JP6418811B2

JP6418811B2 - Control device for internal combustion engine

Info

Publication number: JP6418811B2
Application number: JP2014132678A
Authority: JP
Inventors: 守人浅野
Original assignee: Daihatsu Motor Co Ltd
Current assignee: Daihatsu Motor Co Ltd
Priority date: 2014-06-27
Filing date: 2014-06-27
Publication date: 2018-11-07
Anticipated expiration: 2034-06-27
Also published as: JP2016011606A

Description

本発明は、火花点火式内燃機関の制御装置に関する。 The present invention relates to a control device for a spark ignition type internal combustion engine.

火花点火式内燃機関において、気筒に充填された混合気に点火するための点火プラグは、点火コイルにて発生する誘導電圧の印加を受けて、中心電極と接地電極との間で火花放電を惹起する。 In a spark ignition type internal combustion engine, a spark plug for igniting an air-fuel mixture filled in a cylinder receives a voltage induced by an ignition coil and causes a spark discharge between a center electrode and a ground electrode. To do.

点火コイルに通電する電気回路上には、半導体スイッチング素子を有するイグナイタが設けられている。イグナイタの半導体スイッチを点弧すると、点火コイルの一次側に電流が流れる。一次側コイルを流れる一次電流は、半導体スイッチを点弧している間逓増する。その後、然るべき火花点火のタイミングにて半導体スイッチを消弧すると、一次電流が遮断された瞬間の自己誘導作用により点火コイルの一次側に高電圧が発生する。そして、一次側と磁気回路及び磁束を共有する二次側コイルにさらに高い誘導電圧が発生する。この高い誘導電圧が点火プラグの中心電極に印加されることで、中心電極と接地電極との間に火花放電が生じる（例えば、下記特許文献を参照）。 An igniter having a semiconductor switching element is provided on an electric circuit for energizing the ignition coil. When the igniter semiconductor switch is ignited, a current flows to the primary side of the ignition coil. The primary current flowing through the primary coil increases while firing the semiconductor switch. Thereafter, when the semiconductor switch is extinguished at an appropriate spark ignition timing, a high voltage is generated on the primary side of the ignition coil by the self-induction action at the moment when the primary current is cut off. Then, a higher induced voltage is generated in the secondary side coil sharing the magnetic circuit and magnetic flux with the primary side. When this high induction voltage is applied to the center electrode of the spark plug, a spark discharge is generated between the center electrode and the ground electrode (see, for example, the following patent document).

特開２０１４−００５７５０号公報JP 2014-005750 A

火花放電を惹起するために点火プラグに入力する電気エネルギの大きさは、半導体スイッチを消弧する時点で点火コイルの一次側コイルを流れている一次電流の大きさに依存する。つまり、一次側コイルへの通電時間を長くとるほど、点火プラグに入力する電気エネルギを大きくすることができる。 The magnitude of the electric energy input to the spark plug to cause the spark discharge depends on the magnitude of the primary current flowing through the primary coil of the ignition coil when the semiconductor switch is extinguished. That is, the longer the energization time for the primary coil, the greater the electrical energy input to the spark plug.

そして、点火プラグに入力する電気エネルギ、即ち火花放電のエネルギが増大するほど、気筒における混合気の燃焼性が向上し、当該気筒において熱−機械エネルギ変換により取り出される機械的エネルギが増加することが期待できる。 As the electric energy input to the spark plug, that is, the spark discharge energy, increases, the combustibility of the air-fuel mixture in the cylinder improves, and the mechanical energy extracted by heat-mechanical energy conversion in the cylinder increases. I can expect.

しかし、点火プラグに入力する電気エネルギは元来、内燃機関により駆動される発電機によって発電されている。点火プラグに入力する電気エネルギを増大させることは、発電機が発電のために消費する機械的エネルギが増加することを意味する。従って、点火プラグに入力する電気エネルギを徒に増大させても、内燃機関の燃費が良化するとは限らない。却って効率が悪化する可能性もある。 However, the electric energy input to the spark plug is originally generated by a generator driven by an internal combustion engine. Increasing the electrical energy input to the spark plug means that the mechanical energy consumed by the generator for power generation increases. Therefore, even if the electric energy input to the spark plug is increased, the fuel consumption of the internal combustion engine is not always improved. On the other hand, the efficiency may deteriorate.

本発明は、以上の問題に初めて着目してなされたものであり、火花点火式内燃機関の燃費性能のより一層の向上を図ることを所期の目的としている。 The present invention has been made paying attention to the above-mentioned problems for the first time, and an object of the present invention is to further improve the fuel efficiency of a spark ignition type internal combustion engine.

上述した課題を解決するべく、本発明では、気筒に設置した点火プラグにおいて火花放電を惹起して気筒内の混合気に点火する火花点火式内燃機関を制御するものであって、点火プラグに入力する電気エネルギを増大させることによって内燃機関が出力する機械的エネルギが増加する量が、内燃機関により駆動されて発電する発電機が同点火プラグに入力する電気エネルギの増大分を発電するために余分に費やす機械的エネルギの量を下回らない限度で、点火プラグに入力する電気エネルギの量を大きく設定することとし、
現在の内燃機関の運転領域に応じて設定するベース点火エネルギを、エンジン回転数が顕著に高い高回転域を除きエンジン回転数が高いほど減少させるとともに、内燃機関の負荷が低いほど増大させる内燃機関の制御装置を構成した。 In order to solve the above-described problems, the present invention controls a spark ignition type internal combustion engine that causes a spark discharge in a spark plug installed in a cylinder to ignite an air-fuel mixture in the cylinder. The amount of increase in the mechanical energy output by the internal combustion engine by increasing the electrical energy to be generated is extra to generate the increase in the electrical energy input to the spark plug by the generator driven by the internal combustion engine to generate electricity. The amount of electrical energy input to the spark plug should be set to a large value so that it does not fall below the amount of mechanical energy spent on
An internal combustion engine in which the base ignition energy set according to the current operating range of the internal combustion engine is reduced as the engine speed is higher except for a high engine speed where the engine speed is significantly high, and is increased as the load of the internal combustion engine is lower The control device was configured.

本発明によれば、火花点火式内燃機関の燃費性能のより一層の向上を図り得る。 ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the further improvement of the fuel consumption performance of a spark ignition type internal combustion engine can be aimed at.

本発明の一実施形態における内燃機関の概略構成を示す図。The figure which shows schematic structure of the internal combustion engine in one Embodiment of this invention. 同実施形態における火花点火装置の回路図。The circuit diagram of the spark ignition device in the embodiment. イグナイタの点弧から火花点火へと至る期間における、点火コイルの一次側コイルを流れる一次電流の推移を示す図。The figure which shows transition of the primary current which flows through the primary side coil of an ignition coil in the period from ignition of an igniter to spark ignition. 内燃機関の気筒における燃焼圧及びイオン電流のそれぞれの推移を示す図。The figure which shows each transition of the combustion pressure and the ionic current in the cylinder of an internal combustion engine. ある運転領域におけるベース点火エネルギと内燃機関の燃費との関係を模式的に示す図。The figure which shows typically the relationship between the base ignition energy in a certain driving | running | working area | region, and the fuel consumption of an internal combustion engine. 内燃機関の運転領域とベース点火エネルギとの関係を例示する図。The figure which illustrates the relationship between the operation area | region of an internal combustion engine, and base ignition energy.

本発明の一実施形態を、図面を参照して説明する。図１に、本実施形態における車両用内燃機関の概要を示す。本実施形態における内燃機関は、火花点火式の４ストロークガソリンエンジンであり、複数の気筒１（図１には、そのうち一つを図示している）を具備している。各気筒１の吸気ポート近傍には、燃料を噴射するインジェクタ１１を設けている。また、各気筒１の燃焼室の天井部に、点火プラグ１２を取り付けてある。 An embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 shows an outline of an internal combustion engine for a vehicle in the present embodiment. The internal combustion engine in the present embodiment is a spark ignition type 4-stroke gasoline engine, and includes a plurality of cylinders 1 (one of which is shown in FIG. 1). In the vicinity of the intake port of each cylinder 1, an injector 11 for injecting fuel is provided. A spark plug 12 is attached to the ceiling of the combustion chamber of each cylinder 1.

図２に、火花点火用の電気回路を示している。点火プラグ１２は、点火コイル１４にて発生した誘導電圧の印加を受けて、中心電極と接地電極との間で火花放電を惹起するものである。点火コイル１４は、半導体スイッチング素子１３１を有するイグナイタ１３とともに、コイルケースに一体的に内蔵される。 FIG. 2 shows an electric circuit for spark ignition. The spark plug 12 receives spark voltage generated by the ignition coil 14 and causes spark discharge between the center electrode and the ground electrode. The ignition coil 14 is integrally incorporated in the coil case together with the igniter 13 having the semiconductor switching element 131.

内燃機関の制御装置たるＥＣＵ（ＥｌｅｃｔｒｏｎｉｃＣｏｎｔｒｏｌＵｎｉｔ）０からの点火信号ｉをイグナイタ１３が受けると、まずイグナイタ１３の半導体スイッチ１３１が点弧して点火コイル１４の一次側に電流が流れ、その直後の火花点火のタイミングで半導体スイッチ１３１が消弧してこの電流が遮断される。すると、自己誘導作用が起こり、一次側に高電圧が発生する。そして、一次側と二次側とは磁気回路及び磁束を共有するので、二次側にさらに高い誘導電圧が発生する。二次側の誘導電圧は、１０ｋＶないし３０ｋＶに達する。この高い誘導電圧が点火プラグ１２の中心電極に印加され、中心電極と接地電極との間で火花放電する。 When the igniter 13 receives an ignition signal i from an ECU (Electronic Control Unit) 0, which is a control device for the internal combustion engine, first, the semiconductor switch 131 of the igniter 13 is ignited and a current flows to the primary side of the ignition coil 14, immediately thereafter. At this spark ignition timing, the semiconductor switch 131 extinguishes and this current is cut off. Then, a self-induction action occurs, and a high voltage is generated on the primary side. Since the primary side and the secondary side share the magnetic circuit and the magnetic flux, a higher induced voltage is generated on the secondary side. The induced voltage on the secondary side reaches 10 kV to 30 kV. This high induction voltage is applied to the center electrode of the spark plug 12, and a spark discharge occurs between the center electrode and the ground electrode.

点火コイル１４の一次側コイルは、半導体スイッチ１３１を介して車載の電源バッテリ１７に接続する。半導体スイッチ１３１を点弧し、バッテリ１７から供給される直流電圧を一次側コイルに印加して通電を開始すると、一次側コイルを含む一次側（低圧系）の回路を流れる一次電流は逓増する。 The primary coil of the ignition coil 14 is connected to the in-vehicle power supply battery 17 via the semiconductor switch 131. When the semiconductor switch 131 is ignited and a DC voltage supplied from the battery 17 is applied to the primary side coil to start energization, the primary current flowing through the primary side (low voltage system) circuit including the primary side coil increases.

