JP2013024060A - 内燃機関の制御装置 - Google Patents

Abstract

【課題】ＥＧＲ制御の実行中に気流強化を行う場合に、放電火花の吹き切れ（点火プラグの放電火花を早期に維持できなくなる現象）を抑制できるようにする。
【解決手段】ＥＧＲガスを吸気管１２に還流させるＥＧＲ制御の実行中に気流強度を強くする気流強化を行って点火プラグ２５の放電火花を伸ばす。更に、ＥＧＲ制御の実行中に、気流強度と点火プラグ２５の点火時期とに基づいて、放電火花の吹き切れが発生する状態であるか否かを判定し、放電火花の吹き切れが発生する状態であると判定した場合に、点火プラグ２５の放電電流を増加させて放電電流が放電維持電流を下回るまでの時間（放電電圧が放電維持電圧を下回るまでの時間）を長くすることで放電火花の吹き切れを抑制する吹き切れ抑制制御を実行する。これにより、気流強化によって放電火花を伸ばした状態に維持できる期間を長くして、混合気の着火性を効果的に向上させる。
【選択図】図１

Description

本発明は、内燃機関の筒内の混合気に点火プラグの放電火花で点火する内燃機関の制御装置に関する発明である。

車両に搭載される内燃機関においては、燃費向上やノック（ノッキング）抑制等を目的として、排出ガスの一部をＥＧＲガスとして吸気通路に還流させるＥＧＲ装置を搭載するようにしたものがある。また、近年の内燃機関のダウンサイジング化（小排気量化）による高負荷運転の頻度増加や燃料性状の変化に伴うノックの対策として、ＥＧＲ量（吸気通路に還流させるＥＧＲガスの流量）を従来よりも増加させる要求が高まってきている。

しかし、ＥＧＲ量を増加させると、筒内に吸入される空気（新気）の割合が減少するため、混合気の着火性が低下して燃焼状態が悪化する可能性がある。従って、ＥＧＲ量の増加要求に対応するには、ＥＧＲ限界（良好な燃焼状態を確保できるＥＧＲ量の上限値）を高める必要がある。

ＥＧＲ装置を備えた内燃機関の燃焼改善技術としては、例えば、特許文献１（特開２０００−２９１５１９号公報）に記載されているように、ＥＧＲ率が増加するほど点火コイルの放電時間を増加させることで燃焼性を確保するようにしたものがある。

また、特許文献２（特開２０１０−１７９０号公報）に記載されているように、ＥＧＲ量が多いほど点火プラグの電気火花間隙に印加する磁界を大きくすることで着火性を向上させるようにしたものもある。

特開２０００−２９１５１９号公報 特開２０１０−１７９０号公報

ところで、本出願人は、ＥＧＲ限界（良好な燃焼状態を確保できるＥＧＲ量の上限値）を高めるために、ＥＧＲガスを吸気通路に還流させるＥＧＲ制御の実行中に筒内の気流強度（例えばタンブル流の強度）を強くする気流強化を行って、点火プラグの電極間に発生する放電火花を伸ばすことで（図２参照）、放電火花と混合気との接触面積を増加させて混合気の着火性を向上させるシステムを研究しているが、その研究過程で次のような新たな課題が判明した。

一般に、点火プラグは、点火装置で発生した高電圧が印加されると、電極間に放電火花が発生して放電電流が流れ、その後、放電電圧が徐々に低下して放電火花を維持するのに必要な放電維持電圧を下回るまで放電火花が維持される（又は放電電流が徐々に低下して放電火花を維持するのに必要な放電維持電流を下回るまで放電火花が維持される）。

ところが、気流強化によって放電火花が伸びると、それに応じて放電維持電圧（放電維持電流）が高くなるため、放電電圧が放電維持電圧を下回るまでの時間（放電電流が放電維持電流を下回るまでの時間）が短くなって、放電火花を早期に維持できなくなる現象（以下この現象を「放電火花の吹き切れ」という）が発生することがある。このため、気流強化によって放電火花を伸ばして混合気の着火性を向上させようとしても、放電火花の吹き切れが発生すると、放電火花を維持できる期間（実放電時間）が短くなってしまい、混合気の着火性を十分に向上させることができないという問題がある。

上記従来技術（特許文献１，２の技術）では、このような放電火花の吹き切れについては全く考慮されていないため、放電火花の吹き切れの問題を解決するができない。
そこで、本発明が解決しようとする課題は、ＥＧＲ制御の実行中に気流強化を行う場合に、放電火花の吹き切れを抑制することができ、混合気の着火性を効果的に向上させることができる内燃機関の制御装置を提供することにある。

