JP2015200259A - 点火制御装置 - Google Patents

Abstract

【課題】吸気弁遅閉じ制御を行いつつ失火を抑制することができる点火制御装置を提供する。
【解決手段】点火制御装置５は、エネルギ投入部４２および電子制御ユニット３４を備えている。エネルギ投入部４２は、点火プラグ３１に電気エネルギを投入可能であり、当該電気エネルギの投入により放電を継続させる。電子制御ユニット３４のエネルギ制御部６３は、エネルギ投入部４２が１点火周期で投入する放電エネルギを、エンジンの吸気弁２２の閉じタイミングの遅角量に基づき制御する。放電エネルギが大きいほど混合気の着火性能が高まる。したがって、遅角量に基づき放電エネルギを制御することで、吸気弁遅閉じ制御により混合気が薄くなる場合であっても確実に混合気に点火することができる。そのため、吸気弁遅閉じ制御を行いつつも失火を抑制可能である。
【選択図】図２

Description

本発明は、内燃機関の燃焼室の混合気に点火する点火装置を構成し、イグニッションコイルの一次巻線の通電および遮断によって二次巻線に高電圧を発生させて点火プラグに印加する点火制御装置に関する。

内燃機関の吸気弁のバルブタイミングを可変バルブタイミング機構により調整する技術が知られている。この技術を利用して、吸気弁を閉じるタイミングを遅くして有効圧縮比を減少させつつ膨張比を確保すると、熱効率を向上させることができる。

一方で、上述のような吸気弁遅閉じ制御が行われると、圧縮行程において気筒内の混合気が吸気通路に吹き返されて空燃比が目標空燃比とずれる問題が起こる。この問題に対し、特許文献１では、噴射された燃料が燃焼に寄与する直入率と、気筒内壁面に付着した燃料が蒸発し燃焼に寄与する持ち去り率と、吸気弁遅閉じにより気筒内燃料が吸気通路へ吹き返される吹返し率とに基づき、燃料噴射量を補正している。

特開２０１０−１３８７９９号公報

しかしながら、特許文献１に記載された燃料噴射量の補正を行っても、空燃比と目標空燃比とのずれを完全に無くすことはできない。そのため、空燃比が目標空燃比に対して大きくなる側にずれて混合気が薄くなることに起因して、失火が生じる可能性があった。
本発明は、上述の点に鑑みてなされたものであり、その目的は、吸気弁遅閉じ制御を行いつつ失火を抑制することができる点火制御装置を提供することである。

本発明による点火制御装置は、点火スイッチおよびエネルギ投入部を備えている。点火スイッチは、電源とイグニッションコイルの一次巻線との間の電流経路を遮断することによりイグニッションコイルの二次巻線に高電圧を発生させる。エネルギ投入部は、一次巻線または点火プラグに接続され、放電の継続を可能とする電気エネルギを点火プラグに投入可能である。

本発明は、特に、エネルギ制御手段をさらに備えていることを特徴としている。点火プラグの点火タイミングの間隔を点火周期とすると、エネルギ制御手段は、エネルギ投入部が１点火周期で投入する電気エネルギを、少なくとも内燃機関の吸気弁の閉じタイミングの遅角量に基づき制御する。

「エネルギ投入部が１点火周期で投入する電気エネルギ」が大きいほど混合気の着火性能が高まる。例えば、「エネルギ投入部が１点火周期で投入する電気エネルギ」は、点火タイミングで点火スイッチを遮断することにより点火プラグで発生する放電を継続させるため等に使われる。

したがって、吸気弁の閉じタイミングの遅角量に基づき「エネルギ投入部が１点火周期で投入する電気エネルギ」を制御することで、吸気弁遅閉じ制御により混合気が薄くなる場合であっても確実に混合気に点火することができる。そのため、本発明によれば、吸気弁遅閉じ制御を行いつつも失火を抑制することができる。

本発明の第１実施形態による点火制御装置が設けられているエンジンシステムの概略構成を説明する図である。 図１の点火装置の構成を説明する図である。 図２の電子制御ユニットが制御する、エネルギ投入部が１点火周期で投入する電気エネルギである放電エネルギと、吸気弁のバルブタイミングの遅角量との関係を示す図である。 図２の電子制御ユニット、および本発明の第２〜第６実施形態による点火制御装置の電子制御ユニットで使用されるマップであり、吸気弁のバルブタイミングの遅角量と、エネルギ投入により放電を継続させる期間である継続期間との関係を示す図である。 図２の電子制御ユニットの制御作動を説明するフローチャートである。 図１の点火制御装置の作動を説明するタイムチャートである。 本発明の第２〜第４実施形態による点火制御装置の電子制御ユニットで使用されるマップであり、吸気弁のバルブタイミングの遅角量と目標二次電流との関係を示す図である。 本発明の第４実施形態による点火制御装置の電子制御ユニットで使用されるマップであり、エンジンの水温と継続期間の補正係数との関係を示す図である。 本発明の第４実施形態による点火制御装置の電子制御ユニットで使用されるマップであり、エンジンの水温と目標二次電流の補正係数との関係を示す図である。 本発明の第５実施形態による点火制御装置の電子制御ユニットで使用されるマップであり、エンジンの出力回転数と継続期間の補正係数との関係を示す図である。 本発明の第６実施形態による点火制御装置の電子制御ユニットが制御する放電エネルギと、吸気弁のバルブリフト量との関係を示す図である。 本発明の第６実施形態による点火制御装置の電子制御ユニットで使用されるマップであり、吸気弁のバルブリフト量と継続期間の補正係数との関係を示す図である。