図３に、一次側コイルへの通電開始後の一次電流の推移を例示する。図３中、電流制限機能が働かない場合を破線で描画し、電流制限機能が働く場合を一点鎖線で描画している（実線については、後述する）。バッテリ１７及び一次側コイルを含む一次側の電気回路をＲＬ直列回路と仮定すると、ｔ＝０時点にて直流電圧Ｅを印加した場合の一次電流Ｉ（ｔ）は、
Ｉ（ｔ）≒｛１−ｅ^-(R/L)t｝Ｅ／Ｒ
となる。即ち、過渡現象として一次電流は逓増するが、その増加の速さは徐々に衰える。十分に長い時間が経過すると、図３中の破線のように一次電流はＥ／Ｒに飽和する。 FIG. 3 illustrates the transition of the primary current after the start of energization of the primary coil. In FIG. 3, the case where the current limiting function does not work is drawn with a broken line, and the case where the current limiting function works is drawn with a one-dot chain line (the solid line will be described later). Assuming that the primary side electric circuit including the battery 17 and the primary side coil is an RL series circuit, the primary current I (t) when the DC voltage E is applied at time t = 0 is
I (t) ≈ {1-e- ^{(R / L) t} } E / R
It becomes. That is, the primary current increases as a transient phenomenon, but the rate of increase gradually decreases. When a sufficiently long time elapses, the primary current saturates to E / R as shown by the broken line in FIG.

イグナイタ１３は、一次電流の過大化を抑制する電流制限機能を有している。この電流制限機能は、今日普及している既製のイグナイタのそれと同様である。具体的には、制御回路１３２が、検出抵抗１３３を介して、一次電流を当該抵抗１３３の両端間電圧の形で恒常的に計測する。そして、その一次電流（抵抗１３３の両端間電圧）の大きさが規定値以下である間は半導体スイッチ１３１を点弧する一方、規定値を超えたときには半導体スイッチ１３１を消弧する。これにより、一次電流を図３中の一点鎖線のように規定値にクリップする。 The igniter 13 has a current limiting function that suppresses excessive primary current. This current limiting function is similar to that of off-the-shelf igniters that are popular today. Specifically, the control circuit 132 constantly measures the primary current in the form of the voltage across the resistor 133 via the detection resistor 133. The semiconductor switch 131 is ignited while the magnitude of the primary current (voltage across the resistor 133) is equal to or less than a specified value, while the semiconductor switch 131 is extinguished when the magnitude exceeds the specified value. As a result, the primary current is clipped to the specified value as indicated by the alternate long and short dash line in FIG.

なお、イグナイタ１３は、点火コイル１４またはイグナイタ１３自身の温度が上限値を超えるような異常発熱を感知した場合に、一次側コイルへの通電を強制的に遮断する機能をも有している。 The igniter 13 also has a function of forcibly shutting off the energization of the primary coil when detecting abnormal heat generation such that the temperature of the ignition coil 14 or the igniter 13 itself exceeds the upper limit value.

本実施形態における点火コイル１４は、気筒１に充填された混合気への火花点火のために最低限必要となるエネルギよりもずっと大きな放電エネルギを発生させることのできる、従来のコイルと比べて大きなインダクタンスを有するものである。 The ignition coil 14 in the present embodiment is larger than a conventional coil that can generate discharge energy much larger than the energy required at the minimum for spark ignition of the air-fuel mixture filled in the cylinder 1. It has an inductance.

気筒１の燃焼室内に充填された混合気に着火するために必要となる火花放電のエネルギは、通常３０ｍＪ程度である。従来の点火コイルは、専ら３０ｍＪ程度の電気エネルギの印加を受けて火花放電電圧を発生させることを想定したものである。故に、その耐熱限界も、３０ｍＪないし５０ｍＪ程度のエネルギなら十分に耐えられるという程度に過ぎない。 The energy of the spark discharge required for igniting the air-fuel mixture filled in the combustion chamber of the cylinder 1 is usually about 30 mJ. The conventional ignition coil is assumed to generate a spark discharge voltage by receiving electric energy of about 30 mJ exclusively. Therefore, the heat resistance limit is only enough to withstand energy of about 30 mJ to 50 mJ.

これに対し、本実施形態では、必要に応じて火花放電のエネルギを増強することを考えており、最大で１００ｍＪないし１３０ｍＪの電気エネルギを点火コイル１４に印加する。従来の点火コイルに１００ｍＪもの大きな電気エネルギを印加すると、これが過加熱して損傷する懸念がある。本実施形態における点火コイル１４は、混合気への火花点火のために必要となる電気エネルギよりもずっと大きな電気エネルギを蓄積することができ、また、そのような大きな電気エネルギが印加されたとしても発熱による損傷を生じないような高い耐熱性を有するものである。勿論、火花点火に最低限必要な程度の電気エネルギのみを点火コイル１４に印加するようにして、エネルギの浪費を避けることも可能である。 On the other hand, in this embodiment, it is considered to increase the energy of the spark discharge as necessary, and electric energy of 100 mJ to 130 mJ at the maximum is applied to the ignition coil 14. When a large electric energy of 100 mJ is applied to a conventional ignition coil, there is a concern that it may be overheated and damaged. The ignition coil 14 in this embodiment can store much larger electric energy than that required for spark ignition of the air-fuel mixture, and even if such large electric energy is applied. It has high heat resistance so as not to cause damage due to heat generation. Of course, it is possible to avoid wasting energy by applying only a minimum amount of electrical energy necessary for spark ignition to the ignition coil 14.

図３中、時点ｔ₁が、気筒１の点火タイミングである。この時点ｔ₁において、当該気筒１に付随するイグナイタ１３の半導体スイッチ１３１を消弧し、当該気筒１に付随する点火コイル１４の一次側コイルへの通電を遮断し、同点火コイル１４にて発生する誘導電圧を当該気筒１の点火プラグ１２の中心電極に印加する。 In FIG. 3, the time point t ₁ is the ignition timing of the cylinder 1. At this time t ₁ , the semiconductor switch 131 of the igniter 13 associated with the cylinder 1 is extinguished, the energization of the primary coil of the ignition coil 14 associated with the cylinder 1 is cut off, and the ignition coil 14 generates The induced voltage is applied to the center electrode of the spark plug 12 of the cylinder 1.

時点ｔ₀が、平常時における点火コイル１４の一次側コイルへの通電開始時点である。即ち、時点ｔ₀から時点ｔ₁までの期間が、点火コイル１４の一次側コイルへの通電時間となる。図３中、平常時において一次側コイルを流れる一次電流を実線で描画している。 Time t ₀ is a start time of energization of the primary coil of the ignition coil 14 in a normal state. That is, the period from time t ₀ to time t ₁ is the energization time for the primary coil of the ignition coil 14. In FIG. 3, the primary current flowing through the primary side coil in a normal state is drawn with a solid line.

翻って、時点ｔ₀’は、点火プラグ１２に入力する火花放電のための電気エネルギを平常時よりも増大させる場合の、点火コイル１４の一次側コイルへの通電開始時点である。即ち、時点ｔ₀’から時点ｔ₁までの期間が、点火コイル１４の一次側コイルへの通電時間となる。通電開始時点ｔ₀’が平常時の通電開始時点ｔ₀よりも早いことから、この場合の通電時間は平常時の通電時間よりも長くなる。図３中、この場合の一次電流を一点鎖線で描画している。 In turn, the time point t ₀ ′ is a start point of energization of the primary coil of the ignition coil 14 when the electric energy for spark discharge input to the spark plug 12 is increased more than usual. That is, the period from time t ₀ ′ to time t ₁ is the energization time for the primary coil of the ignition coil 14. Since the energization start time t ₀ ′ is earlier than the normal energization start time t ₀ , the energization time in this case is longer than the normal energization time. In FIG. 3, the primary current in this case is drawn by a one-dot chain line.

既に述べた通り、点火コイル１４の一次側コイルを流れる一次電流は、半導体スイッチ１３１の点弧（時点ｔ₀または時点ｔ₀’）の後逓増する。従って、点火タイミングｔ₁にて一次側コイルを流れている一次電流は、通電開始時点ｔ₀’を早めるほど大きくなる。一次電流が大きくなることは、点火コイル１４に印加する電気エネルギが大きくなることを意味し、ひいては、半導体スイッチ１３１の消弧（時点ｔ₁）により誘起され点火プラグ１２の中心電極に印加される誘導電圧が大きくなることを意味する。 As already described, the primary current flowing through the primary coil of the ignition coil 14 increases after the ignition of the semiconductor switch 131 (time t ₀ or time t ₀ ′). Accordingly, the primary current flowing through the primary coil at the ignition timing t ₁ becomes larger as the energization start time t ₀ ′ is advanced. An increase in the primary current means an increase in electrical energy applied to the ignition coil 14. As a result, the primary current is induced by the extinction of the semiconductor switch 131 (time t ₁ ) and applied to the center electrode of the ignition plug 12. This means that the induced voltage increases.

要するに、通電開始時点ｔ₀’を早める（点火タイミングｔ₁において一次側コイルを流れている一次電流を大きくする）ほど、点火プラグ１２に入力される電気エネルギが大きくなる。その結果として、点火プラグ１２の中心電極と接地電極との間で生ずる火花放電の電圧が高くなり、火花放電が継続する時間も長くなる。 In short, as the energization start time t ₀ ′ is advanced (the primary current flowing through the primary coil at the ignition timing t ₁ is increased), the electric energy input to the spark plug 12 is increased. As a result, the voltage of the spark discharge generated between the center electrode of the spark plug 12 and the ground electrode is increased, and the duration of the spark discharge is also increased.

本実施形態のＥＣＵ０は、燃料の燃焼の際に気筒１の燃焼室内に発生するイオン電流を検出し、そのイオン電流を参照して燃焼状態の判定を行うことができる。 The ECU 0 of the present embodiment can detect an ionic current generated in the combustion chamber of the cylinder 1 during fuel combustion, and can determine the combustion state with reference to the ionic current.

