JP2016125352A

JP2016125352A - 点火制御装置

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Publication number: JP2016125352A
Application number: JP2014264016A
Authority: JP
Inventors: 秀一藤本; Shuichi Fujimoto
Original assignee: Denso Corp
Current assignee: Denso Corp
Priority date: 2014-12-26
Filing date: 2014-12-26
Publication date: 2016-07-11

Abstract

【課題】内燃機関の気筒内の状態に応じて点火を制御し、混合気に確実に着火させることができる点火制御装置を提供する。【解決手段】電力を供給する電源４０と、電源４０から供給される電力を用いて気筒５０内において点火を行う点火プラグ３１と、電源４０及び点火プラグ３１を制御するＥＣＵ３０と、を備え、ＥＣＵ３０は、気筒５０内の温度が低い場合は、気筒５０内の温度が高い場合に比べて電源４０から点火プラグ３１に供給させる電力を大きくする。【選択図】図３

Description

本発明は、内燃機関の気筒内における点火を制御する点火制御装置に関する。

内燃機関の燃費向上や、排出ガス中の有害物質の低減等を目的として、気筒内における燃焼を最適なものに制御しようとする検討が進められている。

例えば、下記特許文献１には、点火時期を制御する内燃機関の制御装置が記載されている。詳細には、下記特許文献１の制御装置は、吸排気バルブの動作量を変更する可変バルブ機構を備えた内燃機関において、当該内燃機関が置かれる条件が種々変化した場合に、点火時期をそれぞれの条件に応じて演算するものである。点火時期を最適なものとすることにより、吸排気バルブの動作状態に応じて変化するノック挙動を考慮して、内燃機関の気筒内の混合気に着火（発火）させることができる。

特開２０１１−１２５５１号公報

近年の内燃機関では、燃焼制御の更なる高度化、複雑化が進んでいる。例えば、気筒内において、混合気をリーンバーン状態で燃焼させる内燃機関が広く普及しており、燃費向上に寄与している。

また、ＥＧＲ（Exhaust Gas Recirculation）技術が採用された内燃機関の普及も進んでいる。ＥＧＲ技術では、気筒内における燃焼によって生成された排出ガスの一部を、内燃機関の吸気側に取り込む。これにより、燃費を向上させるとともに、窒素酸化物の発生を抑制することが可能となる。

しかしながら、混合気をリーンバーン状態で燃焼させる内燃機関では、燃料ガスが理論空燃比よりも希薄な状態となる。したがって、点火プラグによる火花点火では、混合気が理論空燃比である場合とは異なる条件、つまり筒内環境に適応したもので行うことが好ましい。また、ＥＧＲ技術を採用した内燃機関では、気筒内に取り込まれる排出ガスの性状や量が変化するため、気筒内の状態の変化も複雑なものとなる。

前述した点火時期を制御する手法のみでは、リーンバーン状態のようにそもそも混合気中の燃料ガスの量が不十分な場合等に、その燃焼を最適なものとすることができない。このように、近年の高度化、複雑化した内燃機関では、混合気に確実に着火させて、内燃機関の性能を最大限に引き出すように点火を制御することが困難だという課題があった。

本発明はこのような課題に鑑みてなされたものであり、その目的は、内燃機関の気筒内の状態に応じて点火を制御し、混合気に確実に着火させることができる点火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、本発明に係る点火制御装置は、内燃機関（１）の気筒（５０）内における点火を制御する点火制御装置（１００，１００Ａ）であって、電力を供給する電力供給部（４０）と、電力供給部から供給される電力を用いて気筒内において点火を行う点火部（３１）と、電力供給部及び点火部を制御する制御部（３０）と、を備える。制御部は、気筒内の温度が低い場合は、気筒内の温度が高い場合に比べて電力供給部から点火部に供給させる電力を大きくする。