以下、本発明の複数の実施形態を図面に基づき説明する。実施形態同士で実質的に同一の構成には同一の符号を付して説明を省略する。
以下の説明において、電流の大小は絶対値の大小を基準として表し、電流の増加とは電流の絶対値が大きくなる場合を意味し、電流の減少とは絶対値が小さくなる場合を意味する。

＜第１実施形態＞
本発明の第１実施形態による点火制御装置は、図１に示すエンジンシステムに設けられている。
［エンジンシステムの構成］
先ず、エンジンシステム１０の概略構成について図１を参照して説明する。
図１に示すように、エンジンシステム１０は、火花点火式の内燃機関であるエンジン１３を備えている。エンジン１３は、スロットル弁１４を通じて吸気マニホールド１５から供給される空気とインジェクタ１６から噴射される燃料との混合気を燃焼室１７内で燃焼させ、その燃焼時の爆発力によりピストン１８を往復運動させる。このピストン１８の往復運動は、クランクシャフト１９により回転運動に変換されて出力される。燃焼ガスは、排気マニホールド２０等を通じて大気中に放出される。

燃焼室１７の入口すなわちシリンダヘッド２１の吸気ポートには吸気弁２２が設けられ、また燃焼室１７の出口すなわちシリンダヘッド２１の排気ポートには排気弁２３が設けられている。吸気弁２２および排気弁２３は、バルブ駆動機構２４により開閉駆動される。吸気弁２２のバルブタイミングは、可変バルブ機構２５により調整される。

燃焼室１７の混合気の点火は、点火装置３０により行われる。点火装置３０は、点火プラグ３１、イグニッションコイル３２、点火回路ユニット３３、および、電子制御ユニット３４を有し、電子制御ユニット３４の指令に基づき点火回路ユニット３３を動作させてイグニッションコイル３２から点火プラグ３１に高電圧を印加することにより、燃焼室１７で火花放電を発生させる。なお、点火装置３０については後に詳述する。

電子制御ユニット３４は、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭおよび入出力ポート等からなるマイクロコンピュータを有しており、クランクポジションセンサ３５、カムポジションセンサ３６、水温センサ３７、スロットル開度センサ３８、および吸気圧センサ３９などの各種センサに電気的に接続されている。電子制御ユニット３４は、各種センサの検出信号に基づきプログラム処理を実行することによりスロットル弁１４、インジェクタ１６、可変バルブ機構２５、および点火回路ユニット３３などを駆動して、エンジン１３の運転状態を制御する。

［点火装置の構成］
次に、点火装置３０の構成について図２〜図４を参照して説明する。
図２に示すように、点火装置３０は、点火プラグ３１、イグニッションコイル３２、点火スイッチ４０、電流検出回路４１、エネルギ投入部４２、および電子制御ユニット３４を備えている。点火スイッチ４０、電流検出回路４１、およびエネルギ投入部４２は、点火回路ユニット３３に含まれている。また、点火回路ユニット３３および電子制御ユニット３４は、点火制御装置５を構成している。

点火プラグ３１は、エンジン１３の燃焼室１７で所定のギャップを隔てて対向する一対の電極を有し、上記ギャップで絶縁破壊が生じるだけの高電圧が一対の電極間に印加されると放電を発生させる。以下の説明において、「高電圧」とは、点火プラグ３１の一対の電極間で放電が発生し得るほどの電圧、すなわち放電の発生を可能とする電圧のことである。

イグニッションコイル３２は、一次巻線４３と二次巻線４４と整流素子４５とを有し、公知の昇圧トランスを構成している。一次巻線４３は、一端が直流電源４６に接続され、他端が点火スイッチ４０を介して接地されている。直流電源４６は、バッテリから構成され、例えば１２Ｖ等の一定の直流電圧を供給可能である。二次巻線４４は、一次巻線４３と磁気的に結合されており、一端が点火プラグ３１の一対の電極を介して接地され、他端が整流素子４５および電流検出抵抗４７を介して接地されている。整流素子４５は、ダイオードから構成されており、二次巻線４４に流れる電流の向きを整流する。イグニッションコイル３２は、一次巻線４３を流れる電流の変化に応じて電磁誘導の相互誘導作用により二次巻線４４に高電圧を発生させ、この高電圧を点火プラグ３１に印加する。本実施形態では、１つの点火プラグに対応してイグニッションコイル３２は１つだけ設けられている。以下の説明において、一次巻線４３を流れる電流を「一次電流Ｉ１」とし、二次巻線４４を流れる電流を「二次電流Ｉ２」とする。