図２に示しているように、本実施形態では、火花点火用の電気回路に、イオン電流を検出するための回路を付加している。この検出回路は、イオン電流を効果的に検出するためのバイアス電源部１５と、イオン電流の多寡に応じた検出電圧を増幅して出力する増幅部１６とを備える。バイアス電源部１５は、バイアス電圧を蓄えるキャパシタ１５１と、キャパシタ１５１の電圧を所定電圧まで高めるためのツェナーダイオード１５２と、電流阻止用のダイオード１５３、１５４と、イオン電流に応じた電圧を出力する負荷抵抗１５５とを含む。増幅部１６は、オペアンプに代表される電圧増幅器１６１を含む。 As shown in FIG. 2, in this embodiment, a circuit for detecting an ionic current is added to the electric circuit for spark ignition. This detection circuit includes a bias power supply unit 15 for effectively detecting an ionic current and an amplification unit 16 that amplifies and outputs a detection voltage corresponding to the amount of the ionic current. The bias power supply unit 15 includes a capacitor 151 that stores a bias voltage, a Zener diode 152 for increasing the voltage of the capacitor 151 to a predetermined voltage, current blocking diodes 153 and 154, and a load that outputs a voltage corresponding to the ion current. A resistor 155. The amplifying unit 16 includes a voltage amplifier 161 typified by an operational amplifier.

点火プラグ１２の中心電極と接地電極との間のアーク放電時にはキャパシタ１５１が充電され、その後キャパシタ１５１に充電されたバイアス電圧により負荷抵抗１５５にイオン電流が流れる。イオン電流が流れることで生じる抵抗１５５の両端間の電圧は、増幅部１６により増幅されてイオン電流信号ｈとしてＥＣＵ０に受信される。 The capacitor 151 is charged during arc discharge between the center electrode and the ground electrode of the spark plug 12, and then an ion current flows through the load resistor 155 by the bias voltage charged in the capacitor 151. The voltage between both ends of the resistor 155 generated by the flow of the ionic current is amplified by the amplifying unit 16 and received by the ECU 0 as the ionic current signal h.

図４に、正常燃焼における、イオン電流及び気筒１内の燃焼圧力（筒内圧）のそれぞれの推移を例示する。図４中、イオン電流を破線で描画し、燃焼圧力を実線で描画している。イオン電流は、点火のための放電中は検出することができない。正常燃焼の場合のイオン電流は、火花点火の終了後、化学反応により、圧縮上死点の手前で減少した後、熱解離によって再び増加する。また、燃焼圧がピークを迎えるのとほぼ同時にイオン電流も極大となる。 FIG. 4 illustrates respective transitions of the ionic current and the combustion pressure in the cylinder 1 (in-cylinder pressure) in normal combustion. In FIG. 4, the ionic current is drawn with a broken line, and the combustion pressure is drawn with a solid line. The ionic current cannot be detected during the discharge for ignition. In the case of normal combustion, the ionic current decreases by a chemical reaction before the compression top dead center after the end of spark ignition, and then increases again by thermal dissociation. In addition, the ionic current reaches a maximum almost simultaneously with the peak of the combustion pressure.

吸気を供給するための吸気通路３は、外部から空気を取り入れて各気筒１の吸気ポートへと導く。吸気通路３上には、エアクリーナ３１、電子スロットルバルブ３２、サージタンク３３、吸気マニホルド３４を、上流からこの順序に配置している。 The intake passage 3 for supplying intake air takes in air from the outside and guides it to the intake port of each cylinder 1. On the intake passage 3, an air cleaner 31, an electronic throttle valve 32, a surge tank 33, and an intake manifold 34 are arranged in this order from the upstream.

排気を排出するための排気通路４は、気筒１内で燃料を燃焼させた結果発生した排気を各気筒１の排気ポートから外部へと導く。この排気通路４上には、排気マニホルド４２及び排気浄化用の三元触媒４１を配置している。 The exhaust passage 4 for discharging the exhaust guides the exhaust generated as a result of burning the fuel in the cylinder 1 from the exhaust port of each cylinder 1 to the outside. An exhaust manifold 42 and an exhaust purification three-way catalyst 41 are disposed on the exhaust passage 4.

排気ガス再循環（ＥｘｈａｕｓｔＧａｓＲｅｃｉｒｃｕｌａｔｉｏｎ）装置２は、いわゆる高圧ループＥＧＲを実現するものであり、排気通路４における触媒４１の上流側と吸気通路３におけるスロットルバルブ３２の下流側とを連通する外部ＥＧＲ通路２１と、ＥＧＲ通路２１上に設けたＥＧＲクーラ２２と、ＥＧＲ通路２１を開閉し当該ＥＧＲ通路２１を流れるＥＧＲガスの流量を制御するＥＧＲバルブ２３とを要素とする。ＥＧＲ通路２１の入口は、排気通路４における排気マニホルド４２またはその下流の所定箇所に接続している。ＥＧＲ通路２１の出口は、吸気通路３におけるスロットルバルブ３２の下流の所定箇所、特にサージタンク３３に接続している。 The exhaust gas recirculation device 2 realizes a so-called high pressure loop EGR, and an external EGR that communicates the upstream side of the catalyst 41 in the exhaust passage 4 and the downstream side of the throttle valve 32 in the intake passage 3. The passage 21, an EGR cooler 22 provided on the EGR passage 21, and an EGR valve 23 that opens and closes the EGR passage 21 and controls the flow rate of EGR gas flowing through the EGR passage 21 are used as elements. The inlet of the EGR passage 21 is connected to the exhaust manifold 42 in the exhaust passage 4 or a predetermined location downstream thereof. The outlet of the EGR passage 21 is connected to a predetermined location downstream of the throttle valve 32 in the intake passage 3, particularly to the surge tank 33.

点火コイル１４への通電やバルブ２３、３２類の開閉駆動、車両に実装された電装系への電力供給源となる発電機（オルタネータまたはモータジェネレータ）１８は、内燃機関のクランクシャフトから（ベルト及びプーリを要素とする巻掛伝動装置等を介して）エンジントルクの供給を受けて発電し、その発電した電力を車載のバッテリ１７に充電する。 A generator (alternator or motor generator) 18 serving as a power supply source for energizing the ignition coil 14, driving the valves 23 and 32, and supplying electric power to the electrical system mounted on the vehicle is supplied from the crankshaft of the internal combustion engine (belt and motor). Electricity is generated by receiving supply of engine torque (via a winding transmission device having a pulley as an element) and the generated electric power is charged in the on-vehicle battery 17.

内燃機関の運転制御を司るＥＣＵ０は、プロセッサ、メモリ、入力インタフェース、出力インタフェース等を有したマイクロコンピュータシステムである。 The ECU 0 that controls operation of the internal combustion engine is a microcomputer system having a processor, a memory, an input interface, an output interface, and the like.

入力インタフェースには、車両の実車速を検出する車速センサから出力される車速信号ａ、クランクシャフトの回転角度及びエンジン回転数を検出するエンジン回転センサから出力されるクランク角信号ｂ、アクセルペダルの踏込量またはスロットルバルブ３２の開度をアクセル開度（いわば、要求負荷）として検出するセンサから出力されるアクセル開度信号ｃ、気筒１を内包するシリンダブロックの振動の大きさを検出するノックセンサから出力されるノック信号ｄ、車載のバッテリ１７の電流及び／または電圧を検出する電流／電圧センサから出力されるバッテリ電流／電圧信号ｅ、内燃機関の温度を示唆する冷却水温を検出する水温センサから出力される冷却水温信号ｆ、吸気通路３（特に、サージタンク３３）内の吸気温及び吸気圧を検出する温度・圧力センサから出力される吸気温・吸気圧信号ｇ、気筒１の燃焼室内での混合気の燃焼に伴って生じるイオン電流を検出する回路から出力される電流信号ｈ等が入力される。 The input interface includes a vehicle speed signal a output from a vehicle speed sensor that detects the actual vehicle speed of the vehicle, a crank angle signal b output from an engine rotation sensor that detects the rotation angle and engine speed of the crankshaft, and depression of an accelerator pedal. From an accelerator opening signal c output from a sensor that detects the amount or the opening of the throttle valve 32 as an accelerator opening (so-called required load), from a knock sensor that detects the magnitude of vibration of the cylinder block containing the cylinder 1 From the knock signal d to be output, the battery current / voltage signal e to be output from the current / voltage sensor for detecting the current and / or voltage of the vehicle-mounted battery 17, and the water temperature sensor for detecting the cooling water temperature indicating the temperature of the internal combustion engine. Cooling water temperature signal f to be output, intake air temperature and intake air in intake passage 3 (especially surge tank 33) The intake air temperature / intake pressure signal g output from the temperature / pressure sensor for detecting the air flow, the current signal h output from the circuit for detecting the ion current generated by the combustion of the air-fuel mixture in the combustion chamber of the cylinder 1 are input. Is done.

出力インタフェースからは、イグナイタ１３に対して点火信号ｉ、インジェクタ１１に対して燃料噴射信号ｊ、スロットルバルブ３２に対して開度操作信号ｋ、ＥＧＲバルブ２３に対して開度操作信号ｌ等を出力する。 From the output interface, an ignition signal i is output to the igniter 13, a fuel injection signal j is output to the injector 11, an opening operation signal k is output to the throttle valve 32, an opening operation signal l is output to the EGR valve 23, and the like. To do.

ＥＣＵ０のプロセッサは、予めメモリに格納されているプログラムを解釈、実行し、運転パラメータを演算して内燃機関の運転を制御する。ＥＣＵ０は、内燃機関の運転制御に必要な各種情報ａ、ｂ、ｃ、ｄ、ｅ、ｆ、ｇ、ｈを入力インタフェースを介して取得し、エンジン回転数を知得するとともに気筒１に充填される吸気量を推算する。そして、それらエンジン回転数及び吸気量等に基づき、要求される燃料噴射量、燃料噴射タイミング（一度の燃焼に対する燃料噴射の回数を含む）、燃料噴射圧、点火タイミング、要求ＥＧＲ率（または、ＥＧＲ量）といった各種運転パラメータを決定する。ＥＣＵ０は、運転パラメータに対応した各種制御信号ｉ、ｊ、ｋ、ｌを出力インタフェースを介して印加する。 The processor of the ECU 0 interprets and executes a program stored in the memory in advance, calculates operation parameters, and controls the operation of the internal combustion engine. The ECU 0 acquires various information a, b, c, d, e, f, g, and h necessary for operation control of the internal combustion engine via the input interface, knows the engine speed, and is filled in the cylinder 1. Estimate the intake volume. Based on the engine speed, the intake air amount, etc., the required fuel injection amount, fuel injection timing (including the number of times of fuel injection for one combustion), fuel injection pressure, ignition timing, required EGR rate (or EGR rate) Various operating parameters such as volume). The ECU 0 applies various control signals i, j, k, and l corresponding to the operation parameters via the output interface.