上記課題を解決するために、請求項１に係る発明は、内燃機関の筒内の混合気に点火プラグの放電火花で点火する内燃機関の制御装置において、内燃機関の排出ガスの一部をＥＧＲガスとして吸気通路に還流させるＥＧＲ制御の実行中に筒内の気流強度を強くする気流強化を行う気流制御手段と、ＥＧＲ制御の実行中に、気流強度と点火プラグの点火時期とに基づいて、点火プラグの放電火花を早期に維持できなくなる現象（以下この現象を「放電火花の吹き切れ」という）が発生する状態であるか否かを判定し、放電火花の吹き切れが発生する状態であると判定した場合に、点火プラグの放電電流を増加させて放電火花の吹き切れを抑制する吹き切れ抑制制御手段とを備えた構成としたものである。

気流強度や点火時期に応じて、点火時期における点火プラグの電極付近の気流の流速が変化し、それに応じて放電火花の伸び量が変化して放電維持電圧（放電維持電流）が変化するため、気流強度と点火時期を用いれば、放電火花の吹き切れが発生する状態であるか否かを判定することができる。

そして、放電火花の吹き切れが発生する状態であると判定した場合に、点火プラグの放電電流を増加させれば、放電電流が放電維持電流を下回るまでの時間（放電電圧が放電維持電圧を下回るまでの時間）を長くすることができ、放電火花の吹き切れを抑制することができる。これにより、気流強化によって放電火花を伸ばした状態（放電火花と混合気との接触面積を増加させた状態）に維持できる期間を長くすることができるため、混合気の着火性を効果的に向上させることができて、ＥＧＲ限界（良好な燃焼状態を確保できるＥＧＲ量の上限値）を高めることができ、ＥＧＲ量の増加要求に対応することができる。

一般に、気流強度が強くなるほど点火時期における点火プラグの電極付近の気流の流速が速くなるため、気流強度が強くなるほど放電火花の伸び量が増加して放電維持電圧が高くなる傾向がある。

そこで、請求項２のように、吹き切れ抑制制御手段は、気流強度が強くなるほど放電電流の増加量を大きくするようにすると良い。このようにすれば、気流強度が強くなるほど放電維持電圧が高くなって放電維持電流が大きくなるのに対応して、放電電流の増加量を大きくすることができ、放電電流を放電火花の吹き切れを抑制するのに必要な適正値に設定することができる。

また、点火時期の一般的な補正範囲内では、点火時期が進角側になるほど点火時期における点火プラグの電極付近の気流の流速が速くなるため、点火時期が進角側になるほど放電火花の伸び量が増加して放電維持電圧が高くなる傾向がある。

そこで、請求項３のように、吹き切れ抑制制御手段は、点火時期が進角側になるほど放電電流の増加量を大きくするようにしても良い。このようにすれば、点火時期が進角側になるほど放電維持電圧が高くなって放電維持電流が大きくなるのに対応して、放電電流の増加量を大きくすることができ、放電電流を放電火花の吹き切れを抑制するのに必要な適正値に設定することができる。

また、請求項４のように、内燃機関の筒内の混合気に点火プラグの放電火花で点火する内燃機関の制御装置において、内燃機関の排出ガスの一部をＥＧＲガスとして吸気通路に還流させるＥＧＲ制御の実行中に筒内の気流強度を強くする気流強化を行う気流制御手段と、ＥＧＲ制御の実行中に、点火プラグの理想放電時間と実放電時間との差又は比に基づいて、点火プラグの放電火花を早期に維持できなくなる現象（以下この現象を「放電火花の吹き切れ」という）が発生する状態であるか否かを判定し、放電火花の吹き切れが発生する状態であると判定した場合に、点火プラグの放電電流を増加させて放電火花の吹き切れを抑制する吹き切れ抑制制御手段とを備えた構成としても良い。

放電火花の吹き切れが発生すると、実放電時間（放電火花を維持できる期間）が短くなって、理想放電時間（例えば内燃機関の運転状態やバッテリ電圧等に応じて設定された理想的な放電時間）と実放電時間との差又は比が大きくなるため、理想放電時間と実放電時間との差又は比を用いれば、放電火花の吹き切れが発生する状態であるか否かを判定することができる。そして、放電火花の吹き切れが発生する状態であると判定した場合に、点火プラグの放電電流を増加させて放電火花の吹き切れを抑制する吹き切れ抑制制御を実行すれば、請求項１とほぼ同じ効果を得ることができる。

