JP6150436B2 - Ignition control device and ignition control method - Google Patents
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本発明は、点火制御装置、点火制御方法に関する。 The present invention relates to an ignition control device and an ignition control method.
内燃機関の点火制御装置として、誘導放電型の点火制御装置が知られている（特許文献１）。この点火制御装置によれば、フライホイールの回転に伴ってイグニッションコイルが発生させるパルス信号に基づいてイグニッションコイルの通電と開放を制御する。そして、イグニッションコイルが開放されたときに発生する高電圧を点火プラグに印加することにより、シリンダー内の混合気に点火する。従来、この種の点火制御装置は、コンデンサ、ツェナーダイオード、トランジスタ等の回路素子からなるアナログ回路により構成され、所望の点火タイミングが得られるように回路定数が設定されている。 As an ignition control device for an internal combustion engine, an induction discharge type ignition control device is known (Patent Document 1). According to this ignition control device, energization and release of the ignition coil are controlled based on the pulse signal generated by the ignition coil as the flywheel rotates. Then, a high voltage generated when the ignition coil is opened is applied to the spark plug to ignite the air-fuel mixture in the cylinder. Conventionally, this type of ignition control device is configured by an analog circuit including circuit elements such as a capacitor, a Zener diode, and a transistor, and circuit constants are set so as to obtain a desired ignition timing.
しかしながら、従来の点火制御装置では、イグニッションコイルが発生させるパルス信号に含まれるノイズに関する考慮がなされておらず、このノイズにより動作が不安定になる場合が起こり得た。 However, in the conventional ignition control device, no consideration is given to noise included in the pulse signal generated by the ignition coil, and the operation may be unstable due to this noise.
本発明は、このような事情に鑑みてなされたもので、その目的は、ノイズに起因した不安定な動作を抑制することができる点火制御装置および点火制御方法を提供することである。 The present invention has been made in view of such circumstances, and an object thereof is to provide an ignition control device and an ignition control method capable of suppressing unstable operation caused by noise.
本発明の一態様は、内燃機関の回転に伴ってイグニッションコイルに誘起されるパルス信号に基づき、前記内燃機関に備えられた点火プラグに供給される電圧を前記イグニッションコイルに発生させる点火制御装置であって、前記イグニッションコイルを通電するためのスイッチ素子と、前記パルス信号を検出する検出部と、前記検出部により前記パルス信号を検出して得られるパルスに応答して前記イグニッションコイルの通電を制御する制御部と、を備え、前記制御部は、前記検出部により得られるノイズに起因するパルスの異常を判定し、前記パルスの異常が発生した場合、前記検出部により得られるパルスの時間間隔から点火制御において参照されるべき基準パルスを判別し、前記基準パルスを参照して前記点火制御を実施する点火制御装置である。 One aspect of the present invention is an ignition control device that generates a voltage, which is supplied to a spark plug provided in the internal combustion engine, in the ignition coil based on a pulse signal induced in the ignition coil as the internal combustion engine rotates. A switching element for energizing the ignition coil, a detection unit for detecting the pulse signal, and controlling energization of the ignition coil in response to a pulse obtained by detecting the pulse signal by the detection unit. A control unit that determines a pulse abnormality caused by noise obtained by the detection unit, and when the pulse abnormality occurs, from the time interval of the pulse obtained by the detection unit Ignition for determining a reference pulse to be referred to in ignition control and performing the ignition control with reference to the reference pulse A control device.
本発明の一態様は、上述の点火制御装置であって、前記制御部は、前記検出部からパルスが出力される度に、前回のパルスと今回のパルスとの間の時間間隔を取得し、前回取得した時間間隔と今回取得した時間間隔との大小関係が所定の条件を満足する場合、今回のパルスを前記基準パルスとする。 One aspect of the present invention is the above-described ignition control device, wherein the control unit acquires a time interval between a previous pulse and a current pulse each time a pulse is output from the detection unit, When the magnitude relationship between the time interval acquired last time and the time interval acquired this time satisfies a predetermined condition, the current pulse is set as the reference pulse.
本発明の一態様は、上述の点火制御装置であって、前記制御部は、前記パルスの異常に応じて、前記スイッチ素子の通電を禁止または許可した状態で失火制御を実施する。 One aspect of the present invention is the above-described ignition control device, wherein the control unit performs misfire control in a state where energization of the switch element is prohibited or permitted in accordance with an abnormality of the pulse.
本発明の一態様は、上述の点火制御装置であって、前記制御部は、前記イグニッションコイルから前記点火プラグに供給される電圧の発生に寄与するパルス信号に応答して前記パルスの異常を検出した場合、前記スイッチ素子の通電を許可した状態で失火制御を開始し、前記イグニッションコイルから前記点火プラグに供給される電圧の発生に寄与しないパルス信号に応答して前記パルスの異常を検出した場合、前記スイッチ素子の通電を禁止した状態で失火制御を開始する。 One aspect of the present invention is the above-described ignition control device, wherein the control unit detects an abnormality of the pulse in response to a pulse signal contributing to generation of a voltage supplied from the ignition coil to the ignition plug. When misfire control is started in a state where energization of the switch element is permitted, and abnormality of the pulse is detected in response to a pulse signal that does not contribute to generation of voltage supplied from the ignition coil to the spark plug The misfire control is started in a state where energization of the switch element is prohibited.
本発明の一態様は、内燃機関の回転に伴ってイグニッションコイルに誘起されるパルス信号に基づき、前記内燃機関に備えられた点火プラグに供給される電圧を前記イグニッションコイルに発生させる点火制御方法であって、スイッチ素子が前記イグニッションコイルを通電する過程と、検出部が前記パルス信号を検出する過程と、制御部が前記検出部により前記パルス信号を検出して得られるパルスに応答して前記イグニッションコイルの通電を制御する過程と、を含み、前記制御部は、前記検出部により得られるノイズに起因するパルスの異常を判定し、前記パルスの異常が発生した場合、前記検出部により得られるパルスの時間間隔から点火制御において参照されるべき基準パルスを判別し、前記基準パルスを参照して前記点火制御を実施する点火制御方法である。 One aspect of the present invention is an ignition control method for causing the ignition coil to generate a voltage to be supplied to a spark plug provided in the internal combustion engine based on a pulse signal induced in the ignition coil as the internal combustion engine rotates. The switch element energizes the ignition coil, the detection unit detects the pulse signal, and the control unit detects the pulse signal by the detection unit and responds to a pulse obtained in response to the ignition. A step of controlling energization of the coil, wherein the control unit determines a pulse abnormality caused by noise obtained by the detection unit, and a pulse obtained by the detection unit when the pulse abnormality occurs The reference pulse to be referred to in the ignition control is determined from the time interval, and the ignition control is performed with reference to the reference pulse. It is a Hodokosuru ignition control method.
本発明によれば、ノイズに起因した不安定な動作を抑制することができる。 According to the present invention, an unstable operation caused by noise can be suppressed.
以下、図面を参照して、本発明の実施形態を説明する。
なお、本実施形態において、「失火制御」なる用語は、内燃機関に取り付けられた点火プラグによるシリンダー内の混合気に対する点火を禁止するための制御を指し、具体的には、点火プラグに接続されたイグニッションコイルによる高電圧の発生を禁止する制御を指す。このような失火制御は、例えば、内燃機関の過回転を防止する場合等に実施される。本実施形態では、後述するように、ノイズパルスによりイグニッションコイルのパルス異常が発生した場合にイグニッションコイルの通電を禁止する制御を行うが、説明の便宜上、上記の「失火制御」には、パルス異常が発生した場合のイグニッションコイルの通電禁止制御は含まれないものとする。また、本実施形態では、「点火制御」は、「失火制御」が実施されていないときの制御を指し、適切なタイミングでシリンダー内の混合気に点火するための制御を指す。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
In the present embodiment, the term “misfire control” refers to control for prohibiting ignition of the air-fuel mixture in the cylinder by the spark plug attached to the internal combustion engine, and specifically, connected to the spark plug. In addition, it refers to control that prohibits the generation of high voltage by the ignition coil. Such misfire control is performed, for example, when preventing over-rotation of the internal combustion engine. In this embodiment, as will be described later, when the pulse abnormality of the ignition coil occurs due to the noise pulse, the ignition coil energization is prohibited. However, for convenience of explanation, the above-mentioned “misfire control” includes a pulse abnormality. It is assumed that the energization prohibition control of the ignition coil when this occurs is not included. In the present embodiment, “ignition control” refers to control when “misfire control” is not performed, and refers to control for igniting the air-fuel mixture in the cylinder at an appropriate timing.
