JP6577772B2 - Control device for internal combustion engine - Google Patents

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Description

本発明は内燃機関を制御する制御装置に関する。   The present invention relates to a control device for controlling an internal combustion engine.

近年、自動車用内燃機関での燃費を改善させるため、希薄燃料の燃焼制御(リーンバーンエンジン)、又は、内燃機関のシリンダへ燃焼ガスを還流させるEGRに関する技術の検討が進められている。これらの技術にあっては、内燃機関の点火タイミングで点火プラグが複数回放電を行なう多重点火方式/交流点火方式、又は、点火タイミング近傍の一定時間について点火プラグを連続的に放電させるDCO方式等、混合気に含まれる燃料を効果的に燃焼させる為の点火システムが種々検討されている。   In recent years, in order to improve the fuel efficiency of an internal combustion engine for automobiles, studies are being made on technologies relating to combustion control of lean fuel (lean burn engine) or EGR for returning combustion gas to a cylinder of the internal combustion engine. In these techniques, a multiple ignition method / AC ignition method in which the ignition plug discharges a plurality of times at the ignition timing of the internal combustion engine, or a DCO method in which the ignition plug is continuously discharged for a certain time near the ignition timing. Various ignition systems for effectively burning fuel contained in an air-fuel mixture have been studied.

点火プラグが複数回放電を行う点火システムでは、初回の放電時に放電異常が生じる可能性がある。そこで、点火プラグにて放電異常が生じたことが検出された場合には、放電異常が生じた回の放電を停止させるとともに、続く回の点火放電に必要な電力の充電を開始する技術が既に開示されている(特許文献1参照)。   In an ignition system in which a spark plug discharges a plurality of times, a discharge abnormality may occur during the first discharge. Therefore, when it is detected that a discharge abnormality has occurred in the spark plug, a technique for stopping the discharge at the time when the discharge abnormality has occurred and starting charging the power necessary for the subsequent ignition discharge has already been made. It is disclosed (see Patent Document 1).

特開2009−287521号公報JP 2009-287521 A

しかしながら、特許文献1に開示される技術では、異常放電が生じた回の放電を停止させることができるが、燃料に実際に着火したか否かに関わらず予め定められた複数回の放電が実施される。このため、着火に必要なエネルギよりも余分に点火プラグにエネルギが供給されることになり、未だ改善の余地を残している。   However, in the technique disclosed in Patent Document 1, it is possible to stop the discharge when the abnormal discharge has occurred, but a plurality of predetermined discharges are performed regardless of whether or not the fuel is actually ignited. Is done. For this reason, energy is supplied to the spark plug in excess of the energy required for ignition, and there is still room for improvement.

本発明は、上記課題を解決するためになされたものであり、その主たる目的は、点火プラグにより1回の燃焼行程中に所定期間において連続的な放電又は複数回の放電を実行させる点火システムにおいて、点火プラグに供給されるエネルギの削減を図ることを目的とするものである。   The present invention has been made to solve the above-mentioned problems, and a main object of the present invention is to provide an ignition system in which a continuous discharge or a plurality of discharges are executed in a predetermined period during one combustion stroke by an ignition plug. The object is to reduce the energy supplied to the spark plug.

本発明は、燃焼室内に燃料を直接噴射する燃料噴射弁と、駆動回路内で生じた電圧誘起により放電を発生させる点火プラグと、を備える内燃機関に適用される制御装置であって、前記内燃機関の1回の燃焼行程中に、前記駆動回路を制御することで前記点火プラグにより所定期間において連続的な放電又は複数回の放電を実行させる放電実行手段と、前記放電実行手段により放電が実行される際に、前記燃料噴射弁により前記燃料を噴射させる噴射手段と、前記放電実行手段が前記点火プラグに実行させている放電の状態を検出する放電状態検出手段と、前記噴射手段が前記燃料噴射弁により噴射させた前記燃料が、前記放電実行手段により実行させている前記放電と接触したか否かを、前記放電状態検出手段により検出された前記放電の状態に基づいて判定する判定手段と、前記判定手段により前記燃料が前記放電と接触したと判定された場合に、前記放電実行手段により実行されている前記放電を終了させる終了手段と、を備えることを特徴とする。   The present invention is a control device applied to an internal combustion engine comprising: a fuel injection valve that directly injects fuel into a combustion chamber; and a spark plug that generates a discharge by voltage induction generated in a drive circuit. During a single combustion stroke of the engine, by controlling the drive circuit, the spark plug performs a continuous discharge or a plurality of discharges in a predetermined period by the spark plug, and the discharge is performed by the discharge execution means. An injection unit that injects the fuel by the fuel injection valve, a discharge state detection unit that detects a state of discharge that the discharge execution unit is causing the spark plug to perform, and the injection unit is the fuel The state of the discharge detected by the discharge state detection means as to whether or not the fuel injected by the injection valve has come into contact with the discharge being executed by the discharge execution means. And determining means for determining based on the above, and ending means for terminating the discharge being executed by the discharge executing means when the determining means determines that the fuel has contacted the discharge. Features.