この場合、請求項５のように、吹き切れ抑制制御手段は、理想放電時間と実放電時間との差又は比が大きくなるほど放電電流の増加量を大きくするようにすると良い。このようにすれば、放電維持電圧が高くなって放電火花を維持できる期間（実放電時間）が短くなるほど、理想放電時間と実放電時間との差又は比が大きくなるのに対応して、放電電流の増加量を大きくすることができ、放電電流を放電火花の吹き切れを抑制するのに必要な適正値に設定することができる。

図１は本発明の実施例１におけるエンジン制御システムの概略構成を示す図である。 図２は点火プラグの放電火花が伸びた状態を示す図である。 図３は気流強度と点火時期と点火プラグの電極付近の気流流速との関係を示す図である。 図４は実施例１の吹き切れ抑制制御ルーチンの処理の流れを示すフローチャートである。 図５は吹き切れ発生領域を説明する図である。 図６は気流強度補正係数Ｋt のマップの一例を概念的に示す図である。 図７は点火時期補正係数Ｋsaのマップの一例を概念的に示す図である。 図８は実施例１の吹き切れ抑制制御の実行例を示すタイムチャートである。 図９（ａ）は放電電流を増加させる場合の放電電流の挙動を示す図であり、図９（ｂ）は放電時間を長くする場合の放電電流の挙動を示す図である。 図１０は実施例２の放電火花の吹き切れの判定方法を説明する図である。 図１１は実施例２の吹き切れ抑制制御ルーチンの処理の流れを示すフローチャートである。

以下、本発明を実施するための形態を具体化した幾つかの実施例を説明する。

本発明の実施例１を図１乃至図９に基づいて説明する。
まず、図１に基づいてエンジン制御システム全体の構成を概略的に説明する。
内燃機関であるエンジン１１の吸気管１２（吸気通路）の最上流部には、エアクリーナ１３が設けられ、このエアクリーナ１３の下流側に、吸入空気量を検出するエアフローメータ１４が設けられている。一方、エンジン１１の排気管１５（排気通路）には、排出ガス中のＣＯ，ＨＣ，ＮＯｘ等を浄化する三元触媒等の触媒１６が設置されている。

このエンジン１１には、吸入空気を過給する排気タービン駆動式の過給機１７が搭載されている。この過給機１７は、排気管１５のうちの触媒１６の上流側に排気タービン１８が配置され、吸気管１２のうちのエアフローメータ１４の下流側にコンプレッサ１９が配置されている。この過給機１７は、排気タービン１８とコンプレッサ１９とが一体的に回転するように連結され、排出ガスの運動エネルギで排気タービン１８を回転駆動することでコンプレッサ１９を回転駆動して吸入空気を過給するようになっている。

吸気管１２のうちのコンプレッサ１９の下流側には、吸入空気を冷却するインタークーラ２０が設けられ、このインタークーラ２０の下流側に、モータ（図示せず）によって開度調節されるスロットルバルブ２１が設けられている。また、エンジン１１の各気筒に空気を導入する吸気マニホールド２２（又は吸気ポート）には、それぞれ筒内の気流強度（例えばタンブル流の強度）を調節する気流制御弁２３が設けられている。この気流制御弁２３は、図示しないモータ等のアクチュエータによって開度調節される。

更に、エンジン１１の各気筒には、それぞれ筒内に燃料を直接噴射する燃料噴射弁２４が取り付けられ、エンジン１１のシリンダヘッドには、各気筒毎に点火プラグ２５が取り付けられている。点火プラグ２５には、点火装置２６で発生した高電圧が印加されて放電火花が発生し、各点火プラグ２５の放電火花によって筒内の混合気に着火される。

このエンジン１１には、排気管１５から排出ガスの一部をＥＧＲガスとして吸気管１２へ還流させるＬＰＬ方式（低圧ループ方式）のＥＧＲ装置２７が搭載されている。このＥＧＲ装置２７は、排気管１５のうちの排気タービン１８の下流側（例えば触媒１６の下流側）と吸気管１２のうちのコンプレッサ１９の上流側との間にＥＧＲ配管２８が接続され、このＥＧＲ配管２８に、ＥＧＲガスを冷却するＥＧＲクーラ２９と、ＥＧＲ量（吸気管１２に還流させるＥＧＲガスの流量）を調節するＥＧＲ弁３０が設けられている。

