JP6349894B2 - Ignition control device - Google Patents

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Description

本発明は、内燃機関の燃焼室の混合気に点火する点火装置を構成し、イグニッションコイルの一次巻線を流れる電流を変化させることにより二次巻線に高電圧を発生させる点火制御装置に関する。   The present invention relates to an ignition control device that forms an ignition device that ignites an air-fuel mixture in a combustion chamber of an internal combustion engine and generates a high voltage in a secondary winding by changing a current flowing through a primary winding of an ignition coil.

点火プラグの「くすぶり」とは、内燃機関の不完全燃焼等によって発生するカーボンが点火プラグの碍子の表面に付着して電極間の絶縁抵抗値が低下する現象をいう。このくすぶりが進行すると、高電圧が印加されたとき点火プラグの電極間に漏洩電流が流れて電極間の電圧が低下し、火花放電が発生しなくなり失火が生じることがある。これに対し、特許文献1では、燃料噴射直前に空打ち放電を行い碍子表面のカーボンを焼き切ることにより、くすぶりの進行の抑制を図っている。   The “smoldering” of the spark plug refers to a phenomenon in which carbon generated by incomplete combustion or the like of the internal combustion engine adheres to the insulator surface of the spark plug and the insulation resistance value between the electrodes decreases. When this smoldering progresses, when a high voltage is applied, a leakage current flows between the electrodes of the spark plug, the voltage between the electrodes decreases, spark discharge does not occur, and misfire may occur. On the other hand, Patent Document 1 attempts to suppress the progress of smoldering by performing idle discharge immediately before fuel injection and burning out carbon on the insulator surface.

特許第3565059号公報Japanese Patent No. 3565059

しかしながら、特許文献1に記載されたように空打ち放電を行っても、例えば冷間始動時の過濃燃焼運転、または、排気再循環量が比較的多いときのリーン燃焼運転のように燃焼温度が比較的低いときに碍子表面のカーボンを確実に焼き切ることができないという問題があった。そのため、くすぶりの進行を十分に抑制することができず、失火が生じる可能性があった。
本発明は、上述の点に鑑みてなされたものであり、その目的は、くすぶりの進行を効果的に抑制することができる点火制御装置を提供することである。
However, even if idling discharge is performed as described in Patent Document 1, the combustion temperature is, for example, a rich combustion operation at a cold start or a lean combustion operation when the exhaust gas recirculation amount is relatively large. There was a problem that the carbon on the insulator surface could not be burned out reliably when the temperature was relatively low. Therefore, the progress of smoldering cannot be sufficiently suppressed, and misfire may occur.
The present invention has been made in view of the above points, and an object of the present invention is to provide an ignition control device that can effectively suppress the progress of smoldering.

本発明による点火制御装置は、点火スイッチおよびエネルギ投入部を備えている。点火スイッチは、電源とイグニッションコイルの一次巻線との間の電流経路を遮断することによりイグニッションコイルの二次巻線に高電圧を発生させ放電を開始させる。エネルギ投入部は、二次巻線の放電維持電流を供給する。   The ignition control device according to the present invention includes an ignition switch and an energy input unit. The ignition switch generates a high voltage in the secondary winding of the ignition coil by starting a discharge by cutting off a current path between the power source and the primary winding of the ignition coil. The energy input unit supplies a discharge sustaining current for the secondary winding.

本発明は、特に、くすぶり判定手段およびエネルギ制御手段をさらに備えていることを特徴としている。くすぶり判定手段は、点火プラグにくすぶりが発生しているか否かを判定する。点火プラグの点火タイミングの間隔を点火周期とすると、エネルギ制御手段は、点火プラグにくすぶりが発生していると判定された場合、当該判定から点火周期が所定の実施回数経過するまでエネルギ投入部に電気エネルギの投入を指令する。
本発明の第1の態様では、エネルギ制御手段は、点火プラグにくすぶりが発生していると判定された場合、エネルギ投入部に充電された電気エネルギを一次巻線の接地側に投入させて、くすぶり発生前よりも放電維持電流を増加させる。
本発明の第2の態様では、エネルギ制御手段は、点火プラグにくすぶりが発生していると判定された場合、放電維持電流の最大値を、くすぶり発生前よりも大きくする。
本発明の第3の態様では、エネルギ制御手段は、点火プラグにくすぶりが発生していると判定された場合、放電維持電流の最大値を、点火スイッチによる放電時の二次電流の最大値よりも大きくする。
In particular, the present invention is characterized by further comprising a smolder determining means and an energy control means. The smolder determining means determines whether smoldering has occurred in the spark plug. If the ignition timing interval of the spark plug is defined as an ignition cycle, the energy control means, when it is determined that smoldering has occurred in the spark plug, from the determination until the predetermined number of times the ignition cycle has passed. Command the input of electrical energy.
In the first aspect of the present invention, when it is determined that the smoldering has occurred in the spark plug, the energy control unit causes the electric energy charged in the energy input unit to be input to the ground side of the primary winding, The sustaining current is increased more than before the occurrence of smoldering.
In the second aspect of the present invention, when it is determined that smoldering has occurred in the spark plug, the energy control means increases the maximum value of the discharge sustaining current more than before smoldering occurs.
In the third aspect of the present invention, when it is determined that the smoldering has occurred in the spark plug, the energy control means sets the maximum value of the discharge sustaining current from the maximum value of the secondary current during discharge by the ignition switch. Also make it bigger.

「エネルギ投入部が1点火周期で投入する電気エネルギ」が大きいほど、放電電流が増えるので点火プラグの碍子表面のカーボンを焼き切る能力が高まる。例えば、「エネルギ投入部が1点火周期で投入する電気エネルギ」は、点火タイミングで点火スイッチを遮断することにより点火プラグで発生する放電を継続させるために使われる。
したがって、くすぶりが判定されたときにエネルギ投入部が電気エネルギを投入することで、燃焼温度が比較的低い状況においても碍子表面のカーボンを、増加させた放電電流により短時間で効率よく焼き切ることができる。そのため、本発明によれば、くすぶりの進行を効果的に抑制することができる。
The greater the “electric energy that the energy input unit inputs in one ignition cycle”, the greater the discharge current, so the ability to burn off the carbon on the insulator surface of the spark plug increases. For example, “electric energy input by the energy input unit at one ignition cycle” is used to continue the discharge generated by the spark plug by shutting off the ignition switch at the ignition timing.
Therefore, when the smoldering is judged, the energy input unit inputs electric energy, so that the carbon on the insulator surface can be burned out efficiently in a short time by the increased discharge current even in a situation where the combustion temperature is relatively low. it can. Therefore, according to the present invention, the progress of smoldering can be effectively suppressed.

本発明の第1実施形態による点火制御装置が設けられているエンジンシステムの概略構成を説明する図である。It is a figure explaining the schematic structure of the engine system provided with the ignition control device by a 1st embodiment of the present invention. 図1の点火装置の構成を説明する図である。It is a figure explaining the structure of the ignition device of FIG. 図2の電子制御ユニットのエネルギ制御部の指令により継続放電が発生したときの二次電圧および二次電流を示すタイムチャートである。It is a time chart which shows a secondary voltage and a secondary current when a continuous discharge generate | occur | produces by the instruction | command of the energy control part of the electronic control unit of FIG. 図2の電子制御ユニットのエネルギ制御部の指令によりくすぶり解消放電が発生したときの二次電流を示すタイムチャートである。It is a time chart which shows a secondary current when the smoldering elimination discharge generate | occur | produces by the instruction | command of the energy control part of the electronic control unit of FIG. 図2の電子制御ユニットの制御作動を説明するフローチャートである。It is a flowchart explaining the control action of the electronic control unit of FIG.

以下、本発明の複数の実施形態を図面に基づき説明する。実施形態同士で実質的に同一の構成には同一の符号を付して説明を省略する。
以下の説明において、電流および電圧の大小は絶対値の大小を基準として表し、電流および電圧の増加とは絶対値が大きくなる場合を意味し、電流および電圧の減少とは絶対値が小さくなる場合を意味する。
Hereinafter, a plurality of embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. In the embodiments, substantially the same components are denoted by the same reference numerals and description thereof is omitted.
In the following description, the magnitudes of current and voltage are expressed based on the magnitudes of absolute values. An increase in current and voltage means a case where the absolute value becomes large, and a decrease in current and voltage means a case where the absolute value becomes small. Means.