気筒１に充填される混合気に占めるＥＧＲガスの割合であるＥＧＲ率に対する要求値である要求ＥＧＲ率は、内燃機関の負荷が中程度の中負荷領域において最も高く、そこから負荷が減少するほど低下し、また負荷が増大するほど低下する。アイドル運転またはこれに近い低負荷運転領域や、アクセル開度が全開または全開に近い高負荷（または、全負荷）運転領域では、要求ＥＧＲ率は０となり、ＥＧＲバルブ２３の開度も０となる。 The required EGR rate, which is a required value for the EGR rate, which is the ratio of EGR gas in the air-fuel mixture filled in the cylinder 1, is the highest in the middle load region where the load of the internal combustion engine is medium, and the load decreases from there. It decreases, and it decreases as the load increases. The required EGR rate is 0 and the opening degree of the EGR valve 23 is also 0 in an idle operation or a low load operation region close to this, or in a high load (or full load) operation region where the accelerator opening is fully open or close to full open. .

また、ＥＣＵ０は、内燃機関の始動（冷間始動であることもあれば、アイドリングストップからの復帰であることもある）時において、電動機（スタータモータまたはモータジェネレータ。図示せず）に制御信号ｏを入力し、電動機によりクランクシャフトを回転させるクランキングを行う。クランキングは、内燃機関が初爆から連爆へと至り、エンジン回転数即ちクランクシャフトの回転速度が冷却水温等に応じて定まる判定値を超えたときに（完爆したものと見なして）終了する。 Further, the ECU 0 inputs a control signal o to an electric motor (starter motor or motor generator, not shown) when the internal combustion engine is started (it may be a cold start or a return from an idling stop). Then, cranking is performed by rotating the crankshaft with an electric motor. Cranking ends when the internal combustion engine starts from the first explosion to a continuous explosion and the engine speed, that is, the rotation speed of the crankshaft, exceeds a judgment value determined according to the coolant temperature, etc. (assuming that the explosion has been completed) To do.

本実施形態のＥＣＵ０は、気筒１に充填された混合気に火花点火する際に点火プラグ１２に入力する電気エネルギの大きさを、現在の内燃機関の運転領域［エンジン回転数，要求負荷（または、サージタンク３３内吸気圧、気筒１に充填される吸気（新気）量若しくは燃料噴射量）］に応じて設定されるベース点火エネルギに、内燃機関の状況を示す要素に応じて設定される加減量を加味して決定する。 The ECU 0 of the present embodiment determines the magnitude of the electric energy input to the spark plug 12 when the air-fuel mixture charged in the cylinder 1 is spark-ignited, based on the current operating range of the internal combustion engine [engine speed, required load (or , The intake pressure in the surge tank 33, the amount of intake (fresh air) or the amount of fuel injected into the cylinder 1)], and the base ignition energy set in accordance with factors indicating the state of the internal combustion engine. Determine the amount of adjustment.

ベース点火エネルギは、内燃機関が特に加速も減速もしない定常運転状態、即ちエンジン回転数の単位時間あたりの変化量の絶対値が所定以下である状態において、混合気の着火燃焼が安定し、かつエンジントルクが最大となるか最大に近くなるような電気エネルギ量であり、予め実験的に（試験または適合により）求められる。 The base ignition energy is stable in the steady operation state in which the internal combustion engine is not particularly accelerated or decelerated, that is, in the state where the absolute value of the change amount per unit time of the engine speed is equal to or less than a predetermined value, and The amount of electric energy at which the engine torque becomes maximum or close to the maximum, and is experimentally obtained in advance (by test or adaptation).

図５は、ある運転領域における、火花放電を惹起するために点火プラグ１２に入力する電気エネルギの大きさと、定常運転状態にある内燃機関の燃費との関係を模式的に示したものである。図５中、Ｗ’は従来点火コイルに入力していた電気エネルギ（３０ｍＪ程度）を表す。その上で、点火プラグ１２に入力する電気エネルギ、即ち火花放電のエネルギを従来のそれＷ’よりも増大させると、気筒１における混合気の燃焼性が向上して、当該気筒１において熱−機械エネルギ変換により取り出される機械的エネルギが増加する。換言すれば、内燃機関が出力するエンジントルクが増大する。 FIG. 5 schematically shows the relationship between the magnitude of the electric energy input to the spark plug 12 to cause spark discharge and the fuel consumption of the internal combustion engine in a steady operation state in a certain operation region. In FIG. 5, W ′ represents the electrical energy (about 30 mJ) that has been conventionally input to the ignition coil. When the electric energy input to the spark plug 12, that is, the energy of spark discharge, is increased from that of the conventional one W ′, the combustibility of the air-fuel mixture in the cylinder 1 is improved. The mechanical energy extracted by energy conversion increases. In other words, the engine torque output from the internal combustion engine increases.

しかしながら、点火プラグ１２に入力する電気エネルギは元来、内燃機関から回転トルクの伝達を受けて駆動される発電機１８によって発電されている。点火プラグ１２に入力する電気エネルギを増大させることは、発電機１８が発電のために消費する機械的エネルギが増加することを意味する。このため、点火プラグ１２に入力する電気エネルギを増大させることによって内燃機関が出力する機械的エネルギが増加する量と、発電機１８が同点火プラグ１２に入力する電気エネルギの増大分を発電するために余分に費やす機械的エネルギの量とが均衡する点が存在する。それが、図５中のＷ_Bであり、点火プラグ１２に入力する電気エネルギをＷ_Bよりも増大させることは却って内燃機関の効率を悪化させ、燃費性能を低下させてしまう。そこで、Ｗ_Bを、当該運転領域におけるベース点火エネルギに設定する。 However, the electrical energy that is input to the spark plug 12 is originally generated by the generator 18 that is driven by the rotation torque transmitted from the internal combustion engine. Increasing the electrical energy input to the spark plug 12 means increasing mechanical energy that the generator 18 consumes for power generation. For this reason, in order to generate the amount of increase in the mechanical energy output from the internal combustion engine by increasing the electrical energy input to the spark plug 12 and the increase in the electrical energy input to the spark plug 12 by the generator 18. There is a point that balances the amount of mechanical energy that is excessively spent. It is a W _B in FIG. 5, the electrical energy input to the spark plug 12 W worsen the efficiency of the rather internal combustion engine to increase than _B, thereby reducing the fuel consumption. Therefore, the W _B, sets the base ignition energy in the operating region.

但し、発電機１８の発電効率がエンジン回転数（発電機１８の回転数はエンジン回転数に比例する）に応じて変動することもあり、図５に例示している特性曲線の形状は内燃機関の運転領域毎に少なからず変化する。内燃機関の運転領域によっては、点火コイル１２に入力する電気エネルギの量を従来のそれＷ’より増大させても内燃機関の燃費性能が良化しないこともあり得る。そのような運転領域については、ベース点火エネルギＷ_Bを、従来の電気エネルギＷ’と同等に設定する。 However, the power generation efficiency of the generator 18 may vary depending on the engine speed (the speed of the generator 18 is proportional to the engine speed), and the shape of the characteristic curve illustrated in FIG. It varies not a little for each driving region. Depending on the operating region of the internal combustion engine, the fuel efficiency of the internal combustion engine may not be improved even if the amount of electric energy input to the ignition coil 12 is increased from that of the conventional one W ′. For such operating range, the base ignition energy W _B, equally set to a conventional electric energy W '.

図６に、内燃機関の運転領域とベース点火エネルギＷ_Bとの関係を示している。ベース点火エネルギＷ_Bは、内燃機関の負荷が小さいほど大きくする。これは、負荷が小さいほど吸気量及び燃料噴射量が少なく、混合気の着火及び燃焼が不安定化しやすいことによる。また、ベース点火エネルギＷ_Bは、全体的には、エンジン回転数が高いほど減少する傾向にある。尤も、エンジン回転数が顕著に高い高回転域では、エンジン回転数が高いほど若干ながらベース点火エネルギＷ_Bが増す。ＥＣＵ０は、内燃機関の運転領域［エンジン回転数，負荷（または、吸気圧、吸気（新気）量若しくは燃料噴射量）］とベース点火エネルギＷ_Bとの関係を規定したマップデータまたは関数式をメモリに記憶保持している。ＥＣＵは、現在の運転領域をキーとして当該マップを検索するか、現在の運転領域のパラメータを当該関数式に代入して、設定するべきベース点火エネルギＷ_Bを知得する。 Figure 6 shows the relationship between the operating region of the internal combustion engine and the base ignition energy W _B. Base ignition energy W _B is increased as the load of the internal combustion engine is small. This is because the smaller the load, the smaller the intake air amount and the fuel injection amount, and the ignition and combustion of the air-fuel mixture tend to become unstable. The base ignition energy W _B is the overall, it tends to decrease the higher the engine speed. However, in a high engine speed range where the engine speed is significantly high, the base ignition energy W _B slightly increases as the engine speed increases. ECU0 is operating range [engine speed, load (or, intake pressure, intake air (fresh air) amount or fuel injection amount) of the internal combustion engine to the base ignition energy W _B with the map data or a function formula which defines the relationship Stored in memory. ECU is to search the map the current operating region as a key, the parameters for the current operating region is substituted into the function expression, to know the base ignition energy W _B to be set.

点火プラグ１２に入力する電気エネルギの加減量は、運転領域以外の内燃機関の状況を示す各種の要素に応じて設定する。その要素の例を、以下に列挙する。 The amount of electric energy that is input to the spark plug 12 is set according to various factors that indicate the state of the internal combustion engine other than the operating region. Examples of the elements are listed below.

＜１．冷却水温及び吸気温＞内燃機関の温度即ち冷却水温が低いほど、点火プラグ１２に入力する電気エネルギの量を増す（ベース点火エネルギＷ_Bに加増補正を加える）。並びに、サージタンク３３内吸気温が低いほど、点火プラグ１２に入力する電気エネルギの量を増す。冷却水温や吸気温が低いほど、混合気の着火及び燃焼が不安定化しやすいことによる。また、内燃機関の冷間始動直後の暖機の時期には、燃料噴射量の増量補正が実行されるので、その燃料噴射量の増量に呼応して点火プラグ１２に入力する電気エネルギを加増する場合がある。ＥＣＵ０は、内燃機関の冷却水温及び吸気温と点火エネルギの加減量Ｗ₁との関係を規定したマップデータまたは関数式をメモリに記憶保持している。ＥＣＵは、現在の冷却水温及び吸気温をキーとして当該マップを検索するか、現在の冷却水温及び吸気温を当該関数式に代入して、設定するべき点火エネルギの加減量Ｗ₁を知得する。 <1. As the temperature i.e. the cooling temperature of the cooling water temperature and intake air temperature> internal combustion engine is low, increasing the amount of electrical energy to be input to the spark plug 12 (adding Kazo corrected base ignition energy W _B). In addition, as the intake air temperature in the surge tank 33 is lower, the amount of electric energy input to the spark plug 12 is increased. This is because the lower the cooling water temperature and the intake air temperature, the more easily the ignition and combustion of the air-fuel mixture become unstable. Further, since the fuel injection amount increase correction is executed at the warm-up time immediately after the cold start of the internal combustion engine, the electric energy input to the spark plug 12 is increased in response to the increase in the fuel injection amount. There is a case. The ECU 0 stores and holds in the memory map data or a function equation that defines the relationship between the cooling water temperature and intake air temperature of the internal combustion engine and the ignition energy adjustment amount W ₁ . The ECU searches the map using the current cooling water temperature and intake air temperature as keys, or substitutes the current cooling water temperature and intake air temperature into the function formula to know the ignition energy adjustment amount W ₁ to be set.

