JP6252324B2 - Control device for internal combustion engine - Google Patents

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Description

本発明は、内燃機関の制御装置に関する。   The present invention relates to a control device for an internal combustion engine.

従来、理論空燃比よりも燃料が希薄な状態で燃焼させるリーン運転を行う内燃機関が知られている。例えば特許文献1では、失火の発生を回避するため、点火プラグの点火放電時間に応じ、リーン運転と、理論空燃比で燃焼させるストイキ運転とを切り替えている。   2. Description of the Related Art Conventionally, an internal combustion engine that performs a lean operation in which fuel is burned in a state where the fuel is leaner than the stoichiometric air-fuel ratio is known. For example, in Patent Document 1, in order to avoid the occurrence of misfire, the lean operation and the stoichiometric operation for burning at the stoichiometric air-fuel ratio are switched according to the ignition discharge time of the spark plug.

特許第4938404号公報Japanese Patent No. 4938404

特許文献1では、失火の発生を回避するため、リーン運転領域においてもストイキ運転とすることがあるため、燃費が悪化する虞がある。
本発明は、上述の課題に鑑みてなされたものであり、その目的は、失火を抑制するとともに、燃費を改善可能な内燃機関の制御装置を提供することにある。
In Patent Document 1, in order to avoid the occurrence of misfire, the stoichiometric operation may be performed even in the lean operation region, so that the fuel consumption may be deteriorated.
The present invention has been made in view of the above-described problems, and an object thereof is to provide a control device for an internal combustion engine that can suppress misfire and improve fuel efficiency.

本発明の内燃機関の制御装置は、内燃機関システムを制御する。内燃機関システムは、点火装置を備え、燃焼により生じた排気の一部をEGRガスとして燃焼室に供給可能である。
点火装置は、点火コイル、イグナイタ部、および、エネルギ投入部を有する。
点火コイルは、一次コイルおよび二次コイルを有する。一次コイルは、直流電源から供給される一次電流が流れる。二次コイルは、内燃機関の燃焼室において混合気に点火する点火プラグの電極に接続され、一次電流の通電および遮断によって発生する二次電圧が印加され二次電流が流れる。
イグナイタ部は、点火スイッチを有する。点火スイッチは、一次コイルの直流電源と反対側である接地側に接続され、一次電流の通電および遮断を切り替える。
エネルギ投入部は、点火スイッチにより一次電流を遮断し当該遮断による電圧で点火プラグにて放電が発生した後の所定のエネルギ投入期間において、エネルギを投入する。
The control device for an internal combustion engine of the present invention controls the internal combustion engine system. The internal combustion engine system includes an ignition device and can supply a part of the exhaust gas generated by the combustion as EGR gas to the combustion chamber.
The ignition device includes an ignition coil, an igniter unit, and an energy input unit.
The ignition coil has a primary coil and a secondary coil. A primary current supplied from a DC power source flows through the primary coil. The secondary coil is connected to an electrode of a spark plug that ignites the air-fuel mixture in the combustion chamber of the internal combustion engine, and a secondary voltage generated by energization and interruption of the primary current is applied to flow the secondary current.
The igniter section has an ignition switch. The ignition switch is connected to a ground side that is opposite to the DC power source of the primary coil, and switches between energization and interruption of the primary current.
The energy input unit interrupts the primary current by the ignition switch, and inputs energy in a predetermined energy input period after discharge is generated at the spark plug with the voltage generated by the interrupt.

内燃機関の制御装置は、異常判定手段と、点火方式決定手段と、G/F比決定手段と、を備える。
異常判定手段は、エネルギ投入部によるエネルギ投入が可能か否かを判定する。
点火方式決定手段は、異常判定手段による判定結果および内燃機関の動作点に基づき、点火方式を、通常点火、または、エネルギ投入点火とする。通常点火では、一次電流の遮断により生じるエネルギにより点火する。エネルギ投入点火では、一次電流の遮断によるエネルギに加え、エネルギ投入部からのエネルギ投入を行う。
G/F比決定手段は、異常判定手段による判定結果および動作点に基づき、燃焼室に供給される空気およびEGRガスを含む気体である吸入ガスと燃料との比であるG/F比を決定する。
The control device for an internal combustion engine includes abnormality determination means, ignition system determination means, and G / F ratio determination means.
The abnormality determination unit determines whether energy can be input by the energy input unit.
The ignition system determination means sets the ignition system to normal ignition or energy injection ignition based on the determination result by the abnormality determination means and the operating point of the internal combustion engine. In normal ignition, ignition is performed by energy generated by cutting off the primary current. In the energy input ignition, in addition to the energy due to the interruption of the primary current, the energy input from the energy input unit is performed.
The G / F ratio determining means determines a G / F ratio that is a ratio of the intake gas, which is a gas including air and EGR gas supplied to the combustion chamber, and fuel, based on the determination result and the operating point by the abnormality determining means. To do.

異常判定手段により、エネルギ投入部によるエネルギ投入ができないと判定された場合、点火方式決定手段は、動作点によらず点火方式をエネルギ投入を実施しない通常点火とし、G/F決定手段は、動作点がエネルギ投入部によるエネルギ投入ができる場合にエネルギ投入点火を行うエネルギ投入点火領域であるとき、エネルギ投入ができる場合とは異なるG/F比とする。   When it is determined by the abnormality determining means that energy cannot be input by the energy input unit, the ignition method determining means sets the ignition method to normal ignition that does not perform energy input regardless of the operating point, and the G / F determining means operates When the point is an energy input ignition region in which energy input ignition is performed when energy input can be performed by the energy input unit, the G / F ratio is different from that when energy input is possible.

点火装置は、エネルギ投入部を備え、一次電流の遮断により通電される二次電流により点火プラグにて放電を発生させた後に、エネルギ投入部により点火状態を継続可能なエネルギを投入するので、失火を抑制することができる。
また、エネルギ投入部の故障等によりエネルギ投入ができなくなった場合、内燃機関の動作点によらず、点火方式を通常点火としている。また、エネルギ投入点火領域において、エネルギ投入点火に替えて通常点火とした場合における最適値になるようにG/F比を変更している。これにより、例えばEGR還流をしない場合と比較し、エネルギ投入部によるエネルギ投入ができなくなった場合において、燃費が向上し、排気中のNOx等の増加を抑制することができる。
The ignition device includes an energy input unit, and after the discharge is generated by the ignition plug by the secondary current that is energized by the interruption of the primary current, the energy input unit inputs energy capable of continuing the ignition state. Can be suppressed.
Further, when energy cannot be input due to failure of the energy input unit or the like, the ignition method is set to normal ignition regardless of the operating point of the internal combustion engine. Further, in the energy input ignition region, the G / F ratio is changed so that the optimum value is obtained when normal ignition is used instead of energy input ignition. Thereby, compared with the case where EGR recirculation is not performed, for example, when energy cannot be input by the energy input unit, fuel efficiency is improved, and an increase in NOx or the like in the exhaust can be suppressed.

本発明の第1実施形態によるエンジンシステムの構成を示す概略構成図である。1 is a schematic configuration diagram showing a configuration of an engine system according to a first embodiment of the present invention. 本発明の第1実施形態による点火装置の構成図である。It is a block diagram of the ignition device by 1st Embodiment of this invention. 本発明の第1実施形態による点火装置の基本動作を説明するタイムチャートである。It is a time chart explaining basic operation | movement of the ignition device by 1st Embodiment of this invention. 本発明の第1実施形態によるエネルギ投入部が正常である場合の駆動モードの切り替えを説明する説明図である。It is explanatory drawing explaining switching of the drive mode when the energy input part by 1st Embodiment of this invention is normal. 本発明の第1実施形態によるエネルギ投入部が故障した場合の駆動モードの切り替えを説明する説明図である。It is explanatory drawing explaining switching of the drive mode when the energy input part by 1st Embodiment of this invention fails. 本発明の第1実施形態によるエンジン制御処理を説明するフローチャートである。It is a flowchart explaining the engine control process by 1st Embodiment of this invention. 本発明の第2実施形態によるエネルギ投入部が正常である場合の駆動モードの切り替えを説明する説明図である。It is explanatory drawing explaining switching of the drive mode when the energy input part by 2nd Embodiment of this invention is normal. 本発明の第2実施形態によるエンジン制御処理を説明するフローチャートである。It is a flowchart explaining the engine control process by 2nd Embodiment of this invention.

以下、本発明による内燃機関の制御装置を図面に基づいて説明する。以下、複数の実施形態において、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。
(第1実施形態)
[エンジンシステムの構成]
まず、エンジンシステム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、内燃機関システムとしてのエンジンシステム10は、火花点火式の内燃機関としてのエンジン13、および、点火装置30等を備える。
エンジン13は、例えば4気筒等の多気筒エンジンであり、図1では1気筒の断面を示す。以下に説明する構成は、図示しない他の気筒にも同様に設けられる。
Hereinafter, a control device for an internal combustion engine according to the present invention will be described based on the drawings. Hereinafter, in a plurality of embodiments, the same numerals are given to the substantially same composition, and explanation is omitted.
(First embodiment)
[Engine system configuration]
First, a schematic configuration of the engine system will be described with reference to FIG. As shown in FIG. 1, an engine system 10 as an internal combustion engine system includes an engine 13 as a spark ignition type internal combustion engine, an ignition device 30 and the like.
The engine 13 is, for example, a multi-cylinder engine such as four cylinders, and FIG. 1 shows a cross section of one cylinder. The configuration described below is similarly provided to other cylinders (not shown).

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。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。燃焼により生じた燃焼ガスは、排気マニホールド70を経由して大気中に放出される。
すなわち本実施形態のエンジン13は、所謂「ポート噴射エンジン」であるが、燃料を燃焼室17に直接噴射する所謂「直噴エンジン」としてもよい。
The engine 13 burns an air-fuel mixture of air supplied from the intake manifold 15 through the throttle valve 14 and fuel injected from the injector 16 in the combustion chamber 17, and reciprocates the piston 18 by the explosive force at the time of combustion. . The reciprocating motion of the piston 18 is converted into a rotational motion by the crankshaft 19 and output. Combustion gas generated by the combustion is released into the atmosphere via the exhaust manifold 70.
That is, the engine 13 of the present embodiment is a so-called “port injection engine”, but may be a so-called “direct injection engine” that directly injects fuel into the combustion chamber 17.