<第1実施形態>
本発明の第1実施形態による点火制御装置は、図1に示すエンジンシステムに設けられている。
[エンジンシステムの構成]
先ず、エンジンシステム10の概略構成について図1を参照して説明する。
図1に示すように、エンジンシステム10は、火花点火式の内燃機関であるエンジン13を備えている。エンジン13は、スロットル弁14を通じて吸気マニホールド15から供給される空気とインジェクタ16から噴射される燃料との混合気を燃焼室17内で燃焼させ、その燃焼時の爆発力によりピストン18を往復運動させる。このピストン18の往復運動は、クランクシャフト19により回転運動に変換されて出力される。燃焼ガスは、排気マニホールド20等を通じて大気中に放出される。
<First Embodiment>
The ignition control apparatus according to the first embodiment of the present invention is provided in the engine system shown in FIG.
[Engine system configuration]
First, a schematic configuration of the engine system 10 will be described with reference to FIG.
As shown in FIG. 1, the engine system 10 includes an engine 13 that is a spark ignition type internal combustion engine. 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. The combustion gas is released into the atmosphere through the exhaust manifold 20 and the like.

燃焼室17の入口すなわちシリンダヘッド21の吸気ポートには吸気弁22が設けられ、また燃焼室17の出口すなわちシリンダヘッド21の排気ポートには排気弁23が設けられている。吸気弁22および排気弁23は、バルブ駆動機構24により開閉駆動される。吸気弁22のバルブタイミングは、可変バルブ機構25により調整される。   An intake valve 22 is provided at the inlet of the combustion chamber 17, that is, the intake port of the cylinder head 21, and an exhaust valve 23 is provided at the outlet of the combustion chamber 17, that is, the exhaust port of the cylinder head 21. The intake valve 22 and the exhaust valve 23 are opened and closed by a valve drive mechanism 24. The valve timing of the intake valve 22 is adjusted by the variable valve mechanism 25.

燃焼室17の混合気の点火は、点火装置30により行われる。点火装置30は、点火プラグ31、イグニッションコイル32、点火回路ユニット33、および、電子制御ユニット34を有し、電子制御ユニット34の指令に基づき点火回路ユニット33を動作させてイグニッションコイル32から点火プラグ31に高電圧を印加することにより、燃焼室17で火花放電を発生させる。なお、点火装置30については後に詳述する。   Ignition of the air-fuel mixture in the combustion chamber 17 is performed by the ignition device 30. The ignition device 30 includes an ignition plug 31, an ignition coil 32, an ignition circuit unit 33, and an electronic control unit 34. The ignition circuit unit 33 is operated based on a command from the electronic control unit 34, and the ignition plug 32 is switched from the ignition coil 32. By applying a high voltage to 31, a spark discharge is generated in the combustion chamber 17. The ignition device 30 will be described in detail later.

電子制御ユニット34は、CPU、ROM、RAMおよび入出力ポート等からなるマイクロコンピュータを有しており、クランクポジションセンサ35、カムポジションセンサ36、水温センサ37、スロットル開度センサ38、および吸気圧センサ39などの各種センサに電気的に接続されている。電子制御ユニット34は、各種センサの検出信号に基づきプログラム処理を実行することによりスロットル弁14、インジェクタ16、可変バルブ機構25、および点火回路ユニット33などを駆動して、エンジン13の運転状態を制御する。   The electronic control unit 34 has a microcomputer including a CPU, ROM, RAM, input / output ports, and the like, and includes a crank position sensor 35, a cam position sensor 36, a water temperature sensor 37, a throttle opening sensor 38, and an intake pressure sensor. It is electrically connected to various sensors such as 39. The electronic control unit 34 controls the operation state of the engine 13 by driving the throttle valve 14, the injector 16, the variable valve mechanism 25, the ignition circuit unit 33 and the like by executing program processing based on detection signals of various sensors. To do.

[点火装置の構成]
次に、点火装置30の構成について図2〜図4を参照して説明する。
図2に示すように、点火装置30は、点火プラグ31、イグニッションコイル32、点火スイッチ40、電流検出回路41、エネルギ投入部42、および電子制御ユニット34などを備えている。点火スイッチ40、電流検出回路41、およびエネルギ投入部42は、点火回路ユニット33に含まれている。また、点火回路ユニット33および電子制御ユニット34は、点火制御装置5を構成している。
[Configuration of ignition device]
Next, the structure of the ignition device 30 will be described with reference to FIGS.
As shown in FIG. 2, the ignition device 30 includes a spark plug 31, an ignition coil 32, an ignition switch 40, a current detection circuit 41, an energy input unit 42, an electronic control unit 34, and the like. The ignition switch 40, the current detection circuit 41, and the energy input unit 42 are included in the ignition circuit unit 33. The ignition circuit unit 33 and the electronic control unit 34 constitute an ignition control device 5.

点火プラグ31は、エンジン13の燃焼室17で所定のギャップを隔てて対向する一対の電極を有し、上記ギャップで絶縁破壊が生じるだけの高電圧が一対の電極間に印加されると放電を発生させる。以下の説明において、「高電圧」とは、点火プラグ31の一対の電極間で放電が発生し得るほどの電圧のことである。   The spark plug 31 has a pair of electrodes facing each other with a predetermined gap in the combustion chamber 17 of the engine 13, and discharges when a high voltage sufficient to cause dielectric breakdown is applied between the pair of electrodes. generate. In the following description, “high voltage” refers to a voltage that can cause discharge between a pair of electrodes of the spark plug 31.

イグニッションコイル32は、一次巻線43と二次巻線44と整流素子45とを有し、公知の昇圧トランスを構成している。一次巻線43は、一端が直流電源46に接続され、他端が点火スイッチ40を介して接地されている。直流電源46は、バッテリから構成され、例えば12V等の一定の直流電圧を供給可能である。二次巻線44は、一次巻線43と磁気的に結合されており、一端が点火プラグ31の一対の電極を介して接地され、他端が整流素子45および電流検出抵抗47を介して接地されている。整流素子45は、ダイオードから構成されており、二次巻線44に流れる電流の向きを整流する。イグニッションコイル32は、一次巻線43を流れる電流の変化に応じて電磁誘導の相互誘導作用により二次巻線44に高電圧を発生させ、この高電圧を点火プラグ31に印加する。本実施形態では、1つの点火プラグに対応してイグニッションコイル32は1つだけ設けられている。以下の説明において、一次巻線43を流れる電流を「一次電流I1」とし、二次巻線44を流れる電流を「二次電流I2」とする。   The ignition coil 32 includes a primary winding 43, a secondary winding 44, and a rectifying element 45, and constitutes a known step-up transformer. The primary winding 43 has one end connected to the DC power supply 46 and the other end grounded via the ignition switch 40. The DC power source 46 is constituted by a battery and can supply a constant DC voltage such as 12V. The secondary winding 44 is magnetically coupled to the primary winding 43, one end is grounded via a pair of electrodes of the spark plug 31, and the other end is grounded via a rectifier element 45 and a current detection resistor 47. Has been. The rectifying element 45 is composed of a diode and rectifies the direction of the current flowing through the secondary winding 44. The ignition coil 32 generates a high voltage in the secondary winding 44 by the mutual induction action of electromagnetic induction in accordance with a change in the current flowing through the primary winding 43, and applies this high voltage to the spark plug 31. In the present embodiment, only one ignition coil 32 is provided corresponding to one spark plug. In the following description, the current flowing through the primary winding 43 is “primary current I1”, and the current flowing through the secondary winding 44 is “secondary current I2”.

二次巻線44に対し点火プラグ31側には、点火プラグ31と並列に二次電圧検出抵抗61、62が接続されている。二次電圧検出抵抗61および二次電圧検出抵抗62は互いに直列に設けられている。電子制御ユニット34は、二次電圧検出抵抗61と二次電圧検出抵抗62との間の電位に基づき、二次巻線44で発生している電圧を検出可能である。以下、二次巻線44で発生している電圧を「二次電圧V2」と記載する。   Secondary voltage detection resistors 61 and 62 are connected in parallel with the spark plug 31 on the spark plug 31 side with respect to the secondary winding 44. The secondary voltage detection resistor 61 and the secondary voltage detection resistor 62 are provided in series with each other. The electronic control unit 34 can detect the voltage generated in the secondary winding 44 based on the potential between the secondary voltage detection resistor 61 and the secondary voltage detection resistor 62. Hereinafter, the voltage generated in the secondary winding 44 is referred to as “secondary voltage V2”.

