸内压力高。

要在这样的高压和稀薄气体的环境下进行点火，须确保规定值以上的点火能量。并且，要防止点火能量的降低，须确保充电时间。并且，要确保充电时间，须将点火信号的放电周期设定为规定的放电周期。即，要防止失燃，须像图8所示那样将点火信号的放电周期设定为规定周期(以下记作“第1周期”)而使追加放电中的每1次放电的点火能量达到规定值以上。

[减少HC的点火信号控制]

接着，参考图9，对减少HC的情况下的点火信号控制进行说明。

图9为以减少缸内产生的HC为目的的点火信号控制的时间图的例子。

如上所述，在冷起动中，由于缸内(汽缸内)温度低，燃料的气化推迟。结果，一部分燃料在燃烧完成后才气化。气化延迟带来的缸内的未燃气体因伴随燃烧而来的发热而促进气化。结果，未燃气体在膨胀行程之后增大。并且，膨胀行程之后，燃烧室容积增大，所以缸内压力降低。

未燃气体是投入到缸内的燃料整体中的一部分，所以气体浓度低。因此，未燃气体的点火带来的发热小，不会发生追加放电所引起的氧化的连锁反应。要促进未燃气体的氧化，宜增加散布于缸内的未燃气体与电极210、220之间产生的放电路径的接触机会。

但膨胀行程之后的缸内环境为低流速。即，吸入行程内产生的缸内的滚流因时间经过和燃烧室容积的缩小而降低。于是，在缸内为低流速的环境下，即便延长放电路径，也难以增加放电路径与未燃气体的接触机会。

此外，需要用于促进未燃气体的氧化的追加放电(HC缸内后处理)的时间为燃烧结束后，所以缸内压力低。并且，在低压环境的缸内进行放电所需的要求点火能量比高压环境下低。因此，要使产生的HC氧化而减少，宜像图9所示那样将点火信号的放电周期设为比第1周期(图8所示的用于失燃救济的规定周期)短的第2周期来增加放电次数。

第1周期及第2周期是根据各自的要求点火能量、点火线圈300的响应性、噪声滤波器的性能等来酌情决定。当脉宽减小时，将不会区分噪声与控制信号。因此，根据噪声滤波器的性能来决定最小的脉宽。于是，当定下最小的脉宽时，便定下最小的放电周期。

[放电次数与HC排出量]

接着，参考图10，对放电次数与HC排出量的关系进行说明。

图10为说明放电次数与HC排出量的关系的图。

图10展示了改变放电周期时的放电次数和HC排出量的测量结果。测量中使用的是单缸汽油发动机。作为运转条件，将发动机转速设为1500[rpm]，将平均有效压力设为6.4[bar]。如图10所示，当缩短放电周期而增加放电次数时，能够减少HC排出量。

[放电周期切换控制]

接着，参考图11，对实现防止失燃与减少HC的放电周期切换控制进行说明。

图11为以解决防止失燃与减少HC的权衡为目的的放电周期切换控制的时间图的例子。

要防止失燃，需要相对长周期的第1周期的放电(参考图8)。另一方面，要减少HC，需要相对短周期的第2周期的放电(参考图9)。也就是说，防止失燃与减少HC之间存在权衡。

要解决权衡，须像图11所示那样在进行了燃料喷射后、在点火成功(首次爆炸)前后切换点火信号的放电周期。因此，在本实施方式中进行在点火成功前后切换点火信号的放电周期的放电周期切换控制。本发明的放电周期的切换是在首次爆炸工序中的膨胀行程或排气工序中的任一行程内进行。

通过进行放电周期切换控制，能够解决防止失燃与减少HC的权衡。即，能在抑制内燃机100的冷起动时的烃(HC)的产生的同时防止失燃。

另外，气体的缸内流动存在循环变动。因此，起燃性高的气体到达电极210、220附近的时间的再现性低。因而，难以对点火成功(首次爆炸)时间预先进行预测。因此，在本实施方式中，实时检测缸内压力而根据缸内压力的绝对值或者相较于首次点火时间的压力而言的变化量(压力变化)来检测点火成功时间。由此，能高精度地检测点火成功时间。

缸内压力的检测例如可使用上述燃烧压力传感器140(参考图1)。此外，缸内压力的检测也可采用像日本专利特开2019-210827号公报中记载的那样根据流至火花塞200的电流以及火花塞200的电极210、220间的电压来算出缸内压力的方法。

具体而言，检测每一放电的点火线圈300的二次电压和二次电流的峰值，利用下式(1)来算出。再者，式(1)中，Vs表示放电时的电极间电压，p表示缸内压力，d表示电极间距离，A、B、C分别表示常数。

Vs＝Bpd/{ln(Apd)+C} ··· (1)

如此，在根据二次电压和二次电流的峰值来算出缸内压力的情况下，无须在各汽缸150内设置燃烧压力传感器140，能够谋求内燃机100的成本削减。

[放电周期切换处理]