＜２．加速の過渡期＞内燃機関の加速度即ちエンジン回転数の単位時間あたりの増加量が大きいほど、点火プラグ１２に入力する電気エネルギの量を増す。エンジン回転数の単位時間あたりの増加量が大きいほど、高いエンジントルクが要求されていることによる。ＥＣＵ０は、エンジン回転数の単位時間あたりの増加量と点火エネルギの加減量Ｗ₂との関係を規定したマップデータまたは関数式をメモリに記憶保持している。ＥＣＵは、現在のエンジン回転数の単位時間あたりの増加量をキーとして当該マップを検索するか、現在のエンジン回転数の単位時間あたりの増加量を当該関数式に代入して、設定するべき点火エネルギの加減量Ｗ₂を知得する。 <2. Acceleration transition period> The amount of electric energy input to the spark plug 12 increases as the acceleration of the internal combustion engine, that is, the increase in engine speed per unit time increases. This is because the higher the engine speed increases per unit time, the higher the engine torque is required. The ECU 0 stores and holds in the memory map data or a function expression that defines the relationship between the amount of increase in engine speed per unit time and the amount of ignition energy W ₂ . The ECU searches the map using the increase amount per unit time of the current engine speed as a key, or substitutes the increase amount per unit time of the current engine speed into the function formula to set the ignition to be set. to know the acceleration amount W ₂ of energy.

＜３．ＥＧＲ率＞気筒１に充填される吸気に占めるＥＧＲガスの割合であるＥＧＲ率が高いほど（または、ＥＧＲガス量が多いほど）、点火プラグ１２に入力する電気エネルギの量を増す。ＥＧＲ率が高いほど、混合気の着火及び燃焼が不安定化しやすいことによる。ＥＣＵ０は、ＥＧＲ率と点火エネルギの加減量Ｗ₃との関係を規定したマップデータまたは関数式をメモリに記憶保持している。ＥＣＵは、現在のＥＧＲ率をキーとして当該マップを検索するか、現在のＥＧＲ率を当該関数式に代入して、設定するべき点火エネルギの加減量Ｗ₃を知得する。 <3. The higher the EGR rate (or the greater the amount of EGR gas), the greater the amount of electrical energy that is input to the spark plug 12. This is because the higher the EGR rate, the more easily the ignition and combustion of the air-fuel mixture become unstable. The ECU 0 stores and holds in the memory map data or a function formula that defines the relationship between the EGR rate and the ignition energy adjustment amount W ₃ . The ECU searches the map using the current EGR rate as a key, or substitutes the current EGR rate into the function formula to know the ignition energy adjustment amount W ₃ to be set.

＜４．点火タイミングの遅角補正量＞点火タイミングの遅角補正量が大きいほど、点火プラグ１２に入力する電気エネルギの量を増す。点火タイミングの遅角補正量が増大する要因としては、冷間始動直後の触媒４１の活性化（昇温）を目的とした点火タイミングの遅角化（排気ガスの温度上昇）と、上述したノックコントロールシステムによるノッキングの鎮圧とがある。前者の点火タイミングの遅角化は、混合気の着火及び燃焼を不安定化させる要因となるので、これに応じて点火プラグ１２に入力する電気エネルギの量を増すことが好適である。後者の点火タイミングの遅角化は、必ずしも混合気の着火及び燃焼を不安定化させる要因とはならないが、点火プラグ１２に入力する電気エネルギの量を増すことで、火炎伝播をより確実なものとしてノッキングを抑止することができる。ＥＣＵ０は、点火タイミングの遅角補正量と点火エネルギの加減量Ｗ₄との関係を規定したマップデータまたは関数式をメモリに記憶保持している。ＥＣＵは、現在の点火タイミングの遅角補正量をキーとして当該マップを検索するか、現在の点火タイミングの遅角補正量を当該関数式に代入して、設定するべき点火エネルギの加減量Ｗ₄を知得する。 <4. As the ignition timing retardation correction amount> ignition timing retardation correction amount increases, the amount of electric energy input to the spark plug 12 increases. Factors that increase the ignition timing retardation correction amount include ignition timing retardation (exhaust gas temperature increase) for the purpose of activation (temperature increase) of the catalyst 41 immediately after cold start, and the above-described knocking. There is a suppression of knocking by the control system. Since the former retarding of the ignition timing becomes a factor that destabilizes the ignition and combustion of the air-fuel mixture, it is preferable to increase the amount of electric energy input to the spark plug 12 accordingly. Although the latter retarding of the ignition timing does not necessarily destabilize the ignition and combustion of the air-fuel mixture, increasing the amount of electric energy input to the spark plug 12 ensures more reliable flame propagation. Knocking can be suppressed. The ECU 0 stores and holds in the memory map data or a function formula that defines the relationship between the ignition timing retardation correction amount and the ignition energy adjustment amount W ₄ . The ECU searches the map by using the retard correction amount of the current ignition timing as a key, or substitutes the retard correction amount of the current ignition timing into the function formula to set the ignition energy adjustment amount W ₄ to be set. To know.

＜５．燃料カットからの復帰直後＞車両に搭載される内燃機関では、燃料噴射を一時的に停止する燃料カットを実施することが知られている。一般に、アクセルペダルの踏込量が０または０に近い閾値以下となり、かつエンジン回転数が燃料カット許可回転数以上あるときに、燃料カット条件が成立したものとして燃料カットを開始する。そして、アクセルペダルの踏込量が閾値を上回った、エンジン回転数が燃料カット復帰回転数まで低下した等の何れかの燃料カット終了条件が成立したときに、燃料カットを終了、燃料噴射を再開する。燃料カットの終了直後の時期は、気筒１内及び点火プラグ１２の電極の温度が低下している上、触媒４１に多量の酸素が吸蔵されている。そこで、燃料カットの終了直後は、混合気の空燃比を通常の目標空燃比（理論空燃比またはその近傍）よりもリッチ化するように燃料噴射量の増量補正が行われる。この増量補正期間において、混合気への着火を確実なものとするべく、点火プラグ１２に入力する電気エネルギの量を増す。ＥＣＵ０は、燃料カットの終了直後の時期における点火エネルギの加減量Ｗ₅をメモリに記憶保持しており、これを読み出すことで当該時期における点火エネルギの加減量Ｗ₅を知得する。 <5. Immediately after return from fuel cut> It is known that an internal combustion engine mounted on a vehicle implements a fuel cut that temporarily stops fuel injection. In general, when the accelerator pedal depression amount is 0 or less than a threshold value close to 0 and the engine speed is equal to or higher than the fuel cut permission speed, the fuel cut is started assuming that the fuel cut condition is satisfied. Then, when any fuel cut end condition is satisfied, such as when the accelerator pedal depression amount exceeds the threshold value, or the engine speed decreases to the fuel cut return speed, the fuel cut ends and the fuel injection resumes. . Immediately after the end of the fuel cut, the temperature of the electrodes in the cylinder 1 and the spark plug 12 is lowered, and a large amount of oxygen is occluded in the catalyst 41. Therefore, immediately after the end of the fuel cut, the fuel injection amount is increased and corrected so that the air-fuel ratio of the air-fuel mixture becomes richer than the normal target air-fuel ratio (theoretical air-fuel ratio or its vicinity). In this increase correction period, the amount of electric energy input to the spark plug 12 is increased in order to ensure ignition of the air-fuel mixture. ECU0 is an adjustment value W ₅ of the ignition energy in timing immediately after the fuel cut termination stores held in the memory, to know the adjustment value W ₅ of the ignition energy in the time by reading this.

＜６．点火プラグのくすぶり＞点火プラグ１２の中心電極及び接地電極や、両電極間を絶縁する絶縁材（碍子）には、経時劣化として、カーボン等のデポジットが付着し堆積してゆく。この現象は、点火プラグの「くすぶり」と呼ばれる。点火プラグがくすぶると、両電極間の絶縁抵抗が低下して混合気への点火に適した火花放電を惹起できなくなり、混合気の着火及び燃焼が不安定化するおそれがある。また、点火プラグ１２のくすぶりに起因して、気筒１においてノッキングやプレイグニッション等の異常燃焼が発生する可能性も高まる。そこで、点火プラグ１２がくすぶっていると思しき状況下にて、点火プラグ１２に入力する電気エネルギの量を増し、火花放電を増強して、点火プラグ１２に堆積したデポジットを酸化ないし燃焼させて除去するクリーニング処理を行う。このクリーニング処理は同時に、点火プラグ１２のくすぶりの悪影響を緩和ないし排除して混合気の着火及び燃焼を安定させることにも寄与する。 <6. Spark plug smolder> The center electrode and ground electrode of the spark plug 12, and the insulating material (insulator) that insulates the electrodes from each other, deposits such as carbon adhere to and accumulate as deterioration with time. This phenomenon is called “smoldering” of the spark plug. If the spark plug is smoldered, the insulation resistance between the two electrodes is lowered and spark discharge suitable for ignition of the air-fuel mixture cannot be induced, and the ignition and combustion of the air-fuel mixture may become unstable. In addition, due to the smoldering of the spark plug 12, there is an increased possibility that abnormal combustion such as knocking or pre-ignition occurs in the cylinder 1. Therefore, under the condition that the spark plug 12 is smoldered, the amount of electric energy input to the spark plug 12 is increased, the spark discharge is enhanced, and the deposit accumulated on the spark plug 12 is removed by oxidation or combustion. A cleaning process is performed. This cleaning process also contributes to the stabilization and ignition of the air-fuel mixture by mitigating or eliminating the adverse effects of the smoldering of the spark plug 12.