点火スイッチ40は、IGBTから構成されており、コレクタがイグニッションコイル32の一次巻線43の接地側に接続され、エミッタが接地され、ゲートが電子制御ユニット34に接続されている。エミッタは、整流素子48を介してコレクタに接続されている。点火スイッチ40は、ゲートに入力される点火信号IGTに応じて開閉動作する。具体的には、点火スイッチ40は、点火信号IGTの立ち上がり時にONとなり、点火信号IGTの立ち下がり時にOFFとなる。点火信号IGTは、例えばカムポジションに同期する信号である。直流電源46と一次巻線43との間の電流経路は、点火スイッチ40により導通および遮断が切り替えられる。   The ignition switch 40 is composed of an IGBT, a collector is connected to the ground side of the primary winding 43 of the ignition coil 32, an emitter is grounded, and a gate is connected to the electronic control unit 34. The emitter is connected to the collector via a rectifying element 48. The ignition switch 40 opens and closes according to the ignition signal IGT input to the gate. Specifically, the ignition switch 40 is turned on when the ignition signal IGT rises and turned off when the ignition signal IGT falls. The ignition signal IGT is a signal synchronized with the cam position, for example. The current path between the DC power supply 46 and the primary winding 43 is switched between conduction and interruption by the ignition switch 40.

電流検出回路41は、整流素子45と電流検出抵抗47との間に接続されており、二次電流I2を検出可能である。
エネルギ投入部42は、チョークコイル51、充電スイッチ52、充電スイッチ駆動回路53、コンデンサ54、整流素子55、放電スイッチ56、整流素子57、および放電スイッチ駆動回路58を有している。
The current detection circuit 41 is connected between the rectifying element 45 and the current detection resistor 47, and can detect the secondary current I2.
The energy input unit 42 includes a choke coil 51, a charge switch 52, a charge switch drive circuit 53, a capacitor 54, a rectifier element 55, a discharge switch 56, a rectifier element 57, and a discharge switch drive circuit 58.

チョークコイル51は、一端が直流電源46に接続され、他端が充電スイッチ52を介して接地されている。充電スイッチ52は、MOSFETから構成されており、ドレインがチョークコイル51に接続され、ソースが接地され、ゲートが充電スイッチ駆動回路53に接続されている。充電スイッチ駆動回路53は、充電スイッチ52を開閉駆動可能である。   The choke coil 51 has one end connected to the DC power supply 46 and the other end grounded via the charging switch 52. The charge switch 52 is composed of a MOSFET, the drain is connected to the choke coil 51, the source is grounded, and the gate is connected to the charge switch drive circuit 53. The charge switch drive circuit 53 can drive the charge switch 52 to open and close.

コンデンサ54は、一方の電極が整流素子55を介してチョークコイル51の接地側に接続され、他方の電極が接地されている。整流素子55は、ダイオードから構成されており、コンデンサ54からチョークコイル51および充電スイッチ52への電流の逆流を阻止している。チョークコイル51、充電スイッチ52、コンデンサ54、および整流素子55は、直流電源46の電圧を昇圧して充電する昇圧回路を構成している。   The capacitor 54 has one electrode connected to the ground side of the choke coil 51 via the rectifying element 55 and the other electrode grounded. The rectifying element 55 is composed of a diode, and prevents a backflow of current from the capacitor 54 to the choke coil 51 and the charging switch 52. The choke coil 51, the charging switch 52, the capacitor 54, and the rectifying element 55 constitute a boosting circuit that boosts and charges the voltage of the DC power supply 46.

また、コンデンサ54は、一方の電極が放電スイッチ56および整流素子57を介して一次巻線43の接地側に接続されている。放電スイッチ56は、MOSFETから構成されており、ドレインがコンデンサ54に接続され、ソースが一次巻線43の接地側に接続され、ゲートが放電スイッチ駆動回路58に接続されている。放電スイッチ駆動回路58は、放電スイッチ56を開閉駆動可能である。整流素子57は、ダイオードから構成されており、イグニッションコイル32からコンデンサ54への電流の逆流を阻止している。   The capacitor 54 has one electrode connected to the ground side of the primary winding 43 via the discharge switch 56 and the rectifying element 57. The discharge switch 56 is composed of a MOSFET, the drain is connected to the capacitor 54, the source is connected to the ground side of the primary winding 43, and the gate is connected to the discharge switch drive circuit 58. The discharge switch drive circuit 58 can open and close the discharge switch 56. The rectifying element 57 is composed of a diode, and prevents a backflow of current from the ignition coil 32 to the capacitor 54.

ここで、二次巻線44に高電圧を発生させるために一次巻線43を流れる電流を変化させるやり方は二通りある。一つ目は、直流電源46から一次巻線43への通電を点火スイッチ40で遮断することによって、電磁誘導の自己誘導作用により直流電源46の電圧よりも大きな起電力を瞬間的に一次巻線43に発生させるやり方である。二つ目は、エネルギ投入部42から電気エネルギを投入することによって、一次巻線43に直流電源46から昇圧された電圧Vdcを一次巻線43に印加し電磁誘導の自己誘導作用により二次側に電圧・電流を発生させるやり方である。   Here, there are two ways of changing the current flowing through the primary winding 43 in order to generate a high voltage in the secondary winding 44. First, the energization from the DC power supply 46 to the primary winding 43 is interrupted by the ignition switch 40, so that an electromotive force larger than the voltage of the DC power supply 46 is instantaneously generated by the primary winding due to the self-induction action of electromagnetic induction. 43. Second, by applying electric energy from the energy input unit 42, the voltage Vdc boosted from the DC power supply 46 is applied to the primary winding 43 to the primary winding 43, and the secondary side is caused by the self-induction action of electromagnetic induction. This is a method of generating voltage and current in

本実施形態では、点火制御装置5は、上述の一つ目のやり方のみで放電を発生させる場合と、上述の一つ目のやり方で放電を発生させた後、当該放電の発生中に上述の二つ目のやり方で電気エネルギを重畳的に投入して放電を継続させる場合とを使い分けて点火を実施する。以下、前者の場合の放電を「通常放電」と記載し、後者の場合の放電を「継続放電」と記載する。また、電気エネルギの投入により放電を継続させる期間を継続期間Tcと記載する。   In the present embodiment, the ignition control device 5 generates the discharge only by the first method described above, and generates the discharge by the first method described above, and then generates the discharge during the discharge. Ignition is carried out by properly using the second method in which electric energy is superimposed and the discharge is continued. Hereinafter, the discharge in the former case is referred to as “normal discharge”, and the discharge in the latter case is referred to as “continuous discharge”. In addition, a period in which the discharge is continued by supplying electric energy is described as a continuation period Tc.

充電スイッチ駆動回路53は、電子制御ユニット34から出力される充電信号IGCおよび点火信号IGTに応じて充電スイッチ52を開閉駆動する。充電信号IGCは、継続放電により点火を行うことを指令する信号である。具体的には、充電スイッチ駆動回路53は、コンデンサ54の電圧であるコンデンサ電圧Vdcを検出可能であり、充電信号IGCの立ち上がり時にコンデンサ電圧Vdcが所定の閾値以下である場合、充電スイッチ52をONさせてコンデンサ54への充電を開始する。また、充電スイッチ駆動回路53は、充電信号IGCの立ち上がり中、且つ、点火信号IGTの立ち上がり時にコンデンサ電圧Vdcが閾値以下である場合、充電スイッチ52をONさせてコンデンサ54への充電を開始する。充電スイッチ52がONされるとチョークコイル51にエネルギが蓄えられ、充電スイッチ52がOFFされると、チョークコイル51から放出された電気エネルギがコンデンサ54に充電される。この充電スイッチ52のONとOFFとの繰り返しによりコンデンサ電圧Vdcが昇圧される。コンデンサ54への充電は、コンデンサ電圧Vdcが所定の電圧に達するか、あるいは充電信号IGCまたは点火信号IGTが立ち下がると終了される。   The charge switch drive circuit 53 opens and closes the charge switch 52 according to the charge signal IGC and the ignition signal IGT output from the electronic control unit 34. The charge signal IGC is a signal for instructing ignition by continuous discharge. Specifically, the charge switch drive circuit 53 can detect the capacitor voltage Vdc, which is the voltage of the capacitor 54, and turns on the charge switch 52 when the capacitor voltage Vdc is equal to or lower than a predetermined threshold at the rise of the charge signal IGC. Then, charging of the capacitor 54 is started. Further, the charging switch drive circuit 53 turns on the charging switch 52 and starts charging the capacitor 54 when the charging voltage Idc is equal to or lower than the threshold value during the rising of the charging signal IGC and at the rising time of the ignition signal IGT. When the charging switch 52 is turned on, energy is stored in the choke coil 51, and when the charging switch 52 is turned off, the electric energy released from the choke coil 51 is charged into the capacitor 54. The capacitor voltage Vdc is boosted by repeating the charging switch 52 ON and OFF. Charging of the capacitor 54 is terminated when the capacitor voltage Vdc reaches a predetermined voltage or when the charging signal IGC or the ignition signal IGT falls.