排気マニホールド70には、排気中のCO、HC、NOx等を浄化するための三元触媒等の触媒71が設けられる。触媒71の上流側には、排気中の酸素濃度を検出するフロントO2センサ72が設けられる。また、触媒71の下流側には、触媒71により浄化された排気中の酸素濃度を検出するリアO2センサ73が設けられる。 The exhaust manifold 70 is provided with a catalyst 71 such as a three-way catalyst for purifying CO, HC, NOx and the like in the exhaust. A front O 2 sensor 72 for detecting the oxygen concentration in the exhaust gas is provided on the upstream side of the catalyst 71. A rear O 2 sensor 73 that detects the oxygen concentration in the exhaust gas purified by the catalyst 71 is provided on the downstream side of the catalyst 71.

本実施形態では、排気の一部をEGRガスとして吸気側に導入する排気還流装置(以下、「EGR装置」という。)75が設けられる。EGR装置75は、EGR配管76、および、EGR弁77を有する。EGR配管76は、排気マニホールド70の触媒71の上流側と、吸気マニホールド15とを連通する。EGR弁77は、EGR配管76の途中に設けられ、EGR弁77の開度を調整することで、燃焼室17に導入するEGRガス量を調整する。   In the present embodiment, an exhaust gas recirculation device (hereinafter referred to as “EGR device”) 75 that introduces a part of the exhaust gas as EGR gas to the intake side is provided. The EGR device 75 has an EGR pipe 76 and an EGR valve 77. The EGR pipe 76 communicates the upstream side of the catalyst 71 of the exhaust manifold 70 and the intake manifold 15. The EGR valve 77 is provided in the middle of the EGR pipe 76 and adjusts the amount of EGR gas introduced into the combustion chamber 17 by adjusting the opening degree of the EGR valve 77.

ここで、燃焼室17に供給される混合気についてまとめておく。スロットル弁14を経由して吸入される気体を「空気」、EGR配管76から供給される気体を「EGRガス」、吸気マニホールド15とEGR配管76との合流部における「空気」と「EGRガス」との混合気体を「吸入ガス」、「吸入ガス」にインジェクタ16から噴射された「燃料」が混合されたものを「混合気」とする。
また、「空気」と「燃料」との比を「A/F比」、「吸入ガス(すなわち、「空気」+「EGRガス」)」と「燃料」との比を「G/F(Gas/Fuel)比」とする。また、「混合気」中の「EGRガス」の割合を「EGR率」とする。
Here, the air-fuel mixture supplied to the combustion chamber 17 will be summarized. The gas sucked through the throttle valve 14 is “air”, the gas supplied from the EGR pipe 76 is “EGR gas”, and “air” and “EGR gas” at the junction of the intake manifold 15 and the EGR pipe 76 The mixture gas is “intake gas”, and “intake gas” is a mixture of “fuel” injected from the injector 16 and “mixture”.
The ratio of “air” to “fuel” is “A / F ratio”, and the ratio of “intake gas (ie,“ air ”+“ EGR gas ”)” to “fuel” is “G / F (Gas / Fuel) ratio. Further, the ratio of “EGR gas” in the “air mixture” is defined as “EGR rate”.

燃焼室17の入口であるシリンダヘッド21の吸気ポートには、吸気弁22が設けられる。また、燃焼室17の出口であるシリンダヘッド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。なお、吸気弁22および排気弁23の少なくとも一方のバルブ駆動機構24にバルブタイミングを調整する可変バルブ機構を設けてもよい。   An intake valve 22 is provided at the intake port of the cylinder head 21 that is the inlet of the combustion chamber 17. An exhaust valve 23 is provided at the exhaust port of the cylinder head 21 that is the outlet of the combustion chamber 17. The intake valve 22 and the exhaust valve 23 are opened and closed by a valve drive mechanism 24. A variable valve mechanism that adjusts the valve timing may be provided in at least one of the intake valve 22 and the exhaust valve 23.

燃焼室17の混合気への点火は、点火装置30により行われる。具体的には、点火装置30により点火プラグ7の電極間での放電による火花を発生させ、発生した火花により燃焼室17の混合気に点火される。
点火プラグ7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(図2参照)を有する。点火プラグ7の電極間に放電電圧が印加されると、電極間のギャップに放電が発生する。放電電圧とは、電極間の絶縁を破壊し、放電が発生しうる程度の高電圧をいう。
Ignition of the air-fuel mixture in the combustion chamber 17 is performed by the ignition device 30. Specifically, the ignition device 30 generates a spark due to the discharge between the electrodes of the spark plug 7, and the generated air-fuel mixture is ignited by the generated spark.
The spark plug 7 has a pair of electrodes (see FIG. 2) that face each other with a predetermined gap in the combustion chamber 17 of the engine 13. When a discharge voltage is applied between the electrodes of the spark plug 7, discharge occurs in the gap between the electrodes. The discharge voltage refers to a high voltage that can break the insulation between the electrodes and cause discharge.

「内燃機関の制御装置」としての電子制御ユニット(以下、「ECU」という。)32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により構成され、クランク角センサ35、カム角センサ36、水温センサ37、スロットル開度センサ38、吸気圧センサ39、フロントO2センサ72、および、リアO2センサ73等の各種センサからの信号が入力される。ECU32は、これらの各種センサからの検出信号に基づき、スロットル弁14、インジェクタ16、EGR弁77、および、点火回路ユニット31等を制御することで、エンジン13の運転状態を制御する。 An electronic control unit (hereinafter referred to as “ECU”) 32 as an “internal combustion engine control device” is constituted by a microcomputer comprising a CPU, a ROM, a RAM, an input / output port, and the like, and includes a crank angle sensor 35, a cam angle sensor. 36, signals from various sensors such as a water temperature sensor 37, a throttle opening sensor 38, an intake pressure sensor 39, a front O 2 sensor 72, and a rear O 2 sensor 73 are input. The ECU 32 controls the operating state of the engine 13 by controlling the throttle valve 14, the injector 16, the EGR valve 77, the ignition circuit unit 31, and the like based on detection signals from these various sensors.

[点火装置の構成]
点火装置30は、点火回路ユニット31、および、点火コイル40を備える。
図2に示すように、点火コイル40は、一次コイル41、二次コイル42、および、整流素子43を有し、公知の昇圧トランスを構成している。
一次コイル41は、一端が直流電源としてのバッテリ6の正極に接続され、他端が点火スイッチ45を経由して接地される。以下、一次コイル41のバッテリ6と反対側を「接地側」或いは「低電圧側」という。
二次コイル42は、一次コイル41と磁気的に結合されており、一端が点火プラグ7の一対の電極を経由して接地され、他端が整流素子43および二次電流検出抵抗47を経由して接地される。
[Configuration of ignition device]
The ignition device 30 includes an ignition circuit unit 31 and an ignition coil 40.
As shown in FIG. 2, the ignition coil 40 includes a primary coil 41, a secondary coil 42, and a rectifying element 43, and constitutes a known step-up transformer.
One end of the primary coil 41 is connected to the positive electrode of the battery 6 as a DC power source, and the other end is grounded via the ignition switch 45. Hereinafter, the side of the primary coil 41 opposite to the battery 6 is referred to as “ground side” or “low voltage side”.
The secondary coil 42 is magnetically coupled to the primary coil 41, one end is grounded via a pair of electrodes of the spark plug 7, and the other end is routed via the rectifying element 43 and the secondary current detection resistor 47. Grounded.

以下、一次コイル41に流れる電流を一次電流I1といい、二次コイル42に流れる電流を二次電流I2とする。また、図2中に矢印で示すように、一次電流I1は、一次コイル41から点火スイッチ45に向かう方向の電流を正とし、二次電流I2は、二次コイル42から点火プラグ7に向かう方向の電流を正とする。また、二次コイル42の点火プラグ7側の電圧を二次電圧V2という。
整流素子43は、ダイオードで構成され、二次電流I2を整流する。
点火コイル40は、一次コイル41を流れる電流の変化に応じた電磁誘導の相互誘導作用により二次コイル42に高電圧を発生させ、この高電圧を点火プラグ7に印加する。本実施形態では、1つの点火プラグ7に対し、1つの点火コイル40が設けられる。
Hereinafter, the current flowing through the primary coil 41 is referred to as a primary current I1, and the current flowing through the secondary coil 42 is referred to as a secondary current I2. 2, the primary current I1 is positive in the direction from the primary coil 41 to the ignition switch 45, and the secondary current I2 is in the direction from the secondary coil 42 to the spark plug 7. Is positive. The voltage on the spark plug 7 side of the secondary coil 42 is referred to as a secondary voltage V2.
The rectifying element 43 is composed of a diode and rectifies the secondary current I2.
The ignition coil 40 generates a high voltage in the secondary coil 42 by a mutual induction action of electromagnetic induction according to a change in the current flowing through the primary coil 41, and applies this high voltage to the ignition plug 7. In the present embodiment, one ignition coil 40 is provided for one ignition plug 7.

点火回路ユニット31は、イグナイタ部44、二次電流検出抵抗47、エネルギ投入部50、二次電流検出回路61、および、異常判定部62を有する。
イグナイタ部44は、点火スイッチ45、および、整流素子46を有する。
点火スイッチ45は、例えばIGBT(絶縁ゲートバイポーラトランジスタ)で構成され、コレクタが一次コイル41の接地側に接続され、エミッタが接地され、ゲートがECU32に接続される。点火スイッチ45のエミッタは、整流素子46を経由して、コレクタに接続される。
The ignition circuit unit 31 includes an igniter unit 44, a secondary current detection resistor 47, an energy input unit 50, a secondary current detection circuit 61, and an abnormality determination unit 62.
The igniter unit 44 includes an ignition switch 45 and a rectifying element 46.
The ignition switch 45 is composed of, for example, an IGBT (insulated gate bipolar transistor), a collector is connected to the ground side of the primary coil 41, an emitter is grounded, and a gate is connected to the ECU 32. The emitter of the ignition switch 45 is connected to the collector via the rectifying element 46.

点火スイッチ45は、ゲートに入力される点火信号IGTに応じてオンオフが切り替えられる。詳しくは、点火スイッチ45は、点火信号IGTの立ち上がり時にオンとなり、点火信号IGTの立ち下がり時にオフとなる。一次電流I1は、点火スイッチ45により点火信号IGTに従って導通および遮断が切り替えられる。   The ignition switch 45 is switched on and off according to an ignition signal IGT input to the gate. Specifically, the ignition switch 45 is turned on when the ignition signal IGT rises and turned off when the ignition signal IGT falls. The primary current I1 is switched between conduction and interruption by the ignition switch 45 in accordance with the ignition signal IGT.