点火プラグ１２にデポジットが堆積したことを感知する手法は幾つか考えられる。例えば、イオン電流検出用の回路を介して検出されるイオン電流信号ｈを参照して、点火プラグ１２にデポジットが堆積したかどうかを判断することができる。点火プラグ１２の電極や絶縁材にカーボン等の導電性のデポジットが付着すると、点火プラグ１２の中心電極と接地電極との間の絶縁抵抗が低下する。イオン電流信号ｈを参照すれば、点火プラグ１２の両電極間の絶縁抵抗の大きさを推測することが可能である。即ち、図４に示しているように、混合気の燃焼が概ね完了していると思われる膨張行程の終期におけるイオン電流の大きさＬを計測し、この残留電流（または、漏れ電流）Ｌが所定量以上である場合に、中心電極と接地電極との間の絶縁抵抗が所定以下となった、換言すれば点火プラグ１２がくすぶっていると判断できる。 There are several possible methods for detecting that deposits have accumulated on the spark plug 12. For example, it is possible to determine whether or not deposits have accumulated on the spark plug 12 with reference to the ion current signal h detected via the circuit for detecting ion current. When a conductive deposit such as carbon adheres to the electrode or the insulating material of the spark plug 12, the insulation resistance between the center electrode and the ground electrode of the spark plug 12 decreases. By referring to the ionic current signal h, it is possible to estimate the magnitude of the insulation resistance between both electrodes of the spark plug 12. That is, as shown in FIG. 4, the magnitude L of the ionic current at the end of the expansion stroke where the combustion of the air-fuel mixture is considered to be completed is measured, and the residual current (or leakage current) L is When the amount is equal to or greater than the predetermined amount, it can be determined that the insulation resistance between the center electrode and the ground electrode is equal to or lower than the predetermined value, in other words, the spark plug 12 is smoldered.

あるいは、気筒１においてノッキングが起こる頻度を基に、点火プラグ１２にデポジットが堆積したかどうかを判断することもできる。点火タイミングを決定する遅角補正量が所定量以上となった場合に、当該気筒１にて異常燃焼が高頻度で発生している、換言すれば当該気筒１の点火プラグ１２がくすぶっていると判断できる。 Alternatively, it can be determined whether deposits have accumulated on the spark plug 12 based on the frequency with which knocking occurs in the cylinder 1. When the retard correction amount for determining the ignition timing is equal to or greater than a predetermined amount, abnormal combustion frequently occurs in the cylinder 1, in other words, the spark plug 12 of the cylinder 1 is smoldered. I can judge.

点火プラグ１２のくすぶりの度合いは、イオン電流信号ｈから明らかとなる残留電流Ｌが大きいほど（点火プラグ１２の両電極間の絶縁抵抗が小さいほど）、または点火タイミングの遅角補正量が大きいほど（ノッキングの発生頻度が高いほど）、大きいと考えられる。点火プラグ１２のクリーニング処理において点火プラグ１２に入力する電気エネルギは、点火プラグ１２のくすぶりの度合いが大きいほど増大させることが好ましい。ＥＣＵ０は、点火プラグ１２のくすぶりの度合いと点火エネルギの加減量Ｗ₆との関係を規定したマップデータまたは関数式をメモリに記憶保持している。ＥＣＵは、現在の点火プラグ１２のくすぶりの度合いをキーとして当該マップを検索するか、現在の点火プラグ１２のくすぶりの度合いを当該関数式に代入して、設定するべき点火エネルギの加減量Ｗ₆を知得する。 The degree of smoldering of the spark plug 12 is such that the larger the residual current L that becomes apparent from the ion current signal h (the smaller the insulation resistance between the two electrodes of the spark plug 12), or the greater the retard correction amount of the ignition timing. (The higher the frequency of knocking), the greater. The electric energy input to the spark plug 12 in the cleaning process of the spark plug 12 is preferably increased as the smoldering degree of the spark plug 12 increases. The ECU 0 stores in the memory map data or a function formula that defines the relationship between the smoldering degree of the spark plug 12 and the ignition energy amount W ₆ . The ECU searches the map using the current smoldering degree of the spark plug 12 as a key, or substitutes the current smoldering degree of the spark plug 12 into the function formula to set the amount of ignition energy W ₆ to be set. To know.

＜７．内燃機関の暖機＞内燃機関の冷間始動時、その始動から一定時間が経過するまでの間を暖機期間として燃料噴射量を増量補正する場合には、その暖機期間中、点火プラグ１２に入力する電気エネルギをＷ₇だけ加増する。 <7. Warm-up of the internal combustion engine> When the internal combustion engine is cold-started and the fuel injection amount is to be increased and corrected during a warm-up period until a predetermined time elapses from the start, the spark plug 12 Is increased by W ₇ .

なお、内燃機関の各種状況に関わる要素に対応した各加減量Ｗ_i（ｉは要素の種類を識別する添字。例えば、冷却水温及び吸気温に対応する加減量Ｗ₁については、ｉ＝１）は、０であることがあり、また、負値であることもある。 It should be noted that each adjustment amount W _i corresponding to an element related to various situations of the internal combustion engine (i is a subscript identifying the type of element. For example, i = 1 for the adjustment amount W ₁ corresponding to the cooling water temperature and the intake air temperature) May be 0 and may be negative.

本実施形態のＥＣＵ０は、気筒１に充填された混合気に火花点火する際に点火プラグ１２に入力する電気エネルギの大きさＷを、
Ｗ＝Ｗ_B＊ｍａｘ［Ｗ_i］＊ｆ_i（ｎｏｔｍａｘ［Ｗ_i］）
の形で算定する。各演算子＊はそれぞれ、加算または乗算を意味する。ｍａｘ［Ｗ_i］は、内燃機関の各種状況に関わる要素に対応した各加減量Ｗ_i（即ち、Ｗ₁、Ｗ₂、Ｗ₃、……）のうちの最大のものを表す。ｎｏｔｍａｘ［Ｗ_i］は、内燃機関の各種状況に関わる要素に対応した各加減量Ｗ_iのうち、最大のもの（ｍａｘ［Ｗ_i］）を除いた加減量Ｗ_i（そのうち少なくとも一つ。無論、ｍａｘ［Ｗ_i］を除く全ての加減量Ｗ_iであることもある）を表す。 The ECU 0 of the present embodiment determines the magnitude W of the electric energy input to the spark plug 12 when sparking ignition is performed on the air-fuel mixture charged in the cylinder 1.
W = W _B * max [W _i ] * f _i (not max [W _i ])
Calculate in the form of Each operator * means addition or multiplication. max [W _i ] represents the maximum one of the adjustment amounts W _i (that is, W ₁ , W ₂ , W ₃ ,...) corresponding to elements related to various situations of the internal combustion engine. The not max [W _i ] is an increase / decrease amount W _i (at least one of them) excluding the maximum one (max [W _i ]) among the respective increase / decrease amounts W _i corresponding to elements related to various situations of the internal combustion engine. Of course, it may be all the adjustment amounts W _i except max [W _i ]).

並びに、ｆ_i（ｎｏｔｍａｘ［Ｗ_i］）は、ｎｏｔｍａｘ［Ｗ_i］に基づいて定められる補正量であり、ｎｏｔｍａｘ［Ｗ_i］の関数である。例えば、各加減量Ｗ_iのうちの最大のものがＷ₁であったとすると、点火プラグ１２に入力する電気エネルギの大きさＷは、
Ｗ＝Ｗ_B＊Ｗ₁＊ｆ₂（Ｗ₂）＊ｆ₃（Ｗ₃）＊ｆ₄（Ｗ₄）＊ｆ₅（Ｗ₅）＊ｆ₆（Ｗ₆）＊ｆ₇（Ｗ₇）
となる。 _{And, f i (not max [W} i]) is a correction amount determined based on not max [W _i], is a function of not max [W _i]. For example, assuming that the largest one of the adjustment amounts W _i is W ₁ , the magnitude W of the electric energy input to the spark plug 12 is
W = W _B * W ₁ * f ₂ (W ₂ ) * f ₃ (W ₃ ) * f ₄ (W ₄ ) * f ₅ (W ₅ ) * f ₆ (W ₆ ) * f ₇ (W ₇ )
It becomes.

但し、関数ｆ_i（ｎｏｔｍａｘ［Ｗ_i］）は、各種要素ｉ毎に異なる関数であってもよいし、複数のまたは全ての要素ｉで同一の関数であってもよい。また、ｆ_i（ｎｏｔｍａｘ［Ｗ_i］）は、これを加味するための演算子＊が加算である場合には０であることがあり、当該演算子＊が乗算である場合には１（ｍａｘ［Ｗ_i］に乗ずる補正係数ｆ_i（ｎｏｔｍａｘ［Ｗ_i］）が１であることを意味する）であることがある。上記の例でいえば、＊ｆ₂（Ｗ₂）、＊ｆ₃（Ｗ₃）、＊ｆ₄（Ｗ₄）、＊ｆ₅（Ｗ₅）、＊ｆ₆（Ｗ₆）または＊ｆ₇（Ｗ₇）の何れか少なくとも一つを上記式から除く（即ち、何れか少なくとも一つを点火プラグ１２に入力する電気エネルギＷの算定に用いない）ことがある。 However, the function f _i (not max [W _i ]) may be a different function for each element i, or may be the same function for a plurality or all of the elements i. Further, f _i (not max [W _i ]) may be 0 when the operator * for taking this into account is addition, and 1 (if the operator * is multiplication) sometimes a meaning) that max [W _i] correction factor to multiply _{_{f i (not max [W i}} ]) is 1. In the above example, * f ₂ (W ₂ ), * f ₃ (W ₃ ), * f ₄ (W ₄ ), * f ₅ (W ₅ ), * f ₆ (W ₆ ) or * f ₇ At least one of (W ₇ ) may be excluded from the above formula (that is, at least one of them is not used for calculating the electric energy W input to the spark plug 12).

ｆ（ｎｏｔｍａｘ［Ｗ_i］）が、内燃機関の各種状況に関わる要素に対応した各加減量Ｗ_iのうち二番目に大きいものであるということもあり得る。例えば、各加減量Ｗ_iのうち二番目に大きいものがＷ₄であったとすると、点火プラグ１２に入力する電気エネルギの大きさＷを、
Ｗ＝Ｗ_B＊Ｗ₁＊Ｗ₄
として求めることがある。上記の例では、二番目に大きい加減量Ｗ₄について、ｆ₄（ｎｏｔｍａｘ［Ｗ₄］）＝Ｗ₄である。 It is also possible that f (not max [W _i ]) is the second largest value of the amount of adjustment W _i corresponding to factors relating to various situations of the internal combustion engine. For example, if the second largest one of the adjustment amounts W _i is W ₄ , the magnitude W of the electric energy input to the spark plug 12 is
W = W _B * W ₁ * W ₄
May be sought as In the above example, f ₄ (not max [W ₄ ]) = W ₄ for the second largest amount of increase / decrease W ₄ .