放電スイッチ駆動回路58は、電子制御ユニット34から出力される継続期間信号IGWおよび目標二次電流信号IGAに応じて放電スイッチ56を開閉駆動する。継続期間信号IGWは、継続期間Tcを指示する信号である。目標二次電流信号IGAは、継続期間Tcにおける二次電流I2の目標値である目標二次電流I2*を指令する信号である。具体的には、放電スイッチ駆動回路58は、継続期間信号IGWが立ち上がっている間、電流検出回路41により検出される二次電流I2が目標二次電流I2*に一致するよう放電スイッチ56を開閉駆動する。放電スイッチ56がONされると、コンデンサ54に充電された電気エネルギが一次巻線43の接地側に投入される。 The discharge switch driving circuit 58 opens and closes the discharge switch 56 in accordance with the duration signal IGW and the target secondary current signal IGA output from the electronic control unit 34. The duration signal IGW is a signal that indicates the duration Tc. The target secondary current signal IGA is a signal for instructing a target secondary current I2 * that is a target value of the secondary current I2 in the duration Tc. Specifically, the discharge switch drive circuit 58 opens and closes the discharge switch 56 so that the secondary current I2 detected by the current detection circuit 41 matches the target secondary current I2 * while the duration signal IGW rises. To drive. When the discharge switch 56 is turned on, the electrical energy charged in the capacitor 54 is input to the ground side of the primary winding 43.

電子制御ユニット34は、インジェクタ16の燃料の噴射量を設定する噴射量設定部71、点火スイッチ40を制御する点火スイッチ制御部72、エネルギ投入部42を制御するエネルギ制御部73、点火プラグ31にくすぶりが発生しているか否かを判定するくすぶり判定部74、エンジン13がリーン燃焼運転中であるか否かを判定するリーン燃焼運転判定部75、および、エンジン13の運転をリーン燃焼運転からストイキ燃焼運転に強制的に切り換える運転切換部76を有している。   The electronic control unit 34 includes an injection amount setting unit 71 that sets the fuel injection amount of the injector 16, an ignition switch control unit 72 that controls the ignition switch 40, an energy control unit 73 that controls the energy input unit 42, and a spark plug 31. A smolder determination unit 74 that determines whether smoldering occurs, a lean combustion operation determination unit 75 that determines whether or not the engine 13 is in the lean combustion operation, and the operation of the engine 13 from the lean combustion operation to the stoichiometric operation. An operation switching unit 76 forcibly switching to the combustion operation is provided.

噴射量設定部71は、インジェクタ16の駆動回路59を動作させるための駆動信号INDを出力する。駆動信号INDは、インジェクタ16の燃料噴射量が目標噴射量と一致するように生成される。目標噴射量は、各種センサの検出信号から判断されるエンジン13の運転状態に基づき設定される。
点火スイッチ制御部72は、点火スイッチ40の開閉動作を制御するための点火信号IGTを出力する。点火信号IGTは、例えばカムポジションに基づき判断される点火タイミング(点火時期)よりも前の所定の時期に立ち上げられ点火コイルの通電を開始し、点火タイミングに立ち下げられ点火電流を遮断し点火を開始する。
The injection amount setting unit 71 outputs a drive signal IND for operating the drive circuit 59 of the injector 16. The drive signal IND is generated so that the fuel injection amount of the injector 16 matches the target injection amount. The target injection amount is set based on the operating state of the engine 13 determined from the detection signals of various sensors.
The ignition switch control unit 72 outputs an ignition signal IGT for controlling the opening / closing operation of the ignition switch 40. The ignition signal IGT is raised at a predetermined timing, for example, before the ignition timing (ignition timing) determined based on the cam position, starts energizing the ignition coil, is lowered at the ignition timing, cuts off the ignition current, and is ignited. To start.

エネルギ制御部73は、エネルギ投入部42の駆動を制御するための充電信号IGC、目標二次電流信号IGA、および継続期間信号IGWを出力する。充電信号IGCは、エンジン13の運転状態に基づき、継続放電により点火を行う条件を満たす場合に立ち上げられる。本実施形態では、充電信号IGCは、例えば、エンジン13の水温が比較的低い場合、エンジン13の出力回転数が比較的低い場合、エンジン13の運転がリーン燃焼運転である場合などに立ち上げられる。目標二次電流信号IGAは、目標二次電流I2*に応じて生成される。継続期間信号IGWは、継続期間Tcの開始時に立ち上げられ、また継続期間Tcの終了時に立ち下げられる。本実施形態では、継続期間Tcは、点火スイッチ40のOFFにより放電が開始した二次電流I2が所定の閾値以下となるときに開始される。 The energy control unit 73 outputs a charging signal IGC, a target secondary current signal IGA, and a duration signal IGW for controlling driving of the energy input unit 42. The charge signal IGC is activated when a condition for performing ignition by continuous discharge is satisfied based on the operating state of the engine 13. In the present embodiment, the charging signal IGC is raised, for example, when the water temperature of the engine 13 is relatively low, when the output speed of the engine 13 is relatively low, or when the operation of the engine 13 is a lean combustion operation. . The target secondary current signal IGA is generated according to the target secondary current I2 * . The duration signal IGW is raised at the start of the duration Tc, and is lowered at the end of the duration Tc. In the present embodiment, the continuation period Tc is started when the secondary current I2 that has started discharging by turning off the ignition switch 40 becomes equal to or less than a predetermined threshold value.

くすぶり判定部74は、図3に示すように、継続放電が行われる際、所定の目標二次電流I2*制御のときの放電期間Tc中の二次電圧V2の最大値V2_maxが閾値V2_thより大きい場合、点火プラグ31にくすぶりが発生していると判定する。くすぶりが発生しているときは、二点鎖線で示すように二次電圧V2が閾値V2_thよりも大きくなるが、くすぶりの発生が懸念されないときは、実線で示すように二次電圧V2が閾値V2_thよりも小さくなる。くすぶり判定部74は、特許請求の範囲に記載の「くすぶり判定手段」に相当する。 As shown in FIG. 3, the smolder determination unit 74 has a maximum value V2_max of the secondary voltage V2 during the discharge period Tc during the predetermined target secondary current I2 * control when the continuous discharge is performed, which is larger than the threshold value V2_th. In this case, it is determined that smoldering has occurred in the spark plug 31. When smoldering occurs, the secondary voltage V2 becomes larger than the threshold value V2_th as indicated by a two-dot chain line, but when smoldering is not a concern, the secondary voltage V2 is set to the threshold value V2_th as indicated by a solid line. Smaller than. The smolder determination unit 74 corresponds to “smolder determination unit” described in the claims.