[構成の説明]
図１は、本発明の実施形態による点火制御装置１００の構成の一例を示す機能ブロック図である。
点火制御装置１００の端子ＴＩＧＮと端子ＴＥとの間には、図示しない内燃機関に装着されたイグニッションコイル８００の１次巻線８０１が接続される。また、イグニッションコイル８００の２次巻線８０２には点火プラグ９００が接続される。イグニッションコイル８００のコア８０３の両端部は、内燃機関が備える不図示のフライホイールの外周部に近接して配置され、コア８０３とフライホイールは閉磁路を形成する。本実施形態では、１次巻線８０１および２次巻線８０２の各負端子（−）ならびにコア８０３は接地されている。
[Description of configuration]
FIG. 1 is a functional block diagram showing an example of the configuration of an
A
不図示のフライホイールの外周部には凹部が形成されており、この凹部には永久磁石が取り付けられている。永久磁石を備えたフライホイールが回転すると、コア８０３内の磁束の変化により、内燃機関の各回転周期において、後述の図２等に示す正パルスである第１パルスＰ１、負パルスである第２パルスＰ２、正パルスである第３パルスＰ３を含むパルス信号Ｐが１次巻線８０１に順次誘起される。
A recess is formed in the outer peripheral portion of the flywheel (not shown), and a permanent magnet is attached to the recess. When the flywheel provided with the permanent magnet rotates, the first pulse P1 that is a positive pulse and the second pulse that is a negative pulse shown in FIG. A pulse signal P including a pulse P2 and a third pulse P3 which is a positive pulse is sequentially induced in the
なお、本実施形態では、図２等に点線で示すように、イグニッションコイル８００に誘起されるパルス信号Ｐに含まれる第２パルスＰ２の電圧波形の一部が、見かけ上、消失する。これは、本実施形態による点火制御装置１００が、イグニッションコイル８００の通電の開始のタイミングをハードウェア手段により決定する回路構成を採用しているために発生する現象であり、その詳細については後述する。以下では、特に明示のない限り、第２パルスＰ２の前縁エッジ（立下りエッジ）は、回路構成に起因して消失する図２等の点線部分の第２パルスＰ２の前縁エッジ（立下りエッジ）を指すものとする。
In the present embodiment, as indicated by a dotted line in FIG. 2 and the like, a part of the voltage waveform of the second pulse P2 included in the pulse signal P induced in the
図１に示す点火制御装置１００は、内燃機関の回転に伴ってイグニッションコイル８００の１次巻線８０１に誘起されるパルス信号Ｐに基づき、上記内燃機関に備えられた点火プラグ９００に供給される電圧をイグニッションコイル８００の１次巻線８０１に発生させるものである。点火制御装置１００は、電源生成部１１０、正パルス信号生成部１２０、状態検出部１３０、負パルス信号生成部１４０、制御部１５０、駆動部１６０、バイアス部１７０、スイッチ素子１８０を備える。
An
電源生成部１１０には、端子ＴＩＧＮおよび端子ＴＥを介して１次巻線８０１の正端子（＋）と負端子（−）が接続される。電源生成部１１０は、イグニッションコイル８００の１次巻線８０１に誘起されたパルス信号Ｐの正パルスである第１パルスＰ１および第３パルスＰ３から点火制御装置１００が動作するために必要とされる電源電圧ＶＤＤを生成するものである。電源生成部１１０により生成された電源電圧ＶＤＤは制御部１５０に供給される。電源電圧ＶＤＤは、第１パルスＰ１および第３パルスＰ３を用いて生成される電圧であるため、パルスが消失すれば、時間の経過とともに低下するが、各回転周期において制御部１５０が必要な制御動作を実施するのに足りる電圧である。
なお、正パルス信号生成部１２０、状態検出部１３０、負パルス信号生成部１４０、駆動部１６０、バイアス部１７０の回路形式によっては、これらにも電源電圧ＶＤＤが供給されてもよい。
A positive terminal (+) and a negative terminal (−) of the
Note that, depending on the circuit format of the positive pulse
正パルス信号生成部１２０には、端子ＴＩＧＮおよび端子ＴＥを介して１次巻線８０１の正端子（＋）と負端子（−）が接続される。正パルス信号生成部１２０は、イグニッションコイル８００の１次巻線８０１に誘起されるパルス信号Ｐから正パルスを検出して正パルス信号ＰＰを生成するものである。正パルス信号生成部１２０により生成される正パルス信号ＰＰは、正パルスを示す第１パルスＰ１および第３パルスＰ３を含む。この正パルス信号ＰＰは制御部１５０に供給される。本実施形態では、正パルス信号ＰＰは、第１パルスＰ１および第３パルスＰ３の各前縁エッジ（立ち上がりエッジ）を示す信号として用いられる。
The positive pulse
状態検出部１３０は、スイッチ素子１８０のバイアス状態を検出するものである。状態検出部１３０は、スイッチ素子１８０がオン状態となるようにスイッチ素子１８０の制御端子がバイアスされた状態を検出し、その検出結果を示す検出信号ＳＪを生成するように構成される。検出信号ＳＪは負パルス信号生成部１４０に供給される。本実施形態では、状態検出部１３０は、スイッチ素子１８０を構成するｎｐｎ型トランジスタのコレクタ電流を模擬するためのダミートランジスタ１３１を備え、このダミートランジスタ１３１のコレクタ電流にスイッチ素子１８０のバイアス状態（オン状態）を反映させるように構成される。ここで、本実施形態では、ダミートランジスタ１３１は、スイッチ素子１８０と同様のｎｐｎ型トランジスタであり、このダミートランジスタ１３１のベースおよびエミッタは、それぞれ、スイッチ素子１８０を構成するｎｐｎ型トランジスタのベースおよびエミッタに接続される。
The
これにより、ダミートランジスタ１３１のエミッタ・ベース間電圧が、スイッチ素子１８０を構成するｎｐｎ型トランジスタのベース・エミッタ間電圧と同じになり、このスイッチ素子１８０を構成するｎｐｎ型トランジスタのコレクタ電流がダミートランジスタ１３１のコレクタ電流に反映される。このように、状態検出部１３０は、ダミートランジスタ１３１を用いて、スイッチ素子１８０を構成するｎｐｎ型トランジスタのコレクタ電流を模擬し、ダミートランジスタ１３１のコレクタ電流を、オン状態にあるときのスイッチ素子１８０のバイアス状態を示す検出信号ＳＪとして出力する。ただし、この例に限定されず、スイッチ素子１８０がオン状態となるときのバイアス状態を検出し得る限度において、状態検出部１３０の構成は任意である。
As a result, the emitter-base voltage of the
負パルス信号生成部１４０は、状態検出部１３０の検出結果を示す検出信号ＳＪから負パルス信号ＰＮを生成するものである。本実施形態では、負パルス信号生成部１４０は、上述のダミートランジスタ１３１のコレクタ電流を検出する電流検出器として構成され、その検出結果として負パルス信号ＰＮを発生させて制御部１５０に供給する。負パルス信号ＰＮは、第１パルスＰ１に続く負パルスである第２パルスＰ２に対応するパルスＰ２’を含む。このパルスＰ２’の前縁エッジは、前述の回路構成に起因して消失する部分の第２パルスＰ２の前縁エッジと略一致し、その限りにおいてパルスＰ２’は第２パルスＰ２と同等の信号である。本実施形態では、負パルス信号ＰＮは、第２パルスＰ２の前縁エッジ、即ち、回路構成に起因して消失する部分の第２パルスＰ２の立下りエッジを示す信号として用いられる。負パルス信号生成部１４０は、上述の状態検出部１３０と共に、パルス信号Ｐから負パルスを検出して負パルス信号ＰＮを生成する検出部として機能する。
The negative pulse
制御部１５０は、正パルス信号ＰＰおよび負パルス信号ＰＮに応答してスイッチ素子１８０を制御するためのものである。本実施形態では、制御部１５０は、正パルス信号ＰＰに含まれる第１パルスＰ１に応答して、イグニッションコイル８００の点火タイミング（以下、「点火タイミング」と称す。）を設定する処理を実施する。第１パルスＰ１は、点火タイミングを設定する際に参照される内燃機関の回転速度ＭＥを算出するために用いられる。また、制御部１５０は、第２パルスＰ２に応答して、回転速度ＭＥから得られた点火タイミングを用いてイグニッションコイル８００の通電を停止させる点火制御信号ＳＦを生成するための処理を実施する。
The
このように、制御部１５０は、パルス信号Ｐに含まれる特定のパルスに応答して特定の処理を実施する。このため、制御部１５０において、パルス信号Ｐに含まれるパルスを識別する機能を有している。本実施形態では、イグニッションコイル８００が、第１パルスＰ１、第２パルスＰ２、第３パルスＰ３を正常に順次発生させている限り、パルスの極性の変化はパルスの発生順に対応する。このため、制御部１５０は、パルスの極性の変化を判定することによりパルスを識別している。例えば、制御部１５０は、前回のパルスが第３パルスＰ３である場合、新たに正パルスが発生されれば、この正パルスを第１パルスＰ１として識別する。従って、ノイズパルス等によりパルスの発生順の異常（以下、「パルス異常」と称す。）が生じると、パルスを正しく識別できない場合が起こり得る。そのため、本実施形態では、制御部１５０は、パルス異常が発生した場合にパルスを識別するための機能を更に備えている。この場合、制御部１５０は、パルス信号Ｐに含まれるパルスの異常を判定し、パルス異常が発生した場合、パルスの時間間隔Ｔから点火制御において参照されるべき基準パルスを判別する。その詳細については後述する。
As described above, the
制御部１５０は、上記の点火タイミングに従ってスイッチ素子１８０をオフ状態に制御するための点火制御信号ＳＦを生成する。点火制御信号ＳＦは駆動部１６０を通じてスイッチ素子１８０の制御端子に駆動信号ＳＤとして供給される。制御部１５０は、例えば、点火制御に関する処理手順が記述された制御プログラムに従って動作するマイクロコンピュータ、または上記制御プログラムによる処理手順と同等の論理演算機能を有する専用のデジタル制御ＩＣ(Integrated Circuit)等により実現される。
The
なお、本実施形態では、制御部１５０は、正パルス信号ＰＰおよび負パルス信号ＰＮの両方に応答して点火制御信号ＳＦを生成するものとするが、点火タイミングの設定において内燃機関の回転速度ＭＥを考慮する必要がなく、例えば点火タイミングとして固定されたタイミングを用いる場合には、正パルス信号ＰＰには応答せずに、状態検出部１３０の検出結果を示す検出信号ＳＪに基づく負パルス信号ＰＮのみに応答して固定された所定のタイミングを用いて点火制御信号ＳＦを生成してもよい。
In the present embodiment, the
駆動部１６０は、制御部１５０から入力される点火制御信号ＳＦに基づいてスイッチ素子１８０を駆動するものである。駆動部１６０は、点火制御信号ＳＦの信号レベルに応じて、スイッチ素子１８０を駆動するための駆動信号ＳＤを生成する。この駆動信号ＳＤはスイッチ素子１８０の制御端子に供給される。駆動部１６０は、例えば、端子ＴＩＧＮとスイッチ素子１８０の制御端子（またはバイアス部１７０の抵抗素子）との間に電流路が接続されたオープンコレクタ形式またはオープンドレイン形式の出力段を備えて構成される。イグニッションコイル８００を通電させる場合、駆動部１６０の出力はハイインピーダンス（Ｈｉ−Ｚ）となり、駆動部１６０は、駆動信号ＳＤとして出力ハイインピーダンス時の不定信号（無信号）を出力する。この場合、後述するように、スイッチ素子１８０の制御端子がバイアス部１７０により端子ＴＥの電位付近にバイアスされた状態で第２パルスＰ２が誘起されたときに、スイッチ素子１８０がオン状態となる。これに対し、イグニッションコイル８００の通電を停止する場合には、駆動部１６０は、駆動信号ＳＤとして端子ＴＩＧＮの電位をスイッチ素子１８０の制御端子に出力し、スイッチ素子１８０をオフ状態とする。
The
バイアス部１７０は、パルス信号Ｐの負パルスである第２パルスＰ２が誘起された際にスイッチ素子１８０がオン状態となるように、スイッチ素子１８０の制御端子をバイアスするものである。本実施形態では、バイアス部１７０は、スイッチ素子１８０を構成する後述のｎｐｎ型トランジスタのベースとコレクタとの間に接続された抵抗素子から構成される。バイアス部１７０を構成する抵抗素子の抵抗値は、制御部１５０の制御によりスイッチ素子１８０がオフ状態に制御されるまでスイッチ素子１８０をオン状態に維持するように制御端子をバイアスし、且つ、制御部１５０の制御によりスイッチ素子１８０をオフ状態とするときに、駆動部１６０によるスイッチ素子１８０の制御端子の駆動を阻害しないように設定される。
The
スイッチ素子１８０は、イグニッションコイル８００の１次巻線８０１を通電するものである。本実施形態では、スイッチ素子１８０はｎｐｎ型トランジスタから構成される。スイッチ素子１８０を構成するｎｐｎ型トランジスタのエミッタは、端子ＴＩＧＮを介してイグニッションコイル８００の１次巻線８０１の正端子（＋）に接続され、コレクタは、端子ＴＥを介してイグニッションコイル８００の１次巻線８０１の負端子（−）に接続され、ベースは、駆動部１６０の出力部に接続される。本実施形態では、端子ＴＥは、イグニッションコイル８００の１次巻線８０１および２次巻線８０２の各負端子（−）ならびにコア８０３と共に接地されている。従って、スイッチ素子１８０を構成するｎｐｎ型トランジスタのコレクタは接地される。
The
ここで、負パルスである第２パルスＰ２が誘起された状態でスイッチ素子１８０がオンすると、イグニッションコイル８００の１次巻線８０１の通電が開始され、スイッチ素子１８０がオフすると、イグニッションコイル８００の通電が停止される。即ち、スイッチ素子１８０のオンおよびオフに応じてイグニッションコイル８００の通電が制御される。スイッチ素子１８０を構成するトランジスタは、ダーリントン接続された多段構成のトランジスタが望ましい。その理由は、電流増幅度が大きいことに加え、見かけ上のＶｂｅ（トランジスタがオン状態となるときのエミッタに対するベースの閾値電圧）が大きくなるために、このトランジスタのベースとエミッタとの間の電圧から、スイッチ素子１８０がオン状態になるときのバイアス状態を検出することが容易になるためである。なお、この例に限らず、バイアス状態を検出し得ることを限度に、スイッチ素子１８０として任意のデバイスを用いることができる。
Here, when the
[動作の説明]
１．基本的回路動作
次に、本実施形態による点火制御装置１００の基本的回路動作について、図２および図３のタイミングチャートを参照しながら説明する。ここで、図２は、本発明の実施形態による点火制御装置１００の回路動作を説明するためのタイミングチャートであり、点火制御時の回路動作を説明するためのタイミングチャートである。また、図３は、本発明の実施形態による点火制御装置１００の回路動作を説明するためのタイミングチャートであり、失火制御時の回路動作を説明するためのタイミングチャートである。
[Description of operation]
1. Basic Circuit Operation Next, the basic circuit operation of the
なお、本実施形態では、点火制御装置１００が回路動作を実施する過程で、第１パルスＰ１、第２パルスＰ２（パルスＰ２’）、第３パルスＰ３にそれぞれ応答して制御部１５０が各種の制御処理を実施するが、以下では、第１パルスＰ１に応答して実施される処理を第１処理と称し、第２パルスＰ２（パルスＰ２’）応答して実施される処理を第２処理と称し、第３パルスＰ３に応答して実施される処理を第３処理と称す。
In the present embodiment, in the process in which the
まず、図２のタイミングチャートを参照して通常の点火制御時の回路動作を説明する。
内燃機関（図示なし）が回転を始めると、図２に例示するように、パルス信号Ｐとして、第１パルスＰ１、第２パルスＰ２、第３パルスＰ３を含むパルス列がイグニッションコイル８００の１次巻線８０１に順次誘起される。電源生成部１１０は、イグニッションコイル８００の１次巻線８０１に誘起されたパルス信号Ｐに含まれるパルスのうち、正パルスである第１パルスＰ１と第３パルスＰ３とを用いて電源電圧ＶＤＤを生成して制御部１５０に供給する。
First, the circuit operation during normal ignition control will be described with reference to the timing chart of FIG.