その他、エンジン１１には、冷却水温を検出する冷却水温センサ３１や、クランク軸（図示せず）が所定クランク角回転する毎にパルス信号を出力するクランク角センサ３２等が設けられ、クランク角センサ３２の出力信号に基づいてクランク角やエンジン回転速度が検出される。

これら各種センサの出力は、電子制御ユニット（以下「ＥＣＵ」と表記する）３３に入力される。このＥＣＵ３３は、マイクロコンピュータを主体として構成され、内蔵されたＲＯＭ（記憶媒体）に記憶された各種のエンジン制御用のプログラムを実行することで、エンジン運転状態に応じて、燃料噴射量、点火時期、スロットル開度（吸入空気量）等を制御する。

また、ＥＣＵ３３は、図示しないＥＧＲ制御ルーチンを実行することで、エンジン運転状態（例えばエンジン回転速度と負荷等）に応じて目標ＥＧＲ量（又は目標ＥＧＲ率）を算出し、この目標ＥＧＲ量（又は目標ＥＧＲ率）を実現するようにＥＧＲ弁３１の開度を制御して、ＥＧＲクーラ２９で冷却されたＥＧＲガスを吸気管１２に還流させるＥＧＲ制御を実行する。

更に、ＥＣＵ３３は、図示しない気流制御ルーチンを実行することで気流制御手段として機能し、エンジン運転状態（例えばエンジン回転速度と負荷等）に応じて気流制御弁２３の開度を制御して筒内の気流強度（例えばタンブル流の強度）を制御する。これにより、ＥＧＲガスを吸気管１２に還流させるＥＧＲ制御の実行中に気流強度を強くする気流強化を行って、点火プラグ２５の電極３４，３５間に発生する放電火花を伸ばすことで（図２参照）、放電火花と混合気との接触面積を増加させて混合気の着火性を向上させる。

一般に、点火プラグ２５は、点火装置２６で発生した高電圧が印加されると、電極３４，３５間に放電火花が発生して放電電流が流れ、その後、放電電圧が徐々に低下して放電火花を維持するのに必要な放電維持電圧を下回るまで放電火花が維持される（又は放電電流が徐々に低下して放電火花を維持するのに必要な放電維持電流を下回るまで放電火花が維持される）。

ところが、気流強化によって放電火花が伸びると、それに応じて放電維持電圧（放電維持電流）が高くなるため、放電電圧が放電維持電圧を下回るまでの時間（放電電流が放電維持電流を下回るまでの時間）が短くなって、放電火花を早期に維持できなくなる現象（以下この現象を「放電火花の吹き切れ」という）が発生することがある。このため、気流強化によって放電火花を伸ばして混合気の着火性を向上させようとしても、放電火花の吹き切れが発生すると、放電火花を維持できる期間（実放電時間）が短くなってしまい、混合気の着火性を十分に向上させることができない。

そこで、本実施例１では、後述する図４の吹き切れ抑制制御ルーチンを実行することで、ＥＧＲ制御の実行中に、気流強度と点火プラグ２５の点火時期とに基づいて、放電火花の吹き切れ（点火プラグ２５の放電火花を気流強化無しの場合よりも早い時期に維持できなくなる現象）が発生する状態であるか否かを判定し、放電火花の吹き切れが発生する状態であると判定した場合に、点火プラグ２５の放電電流を増加させて放電火花の吹き切れを抑制する吹き切れ抑制制御を実行する。

図３に示すように、一般に、気流強度が強くなるほど点火時期における点火プラグ２５の電極付近の気流の流速が速くなる傾向がある。また、点火時期の一般的な補正範囲内では、点火時期が進角側になるほど点火時期における点火プラグ２５の電極付近の気流の流速が速くなる傾向がある。このように、気流強度や点火時期に応じて、点火時期における点火プラグ２５の電極付近の気流の流速が変化し、それに応じて放電火花の伸び量が変化して放電維持電圧（放電維持電流）が変化するため、気流強度と点火時期を用いれば、放電火花の吹き切れが発生する状態であるか否かを判定することができる。

そして、放電火花の吹き切れが発生する状態であると判定した場合に、点火プラグ２５の放電電流を増加させれば、放電電流が放電維持電流を下回るまでの時間（放電電圧が放電維持電圧を下回るまでの時間）を長くすることができ、放電火花の吹き切れを抑制することができる。