上記構成によれば、制御装置は、燃焼室内に燃料を直接噴射する燃料噴射弁と、駆動回路内で生じた電圧誘起により放電を発生させる点火プラグとを備える内燃機関に適用されるものである。この制御装置には、放電実行手段が備わっており、内燃機関の1回の燃焼行程中に、駆動回路を制御することで点火プラグにより所定期間において連続的な放電又は複数回の放電を実行させる。この放電実行手段により放電が実行される際に、噴射手段により燃料噴射弁から燃料が噴射させられる。このとき、噴射された燃料の噴霧が点火プラグで生じている放電と接触すると、放電の状態が変化する。この放電の状態は放電状態検出手段により検出される。よって、放電状態検出手段により検出された放電の状態に基づいて、判定手段により燃料噴射弁から噴射させられた燃料の噴霧が点火プラグの放電と接触したか否かが判定される。噴射させた燃料と点火プラグの放電とが接触すると、燃料は着火する可能性が高い。よって、判定手段により燃料が点火プラグにて生じている放電と接触したと判定された場合、燃料の着火が生じたとして終了手段により点火プラグの放電を終了させる。これにより、点火プラグに供給されるエネルギを削減することが可能となる。   According to the above configuration, the control device is applied to an internal combustion engine that includes a fuel injection valve that directly injects fuel into the combustion chamber, and a spark plug that generates discharge by voltage induction generated in the drive circuit. . This control device is provided with a discharge execution means, and controls the drive circuit during one combustion stroke of the internal combustion engine to cause the spark plug to execute continuous discharge or a plurality of discharges in a predetermined period. . When the discharge is executed by the discharge execution means, the fuel is injected from the fuel injection valve by the injection means. At this time, when the spray of injected fuel comes into contact with the discharge generated in the spark plug, the state of the discharge changes. This discharge state is detected by a discharge state detecting means. Therefore, based on the state of the discharge detected by the discharge state detection means, it is determined whether or not the fuel spray injected from the fuel injection valve by the determination means has come into contact with the discharge of the spark plug. When the injected fuel comes into contact with the spark plug discharge, the fuel is likely to ignite. Therefore, when it is determined by the determination means that the fuel has come into contact with the discharge generated at the spark plug, the discharge of the spark plug is ended by the end means because the ignition of the fuel has occurred. Thereby, the energy supplied to the spark plug can be reduced.

本実施形態に係る内燃機関及びその制御装置の模式図である。1 is a schematic diagram of an internal combustion engine and a control device thereof according to the present embodiment. 図1に示されている点火回路ユニット周辺の概略的な回路図。FIG. 2 is a schematic circuit diagram around an ignition circuit unit shown in FIG. 1. 弱成層燃焼モードにおける燃料噴射時期及び放電開始時期を示す図である。It is a figure which shows the fuel-injection time and discharge start time in weak stratified combustion mode. 本実施形態にかかるECUにより実行される制御フローチャートである。It is a control flowchart performed by ECU concerning this embodiment. 燃料の噴霧と放電とが接触した際に変化する二次電圧を示す図である。It is a figure which shows the secondary voltage which changes when spraying of fuel and discharge contact. 燃料の着火が良好な場合の二次電圧の変化を示す図である。It is a figure which shows the change of a secondary voltage in case the ignition of fuel is favorable. 燃料の着火が緩慢な場合の二次電圧の変化を示す図である。It is a figure which shows the change of a secondary voltage when the ignition of fuel is slow. 燃料の噴霧と放電との接触時期と燃焼が観察された時期の関係を示す図である。It is a figure which shows the relationship between the time of contact of fuel spray and discharge, and the time when combustion was observed.