When the internal combustion engine (not shown) starts rotating, as illustrated in FIG. 2, the pulse train including the
時刻ｔ０において最初（１回目）の回転周期が開始し、正パルスである第１パルスＰ１、負パルスである第２パルスＰ２、正パルスである第３パルスＰ３が順次誘起されるが、最初の回転周期では、例外的に、負パルスである第２パルスＰ２に応答して、所定の点火タイミング（固定タイミング）でイグニッションコイル８００が開放され、点火が実施される。即ち、図２の例では、最初の回転周期の時刻ｔ１でイグニッションコイル８００に第２パルスＰ２が誘起されると、この第２パルスＰ２に応答して、負パルス信号生成部１４０がパルスＰ２’を含む負パルス信号ＰＮを発生させる。これを受けて、制御部１５０は、時刻ｔ１を基準とした所定の点火タイミングに相当する時刻ｔ２で点火制御信号ＳＦをハイレベルからローレベルに遷移させ、駆動部１６０を通じてスイッチ素子１８０をオフさせる。これにより、時刻ｔ２で、イグニッションコイル８００の１次巻線８０１が開放され、点火プラグ９００による点火が実施される。この後、時刻ｔ３で、制御部１５０は、第３パルスＰ３に応答して点火制御信号ＳＦをハイレベルに初期化し、駆動部１６０の出力をハイインピーダンス状態にする。
なお、最初の回転周期に限らず、制御部１５０は、各回転周期において、第３パルスＰ３に応答して実施される第３処理により点火制御信号ＳＦをハイレベルに初期化し、駆動部１６０の出力をハイインピーダンス状態にする。
The first (first) rotation cycle starts at time t0, and the first pulse P1, which is a positive pulse, the second pulse P2, which is a negative pulse, and the third pulse P3, which is a positive pulse, are sequentially induced. In the rotation cycle, exceptionally, in response to the second pulse P2, which is a negative pulse, the
In addition, not only in the first rotation cycle, the
時刻ｔ４において２回目の回転周期が開始し、正パルスである第１パルスＰ１が誘起されると、正パルス信号生成部１２０は、パルス信号Ｐから第１パルスＰ１を検出し、この第１パルスＰ１を含む正パルス信号ＰＰを生成して制御部１５０に出力する。
制御部１５０は、電源生成部１１０から供給される電源電圧ＶＤＤで動作し、正パルス信号生成部１２０から入力される正パルス信号ＰＰに含まれる第１パルスＰ１に応答して内燃機関の回転速度ＭＥを算出するための第１処理を実施する。即ち、制御部１５０は、第１パルスＰ１に応答して、現在の回転周期が開始する時刻ｔ４において、前回の回転周期における第１パルスＰ１の前縁エッジ（立ち上がりエッジ）から現在の回転周期における第１パルスＰ１の前縁エッジ（立ち上がりエッジ）までの時間、即ち第１パルスＰ１の周期Ｔｓを検出し、この第１パルスＰ１の周期Ｔｓから内燃機関の回転速度ＭＥを算出する。そして、制御部１５０は、算出された回転速度ＭＥに基づきイグニッションコイル８００の点火タイミングを設定する。
When the second rotation cycle starts at time t4 and the first pulse P1 which is a positive pulse is induced, the positive pulse
The
点火タイミングは、内燃機関の回転速度ＭＥに応じた点火時期として予め設定された所望のタイミングである。この点火タイミングを示すデータは、例えば、回転速度ＭＥと対応づけられてテーブル化されている。制御部１５０は、回転速度ＭＥに基づいて上記テーブルを参照することにより点火タイミングを取得する。ただし、この例に限らず、例えば、上記のテーブルに規定された回転速度ＭＥと点火タイミングとの対応関係を記述する演算式を用いて回転速度ＭＥから点火タイミングを算出するなど、他の任意の手法を用いて点火タイミングを取得してもよい。
The ignition timing is a desired timing set in advance as an ignition timing according to the rotational speed ME of the internal combustion engine. The data indicating the ignition timing is tabulated in association with the rotational speed ME, for example. The
本実施形態では、点火タイミングは、例えば、回転速度ＭＥが速いほど、内燃機関のピストンが上死点に到達する時刻の進み量に合わせて、図２に示す第２パルスＰ２の前縁エッジ（立ち下がりエッジ）の時刻ｔ５から点火時期に相当する時刻ｔ６までの時間が短くなるように設定され、逆に、回転速度ＭＥが遅いほど、内燃機関のピストンが上死点に到達する時刻の遅れ量に合わせて、図２に示す第２パルスＰ２の前縁エッジ（立ち下がりエッジ）の時刻ｔ５から時刻ｔ６までの時間が長くなるように設定される。即ち、点火時期に対応する回転角が略一定となるように点火タイミングが制御される。従って、回転速度ＭＥが変動しても、回転速度ＭＥに応じて点火のタイミングを安定化させることが可能になる。 In the present embodiment, the ignition timing is set, for example, in accordance with the advance amount of the time at which the piston of the internal combustion engine reaches the top dead center as the rotational speed ME is higher, the leading edge of the second pulse P2 shown in FIG. The time from the time t5 (falling edge) to the time t6 corresponding to the ignition timing is set to be short. Conversely, the slower the rotational speed ME, the later the time at which the piston of the internal combustion engine reaches top dead center. In accordance with the amount, the time from time t5 to time t6 of the leading edge (falling edge) of the second pulse P2 shown in FIG. 2 is set to be long. That is, the ignition timing is controlled so that the rotation angle corresponding to the ignition timing is substantially constant. Therefore, even if the rotational speed ME varies, the ignition timing can be stabilized according to the rotational speed ME.
上記のテーブルから取得された点火タイミングは、例えば、マイクロコンピュータのタイマ機能を利用してタイマ値として設定される。即ち、制御部１５０は、第２パルスＰ２の前縁エッジに応答して、回転速度ＭＥに応じた点火タイミングを示すタイマ値をタイマに設定し、このタイマを参照して通電停止タイミングを示す点火制御信号ＳＦの信号レベルをハイレベルからローレベルに遷移させる。一般に、マイクロコンピュータは一定のシステムクロックに同期して動作し、例えば使用環境温度の変化によりシステムクロックが変動しても、タイマの変動量はシステムクロックの変動範囲内に留まる。このため、使用環境温度が変化しても、点火タイミングの変動を抑制することができ、点火のタイミングを安定化させることができる。
The ignition timing acquired from the above table is set as a timer value using a timer function of a microcomputer, for example. That is, in response to the leading edge of the second pulse P2, the
なお、上述の例に限らず、点火タイミングと回転速度ＭＥとの対応関係は任意に設定することができる。例えば、所定の回転速度を閾値として、点火タイミングを２段階に切り替えるようにしてもよい。または、回転速度ＭＥが所定の回転速度に到達するまでは、回転速度ＭＥに応じて点火タイミングを変化させ、回転速度ＭＥが所定の回転速度に到達した後は、点火タイミングを一定値に固定してもよい。逆に、回転速度ＭＥが所定の回転速度に到達するまでは、点火タイミングを一定値に固定し、回転速度ＭＥが所定の回転速度に到達した後は、回転速度ＭＥに応じて点火タイミングを変化させてもよい。また、回転速度ＭＥの変化に対する点火制御の安定性を必要としない用途では、点火タイミングは、回転速度ＭＥと関係なく、固定されてもよい。 The correspondence relationship between the ignition timing and the rotation speed ME is not limited to the above example, and can be arbitrarily set. For example, the ignition timing may be switched between two stages with a predetermined rotational speed as a threshold value. Alternatively, the ignition timing is changed according to the rotation speed ME until the rotation speed ME reaches a predetermined rotation speed, and after the rotation speed ME reaches the predetermined rotation speed, the ignition timing is fixed to a constant value. May be. Conversely, the ignition timing is fixed at a constant value until the rotational speed ME reaches the predetermined rotational speed, and after the rotational speed ME reaches the predetermined rotational speed, the ignition timing is changed according to the rotational speed ME. You may let them. In applications that do not require stability of ignition control with respect to changes in the rotational speed ME, the ignition timing may be fixed regardless of the rotational speed ME.