接着，参考图12，对本实施方式的放电周期切换处理进行说明。

图12为表示放电周期切换处理的例子的流程图。

图12所示的放电周期切换处理是在燃料喷射后的首次点火的点火信号从导通变为断开的、首次点火的放电开始的同时开始。并且，在首次点火的放电开始到下一燃料喷射开始之间反复实施放电周期切换处理。

首先，点火控制部83(参考图3)设定以防止失燃为目的的第1放电模式(S101)。第1放电模式的放电周期为前文所述的第1周期。即，点火控制部83设定在缸内为高压且高流速的环境下成功点火所需的放电周期和充电时间。

接着，点火控制部83判定是否进行了燃料喷射(S102)。即，如果燃料喷射信号为导通，则点火控制部83判定进行了燃料喷射，如果燃料喷射信号为断开，则点火控制部83判定未进行燃料喷射。再者，点火控制部83从整体控制部81获得燃料喷射信号的导通/断开信息。在S102中，在判定进行了燃料喷射时(S102为是判定的情况)，点火控制部83停止追加放电而结束放电周期切换处理。

在S102中，在判定未进行燃料喷射时(S102为否判定的情况)，点火控制部83输出遵循所设定的放电模式的点火信号而反复进行追加放电(充放电)(S103)。

接着，点火控制部83检测缸内压力(S104)。在本实施方式中，检测放电时的二次电压和二次电流，并将二次电压和二次电流的峰值代入压力换算公式(上述式(1))来算出缸内压力。

接着，点火控制部83判定是否已起燃(点火成功)(S105)。在该处理中，点火控制部83对S104中检测到的压力的绝对值或者相较于首次点火时间的压力而言的变化量与预先定下的阈值进行比较，在为阈值以上的情况下判定已起燃。另一方面，在S104中检测到的压力的绝对值或者相较于首次点火时间的压力而言的变化量不到预先定下的阈值的情况下，点火控制部83判定未起燃。

在S105中，在判定未起燃时(S105为否判定的情况)，点火控制部83使处理转移至S103。另一方面，在S105中，在判定已起燃时(S105为是判定的情况)，点火控制部83设定以减少缸内产生的HC为目的的第2放电模式(S106)。

第2放电模式的放电周期为前文所述的第2周期。即，设定为在缸内为低压且低流速的环境下促进未燃气体的氧化所需的放电周期和充电时间。S106的处理后，点火控制部83输出遵循第2放电模式的点火信号直至燃料喷射开始为止。例如，在进行了1次遵循第1放电模式的点火信号下的充放电后判定已起燃的情况下，在1次以防止失燃为目的的追加放电后转为以减少HC为目的的追加放电。

[点火信号的DUTY比]

接着，参考图13，对点火信号的DUTY比进行说明。

图13为说明一般的被动式点火线圈的充放电的时间分配的图。

在点火线圈300的转换特性上，实施放电的时间比实施充电的时间短。因此，若将点火信号的DUTY比设为50％，则点火线圈300的时间运行率降低，无法高效地获得发热能量。

如图13所示，在本实施方式中，将追加放电(第1放电模式及第2放电模式)中的DUTY比设为点火线圈300的充放电时间比。由此，能使点火线圈300的运行率最大化，从而能使放电的发热能量最大化。再者，首次点火的放电中的DUTY比也可设为点火线圈300的充放电时间比。

此外，通过将追加放电中的DUTY比设为点火线圈300的充放电时间比，使得点火线圈300的发热增大。因此，可根据实测或推断得到的点火线圈300的温度来改变DUTY比。例如，在点火线圈300的温度为预先定下的规定温度以上的情况下，以点火线圈300的时间运行率降低的方式改变DUTY比。由此，能够防止点火线圈300的过热。点火线圈300的温度例如可根据点火器340的温度进行推断。

如此，本实施方式的内燃机控制装置1对具备燃料喷射装置134(喷射器)、火花塞200以及点火线圈300的内燃机100进行控制，所述燃料喷射装置134(喷射器)对汽缸150内喷射燃料，所述火花塞200具有配置于汽缸150内的电极210、220(点火电极)，所述点火线圈300连接于火花塞200。内燃机控制装置1具有对点火线圈300输出通电信号(点火信号)的点火控制部83(控制部)。点火控制部83至少在用于首次爆炸的燃料喷射后将第1周期的通电信号输出至点火线圈300，在点火成功后将比第1周期短的第2周期的通电信号输出至点火线圈300。由此，能够解决防止失燃与减少HC的权衡。即，能在抑制内燃机100的冷起动时的烃(HC)的产生的同时防止失燃。

此外，在汽缸150内的压力(缸内压力)超过了预先定下的阈值的情况下，点火控制部83(控制部)检测到点火成功。由此，能高精度地检测点火成功时间。

此外，点火控制部83(控制部)根据火花塞200所进行的每一放电的点火线圈300的二次电压和二次电流的值来算出汽缸150内的压力(缸内压力)。由此，即便不在各汽缸150内设置燃烧压力传感器140，也能检测汽缸150内的压力。结果，能够谋求内燃机100的成本削减。