点火タイミングの間隔を点火周期とすると、エネルギ制御部73は、くすぶりが判定された場合、当該判定から点火周期が所定の実施回数Nc経過するまで、点火スイッチ40による放電の発生後の所定時期にエネルギ投入部42に電気エネルギを投入させるくすぶり解消放電制御を実施する。本実施形態では、実施回数Ncは、予め所定の回数に設定されている。また、本実施形態では、くすぶり解消放電制御が実施される場合、放電スイッチ56のONが継続され、エネルギ投入部42のコンデンサ54に充電された全ての電気エネルギが最短時間で一次巻線43の接地側に投入される。これにより、図4に示すように、放電スイッチ56による放電時の二次電流I2の最大値I2max(1)は、点火スイッチ40による放電時の二次電流I2の最大値I2max(2)や、二点鎖線で示す標準の継続放電時の二次電流I2の最大値I2max(3)と比べ、格段に大きくなる。この大電流により、くすぶりの原因となる点火プラグ31の碍子表面のカーボンが短時間で効率よく焼き切られる。くすぶり解消放電は、継続放電の一態様である。エネルギ制御部73は、特許請求の範囲に記載の「エネルギ制御手段」に相当する。   Assuming that the ignition timing interval is the ignition cycle, the energy control unit 73, when smoldering is determined, until a predetermined number of executions Nc elapses from the determination, at a predetermined timing after the occurrence of discharge by the ignition switch 40. The smoldering elimination discharge control for causing the energy input unit 42 to input electric energy is performed. In the present embodiment, the number of executions Nc is set to a predetermined number in advance. In the present embodiment, when the smoldering elimination discharge control is performed, the discharge switch 56 is continuously turned on, and all the electric energy charged in the capacitor 54 of the energy input unit 42 is transferred to the primary winding 43 in the shortest time. It is thrown to the ground side. Accordingly, as shown in FIG. 4, the maximum value I2max (1) of the secondary current I2 during discharge by the discharge switch 56 is the maximum value I2max (2) of the secondary current I2 during discharge by the ignition switch 40, Compared with the maximum value I2max (3) of the secondary current I2 at the time of the standard continuous discharge indicated by a two-dot chain line, it is much larger. Due to this large current, carbon on the insulator surface of the spark plug 31 that causes smoldering is burned out efficiently in a short time. Smoldering elimination discharge is one aspect of continuous discharge. The energy control unit 73 corresponds to “energy control means” described in the claims.

リーン燃焼運転判定部75は、エンジン13の運転状態に基づき、エンジン13がリーン燃焼運転中であるか否かを判定する。リーン燃焼運転判定部75は、特許請求の範囲に記載の「リーン燃焼運転判定手段」に相当する。
運転切換部76は、エンジン13がリーン燃焼運転中である場合、且つ、点火プラグ31のくすぶりが判定されてから点火周期が実施回数Nc経過しても点火プラグ31のくすぶりが解消されない場合、エンジン13の運転をストイキ燃焼運転に切り換える。リーン燃焼運転判定部75は、特許請求の範囲に記載の「リーン燃焼運転判定手段」に相当する。
The lean combustion operation determination unit 75 determines whether or not the engine 13 is in the lean combustion operation based on the operation state of the engine 13. The lean combustion operation determination unit 75 corresponds to “lean combustion operation determination means” recited in the claims.
When the engine 13 is in a lean combustion operation and the smoldering of the spark plug 31 is not eliminated even if the ignition cycle Nc has elapsed since the smoldering of the spark plug 31 is determined, 13 is switched to stoichiometric combustion operation. The lean combustion operation determination unit 75 corresponds to “lean combustion operation determination means” recited in the claims.

[電子制御ユニットの制御作動]
次に、電子制御ユニット34の制御処理について図5のフローチャートを参照して説明する。図5に示す一連の処理は、イグニッションスイッチがONされてからOFFされるまで繰り返し実行される。
ステップS100では、継続放電により点火を行う条件を満たすか否かが判定される。ステップS100の判定が肯定された場合(S100:Yes)、処理はステップS120に移行する。一方、ステップS100の判定が否定された場合(S100:No)、処理はステップS110に移行する。
[Control operation of electronic control unit]
Next, the control process of the electronic control unit 34 will be described with reference to the flowchart of FIG. The series of processing shown in FIG. 5 is repeatedly executed from when the ignition switch is turned on until it is turned off.
In step S100, it is determined whether or not a condition for performing ignition by continuous discharge is satisfied. If the determination in step S100 is affirmative (S100: Yes), the process proceeds to step S120. On the other hand, when determination of step S100 is denied (S100: No), a process transfers to step S110.

ステップS110では、点火プラグ31にくすぶりが発生していることを示すくすぶりフラグが1か否かが判定される。ステップS110の判定が肯定された場合(S110:Yes)、処理はステップS120に移行する。一方、ステップS110の判定が否定された場合(S110:No)、処理はステップS230に移行する。
ステップS120では、充電信号IGCが出力され、充電スイッチ駆動回路53が充電スイッチ52を開閉駆動することによりコンデンサ電圧Vdcを昇圧させる昇圧駆動が開始される。ステップS120の後、処理はステップS130に移行する。
In step S110, it is determined whether or not the smolder flag indicating that smoldering has occurred in the spark plug 31 is 1. If the determination in step S110 is affirmative (S110: Yes), the process proceeds to step S120. On the other hand, when determination of step S110 is denied (S110: No), a process transfers to step S230.
In step S120, the charge signal IGC is output, and the charge switch drive circuit 53 opens and closes the charge switch 52 to start boosting driving to boost the capacitor voltage Vdc. After step S120, the process proceeds to step S130.

ステップS130では、点火タイミングか否かが判定される。点火信号IGTが立ち下がるタイミングが点火タイミングである。ステップS130の判定が肯定された場合(S130:Yes)、処理はステップS140に移行する。一方、ステップS130の判定が否定された場合(S130:No)、ステップS130が繰り返し実行される。
ステップS140では、継続放電を発生させる継続放電制御が実施される。このとき、くすぶりフラグが1である場合、継続期間Tcが最短時間に設定されており、放電スイッチ56のONが継続され、エネルギ投入部42のコンデンサ54に充電された全ての電気エネルギが最短時間で一次巻線43の接地側に投入され、くすぶり解消放電が発生する。ステップS140の後、処理はステップS150に移行する。
In step S130, it is determined whether or not it is an ignition timing. The timing when the ignition signal IGT falls is the ignition timing. If the determination in step S130 is affirmative (S130: Yes), the process proceeds to step S140. On the other hand, when the determination in step S130 is negative (S130: No), step S130 is repeatedly executed.
In step S140, continuous discharge control for generating continuous discharge is performed. At this time, when the smoldering flag is 1, the duration Tc is set to the shortest time, the discharge switch 56 is continuously turned on, and all electric energy charged in the capacitor 54 of the energy input unit 42 is shortest. Is applied to the ground side of the primary winding 43, and smoldering elimination discharge occurs. After step S140, the process proceeds to step S150.

ステップS150では、くすぶりフラグが1か否かが判定される。ステップS150の判定が肯定された場合(S150:Yes)、処理はステップS160に移行する。一方、ステップS150の判定が否定された場合(S150:No)、処理はステップS170に移行する。
ステップS160では、くすぶり放電が実施された回数を示すくすぶり放電カウンタが1だけインクリメントされる。ステップS160の後、処理はステップS170に移行する。
In step S150, it is determined whether or not the smolder flag is 1. If the determination in step S150 is affirmative (S150: Yes), the process proceeds to step S160. On the other hand, when the determination in step S150 is negative (S150: No), the process proceeds to step S170.
In step S160, a smoldering discharge counter indicating the number of times that smoldering discharge has been performed is incremented by one. After step S160, the process proceeds to step S170.

ステップS170では、点火プラグ31にくすぶりが発生しているか否かが判定される。本実施形態では、ステップS140で継続放電が行われた際、放電期間Tc中の二次電圧V2の最大値V2_maxが閾値V2_thより小さい場合、点火プラグ31にくすぶりが発生していると判定される。くすぶりと判定されるとステップS170の判定が肯定判定され(S170:Yes)、処理はステップS180に移行する。一方、ステップS170の判定が否定された場合(S170:No)、処理はステップS190に移行する。   In step S170, it is determined whether or not smoldering has occurred in the spark plug 31. In the present embodiment, when continuous discharge is performed in step S140, if the maximum value V2_max of the secondary voltage V2 during the discharge period Tc is smaller than the threshold value V2_th, it is determined that smoldering has occurred in the spark plug 31. . If it is determined as smoldering, the determination in step S170 is positive (S170: Yes), and the process proceeds to step S180. On the other hand, when determination of step S170 is denied (S170: No), a process transfers to step S190.

ステップS180では、くすぶりフラグが1にセットされ、また、継続期間Tcが最短時間に設定され放電スイッチ56のONが継続される。ステップS180の後、処理は図5に示すルーチンを抜ける。
ステップS190では、くすぶりフラグが0にリセットされ、くすぶり放電カウンタが0にリセットされる。また、継続期間Tcが予め設定された標準値にリセットされる。ステップS190の後、処理は図5に示すルーチンを抜ける。
In step S180, the smoldering flag is set to 1, the continuation period Tc is set to the shortest time, and the discharge switch 56 is continuously turned on. After step S180, the process exits the routine shown in FIG.
In step S190, the smolder flag is reset to 0, and the smolder discharge counter is reset to 0. In addition, the duration Tc is reset to a preset standard value. After step S190, the process exits the routine shown in FIG.