次に、時刻ｔ５で負パルスである第２パルスＰ２が誘起されると、次に説明するように、制御部１５０は、第２パルスＰ２（パルスＰ２’）に応答して、回転速度ＭＥに基づき点火制御信号ＳＦを生成するための第２処理を実施する。
なお、第２パルスＰ２が誘起される時刻ｔ５以前の状態では、前述のように、駆動部１６０の出力がハイインピーダンスとなるように、制御部１５０はハイレベルの点火制御信号ＳＦを出力している。また、現在の回転周期における時刻ｔ５以前では、スイッチ素子１８０を構成するｎｐｎ型トランジスタのエミッタが接続される端子ＴＩＧＮの電位は、そのコレクタが接続される端子ＴＥの電位よりも低くなることはない。また、スイッチ素子１８０を構成するｎｐｎ型トランジスタのベースは、バイアス部１７０により端子ＴＥの電位（接地電位）にバイアスされている。従って、時刻ｔ５以前では、スイッチ素子１８０はオフ状態となっている。
Next, when the second pulse P2, which is a negative pulse, is induced at time t5, the
In the state before time t5 when the second pulse P2 is induced, as described above, the
上記の状態から、時刻ｔ５でイグニッションコイル８００の１次巻線８０１に負パルスである第２パルスＰ２が誘起されると、端子ＴＩＧＮを介して、スイッチ素子１８０を構成するｎｐｎ型トランジスタのエミッタに第２パルスＰ２が印加される。このとき、スイッチ素子１８０を構成するｎｐｎ型トランジスタのベースは、バイアス部１７０によりコレクタと同じ接地電位にバイアスされている。このため、負パルスである第２パルスＰ２が誘起されると、スイッチ素子１８０を構成するｎｐｎ型トランジスタのエミッタ電位が低下する。この結果、そのベースとエミッタとの間の電圧がＶｂｅ（トランジスタがオン状態となる閾値電圧）を超え、スイッチ素子１８０を構成するｎｐｎ型トランジスタが即座にオン状態になる。スイッチ素子１８０を構成するｎｐｎ型トランジスタがオン状態になると、イグニッションコイル８００の１次巻線８０１の端子間がスイッチ素子１８０を介して短絡される。これにより、第２パルスＰ２が誘起されても、イグニッションコイル８００の１次巻線８０１の端子間の電圧変化が抑制され、前述した図２に点線で示すように、第２パルスＰ２の電圧波形の一部が消失する。この場合、負パルスである第２パルスＰ２の発生と同時に１次巻線８０１の端子間がスイッチ素子１８０により短絡されるので、第２パルスＰ２が誘起される際の誤点火が防止される。
From the above state, when a second pulse P2 that is a negative pulse is induced in the primary winding 801 of the
また、時刻ｔ５でスイッチ素子１８０を構成するｎｐｎ型トランジスタがオン状態になると、第２パルスＰ２による電流ＩＦが、スイッチ素子１８０とイグニッションコイル８００の１次巻線８０１とにより形成される閉ループ内を流れる。これによりイグニッションコイル８００の通電が開始され、１次巻線８０１にエネルギーが蓄積される。
また、時刻ｔ５でスイッチ素子１８０がオン状態になると、状態検出部１３０は、このスイッチ素子１８０を構成するｎｐｎ型トランジスタのバイアス状態を検出して検出信号ＳＪを負パルス信号生成部１４０に出力する。検出信号ＳＪは、第２パルスＰ２が誘起されたことによりスイッチ素子１８０がオン状態にバイアスされたことを示す。本実施形態では、状態検出部１３０は、スイッチ素子１８０を模擬するダミートランジスタ１３１のコレクタ電流から、スイッチ素子１８０がオン状態にバイアスされた状態を検出し、このダミートランジスタ１３１のコレクタ電流を検出信号ＳＪとして負パルス信号生成部１４０に供給する。
In addition, when the npn transistor constituting the
When the
負パルス信号生成部１４０は、状態検出部１３０から供給される検出信号ＳＪに基づいて、第２パルスＰ２に対応したパルスＰ２’を含む負パルス信号ＰＮを生成し、制御部１５０に出力する。具体的には、負パルス信号生成部１４０は、状態検出部１３０から検出信号ＳＪとして入力されるダミートランジスタ１３１のコレクタ電流を検出して電圧信号である負パルス信号ＰＮを生成する。この負パルス信号ＰＮは、時刻ｔ５の直後に第２パルスＰ２に応答してローレベルからハイレベルに遷移する。
The negative pulse
ここで、前述したように、時刻ｔ５でイグニッションコイル８００の１次巻線８０１に負パルスである第２パルスＰ２が誘起されると、バイアス部１７０により、スイッチ素子１８０を構成するｎｐｎ型トランジスタが即座にオン状態に制御され、端子ＴＩＧＮと端子ＴＥとの間の電圧が約ゼロＶになる。このため、第２パルスＰ２を電圧信号として検出することは困難である。そこで、本実施形態では、第２パルスＰ２が誘起された際に、スイッチ素子１８０を構成するｎｐｎ型トランジスタのコレクタ電流を、状態検出部１３０のダミートランジスタ１３１のコレクタ電流に反映させることにより、このダミートランジスタ１３１のコレクタ電流から第２パルスＰ２を検出することを可能にしている。
Here, as described above, when the second pulse P2, which is a negative pulse, is induced in the primary winding 801 of the
続いて、制御部１５０は、第１処理で算出された点火タイミングによって示される点火時期に対応する時刻ｔ６でハイレベルからローレベルに遷移する点火制御信号ＳＦを生成して出力する。時刻ｔ６で点火制御信号ＳＦがローレベルになると、これを入力する駆動部１６０は、駆動信号ＳＤとして端子ＴＩＧＮの電位を出力する。これにより、スイッチ素子１８０を構成するｎｐｎ型トランジスタのベース電圧がエミッタ電圧と同じになり、時刻ｔ６の直後にスイッチ素子１８０がオフ状態になる。
Subsequently, the
時刻ｔ６の直後にスイッチ素子１８０がオフ状態になると、それまでイグニッションコイル８００の１次巻線８０１を流れていた電流ＩＦが遮断され、イグニッションコイル８００の通電が停止される。このとき、１次巻線８０１のインダクタンスにより、１次巻線８０１を流れる電流ＩＦの変化に比例した高電圧（例えば２００Ｖ）が１次巻線８０１の端子間に発生する。１次巻線８０１に発生した高電圧は、１次巻線８０１と２次巻線８０２との間の巻数比に応じた更なる高電圧（点火プラグ９００が放電可能な電圧）を２次巻線８０２に誘起させる。２次巻線８０２の高電圧は点火プラグ９００に印加され、点火プラグ９００に放電を発生させる。点火プラグ９００が放電すると、この放電により内燃機関のシリンダー内の燃料混合気が点火される。
When the
その後、時刻ｔ７で第３パルスＰ３が誘起されると、制御部１５０は、点火制御信号ＳＦをハイレベルに初期化し、次の回転周期の制御動作に備える。これにより、制御部１５０は、時刻ｔ６から時刻ｔ７までの期間においてローレベルとなる点火制御信号ＳＦを出力する。本実施形態では、点火制御信号ＳＦのローレベルの期間は、イグニッションコイル８００の通電が停止される期間に相当する。イグニッションコイル８００の通電が停止される期間を特定し得ることを限度に、点火制御信号ＳＦの信号形式は任意である。
Thereafter, when the third pulse P3 is induced at time t7, the
なお、時刻ｔ６でスイッチ素子１８０がオフ状態にバイアスされると、状態検出部１３０は、検出信号ＳＪとして、スイッチ素子１８０がオン状態にバイアスされた状態にはないことを示す信号を出力する。この検出信号ＳＪが入力される負パルス信号生成部１４０は、時刻ｔ６で負パルス信号ＰＮとしてローレベルを出力する。このため、負パルス信号ＰＮに含まれるパルスＰ２’のパルス幅は第２パルスＰ２のパルス幅よりも小さくなり、パルス幅が一致しない。しかし、このような負パルス信号ＰＮの振る舞いは本発明の本質ではなく、本実施形態では、負パルス信号ＰＮは、第２パルスＰ２の前縁エッジのタイミングを把握するために用いられている。従って、第２パルスＰ２の前縁エッジのタイミングを把握し得ることを限度に、負パルス信号ＰＮの信号形式は任意である。
When the
続いて、図３のタイミングチャートを参照して、失火制御時の回路動作を説明する。
図３は、本発明の実施形態による点火制御装置１００の回路動作を説明するためのタイミングチャートであり、失火制御時の回路動作を説明するためのタイミングチャートである。本実施形態では、失火制御は、前述のように、内燃機関の過回転を防止するために実施される制御であるが、点火が禁止される点では、パルス異常が発生した場合の制御と共通する。図３に示す例では、時刻ｔ１２までは、上述した点火制御が実施されており、時刻ｔ１２で点火制御から失火制御に移行している。
Next, the circuit operation during misfire control will be described with reference to the timing chart of FIG.
FIG. 3 is a timing chart for explaining the circuit operation of the
失火制御が実施されると、スイッチ素子１８０がオフ状態に保持され、状態検出部１３０のダミートランジスタ１３１がオフするため、ダミートランジスタ１３１のコレクタ電流を検出する負パルス信号生成部１４０は、負パルス信号ＰＮの信号レベルをローレベルに保持する。このため、時刻ｔ１３でイグニッションコイル８００の１次巻線８０１に第２パルスＰ２が誘起されても、回路構成上、負パルス信号ＰＮとしてパルスＰ２’は発生されなくなる。即ち、見かけ上、負パルス信号ＰＮが消失する。このように負パルス信号ＰＮが消失すると、同一極性の第１パルスＰ１と第３パルスＰ３のみが発生されるため、パルスの極性の変化に基づいてパルスを識別することができなくなる。そこで、本実施形態では、第１パルスＰ１と第３パルスＰ３との間の時間間隔Ｔから第１パルスＰ１と第３パルスＰ３とを識別して所定の処理を実施することを可能としている。その詳細は、次に説明する制御部１５０の制御動作において述べる。
When misfire control is performed, the
２．制御部１５０の制御動作
次に、上述した回路動作を実現する制御部１５０の制御動作を説明する。
概略的には、制御部１５０は、正パルス信号生成部１２０および負パルス信号生成部１４０により得られるパルスからパルス異常を判定し、パルス異常が発生した場合、パルスの時間間隔Ｔから点火制御において参照されるべき基準パルスを判別し、この基準パルスを参照して点火制御を実施する。また、本実施形態では、制御部１５０は、パルス異常が正パルス異常であるか負パルス異常であるかに応じて、スイッチ素子１８０の通電を禁止または許可した状態で失火制御を実施する。
2. Next, the control operation of the
Schematically, the
ここでは、（１）ノイズパルスの発生がない場合の点火制御動作、（２）ノイズパルスの発生がない場合の失火制御動作、（３）正のノイズパルスが発生した場合の動作、（４）負のノイズパルスが発生した場合の四つの動作に分けて順に説明する。これらの動作の説明のうち、本実施形態の点火制御装置１００の動作の特徴は、ノイズパルスが発生した場合の動作にある。
Here, (1) ignition control operation when no noise pulse is generated, (2) misfire control operation when no noise pulse is generated, (3) operation when a positive noise pulse is generated, (4) The operation will be described in the order of four operations when a negative noise pulse is generated. Among the descriptions of these operations, the feature of the operation of the
（１）ノイズパルスの発生がない場合の点火制御動作
図４および図５に示すフローに沿って、ノイズパルスの発生がない場合の点火制御動作を説明する。ここでは、失火制御は実施されていないものとする。
図４は、本発明の実施形態による点火制御装置１００の動作例を説明するためのフローチャートであり、負パルス信号処理のフローチャートである。図５は、本発明の実施形態による点火制御装置１００の動作例を説明するためのフローチャートであり、正パルス信号処理のフローチャートである。
(1) Ignition control operation when no noise pulse is generated The ignition control operation when no noise pulse is generated will be described along the flow shown in FIGS. 4 and 5. Here, it is assumed that misfire control is not performed.