エネルギ投入部50は、DCDCコンバータ51、コンデンサ56、放電スイッチ57、放電用ドライバ回路58、および、整流素子59を有する。
DCDCコンバータ51は、エネルギ蓄積コイル52、充電スイッチ53、充電用ドライバ回路54、および、整流素子55から構成され、バッテリ6の電圧を昇圧してコンデンサ56に供給する。
The energy input unit 50 includes a DCDC converter 51, a capacitor 56, a discharge switch 57, a discharge driver circuit 58, and a rectifying element 59.
The DCDC converter 51 includes an energy storage coil 52, a charging switch 53, a charging driver circuit 54, and a rectifying element 55, and boosts the voltage of the battery 6 and supplies it to the capacitor 56.

エネルギ蓄積コイル52は、一端がバッテリ6に接続され、他端が充電スイッチ53を経由して接地される。
充電スイッチ53は、例えばMOSFET(金属酸化物半導体電界効果トランジスタ)で構成されており、ドレインがエネルギ蓄積コイル52に接続され、ソースが接地され、ゲートが充電用ドライバ回路54に接続される。充電用ドライバ回路54は、充電スイッチ53のオンオフを切り替える充電スイッチ信号SWcを充電スイッチ53のゲートに出力する。
The energy storage coil 52 has one end connected to the battery 6 and the other end grounded via the charge switch 53.
The charge switch 53 is composed of, for example, a MOSFET (metal oxide semiconductor field effect transistor), and has a drain connected to the energy storage coil 52, a source grounded, and a gate connected to the charge driver circuit 54. The charging driver circuit 54 outputs a charging switch signal SWc for switching on / off the charging switch 53 to the gate of the charging switch 53.

整流素子55は、ダイオードで構成され、コンデンサ56からエネルギ蓄積コイル52および充電スイッチ53側への電流の逆流を防止する。
コンデンサ56は、正極が整流素子55を経由してエネルギ蓄積コイル52と充電スイッチ53との接続点に接続され、負極が接地される。コンデンサ56は、DCDCコンバータ51から供給された電荷を蓄える。
The rectifying element 55 is formed of a diode, and prevents a backflow of current from the capacitor 56 to the energy storage coil 52 and the charge switch 53 side.
The capacitor 56 has a positive electrode connected to a connection point between the energy storage coil 52 and the charging switch 53 via the rectifying element 55 and a negative electrode grounded. The capacitor 56 stores the electric charge supplied from the DCDC converter 51.

充電スイッチ53のオンオフは、後述するエネルギ投入期間信号IGWがオフとなっている間に行われる。充電スイッチ53がオンしたとき、エネルギ蓄積コイル52に誘起電流が流れ、電気エネルギが蓄積される。また、充電スイッチ53がオフしたとき、エネルギ蓄積コイル52に蓄積された電気エネルギがバッテリ6の直流電圧に重畳してコンデンサ56側に放出される。これにより、コンデンサ56の電圧は比較的高い電圧(例えば、100[V]から数百[V])に昇圧され充電される。   The charging switch 53 is turned on / off while an energy input period signal IGW described later is turned off. When the charging switch 53 is turned on, an induced current flows through the energy storage coil 52 and electric energy is stored. When the charging switch 53 is turned off, the electrical energy stored in the energy storage coil 52 is superposed on the DC voltage of the battery 6 and released to the capacitor 56 side. Thereby, the voltage of the capacitor 56 is boosted to a relatively high voltage (for example, 100 [V] to several hundred [V]) and charged.

放電スイッチ57は、例えばMOSFETで構成され、ドレインがコンデンサ56の正極側に接続され、ソースが一次コイル41と点火スイッチ45との間に接続され、ゲートが放電用ドライバ回路58に接続される。放電用ドライバ回路58は、放電スイッチ57のオンオフを切り替える放電スイッチ信号SWdを放電スイッチ57のゲートに出力する。
整流素子59は、ダイオードで構成され、点火コイル40からコンデンサ56への電流の逆流を防止している。
The discharge switch 57 is formed of, for example, a MOSFET, the drain is connected to the positive side of the capacitor 56, the source is connected between the primary coil 41 and the ignition switch 45, and the gate is connected to the discharge driver circuit 58. The discharge driver circuit 58 outputs a discharge switch signal SWd for switching on / off the discharge switch 57 to the gate of the discharge switch 57.
The rectifying element 59 is composed of a diode and prevents a backflow of current from the ignition coil 40 to the capacitor 56.

なお、図2では1気筒に対応する構成を記載しているが、実際には放電スイッチ57より下流側の構成は気筒数分が並列して設けられ、放電スイッチ57の下流側に気筒毎に設けられる気筒分配スイッチのオンオフに応じ、コンデンサ56に蓄えられたエネルギが各経路に分配される。   In FIG. 2, the configuration corresponding to one cylinder is shown, but in actuality, the configuration downstream of the discharge switch 57 is provided in parallel for the number of cylinders, and for each cylinder on the downstream side of the discharge switch 57. The energy stored in the capacitor 56 is distributed to each path according to the on / off state of the provided cylinder distribution switch.

二次電流検出回路61は、二次電流検出抵抗47の両端電圧に基づき、二次電流I2を検出する。また、二次電流検出回路61は、二次電流I2を目標二次電流I2*に一致させようとするフィードバック制御により、放電スイッチ57のオンデューティ比を求め、放電用ドライバ回路58に指令信号を出力する。ここで、オンデューティ比は、目標二次電流I2*を下回るとオンされI2*を上回るとオフされる結果により決定される。
異常判定部62は、検出された二次電流I2等に基づき、エネルギ投入部50の異常を判定し、判定結果をECU32に出力する。以下適宜、なんらかの異常により、エネルギ投入部50によるエネルギ投入ができないことを「エネルギ投入部故障」といい、エネルギ投入部50によるエネルギ投入が可能であることを「エネルギ投入部正常」という。
The secondary current detection circuit 61 detects the secondary current I <b> 2 based on the voltage across the secondary current detection resistor 47. Further, the secondary current detection circuit 61 obtains the on-duty ratio of the discharge switch 57 by feedback control to make the secondary current I2 coincide with the target secondary current I2 * , and sends a command signal to the driver circuit 58 for discharge. Output. Here, the on-duty ratio is determined based on the result that the on-duty ratio is turned on when it is lower than the target secondary current I2 * and turned off when it is higher than I2 * .
The abnormality determination unit 62 determines an abnormality of the energy input unit 50 based on the detected secondary current I2 and the like, and outputs a determination result to the ECU 32. Hereinafter, the failure of energy input by the energy input unit 50 due to some abnormality is referred to as “energy input unit failure”, and the energy input by the energy input unit 50 is referred to as “energy input unit normal”.

ECU32は、クランク角センサ35等の各種センサから取得したエンジン13の運転情報に基づき、点火信号IGT、エネルギ投入期間信号IGW、および、目標二次電流信号IGAを生成し、点火回路ユニット31に出力する。
点火信号IGTは、点火スイッチ45のゲート、および、充電用ドライバ回路54に入力される。点火スイッチ45は、点火信号IGTがハイレベルである期間、オンとなる。充電用ドライバ回路54は、点火信号IGTが入力されている期間、充電スイッチ53のゲートに対し、充電スイッチ53をオンオフ制御する充電スイッチ信号SWcを繰り返し出力する。
The ECU 32 generates an ignition signal IGT, an energy input period signal IGW, and a target secondary current signal IGA based on the operation information of the engine 13 acquired from various sensors such as the crank angle sensor 35 and outputs it to the ignition circuit unit 31. To do.
The ignition signal IGT is input to the gate of the ignition switch 45 and the charging driver circuit 54. The ignition switch 45 is turned on while the ignition signal IGT is at a high level. The charging driver circuit 54 repeatedly outputs a charging switch signal SWc for controlling on / off of the charging switch 53 to the gate of the charging switch 53 while the ignition signal IGT is input.

エネルギ投入期間信号IGWは、放電用ドライバ回路58に入力される。放電用ドライバ回路58は、エネルギ投入期間信号IGWがハイレベルである期間、放電スイッチ57のゲートに対し、放電スイッチ57をオンオフ制御する放電スイッチ信号SWdを繰り返し出力する。本実施形態では、エネルギ投入期間信号IGWがハイレベルである期間が、「エネルギ投入期間」に対応する。
目標二次電流信号IGAは、目標二次電流I2*を指示するための信号であり、放電用ドライバ回路58に入力される。
The energy input period signal IGW is input to the discharge driver circuit 58. The discharge driver circuit 58 repeatedly outputs a discharge switch signal SWd for controlling on / off of the discharge switch 57 to the gate of the discharge switch 57 while the energy input period signal IGW is at a high level. In the present embodiment, the period during which the energy input period signal IGW is at a high level corresponds to the “energy input period”.
The target secondary current signal IGA is a signal for instructing the target secondary current I2 * , and is input to the discharge driver circuit 58.

[点火装置の作動]
点火装置30の作動について図3のタイムチャートを参照して説明する。図3のタイムチャートは、共通時間軸を横軸とし、縦軸に上から順に、点火信号IGT、エネルギ投入期間信号IGW、コンデンサ電圧Vdc、一次電流I1、二次電流I2、投入エネルギP、充電スイッチ信号SWc、放電スイッチ信号SWdを示している。
ここで、コンデンサ電圧Vdcは、コンデンサ56の電圧を意味する。また、投入エネルギPは、コンデンサ56から放出され、一次コイル41の接地側端子から点火コイル40に供給されるエネルギを意味し、1回のエネルギ投入期間におけるエネルギ供給開始からの積算値を示す。なお、エネルギ投入期間におけるエネルギ供給開始タイミングは、最初の放電スイッチ信号SWdが立ち上がる時間t3である。
[Ignition device operation]
The operation of the ignition device 30 will be described with reference to the time chart of FIG. In the time chart of FIG. 3, the horizontal axis is the common time axis and the ignition signal IGT, the energy input period signal IGW, the capacitor voltage Vdc, the primary current I1, the secondary current I2, the input energy P, and the charge are shown in order from the top on the vertical axis. A switch signal SWc and a discharge switch signal SWd are shown.
Here, the capacitor voltage Vdc means the voltage of the capacitor 56. The input energy P means energy that is discharged from the capacitor 56 and supplied from the ground-side terminal of the primary coil 41 to the ignition coil 40, and indicates an integrated value from the start of energy supply in one energy input period. The energy supply start timing in the energy input period is time t3 when the first discharge switch signal SWd rises.