点火スイッチ４０は、ＩＧＢＴから構成されており、コレクタがイグニッションコイル３２の一次巻線４３の接地側に接続され、エミッタが接地され、ゲートが電子制御ユニット３４に接続されている。エミッタは、整流素子４８を介してコレクタに接続されている。点火スイッチ４０は、ゲートに入力される点火信号ＩＧＴに応じて開閉動作する。具体的には、点火スイッチ４０は、点火信号ＩＧＴの立ち上がり時にＯＮとなり、点火信号ＩＧＴの立ち下がり時にＯＦＦとなる。点火信号ＩＧＴは、例えばカムポジションに同期して制御する一次巻線４３の導通および遮断信号である。直流電源４６と一次巻線４３との間の電流経路は、点火スイッチ４０により導通および遮断が切り替えられる。

電流検出回路４１は、整流素子４５と電流検出抵抗４７との間に接続されており、二次電流Ｉ２を検出可能である。
エネルギ投入部４２は、チョークコイル５１、充電スイッチ５２、充電スイッチ駆動回路５３、コンデンサ５４、整流素子５５、放電スイッチ５６、整流素子５７、および放電スイッチ駆動回路５８を有している。

チョークコイル５１は、一端が直流電源４６に接続され、他端が充電スイッチ５２を介して接地されている。充電スイッチ５２は、ＭＯＳＦＥＴから構成されており、ドレインがチョークコイル５１に接続され、ソースが接地され、ゲートが充電スイッチ駆動回路５３に接続されている。充電スイッチ駆動回路５３は、充電スイッチ５２を開閉駆動可能である。

コンデンサ５４は、一方の電極が整流素子５５を介してチョークコイル５１の接地側に接続され、他方の電極が接地されている。整流素子５５は、ダイオードから構成されており、コンデンサ５４からチョークコイル５１および充電スイッチ５２への電流の逆流を阻止している。チョークコイル５１、充電スイッチ５２、コンデンサ５４、および整流素子５５は、直流電源４６の電圧を昇圧して充電する昇圧回路を構成している。

また、コンデンサ５４は、一方の電極が放電スイッチ５６および整流素子５７を介して一次巻線４３の接地側に接続されている。放電スイッチ５６は、ＭＯＳＦＥＴから構成されており、ドレインがコンデンサ５４に接続され、ソースが一次巻線４３の接地側に接続され、ゲートが放電スイッチ駆動回路５８に接続されている。放電スイッチ駆動回路５８は、放電スイッチ５６を開閉駆動可能である。整流素子５７は、ダイオードから構成されており、イグニッションコイル３２からコンデンサ５４への電流の逆流を阻止している。

ここで、点火プラグ３１の放電のために二次電流Ｉ２を流すやり方は二通りある。一つ目は、直流電源４６から一次巻線４３への通電を点火スイッチ４０で遮断することによって、電磁誘導の自己誘導作用により直流電源４６の電圧よりも大きな起電力を瞬間的に一次巻線４３に発生させ、それに伴い電磁誘導の相互誘導作用により二次巻線４４に高電圧を発生させて放電を開始するやり方である。二つ目は、エネルギ投入部４２の放電スイッチ５６を閉じてコンデンサ５４の充電電圧を一次巻線４３に印加することによって、電磁誘導の相互誘導作用により充電電圧よりも大きな起電力を二次巻線４４に発生させて放電電流に重畳加算させるやり方である。以下の説明において、「エネルギ投入部４２が点火プラグ３１に投入する電気エネルギ」とは、エネルギ投入部４２のコンデンサ５４の充電電圧を一次巻線４３に印加する結果、点火プラグ３１で発生する電気エネルギのことを意味する。

本実施形態では、点火制御装置５は、上述の一つ目のやり方のみで放電を発生させる場合と、上述の一つ目のやり方で放電を発生させた後、当該放電の発生中に上述の二つ目のやり方で電気エネルギを同じ放電電流の極性のままで重畳的に投入して放電を継続させる場合とを使い分けて点火を実施する。以下、前者の場合の放電を「通常放電」と記載し、後者の場合の放電を「継続放電」と記載する。また、電気エネルギの投入により放電を継続させる期間を継続期間Ｔｃと記載する。