FIG. 4 is a flowchart for explaining an operation example of the
図２の時刻ｔ０から開始する内燃機関の最初（１回目）の回転周期では、制御部１５０は、負パルス信号ＰＮに応答して、無条件に、図４の負パルス信号処理を実行する。この場合、制御部１５０は、負パルス信号ＰＮが入力されると、第２パルスＰ２の発生待ち状態であると無条件に判定し（ステップＳ１０１：ＹＥＳ）、第２処理を実行し（ステップＳ１０２）、点火制御信号ＳＦを生成する。この場合、制御部１５０は、前述したように、最初の回転周期においては、回転速度ＭＥとは無関係の所定の点火タイミング（固定タイミング）でイグニッションコイル８００を開放させ、点火を実施する。
In the first (first) rotation cycle of the internal combustion engine starting from time t0 in FIG. 2, the
続いて、制御部１５０は、第３パルスＰ３の発生を待つ状態であることを示す値を変数（フラグ）に格納することにより、第３パルスＰ３の発生待ち状態をセットする（ステップＳ１０３）。このように、最初の回転周期では、無条件に第２処理が実施されて所定の点火タイミングで点火が実施された後、第３パルスＰ３の待ち状態となる。
Subsequently, the
次に、図２の時刻ｔ３で第２パルスＰ２に続いて第３パルスＰ３が発生すると、制御部１５０は、図５に示す正パルス信号処理を実行する。即ち、制御部１５０は、上記変数（フラグ）を参照して、第１パルスＰ１の発生待ち状態であるか否かを判定する（ステップＳ２０１）。現在、上記変数（フラグ）には、第３パルスＰ３の発生待ち状態を示す値が格納されているので、制御部１５０は、第１パルスＰ１の発生待ち状態ではないと判定する（ステップＳ２０１：ＮＯ）。
Next, when the third pulse P3 is generated following the second pulse P2 at time t3 in FIG. 2, the
続いて、図２の時刻ｔ３で第３パルスＰ３が発生すると、制御部１５０は、第３パルスＰ３の発生待ち状態であるか否かを判定する（ステップＳ２０７）。現在、上記変数（フラグ）には、第３パルスＰ３の発生待ち状態を示す値が格納されているので、制御部１５０は、第３パルスＰ３の発生待ち状態であると判定する（ステップＳ２０７：ＹＥＳ）。この場合、制御部１５０は、イグニッションコイル８００の１次巻線８０１の通電を許可し、負パルスである第２パルスＰ２が発生した場合にスイッチ素子１８０によるイグニッションコイル８００の通電が実施され得る状態とする。
Subsequently, when the third pulse P3 is generated at time t3 in FIG. 2, the
続いて、制御部１５０は、第３処理を実行し（ステップＳ２０９）、点火制御信号ＳＦを通電許可状態に戻す。この後、制御部１５０は、第１パルスＰ１の発生待ち状態を示す値を上記変数（フラグ）に格納する（ステップＳ２１０）。
Subsequently, the
上述の第３パルスＰ３に続いて、図２の時刻ｔ４で２回目の回転周期の第１パルスＰ１が発生すると、制御部１５０は、再び、図５に示す正パルス信号処理を実行する。この場合、上記変数（フラグ）には、第１パルスＰ１の発生待ち状態を示す値が格納されているので、制御部１５０は、第１パルスＰ１の発生待ち状態であると判定する（ステップＳ２０１：ＹＥＳ）。この場合、制御部１５０は、第１処理を実行する（ステップＳ２０２）。制御部１５０は、この第１処理において内燃機関の回転速度ＭＥを取得し、この回転速度ＭＥに基づいて点火タイミングを算出して設定する。
When the first pulse P1 having the second rotation cycle is generated at time t4 in FIG. 2 following the above-described third pulse P3, the
続いて、制御部１５０は、失火制御中であるか否かを判定する（ステップＳ２０３）。ここでは、失火制御は実施されていないので、制御部１５０は、失火制御中ではないと判定する（ステップＳ２０３：ＮＯ）。この後、制御部１５０は、第２パルスＰ２の発生待ち状態を示す値を上記変数（フラグ）に格納する（ステップＳ２０６）。
Subsequently, the
次に、図２の時刻ｔ５で、第１パルスＰ１に続いて第２パルスＰ２が発生すると、制御部１５０は、図４に示す負パルス信号処理を実行する。制御部１５０は、第２パルスＰ２の発生待ち状態であるか否かを判定する（ステップＳ１０１）。現在、上記変数（フラグ）には、第２パルスＰ２の発生待ち状態を示す値が格納されているので、制御部１５０は、第２パルスＰ２の発生待ち状態であると判定する（ステップＳ２０１：ＹＥＳ）。この場合、制御部１５０は、第２処理を実行し（ステップＳ１０２）、第１処理で算出された点火タイミングを用いてイグニッションコイル８００の通電を停止させる点火制御信号ＳＦを生成し、点火を実施する。この後、制御部１５０は、第３パルスＰ３の発生を待つ状態であることを示す値を上記変数（フラグ）に格納する（ステップＳ１０３）。
Next, when the second pulse P2 is generated following the first pulse P1 at time t5 in FIG. 2, the
上述のように、ノイズパルスの発生がなく、失火制御が実施されていない状態では、制御部は、図４のステップＳ１０１（ＹＥＳ）−Ｓ１０２−Ｓ１０３のフローと、図５のステップＳ２０１（ＮＯ）−Ｓ２０７（ＹＥＳ）−Ｓ２０８−Ｓ２０９−Ｓ２１０のフローと、図５のステップＳ２０１（ＹＥＳ）−Ｓ２０２−Ｓ２０３（ＮＯ）−Ｓ２０６のフローを繰り返し実行する。このようにフローを繰り返し実行する過程で、上記変数（フラグ）に格納された値によって示されるパルスに対応した特定の処理（第１処理、第２処理、第３処理）が順次実行される。このことは、特定のパルスに応答して特定の処理が実行されることを意味し、制御部１５０が、正および負のパルスの順序を正しく識別していることを意味する。
As described above, in a state where no noise pulse is generated and misfire control is not performed, the control unit performs the flow of steps S101 (YES) -S102-S103 in FIG. 4 and step S201 (NO) in FIG. -The flow of S207 (YES)-S208-S209-S210 and the flow of steps S201 (YES)-S202-S203 (NO)-S206 in Fig. 5 are repeatedly executed. In this process of repeatedly executing the flow, specific processes (first process, second process, and third process) corresponding to the pulse indicated by the value stored in the variable (flag) are sequentially executed. This means that a specific process is executed in response to a specific pulse, and that the
（２）ノイズパルスの発生がない場合の失火制御動作
図４および図５に示すフローに沿って、ノイズパルスの発生がない場合の点火制御動作を説明する。ここでは、失火制御が既に開始されているものとする。
前述したように、失火制御が実施されると、イグニッションコイル８００の通電が禁止され、負パルス信号ＰＮ（パルスＰ２’）が消失する。このため、図４のパルス信号処理を開始するためのトリガーが発生されず、図４の各ステップは実行されなくなる。このことは、図４のステップＳ１０３において第３パルスＰ３の発生待ち状態を示す値が上記変数（フラグ）に格納されることがなくなることを意味し、上記変数（フラグ）には、第１パルスＰ１の発生待ちを示す値か、第３パルスＰ３の発生待ちを示す値のどちらかが格納され得る状態となる。
(2) Misfire control operation when no noise pulse is generated An ignition control operation when no noise pulse is generated will be described along the flow shown in FIGS. 4 and 5. Here, it is assumed that misfire control has already started.
As described above, when the misfire control is performed, the energization of the
ここで、上記変数（フラグ）に、第１パルスＰ１の発生待ち状態を示す値が格納されている状態で、図３の時刻ｔ１２で、正パルスである第１パルスＰ１が発生されると、上記変数（フラグ）を参照して、制御部１５０は、第１パルスＰ１の発生待ち状態であると判定する（ステップＳ２０１：ＹＥＳ）。この場合、制御部１５０は、第１処理を実行する（ステップＳ２０２）。その後、制御部１５０は、イグニッションコイル８００の１次巻線８０１の通電を禁止し、負パルスである第２パルスＰ２が発生した場合にスイッチ素子１８０によるイグニッションコイル８００の通電が実施され得ない状態とし、失火制御を継続させる。この後、制御部１５０は、第３パルスＰ３の発生待ち状態を示す値を上記変数（フラグ）に格納する（ステップＳ２０５）。
Here, when the first pulse P1, which is a positive pulse, is generated at time t12 in FIG. 3 in a state where the variable (flag) stores a value indicating the waiting state for generation of the first pulse P1, Referring to the variable (flag),
現在、失火制御中であるから、負パルスである第２パルスＰ２は発生されず、第１パルスＰ１に続いて、図３の時刻ｔ１４で第３パルスＰ３が発生される。第３パルスＰ３が発生されると、制御部１５０は、図５に示す正パルス信号処理を再び実行する。この正パルス信号処理において、制御部１５０は、第１パルスＰ１の発生待ち状態であるか否かを判定する（ステップＳ２０１）。現在、上記変数（フラグ）には、第３パルスＰ３の発生待ち状態を示す値が格納されているので、制御部１５０は、第１パルスＰ１の発生待ち状態ではないと判定する（ステップＳ２０１：ＮＯ）。
Since the misfire control is currently being performed, the second pulse P2, which is a negative pulse, is not generated, and the third pulse P3 is generated at time t14 in FIG. 3 following the first pulse P1. When the third pulse P3 is generated, the
続いて、制御部１５０は、第３パルスＰ３の発生待ち状態であるか否かを判定する（ステップＳ２０７）。現在、上記変数（フラグ）には、第３パルスＰ３の発生待ち状態を示す値が格納されているので、制御部１５０は、第３パルスＰ３の発生待ち状態であると判定する（ステップＳ２０７：ＹＥＳ）。この場合、制御部１５０は、イグニッションコイル８００の１次巻線８０１の通電を許可し、負パルスである第２パルスＰ２が発生した場合にスイッチ素子１８０によるイグニッションコイル８００の通電が実施され得る状態とする。ただし、この場合、第１処理でタイマがセットされず、点火は実施されない。
Subsequently, the
続いて、制御部１５０は、第３処理を実行し（ステップＳ２０９）、点火制御信号ＳＦを通電許可状態に戻す。この後、制御部１５０は、第１パルスＰ１の発生を待つ状態であることを示す値を上記変数（フラグ）に格納することにより、第１パルスＰ１の発生待ち状態をセットする（ステップＳ２１０）。
Subsequently, the
上述のように、ノイズパルスの発生がなく、失火制御が実施されている状態では、制御部１５０は、図４の負パルス信号処理を実施せず、第１パルスＰ１と第２パルスＰ２が交互に発生する都度、図５の正パルス信号処理のうち、ステップＳ２０１（ＹＥＳ）−Ｓ２０２−Ｓ２０３（ＹＥＳ）−Ｓ２０４−Ｓ２０５のフローと、ステップＳ２０１（ＮＯ）−Ｓ２０７（ＹＥＳ）−Ｓ２０８−Ｓ２０９−Ｓ２１０のフローを交互に繰り返し実行する。このようにフローを繰り返し実行する過程で、上記変数（フラグ）に格納された値によって示される正パルスに対応した特定の第１処理および第３処理が交互に実行される。このことは、正パルスに応答して特定の処理が実行されることを意味し、制御部１５０が、正パルスの順序を正しく識別していることを意味する。
As described above, in a state where no noise pulse is generated and misfire control is performed, the
（３）正のノイズパルスが発生した場合の動作
図４、図５に加えて、図６に示すフローに沿って、図７に示すタイミングチャートを参照しながら、正のノイズパルスが発生した場合の点火制御動作を説明する。ここでは、失火制御が実施されていないものとする。図６は、本発明の実施形態による点火制御装置１００の動作例を説明するためのフローチャートであり、図６（Ａ）は負パルス異常処理のフローチャートであり、図６（Ｂ）は、正パルス異常処理のフローチャートである。また、図７は、本発明の実施形態による点火制御装置１００の動作例を説明するためのタイミングチャートであり、点火制御時に正のノイズパルスが発生した場合の動作を説明するためのタイミングチャートである。
(3) Operation when a positive noise pulse occurs In addition to FIGS. 4 and 5, a positive noise pulse occurs along the flow shown in FIG. 6 and referring to the timing chart shown in FIG. 7. The ignition control operation will be described. Here, it is assumed that misfire control is not performed. FIG. 6 is a flowchart for explaining an operation example of the