一次電流I1および二次電流I2は、図2の矢印方向の電流を正の値とし、矢印と反対方向の電流を負の値とする。以下の説明において、負の電流の大小に言及する場合、電流の絶対値を基準として大小を表す。すなわち、負の電流については、電流値がゼロから離れ絶対値が大きくなるほど「電流が増加する(または上昇する)」といい、ゼロに近づき絶対値が小さくなるほど「電流が減少する(または低下する)」という。   In the primary current I1 and the secondary current I2, the current in the direction of the arrow in FIG. 2 is a positive value, and the current in the direction opposite to the arrow is a negative value. In the following description, when referring to the magnitude of a negative current, the magnitude is expressed based on the absolute value of the current. That is, for a negative current, it is said that “the current increases (or increases)” when the current value is away from zero and the absolute value increases, and “the current decreases (or decreases) as the absolute value decreases toward zero. ) ".

また、エネルギ投入期間信号IGWが出力されている時間t3から時間t4までの期間における二次電流I2の制御目標値を「目標二次電流I2*」とする。目標二次電流I2*は、点火状態を良好に維持可能な程度の値に設定される。本実施形態では、波状の最大値と最小値との中間値を目標値とするが、波状の最大値または最小値を目標値としてもよい。 Further, the control target value of the secondary current I2 in the period from the time t3 to the time t4 when the energy input period signal IGW is output is defined as “target secondary current I2 * ”. The target secondary current I2 * is set to a value that can maintain the ignition state satisfactorily. In the present embodiment, an intermediate value between the wavy maximum value and the minimum value is set as the target value, but the wavy maximum value or the minimum value may be set as the target value.

図3中の時間t1にて点火信号IGTがハイレベル(図3中では「H」で示す。)になると、点火スイッチ45がオンされ、一次電流I1が一次コイル41に通電され、時間の経過に伴って一次電流I1が増加する。これにより、点火信号IGTがハイレベルである時間t1から時間t2の間に、一次コイル41には電磁エネルギが蓄積される。
このとき、エネルギ投入期間信号IGWはローレベル(図3中では「L」で示す。)であり、放電スイッチ57はオフされている。
When the ignition signal IGT becomes a high level (indicated by “H” in FIG. 3) at time t1 in FIG. 3, the ignition switch 45 is turned on, the primary current I1 is energized to the primary coil 41, and the passage of time. As a result, the primary current I1 increases. As a result, electromagnetic energy is accumulated in the primary coil 41 between the time t1 and the time t2 when the ignition signal IGT is at a high level.
At this time, the energy input period signal IGW is at a low level (indicated by “L” in FIG. 3), and the discharge switch 57 is turned off.

また、点火信号IGTがハイレベルである期間、矩形波パルス状の充電スイッチ信号SWcが充電スイッチ53のゲートに入力される。すると、充電スイッチ53のオン後のオフ期間に、コンデンサ電圧Vdcがステップ状に上昇し、コンデンサ56が充電される。なお、コンデンサ56の充電は、点火信号IGTの発信に同期して開始する必要は必ずしもなく、エネルギ投入期間信号IGWが立ち上がる前に十分な電気エネルギが蓄積されていればよい。また、コンデンサ電圧Vdc(すなわちコンデンサ56のエネルギ蓄積量)は、充電スイッチ信号SWcのオンデューティ比およびオンオフ回数により制御可能である。   Further, during the period when the ignition signal IGT is at a high level, the charging switch signal SWc having a rectangular wave pulse shape is input to the gate of the charging switch 53. Then, during the off period after the charging switch 53 is turned on, the capacitor voltage Vdc rises stepwise and the capacitor 56 is charged. It is not always necessary to start charging the capacitor 56 in synchronization with the transmission of the ignition signal IGT. It is sufficient if sufficient electric energy is accumulated before the energy input period signal IGW rises. Further, the capacitor voltage Vdc (that is, the amount of energy stored in the capacitor 56) can be controlled by the on-duty ratio and the number of on-off times of the charge switch signal SWc.

時間t2において、点火信号IGTがローレベルとなり、点火スイッチ45がオフされると、一次コイル41に通電されていた一次電流I1が急激に遮断され、一次電流I1により形成されていた磁界が消失する。すると、一次コイル41に形成されていた磁界を打ち消すように、二次コイル42に磁界が誘導され、二次コイル42に大きな二次電圧V2が生じる。二次電圧V2が放電電圧に達すると、点火プラグ7の電極間に火花放電が生じ、二次コイル42に二次電流I2(放電電流)が流れる。これにより、燃焼室17の混合気に点火される。   At time t2, when the ignition signal IGT becomes low level and the ignition switch 45 is turned off, the primary current I1 energized in the primary coil 41 is suddenly interrupted, and the magnetic field formed by the primary current I1 disappears. . Then, a magnetic field is induced in the secondary coil 42 so as to cancel the magnetic field formed in the primary coil 41, and a large secondary voltage V2 is generated in the secondary coil 42. When the secondary voltage V2 reaches the discharge voltage, a spark discharge occurs between the electrodes of the spark plug 7, and a secondary current I2 (discharge current) flows through the secondary coil. As a result, the air-fuel mixture in the combustion chamber 17 is ignited.

時間t2において、火花放電を発生させた後にエネルギ投入を行わない場合、二次電流I2は、破線で示すように、時間経過とともにゼロに近づき、放電を維持できない程度まで減衰すると放電が終了する。本実施形態では、一次電流I1の遮断により生じるエネルギにより点火する方式を「通常点火」という。通常点火では、火花放電を発生させた後にエネルギ投入を行わない。   When energy is not input after the spark discharge is generated at time t2, the secondary current I2 approaches zero with the passage of time as shown by a broken line, and the discharge ends when the discharge is attenuated to such an extent that the discharge cannot be maintained. In the present embodiment, a method of igniting with energy generated by cutting off the primary current I1 is referred to as “normal ignition”. In normal ignition, energy is not input after a spark discharge is generated.

一方、時間t2後のタイミングである時間t3において、エネルギ投入期間信号IGWがハイレベルになると、放電スイッチ信号SWdがハイレベルとなり、放電スイッチ57がオンされる。充電スイッチ53がオフの状態にて放電スイッチ57がオンされると、コンデンサ56に蓄えられていたエネルギが放出され、一次コイル41の接地側に投入される。これにより、一次コイル41には、投入エネルギPに起因する一次電流I1が通電される。投入エネルギPにより一次コイル41の接地側から一次電流I1が通電されると、通常点火により通電される二次電流I2に対し、投入エネルギPによる一次電流I1の通電に伴う追加分が同じ極性で重畳される。   On the other hand, when the energy input period signal IGW becomes high level at time t3, which is the timing after time t2, the discharge switch signal SWd becomes high level, and the discharge switch 57 is turned on. When the discharge switch 57 is turned on while the charge switch 53 is off, the energy stored in the capacitor 56 is released and supplied to the ground side of the primary coil 41. As a result, the primary coil 41 is energized with the primary current I1 resulting from the input energy P. When the primary current I1 is energized from the ground side of the primary coil 41 by the input energy P, the additional amount accompanying the energization of the primary current I1 by the input energy P has the same polarity with respect to the secondary current I2 energized by the normal ignition. Superimposed.

時間t3から時間t4までの期間は、放電スイッチ信号SWdに応じ、放電スイッチ57のオンオフが繰り返される。これにより、二次電流I2には、放電スイッチ57がオンされる毎に、投入エネルギPによる一次電流I1の通電に伴う追加分が重畳される。すなわち、放電スイッチ信号SWdがオンになる毎にコンデンサ56の蓄積エネルギにより一次電流I1が順次追加され、これに対応して二次電流I2が順次追加される。これにより、二次電流I2は、目標二次電流I2*を含む所定範囲内となるように制御される。ここで、エネルギ投入部50から供給される投入エネルギPによる一次電流I1についても、「直流電源から供給される一次電流」の概念に含まれるものとする。
時間t4において、エネルギ投入期間信号IGWがローレベルになると、放電スイッチ信号SWdがオフ信号となり、放電スイッチ57のオンオフ作動が停止し、一次電流I1および二次電流I2がゼロとなる。
During the period from time t3 to time t4, the discharge switch 57 is repeatedly turned on and off according to the discharge switch signal SWd. Thereby, every time the discharge switch 57 is turned on, an additional amount accompanying the energization of the primary current I1 by the input energy P is superimposed on the secondary current I2. That is, every time the discharge switch signal SWd is turned on, the primary current I1 is sequentially added by the energy stored in the capacitor 56, and the secondary current I2 is sequentially added correspondingly. Thereby, the secondary current I2 is controlled to be within a predetermined range including the target secondary current I2 * . Here, the primary current I1 due to the input energy P supplied from the energy input unit 50 is also included in the concept of “primary current supplied from a DC power supply”.
When the energy input period signal IGW becomes low level at time t4, the discharge switch signal SWd becomes an off signal, the on / off operation of the discharge switch 57 stops, and the primary current I1 and the secondary current I2 become zero.

本実施形態では、点火スイッチ45のオフによる放電後、一次コイル41の接地側(すなわち低電圧側)から点火コイル40にエネルギを投入することにより、一次コイル41のバッテリ6側または二次コイル42の点火プラグ7と反対側から点火コイル40にエネルギを投入する場合と比較し、最低限のエネルギを効率よく投入し、点火可能な状態を持続させることができる。
以下、一次コイル41の接地側からエネルギの投入を行う点火方式を「エネルギ投入点火」という。
In the present embodiment, after discharging due to the ignition switch 45 being turned off, energy is input to the ignition coil 40 from the ground side (that is, the low voltage side) of the primary coil 41, whereby the battery 6 side or the secondary coil 42 of the primary coil 41. Compared with the case where energy is input to the ignition coil 40 from the side opposite to the spark plug 7, the minimum energy can be input efficiently and the ignition enabled state can be maintained.
Hereinafter, an ignition method in which energy is input from the ground side of the primary coil 41 is referred to as “energy input ignition”.