充電スイッチ駆動回路５３は、電子制御ユニット３４から出力される継続放電信号ＩＧＣおよび点火信号ＩＧＴに応じて充電スイッチ５２を開閉駆動する。継続放電信号ＩＧＣは、継続放電により点火を行うことを指令する信号である。具体的には、充電スイッチ駆動回路５３は、コンデンサ５４の電圧であるコンデンサ電圧Ｖｄｃを検出可能であり、継続放電信号ＩＧＣの立ち上がり時にコンデンサ電圧Ｖｄｃが所定の閾値Ｖｄｃ＿ｔｈ以下である場合、充電スイッチ５２をＯＮさせてコンデンサ５４への充電を開始する。また、充電スイッチ駆動回路５３は、継続放電信号ＩＧＣが立ち上がり中、且つ、点火信号ＩＧＴの立ち上がり時にコンデンサ電圧Ｖｄｃが閾値Ｖｄｃ＿ｔｈ以下である場合、充電スイッチ５２をＯＮさせてコンデンサ５４への充電を開始する。充電スイッチ５２がＯＮされるとチョークコイル５１にエネルギが蓄えられ、充電スイッチ５２がＯＦＦされると、チョークコイル５１から放出されたエネルギがコンデンサ５４に充電される。この充電スイッチ５２のＯＮとＯＦＦとの繰り返しによりコンデンサ電圧Ｖｄｃが昇圧される。コンデンサ５４への充電は、コンデンサ電圧Ｖｄｃが所定の最大電圧Ｖｄｃ＿ｍａｘに達するか、あるいは継続放電信号ＩＧＣまたは点火信号ＩＧＴが立ち下がると終了される。

放電スイッチ駆動回路５８は、電子制御ユニット３４から出力される継続期間信号ＩＧＷおよび目標二次電流信号ＩＧＡに応じて放電スイッチ５６を開閉駆動する。継続期間信号ＩＧＷは、継続期間Ｔｃを指示する信号である。目標二次電流信号ＩＧＡは、継続期間Ｔｃにおける二次電流Ｉ２の目標値である目標二次電流Ｉ２^*を指令する信号である。具体的には、放電スイッチ駆動回路５８は、継続期間信号ＩＧＷが立ち上がっている間、電流検出回路４１により検出される二次電流Ｉ２が目標二次電流Ｉ２^*に一致するよう放電スイッチ５６を開閉駆動する。放電スイッチ５６がＯＮされると、コンデンサ５４の充電エネルギが一次巻線４３の接地側に投入される。

電子制御ユニット３４は、吸気弁２２のバルブタイミングを制御するバルブタイミング制御部６１、点火スイッチ４０を制御する点火スイッチ制御部６２、および、エネルギ投入部４２を制御するエネルギ制御部６３を有している。
バルブタイミング制御部６１は、可変バルブ機構２５を駆動するための駆動信号ＶＴＤを出力する。駆動信号ＶＴＤは、吸気弁２２のバルブタイミングが目標バルブタイミングと一致するように生成される。吸気弁２２の目標バルブタイミングは、各種センサの検出信号から判断されるエンジン１３の運転状態に基づき設定される。

点火スイッチ制御部６２は、点火スイッチ４０の開閉動作を制御するための点火信号ＩＧＴを出力する。点火信号ＩＧＴは、例えばカムポジションに基づき判断される点火タイミング（点火時期）よりも前の所定の時期に立ち上げられ、点火タイミングに立ち下げられる。

エネルギ制御部６３は、エネルギ投入部４２の駆動を制御するための継続放電信号ＩＧＣ、目標二次電流信号ＩＧＡ、および継続期間信号ＩＧＷを出力する。継続放電信号ＩＧＣは、吸気弁２２のバルブタイミングの遅角量ＶＴｄが所定の閾値ＶＴｄ＿ｔｈ以上である場合に立ち上げられる。目標二次電流信号ＩＧＡは、目標二次電流Ｉ２^*に応じて生成される。本実施形態では、目標二次電流Ｉ２^*は、予め所定値に設定されている。継続期間信号ＩＧＷは、継続期間Ｔｃの開始時に立ち上げられ、また継続期間Ｔｃの終了時に立ち下げられる。本実施形態では、継続期間Ｔｃは、点火スイッチ４０のＯＦＦによる放電のあと立ち上げられる。

また、点火タイミングの間隔を点火周期Ｔｉｇとし、エネルギ投入部４２が１点火周期で点火プラグ３１に投入する電気エネルギを放電エネルギＷｃとすると、エネルギ制御部６３は、遅角量ＶＴｄに基づき放電エネルギＷｃを制御する。具体的には、エネルギ制御部６３は、図３に示すように遅角量ＶＴｄが所定遅角量ＶＴ０から大きくなるほど（吸気弁２２が遅閉じであるほど）放電エネルギＷｃを増加させる。本実施形態では、継続期間Ｔｃが長いほど放電エネルギＷｃが大きくなるという関係が用いられて、図４に示すマップにしたがい遅角量ＶＴｄが所定遅角量ＶＴ０から大きくなるほど継続期間Ｔｃが長く設定される。エネルギ制御部６３は、特許請求の範囲に記載の「エネルギ制御手段」に相当する。