ここでは、図７に示すように、イグニッションコイル８００に誘起されるパルス信号Ｐに正のノイズパルスＮＡが発生し、この正のノイズパルスＮＡは、或る回転周期の第３パルスＰ３と、その次の回転周期の第１パルスＰ１との間の期間で発生するものとする。また、上記変数（フラグ）の値として、第１パルスＰ１、第２パルスＰ２、第３パルスＰ３の何れの待ち状態でもないことを示す値を導入する。本実施形態では、説明の便宜上、仮想的に、第４パルスＰＺを導入し、第１パルスＰ１、第２パルスＰ２、第３パルスＰ３の何れの待ち状態でもないことを示す値として、第４パルスＰＺの発生待ち状態を示す値を上記変数（フラグ）に設定する。本実施形態では、パルス異常が発生した場合、上記変数（フラグ）には第４パルスＰＺの発生待ち状態を示す値が格納される。
Here, as shown in FIG. 7, a positive noise pulse NA is generated in the pulse signal P induced in the
概略的には、制御部１５０は、正のノイズパルスによるパルス異常が発生した場合、正パルス信号生成部１２０から正パルスが出力される度に、前回の正パルスと今回の正パルスとの間の時間間隔Ｔを取得し、前回取得した時間間隔Ｔと今回取得した時間間隔Ｔとの大小関係が所定の条件を満足する場合、今回のパルスを第１パルスＰ１と判別し、この第１パルスＰ１を基準パルスとして点火制御を復帰させる。
Schematically, when a pulse abnormality due to a positive noise pulse occurs, the
詳細に説明する。図７のタイミングチャートにおいて、時刻ｔ（０）から開始する回転周期において、ノイズパルスＮＡが発生する前に第３パルスＰ３が発生すると、上述の図５の正パルス信号処理のステップＳ２１０において、第１パルスＰ１の発生待ち状態を示す値が変数（フラグ）に格納される。この後、時刻ｔ（０ａ）において正のノイズパルスＮＡが発生すると、制御部１５０は、図５に示す正パルス信号処理を実行する。この場合、上記変数（フラグ）には、第１パルスＰ１の発生待ちを示す値が既に格納されているので、制御部１５０は、第１パルスＰ１の発生待ち状態であると判定する（ステップＳ２０１：ＹＥＳ）。この後、制御部１５０は、第１処理を実行し（ステップＳ２０２）、失火制御中でないと判定し（ステップＳ２０３：ＮＯ）、第２パルスＰ２の発生待ち状態を示す値を上記変数（フラグ）に格納する（ステップＳ２０６）。
This will be described in detail. In the timing chart of FIG. 7, when the third pulse P3 is generated before the noise pulse NA is generated in the rotation period starting from time t (0), in the above-described step S210 of the positive pulse signal processing of FIG. A value indicating a waiting state for generation of one pulse P1 is stored in a variable (flag). Thereafter, when a positive noise pulse NA occurs at time t (0a), the
この後、時刻ｔ（１）から開始する次の回転周期において、ノイズパルスＮＡと同一極性の正パルスである第１パルスＰ１が発生されると、制御部１５０は、図５の正パルス信号処理を実行する。この場合、上記変数（フラグ）には、上述のノイズパルスＮＡにより実行されたステップＳ２０６において、第２パルスＰ２の発生待ち状態を示す値が既に格納された状態にあるので、制御部１５０は、図５の正パルス信号処理において第１パルスＰ１の発生待ち状態ではないと判定する（ステップＳ２０１：ＮＯ）。続いて、制御部１５０は、第３パルスＰ３の発生待ち状態であるか否かを判定する（ステップＳ２０７）。現在、上記変数（フラグ）には、第２パルスＰ２の発生待ち状態であることを示す値が格納された状態にあるので、制御部１５０は、第３パルスＰ３の発生待ち状態ではないと判定する（ステップＳ２０７：ＮＯ）。
After this, when the first pulse P1, which is a positive pulse having the same polarity as the noise pulse NA, is generated in the next rotation period starting from time t (1), the
続いて、制御部１５０は、仮想的に導入された第４パルスＰＺの発生待ち状態であるか否かを判定する（ステップＳ２１１）。現在、上記変数（フラグ）には、第２パルスＰ２の発生待ち状態であることを示す値が格納された状態にあるので、制御部１５０は、第４パルスＰＺの発生待ち状態ではないと判定する（ステップＳ２１１：ＮＯ）。この場合、制御部１５０は、パルス異常を検出し、図６（Ｂ）に示す正パルス異常処理を実行する（ステップＳ２２０）。
Subsequently, the
正パルス異常処理では、制御部１５０は、各種の変数を含むデータを初期化し（ステップＳ２２０１）、上記変数（フラグ）に、第４パルスＰＺの発生待ち状態を示す値を格納する（ステップＳ２２０２）。そして、制御部１５０は、スイッチ素子１８０をオフ状態に制御し、イグニッションコイル８００の通電を禁止させる（ステップＳ２２０３）。このとき、制御部１５０は、点火タイマによる点火制御信号ＳＦの出力動作を禁止し、時刻ｔ（１）で点火制御信号ＳＦがハイレベルからローレベルに遷移され、通電禁止状態となる。このように、制御部１５０は、イグニッションコイル８００から点火プラグ９００に供給される電圧の発生に寄与しない正パルス信号に応答してパルス異常を検出した場合、スイッチ素子１８０の通電を禁止した状態で失火制御を開始する。これにより、点火制御装置１００は、第１パルスＰ１が発生された時刻ｔ（１）から点火プラグ９００を失火状態とする。
In the positive pulse abnormality process, the
スイッチ素子１８０の通電が禁止された失火状態では負パルス信号ＰＮが発生されなくなるので、第１パルスＰ１の後に第２パルスＰ２が発生されても、制御部１５０は、図４に示す負パルス信号処理を実行しない。
時刻ｔ（２）において第３パルスＰ３が発生されると、制御部１５０は、図５に示す正パルス信号処理を実行する。この場合、上記変数（フラグ）には、第４パルスＰＺの発生待ち状態を示す値が格納されているので、制御部１５０は、第４パルスＰＺの発生待ち状態であると判定し（ステップＳ２１１：ＹＥＳ）、スイッチ素子１８０によるイグニッションコイル８００の通電を禁止する（ステップＳ２１２）。ただし、この場合、上述の正パルス異常処理において既に通電が禁止された状態にある。
Since the negative pulse signal PN is not generated in the misfire state in which the energization of the
When the third pulse P3 is generated at time t (2), the
続いて、制御部１５０は、パルスの時間間隔Ｔの算出を開始する（ステップＳ２１３）。具体的には、時刻ｔ（１）で失火が開始されると、その後の時刻ｔ（２）において第３パルスＰ３が発生した時点で、時刻ｔ（１）の第１パルスＰ１から時刻ｔ（２）の第３パルスＰ３までの時間間隔Ｔ（１）を算出する。また、制御部１５０は、その後の時刻ｔ（３）で第１パルスＰ１が発生した時点で、時刻ｔ（２）の第３パルスＰ３から時刻ｔ（３）の第１パルスＰ１までの時間間隔Ｔ（２）を算出する。以降、制御部１５０は、新たにパルスが発生する都度、前回のパルスから今回のパルスまでの時間間隔Ｔを繰り返し算出する。以下では、現在のパルスが発生した時点で算出された時間間隔を「時間間隔Ｔ（ｎ）」とし、前回のパルスが発生した時点で算出された時間間隔を「時間間隔Ｔ（ｎ−１）」とする。ここで、ｎは、時間間隔Ｔの時系列順を表す自然数である。
Subsequently, the
続いて、制御部１５０は、今回のパルスの発生時点で得られた時間間隔Ｔ（ｎ）と前回の時間間隔Ｔ（ｎ−１）とを比較し、「Ｔ（ｎ）＞α×Ｔ（ｎ−１）」なる条件が満足されているか否かを判定する（ステップＳ２１４）。この条件は、前回の回転周期の第１パルスＰ１および第２パルスＰ２と今回の回転周期の第１パルスＰ１が正常に発生された場合に満足され、この条件が満足されることは、現在のパルスが第１パルスＰ１であることを意味する。係数αは、所定値であり、１よりも大きく、「α×Ｔ（ｎ−１）」によって示される時間間隔が第３パルスＰ３と第１パルスＰ１との間の規定の時間間隔を超えない値である。
Subsequently, the
ここで、図８を参照して、係数αの技術的意味を説明する。
図８は、本発明の実施形態による点火制御装置１００の動作例を補足説明するためのタイミングチャートであり、係数αの技術的意味を説明するための説明図である。
上述の例では、ノイズパルスＮＡが発生した場合、イグニッションコイル８００の通電を禁止する結果、回路構成上、負パルス信号ＰＮが発生されなくなる。このような状況で、同一極性の第１パルスＰ１と第２パルスＰ２を識別するために、正常時の第１パルスＰ１から第３パルスＰ３までの時間間隔Ｔと、正常時の第３パルスＰ３から次の回転周期の第１パルスＰ１までの時間間隔Ｔの違いに着目して第１パルスＰ１を識別する。正常時であれば、正常時の第１パルスＰ１から第３パルスＰ３までの時間間隔Ｔよりも、正常時の第３パルスＰ３から次の回転周期の第１パルスＰ１までの時間間隔Ｔの方が大きくなる。従って、パルス異常が発生していなければ、今回の時間間隔Ｔが前回の時間間隔Ｔよりも大きくなり、このことから、現在のパルスが第１パルスであることを判別することができる。同様に、今回の時間間隔Ｔが前回の時間間隔Ｔよりも小さければ、現在のパルスが第３パルスであることが判別できる。
Here, the technical meaning of the coefficient α will be described with reference to FIG.
FIG. 8 is a timing chart for supplementarily explaining an operation example of the
In the above-described example, when the noise pulse NA is generated, the energization of the
しかしながら、このような単純な大小比較による判定では、ノイズ等の外乱により誤判定が生じる場合がある。例えば、図７において、時刻ｔ（４）の後、前回の時間間隔Ｔ（３）を僅かに上回る時刻にノイズが発生した場合、上記の条件が満足される結果になる。この場合、ノイズが第１パルスＰ１と識別された状態で、それまでの通電禁止が解除され、点火制御が実施される。このため、パルスを正しく識別することができず、点火制御に正常に復帰することができなくなるおそれがある。このような状況を回避するため、次に説明する係数αが導入されている。 However, in such a determination by simple size comparison, an erroneous determination may occur due to a disturbance such as noise. For example, in FIG. 7, when noise occurs at a time slightly after the time interval T (3) after time t (4), the above condition is satisfied. In this case, in the state where the noise is identified as the first pulse P1, the energization prohibition so far is canceled and the ignition control is performed. For this reason, the pulse cannot be correctly identified, and there is a possibility that it cannot return to the ignition control normally. In order to avoid such a situation, a coefficient α described below is introduced.
図８に示すように、前回の時間間隔Ｔ（ｎ−１）に係数αを乗算した値「α×Ｔ（ｎ−１）」が、正常時の第１パルスＰ１から第３パルスＰ３までの規定の時間間隔ＴＡ（Ｐ３−Ｐ１）よりも大きく、正常時の第３パルスＰ３から第１パルスＰ１までの規定の時間間隔ＴＢ（Ｐ１−Ｐ３）を超えない範囲の値になるように、係数αが設定される。この場合、係数αが大きい程、上記条件「Ｔ（ｎ）＞α×Ｔ（ｎ−１）」を満足するパルスが発生し得る期間ＴＣ（即ち、時間間隔ＴＢと「α×Ｔ（ｎ−１）」との差分）が狭まるため、上記条件を満足したときのパルスが第１パルスＰ１である確率が高くなる。従って、係数αは、第１パルスＰ１を識別する際の判定精度を調整するためのものであると言える。 As shown in FIG. 8, the value “α × T (n−1)” obtained by multiplying the previous time interval T (n−1) by the coefficient α is the first pulse P1 to the third pulse P3 in the normal state. The coefficient is larger than the prescribed time interval TA (P3-P1) and has a value in a range not exceeding the prescribed time interval TB (P1-P3) from the third pulse P3 to the first pulse P1 in the normal state. α is set. In this case, the larger the coefficient α, the period TC in which pulses satisfying the above condition “T (n)> α × T (n−1)” can be generated (that is, the time interval TB and “α × T (n− 1) ”is narrowed, so that the probability that the pulse when the above condition is satisfied is the first pulse P1 increases. Therefore, it can be said that the coefficient α is for adjusting the determination accuracy when identifying the first pulse P1.