本発明では、制御部は、気筒内の温度に応じて電力供給部から点火部に供給させる電力を変化させる。すなわち、制御部は、気筒内の温度が低い場合は、気筒内の温度が高い場合に比べて電力供給部から点火部に供給させる電力を大きくする。これにより、気筒内の温度が低く、混合気が比較的着火し難い状態にある場合でも、大きな電力を点火部に供給して当該電力を用いて点火を行い、その結果、混合気に確実に着火させることが可能となる。

本発明によれば、内燃機関の気筒内の状態に応じて点火を制御し、混合気に確実に着火させることができる点火制御装置を提供することが可能となる。

本発明の第１実施形態に係る点火制御装置を適用した車両のエンジンの概略構成図である。図１に示されている点火制御装置を示す概略構成図である。図１に示されている点火制御装置とその変形例のＥＣＵによる処理の流れを示すフローチャートである。図１に示されている点火制御装置とその変形例の点火動作を示すタイムチャートである。本発明の第２実施形態に係る点火制御装置とその変形例のＥＣＵによる処理の流れを示すフローチャートである。本発明の第２実施形態に係る点火制御装置とその変形例の点火動作を示すタイムチャートである。本発明の第３実施形態に係る点火制御装置を示す概略構成図である。

以下、添付図面を参照しながら本発明の実施形態について説明する。説明の理解を容易にするため、各図面において同一の構成要素に対しては可能な限り同一の符号を付して、重複する説明は省略する。

まず、図１を参照しながら、本発明の第１実施形態に係る点火制御装置１００が適用される車両のエンジン１について説明する。まず、エンジン１の構成について説明する。

エンジン１は、筒内噴射式の内燃機関であり、複数の気筒５０を有している。図１では、便宜上１つの気筒５０のみを図示しているが、実際には紙面奥行方向に複数の気筒５０が並べて配置されている。各気筒５０の内部には、上下方向に往復運動するピストン５６が配置されている。各気筒５０の上部内壁面とピストン５６との間には、燃焼室５４が形成されている。エンジン１は、吸気ポート５１に接続され外部から燃焼用の空気を吸入する吸気管１２と、排気ポート５２に接続されエンジン１から排出される排出ガスを外部に導く排気管２３と、を有している。

吸気管１２の最上流部には、通過する空気から異物を取り除くフィルタ状のエアクリーナ１３が設けられている。また、このエアクリーナ１３の下流側には、吸気管１２の内部の流路を流れる空気の流量を検出するエアフロメータ１４が設けられている。

エアフロメータ１４の下流側には、吸気管１２の内部の流路を開閉するスロットルバルブ１６が設けられている。スロットルバルブ１６はＤＣモータ１５によって駆動され、その開度（スロットル開度）を調整可能とされている。スロットル開度は、スロットルセンサ１７によって検出される。

スロットルバルブ１６の下流側には、サージタンク１８が設けられている。このサージタンク１８には、吸気管圧力を検出する吸気管圧力センサ１９が設けられている。サージタンク１８と各気筒５０の吸気ポート５１との間には、各気筒５０に空気を導入する吸気マニホールド２０が接続されている。

吸気マニホールド２０には、上流側ＣＯ₂センサ６１が設けられている。上流側ＣＯ₂センサ６１は、吸気マニホールド２０の内部の流路を通過するガスの二酸化炭素濃度を検出する。

エンジン１は、吸気ポート５１と燃焼室５４との間を開閉する吸気バルブ５７を有している。また、エンジン１は、その排気ポート５２と燃焼室５４との間を開閉する排気バルブ５８を有している。吸気バルブ５７は、そのバルブタイミングを調整する可変バルブタイミング機構５９が取り付けられている。また、排気バルブ５８は、そのバルブタイミングを調整する可変バルブタイミング機構６０が取り付けられている。

エンジン１の各気筒５０の吸気バルブ５７の近傍には、燃焼室５４に臨むようにして燃料噴射弁２１が取り付けられている。燃料噴射弁２１は、図示しない燃料タンクから供給される燃料を、各気筒５０内の燃焼室５４に直接噴射する。