ここで、ECU32によるエンジン13の運転条件の制御について説明する。エンジン13の運転条件の制御に用いる後述の各種マップは、適合等により設定され、ECU32に記憶されている。
ECU32では、エンジン13から出力すべき要求駆動パワーに応じ、エンジン13の動作点(回転数およびトルク)を決定する。また、ECU32では、エンジン13の動作点に応じ、A/F比、EGR率、および、点火方式を決定する。
Here, control of the operating conditions of the engine 13 by the ECU 32 will be described. Various maps, which will be described later, used for controlling the operating conditions of the engine 13 are set by adaptation and stored in the ECU 32.
The ECU 32 determines the operating point (the number of revolutions and torque) of the engine 13 according to the required drive power to be output from the engine 13. Further, the ECU 32 determines the A / F ratio, the EGR rate, and the ignition method according to the operating point of the engine 13.

エネルギ投入部正常時において、図4に示すマップを用い、エンジン13の動作点に応じ、A/F比、EGR率、および、点火方式を決定する。図4では、エンジン13の動作点が実線L11よりも小さい領域を第1領域R11、実線L11と実線L12との間の領域を第2領域R12、全負荷を規定する実線LFと実線L12との間の領域を第3領域R13とする。   When the energy input unit is normal, the map shown in FIG. 4 is used to determine the A / F ratio, the EGR rate, and the ignition method according to the operating point of the engine 13. In FIG. 4, the region where the operating point of the engine 13 is smaller than the solid line L11 is the first region R11, the region between the solid line L11 and the solid line L12 is the second region R12, and the solid line LF and the solid line L12 that define the total load are The area between them is referred to as a third area R13.

エネルギ投入部正常時において、エンジン13の動作点が第1領域R11または第2領域R12である場合、点火方式をエネルギ投入点火とする。以下、点火方式をエネルギ投入点火とする第1領域R11および第2領域R12を、「エネルギ投入点火領域」とする。また、第3領域R13では、点火方式を通常点火とする。   When the operating point of the engine 13 is the first region R11 or the second region R12 when the energy input unit is normal, the ignition method is energy input ignition. Hereinafter, the first region R11 and the second region R12 in which the ignition method is energy input ignition are referred to as “energy input ignition region”. In the third region R13, the ignition method is normal ignition.

エネルギ投入部正常時において、エンジン13の動作点が第1領域R11である場合、A/F比をリーン状態とし、第1マップに基づいてEGR率を決定する。また、エンジン13の動作点が第2領域R12である場合、A/F比をストイキ状態とし、第2マップに基づいてEGR率を決定する。第1マップおよび第2マップは、エンジン13の動作点と最適なEGR率とが関連づけられている。
エンジン13の動作点が第3領域R13である場合、A/F比をストイキ状態とする。また、EGR率は、点火方式を通常点火としたときにトルク制約上より可能な量とする。なお、全負荷時には、EGR率はゼロとなる。
When the operating point of the engine 13 is the first region R11 when the energy input unit is normal, the A / F ratio is set to the lean state, and the EGR rate is determined based on the first map. When the operating point of the engine 13 is the second region R12, the A / F ratio is set to the stoichiometric state, and the EGR rate is determined based on the second map. In the first map and the second map, the operating point of the engine 13 and the optimum EGR rate are associated with each other.
When the operating point of the engine 13 is the third region R13, the A / F ratio is set to the stoichiometric state. Further, the EGR rate is set to an amount that is possible due to torque restriction when the ignition method is normal ignition. Note that the EGR rate is zero at full load.

例えばDCDCコンバータ51の異常等により、エネルギ投入部50によるエネルギ投入ができなくなるエネルギ投入部故障が生じた場合、エネルギ投入部50によるエネルギ投入ができないので、動作点が実線LFより小さい全領域において、点火方式は通常点火とする。
また、エネルギ投入部故障時において、図5に示すマップを用い、エンジン13の動作点に応じ、A/F比、および、EGR率を決定する。
For example, in the case where an energy input unit failure that makes it impossible to input energy by the energy input unit 50 due to abnormality of the DCDC converter 51 or the like occurs, energy input cannot be performed by the energy input unit 50. Therefore, in all regions where the operating point is smaller than the solid line LF, The ignition method is normal ignition.
Further, when the energy input unit fails, the A / F ratio and the EGR rate are determined according to the operating point of the engine 13 using the map shown in FIG.

ここで、全領域において、EGR率をゼロとすると、燃費が悪化する虞がある。
そこで本実施形態では、エネルギ投入部故障時において、エンジン13の動作点が破線LEより小さい故障第1領域RE1である場合、A/F比をストイキ状態とし、故障時マップに基づいてEGR率を決定する。ここで、エネルギ投入部故障時に、第1マップおよび第2マップとは異なる故障時マップに基づいてEGR率を決めることは、G/F比を変更している、と捉えることができる。
また、破線LEと実線LFとの間の故障第2領域RE2は、エネルギ投入部正常時における第3領域R13と同様、A/F比をストイキ状態とする。また、EGR率は、点火方式を通常点火としたときにトルク制約上より可能な量とする。
Here, in all the regions, if the EGR rate is set to zero, the fuel consumption may be deteriorated.
Therefore, in this embodiment, when the operating point of the engine 13 is the first failure region RE1 smaller than the broken line LE at the time of failure of the energy input unit, the A / F ratio is set to the stoichiometric state, and the EGR rate is calculated based on the failure time map. decide. Here, when the energy input unit fails, determining the EGR rate based on a failure map different from the first map and the second map can be regarded as changing the G / F ratio.
Further, the failure second region RE2 between the broken line LE and the solid line LF sets the A / F ratio to a stoichiometric state as in the third region R13 when the energy input unit is normal. Further, the EGR rate is set to an amount that is possible due to torque restriction when the ignition method is normal ignition.

故障時マップは、点火方式が通常点火である場合におけるエンジン13の動作点と最適なEGR率とが関連づけられている。また、故障時マップにより決定されるEGR率は、同一の動作点において第2マップにより決定されるEGR率以下である。
本実施形態では、故障第1領域RE1および故障第2領域RE2を規定する破線LEは、図4中の実線L12と同じとするが、異なっていてもよい。
In the failure time map, the operating point of the engine 13 and the optimum EGR rate when the ignition method is normal ignition are associated with each other. Further, the EGR rate determined by the failure time map is equal to or lower than the EGR rate determined by the second map at the same operating point.
In the present embodiment, the broken line LE that defines the failure first region RE1 and the failure second region RE2 is the same as the solid line L12 in FIG. 4, but may be different.

ここで、エンジン制御処理を図6に示すフローチャートに基づいて説明する。エンジン制御処理は、ECU32起動中において所定の間隔にて実行される。なお、図6にて説明する各処理は、ソフトウェアにより構成してもよいし、ハードウェアにより構成してもよい。
最初のステップS101(以下、「ステップ」を省略し、単に記号「S」で示す。)では、異常判定部62から出力される判定結果に基づき、エネルギ投入部50によるエネルギ投入が可能か否かを判断する。エネルギ投入ができないと判断された場合(S101:NO)、S108へ移行する。エネルギ投入部50によるエネルギ投入が可能であると判断された場合(S101:YES)、S102へ移行する。
Here, the engine control process will be described based on the flowchart shown in FIG. The engine control process is executed at predetermined intervals while the ECU 32 is activated. Each process described with reference to FIG. 6 may be configured by software or hardware.
In the first step S101 (hereinafter, “step” is omitted and is simply indicated by the symbol “S”), whether or not energy can be input by the energy input unit 50 based on the determination result output from the abnormality determination unit 62. Judging. When it is determined that energy cannot be input (S101: NO), the process proceeds to S108. When it is determined that energy can be input by the energy input unit 50 (S101: YES), the process proceeds to S102.

S102では、エンジン13の動作点がエネルギ投入点火領域であるか否かを判断する。エンジン13の動作点がエネルギ投入領域ではないと判断された場合(S102:NO)、すなわちエンジン13の動作点が図4中の実線L12より大きい第3領域R13である場合、S107へ移行する。エンジン13の動作点がエネルギ投入領域であると判断された場合(S102:YES)、すなわちエンジン13の動作点が実線L12より小さい場合、S103へ移行する。
S103では、点火制御方式をエネルギ投入点火とする。
In S102, it is determined whether or not the operating point of the engine 13 is in the energy input ignition region. When it is determined that the operating point of the engine 13 is not in the energy input region (S102: NO), that is, when the operating point of the engine 13 is the third region R13 larger than the solid line L12 in FIG. When it is determined that the operating point of the engine 13 is in the energy input region (S102: YES), that is, when the operating point of the engine 13 is smaller than the solid line L12, the process proceeds to S103.
In S103, the ignition control method is energy input ignition.

S104では、エンジン13の動作点が第1領域R11か否かを判断する。エンジン13の動作点が第1領域R11であると判断された場合(S104:YES)、すなわちエンジン13の動作点が図4中の実線L11より小さい場合、S105へ移行する。エンジン13の動作点が第1領域R11ではないと判断された場合(S104:NO)、すなわちエンジン13の動作点が実線L11とL12との間の第2領域R12である場合、S106へ移行する。   In S104, it is determined whether or not the operating point of the engine 13 is the first region R11. When it is determined that the operating point of the engine 13 is the first region R11 (S104: YES), that is, when the operating point of the engine 13 is smaller than the solid line L11 in FIG. 4, the process proceeds to S105. When it is determined that the operating point of the engine 13 is not the first region R11 (S104: NO), that is, when the operating point of the engine 13 is the second region R12 between the solid lines L11 and L12, the process proceeds to S106. .

エンジン13の動作点が第1領域R11であるときに移行するS105では、A/F比をリーン状態とする。また、EGR率を第1マップに基づいて決定する。
エンジン13の動作点が第2領域R12であるときに移行するS106では、A/F比をストイキ状態とする。また、EGR率を第2マップに基づいて決定する。
エンジン13の動作点がエネルギ投入領域ではないと判断された場合(S102:NO)に移行するS107では、点火制御方式を通常点火とし、S111へ移行する。
In S105, which is shifted when the operating point of the engine 13 is the first region R11, the A / F ratio is set to the lean state. Further, the EGR rate is determined based on the first map.
In S106, which is shifted when the operating point of the engine 13 is the second region R12, the A / F ratio is set to the stoichiometric state. Further, the EGR rate is determined based on the second map.
When it is determined that the operating point of the engine 13 is not in the energy input region (S102: NO), the ignition control method is set to normal ignition and the process proceeds to S111.