説明を図７に戻す。時刻ｔ（４）で第３パルスＰ３が発生された時点で、時刻ｔ（２）の第３パルスＰ３と時刻ｔ（３）の第１パルスＰ１との間の前回の時間間隔Ｔ（２）に加え、時刻ｔ（３）の第１パルスＰ１と時刻ｔ（４）の第３パルスＰ３との間の今回の時間間隔Ｔ（３）が得られる。この場合、時間間隔Ｔ（３）は時間間隔Ｔ（２）よりも小さいので、制御部１５０は、ステップＳ２１４において、上記条件は満足されないと判定し（ステップＳ２１４：ＮＯ）、上記変数（フラグ）に第４パルスＰＺの発生待ちを示す値を格納する（ステップＳ２２１）。上述の条件が満足されるまで、上記変数（フラグ）には第４パルスＰＺの発生待ち状態を示す値が格納され続ける。
Returning to FIG. When the third pulse P3 is generated at time t (4), the previous time interval T (2) between the third pulse P3 at time t (2) and the first pulse P1 at time t (3). In addition, a current time interval T (3) between the first pulse P1 at time t (3) and the third pulse P3 at time t (4) is obtained. In this case, since the time interval T (3) is smaller than the time interval T (2), the
続いて、時刻ｔ（５）で第１パルスＰ１が発生されると、制御部１５０は、図５の正パルス信号処理を実行する。この場合、上記変数（フラグ）には、第４パルスＰＺの発生待ち状態を示す値が格納されているので、制御部１５０は、再び、第４パルスＰＺの発生待ち状態であると判定し（ステップＳ２１１：ＹＥＳ）、イグニッションコイル８００の通電を禁止する（ステップＳ２１２）。そして、パルスの時間間隔Ｔを算出する（ステップＳ２１３）。時刻ｔ（５）では、時刻ｔ（３）の第１パルスＰ１と時刻ｔ（４）の第３パルスＰ３との間の前回の時間間隔Ｔ（３）に加え、時刻ｔ（４）の第３パルスＰ３と時刻ｔ（５）の第１パルスＰ１との間の今回の時間間隔Ｔ（４）が得られる。この場合、ノイズ等が発生しない限り、時間間隔Ｔ（４）は時間間隔Ｔ（３）よりも大きくなり、上述の条件を満足するので、制御部１５０は、ステップＳ２１４において、上記条件は満足されたと判定する（ステップＳ２１４：ＹＥＳ）。そして、制御部１５０は、時刻ｔ（５）で点火制御信号ＳＦをハイレベルに初期化し、失火状態を解除する。また、制御部１５０は、上述の条件の判定で用いた時間間隔Ｔ（ｎ）と時間間隔Ｔ（ｎ−１）とを加算演算することにより時刻ｔ（３）から時刻ｔ（５）までの１回転周期の時間（Ｔ（ｎ）＋Ｔ（ｎ−１））を算出し、この１回転周期の時間を内燃機関の回転速度ＭＥとして算出する。
Subsequently, when the first pulse P1 is generated at time t (5), the
続いて、制御部１５０は、第１処理を実行し（ステップＳ２１６）、点火タイミングを算出してタイマに設定する。続いて、制御部１５０は、失火制御中か否かを判定する（ステップＳ２１７）。ここでは、過回転防止のための失火制御は実施していないので、制御部１５０は、失火制御中ではないと判定し（ステップＳ２１７：ＮＯ）、第２パルスＰ２の発生待ち状態を示す値を上記変数（フラグ）に格納する（ステップＳ２２２）。この後、第１パルスＰ１に続いて第２パルスＰ２が発生されると、通常の点火制御が実施される。ここで、失火制御が行われていれば（ステップＳ２１７：ＹＥＳ）、制御部１５０は、イグニッションコイル８００の通電を禁止し（ステップＳ２１８）、第３パルスＰ３の発生待ち状態を示す値を上記変数（フラグ）に格納する。これにより、前述のように、第１パルスＰ１と第３パルスＰ３とが交互に発生する都度、第１処理と第３処理が繰り返し実行され、第２処理は実行されない。
Subsequently, the
上述したように、正のノイズパルスＮＡが発生した場合、制御部１５０は、イグニッションコイル８００の通電を禁止して失火状態に制御する一方、上述の所定の条件を判定することにより第１パルスＰ１を識別する。従って、正のノイズパルスＮＡが発生した場合であっても、順次発生するパルスを正しく識別して必要な処理を実施することが可能になり、不安定な点火動作を抑制することができる。
As described above, when the positive noise pulse NA is generated, the
（４）負のノイズパルスが発生した場合の動作
図４、図５、図６に示すフローに沿って、図９に示すタイミングチャートを参照しながら、負のノイズパルスが発生した場合の点火制御動作を説明する。ここでも、失火制御が実施されていないものとする。
図９は、本発明の実施形態による点火制御装置１００の動作例を説明するためのタイミングチャートであり、点火制御時に負のノイズパルスが発生した場合の動作を説明するためのタイミングチャートである。ここでは、図９に示すように、イグニッションコイル８００に誘起されるパルス信号Ｐに負のノイズパルスＮＢが発生し、このノイズパルスＮＢは、第１パルスＰ１と第２パルスＰ２との間の期間で発生するものとする。ここでも、上記変数（フラグ）の値として、上述の第４パルスＰＺの発生待ちを示す値を導入する。
(4) Operation when negative noise pulse is generated Ignition control when negative noise pulse is generated, referring to the timing chart shown in FIG. 9 along the flow shown in FIGS. The operation will be described. Again, it is assumed that misfire control is not performed.
FIG. 9 is a timing chart for explaining an operation example of the
概略的には、制御部１５０は、上述した正のノイズパルスＮＡによるパルス異常が発生した場合と同様に、負のノイズパルスＮＢによるパルス異常が発生した場合にも、正パルス信号生成部１２０から正パルスが出力される度に、前回の正パルスと今回の正パルスとの間の時間間隔Ｔを順次取得し、前回取得した時間間隔Ｔ（ｎ−１）と今回取得した時間間隔Ｔ（ｎ）とが上述の所定の条件「Ｔ（ｎ）＞α×Ｔ（ｎ−１）」を満足する場合、今回のパルスを第１パルスＰ１と識別し、この第１パルスＰ１を基準パルスとして点火制御を復帰させる。
Schematically, the
図９のタイミングチャートにおいて、失火制御が実施されていない状態で、時刻ｔ（１）から開始する回転周期の第１パルスＰ１が発生すると、上述の図５の正パルス信号処理のステップＳ２０６において、第２パルスＰ２の発生待ち状態を示す値が変数（フラグ）に格納される。この後、図９の時刻ｔ（１ａ）において負のノイズパルスＮＢが発生すると、制御部１５０は、図４に示す負パルス信号処理を実行する。この場合、上記変数（フラグ）には、第２パルスＰ２の発生待ちを示す値が格納されているので、第２パルスＰ２の発生待ち状態であると判定する（ステップＳ１０１：ＹＥＳ）。この後、制御部１５０は、第２処理を実行し（ステップＳ１０２）、第３パルスＰ３の発生待ち状態を示す値を上記変数（フラグ）に格納する（ステップＳ１０３）。即ち、本来の負の第２パルスＰ２が発生する前に、負のノイズパルスＮＢにより、上記変数（フラグ）には第３パルスＰ３の発生待ち状態を示す値が格納される。
In the timing chart of FIG. 9, when the first pulse P1 having a rotation cycle starting from time t (1) is generated in a state where the misfire control is not performed, in step S206 of the positive pulse signal processing of FIG. 5 described above, A value indicating a waiting state for generation of the second pulse P2 is stored in a variable (flag). Thereafter, when a negative noise pulse NB is generated at time t (1a) in FIG. 9, the
この後、時刻ｔ（１ｂ）において、本来の負パルスである第２パルスＰ２が発生されると、制御部１５０は、図４の負パルス信号処理を実行する。この場合、上記変数（フラグ）には、上述のノイズパルスＮＢにより実行されたステップＳ１０３において、第３パルスＰ３の発生待ち状態を示す値が既に格納された状態にあるので、制御部１５０は、図４の負パルス信号処理において第２パルスＰ２の発生待ち状態ではないと判定する（ステップＳ１０１：ＮＯ）。この場合、制御部１５０は、パルス異常を検出し、図６（Ａ）に示す負パルス異常処理を実行する（ステップＳ１０４）。
Thereafter, when the second pulse P2, which is the original negative pulse, is generated at time t (1b), the
負パルス異常処理では、制御部１５０は、各種の変数を含むデータを初期化し（ステップＳ１０４１）、上記変数（フラグ）に、第４パルスＰＺの発生待ち状態を示す値を格納する（ステップＳ１０４２）。そして、制御部１５０は、イグニッションコイル８００の通電を許可する（ステップＳ１０４３）。そして、制御部１５０は、点火タイマによる点火制御信号ＳＦの出力動作を許可する（ステップＳ１０４４）。これにより、時刻ｔ（１ｂ）で第２パルスＰ２が発生すると、点火制御信号ＳＦがハイレベルに維持され、イグニッションコイル８００の通電を許可する状態が継続される。即ち、負のノイズパルスＮＢが発生した場合、その後に本来の負パルスである第２パルスＰ２が発生しても、イグニッションコイル８００の通電が停止されない。このため、パルス異常による誤点火が防止される。このように、制御部１５０は、イグニッションコイル８００から点火プラグ９００に供給される電圧の発生に寄与する負パルス信号に応答してパルス異常を検出した場合、スイッチ素子１８０の通電を許可した状態で失火制御を開始する。
In the negative pulse abnormality process, the
続いて、図９の時刻ｔ（２）において第３パルスＰ３が発生されると、制御部１５０は、図５に示す正パルス信号処理を実行する。この場合、上記変数（フラグ）には、第４パルスＰＺの発生待ち状態を示す値が格納されているので、制御部１５０は、第４パルスＰＺの発生待ち状態であると判定し（ステップＳ２１１：ＹＥＳ）、この場合、イグニッションコイル８００の通電を禁止する（ステップＳ２１２）。これにより、時刻ｔ（２）で点火制御信号ＳＦがローレベルになり、イグニッションコイル８００の通電が禁止された状態になる。この時点では、負パルスである第２パルスＰ２による点火エネルギー（電力）は殆ど残存していないので、実質的に点火は実施されない。
Subsequently, when the third pulse P3 is generated at time t (2) in FIG. 9, the
この後、上述の正のノイズパルスＮＡが発生した場合と同様に、制御部１５０は、パルスの時間間隔Ｔの算出を開始する（ステップＳ２１３）。その後、例えば時刻ｔ（５）において、制御部１５０は、今回のパルスの発生時点で得られた時間間隔Ｔ（ｎ）と前回の時間間隔Ｔ（ｎ−１）とを比較し、「Ｔ（ｎ）＞α×Ｔ（ｎ−１）」なる条件が満足されているか否かを判定する（ステップＳ２１４）。ここで、上述のステップＳ２１４において、「Ｔ（ｎ）＞α×Ｔ（ｎ−１）」なる条件が満足されなければ、上記変数（フラグ）に、第４パルスＰＺの待ち発生状態を示す値を格納する（ステップＳ２２１）。これにより、新たにパルスが発生される都度、上記条件が満足されるまで、その条件の判定が繰り返し実施される。制御部１５０は、ステップＳ２１４において、上記条件が満足されたと判定すると（ステップＳ２１４：ＹＥＳ）、失火状態を解除し、点火制御信号ＳＦをハイレベルにする。また、制御部１５０は、上述の条件の判定で用いた時間間隔Ｔ（ｎ）と時間間隔Ｔ（ｎ−１）とから内燃機関の回転速度ＭＥを算出する（ステップＳ２１５）。
Thereafter, similarly to the case where the positive noise pulse NA described above is generated, the
続いて、制御部１５０は、回転速度ＭＥを用いて第１処理を実行し（ステップＳ２１６）、点火タイミングを算出してタイマに設定する。続いて、制御部１５０は、失火制御中か否かを判定する（ステップＳ２１７）。ここでは、失火制御は実施していないので、制御部１５０は、失火制御中ではないと判定し（ステップＳ２１７：ＮＯ）、第２パルスＰ２の発生待ち状態を示す値を上記変数（フラグ）に格納する（ステップＳ２２２）。この後、第１パルスＰ１に続いて第２パルスＰ２が発生されると、通常の点火制御が実施される。ここで、失火制御が行われていれば（ステップＳ２１７：ＹＥＳ）、制御部１５０は、イグニッションコイル８００の通電を禁止し（ステップＳ２１８）、第３パルスＰ３の発生待ち状態を示す値を上記変数（フラグ）に格納する。
Subsequently, the
上述したように、負のノイズパルスＮＢが発生した場合、制御部１５０は、イグニッションコイル８００の通電を許可すると共に、上述の所定の条件「Ｔ（ｎ）＞α×Ｔ（ｎ−１）」を判定することにより第１パルスＰ１を識別する。従って、負のノイズパルスＮＢが発生した場合であっても、順次発生するパルスを識別して必要な処理を実施することが可能になり、不安定な点火動作を抑制することが可能になる。
As described above, when the negative noise pulse NB is generated, the
上述の例では、ノイズパルスＮＡ，ＮＢを想定して説明したが、本実施形態による点火制御装置１００は、他の時間帯で発生するノイズパルスに対処することもできる。即ち、本によれば、パルス異常が発生した場合、正パルス異常処理（ステップＳ２２０）または負パルス異常処理（ステップＳ１０４）の何れかが実施され、これらの異常処理において上記変数（フラグ）に第４パルスＰＺの待ち状態を示す値が格納されるため、上記条件の判定処理（ステップＳ２１４）が必ず実行される。従って、ノイズパルスＮＡ，ＮＢに限らず、どのような時間帯のノイズパルスに対しても対処可能である。
In the above-described example, the noise pulses NA and NB are assumed. However, the
上述した実施形態によれば、イグニッションコイル８００に誘起されるパルス信号ＰにノイズパルスＮＡ，ＮＢ等によりパルス異常が発生しても、第１パルスＰ１を識別し、パルスの発生順を把握することができる。従って、パルス異常が発生しても、点火動作に復帰することができる。また、イグニッションコイル８００に誘起されるパルス信号Ｐにノイズパルスが含まれていても、不安定な動作を抑制し、点火制御を安定化させることができる。特に、上述した実施形態によれば、点火プラグに供給される電圧の発生に寄与する負パルス信号に応答してパルス異常を検出した場合、スイッチ素子１８０の通電を許可するようにしたので、負パルス信号による誤点火を防止することができる。
According to the above-described embodiment, even if a pulse abnormality occurs in the pulse signal P induced in the
また、上述した実施形態によれば、第１パルスＰ１を識別する条件判定で用いた今回のパルスの時間間隔Ｔ（ｎ）と前回のパルスの時間間隔Ｔ（ｎ−１）から内燃機関の回転速度ＭＥを算出するので、パルス異常が発生してから最初に第１パルスＰ１が識別された時点で内燃機関の回転速度ＭＥから点火タイミングを取得することができ、パルス異常から復帰した後の最初の回転周期から通常の点火制御を再開させることができる。また、失火制御中にパルス異常が発生した場合、パルス異常から復帰した時点で内燃機関の回転速度ＭＥが得られているので、パルス異常から復帰した後に失火制御を継続し、失火制御から点火制御にスムーズに移行することができる。 Further, according to the above-described embodiment, the rotation of the internal combustion engine is determined from the time interval T (n) of the current pulse and the time interval T (n−1) of the previous pulse used in the condition determination for identifying the first pulse P1. Since the speed ME is calculated, the ignition timing can be obtained from the rotational speed ME of the internal combustion engine at the time when the first pulse P1 is first identified after the occurrence of the pulse abnormality, and the first time after returning from the pulse abnormality. The normal ignition control can be resumed from the rotation period. Also, if a pulse abnormality occurs during misfire control, the rotational speed ME of the internal combustion engine is obtained when the pulse abnormality is recovered, so the misfire control is continued after returning from the pulse abnormality, and the ignition control is controlled from the misfire control. Can be smoothly transitioned to.