ｆ_i（ｎｏｔｍａｘ［Ｗ_i］）の値（または、絶対値）は、ｍａｘ［Ｗ_i］の値（または、絶対値）以下とする。つまり、ＥＣＵ０は、各加減量Ｗ_iのうち最大のもの（ｍａｘ［Ｗ_i］）をベース点火タイミングＷ_Bにそのまま加味するとともに、それ以外の加減量（ｎｏｔｍａｘ［Ｗ_i］）のうち少なくとも一つをその値を割り引いた上でベース点火タイミングＷ_Bに加味する。換言すれば、ｍａｘ［Ｗ_i］を、ｎｏｔｍａｘ［Ｗ_i］で補正した上でベース点火タイミングに加味する。 The value (or absolute value) of f _i (not max [W _i ]) is not more than the value (or absolute value) of max [W _i ]. That is, the ECU 0 adds the maximum (max [W _i ]) of the respective adjustment amounts W _i to the base ignition timing W _{B as} it is, and at least of the other adjustment amounts (not max [W _i ]). one on discounted its value is taken into consideration to the base ignition timing W _B. In other words, the max [W _i], is taken into consideration to the base ignition timing in terms of corrected by not max [W _i].

だが、点火コイル１４は通電により熱を持つ。上述した点火エネルギＷを点火プラグ１２に入力するべく、点火コイル１４に無制限に通電すると、点火コイル１４が溶損するおそれがある。点火コイル１４の熱害による損傷を避けるには、点火プラグ１２に入力する電気エネルギＷの大きさに上限を設定することにより、点火コイル１４の一次側コイルに通電する時間に制限をかけるべきである。 However, the ignition coil 14 has heat when energized. If the ignition coil 14 is energized indefinitely so as to input the ignition energy W described above to the ignition plug 12, the ignition coil 14 may be melted. In order to avoid damage due to heat damage of the ignition coil 14, the upper limit is set for the magnitude of the electric energy W input to the ignition plug 12, so that the time for energizing the primary coil of the ignition coil 14 should be limited. is there.

よって、例えば、点火プラグ１２に入力する電気エネルギＷの上限を、点火コイル１４の許容温度と現在の点火コイル１４の温度との差分が大きいほど高く設定する。 Therefore, for example, the upper limit of the electric energy W input to the spark plug 12 is set higher as the difference between the allowable temperature of the ignition coil 14 and the current temperature of the ignition coil 14 is larger.

ＥＣＵ０は、現在の点火コイル１４の温度を推定により求める。現在の点火コイル１４の温度は、点火コイル１４の発熱量及び受熱量と、同点火コイル１４の放熱量との兼ね合い即ち熱量の収支によって決まる。ＥＣＵ０は、直近の過去に推定した点火コイル１４の温度に、単位時間あたりの温度変化量を加算する形で、現在の点火コイル１４の温度を推定する。そして、その温度推定を、所定周期即ち単位時間毎に反復的に遂行する。 The ECU 0 calculates the current temperature of the ignition coil 14 by estimation. The current temperature of the ignition coil 14 is determined by the balance between the amount of heat generated and received by the ignition coil 14 and the amount of heat released from the ignition coil 14, that is, the balance of the amount of heat. The ECU 0 estimates the current temperature of the ignition coil 14 by adding a temperature change amount per unit time to the temperature of the ignition coil 14 estimated in the latest past. Then, the temperature estimation is repeatedly performed every predetermined period, that is, every unit time.

点火コイル１４自身の単位時間あたりの発熱量は、点火コイル１４に印加された単位時間あたりの電力量に比例する。ＥＣＵ０は、点火コイル１４への印加電圧及び印加電流の瞬時値を実測または推算できるので、点火コイル１４に印加された単位時間あたりの電力量ひいては点火コイル１４の発熱量を演算することが可能である。点火コイル１４の一次側コイルに通電しない半導体スイッチ１３１の消弧期間は、点火コイル１４に印加される電力量が０となることは言うまでもない。点火コイル１４の発熱量は、半導体スイッチ１３１の点弧期間の消弧期間に対する比（いわば、一次電流の平均値、一次電流のＤＵＴＹ比）が大きいほど、即ちエンジン回転数が高いほど増加する。点火コイル１４の単位時間あたりの発熱量を点火コイル１４の熱容量（比熱）で除算すれば、当該発熱量に起因した点火コイル１４の単位時間あたりの温度上昇分を把握できる。 The amount of heat generated per unit time of the ignition coil 14 itself is proportional to the amount of power per unit time applied to the ignition coil 14. The ECU 0 can actually measure or estimate the instantaneous value of the applied voltage and applied current to the ignition coil 14, and therefore can calculate the amount of power per unit time applied to the ignition coil 14 and thus the amount of heat generated by the ignition coil 14. is there. Needless to say, during the arc extinguishing period of the semiconductor switch 131 in which the primary coil of the ignition coil 14 is not energized, the amount of power applied to the ignition coil 14 becomes zero. The amount of heat generated by the ignition coil 14 increases as the ratio of the ignition period of the semiconductor switch 131 to the extinguishing period (in other words, the average value of the primary current and the DUTY ratio of the primary current) increases, that is, as the engine speed increases. By dividing the heat generation amount per unit time of the ignition coil 14 by the heat capacity (specific heat) of the ignition coil 14, the temperature rise per unit time of the ignition coil 14 due to the heat generation amount can be grasped.

点火コイル１４が受熱するか放熱するかは、点火コイル１４の温度とその周囲の温度との関係に応じる。点火コイル１４の温度がその周囲に存在する内燃機関の温度よりも低い場合には、点火コイル１４が内燃機関から受熱することになるので、内燃機関からの受熱量を考慮する。なお、内燃機関の温度は、冷却水温により示唆される。ＥＣＵ０は、点火コイル１４の推定温度と冷却水温との差と、点火コイル１４の単位時間あたりの受熱量との関係を規定したマップデータまたは関数式をメモリに記憶保持している。ＥＣＵは、直近の過去に推定した点火コイル１４の温度と現在の冷却水温との差分を求め、その差分をキーとして当該マップを検索するか、その差分を当該関数式に代入して、点火コイル１４の単位時間あたりの受熱量を知得する。点火コイル１４の単位時間あたりの受熱量を点火コイル１４の熱容量で除算すれば、当該受熱量に起因した点火コイル１４の単位時間あたりの温度上昇分を把握できる。 Whether the ignition coil 14 receives heat or dissipates heat depends on the relationship between the temperature of the ignition coil 14 and the surrounding temperature. When the temperature of the ignition coil 14 is lower than the temperature of the internal combustion engine existing therearound, the ignition coil 14 receives heat from the internal combustion engine, so the amount of heat received from the internal combustion engine is considered. The temperature of the internal combustion engine is suggested by the coolant temperature. The ECU 0 stores in a memory map data or a function formula that defines the relationship between the difference between the estimated temperature of the ignition coil 14 and the coolant temperature and the amount of heat received per unit time of the ignition coil 14. The ECU obtains a difference between the temperature of the ignition coil 14 estimated in the past in the past and the current cooling water temperature, and searches the map using the difference as a key, or substitutes the difference into the function formula to determine the ignition coil. Know the amount of heat received per unit time. If the amount of heat received per unit time of the ignition coil 14 is divided by the heat capacity of the ignition coil 14, the temperature rise per unit time of the ignition coil 14 caused by the amount of heat received can be grasped.

翻って、点火コイル１４の温度が内燃機関の温度よりも高い場合には、点火コイル１４が内燃機関に対して放熱することになるので、内燃機関に対する放熱量を考慮する。ＥＣＵ０は、冷却水温と点火コイル１４の推定温度との差と、点火コイル１４の単位時間あたりの放熱量との関係を規定したマップデータまたは関数式をメモリに記憶保持している。ＥＣＵは、現在の冷却水温と直近の過去に推定した点火コイル１４の温度との差分を求め、その差分をキーとして当該マップを検索するか、その差分を当該関数式に代入して、点火コイル１４の単位時間あたりの放熱量を知得する。点火コイル１４の単位時間あたりの放熱量を点火コイル１４の熱容量で除算すれば、当該放熱量に起因した点火コイル１４の単位時間あたりの温度降下分を把握できる。 Conversely, when the temperature of the ignition coil 14 is higher than the temperature of the internal combustion engine, the ignition coil 14 radiates heat to the internal combustion engine, so the amount of heat released to the internal combustion engine is considered. The ECU 0 stores, in a memory, map data or a function equation that defines the relationship between the difference between the coolant temperature and the estimated temperature of the ignition coil 14 and the amount of heat released per unit time of the ignition coil 14. The ECU obtains a difference between the current cooling water temperature and the temperature of the ignition coil 14 estimated in the past in the past, and searches the map using the difference as a key, or substitutes the difference into the function equation to determine the ignition coil. Know the amount of heat dissipation per unit time. By dividing the heat dissipation amount per unit time of the ignition coil 14 by the heat capacity of the ignition coil 14, the temperature drop per unit time of the ignition coil 14 caused by the heat dissipation amount can be grasped.

さらに、点火コイル１４が、内燃機関を収容する車両のエンジンルーム内に対して放熱する放熱量をも考慮する。この放熱量は、外気温（または、吸気温）が低いほど多くなり、また、車速が高いほど（即ち、走行風が強いほど）多くなる。ＥＣＵ０は、外気温及び車速と、点火コイル１４の単位時間あたりの放熱量との関係を規定したマップデータまたは関数式をメモリに記憶保持している。ＥＣＵは、現在の外気温及び車速をキーとして当該マップを検索するか、現在の外気温及び車速を当該関数式に代入して、点火コイル１４の単位時間あたりの放熱量を知得する。点火コイル１４の単位時間あたりの放熱量を点火コイル１４の熱容量で除算すれば、当該放熱量に起因した点火コイル１４の単位時間あたりの温度降下分を把握できる。 Further, the amount of heat released from the ignition coil 14 to the engine room of the vehicle housing the internal combustion engine is also considered. The amount of heat radiation increases as the outside air temperature (or intake air temperature) decreases, and increases as the vehicle speed increases (that is, the traveling wind becomes stronger). The ECU 0 stores in a memory map data or a function formula that defines the relationship between the outside air temperature and the vehicle speed, and the amount of heat released per unit time of the ignition coil 14. The ECU searches the map using the current outside air temperature and vehicle speed as keys, or substitutes the current outside air temperature and vehicle speed into the function formula to know the heat release amount per unit time of the ignition coil 14. By dividing the heat dissipation amount per unit time of the ignition coil 14 by the heat capacity of the ignition coil 14, the temperature drop per unit time of the ignition coil 14 caused by the heat dissipation amount can be grasped.