［電子制御ユニットの制御作動］
次に、電子制御ユニット３４の制御処理について図５のフローチャートを参照して説明する。図５に示す一連の処理は、イグニッションスイッチがＯＮされてからＯＦＦされるまで繰り返し実行される。
ステップＳ１００では、遅角量ＶＴｄが閾値ＶＴｄ＿ｔｈ以上か否かが判定される。ステップＳ１００の判定が肯定された場合（Ｓ１００：Ｙｅｓ）、処理はステップＳ１１０に移行する。一方、ステップＳ１００の判定が否定された場合（Ｓ１００：Ｎｏ）、処理はステップＳ１５０に移行する。

ステップＳ１１０では、継続放電信号ＩＧＣが出力され、充電スイッチ駆動回路５３が充電スイッチ５２を開閉駆動することによりコンデンサ電圧Ｖｄｃを昇圧させる昇圧駆動が開始される。ステップＳ１１０の後、処理はステップＳ１２０に移行する。
ステップＳ１２０では、遅角量ＶＴｄが大きいほど放電エネルギＷｃが増加するように、図４のマップに基づき継続期間Ｔｃが設定される。ステップＳ１２０の後、処理はステップＳ１３０に移行する。

ステップＳ１３０では、点火タイミングか否かが判定される。点火信号ＩＧＴが立ち下がるタイミングが点火タイミングである。ステップＳ１３０の判定が肯定された場合（Ｓ１３０：Ｙｅｓ）、処理はステップＳ１４０に移行する。一方、ステップＳ１３０の判定が否定された場合（Ｓ１３０：Ｎｏ）、ステップＳ１３０が繰り返し実行される。
ステップＳ１４０では、継続放電を発生させる継続放電制御が実施される。ステップＳ１４０の後、処理は図５に示すルーチンを抜ける。

ステップＳ１５０では、点火タイミングか否かが判定される。ステップＳ１５０の判定が肯定された場合（Ｓ１５０：Ｙｅｓ）、処理はステップＳ１６０に移行する。一方、ステップＳ１５０の判定が否定された場合（Ｓ１５０：Ｎｏ）、ステップＳ１５０が繰り返し実行される。
ステップＳ１６０では、通常放電を発生させる通常放電制御が実施される。ステップＳ１６０の後、処理は図５に示すルーチンを抜ける。

［点火制御装置の作動］
次に、点火制御装置５の作動について図６のタイムチャートを参照して説明する。
以下の説明において、充電スイッチ駆動回路５３が充電スイッチ５２のゲートに出力する信号を充電スイッチ駆動信号ＳＷＣとする。また、放電スイッチ駆動回路５８が放電スイッチ５６のゲートに出力する信号を放電スイッチ駆動信号ＳＷＤとする。また、点火信号ＩＧＴ、継続放電信号ＩＧＣ、継続期間信号ＩＧＷ、充電スイッチ駆動信号ＳＷＣおよび放電スイッチ駆動信号ＳＷＤは、信号レベルがハイレベル「Ｈ」またはローレベル「Ｌ」となる信号である。

図６に示すように、点火信号ＩＧＴがハイレベル「Ｈ」となる時刻ｔ１では、点火スイッチ４０がＯＮとなり、一次電流Ｉ１が増加し始める。このとき、継続放電信号ＩＧＣがローレベル「Ｌ」であるので、次の放電が通常放電に設定される。
点火信号ＩＧＴがローレベル「Ｌ」となる時刻ｔ２では、点火スイッチ４０がＯＦＦとなり、二次巻線４４で高電圧が発生する。これにより、点火プラグ３１で放電が発生し、二次電流Ｉ２が増加する。この放電の後、電気エネルギ投入による放電の継続は行われず、二次電流Ｉ２は次第に減少する。

遅角量ＶＴｄが閾値ＶＴｄ＿ｔｈ以上となる時刻ｔ３では、継続放電信号ＩＧＣがハイレベル「Ｈ」となる。これによりコンデンサ５４の充電が開始され、コンデンサ電圧Ｖｄｃが増加する。充電スイッチ駆動信号ＳＷＣは、コンデンサに十分なエネルギが充電されるように充電スイッチ５２を開閉駆動可能であれば、パルス幅および周期は特に限定されない。
点火信号ＩＧＴがハイレベル「Ｈ」となる時刻ｔ４では、点火スイッチ４０がＯＮとなる。このとき、継続放電信号ＩＧＣがハイレベル「Ｈ」であるので、次の放電が継続放電に設定され、継続期間Ｔｃがマップから遅角量ＶＴｄに基づき所定の継続期間Ｔｃ１に設定される。

点火信号ＩＧＴがローレベル「Ｌ」となる時刻ｔ５では、点火スイッチ４０がＯＦＦとなり、二次巻線４４で高電圧が発生する。これにより、点火プラグ３１で放電が発生し、二次電流Ｉ２が増加する。
点火スイッチ４０による放電の後、継続放電信号ＩＧＣを受けて時刻ｔ６では、継続期間信号ＩＧＷがハイレベル「Ｈ」となり、エネルギ投入部４２による電気エネルギ投入が開始される。これにより、二次電流Ｉ２が増加して放電が継続される。二次電流Ｉ２は、継続期間Ｔｃ１の間、電流検出回路４１による検出値が目標二次電流Ｉ２^*に一致するように電気エネルギが投入されることによりフィードバック制御される。