以下、本実施例１でＥＣＵ３３が実行する図４の吹き切れ抑制制御ルーチンの処理内容を説明する。
図４に示す吹き切れ抑制制御ルーチンは、ＥＣＵ３３の電源オン期間中（イグニッションスイッチのオン期間中）に所定周期で繰り返し実行され、特許請求の範囲でいう吹き切れ抑制制御手段としての役割を果たす。本ルーチンが起動されると、まず、ステップ１０１で、ＥＧＲクーラ２９で冷却されたＥＧＲガスを吸気管１２に還流させるＥＧＲ制御の実行中（ＥＧＲ弁３０の開弁制御中）であるか否かを判定し、ＥＧＲ制御の実行中ではないと判定された場合には、ステップ１０２以降の処理を実行することなく、本ルーチンを終了する。

一方、上記ステップ１０１で、ＥＧＲ制御の実行中であると判定された場合には、ステップ１０２以降の処理を次のようにして実行する。まず、ステップ１０２で、現在の気流制御弁２３の開度（例えば気流制御弁２３の開度指令値又は開度検出値）を読み込んだ後、ステップ１０３に進み、気流制御弁２３の開度に基づいて気流強度（例えばタンブル比）をマップ又は数式等により算出する。ここで、気流強度（例えばタンブル比）の算出に用いるマップ又は数式等は、予め試験データや設計データ等に基づいて作成され、ＥＣＵ３３のＲＯＭに記憶されている。また、タンブル比は、タンブル流の強度を示す指標であり、例えば、タンブル流の回転数とエンジン１１の回転数との比（エンジン１１の１回転当りのタンブル流の回転数）とする。

この後、ステップ１０４に進み、気流強度（例えばタンブル比）が所定値（例えば０．７）以上で且つ点火時期が所定値（例えば上死点前２５ＣＡ）よりも進角側であるか否かによって、放電火花の吹き切れが発生する状態であるか否かを判定する。

尚、放電火花の吹き切れが発生する状態であるか否かを判定する方法は、これに限定されず、例えば、図５に示すように、気流強度（例えばタンブル比）が所定値（例えば０．７）以上で且つ点火時期が所定値（例えば上死点前２５ＣＡ）よりも進角側となるエンジン運転領域を「吹き切れ発生領域」として設定しておき、現在のエンジン運転状態（例えばエンジン回転速度と負荷）が吹き切れ発生領域であるか否かによって、放電火花の吹き切れが発生する状態であるか否かを判定するようにしても良い。

このステップ１０４で、放電火花の吹き切れが発生する状態であると判定された場合には、ステップ１０５に進み、現在のエンジン回転速度とバッテリ電圧とに応じて基本放電電流Ｉbaseをマップ又は数式等により算出する。

この後、ステップ１０６に進み、図６に示す気流強度補正係数Ｋt のマップを参照して、現在の気流強度（例えばタンブル比）に応じた気流強度補正係数Ｋt を算出する。一般に、気流強度が強くなるほど点火時期における点火プラグ２５の電極付近の気流の流速が速くなるため、気流強度が強くなるほど放電火花の伸び量が増加して放電維持電圧が高くなる傾向がある。

そこで、図６に示す気流強度補正係数Ｋt のマップは、気流強度が強くなる（例えばタンブル比が大きくなる）ほど気流強度補正係数Ｋt が大きくなって放電電流の増加量を大きくするように設定されている。これにより、気流強度が強くなるほど放電維持電圧が高くなって放電維持電流が大きくなるのに対応して、放電電流の増加量を大きくするようになっている。

この後、ステップ１０７に進み、図７に示す点火時期補正係数Ｋsaのマップを参照して、現在の点火時期に応じた点火時期補正係数Ｋsaを算出する。点火時期の一般的な補正範囲内では、点火時期が進角側になるほど点火時期における点火プラグ２５の電極付近の気流の流速が速くなるため、点火時期が進角側になるほど放電火花の伸び量が増加して放電維持電圧が高くなる傾向がある。

そこで、図７に示す点火時期補正係数Ｋsaのマップは、点火時期が進角側になるほど点火時期補正係数Ｋsaが大きくなって放電電流の増加量を大きくするように設定されている。これにより、点火時期が進角側になるほど放電維持電圧が高くなって放電維持電流が大きくなるのに対応して、放電電流の増加量を大きくするようになっている。

この後、ステップ１０８に進み、基本放電電流Ｉbaseと気流強度補正係数Ｋt と点火時期補正係数Ｋsaとを用いて、次式より目標放電電流Ｉs を算出する。
Ｉs ＝Ｉbase×Ｋt ×Ｋsa