ＥＣＵ０は、点火コイル１４自身の発熱に起因する単位時間あたりの温度上昇分、内燃機関からの受熱に起因する単位時間あたりの温度上昇分または内燃機関に対する放熱に起因する単位時間あたりの温度降下分、並びに、エンジンルーム内の雰囲気に対する放熱に起因する単位時間あたりの温度降下分を合算して、点火コイル１４の単位時間あたりの温度変化量を求める。この温度変化量を直近の過去に推定した点火コイル１４の温度に加算すれば、現在の点火コイル１４の推定温度を算出できる。 The ECU 0 has a temperature rise per unit time due to the heat generated by the ignition coil 14 itself, a temperature rise per unit time due to heat received from the internal combustion engine, or a temperature drop per unit time due to heat radiation to the internal combustion engine. In addition, the amount of temperature change per unit time of the ignition coil 14 is obtained by adding the temperature drop per unit time caused by heat radiation to the atmosphere in the engine room. If this temperature change amount is added to the temperature of the ignition coil 14 estimated in the past, the current estimated temperature of the ignition coil 14 can be calculated.

尤も、点火コイル１４の温度を検出するセンサまたは回路を実装し、当該センサまたは回路を介して現在の点火コイル１４の温度を実測してもよいことは言うまでもない。 Needless to say, a sensor or circuit for detecting the temperature of the ignition coil 14 may be mounted, and the current temperature of the ignition coil 14 may be actually measured via the sensor or circuit.

気筒１に充填された混合気への火花点火の際、ＥＣＵ０は、点火コイル１４の許容温度と現在の点火コイル１４の温度との差分を求め、この差分が大きいほど、点火プラグ１２に入力する電気エネルギＷの上限を引き上げる。しかして、Ｗ_B＊ｍａｘ［Ｗ_i］＊ｆ_i（ｎｏｔｍａｘ［Ｗ_i］）として算定した電気エネルギＷがその上限を超える場合には、火花点火のために点火プラグ１２に入力する電気エネルギの大きさを当該上限にクリップする。算定した電気エネルギＷがその上限以下である場合には、当該電気エネルギＷをそのまま点火プラグ１２に入力する電気エネルギとする。 At the time of spark ignition of the air-fuel mixture filled in the cylinder 1, the ECU 0 obtains the difference between the allowable temperature of the ignition coil 14 and the current temperature of the ignition coil 14, and inputs the difference to the spark plug 12 as the difference is larger. Raise the upper limit of electric energy W. Therefore, when the electric energy W calculated as W _B * max [W _i ] * f _i (not max [W _i ]) exceeds the upper limit, the electric energy input to the spark plug 12 for spark ignition. Clip the size of to the upper limit. When the calculated electrical energy W is less than or equal to the upper limit, the electrical energy W is used as the electrical energy input to the spark plug 12 as it is.

ＥＣＵ０は、以上のようにして決定した電気エネルギを点火プラグ１２に入力するべく、点火コイル１４の一次側コイルに通電する時間を演算して、その通電時間の間だけ半導体スイッチ１３１を点弧する制御を実行する。一次側コイルへの通電時間は、決定した電気エネルギを点火プラグ１２に入力するために、半導体スイッチ１３１の消弧時点ｔ₁で一次側コイルに流しておく一次電流を確保するのに必要な通電時間である。当該一次電流は、点火プラグ１２に入力するべき電気エネルギが大きいほど大きい。 The ECU 0 calculates a time for energizing the primary coil of the ignition coil 14 so as to input the electrical energy determined as described above to the spark plug 12, and fires the semiconductor switch 131 only during the energization time. Execute control. The energization time for the primary coil is the energization necessary to secure the primary current that is allowed to flow through the primary coil at the extinction time t ₁ of the semiconductor switch 131 in order to input the determined electrical energy to the spark plug 12. It's time. The primary current increases as the electrical energy to be input to the spark plug 12 increases.

一次側コイルへの通電を開始する時点ｔ₀、ｔ₀’は、一次側コイルに印加される電圧の大きさにも依存する。点火タイミングｔ₁に所要の一次電流を確保するための所要時間は、一次側コイルへの印加電圧が大きいほど短くなるからである。基本的に、現在のバッテリ１７の電圧が高いほど、通電開始時点ｔ₀、ｔ₀’を遅くし、通電時間を短くする。 The time points t ₀ and t ₀ ′ at which energization of the primary coil is started also depends on the magnitude of the voltage applied to the primary coil. This is because the time required to secure the required primary current at the ignition timing t ₁ becomes shorter as the applied voltage to the primary side coil increases. Basically, as the current voltage of the battery 17 is higher, the energization start times t ₀ and t ₀ ′ are delayed and the energization time is shortened.

因みに、点火タイミングｔ₁に関しても、その基本となるベース点火タイミングは、現在の内縁機関の運転領域に応じて設定される。ベース点火タイミングは、内燃機関が特に加速も減速もしない定常運転状態、即ちエンジン回転数の単位時間あたりの変化量の絶対値が所定以下である状態において、混合気の着火燃焼が安定し、かつエンジントルクが最大となるか最大に近くなるような点火タイミングであり、予め実験的に（試験または適合により）求められる。ＥＣＵ０は、内燃機関の運転領域［エンジン回転数，負荷（または、吸気圧、吸気（新気）量若しくは燃料噴射量）］とベース点火タイミングとの関係を規定したマップデータまたは関数式をメモリに記憶保持している。ＥＣＵは、現在の運転領域をキーとして当該マップを検索するか、現在の運転領域のパラメータを当該関数式に代入して、設定するべきベース点火タイミングを知得する。 Incidentally, with respect to the ignition timing t ₁ , the basic base ignition timing is set in accordance with the current operating range of the inner edge engine. The base ignition timing is a steady operation state in which the internal combustion engine is not particularly accelerated or decelerated, that is, in a state where the absolute value of the change amount per unit time of the engine speed is equal to or less than a predetermined value, The ignition timing is such that the engine torque becomes maximum or close to the maximum, and is experimentally obtained in advance (by test or adaptation). The ECU 0 stores, in a memory, map data or a function formula that defines the relationship between the operating range of the internal combustion engine [engine speed, load (or intake pressure, intake (fresh air) amount or fuel injection amount)] and base ignition timing. I have a memory. The ECU searches the map using the current operation region as a key, or substitutes the parameter of the current operation region into the function formula to know the base ignition timing to be set.

総じて言えば、気筒１に充填された混合気に点火するために点火プラグ１２に入力する電気エネルギＷ、及び当該点火プラグ１２において火花放電を惹起する火花点火タイミングｔ₁はそれぞれ、内燃機関の運転領域に応じて変化する。加えて、それら電気エネルギＷ及び火花点火タイミングｔ₁は、各気筒１毎に異なることがある。 Generally speaking, the electric energy W input to the spark plug 12 for igniting the air-fuel mixture filled in the cylinder 1 and the spark ignition timing t ₁ causing spark discharge in the spark plug 12 are respectively the operation of the internal combustion engine. Varies depending on the area. In addition, the electric energy W and the spark ignition timing t ₁ may be different for each cylinder 1.

本実施形態では、気筒１に設置した点火プラグ１２において火花放電を惹起して気筒１内の混合気に点火する火花点火式内燃機関を制御するものであって、点火プラグ１２に入力する電気エネルギを増大させることによって内燃機関が出力する機械的エネルギが増加する量が、内燃機関により駆動されて発電する発電機１８が同点火プラグ１２に入力する電気エネルギの増大分を発電するために余分に費やす機械的エネルギの量を下回らない限度で、点火プラグ１２に入力する電気エネルギの量を大きく設定する内燃機関の制御装置０を構成した。 In the present embodiment, the spark plug 12 installed in the cylinder 1 causes a spark discharge to control a spark ignition type internal combustion engine that ignites the air-fuel mixture in the cylinder 1, and the electric energy input to the spark plug 12 is controlled. The amount of increase in the mechanical energy output from the internal combustion engine by increasing the power of the generator 18 is excessive in order to generate the increase in electrical energy input to the spark plug 12 by the generator 18 driven by the internal combustion engine to generate electric power. The control device 0 for the internal combustion engine is configured so that the amount of electric energy input to the spark plug 12 is set to be large as long as it does not fall below the amount of mechanical energy consumed.

本実施形態によれば、内燃機関の効率を悪化させない限りにおいて、点火プラグ１２に入力する電気エネルギ即ち火花放電のエネルギを増大させて、内燃機関が出力するエンジントルクの増強を図ることができる。エンジントルクの増加が見込める場合であっても、点火プラグ１２に入力する電気エネルギを増大させることで却って内燃機関の効率が悪化する場合には、点火プラグ１２に入力する電気エネルギを敢えて増大させないことから、混合気の着火燃焼の安定化、ドライバビリティの向上とともに、内燃機関の総合的な燃費性能の良化を実現できる。 According to the present embodiment, as long as the efficiency of the internal combustion engine is not deteriorated, the electric energy input to the spark plug 12, that is, the energy of spark discharge, can be increased to increase the engine torque output from the internal combustion engine. Even if an increase in engine torque is expected, if the efficiency of the internal combustion engine deteriorates by increasing the electric energy input to the spark plug 12, do not intentionally increase the electric energy input to the spark plug 12. As a result, it is possible to stabilize the ignition and combustion of the air-fuel mixture and improve the drivability and improve the overall fuel efficiency of the internal combustion engine.

なお、本発明は以上に詳述した実施形態に限られるものではない。各部の具体的構成は、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々変形が可能である。 The present invention is not limited to the embodiment described in detail above. The specific configuration of each part can be variously modified without departing from the spirit of the present invention.

本発明は、車両等に搭載される内燃機関の制御に適用することができる。 The present invention can be applied to control of an internal combustion engine mounted on a vehicle or the like.

０…制御装置（ＥＣＵ）
１…気筒
１２…点火プラグ
１３…イグナイタ
１４…点火コイル
ｉ…点火信号 0 ... Control unit (ECU)
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Cylinder 12 ... Spark plug 13 ... Igniter 14 ... Ignition coil i ... Ignition signal

Claims

A spark ignition type internal combustion engine for inducing spark discharge in a spark plug installed in a cylinder to ignite an air-fuel mixture in the cylinder;
The amount of increase in the mechanical energy output by the internal combustion engine by increasing the electrical energy input to the spark plug is generated by the amount of increase in the electrical energy input to the spark plug by the generator driven by the internal combustion engine. The amount of electrical energy that is input to the spark plug is set to a large value so that it does not fall below the amount of mechanical energy that is excessively spent .
An internal combustion engine in which the base ignition energy set according to the current operating range of the internal combustion engine is reduced as the engine speed is higher except for a high engine speed where the engine speed is significantly high, and is increased as the load of the internal combustion engine is lower Control device.