一方、エンジン１の排気管２３には、気筒５０内における燃料の燃焼によって生じた排出ガスを浄化する触媒ユニット２５が設けられている。また、触媒ユニット２５の上流側には、排出ガスの二酸化炭素濃度を検出する下流側ＣＯ₂センサ６４と、排出ガスの空燃比を検出するＡ／Ｆセンサ２４が設けられている。

各気筒５０内の燃焼室５４の上部には、点火プラグ３１と、コイルユニット３２と、が設けられている。

点火プラグ３１は、気筒５０ごとに設けられ、その下端が燃焼室５４に臨むようにして設けられている。点火プラグ３１は、後述するように、その下端に電極部３１ａ，３１ｂを有している（図２参照）。点火プラグ３１は、外部から電力の供給を受けることで、その電極において火花放電を生じさせて点火を行い、各気筒５０内の燃料ガスと空気からなる混合気に着火させる。

コイルユニット３２は、点火プラグ３１の上方に設けられる。コイルユニット３２は、外部の電源４０（図２参照）及び点火プラグ３１と電気的に接続されている。電源４０から供給される電力は、コイルユニット３２を介して点火プラグ３１に供給される。

エンジン１のシリンダブロックには、冷却水温センサ２６と、ノックセンサ２７と、クランク角センサ２９と、油温センサ６２と、が取り付けられている。冷却水温センサ２６は、シリンダブロック内を流れてエンジン１を冷却する冷却水の温度を検出し、その検出値に対応する信号を出力する。また、ノックセンサ２７は、エンジン１のノッキングを検出し、その検出値に対応する信号を出力する。クランク角センサ２９は、エンジン１のクランク軸２８の回転を所定のクランク角毎に検出し、その検出値に対応する信号を出力する。油温センサ６２は、シリンダブロック内に封入される潤滑油の温度を検出し、その検出値に対応する信号を出力する。

ＥＣＵ３０は、スロットルセンサ１７、吸気管圧力センサ１９、上流側ＣＯ₂センサ６１、下流側ＣＯ₂センサ６４、Ａ／Ｆセンサ２４、冷却水温センサ２６、ノックセンサ２７、クランク角センサ２９、及び、油温センサ６２と電気的に接続されており、各センサから出力された信号を受信する。また、ＥＣＵ３０は、ＤＣモータ１５、燃料噴射弁２１、コイルユニット３２、及び、可変バルブタイミング機構５９，６０とも電気的に接続されており、制御信号を送信して各要素の制御を行う。

さらに、ＥＣＵ３０は、排気工程で気筒５０内から排出される排出ガスの一部を吸気ポート５１に流入させるとともに、吸気工程で当該排出ガスを気筒５０内に戻す公知の内部ＥＧＲを、エンジン１に行わせることが可能である。具体的には、ＥＣＵ３０は、吸気バルブ５７のバルブタイミングを進角側に変化させるとともに、排気バルブ５８のバルブタイミングを遅角側に変化させるように、可変バルブタイミング機構５９，６０を調整する。

次に、図２を参照しながら、点火制御装置１００について詳述する。図２は、点火制御装置１００周辺の回路構成を示している。

点火プラグ３１は、金属材料によって形成された一対の電極部３１ａ，３１ｂを有している。これら電極部３１ａと電極部３１ｂとの間には、ギャップ３１ｃが形成されている。電極部３１ａ，３１ｂ間に点火コイル７０によって放電電圧Ｖ２が印加されることにより、ギャップ３１ｃは絶縁が破壊されて通電状態となる。ギャップ３１ｃが通電状態となることにより、火花放電が生じて点火が行われる。

コイルユニット３２は、１次側コイル７１と、２次側コイル７２と、イグナイタ７３と、を有している。

１次側コイル７１は、軟磁性体によって円柱状に形成された中心コアに、エナメル銅線を円筒状に巻回することにより形成されている。１次側コイル７１は、その一端が外部の電源４０に接続され、他端がイグナイタ７３を介して接地されている。１次側コイル７１は、電源４０から供給される電力を通電させることができる。