時刻ｔ６から継続期間Ｔｃ１が経過して継続期間信号ＩＧＷがローレベル「Ｌ」となる時刻ｔ７では、エネルギ投入部４２による電気エネルギ投入が停止され、継続放電制御が終了される。
以降、時刻ｔ８から、遅角量ＶＴｄが閾値ＶＴｄ＿ｔｈより小さくなる時刻ｔ１６まで、時刻ｔ４〜時刻ｔ８と同様の作動が繰り返し行われる。ただし、継続期間Ｔｃは、マップから遅角量ＶＴｄに基づき所定期間（継続期間Ｔｃ２、Ｔｃ３）に設定される。
点火信号ＩＧＴがハイレベル「Ｈ」となる時刻ｔ１７では、継続放電信号ＩＧＣがローレベル「Ｌ」であるので、次の時刻ｔ１８からの放電が通常放電に設定される。

［効果］
以上説明したように、第１実施形態では、点火制御装置５は、点火スイッチ４０、エネルギ投入部４２、および電子制御ユニット３４を備えている。エネルギ投入部４２は、一次巻線４３の接地側に接続され、電気エネルギを点火プラグ３１に投入することにより放電を継続させる。電子制御ユニット３４のエネルギ制御部６３は、エネルギ投入部４２が１点火周期Ｔｉｇで投入する放電エネルギＷｃを、エンジン１３の吸気弁２２の閉じタイミングの遅角量ＶＴｄに基づき制御する。

放電エネルギＷｃが大きいほど混合気の着火性能が高まる。したがって、遅角量ＶＴｄに基づき放電エネルギＷｃを制御することで、吸気弁遅閉じ制御により混合気が薄くなる場合であっても確実に混合気に点火することができる。そのため、吸気弁遅閉じ制御を行いつつも失火を抑制可能である。

また、第１実施形態では、エネルギ投入部４２は、点火スイッチ４０による放電の発生中に電気エネルギを重畳的に投入することにより放電を継続させる。
このように構成することで混合気の着火性能が高まり、失火をさらに抑制可能である。

また、第１実施形態では、エネルギ投入部４２は、電子制御ユニット３４から指令される継続期間Ｔｃに電気エネルギを重畳的に投入することにより放電を継続させる。また、電子制御ユニット３４は、継続期間Ｔｃを変更することにより放電エネルギＷｃを変化させる。
このように構成することで、遅角量ＶＴｄが所定遅角量ＶＴ０から大きくなるほど継続期間Ｔｃを長く設定するという比較的簡単な制御によって、失火を抑制可能である。

＜第２実施形態＞
本発明の第２実施形態による点火制御装置について図７を参照して説明する。
第２実施形態では、電子制御ユニット３４のエネルギ制御部６３は、目標二次電流Ｉ２^*が大きいほど放電エネルギＷｃが大きくなるという関係を用いて、図７に示すマップにしたがい遅角量ＶＴｄが所定遅角量ＶＴ０から大きくなるほど目標二次電流Ｉ２^*を大きく設定する。
このように目標二次電流Ｉ２^*を変更することによっても放電エネルギＷｃを変更することができる。

＜第３実施形態＞
本発明の第３実施形態による点火制御装置について図４、図７を参照して説明する。
第３実施形態では、電子制御ユニット３４のエネルギ制御部６３は、図４に示すマップにしたがい遅角量ＶＴｄが所定遅角量ＶＴ０から大きくなるほど継続期間Ｔｃを長く設定し、また、図７に示すマップにしたがい遅角量ＶＴｄが所定遅角量ＶＴ０から大きくなるほど目標二次電流Ｉ２^*を大きく設定する。
このように継続期間Ｔｃおよび目標二次電流Ｉ２^*の両方を変更することによって、放電エネルギＷｃをより細かく制御することができる。

＜第４実施形態＞
本発明の第４実施形態による点火制御装置について図４、図７〜図９を参照して説明する。
第４実施形態では、電子制御ユニット３４のエネルギ制御部６３は、エンジン１３の水温Ｔｗが低いほど放電エネルギＷｃを増加させる。具体的には、エネルギ制御部６３は、図４に示すマップにしたがい設定された継続期間Ｔｃに対し補正係数Ｋ（１）を掛けることによって、継続期間Ｔｃを補正する。図８に示すように、水温Ｔｗが低いほど補正係数Ｋ（１）は大きく設定される。
さらに、エネルギ制御部６３は、図７に示すマップにしたがい設定された目標二次電流Ｉ２^*に対し補正係数Ｋ（２）を掛けることによって、目標二次電流Ｉ２^*を補正する。図９に示すように、水温Ｔｗが低いほど補正係数Ｋ（２）は大きく設定される。
第４実施形態によれば、第１実施形態と同様の効果を得ることができ、さらに、水温Ｔｗが低いときの着火性能の低下を抑制可能である。