ステップS200では、くすぶり放電カウンタが所定回数以上か否かが判定される。ステップS200の判定が肯定された場合(S200:Yes)、処理はステップS210に移行する。一方、ステップS200の判定が否定された場合(S200:No)、処理は図5に示すルーチンを抜ける。
ステップS210では、エンジン13の運転状態に基づき、エンジン13がリーン燃焼運転中であるか否かが判定される。ステップS210の判定が肯定された場合(S210:Yes)、処理はステップS220に移行する。一方、ステップS210の判定が否定された場合(S210:No)、処理は図5に示すルーチンを抜ける。
ステップS220では、エンジン13の運転がストイキ燃焼運転に切り換えられる。ステップS220の後、処理は図5に示すルーチンを抜ける。
In step S200, it is determined whether the smoldering discharge counter is equal to or greater than a predetermined number. If the determination in step S200 is affirmative (S200: Yes), the process proceeds to step S210. On the other hand, if the determination in step S200 is negative (S200: No), the process exits the routine shown in FIG.
In step S210, based on the operating state of the engine 13, it is determined whether or not the engine 13 is in a lean combustion operation. If the determination in step S210 is affirmative (S210: Yes), the process proceeds to step S220. On the other hand, if the determination in step S210 is negative (S210: No), the process exits the routine shown in FIG.
In step S220, the operation of the engine 13 is switched to the stoichiometric combustion operation. After step S220, the process exits the routine shown in FIG.

ステップS230では、点火タイミングか否かが判定される。ステップS230の判定が肯定された場合(S230:Yes)、処理はステップS240に移行する。一方、ステップS230の判定が否定された場合(S230:No)、ステップS230が繰り返し実行される。
ステップS240では、通常放電を発生させる通常放電制御が実施される。ステップS240の後、処理は図5に示すルーチンを抜ける。
In step S230, it is determined whether or not it is an ignition timing. When the determination in step S230 is affirmed (S230: Yes), the process proceeds to step S240. On the other hand, when the determination in step S230 is negative (S230: No), step S230 is repeatedly executed.
In step S240, normal discharge control for generating normal discharge is performed. After step S240, the process exits the routine shown in FIG.

[効果]
以上説明したように、第1実施形態では、点火制御装置5は、点火スイッチ40、エネルギ投入部42、および電子制御ユニット34を備えている。
エネルギ投入部42は、一次巻線43の接地側に電気エネルギを投入可能であり、当該電気エネルギの投入により二次巻線44に重畳的に二次電流を加算し、放電を維持させる。
電子制御ユニット34は、くすぶり判定部74およびエネルギ制御部73を有している。くすぶり判定部74は、点火プラグ31にくすぶりが発生しているか否かを判定する。エネルギ制御部73は、点火プラグ31のくすぶりが判定された場合、当該判定から点火周期が所定の実施回数Nc経過するまでエネルギ投入部42に電気エネルギの投入を指令する。
[effect]
As described above, in the first embodiment, the ignition control device 5 includes the ignition switch 40, the energy input unit 42, and the electronic control unit 34.
The energy input unit 42 can input electric energy to the ground side of the primary winding 43, and by adding the electric energy, a secondary current is added to the secondary winding 44 in a superimposed manner to maintain the discharge.
The electronic control unit 34 includes a smolder determination unit 74 and an energy control unit 73. The smolder determination unit 74 determines whether smoldering has occurred in the spark plug 31. When the smoldering of the spark plug 31 is determined, the energy control unit 73 instructs the energy input unit 42 to input electric energy until a predetermined number of executions Nc elapses from the determination.

「エネルギ投入部42が1点火周期で投入する電気エネルギ」が大きいほど、点火プラグ31の碍子表面のカーボンを焼き切る能力が高まる。したがって、くすぶりが判定されたときにエネルギ投入部31が電気エネルギを投入することで、燃焼温度が比較的低い状況においても碍子表面のカーボンを短時間で効率よく焼き切ることができる。そのため、第1実施形態によれば、くすぶりの進行を効果的に抑制することができ、失火を抑制可能である。   The greater the “electric energy input by the energy input unit 42 in one ignition cycle”, the higher the ability to burn off the carbon on the insulator surface of the spark plug 31. Therefore, when the smoldering is determined, the energy input unit 31 inputs electric energy, so that carbon on the insulator surface can be burned out efficiently in a short time even in a situation where the combustion temperature is relatively low. Therefore, according to the first embodiment, the progress of smoldering can be effectively suppressed, and misfire can be suppressed.

また、第1実施形態では、くすぶり解消放電制御が実施される場合、放電スイッチ56のONが継続され、エネルギ投入部42のコンデンサ54に充電された全ての電気エネルギが最短時間で一次巻線43の接地側に投入される。
これにより、放電スイッチ56によるくすぶり解消放電時の二次電流I2の最大値I2max(1)は、点火スイッチ40による放電時の二次電流I2の最大値I2max(2)や、標準の継続放電時の二次電流I2の最大値I2max(3)と比べ、格段に大きくなる。この大電流により、点火プラグ31の碍子表面のカーボンをより短時間で効率よく焼き切ることができる。
In the first embodiment, when the smoldering elimination discharge control is performed, the discharge switch 56 is continuously turned on, and all the electric energy charged in the capacitor 54 of the energy input unit 42 is the primary winding 43 in the shortest time. To the ground side.
Thus, the maximum value I2max (1) of the secondary current I2 at the time of smoldering discharge by the discharge switch 56 is the maximum value I2max (2) of the secondary current I2 at the time of discharge by the ignition switch 40, or at the time of standard continuous discharge. Compared to the maximum value I2max (3) of the secondary current I2 of With this large current, the carbon on the insulator surface of the spark plug 31 can be burned out more efficiently in a shorter time.

また、第1実施形態では、電子制御ユニット34は、リーン燃焼運転判定部75および運転切換部76を有している。
リーン燃焼運転判定部75は、エンジン13の運転状態に基づき、エンジン13がリーン燃焼運転中であるか否かを判定する。
運転切換部76は、エンジン13がリーン燃焼運転中である場合、且つ、点火プラグ31のくすぶりが判定されてから点火周期が実施回数Nc経過しても点火プラグ31のくすぶりが解消されない場合、エンジン13の運転をストイキ燃焼運転に切り換える。
このように構成することで燃焼温度が上がり、点火プラグ31の碍子表面のカーボンを焼き切る能力をさらに高めることができる。
In the first embodiment, the electronic control unit 34 includes a lean combustion operation determination unit 75 and an operation switching unit 76.
The lean combustion operation determination unit 75 determines whether or not the engine 13 is in the lean combustion operation based on the operation state of the engine 13.
When the engine 13 is in a lean combustion operation and the smoldering of the spark plug 31 is not eliminated even if the ignition cycle Nc has elapsed since the smoldering of the spark plug 31 is determined, 13 is switched to stoichiometric combustion operation.
With this configuration, the combustion temperature is increased, and the ability to burn off the carbon on the insulator surface of the spark plug 31 can be further enhanced.

<他の実施形態>
本発明の他の実施形態では、くすぶり判定は、継続放電中の二次電圧に基づき判断される方法に限らず、他の公知のくすぶり判定方法により行われてもよい。例えば、くすぶり判定は、点火プラグの絶縁抵抗値に基づき行われてもよいし、通常放電中の二次電流に基づき行われてもよいし、放電にいたる二次電圧の立ち上がり時間の変化に基づき実施してもよいし、放電にいたる前の二次電圧印加中における二次電流漏洩量に基づき実施してもよいし、点火後に燃焼室で生じるイオン電流に基づき行われてもよい。
<Other embodiments>
In another embodiment of the present invention, the smolder determination is not limited to a method determined based on the secondary voltage during continuous discharge, but may be performed by another known smolder determination method. For example, the smoldering determination may be performed based on the insulation resistance value of the spark plug, may be performed based on the secondary current during normal discharge, or may be performed based on the change in the rise time of the secondary voltage leading to discharge. It may be performed based on the amount of secondary current leakage during application of the secondary voltage before discharging, or may be performed based on ion current generated in the combustion chamber after ignition.