ＥＣＵ３３は、点火プラグ２５の放電電流（最大値）が目標放電電流Ｉs となるように点火装置２６を制御することで、点火プラグ２５の放電電流を増加させて放電火花の吹き切れを抑制する吹き切れ抑制制御を実行する。

次に、図８を用いて本実施例１の吹き切れ抑制制御の実行例を説明する（尚、図８中の点線は吹き切れ抑制制御を実行しない比較例を示す）。
図８の例では、運転者のアクセル踏み込みによってスロットル開度が増加してエンジン回転速度が上昇する際に、スロットル開度が増加した時点ｔ1 で、ＥＧＲ弁３０を開弁してＥＧＲガスを吸気管１２に還流させるＥＧＲ制御を実行する。更に、このＥＧＲ制御の実行に伴って点火時期を進角させると共に気流強度を強くする気流強化を実行する。

そして、ＥＧＲ制御の実行中に、気流強度（例えばタンブル比）が所定値（例えば０．７）以上で且つ点火時期が所定値（例えば上死点前２５ＣＡ）よりも進角側であるか否かによって、放電火花の吹き切れが発生する状態であるか否かを判定し、放電火花の吹き切れが発生する状態であると判定された時点ｔ2 で、点火プラグ２５の放電電流を増加させて放電火花の吹き切れを抑制する吹き切れ抑制制御を実行する。

その後、スロットル開度が減少した時点ｔ3 で、ＥＧＲ弁３０を閉弁してＥＧＲ制御を終了し、それに伴って点火時期の進角及び気流強化を終了すると共に、点火プラグ２５の放電電流を減少させて吹き切れ抑制制御を終了する。

以上説明した本実施例１では、ＥＧＲ制御の実行中に、気流強度と点火プラグ２５の点火時期とに基づいて、放電火花の吹き切れが発生する状態であるか否かを判定し、放電火花の吹き切れが発生する状態であると判定した場合に、点火プラグ２５の放電電流を増加させて放電電流が放電維持電流を下回るまでの時間（放電電圧が放電維持電圧を下回るまでの時間）を長くすることで放電火花の吹き切れを抑制する吹き切れ抑制制御を実行するようにしたので、気流強化によって放電火花を伸ばした状態（放電火花と混合気との接触面積を増加させた状態）に維持できる期間を長くすることができる。しかも、放電電流を増加させる場合［図９（ａ）参照］には、放電時間を長くする場合［図９（ｂ）参照］よりも点火エネルギを効率良く利用してエネルギ損失を少なくすることができる。その結果、混合気の着火性を効果的に向上させることができ、ＥＧＲ限界（良好な燃焼状態を確保できるＥＧＲ量の上限値）を高めることができるため、吹き切れ抑制制御を実行しない場合（図８の点線参照）に比べて、ＥＧＲ量を増加させることができ、これにより、ノック抑制効果を高めることができると共に、ポンピングロスを低減して燃費を向上させることができる。

また、本実施例１では、吹き切れ抑制制御の際に、気流強度が強くなるほど放電電流の増加量を大きくすると共に、点火時期が進角側になるほど放電電流の増加量を大きくするようにしたので、気流強度が強くなるほど放電維持電圧が高くなる（放電維持電流が大きくなる）のに対応して放電電流の増加量を大きくすることができると共に、点火時期が進角側になるほど放電維持電圧が高くなる（放電維持電流が大きくなる）のに対応して放電電流の増加量を大きくすることができる。これにより、放電電流を放電火花の吹き切れを抑制するのに必要な適正値に設定することができると共に、放電電流を必要以上に増加させることを防止できる。

尚、上記実施例１では、吹き切れ抑制制御の際に、気流強度や点火時期に応じて点火プラグ２５の放電電流を増加させるようにしたが、これに限定されず、点火プラグ２５の放電電流を予め設定した所定値だけ増加させるようにしても良い。

また、上記実施例１では、気流強度として、タンブル比を用いるようにしたが、これに限定されず、気流強度として、例えば、気流制御弁２３の開度、スワール比等を用いるようにしても良い。

次に、図１０及び図１１を用いて本発明の実施例２を説明する。但し、前記実施例１と実質的に同一部分については説明を省略又は簡略化し、主として前記実施例１と異なる部分について説明する。