此外，点火控制部83(控制部)在首次爆炸工序中的膨胀行程或排气工序中的任一行程内将通电信号的周期从第1周期变更为第2周期。由此，能在恰当的时间进行以防止失燃为目的的追加放电和以减少缸内产生的HC为目的的追加放电。

此外，点火控制部83(控制部)根据点火线圈300的温度来变更通电信号的DUTY比。由此，能够防止点火线圈300的过热。结果，能够防止点火线圈300的故障。

此外，本实施方式的点火机构具有火花塞200和点火线圈300，所述火花塞200具有配置于汽缸150内的电极210、220(点火电极)，所述点火线圈300连接于火花塞200。该点火机构的控制方法是至少在用于首次爆炸的燃料喷射后将第1周期的通电信号输出至点火线圈300，在点火成功后将比第1周期短的第2周期的通电信号输出至点火线圈300。由此，能够解决防止失燃与减少HC的权衡。即，能在抑制内燃机100的冷起动时的烃(HC)的产生的同时防止失燃。

本发明不限定于上述且展示于附图中的实施方式，可以在不脱离权利要求书记载的发明的主旨的范围内实施各种变形。

此外，上述实施方式是为了以易于理解的方式说明本发明所作的详细说明，并非一定限定于具备说明过的所有构成。此外，可以将某一实施方式的构成的一部分替换为其他实施方式的构成，此外，也可以对某一实施方式的构成加入其他实施方式的构成。此外，可以对各实施方式的构成的一部分进行其他构成的追加、删除、替换。

例如，在上述实施方式中对在用于首次爆炸的燃料喷射后进行放电周期切换控制的例子进行了说明。但本发明的放电周期切换控制只要至少在用于首次爆炸的燃料喷射后实施即可，也可以在这以外的燃料喷射后实施。

符号说明

1…内燃机控制装置、10…模拟输入部、20…数字输入部、30…A/D转换部、40…RAM、50…MPU、60…ROM、70…I/O端口、80…输出电路、81…整体控制部、82…燃料喷射控制部、83…点火控制部、84…汽缸判别部、85…角度信息生成部、86…转速信息生成部、87…进气量测量部、88…负荷信息生成部、89…水温测量部、100…内燃机、110…空气滤清器、111…进气管、112…进气歧管、113…节气门、113a…节气门开度传感器、114…流量传感器、115…进气温度传感器、120…齿圈、121…曲轴角传感器、122…水温传感器、123…曲轴、125…加速踏板、126…加速踏板位置传感器、130…燃料箱、131…燃料泵、132…调压器、133…燃料管道、134…燃料喷射装置、140…缸内压力传感器、150…汽缸、151…进气门、152…排气门、160…排气歧管、161…三元催化剂、162…上游侧空燃比传感器、163…下游侧空燃比传感器、170…活塞、200…火花塞、210…中心电极、220…外侧电极、230…绝缘体、300…点火线圈、310…一次侧线圈、320…二次侧线圈、330…直流电源、340…点火器、500…电路。

Claims (6)

1.一种内燃机控制装置，对具备喷射器、火花塞以及点火线圈的内燃机进行控制，所述喷射器对汽缸内喷射燃料，所述火花塞具有配置于所述汽缸内的点火电极，所述点火线圈连接于所述火花塞，该内燃机控制装置的特征在于，

具有对所述点火线圈输出通电信号的控制部，

所述控制部至少在用于首次爆炸的燃料喷射后将第1周期的通电信号输出至所述点火线圈，在点火成功后将比所述第1周期短的第2周期的通电信号输出至所述点火线圈。

2.根据权利要求1所述的内燃机控制装置，其特征在于，

在所述汽缸内的压力超过了预先定下的阈值的情况下，所述控制部检测到所述点火成功。

3.根据权利要求2所述的内燃机控制装置，其特征在于，

所述控制部根据所述火花塞所进行的每一放电的所述点火线圈的二次电压和二次电流的值来算出所述汽缸内的压力。

4.根据权利要求1所述的内燃机控制装置，其特征在于，

所述控制部在首次爆炸工序中的膨胀行程或排气工序中的任一行程内将所述通电信号的周期从所述第1周期变更为所述第2周期。

5.根据权利要求1所述的内燃机控制装置，其特征在于，

所述控制部根据所述点火线圈的温度来变更所述通电信号的DUTY比。

6.一种点火机构的控制方法，所述点火机构具有火花塞和点火线圈，所述火花塞具有配置于汽缸内的点火电极，所述点火线圈连接于所述火花塞，该点火机构的控制方法的特征在于，

至少在用于首次爆炸的燃料喷射后将第1周期的通电信号输出至所述点火线圈，在点火成功后将比所述第1周期短的第2周期的通电信号输出至所述点火线圈。