本発明の他の実施形態では、電子制御ユニットのエネルギ制御部は、くすぶり解消放電制御を実施するとき、必ずしもコンデンサ54に充電された全ての電気エネルギを最短時間で投入しなくてもよい。例えば、電気エネルギが断続的に投入されてもよい。少なくとも、通常の放電維持電流よりも多くまたは、長く放電が継続するようエネルギ投入部から電気エネルギが投入されれば、点火プラグの碍子表面のカーボンを焼き切る能力を高めることができる。
本発明の他の実施形態では、くすぶり度合いに応じてくすぶり解消放電の実施回数を変更してもよい。例えば、くすぶり度合いは、二次電圧V2_maxと閾値V2_thとの差に基づき判断され得る。具体的には、くすぶり度合いが大きいほど(二次電圧V2_maxと閾値V2_thとの差が大きいほど)くすぶり解消放電の実施回数を増やしてもよい。
In another embodiment of the present invention, the energy control unit of the electronic control unit does not necessarily have to input all the electric energy charged in the capacitor 54 in the shortest time when performing the smoldering elimination discharge control. For example, electrical energy may be intermittently input. At least, if the electric energy is input from the energy input unit so that the discharge continues longer or longer than the normal discharge sustaining current, the ability to burn off the carbon on the insulator surface of the spark plug can be enhanced.
In another embodiment of the present invention, the number of smoldering elimination discharges may be changed according to the smoldering degree. For example, the smoldering degree can be determined based on the difference between the secondary voltage V2_max and the threshold value V2_th. Specifically, the number of smolder elimination discharges may be increased as the smoldering degree is larger (as the difference between the secondary voltage V2_max and the threshold value V2_th is larger).

前述の実施形態では、継続期間Tcは、点火スイッチ40のOFFにより増加した二次電流I2が所定の閾値以下となるときに開始されていた。これに対し、本発明の他の実施形態では、継続期間Tcは、例えば点火スイッチのOFFから所定時間が経過したときに開始されてもよい。
前述の実施形態では、二次電流I2は、電流検出回路41による検出値が目標二次電流I2*に一致するように放電スイッチ56が開閉駆動されることによりフィードバック制御されていた。これに対し、本発明の他の実施形態では、二次電流I2は、電流検出回路からのフィードバック値によらず例えばマップ等から設定された駆動信号により放電スイッチ56が開閉駆動されるオープン制御によることにより制御されてもよい。
In the above-described embodiment, the duration Tc is started when the secondary current I2 increased by turning off the ignition switch 40 becomes equal to or less than a predetermined threshold. On the other hand, in another embodiment of the present invention, the duration period Tc may be started when a predetermined time elapses after the ignition switch is turned off, for example.
In the above-described embodiment, the secondary current I2 is feedback-controlled by opening and closing the discharge switch 56 so that the value detected by the current detection circuit 41 matches the target secondary current I2 * . On the other hand, in another embodiment of the present invention, the secondary current I2 is based on an open control in which the discharge switch 56 is driven to open and close by a drive signal set from a map or the like without depending on a feedback value from the current detection circuit. May be controlled.

前述の実施形態では、1つの点火プラグ31に対応してイグニッションコイル32と点火スイッチ40とエネルギ投入部42とが1つだけ設けられ、エネルギ投入部42は、点火スイッチ40のOFFにより発生する放電中に一次巻線43の接地側に電気エネルギを重畳的に投入することにより放電を継続させていた。これに対し、本発明の他の実施形態では、1つの点火プラグに対応して2つのイグニッションコイルと2つの点火スイッチとが設けられ、主放電後に交互に放電を維持させるものにおいてはくすぶり検出時にコイル電源電圧を昇圧してエネルギを高めたり、交互に実施する動作間隔を重ねて動作させることにより放電維持電流を増加させてもよい。   In the above-described embodiment, only one ignition coil 32, ignition switch 40, and energy input unit 42 are provided corresponding to one ignition plug 31, and the energy input unit 42 is a discharge generated by turning off the ignition switch 40. Discharging was continued by superimposing electric energy on the ground side of the primary winding 43 inside. On the other hand, in another embodiment of the present invention, two ignition coils and two ignition switches are provided corresponding to one ignition plug, and in the case of maintaining discharge alternately after main discharge, when smolder is detected The discharge sustaining current may be increased by boosting the coil power supply voltage to increase the energy, or by operating with overlapping operation intervals.

本発明の他の実施形態では、点火スイッチは、IGBTに限らず他のトランジスタから構成されてもよい。
本発明の他の実施形態では、充電スイッチは、例えばIGBT等の他のトランジスタから構成されてもよい。
本発明の他の実施形態では、放電スイッチは、例えばIGBT等の他のトランジスタから構成されてもよい。
本発明の他の実施形態では、直流電源は、バッテリに限らず、例えば交流電源をスイッチングレギュレータ等によって安定化した直流安定化電源、または、バッテリ電圧をDC−DCコンバータ等によって昇圧したもの等から構成されてもよい。
In another embodiment of the present invention, the ignition switch is not limited to the IGBT but may be composed of other transistors.
In other embodiments of the present invention, the charge switch may be composed of other transistors such as IGBTs.
In other embodiments of the present invention, the discharge switch may be composed of other transistors such as IGBTs.
In another embodiment of the present invention, the direct current power source is not limited to a battery, for example, a direct current stabilized power source in which an alternating current power source is stabilized by a switching regulator or the like, or a battery voltage boosted by a DC-DC converter or the like. It may be configured.

前述の実施形態では、電子制御ユニット34は、スロットル弁14、インジェクタ16、可変バルブ機構25、点火スイッチ40およびエネルギ投入部42を駆動する手段を一括して有していた。これに対し、本発明の他の実施形態では、点火スイッチおよびエネルギ投入部を駆動する手段、すなわち点火スイッチ制御部およびエネルギ制御部は、スロットル弁、インジェクタ、可変バルブ機構を駆動する手段とは別のユニットに設けられてもよい。
本発明は、上述した実施形態に限定されるものではなく、発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々の形態で実施可能である。
In the above-described embodiment, the electronic control unit 34 collectively has means for driving the throttle valve 14, the injector 16, the variable valve mechanism 25, the ignition switch 40, and the energy input unit 42. On the other hand, in another embodiment of the present invention, the means for driving the ignition switch and the energy input unit, that is, the ignition switch control unit and the energy control unit are different from the means for driving the throttle valve, the injector, and the variable valve mechanism. The unit may be provided.
The present invention is not limited to the embodiments described above, and can be implemented in various forms without departing from the spirit of the invention.

5 ・・・点火制御装置
13 ・・・エンジン(内燃機関)
17 ・・・燃焼室
30 ・・・点火装置
31 ・・・点火プラグ
32 ・・・イグニッションコイル
40 ・・・点火スイッチ
42 ・・・エネルギ投入部
43 ・・・一次巻線
44 ・・・二次巻線
46 ・・・直流電源(電源)
73 ・・・エネルギ制御部(エネルギ制御手段)
74 ・・・くすぶり判定部(くすぶり判定手段)
5 ... Ignition control device 13 ... Engine (internal combustion engine)
17 ... Combustion chamber 30 ... Ignition device 31 ... Ignition plug 32 ... Ignition coil 40 ... Ignition switch 42 ... Energy input part 43 ... Primary winding 44 ... Secondary Winding 46 ... DC power supply (power supply)
73 ... Energy control unit (energy control means)
74 ... Smoldering determination unit (smoldering determination means)

Claims (6)