図1を参照すると、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11を備えている。エンジン11の本体部を構成するエンジンブロック11aの内部には、燃焼室11b及びウォータージャケット11cが形成されている。燃焼室11bは、ピストン12を往復移動可能に収容するように設けられている。ウォータージャケット11cは、冷却液(冷却水ともいう)が通流可能な空間であって、燃焼室11bの周囲を取り囲むように設けられている。   Referring to FIG. 1, an engine system 10 includes an engine 11 that is a spark ignition type internal combustion engine. A combustion chamber 11b and a water jacket 11c are formed inside an engine block 11a constituting the main body of the engine 11. The combustion chamber 11b is provided to accommodate the piston 12 so as to be capable of reciprocating. The water jacket 11c is a space through which a coolant (also referred to as cooling water) can flow, and is provided so as to surround the combustion chamber 11b.

エンジンブロック11aの上部であるシリンダヘッドには、吸気ポート13及び排気ポート14が、燃焼室11bと連通可能に形成されている。また、シリンダヘッドには、吸気ポート13と燃焼室11bとの連通状態を制御するための吸気バルブ15と、排気ポート14と燃焼室11bとの連通状態を制御するための排気バルブ16と、吸気バルブ15及び排気バルブ16を所定のタイミングで開閉動作させるためのバルブ駆動機構17と、が設けられている。   An intake port 13 and an exhaust port 14 are formed in the cylinder head, which is an upper portion of the engine block 11a, so as to communicate with the combustion chamber 11b. The cylinder head includes an intake valve 15 for controlling the communication state between the intake port 13 and the combustion chamber 11b, an exhaust valve 16 for controlling the communication state between the exhaust port 14 and the combustion chamber 11b, A valve drive mechanism 17 for opening and closing the valve 15 and the exhaust valve 16 at a predetermined timing is provided.

さらに、エンジンブロック11aには、インジェクタ(燃料噴射弁に該当)18及び点火プラグ19が装着されている。本実施形態においては、インジェクタ18は、点火プラグ19の近傍に配置され、燃焼室11b内に燃料を直接噴射するように設けられている。点火プラグ19は、燃焼室11b内にて燃料混合気を点火するように設けられている。   Further, an injector (corresponding to a fuel injection valve) 18 and a spark plug 19 are mounted on the engine block 11a. In the present embodiment, the injector 18 is disposed in the vicinity of the spark plug 19 and is provided so as to inject fuel directly into the combustion chamber 11b. The spark plug 19 is provided so as to ignite the fuel mixture in the combustion chamber 11b.

吸気ポート13には、吸気マニホールド21aが接続されている。また、吸気マニホールド21aよりも吸気通流方向における上流側には、サージタンク21bが配置されている。排気ポート14には、排気管22が接続されている。   An intake manifold 21 a is connected to the intake port 13. A surge tank 21b is disposed upstream of the intake manifold 21a in the intake air flow direction. An exhaust pipe 22 is connected to the exhaust port 14.

EGR通路23は、排気管22とサージタンク21bとを接続することで、排気管22に排出された排気ガスの一部を吸気に導入可能に設けられている(EGRはExhaust Gas Recirculationの略である)。EGR通路23には、EGR制御バルブ24が介装されている。EGR制御バルブ24は、その開度によってEGR率(燃焼室11b内に吸入される燃焼前のガスにおける排気ガスの混入割合)を制御可能に設けられている。   The EGR passage 23 is provided such that a part of the exhaust gas discharged to the exhaust pipe 22 can be introduced into the intake air by connecting the exhaust pipe 22 and the surge tank 21b (EGR is an abbreviation for Exhaust Gas Recirculation). is there). An EGR control valve 24 is interposed in the EGR passage 23. The EGR control valve 24 is provided so as to be able to control the EGR rate (exhaust gas mixing ratio in the pre-combustion gas sucked into the combustion chamber 11b) by its opening.