エネルギ投入部50によるエネルギ投入ができないと判断された場合(S101:NO)に移行するS108では、点火制御方式を通常点火とする。
S109では、エンジン13の動作点が故障第1領域RE1か否かを判断する。エンジン13の動作点が故障第1領域RE1か否かを判断する。エンジン13の動作点が故障第1領域RE1であると判断された場合(S109:YES)、すなわちエンジン13の動作点が図5中の破線LEより小さい場合、S110へ移行する。エンジン13の動作点が故障第1領域RE1ではないと判断された場合(S109:NO)、すなわちエンジン13の動作点が破線LEより大きい故障第2領域RE2である場合、S111へ移行する。
When it is determined that energy cannot be input by the energy input unit 50 (S101: NO), the ignition control method is set to normal ignition.
In S109, it is determined whether or not the operating point of the engine 13 is the failure first region RE1. It is determined whether or not the operating point of the engine 13 is the failure first region RE1. When it is determined that the operating point of the engine 13 is the failure first region RE1 (S109: YES), that is, when the operating point of the engine 13 is smaller than the broken line LE in FIG. 5, the process proceeds to S110. When it is determined that the operating point of the engine 13 is not the failure first region RE1 (S109: NO), that is, when the operating point of the engine 13 is the failure second region RE2 larger than the broken line LE, the process proceeds to S111.

S110では、A/F比をストイキ状態とする。また、EGR率を故障時マップに基づいて決定する。
S107、または、S109にて否定判断された場合に移行するS111では、A/F比をストイキ状態とする。また、EGR率は、点火方式を通常点火としたときにトルク制約上より可能な量とする。
In S110, the A / F ratio is set to the stoichiometric state. Further, the EGR rate is determined based on the failure time map.
In S <b> 111, which is shifted when a negative determination is made in S <b> 107 or S <b> 109, the A / F ratio is set to a stoichiometric state. Further, the EGR rate is set to an amount that is possible due to torque restriction when the ignition method is normal ignition.

本実施形態では、エネルギ投入部故障時には、故障時マップに基づいてEGR率を決定しているので、例えばEGR率をゼロとする場合と比較し、燃費を向上可能であるとともに、排気中のNOx等を低減することができる。   In the present embodiment, since the EGR rate is determined based on the failure time map at the time of failure of the energy input unit, for example, fuel efficiency can be improved and NOx in the exhaust can be improved as compared with the case where the EGR rate is set to zero. Etc. can be reduced.

以上詳述したように、本実施形態のECU32は、エンジンシステム10を制御する。エンジンシステム10は、点火装置30を備え、燃焼により生じた排気の一部をEGRガスとして燃焼室17に供給可能である。
点火装置30は、点火コイル40、イグナイタ部44、および、エネルギ投入部50を有する。
点火コイル40は、一次コイル41および二次コイル42を有する。一次コイル41は、バッテリ6から供給される一次電流I1が流れる。二次コイル42は、エンジン13の燃焼室17において混合気に点火する点火プラグ7の電極に接続され、一次電流I1の通電および遮断によって発生する二次電圧V2が印加され二次電流I2が流れる。
As described in detail above, the ECU 32 of this embodiment controls the engine system 10. The engine system 10 includes an ignition device 30 and can supply a part of exhaust gas generated by combustion to the combustion chamber 17 as EGR gas.
The ignition device 30 includes an ignition coil 40, an igniter unit 44, and an energy input unit 50.
The ignition coil 40 has a primary coil 41 and a secondary coil 42. A primary current I <b> 1 supplied from the battery 6 flows through the primary coil 41. The secondary coil 42 is connected to the electrode of the spark plug 7 that ignites the air-fuel mixture in the combustion chamber 17 of the engine 13, and the secondary voltage V2 generated by energizing and shutting off the primary current I1 is applied and the secondary current I2 flows. .

イグナイタ部44は、点火スイッチ45を有する。点火スイッチ45は、一次コイル41のバッテリ6と反対側である接地側に接続され、一次電流I1の通電および遮断を切り替える。
エネルギ投入部50は、点火スイッチ45により一次電流I1を遮断し当該遮断による電圧で点火プラグ7にて放電が発生した後のエネルギ投入期間において、エネルギを投入する。
The igniter unit 44 has an ignition switch 45. The ignition switch 45 is connected to the ground side opposite to the battery 6 of the primary coil 41, and switches between energization and interruption of the primary current I1.
The energy input unit 50 interrupts the primary current I1 with the ignition switch 45, and inputs energy in the energy input period after the spark plug 7 generates a discharge with the voltage generated by the interruption.

ECU32は、以下の処理を実行する。
ECU32は、エネルギ投入部50によるエネルギ投入が可能か否かを判定し(図6中のS101)、異常判定結果およびエンジン13の動作点に基づき、点火方式を、通常点火(S107またはS108)、または、エネルギ投入点火とする(S103)。通常点火は、一次電流I1の遮断により生じるエネルギにより点火する。エネルギ投入点火は、一次電流I1の遮断により生じるエネルギに加え、エネルギ投入部50からのエネルギ投入を行う。詳細には、エネルギ投入部50は、エネルギ投入期間において、点火状態を継続可能なエネルギを同じ放電電流の極性のままで投入する。
The ECU 32 performs the following processing.
The ECU 32 determines whether or not energy can be input by the energy input unit 50 (S101 in FIG. 6). Based on the abnormality determination result and the operating point of the engine 13, the ignition method is set to normal ignition (S107 or S108). Or it is set as energy injection ignition (S103). The normal ignition is ignited by energy generated by cutting off the primary current I1. The energy input ignition performs energy input from the energy input unit 50 in addition to the energy generated by the interruption of the primary current I1. Specifically, the energy input unit 50 inputs energy capable of continuing the ignition state while maintaining the same discharge current polarity during the energy input period.

ECU32は、異常判定結果およびエンジン13の動作点に基づき、燃焼室17に供給される空気およびEGR装置75により還流されるEGRガスを含む気体である吸気ガスと燃料との比であるG/F比を決定する(S105、S106、S110、S110)。
ECU32は、エネルギ投入部50によるエネルギ投入ができないと判定された場合(S101:NO)、エンジン13の動作点によらず、点火方式を通常点火とする。また、ECU32は、動作点がエネルギ投入部50によるエネルギ投入ができるときにエネルギ投入点火を行うエネルギ投入点火領域であるとき、エネルギ投入ができる場合とは異なるG/F比とする。
Based on the abnormality determination result and the operating point of the engine 13, the ECU 32 is a G / F that is the ratio of the intake gas that is a gas including the air supplied to the combustion chamber 17 and the EGR gas recirculated by the EGR device 75 to the fuel. The ratio is determined (S105, S106, S110, S110).
If it is determined that the energy input unit 50 cannot input energy (S101: NO), the ECU 32 sets the ignition method to normal ignition regardless of the operating point of the engine 13. Further, the ECU 32 sets a G / F ratio different from that when energy can be input when the operating point is an energy input ignition region in which energy input ignition is performed when the energy input unit 50 can input energy.

本実施形態では、点火装置30には、エネルギ投入部50が設けられており、エネルギ投入部50により、一次電流I1の遮断による電圧で点火プラグ7にて放電を発生させた後に、点火状態を継続可能なエネルギを投入するので、失火を抑制することができる。   In the present embodiment, the ignition device 30 is provided with an energy input unit 50. After the energy input unit 50 generates a discharge at the spark plug 7 with a voltage due to the cutoff of the primary current I1, the ignition state is changed. Since energy that can be continued is input, misfire can be suppressed.

また、エネルギ投入部50の故障等によりエネルギ投入ができなくなった場合、エンジン13の動作点によらず、点火方式を通常点火としている。また、エネルギ投入点火領域において、エネルギ投入点火に替えて通常点火とした場合における最適値となるように、G/F比を変更している。これにより、エネルギ投入部50によるエネルギ投入ができなくなった場合において、例えばEGR還流をしない場合と比較し、燃費が向上し、排気中のNOx等の増加を抑制することができる。   Further, when energy cannot be input due to a failure of the energy input unit 50 or the like, the ignition method is normal ignition regardless of the operating point of the engine 13. Further, in the energy input ignition region, the G / F ratio is changed so that the optimum value is obtained when normal ignition is used instead of energy input ignition. Thereby, when it becomes impossible to input energy by the energy input unit 50, for example, compared with a case where EGR recirculation is not performed, fuel efficiency is improved, and an increase in NOx or the like in the exhaust gas can be suppressed.

本実施形態では、エネルギ投入領域は、第1領域R11、および、エンジン13の回転数およびトルクの少なくとも一方が第1領域R11より大きい領域である第2領域R12から構成される。
ECU32は、エネルギ投入部50によるエネルギ投入が可能である場合(S101:YES)、動作点が第1領域R11であるとき、燃焼室17に供給される空気と燃料との比であるA/F比をリーン状態とし、吸入ガスにおけるEGRガスの割合であるEGR率を第1マップに基づいて決定する(S105)。また、動作点が第2領域R12であるとき、A/F比をストイキ状態とし、第1マップとは異なる第2マップに基づいてEGR率を決定する(S106)。
また、ECU32は、エネルギ投入部50によるエネルギ投入ができない場合、動作点がエネルギ投入点火領域であるとき、A/F比をストイキ状態とし、第1マップおよび第2マップとは異なる故障時マップに基づいてEGR率を決定する(S110)。
In the present embodiment, the energy input region includes a first region R11 and a second region R12 in which at least one of the rotational speed and torque of the engine 13 is larger than the first region R11.
When the energy input by the energy input unit 50 is possible (S101: YES), the ECU 32 is an A / F that is the ratio of air to fuel supplied to the combustion chamber 17 when the operating point is the first region R11. The ratio is set to the lean state, and the EGR rate that is the ratio of the EGR gas in the intake gas is determined based on the first map (S105). When the operating point is the second region R12, the A / F ratio is set to the stoichiometric state, and the EGR rate is determined based on the second map different from the first map (S106).
In addition, when the energy input by the energy input unit 50 cannot be performed, the ECU 32 sets the A / F ratio to the stoichiometric state when the operating point is in the energy input ignition region, and sets the failure map different from the first map and the second map. Based on this, the EGR rate is determined (S110).