２次側コイル７２は、樹脂材料によって円筒状に形成されたボビンに、エナメル銅線を円筒状に巻回することにより形成されている。２次側コイル７２においてエナメル銅線が巻回されている回数は、１次側コイル７１においてエナメル銅線が巻回されている回数よりも多い。ボビンの内部には１次側コイル７１が収容されている。２次側コイル７２は、１次側コイル７１と磁気的に結合されることにより、１次側コイル７１とともに磁気回路を形成している。２次側コイル７２は、その一端が点火プラグ３１に接続され、他端がダイオードを介して接地されている。

イグナイタ７３は、ＥＣＵ３０と電気的に接続されており、ＥＣＵ３０から受信する点火信号Ｇに基づいて、電源４０から１次側コイル７１に供給される電力を制御する。イグナイタ７３は、ＩＧＢＴ（Insulated Gate Bipolar Transistor）７４等のスイッチング素子を実装した回路基板を、絶縁性の樹脂材料によってモールドすることにより形成されている。ＩＧＢＴ７４のエミッタは、外部のグラウンドと繋がる配線と接続されることによって、接地されている。

次に、図２、図３及び図４を参照しながら、点火制御装置１００による点火の制御について説明する。図３は、ＥＣＵ３０によって実行されるルーチンを示しており、エンジン１が始動すると、ＥＣＵ３０は当該ルーチンを所定周期（例えば１０msec周期）で繰り返し実行する。

ＥＣＵ３０は、まず、図３に示されるステップＳ１０１で、気筒５０内の空燃比であるＡ／Ｆ値が、閾値ＡＦ１よりも大きいか否かを判定する。具体的には、Ａ／Ｆセンサ２４から受信した信号に基づいて気筒５０内のＡ／Ｆ値を算出するとともに、その算出したＡ／Ｆ値と閾値ＡＦ１との大小関係を比較する。Ａ／Ｆ値が閾値ＡＦ１以下である場合（Ｓ１０１：ＮＯ）、ＥＣＵ３０は、ステップＳ１０６に進む。

次に、ＥＣＵ３０は、ステップＳ１０６で、通常制御により点火プラグ３１に点火を行わせる。以下、この通常制御について具体的に説明する。

図４に示されるように、ＥＣＵ３０は、時刻ｔ１で、イグナイタ７３に対し点火信号Ｇの送信を開始する。これにより、電源４０から１次側コイル７１への１次電流Ｉ１（１次電圧Ｖ１）の通電は、ＩＧＢＴ４１によってオフ状態からオン状態に切り換えられる。

次に、ＥＣＵ３０は、点火信号Ｇの送信開始から時間Ｔｇ１が経過した時刻ｔ２で、点火信号Ｇの送信を停止する。これにより、電源４０から１次側コイル７１への１次電流Ｉ１の通電は、ＩＧＢＴ４１によってオン状態からオフ状態に切り換えられる。１次側コイル７１に流れる１次電流Ｉ１が遮断されることにより、１次電流Ｉ１の通電時に磁気回路に蓄積された磁気エネルギが、２次側コイル７２に誘導される。

このような相互誘導作用によって２次側コイル７２に誘導された磁気エネルギは、１次側コイル７１よりもエナメル銅線の巻き数の多い２次側コイル７２にて、１次側コイル７１を流れる１次電流Ｉ１の電圧から昇圧される。時刻ｔ３で、この電圧は、点火プラグ３１に火花放電を生じさせる放電電圧Ｖ２として、２次側コイル７２から点火プラグ３１に出力される。この放電電圧Ｖ２は最大値がＶ２１であり、時間の経過とともに漸次減少する。

放電電圧Ｖ２が印加された点火プラグ３１は、そのギャップ３１ｃの絶縁が破壊される。これにより、ギャップ３１ｃに放電電流Ｉ２が流れ、火花放電が生じて点火が行われる。この放電電流Ｉ２は最大値がＩ２１であり、時間の経過とともに漸次減少する。点火プラグ３１が時間Ｔｓ１に亘って放電して点火することにより、気筒５０内の燃焼室５４では、混合気に着火され、燃焼が行われる。