吸気管21における、サージタンク21bよりも吸気通流方向における上流側には、スロットルバルブ25が介装されている。スロットルバルブ25は、その開度が、DCモータ等のスロットルアクチュエータ26の動作によって制御されるようになっている。また、吸気ポート13の近傍には、スワール流やタンブル流を発生させるための気流制御バルブ27が設けられている。   A throttle valve 25 is interposed in the intake pipe 21 upstream of the surge tank 21b in the intake air flow direction. The opening degree of the throttle valve 25 is controlled by the operation of a throttle actuator 26 such as a DC motor. Further, an air flow control valve 27 for generating a swirl flow or a tumble flow is provided in the vicinity of the intake port 13.

排気管22には、排出ガス中のCO,HC,NOx等を浄化するための三元触媒等の触媒41が設けられ、この触媒41の上流側には排ガスを検出対象として混合気の空燃比を検出するための空燃比センサ40(リニアA/Fセンサ等)が設けられている。   The exhaust pipe 22 is provided with a catalyst 41 such as a three-way catalyst for purifying CO, HC, NOx, etc. in the exhaust gas, and the air-fuel ratio of the air-fuel mixture is detected upstream of the catalyst 41 with exhaust gas as a detection target. An air-fuel ratio sensor 40 (linear A / F sensor or the like) is provided for detecting the above.

エンジンシステム10は、点火回路ユニット(駆動回路に該当)31、電子制御ユニット32等を備えている。   The engine system 10 includes an ignition circuit unit (corresponding to a drive circuit) 31, an electronic control unit 32, and the like.

点火回路ユニット31は、燃焼室11b内の燃料混合気に点火するための火花放電を点火プラグ19にて発生させるように構成されている。電子制御ユニット32は、いわゆるエンジンECU(ECUはElectronic Control Unitの略である)であって、クランク角センサ(クランク角度検出手段及び回転速度検出手段に該当する)33等の各種センサの出力に基づいて取得したエンジン11の運転状態(以下「エンジンパラメータ」と略称する。)に応じて、インジェクタ18及び点火回路ユニット31を含む各部の動作を制御するようになっている。   The ignition circuit unit 31 is configured to cause the spark plug 19 to generate a spark discharge for igniting the fuel mixture in the combustion chamber 11b. The electronic control unit 32 is a so-called engine ECU (ECU is an abbreviation for Electronic Control Unit), and is based on outputs of various sensors such as a crank angle sensor (corresponding to a crank angle detection means and a rotation speed detection means) 33. The operation of each part including the injector 18 and the ignition circuit unit 31 is controlled in accordance with the operating state of the engine 11 (hereinafter, abbreviated as “engine parameter”).

点火制御に関しては、電子制御ユニット32は、取得したエンジンパラメータに基づいて、点火信号及びエネルギ投入期間信号を生成及び出力するようになっている。かかる点火信号及びエネルギ投入期間信号は、燃焼室11b内のガスの状態及び必要とされるエンジン11の出力(これらはエンジンパラメータに応じて変化する)に応じた、最適な点火時期及び放電電流(点火放電電流)を規定するものである。よって、電子制御ユニット32は、放電実行手段と、噴射手段とに該当する。このほか、電子制御ユニット32は、放電状態検出手段と、判定手段と、終了手段とに該当する。   Regarding the ignition control, the electronic control unit 32 generates and outputs an ignition signal and an energy input period signal based on the acquired engine parameter. The ignition signal and the energy input period signal are the optimum ignition timing and discharge current (depending on the state of the gas in the combustion chamber 11b and the required output of the engine 11 (which varies depending on the engine parameters)). Ignition discharge current). Therefore, the electronic control unit 32 corresponds to a discharge execution unit and an injection unit. In addition, the electronic control unit 32 corresponds to a discharge state detection unit, a determination unit, and an end unit.