本実施形態では、エネルギ投入部正常時とエネルギ投入部故障時とで、異なるマップに基づいてEGR率を決定し、EGRガスの還流量を変更することでG/F比を変更している。これにより、エネルギ投入部故障時におけるG/F比を適切な値に制御することができる。
また、故障時マップにより決定されるEGR率は、同一の動作点において第2マップにより決定されるEGR率以下である。これにより、燃費がより向上し、NOx等の増加をより適切に抑制することができる。
エネルギ投入部50は、一次コイル41の接地側から点火コイル40にエネルギを投入する。これにより、一次コイル41のバッテリ6側または二次コイル42の点火プラグ7と反対側からエネルギを投入する場合と比較し、最低限のエネルギを効率よく投入することができる。
In the present embodiment, the EGR rate is determined based on different maps when the energy input unit is normal and when the energy input unit is faulty, and the G / F ratio is changed by changing the recirculation amount of the EGR gas. Thereby, the G / F ratio at the time of failure of the energy input unit can be controlled to an appropriate value.
Further, the EGR rate determined by the failure time map is equal to or lower than the EGR rate determined by the second map at the same operating point. Thereby, a fuel consumption improves more and the increase in NOx etc. can be suppressed more appropriately.
The energy input unit 50 inputs energy to the ignition coil 40 from the ground side of the primary coil 41. Thereby, compared with the case where energy is input from the battery 6 side of the primary coil 41 or the spark plug 7 side of the secondary coil 42, the minimum energy can be input efficiently.

本実施形態では、ECU32が「異常判定手段」、「点火方式決定手段」、および、「G/F比決定手段」を構成する。また、図6中のS101が「異常判定手段」の機能としての処理に対応し、S103、S107およびS108が「点火方式決定手段」の機能としての処理に対応し、S105、S106、S110、S111が「G/F比決定手段」の機能としての処理に対応する。   In the present embodiment, the ECU 32 constitutes “abnormality determination means”, “ignition method determination means”, and “G / F ratio determination means”. Further, S101 in FIG. 6 corresponds to processing as a function of “abnormality determination means”, S103, S107, and S108 correspond to processing as a function of “ignition method determination means”, and S105, S106, S110, S111. Corresponds to the processing as the function of the “G / F ratio determining means”.

(第2実施形態)
本発明の第2実施形態による内燃機関の制御装置を図7および図8に基づいて説明する。本実施形態は、ECU32によるエンジン13の運転条件の制御が異なっているので、この点を中心に説明し、全体構成等は上記実施形態と同様であるので説明を省略する。
本実施形態では、エンジン13の低回転、低トルク領域においても、リーンバーン運転をせず、ストイキ運転とする。すなわち、図7に示すように、点火方式をエネルギ投入点火とする領域を1つのエネルギ投入点火領域R21とする。また、エンジン13の動作点がエネルギ投入点火領域R21である場合、A/F比をストイキ状態とし、正常時マップに基づいてEGR率を決定する。
(Second Embodiment)
A control apparatus for an internal combustion engine according to a second embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. In this embodiment, since the control of the operating conditions of the engine 13 by the ECU 32 is different, this point will be mainly described, and the overall configuration and the like are the same as those in the above embodiment, and the description thereof is omitted.
In the present embodiment, the lean burn operation is not performed even in the low rotation and low torque regions of the engine 13, and the stoichiometric operation is performed. That is, as shown in FIG. 7, a region where the ignition method is energy input ignition is defined as one energy input ignition region R21. When the operating point of the engine 13 is the energy input ignition region R21, the A / F ratio is stoichiometric and the EGR rate is determined based on the normal time map.

動作点が通常点火領域R22である場合、上記実施形態の第3領域R13と同様、点火方式を通常点火とし、A/F比をストイキ状態する。また、EGR率は、点火方式を通常点火としたときにトルク制約上可能な量とする。
なお、エネルギ投入点火領域R21と通常点火領域R22とを規定する実線L21は、上記実施形態の実線L12と同じであってもよいし、異なってもよい。
また、エネルギ投入部故障時における処理は、上記実施形態と同様である。故障時マップにより決定されるEGR率は、同一動作点において正常時マップにより決定されるEGR率以下である。
When the operating point is the normal ignition region R22, as in the third region R13 of the above embodiment, the ignition method is normal ignition and the A / F ratio is stoichiometric. Further, the EGR rate is set to an amount that is possible due to torque limitation when the ignition method is normal ignition.
The solid line L21 that defines the energy input ignition region R21 and the normal ignition region R22 may be the same as or different from the solid line L12 in the above embodiment.
Moreover, the process at the time of an energy input part failure is the same as that of the said embodiment. The EGR rate determined by the failure time map is equal to or less than the EGR rate determined by the normal time map at the same operating point.

本実施形態のエンジン制御処理を図8に示すフローチャートに基づいて説明する。本実施形態のエンジン制御処理は、図6中のS104〜S106が省略されており、これに替えてS112が追加されている。
エネルギ投入部50によるエネルギ投入が可能であり(S101:YES)、エンジン13の動作点がエネルギ投入点火領域R21であると判断された場合(S102:YES)、S103に続いてS112へ移行する。
S112では、A/F比をストイキ状態とし、EGR率を正常時マップに基づいて決定する。
The engine control process of this embodiment is demonstrated based on the flowchart shown in FIG. In the engine control process of this embodiment, S104 to S106 in FIG. 6 are omitted, and S112 is added instead.
When it is possible to input energy by the energy input unit 50 (S101: YES) and it is determined that the operating point of the engine 13 is the energy input ignition region R21 (S102: YES), the process proceeds to S112 following S103.
In step S112, the A / F ratio is stoichiometric, and the EGR rate is determined based on the normal time map.

本実施形態では、ECU32は、エネルギ投入部50によるエネルギ投入が可能である場合(図8中のS101:YES)、A/F比をストイキ状態とし、正常時マップに基づいてEGR率を決定する(S112)。また、ECU32は、エネルギ投入部50によるエネルギ投入ができない場合(S101:NO)、A/F比をストイキ状態とし、故障時マップに基づいてEGR率を決定する(S110)。
故障時マップにより決定されるEGR率は、同一の動作点において正常時マップにより決定されるEGR率以下である。
これにより、リーンバーンエンジン以外においても、本実施形態のエンジン制御処理を適用可能である。また、上記実施形態と同様の効果を奏する。
本実施形態では、S110、S111、S112が「G/F決定手段」としての機能としての処理に対応する。
In the present embodiment, when the energy input by the energy input unit 50 is possible (S101: YES in FIG. 8), the ECU 32 sets the A / F ratio to the stoichiometric state and determines the EGR rate based on the normal time map. (S112). If the energy input unit 50 cannot input energy (S101: NO), the ECU 32 sets the A / F ratio to a stoichiometric state and determines the EGR rate based on the failure map (S110).
The EGR rate determined by the failure time map is equal to or less than the EGR rate determined by the normal time map at the same operating point.
Thereby, the engine control process of the present embodiment can be applied to other than the lean burn engine. In addition, the same effects as those of the above embodiment can be obtained.
In the present embodiment, S110, S111, and S112 correspond to processing as a function as “G / F determination means”.

(他の実施形態)
(ア)EGR装置
上記実施形態では、EGR配管は、触媒の上流側と吸気マニホールドとを連通する。他の実施形態では、例えば触媒の下流側からEGRガスを吸気側に還流する等、EGR配管の取り回しは、どのように構成してもよい。
また上記実施形態では、EGR装置により、燃焼により生じた排気の一部をEGRガスとして吸気側に還流して燃焼室に供給する、所謂「外部EGR」である。他の実施形態では、EGR装置を省略し、排気弁の開閉駆動を制御することにより排気の一部を燃焼室に戻す、所謂「内部EGR」としてもよい。
(Other embodiments)
(A) EGR device In the above embodiment, the EGR pipe communicates the upstream side of the catalyst and the intake manifold. In other embodiments, the EGR piping may be arranged in any way, for example, the EGR gas is returned to the intake side from the downstream side of the catalyst.
In the above embodiment, the EGR device is a so-called “external EGR” in which part of the exhaust gas generated by combustion is recirculated to the intake side as EGR gas and supplied to the combustion chamber. In another embodiment, the EGR device may be omitted, and so-called “internal EGR” may be used in which part of the exhaust gas is returned to the combustion chamber by controlling the opening / closing drive of the exhaust valve.

(イ)エネルギ投入点火
上記実施形態では、エネルギ投入点火は、点火状態を継続可能なエネルギを一次コイルの接地側から投入する。他の実施形態では、エネルギ投入点火は、点火状態を継続可能なエネルギを投入可能であればどのようなものであってもよく、従来の多重放電方式や、例えば特開2012−167665号公報に開示された「DCO方式」としてもよい。例えば、DCO方式を採用する場合、2つの点火コイルのうちの主放電を開始する方を「点火コイル」とみなし、主放電後の点火動作を「エネルギ投入部」とみなしてコイル電源を制御して二次電流を制御したり点火継続時間を制御したりすればよい。
(A) Energy input ignition In the above-described embodiment, the energy input ignition is performed by supplying energy capable of continuing the ignition state from the ground side of the primary coil. In other embodiments, the energy input ignition may be any energy as long as the energy capable of continuing the ignition state can be input. For example, Japanese Patent Application Laid-Open No. 2012-167665 discloses a conventional multiple discharge method. The disclosed “DCO method” may be used. For example, when adopting the DCO method, one of the two ignition coils that starts the main discharge is regarded as an “ignition coil”, and the ignition operation after the main discharge is regarded as an “energy input unit” to control the coil power source. Thus, the secondary current may be controlled or the ignition duration may be controlled.

(ウ)二次電流フィードバック制御
上記実施形態では、二次電流検出抵抗および二次電流検出回路を有し、二次電流に基づくフィードバック制御を行う。他の実施形態では、二次電流に基づくフィードバック制御は必ずしも行わなくてもよい。
(エ)異常検出部
上記実施形態では、ECUは、異常検出部から出力される判定結果に基づき、エネルギ投入部によるエネルギ投入が可能か否かを判定する。他の実施形態では、ECUが二次電流検出回路から二次電流I2を取得し、ECU内部にて異常判定を行うように構成してもよい。
(C) Secondary current feedback control In the above embodiment, the secondary current detection resistor and the secondary current detection circuit are provided, and feedback control based on the secondary current is performed. In other embodiments, the feedback control based on the secondary current may not necessarily be performed.
(D) Abnormality detection unit In the embodiment described above, the ECU determines whether energy can be input by the energy input unit based on the determination result output from the abnormality detection unit. In another embodiment, the ECU may acquire the secondary current I2 from the secondary current detection circuit and perform an abnormality determination inside the ECU.