ＥＣＵ３０は、Ａ／Ｆ値が閾値ＡＦ１以下である間、以上のように、時間Ｔｇに亘る点火信号Ｇの送信と、時間Ｔｓ１に亘る放電とを交互に行う通常制御により、点火プラグ３１に点火を行わせる。

一方、図４に示される時刻ｔ４以降のように、Ａ／Ｆ値が閾値ＡＦ１よりも大きくなった場合（Ｓ１０１：ＹＥＳ）、ＥＣＵ３０は、図３に示されるステップＳ１０２に進む。

ここで、Ａ／Ｆ値が閾値ＡＦ１よりも大きい場合、気筒５０内に存在する燃料ガスが比較的少なく、そのため、混合気の燃焼により十分な燃焼熱が発生せず、気筒５０内の温度が低下していると推定できる。すなわち、気筒５０内は、点火プラグ３１が点火を行っても、混合気が着火し難い状態にあると推定できる。この傾向は、燃料ガス以外の全てのガスと、燃料ガスとの質量比であるＧ／Ｆ値についても同様である。

次に、ＥＣＵ３０は、ステップＳ１０２で、Ａ／Ｆ値と閾値ＡＦ１との差分（Ａ／Ｆ値−閾値ＡＦ１）を算出する。すなわち、ＥＣＵ３０は、Ａ／Ｆ値と閾値ＡＦ１との乖離量を算出する。ステップＳ１０２の処理を終えたＥＣＵ３０は、ステップＳ１０３に進む。

次に、ＥＣＵ３０は、ステップＳ１０３で、複数の周期で算出したＡ／Ｆ値と閾値ＡＦ１との差分から、その加重平均値を算出する。ステップＳ１０３の処理を終えたＥＣＵは、ステップＳ１０４に進む。

次に、ＥＣＵ３０は、ステップＳ１０４で、加重平均値が閾値ＭＡＦ１よりも大きいか否かを判定する。加重平均値が閾値ＭＡＦ１以下である場合（Ｓ１０４：ＮＯ）、ＥＣＵ３０は、ステップＳ１０６に進み、前述した通常制御により点火プラグ３１に点火を行わせる。

一方、図４に示される時刻ｔ５以降のように、加重平均値が閾値ＭＡＦ１よりも大きくなった場合（Ｓ１０４：ＹＥＳ）、ＥＣＵ３０は、ステップＳ１０５に進む。

次に、ＥＣＵ３０は、ステップＳ１０５で、増加補正制御により点火プラグ３１に点火を行わせる。増加補正制御は、点火プラグ３１に供給する電力を、前述した通常制御に比べて増加するように補正し、点火プラグ３１に当該増加した電力を用いた点火を行わせるものである。以下、この増加補正制御について具体的に説明する。

図４に示されるように、ＥＣＵ３０は、加重平均値がＭＡＦ１よりも大きくなった後の時刻ｔ６で、イグナイタ７３に対し点火信号Ｇの送信を開始する。これにより、電源４０から１次側コイル７１への１次電流Ｉ１の通電は、ＩＧＢＴ４１によってオフ状態からオン状態に切り換えられる。

次に、ＥＣＵ３０は、点火信号Ｇの送信開始から時間Ｔｇ２が経過した時刻ｔ７で、点火信号Ｇの送信を停止する。この時間Ｔｇ２は、前述した通常制御の時間Ｔｇ１よりも長時間に設定されている。これにより、１次電流Ｉ１の通電時に磁気回路に蓄積された磁気エネルギは、通常制御時よりも大きなものとなり、当該磁気エネルギが２次側コイル７２に誘導される。