＜第５実施形態＞
本発明の第５実施形態による点火制御装置について図４、図１０を参照して説明する。
第５実施形態では、電子制御ユニット３４のエネルギ制御部６３は、エンジン１３の出力回転数Ｎｅが低いほど放電エネルギＷｃを増加させる。具体的には、エネルギ制御部６３は、図４に示すマップにしたがい設定された継続期間Ｔｃに対し補正係数Ｋ（３）を掛けることによって、継続期間Ｔｃを補正する。図１０に示すように、出力回転数Ｎｅが低いほど補正係数Ｋ（３）は大きく設定される。
第５実施形態によれば、第１実施形態と同様の効果を得ることができ、さらに、出力回転数Ｎｅが低いときの着火性能の低下を抑制可能である。

＜第６実施形態＞
本発明の第６実施形態による点火制御装置について図４、図１１、図１２を参照して説明する。
第６実施形態では、吸気弁２２のバルブリフト量は、可変バルブ機構２５により調整される。また、電子制御ユニット３４のエネルギ制御部６３は、図１１に示すように、吸気弁２２のバルブリフト量ＶＬが大きいほど放電エネルギＷｃを増加させる。具体的には、エネルギ制御部６３は、図４に示すマップにしたがい設定された継続期間Ｔｃに対し補正係数Ｋ（４）を掛けることによって、継続期間Ｔｃを補正する。図１２に示すように、バルブリフト量ＶＬが大きいほど補正係数Ｋ（４）は大きく設定される。
第６実施形態によれば、第１実施形態と同様の効果を得ることができ、さらに、バルブリフト量ＶＬが大きいときの着火性能の低下を抑制可能である。

＜他の実施形態＞
本発明の他の実施形態では、エンジンの水温および出力回転数の両方に基づき放電エネルギが制御されてもよい。

前述の実施形態では、二次電流Ｉ２は、電流検出回路４１による検出値が目標二次電流Ｉ２^*に一致するように放電スイッチ５６が開閉駆動されることによりフィードバック制御されていた。これに対し、本発明の他の実施形態では、二次電流Ｉ２は、電流検出回路からのフィードバック値によらず例えばマップ等から設定された駆動信号により放電スイッチ５６が開閉駆動されることにより制御されてもよい。
本発明の他の実施形態では、エネルギ投入部は、継続放電の発生中すなわち継続期間に充電と放電とを交互に繰り返し実施してもよい。

前述の実施形態では、１つの点火プラグ３１に対応してイグニッションコイル３２と点火スイッチ４０とが１つだけ設けられ、エネルギ投入部４２は、点火スイッチ４０のＯＦＦにより発生する放電中に電気エネルギを重畳的に投入することにより放電を継続させていた。これに対し、本発明の他の実施形態では、１つの点火プラグに対応してイグニッションコイルと点火スイッチとが２つずつ設けられ、エネルギ投入部は、一方の点火スイッチのＯＦＦにより発生する放電が途絶えたあとに一方のイグニッションコイルを介して点火プラグに電気エネルギを投入することにより放電を発生させてもよい。また、エネルギ投入部は、他方の点火スイッチのＯＦＦにより発生する放電が途絶えたあとに他方のイグニッションコイルを介して点火プラグに電気エネルギを投入することにより放電を発生させてもよい。そして、上記放電を連続させることによって、放電を継続させてもよい。また、本発明の他の実施形態では、１つの点火プラグに対応してイグニッションコイルと点火スイッチとが２つずつ設けられ、一方の点火スイッチのＯＦＦにより発生する放電と、他方の点火スイッチのＯＦＦにより発生する放電とを連続させることによって、放電を継続させてもよい。これらのような形態の場合、他方の点火スイッチは「エネルギ投入部」として機能する。

本発明の他の実施形態では、点火回路ユニットは、電子制御ユニットを収容するハウジング内に収容されるか、あるいはイグニッションコイルを収容するハウジング内に収容されてもよい。
本発明の他の実施形態では、点火スイッチおよびエネルギ投入部は、別々のハウジング内に収容されてもよい。例えば、イグニッションコイルを収容するハウジング内に点火スイッチが収容され、また、電子制御ユニットを収容するハウジング内にエネルギ投入部が収容されてもよい。

本発明の他の実施形態では、点火スイッチは、ＩＧＢＴではなく他のトランジスタから構成されてもよい。
本発明の他の実施形態では、充電スイッチは、例えばＩＧＢＴ等の他のトランジスタから構成されてもよい。
本発明の他の実施形態では、放電スイッチは、例えばＩＧＢＴ等の他のトランジスタから構成されてもよい。
本発明の他の実施形態では、直流電源は、バッテリに限らず、例えば交流電源をスイッチングレギュレータ等によって安定化した直流安定化電源、または、バッテリ電圧をＤＣ−ＤＣコンバータ等によって昇圧したもの等から構成されてもよい。