本実施例２では、ＥＣＵ３３により後述する図１１の吹き切れ抑制制御ルーチンを実行することで、ＥＧＲ制御の実行中に、点火プラグ２５の理想放電時間と実放電時間との差に基づいて、放電火花の吹き切れ（点火プラグ２５の放電火花を気流強化無しの場合よりも早い時期に維持できなくなる現象）が発生する状態であるか否かを判定し、放電火花の吹き切れが発生する状態であると判定した場合に、点火プラグ２５の放電電流を増加させて放電火花の吹き切れを抑制する吹き切れ抑制制御を実行する。

図１０に示すように、放電火花の吹き切れが発生すると、実放電時間Ｔ2 （放電火花を維持できる期間）が短くなって、理想放電時間Ｔ1 （例えばエンジン運転状態やバッテリ電圧等に応じて設定された理想的な放電時間）と実放電時間Ｔ2 との差ΔＴ（＝Ｔ1 −Ｔ2 ）が大きくなるため、理想放電時間Ｔ1 と実放電時間Ｔ2 との差ΔＴを用いれば、放電火花の吹き切れが発生する状態であるか否かを判定することができる。

図１１の吹き切れ抑制制御ルーチンでは、まず、ステップ２０１で、ＥＧＲクーラ２９で冷却されたＥＧＲガスを吸気管１２に還流させるＥＧＲ制御の実行中（ＥＧＲ弁３０の開弁制御中）であるか否かを判定し、ＥＧＲ制御の実行中であると判定された場合には、ステップ２０２に進み、理想放電時間Ｔ1 と実放電時間Ｔ2 との差ΔＴを算出する。
ΔＴ＝Ｔ1 −Ｔ2

この後、ステップ２０３に進み、理想放電時間Ｔ1 と実放電時間Ｔ2 との差ΔＴが所定の判定値よりも大きいか否かによって、放電火花の吹き切れが発生する状態であるか否かを判定する。

このステップ２０３で、放電火花の吹き切れが発生する状態であると判定された場合には、ステップ２０４に進み、現在のエンジン回転速度とバッテリ電圧とに応じて基本放電電流Ｉbaseをマップ又は数式等により算出する。

この後、ステップ２０５に進み、補正係数Ｋ（図示せず）のマップを参照して、理想放電時間Ｔ1 と実放電時間Ｔ2 との差ΔＴに応じた補正係数Ｋを算出する。この補正係数Ｋのマップは、理想放電時間Ｔ1 と実放電時間Ｔ2 との差ΔＴが大きくなるほど補正係数Ｋが大きくなって放電電流の増加量を大きくするように設定されている。これにより、放電維持電圧が高くなって放電火花を維持できる期間（実放電時間）が短くなるほど、理想放電時間と実放電時間との差が大きくなるのに対応して、放電電流の増加量を大きくするようになっている。

この後、ステップ２０６に進み、基本放電電流Ｉbaseと補正係数Ｋとを用いて、次式より目標放電電流Ｉs を算出する。
Ｉs ＝Ｉbase×Ｋ

ＥＣＵ３３は、点火プラグ２５の放電電流（最大値）が目標放電電流Ｉs となるように点火装置２６を制御することで、点火プラグ２５の放電電流を増加させて放電火花の吹き切れを抑制する吹き切れ抑制制御を実行する。

以上説明した本実施例２では、ＥＧＲ制御の実行中に、点火プラグ２５の理想放電時間と実放電時間との差に基づいて、放電火花の吹き切れが発生する状態であるか否かを判定し、放電火花の吹き切れが発生する状態であると判定した場合に、点火プラグ２５の放電電流を増加させて放電火花の吹き切れを抑制する吹き切れ抑制制御を実行するようにしたので、前記実施例１とほぼ同じ効果を得ることができる。

また、本実施例２では、吹き切れ抑制制御の際に、理想放電時間と実放電時間との差が大きくなるほど放電電流の増加量を大きくするようにしたので、放電維持電圧が高くなって放電火花を維持できる期間（実放電時間）が短くなるほど、理想放電時間と実放電時間との差が大きくなるのに対応して、放電電流の増加量を大きくすることができる。これにより、放電電流を放電火花の吹き切れを抑制するのに必要な適正値に設定することができると共に、放電電流を必要以上に増加させることを防止できる。

尚、上記実施例２では、吹き切れ抑制制御の際に、理想放電時間と実放電時間との差に応じて点火プラグ２５の放電電流を増加量させるようにしたが、これに限定されず、理想放電時間と実放電時間との比に応じて点火プラグ２５の放電電流を増加量させるようにしても良い。或は、点火プラグ２５の放電電流を予め設定した所定値だけ増加させるようにしても良い。