２次側コイル７２に誘導された磁気エネルギは、２次側コイル７２にて、１次側コイル７１を流れる１次電流Ｉ１の電圧から昇圧される。時刻ｔ８で、この電圧は、点火プラグ３１に火花放電を生じさせる放電電圧Ｖ２として、２次側コイル７２から点火プラグ３１に出力される。この放電電圧Ｖ２の最大値Ｖ２２は、通常制御時の最大値Ｖ２１よりも大きなものとなる。

放電電圧Ｖ２が印加された点火プラグ３１は、そのギャップ３１ｃの絶縁が破壊される。これにより、ギャップ３１ｃに最大値Ｉ２２の放電電流Ｉ２が流れ、火花放電が生じて点火が行われる。この放電電流Ｉ２の最大値Ｉ２２は、通常制御時の最大値Ｉ２１よりも大きなものとなる。点火プラグ３１は、時間Ｔｓ１よりも長時間の時間Ｔｓ２に亘って放電して点火することにより、気筒５０内の燃焼室５４では、混合気に着火され、燃焼が行われる。

以上のように、増加補正制御時は、通常制御時よりも大きな電力を点火プラグ３１に供給することで点火を行う。これにより、増加補正制御時に点火プラグ３１から気筒５０内の混合気に投入されるエネルギは、通常制御時よりも大きなものとなる。したがって、気筒５０内の温度が低下している状態でも、混合気に確実に着火させることが可能となる。

また、第１実施形態の変形例として、Ａ／Ｆ値に代えて、気筒５０内の燃料ガス以外の全てのガスと、燃料ガスとの質量比であるＧ／Ｆ値に基づいて、気筒５０内の温度低下を推定する方法を採用することができる。当該Ｇ／Ｆ値は、前述した内部ＥＧＲを行った場合に特に大きく上昇する値であり、Ａ／Ｆセンサ２４に加えて、上流側ＣＯ₂センサ６１及び下流側ＣＯ₂センサ６４が検出する値を用いてＥＣＵ３０が算出する。

この場合、図３及び図４の括弧内に示すように、ステップＳ１０１で、Ｇ／Ｆ値が閾値ＧＦ１よりも大きいか否かを判定する。さらに、図４に示される時刻ｔ４以降のように、Ｇ／Ｆ値が閾値ＧＦ１よりも大きくなった場合に、Ｇ／Ｆ値と閾値ＧＦ１との差分やその加重平均値を算出する。そして、図３に示されるステップＳ１０４で、当該加重平均値が閾値ＭＧＦ１よりも大きい場合に、増加補正制御を行うように構成する。これにより、Ａ／Ｆ値に基づいて気筒５０内の温度低下を推定する場合と同様の効果を得ることが可能となる。

続いて、図５及び図６を参照しながら、本発明の第２実施形態とその変形例について説明する。本第２実施形態では、Ａ／Ｆ値ではなく冷却水の温度又は潤滑油の温度を用いて制御を行う点で、前述した第１実施形態と異なるが、他の部分は共通である。そのため、第１実施形態と共通する部分については同一の符号を用いるなどして、適宜説明を省略する。

図５は、ＥＣＵ３０によって実行されるルーチンを示しており、エンジン１が始動すると、ＥＣＵ３０は当該ルーチンを所定周期（例えば１０msec周期）で繰り返し実行する。

ＥＣＵ３０は、まず、図５に示されるステップＳ２０１で、エンジン１を冷却する冷却水の温度が、閾値Ｔｃ１よりも低いか否かを判定する。具体的には、冷却水温センサ２６から受信した信号に基づいて冷却水の温度を算出するとともに、その算出した冷却水温と閾値Ｔｃ１との大小関係を比較する。冷却水温が閾値Ｔｃ１以上である場合（Ｓ２０１：ＮＯ）、ＥＣＵ３０は、ステップＳ２０６に進む。ＥＣＵ３０は、ステップＳ２０６で、前述した通常制御により点火プラグ３１に点火を行わせる。