前述の実施形態では、エネルギ投入部４２は、直流電源４６の電圧を昇圧しつつ蓄電するＤＣ−ＤＣコンバータとして、チョークコイル５１、充電スイッチ５２、充電スイッチ駆動回路５３、コンデンサ５４、整流素子５５を有していた。これに対し、本発明の他の実施形態では、エネルギ投入部は、チョークコイル、充電スイッチ、充電スイッチ駆動回路、コンデンサ、整流素子を有さず、例えばハイブリッドカー等が備える高電圧バッテリに接続され、当該高電圧バッテリからエネルギの供給を受けてもよい。

前述の実施形態では、電子制御ユニット３４は、スロットル弁１４、インジェクタ１６、可変バルブ機構２５、点火スイッチ４０およびエネルギ投入部４２を駆動する手段を一括して有していた。これに対し、本発明の他の実施形態では、点火スイッチおよびエネルギ投入部を駆動する手段、すなわち点火スイッチ制御部およびエネルギ制御部は、スロットル弁、インジェクタ、可変バルブ機構を駆動する手段とは別のユニットに設けられてもよい。
本発明は、上述した実施形態に限定されるものではなく、発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々の形態で実施可能である。

５ ・・・点火制御装置
１３ ・・・エンジン（内燃機関）
１７ ・・・燃焼室
２２ ・・・吸気弁
３０ ・・・点火装置
３１ ・・・点火プラグ
３２ ・・・イグニッションコイル
４０ ・・・点火スイッチ
４２ ・・・エネルギ投入部
４３ ・・・一次巻線
４４ ・・・二次巻線
４６ ・・・直流電源（電源）
６３ ・・・エネルギ制御部（エネルギ制御手段）
ＶＴｄ・・・遅角量
Ｔｉｇ・・・点火周期

Claims (6)

1. 内燃機関（１３）の燃焼室（１７）の混合気に点火する点火装置（３０）を構成し、イグニッションコイル（３２）の一次巻線（４３）の通電および遮断によって二次巻線（４４）に高電圧を発生させ、当該二次巻線に接続する点火プラグ（３１）で放電を開始させる点火制御装置（５）であって、
   電源と前記一次巻線との間の電流経路の導通および遮断を切り替え可能であり、前記電流経路を遮断することにより前記二次巻線に高電圧を発生させる点火スイッチ（４０）と、
   前記一次巻線または前記点火プラグに接続され、放電の継続を可能とする電気エネルギを前記点火プラグに投入可能なエネルギ投入部（４２）と、
   前記点火プラグの点火タイミングの間隔を点火周期（Ｔｉｇ）とすると、前記エネルギ投入部が１点火周期で投入する電気エネルギ（Ｗｃ）を、少なくとも前記内燃機関の吸気弁（２２）の閉じタイミングの遅角量（ＶＴｄ）に基づき制御するエネルギ制御手段（６３）と、
   を備えることを特徴とする点火制御装置。
2. 前記エネルギ制御手段は、前記エネルギ投入部が１点火周期で投入する電気エネルギを、少なくとも前記吸気弁の閉じタイミングの遅角量および当該吸気弁のバルブリフト量（ＶＬ）に基づき制御することを特徴とする請求項１に記載の点火制御装置。
3. 前記エネルギ制御手段は、前記内燃機関の冷却水の水温（Ｔｗ）が低いほど、前記エネルギ投入部が１点火周期で投入する電気エネルギを増加させることを特徴とする請求項１または２に記載の点火制御装置。
4. 前記エネルギ制御手段は、前記内燃機関の出力回転数（Ｎｅ）が低いほど、前記エネルギ投入部が１点火周期で投入する電気エネルギを増加させることを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項に記載の点火制御装置。
5. １つの前記点火プラグに対応して前記イグニッションコイルは１つだけ設けられ、
   前記点火スイッチは、前記点火プラグの点火タイミングに合わせて前記電流経路を遮断することにより前記点火プラグに放電を発生させ、
   前記エネルギ投入部は、前記点火スイッチによる放電の発生中に電気エネルギを重畳的に投入することにより放電を継続させることを特徴とする請求項１〜４のいずれか一項に記載の点火制御装置。
6. 前記二次巻線に流れる電流を二次電流（Ｉ２）とすると、
   前記エネルギ投入部は、前記エネルギ制御手段から指令される継続期間（Ｔｃ）の間、前記二次電流を前記エネルギ制御手段から指令される目標二次電流（Ｉ２^*）に制御可能であり、
   前記エネルギ制御手段は、前記継続期間および前記目標二次電流の一方、あるいは両方を変更することにより、前記エネルギ投入部が１点火周期で投入する電気エネルギを変化させることを特徴とする請求項５に記載の点火制御装置。

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