なお、上述した実施形態では、本発明を点火制御装置として表現したが、本発明は、点火制御方法として表現することもできる。この場合、本発明による点火制御方法は、内燃機関の回転に伴ってイグニッションコイルに誘起されるパルス信号に基づき、前記内燃機関に備えられた点火プラグに供給される電圧を前記イグニッションコイルに発生させる点火制御方法であって、スイッチ素子が前記イグニッションコイルを通電する過程と、検出部が前記パルス信号を検出する過程と、制御部が前記検出部により前記パルス信号を検出して得られるパルスに応答して前記イグニッションコイルの通電を制御する過程と、を含み、前記制御部は、前記検出部により得られるパルスの異常を判定し、前記パルスの異常が発生した場合、前記検出部により得られるパルスの時間間隔から点火制御において参照されるべき基準パルスを判別し、前記基準パルスを参照して前記点火制御を実施する点火制御方法として表現することができる。 In the above-described embodiment, the present invention is expressed as an ignition control device. However, the present invention can also be expressed as an ignition control method. In this case, the ignition control method according to the present invention causes the ignition coil to generate a voltage supplied to a spark plug provided in the internal combustion engine based on a pulse signal induced in the ignition coil as the internal combustion engine rotates. An ignition control method, in which a switching element energizes the ignition coil, a detection unit detects the pulse signal, and a control unit responds to a pulse obtained by detecting the pulse signal by the detection unit. And controlling the energization of the ignition coil, wherein the control unit determines abnormality of the pulse obtained by the detection unit, and when the abnormality of the pulse occurs, the pulse obtained by the detection unit A reference pulse to be referred to in ignition control is determined from the time interval of the ignition control, and the ignition control is referred to with reference to the reference pulse. It can be expressed as an ignition control method is carried out.
以上、本発明の実施形態を説明したが、本発明は上述の実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々の変形、変更、修正、置換等が可能である。
例えば、上述の実施形態では、第１パルスＰ１の周期Ｔｓから回転速度ＭＥを算出するものとするが、この例に限定されることなく、イグニッションコイル８００の点火タイミングに回転速度ＭＥを反映させ得ることを限度として、パルス信号Ｐに含まれる任意のパルスを用いて回転速度ＭＥを算出してもよい。例えば、第２パルスＰ２の周期から回転速度ＭＥを算出してもよい。または、前回の回転周期における第１パルスＰ１〜Ｐ３の何れかのパルスの立ち上がりエッジまたは立ち下がりエッジと現在の回転周期における第１パルスＰ１の立ち上がりエッジまたは立ち下がりエッジとの間の時間、前回の回転周期における第１パルスＰ１〜Ｐ３の何れかのパルスの立ち上がりエッジまたは立ち下がりエッジと現在の回転周期における第２パルスＰ２の立ち上がりエッジとの間の時間、現在の回転周期における第１パルスＰ１の立ち上がりエッジまたは立ち下がりエッジと第２パルスＰ２の立ち上がりエッジとの間の時間から回転速度ＭＥを算出してもよい。
Although the embodiments of the present invention have been described above, the present invention is not limited to the above-described embodiments, and various modifications, changes, corrections, substitutions, and the like are possible without departing from the spirit of the present invention. .
For example, in the above-described embodiment, the rotational speed ME is calculated from the cycle Ts of the first pulse P1, but the rotational speed ME can be reflected in the ignition timing of the
また、例えば、上述の実施形態では、第１パルスＰ１の周期Ｔｓから内燃機関の回転速度ＭＥを算出し、この回転速度ＭＥに応じて通電停止のタイミングを設定するものとしたが、この例に限定されることなく、例えば、パルス信号Ｐの電圧を参照して通電停止のタイミング等を設定してもよい。この場合、例えば、パルス信号Ｐの振幅のピーク値が回転速度ＭＥに対応して変化する傾向を示すことに着目し、第１パルスＰ１の振幅のピーク値を参照して通電停止のタイミングを設定してもよい。 Further, for example, in the above-described embodiment, the rotational speed ME of the internal combustion engine is calculated from the cycle Ts of the first pulse P1, and the timing of stopping energization is set according to the rotational speed ME. Without being limited thereto, for example, the timing of stopping energization may be set with reference to the voltage of the pulse signal P. In this case, for example, paying attention to the fact that the peak value of the amplitude of the pulse signal P shows a tendency to change corresponding to the rotational speed ME, the timing for stopping energization is set with reference to the peak value of the amplitude of the first pulse P1. May be.
１００ 点火制御装置
１１０ 電源生成部
１２０ 正パルス信号生成部
１３０ 状態検出部
１３１ ダミートランジスタ
１４０ 負パルス信号生成部
１５０ 制御部
１６０ 駆動部
１７０ バイアス部
１８０ スイッチ素子
８００ イグニッションコイル
９００ 点火プラグ
DESCRIPTION OF
Claims (5)
前記イグニッションコイルを通電するためのスイッチ素子と、
前記パルス信号を検出する検出部と、
前記検出部により前記パルス信号を検出して得られるパルスに応答して前記イグニッションコイルの通電を制御する制御部と、
を備え、
前記制御部は、前記検出部により得られるノイズに起因するパルスの異常を判定し、前記パルスの異常が発生した場合、前記検出部により得られるパルスの時間間隔から点火制御において参照されるべき基準パルスを判別し、前記基準パルスを参照して前記点火制御を実施する点火制御装置。 An ignition control device for generating a voltage to be supplied to the ignition coil provided to the internal combustion engine based on a pulse signal induced in the ignition coil as the internal combustion engine rotates, the ignition coil comprising:
A switch element for energizing the ignition coil;
A detection unit for detecting the pulse signal;
A control unit for controlling energization of the ignition coil in response to a pulse obtained by detecting the pulse signal by the detection unit;
With
The control unit determines a pulse abnormality caused by noise obtained by the detection unit, and when the pulse abnormality occurs, a reference to be referred to in ignition control from a time interval of the pulse obtained by the detection unit An ignition control device that discriminates a pulse and performs the ignition control with reference to the reference pulse.
前記検出部からパルスが出力される度に、前回のパルスと今回のパルスとの間の時間間隔を取得し、前回取得した時間間隔と今回取得した時間間隔との大小関係が所定の条件を満足する場合、今回のパルスを前記基準パルスとする、請求項１に記載の点火制御装置。 The controller is
Each time a pulse is output from the detection unit, the time interval between the previous pulse and the current pulse is acquired, and the magnitude relationship between the time interval acquired last time and the time interval acquired this time satisfies a predetermined condition. The ignition control device according to claim 1, wherein when this is the case, the current pulse is used as the reference pulse.
前記パルスの異常に応じて、前記スイッチ素子の通電を禁止または許可した状態で失火制御を実施する、請求項１または２の何れか１項に記載の点火制御装置。 The controller is
The ignition control device according to any one of claims 1 and 2, wherein misfire control is performed in a state where energization of the switch element is prohibited or permitted in accordance with an abnormality of the pulse.
前記イグニッションコイルから前記点火プラグに供給される電圧の発生に寄与するパルス信号に応答して前記パルスの異常を検出した場合、前記スイッチ素子の通電を許可した状態で失火制御を開始し、
前記イグニッションコイルから前記点火プラグに供給される電圧の発生に寄与しないパルス信号に応答して前記パルスの異常を検出した場合、前記スイッチ素子の通電を禁止した状態で失火制御を開始する、請求項３に記載の点火制御装置。 The controller is
When an abnormality of the pulse is detected in response to a pulse signal that contributes to generation of a voltage supplied from the ignition coil to the ignition plug, misfire control is started in a state where energization of the switch element is permitted,
The misfire control is started in a state where energization of the switch element is prohibited when an abnormality of the pulse is detected in response to a pulse signal that does not contribute to generation of a voltage supplied from the ignition coil to the ignition plug. 4. The ignition control device according to 3.
スイッチ素子が前記イグニッションコイルを通電する過程と、
検出部が前記パルス信号を検出する過程と、
制御部が前記検出部により前記パルス信号を検出して得られるパルスに応答して前記イグニッションコイルの通電を制御する過程と、
を含み、
前記制御部は、前記検出部により得られるノイズに起因するパルスの異常を判定し、前記パルスの異常が発生した場合、前記検出部により得られるパルスの時間間隔から点火制御において参照されるべき基準パルスを判別し、前記基準パルスを参照して前記点火制御を実施する点火制御方法。 An ignition control method for generating, in the ignition coil, a voltage supplied to a spark plug provided in the internal combustion engine based on a pulse signal induced in the ignition coil as the internal combustion engine rotates.
A process in which the switch element energizes the ignition coil;
A process of detecting the pulse signal by the detection unit;
A process in which a control unit controls energization of the ignition coil in response to a pulse obtained by detecting the pulse signal by the detection unit;
Including
The control unit determines a pulse abnormality caused by noise obtained by the detection unit, and when the pulse abnormality occurs, a reference to be referred to in ignition control from a time interval of the pulse obtained by the detection unit An ignition control method for discriminating a pulse and performing the ignition control with reference to the reference pulse.
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| JP2014026696A JP6150436B2 (en) | 2014-02-14 | 2014-02-14 | Ignition control device and ignition control method |
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