一方、図６に示される時刻ｔ４以降のように、冷却水温が閾値Ｔｃ１よりも低くなった場合（Ｓ２０１：ＹＥＳ）、ＥＣＵ３０は、ステップＳ２０２に進む。

ここで、冷却水温及び潤滑油温は、エンジン１の温度と相関を有している。冷却水温が閾値Ｔｃ１よりも小さい場合、エンジン１の気筒５０内の温度が比較的低い状態にあると推定できる。すなわち、気筒５０内は、点火プラグ３１が点火を行っても、混合気が着火し難い状態にあると推定できる。この傾向は、潤滑油温についても同様である。

次に、ＥＣＵ３０は、ステップＳ２０２で、冷却水温と閾値Ｔｃ１との差分を算出する。すなわち、ＥＣＵ３０は、冷却水温と閾値Ｔｃ１との乖離量を算出する。ステップＳ２０２の処理を終えたＥＣＵ３０は、ステップＳ２０３に進む。

次に、ＥＣＵ３０は、ステップＳ２０３で、複数の周期で算出した冷却水温と閾値Ｔｃ１との差分（冷却水温−閾値Ｔｃ）から、その加重平均値を算出する。ステップＳ２０３の処理を終えたＥＣＵ３０は、ステップＳ２０４に進む。

次に、ＥＣＵ３０は、ステップＳ２０４で、加重平均値が閾値ＭＴｃ１よりも小さいか否かを判定する。加重平均値が閾値ＭＴｃ１以上である場合（Ｓ２０４：ＮＯ）、ＥＣＵ３０は、ステップＳ２０６に進む。ＥＣＵ３０は、ステップＳ２０６で、前述した通常制御により点火プラグ３１に点火を行わせる。

一方、図６に示される時刻ｔ５以降のように、加重平均値が閾値ＭＴｃ１よりも小さくなった場合（Ｓ２０４：ＹＥＳ）、ＥＣＵ３０は、ステップＳ２０５に進む。

次に、ＥＣＵ３０は、ステップＳ２０５で、増加補正制御により点火プラグ３１に点火を行わせる。前述したように、増加補正制御は、点火プラグ３１に供給する電力を、前述した通常制御に比べて増加するように補正し、点火プラグ３１に当該増加した電力を用いた点火を行わせる。

以上のように、第２実施形態では、冷却水温に基づいて気筒５０内が温度低下していることを推定するとともに、増加補正制御を行う。これにより、気筒５０内の温度が低下している状態でも、混合気に確実に着火させることが可能となる。

また、第２実施形態の変形例として、図５及び図６の括弧内に示すように、冷却水温に代えて潤滑油温に基づいて気筒５０内の温度低下を推定する方法を採用することができる。この場合、前述した図５のステップＳ２０１で、油温センサ６２によって検出される潤滑油温が閾値Ｔｏ１よりも低いか否かを判定する。さらに、図６に示される時刻ｔ４以降のように、潤滑油温が閾値Ｔｏ１よりも低くなった場合に、潤滑油温と閾値Ｔｏ１との差分やその加重平均値を算出する。そして、図５に示されるステップＳ２０４で、当該加重平均値が閾値ＭＴｏ１よりも小さい場合に、増加補正制御を行うように構成する。これにより、冷却水温に基づいて気筒５０内の温度低下を推定する方法と同様の効果を得ることが可能となる。

続いて、図７を参照しながら、本発明の第３実施形態に係る点火制御装置１００Ａについて説明する。図７は、点火制御装置１００Ａ周辺の回路構成を示している。第３実施形態に係る点火制御装置１００Ａは、前述した点火制御装置１００の各構成に加えて、追加電源４０Ａを有している。第１実施形態と共通する部分については同一の符号を用いるなどして、適宜説明を省略する。

追加電源４０Ａは、１次側コイル７１と電気的に接続される。点火制御装置１００ＡのＥＣＵ３０は、イグナイタ７３に対し点火信号Ｇを送信することで、１次側コイル７１への通電のオフ状態とオン状態とを切り替える。