内燃機関(13)の燃焼室(17)の混合気に点火する点火装置(30)を構成し、イグニッションコイル(32)の一次巻線(43)を流れる電流を変化させることで相互誘導作用により二次巻線(44)に高電圧を発生させ、当該二次巻線に接続する点火プラグ(31)で放電を発生させる点火制御装置(5)であって、
電源と前記一次巻線との間の電流経路の導通および遮断を切り替え可能であり、前記電流経路を遮断することにより前記二次巻線に高電圧を発生させ放電を開始させる点火スイッチ(40)と、
前記二次巻線の放電維持電流を供給するエネルギ投入部(42)と、
前記点火プラグにくすぶりが発生しているか否かを判定するくすぶり判定手段(74)と、
前記点火プラグの点火タイミングの間隔を点火周期とすると、前記点火プラグにくすぶりが発生していると判定された場合、当該判定から前記点火周期が所定の実施回数(Nc)経過するまで前記エネルギ投入部に電気エネルギの投入を指令するエネルギ制御手段(73)と、
を備え
前記エネルギ制御手段は、前記点火プラグにくすぶりが発生していると判定された場合、前記エネルギ投入部に充電された電気エネルギを前記一次巻線の接地側に投入させて、くすぶり発生前よりも放電維持電流を増加させることを特徴とする点火制御装置。
An ignition device (30) for igniting the air-fuel mixture in the combustion chamber (17) of the internal combustion engine (13) is configured, and the current flowing through the primary winding (43) of the ignition coil (32) is changed to thereby cause mutual induction. An ignition control device (5) for generating a high voltage in a secondary winding (44) and generating a discharge in a spark plug (31) connected to the secondary winding,
An ignition switch (40) capable of switching between conduction and interruption of a current path between a power source and the primary winding, and generating a high voltage in the secondary winding by starting the discharge by cutting off the current path. When,
An energy input unit (42) for supplying a discharge sustaining current of the secondary winding;
Smolder determining means (74) for determining whether smoldering has occurred in the spark plug;
When it is determined that smoldering has occurred in the spark plug, where the ignition timing interval of the spark plug is an ignition cycle, the energy input is performed until the predetermined number of executions (Nc) of the ignition cycle elapses from the determination. Energy control means (73) for instructing the unit to input electric energy;
Equipped with a,
When it is determined that smoldering has occurred in the spark plug, the energy control means causes the electric energy charged in the energy input unit to be input to the ground side of the primary winding, so that the smoldering occurs before smoldering occurs. An ignition control device characterized by increasing a discharge sustaining current .
内燃機関(13)の燃焼室(17)の混合気に点火する点火装置(30)を構成し、イグニッションコイル(32)の一次巻線(43)を流れる電流を変化させることで相互誘導作用により二次巻線(44)に高電圧を発生させ、当該二次巻線に接続する点火プラグ(31)で放電を発生させる点火制御装置(5)であって、
電源と前記一次巻線との間の電流経路の導通および遮断を切り替え可能であり、前記電流経路を遮断することにより前記二次巻線に高電圧を発生させ放電を開始させる点火スイッチ(40)と、
前記二次巻線の放電維持電流を供給するエネルギ投入部(42)と、
前記点火プラグにくすぶりが発生しているか否かを判定するくすぶり判定手段(74)と、
前記点火プラグの点火タイミングの間隔を点火周期とすると、前記点火プラグにくすぶりが発生していると判定された場合、当該判定から前記点火周期が所定の実施回数(Nc)経過するまで前記エネルギ投入部に電気エネルギの投入を指令するエネルギ制御手段(73)と、
を備え
前記エネルギ制御手段は、前記点火プラグにくすぶりが発生していると判定された場合、前記放電維持電流の最大値(I2max(1))を、くすぶり発生前よりも大きくすることを特徴とする点火制御装置。
An ignition device (30) for igniting the air-fuel mixture in the combustion chamber (17) of the internal combustion engine (13) is configured, and the current flowing through the primary winding (43) of the ignition coil (32) is changed to thereby cause mutual induction. An ignition control device (5) for generating a high voltage in a secondary winding (44) and generating a discharge in a spark plug (31) connected to the secondary winding,
An ignition switch (40) capable of switching between conduction and interruption of a current path between a power source and the primary winding, and generating a high voltage in the secondary winding by starting the discharge by cutting off the current path. When,
An energy input unit (42) for supplying a discharge sustaining current of the secondary winding;
Smolder determining means (74) for determining whether smoldering has occurred in the spark plug;
When it is determined that smoldering has occurred in the spark plug, where the ignition timing interval of the spark plug is an ignition cycle, the energy input is performed until the predetermined number of executions (Nc) of the ignition cycle elapses from the determination. Energy control means (73) for instructing the unit to input electric energy;
Equipped with a,
When it is determined that smoldering has occurred in the spark plug, the energy control means makes the maximum value (I2max (1)) of the discharge sustaining current larger than before smoldering. Control device.
内燃機関(13)の燃焼室(17)の混合気に点火する点火装置(30)を構成し、イグニッションコイル(32)の一次巻線(43)を流れる電流を変化させることで相互誘導作用により二次巻線(44)に高電圧を発生させ、当該二次巻線に接続する点火プラグ(31)で放電を発生させる点火制御装置(5)であって、
電源と前記一次巻線との間の電流経路の導通および遮断を切り替え可能であり、前記電流経路を遮断することにより前記二次巻線に高電圧を発生させ放電を開始させる点火スイッチ(40)と、
前記二次巻線の放電維持電流を供給するエネルギ投入部(42)と、
前記点火プラグにくすぶりが発生しているか否かを判定するくすぶり判定手段(74)と、
前記点火プラグの点火タイミングの間隔を点火周期とすると、前記点火プラグにくすぶりが発生していると判定された場合、当該判定から前記点火周期が所定の実施回数(Nc)経過するまで前記エネルギ投入部に電気エネルギの投入を指令するエネルギ制御手段(73)と、
を備え
前記エネルギ制御手段は、前記点火プラグにくすぶりが発生していると判定された場合、前記放電維持電流の最大値(I2max(1))を、前記点火スイッチによる放電時の二次電流の最大値(I2max(2))よりも大きくすることを特徴とする点火制御装置。
An ignition device (30) for igniting the air-fuel mixture in the combustion chamber (17) of the internal combustion engine (13) is configured, and the current flowing through the primary winding (43) of the ignition coil (32) is changed to thereby cause mutual induction. An ignition control device (5) for generating a high voltage in a secondary winding (44) and generating a discharge in a spark plug (31) connected to the secondary winding,
An ignition switch (40) capable of switching between conduction and interruption of a current path between a power source and the primary winding, and generating a high voltage in the secondary winding by starting the discharge by cutting off the current path. When,
An energy input unit (42) for supplying a discharge sustaining current of the secondary winding;
Smolder determining means (74) for determining whether smoldering has occurred in the spark plug;
When it is determined that smoldering has occurred in the spark plug, where the ignition timing interval of the spark plug is an ignition cycle, the energy input is performed until the predetermined number of executions (Nc) of the ignition cycle elapses from the determination. Energy control means (73) for instructing the unit to input electric energy;
Equipped with a,
When it is determined that smoldering has occurred in the spark plug, the energy control means sets the maximum value of the discharge sustaining current (I2max (1)) as the maximum value of the secondary current during discharge by the ignition switch. An ignition control device characterized by being larger than (I2max (2)) .
前記エネルギ投入部(42)は、前記電源の電圧を昇圧して充電可能であり、前記一次巻線の接地側に電気エネルギを投入可能であることを特徴とする請求項1〜3のいずれか一項に記載の点火制御装置。 The said energy input part (42) can boost and charge the voltage of the said power supply, and can input an electrical energy to the ground side of the said primary winding, The one of Claims 1-3 characterized by the above-mentioned. The ignition control device according to one item . 前記点火スイッチは、前記点火プラグの点火タイミングに合わせて前記電流経路を遮断することにより前記点火プラグに放電を発生させ、
前記エネルギ投入部は、前記点火スイッチによる放電の発生中に前記一次巻線の接地側に電気エネルギを重畳的に投入することにより放電を継続させることを特徴とする請求項1〜4のいずれか一項に記載の点火制御装置。
The ignition switch generates a discharge in the spark plug by interrupting the current path in accordance with the ignition timing of the spark plug,
The said energy input part continues discharge by superimposing electric energy on the ground side of the said primary winding during generation | occurrence | production of the discharge by the said ignition switch, The discharge is continued . The ignition control device according to one item .
前記内燃機関がリーン燃焼運転中であるか否かを判定するリーン燃焼運転判定手段と、
前記内燃機関がリーン燃焼運転中である場合、且つ、前記点火プラグにくすぶりが発生していると判定されてから前記点火周期が前記実施回数経過しても前記点火プラグのくすぶりが解消されない場合、前記内燃機関の運転をストイキ燃焼運転に切り換える運転切換手段と、
をさらに備えることを特徴とする請求項1〜のいずれか一項に記載の点火制御装置。
Lean combustion operation determination means for determining whether or not the internal combustion engine is in a lean combustion operation;
When the internal combustion engine is in a lean combustion operation, and the smoldering of the spark plug is not eliminated even after the number of executions of the ignition cycle after it is determined that the smoldering has occurred in the spark plug, Operation switching means for switching the operation of the internal combustion engine to stoichiometric combustion operation;
The ignition control device according to any one of claims 1 to 5 , further comprising:
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