また、上記各実施例１，２では，吹き切れ抑制制御の際に、目標放電電流を補正することで点火プラグ２５の放電電流を増加させるようにしたが、これに限定されず、例えば、点火コイルの通電時間のマップを変更することで点火プラグ２５の放電電流を増加させるようにしたり、或は、点火装置の回路を切り換えて点火コイルのインダンクタンスを変更することで点火プラグ２５の放電電流を増加させるようにしても良い。

また、上記各実施例１，２では，排気管１５のうちの排気タービン１８の下流側（例えば触媒１６の下流側）から吸気管１２のうちのコンプレッサ１９の上流側へＥＧＲガスを還流させるＬＰＬ方式（低圧ループ方式）のＥＧＲ装置２７を採用した過給機付きエンジンに本発明を適用したが、これに限定されず、例えば、排気管のうちの排気タービンの上流側から吸気管のうちのコンプレッサの下流側（例えばスロットルバルブの下流側）へＥＧＲガスを還流させるＨＰＬ方式（高圧ループ方式）のＥＧＲ装置を採用した過給機付きエンジンに本発明を適用しても良い。また、ＥＧＲクーラ２９を省略した構成としても良い。

更に、本発明は、排気タービン駆動式の過給機（いわゆるターボチャージャ）を搭載したエンジンに限定されず、機械駆動式の過給機（いわゆるスーパーチャージャ）や電動式の過給機を搭載したエンジンに適用しても良い。

その他、本発明は、過給機付きエンジンに限定されず、過給機を搭載していない自然吸気エンジン（ＮＡエンジン）に適用しても良い。また、図１に示すような筒内噴射式エンジンに限定されず、吸気ポート噴射式エンジンや、吸気ポート噴射用の燃料噴射弁と筒内噴射用の燃料噴射弁の両方を備えたデュアル噴射式のエンジンにも適用して実施できる。

１１…エンジン（内燃機関）、１２…吸気管（吸気通路）、１４…エアフローメータ、１５…排気管、２１…スロットルバルブ、２３…気流制御弁、２４…燃料噴射弁、２５…点火プラグ、２６…点火装置、２７…ＥＧＲ装置、２８…ＥＧＲ配管、３０…ＥＧＲ弁、３２…クランク角センサ、３３…ＥＣＵ（気流制御手段，吹き切れ抑制制御手段）

Claims (5)

1. 内燃機関の筒内の混合気に点火プラグの放電火花で点火する内燃機関の制御装置において、
   内燃機関の排出ガスの一部をＥＧＲガスとして吸気通路に還流させるＥＧＲ制御の実行中に筒内の気流強度を強くする気流強化を行う気流制御手段と、
   前記ＥＧＲ制御の実行中に、前記気流強度と前記点火プラグの点火時期とに基づいて、前記点火プラグの放電火花を早期に維持できなくなる現象（以下この現象を「放電火花の吹き切れ」という）が発生する状態であるか否かを判定し、前記放電火花の吹き切れが発生する状態であると判定した場合に、前記点火プラグの放電電流を増加させて前記放電火花の吹き切れを抑制する吹き切れ抑制制御手段と
   を備えていることを特徴とする内燃機関の制御装置。
2. 前記吹き切れ抑制制御手段は、前記気流強度が強くなるほど前記放電電流の増加量を大きく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。
3. 前記吹き切れ抑制制御手段は、前記点火時期が進角側になるほど前記放電電流の増加量を大きくすることを特徴とする請求項１又は２に記載の内燃機関の制御装置。
4. 内燃機関の筒内の混合気に点火プラグの放電火花で点火する内燃機関の制御装置において、
   内燃機関の排出ガスの一部をＥＧＲガスとして吸気通路に還流させるＥＧＲ制御の実行中に筒内の気流強度を強くする気流強化を行う気流制御手段と、
   前記ＥＧＲ制御の実行中に、前記点火プラグの理想放電時間と実放電時間との差又は比に基づいて、前記点火プラグの放電火花を早期に維持できなくなる現象（以下この現象を「放電火花の吹き切れ」という）が発生する状態であるか否かを判定し、前記放電火花の吹き切れが発生する状態であると判定した場合に、前記点火プラグの放電電流を増加させて前記放電火花の吹き切れを抑制する吹き切れ抑制制御手段と
   を備えていることを特徴とする内燃機関の制御装置。
5. 前記吹き切れ抑制制御手段は、前記理想放電時間と前記実放電時間との差又は比が大きくなるほど前記放電電流の増加量を大きくすることを特徴とする請求項４に記載の内燃機関の制御装置。

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