ＥＣＵ３０は、１次側コイル７１への通電のオン状態において、電源４０のみから電力を供給する状態と、電源４０及び追加電源４０Ａから同時に電力を供給する状態とを切り替えることができる。電源４０に加えて追加電源４０Ａからも電力を供給することで、１次側コイル７１への１次電流Ｉ１を大きくすることができる。

ＥＣＵ３０は、前述した通常制御において、電源４０のみから電力を供給させて通電することで、点火プラグ３１に点火を行わせる。一方、増加補正制御では、電源４０及び追加電源４０Ａから同時に電力を供給させて通電することで、点火プラグ３１に点火を行わせる。これにより、気筒５０内の温度が低下している状態でも、気筒５０内の混合気に投入されるエネルギを大きくし、混合気に確実に着火させることが可能となる。また、増加補正制御を行う場合のみ用いる追加電源４０Ａを、電源４０と別個に設けることにより、使用頻度が高い電源４０の劣化を抑制することが可能となる。

以上、具体例を参照しつつ本発明の実施の形態について説明した。しかし、本発明はこれらの具体例に限定されるものではない。すなわち、これら具体例に、当業者が適宜設計変更を加えたものも、本発明の特徴を備えている限り、本発明の範囲に包含される。前述した各具体例が備える各要素およびその配置、材料、条件、形状、サイズなどは、例示したものに限定されるわけではなく適宜変更することができる。

前述した実施形態では、点火プラグ３１による点火を例にとって説明したが、本発明はこれに限定されるものではない。例えば、高周波電源を用いたストリーマ放電による点火や、マイクロ波により発生させたプラズマによる点火や、レーザー励起による点火など、点火プラグ３１に代えて他の点火方式を採用することも可能である。

１：エンジン（内燃機関）
２４：Ａ／Ｆセンサ（ガス比センサ）
２６：冷却水温センサ
３０：ＥＣＵ（制御部）
３１：点火プラグ（点火部）
４０：電源（第１電力供給部）
４０Ａ：追加電源（第２電力供給部）
５０：気筒
６２：油温センサ
１００，１００Ａ：点火制御装置

Claims

内燃機関（１）の気筒（５０）内における点火を制御する点火制御装置（１００，１００Ａ）であって、
電力を供給する電力供給部（４０）と、
前記電力供給部から供給される電力を用いて前記気筒内において点火を行う点火部（３１）と、
前記電力供給部及び前記点火部を制御する制御部（３０）と、を備え、
前記制御部は、前記気筒内の温度が低い場合は、前記気筒内の温度が高い場合に比べて前記電力供給部から前記点火部に供給させる電力を大きくすることを特徴とする点火制御装置。
前記電力供給部は、第１電力供給部（４０）及び第２電力供給部（４０Ａ）を有し、
前記制御部は、前記気筒内の温度が低い場合は、前記第１電力供給部のみから前記点火部に電力を供給させる一方で、前記気筒内の温度が高い場合は、前記第１電力供給部及び前記第２電力供給部から前記点火部に電力を供給させることを特徴とする請求項１に記載の点火制御装置。
前記気筒内の混合気における燃料ガス以外のガスと燃料ガスとの比であるガス比を検出するガス比センサ（２４）を備え、
前記制御部は、前記ガス比が大きい場合は、前記ガス比が小さい場合に比べて前記電力供給部から前記点火部に供給する電力を大きくすることを特徴とする請求項１又は２に記載の点火制御装置。
前記内燃機関を冷却する冷却水の温度を検出する冷却水温センサ（２６）を備え、
前記制御部は、前記冷却水の温度が低い場合は、前記冷却水の温度が高い場合に比べて前記電力供給部から前記点火部に供給する電力を大きくすることを特徴とする請求項１又は２に記載の点火制御装置。
前記内燃機関の潤滑を行う潤滑油の温度を検出する油温センサ（６２）を備え、
前記制御部は、前記潤滑油の温度が低い場合は、前記潤滑油の温度が高い場合に比べて前記電力供給部から前記点火部に供給する電力を大きくすることを特徴とする請求項１又は２に記載の点火制御装置。