(オ)点火回路ユニット
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してもよい。また、点火回路ユニットは、点火コイルを収容するハウジング内に収容してもよい。
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してもよい。例えば、点火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、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。
(E) Ignition circuit unit The ignition circuit unit may be housed in a housing that houses the electronic control unit. The ignition circuit unit may be housed in a housing that houses the ignition coil.
The ignition switch and the energy input unit may be housed in separate housings. For example, the ignition switch may be housed in a housing that houses the ignition coil, and the energy input unit may be housed in the housing that houses the electronic control unit.

(カ)点火スイッチ、充電スイッチ、放電スイッチ
上記実施形態では、点火スイッチはIGBTにより構成される。他の実施形態では、点火スイッチは、IGBTに限らず、比較的耐圧の高い他のスイッチング素子により構成してもよい。
また、上記実施形態では、充電スイッチおよび放電スイッチは、MOSFETで構成される。他の実施形態では、充電スイッチおよび放電スイッチの少なくとも一方は、MOSFETに限らず、IGBT等の他のスイッチング素子により構成してもよい。
(F) Ignition switch, charge switch, discharge switch In the above-described embodiment, the ignition switch is composed of an IGBT. In other embodiments, the ignition switch is not limited to the IGBT, and may be constituted by another switching element having a relatively high breakdown voltage.
Moreover, in the said embodiment, a charge switch and a discharge switch are comprised by MOSFET. In other embodiments, at least one of the charge switch and the discharge switch is not limited to the MOSFET, and may be configured by another switching element such as an IGBT.

(キ)直流電源
上記実施形態では、直流電源はバッテリにより構成される。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り安定化した直流安定化電源等により構成してもよい。
また、直流電源が、例えばハイブリッド車両や電気自動車の主機バッテリ等、出力電圧が高い場合、DCDCコンバータを省略して出力電圧をそのまま用いたり、或いは、出力電圧を降圧して用いたりしてもよい。
以上、本発明は、上記実施形態になんら限定されるものではなく、発明の趣旨を逸脱しない範囲において種々の形態で実施可能である。
(G) DC power supply In the said embodiment, DC power supply is comprised by the battery. In another embodiment, the direct current power source is not limited to a battery, and may be constituted by, for example, a direct current stabilized power source in which an alternating current power source is stabilized by a switching regulator or the like.
In addition, when the DC power supply has a high output voltage, such as a main battery of a hybrid vehicle or an electric vehicle, the DCDC converter may be omitted and the output voltage may be used as it is, or the output voltage may be stepped down. .
As mentioned above, this invention is not limited to the said embodiment at all, In the range which does not deviate from the meaning of invention, it can implement with a various form.

6・・・バッテリ(直流電源)
7・・・点火プラグ
10・・・エンジンシステム(内燃機関システム)
17・・・燃焼室
30・・・点火装置
32・・・ECU(内燃機関の制御装置)
40・・・点火コイル
44・・・イグナイタ部
50・・・エネルギ投入部
6 ... Battery (DC power supply)
7 ... Spark plug 10 ... Engine system (internal combustion engine system)
17 ... Combustion chamber 30 ... Ignition device 32 ... ECU (Control device for internal combustion engine)
40 ... Ignition coil 44 ... Igniter part 50 ... Energy input part

Claims (5)

直流電源(6)から供給される一次電流が流れる一次コイル(41)、および、内燃機関(13)の燃焼室(17)において混合気に点火する点火プラグ(7)の電極に接続され前記一次電流の通電および遮断によって発生する二次電圧が印加され二次電流が流れる二次コイル(42)を有する点火コイル(40)、
前記一次コイルの前記直流電源と反対側である接地側に接続され前記一次電流の通電および遮断を切り替える点火スイッチ(45)を有するイグナイタ部(44)、
および、前記点火スイッチにより前記一次電流を遮断し当該遮断による電圧で前記点火プラグにて放電が発生した後のエネルギ投入期間において、エネルギを投入するエネルギ投入部(50)、
を有する点火装置(30)を備え、燃焼により生じた排気の一部をEGRガスとして前記燃焼室に供給可能な内燃機関システム(10)を制御する内燃機関の制御装置(32)であって、
前記エネルギ投入部によるエネルギ投入が可能か否かを判定する異常判定手段(S101)と、
前記異常判定手段による判定結果および前記内燃機関の回転数およびトルクである動作点に基づき、点火方式を、前記一次電流の遮断により生じるエネルギにより点火する通常点火、または、前記一次電流の遮断により生じるエネルギに加え前記エネルギ投入部からのエネルギ投入を行うエネルギ投入点火とする点火方式決定手段(S103、S107、S108)と、
前記異常判定手段による判定結果、および、前記動作点に基づき、前記燃焼室に供給される空気および前記EGRガスを含む気体である吸入ガスと燃料との比であるG/F比を決定するG/F比決定手段(S105、S106、S110、S111、S112)と、
を備え、
前記異常判定手段により前記エネルギ投入部によるエネルギ投入ができないと判定された場合、
前記点火方式決定手段は、前記動作点によらず、前記点火方式を前記通常点火とし、
前記G/F比決定手段は、前記動作点が前記エネルギ投入部によるエネルギ投入ができる場合にエネルギ投入点火を行うエネルギ投入点火領域であるとき、エネルギ投入ができる場合とは異なる前記G/F比とすることを特徴とする内燃機関の制御装置。
A primary coil (41) through which a primary current supplied from a DC power supply (6) flows, and an electrode of an ignition plug (7) for igniting an air-fuel mixture in a combustion chamber (17) of an internal combustion engine (13) are connected to the primary coil. An ignition coil (40) having a secondary coil (42) through which a secondary voltage generated by energization and interruption of current is applied and a secondary current flows;
An igniter section (44) having an ignition switch (45) connected to a ground side opposite to the DC power source of the primary coil and switching between energization and interruption of the primary current;
And an energy input unit (50) for supplying energy in an energy input period after the primary current is interrupted by the ignition switch and a discharge is generated in the spark plug at a voltage generated by the interruption.
An internal combustion engine control device (32) for controlling an internal combustion engine system (10) capable of supplying a part of exhaust gas generated by combustion as EGR gas to the combustion chamber.
An abnormality determining means (S101) for determining whether energy can be input by the energy input unit;
Based on the determination result by the abnormality determination means and the operating point that is the rotational speed and torque of the internal combustion engine, the ignition method is generated by normal ignition that is ignited by energy generated by the interruption of the primary current, or by interruption of the primary current Ignition method determination means (S103, S107, S108) for performing energy input ignition that inputs energy from the energy input unit in addition to energy,
G for determining a G / F ratio, which is a ratio of intake gas and fuel, which is a gas including air and EGR gas supplied to the combustion chamber, based on the determination result by the abnormality determination means and the operating point / F ratio determining means (S105, S106, S110, S111, S112),
With
When it is determined by the abnormality determination means that energy input by the energy input unit cannot be performed,
The ignition method determining means sets the ignition method as the normal ignition regardless of the operating point,
The G / F ratio determining means is different from the G / F ratio different from the case where energy can be input when the operating point is an energy input ignition region in which energy input ignition is performed when the energy input unit can input energy. A control device for an internal combustion engine.
前記エネルギ投入点火領域は、第1領域、並びに、前記回転数および前記トルクの少なくとも一方が前記第1領域より大きい領域である第2領域から構成され、
前記G/F比決定手段(S105、S106、S110)は、
前記エネルギ投入部によるエネルギ投入が可能である場合、
前記動作点が前記第1領域であるとき、前記燃焼室に供給される空気と燃料との比であるA/F比をリーン状態とし、前記混合気における前記EGRガスの割合であるEGR率を第1マップに基づいて決定し、
前記動作点が前記第2領域であるとき、前記A/F比をストイキ状態とし、前記第1マップとは異なる第2マップに基づいて前記EGR率を決定し、
前記エネルギ投入部によるエネルギ投入ができない場合、
前記動作点が前記エネルギ投入点火領域であるとき、前記A/F比をストイキ状態とし、前記第1マップおよび前記第2マップとは異なる故障時マップに基づいて前記EGR率を決定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。
The energy input ignition region includes a first region and a second region in which at least one of the rotational speed and the torque is larger than the first region,
The G / F ratio determining means (S105, S106, S110)
When energy can be input by the energy input unit,
When the operating point is the first region, an A / F ratio that is a ratio of air and fuel supplied to the combustion chamber is set to a lean state, and an EGR rate that is a ratio of the EGR gas in the mixture is obtained. Based on the first map,
When the operating point is the second region, the A / F ratio is stoichiometric, and the EGR rate is determined based on a second map different from the first map,
When energy cannot be input by the energy input unit,
When the operating point is in the energy input ignition region, the A / F ratio is set to a stoichiometric state, and the EGR rate is determined based on a failure time map different from the first map and the second map. The control apparatus for an internal combustion engine according to claim 1.
前記故障時マップにより決定される前記EGR率は、同一の前記動作点において前記第2マップにより決定される前記EGR率以下であることを特徴とする請求項2に記載の内燃機関の制御装置。   The control apparatus for an internal combustion engine according to claim 2, wherein the EGR rate determined by the failure time map is equal to or less than the EGR rate determined by the second map at the same operating point. 前記G/F比決定手段(S112)は、前記エネルギ投入点火領域において、
前記エネルギ投入部によるエネルギ投入が可能である場合、前記燃焼室に供給される吸気と燃料との比であるA/F比をストイキ状態とし、正常時マップに基づいて前記混合気における前記EGRガスの割合であるEGR率を決定し、
前記エネルギ投入部によるエネルギ投入ができない場合、前記A/F比をストイキ状態とし、故障時マップに基づいて前記EGR率を決定し、
前記故障時マップにより決定される前記EGR率は、同一の前記動作点において前記正常時マップにより決定される前記EGR率以下であ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。
The G / F ratio determining means (S112), in the energy input ignition region,
When energy can be input by the energy input unit, an A / F ratio, which is a ratio of intake air and fuel supplied to the combustion chamber, is stoichiometric, and the EGR gas in the mixture is based on a normal time map. The EGR rate, which is the percentage of
When energy cannot be input by the energy input unit, the A / F ratio is stoichiometric, and the EGR rate is determined based on a failure map,
2. The control device for an internal combustion engine according to claim 1, wherein the EGR rate determined by the failure time map is equal to or less than the EGR rate determined by the normal time map at the same operating point.
前記エネルギ投入部は、前記一次コイルの接地側から前記点火コイルにエネルギを投入す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内燃機関の制御装置。   The control device for an internal combustion engine according to any one of claims 1 to 4, wherein the energy input unit inputs energy to the ignition coil from a ground side of the primary coil.
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