クランク角センサ33は、エンジン11の所定クランク角毎に(例えば30°CA周期で)矩形状のクランク角信号を出力するためのセンサである。このクランク角センサ33は、エンジンブロック11aに装着されている。冷却水温センサ34は、ウォータージャケット11c内を通流する冷却液の温度である冷却水温を検出(取得)するためのセンサであって、エンジンブロック11aに装着されている。   The crank angle sensor 33 is a sensor for outputting a rectangular crank angle signal for each predetermined crank angle of the engine 11 (for example, at a cycle of 30 ° CA). The crank angle sensor 33 is mounted on the engine block 11a. The cooling water temperature sensor 34 is a sensor for detecting (acquiring) the cooling water temperature that is the temperature of the coolant flowing through the water jacket 11c, and is attached to the engine block 11a.

エアフローメータ35は、吸入空気量(吸気管21を通流して燃焼室11b内に導入される吸入空気の質量流量)を検出(取得)するためのセンサである。このエアフローメータ35は、スロットルバルブ25よりも吸気通流方向における上流側にて、吸気管21に装着されている。吸気圧センサ36は、吸気管21内の圧力である吸気圧を検出(取得)するためのセンサであって、サージタンク21bに装着されている。   The air flow meter 35 is a sensor for detecting (acquiring) the intake air amount (the mass flow rate of the intake air introduced into the combustion chamber 11b through the intake pipe 21). The air flow meter 35 is attached to the intake pipe 21 upstream of the throttle valve 25 in the intake air flow direction. The intake pressure sensor 36 is a sensor for detecting (acquiring) intake pressure, which is the pressure in the intake pipe 21, and is attached to the surge tank 21b.

スロットル開度センサ37は、スロットルバルブ25の開度(スロットル開度)に対応する出力を生じるセンサであって、スロットルアクチュエータ26に内蔵されている。アクセルポジションセンサ38は、アクセル操作量に対応する出力を生じるように設けられている。   The throttle opening sensor 37 is a sensor that generates an output corresponding to the opening (throttle opening) of the throttle valve 25 and is built in the throttle actuator 26. The accelerator position sensor 38 is provided so as to generate an output corresponding to the accelerator operation amount.

<点火回路ユニット周辺の構成>
図2を参照すると、点火回路ユニット31は、イグニッションコイル311(一次巻線311a及び二次巻線311bを含む)と、直流電源312と、第一スイッチング素子313と、エネルギ追加投入回路322と、ダイオード318a,318b、及び318dと、ドライバ回路319と、を備えている。
<Configuration around the ignition circuit unit>
Referring to FIG. 2, the ignition circuit unit 31 includes an ignition coil 311 (including a primary winding 311 a and a secondary winding 311 b), a DC power supply 312, a first switching element 313, an additional energy input circuit 322, Diodes 318a, 318b, and 318d and a driver circuit 319 are provided.

上述のように、イグニッションコイル(点火コイルに該当)311は、一次巻線(一次コイルに該当)311aと二次巻線(二次コイルに該当)311bとを備えている。このイグニッションコイル311は、周知の通り、一次巻線311aを通流する一次電流の増減により、二次巻線311bにて二次電流を発生させるように構成されている。   As described above, the ignition coil (corresponding to the ignition coil) 311 includes the primary winding (corresponding to the primary coil) 311a and the secondary winding (corresponding to the secondary coil) 311b. As is well known, the ignition coil 311 is configured to generate a secondary current in the secondary winding 311b by increasing or decreasing the primary current flowing through the primary winding 311a.

一次巻線311aの一端である高電圧側端子(非接地側端子とも称し得る)側には、直流電源312における非接地側出力端子(具体的には+端子)が接続されている。一方、一次巻線311aの他端である低電圧側端子(接地側端子とも称し得る)側は、第一スイッチング素子313を介して、接地側に接続されている。すなわち、直流電源312は、第一スイッチング素子313がオンされたときに、一次巻線311aにて高電圧側端子側から低電圧側端子側に向かう方向の一次電流を通流させるように設けられている。   A non-grounded output terminal (specifically, a + terminal) of the DC power supply 312 is connected to a high voltage side terminal (which may also be referred to as a non-grounded side terminal) which is one end of the primary winding 311a. On the other hand, the low voltage side terminal (which may also be referred to as a ground side terminal) side which is the other end of the primary winding 311 a is connected to the ground side via the first switching element 313. That is, the DC power supply 312 is provided so that when the first switching element 313 is turned on, a primary current flows in the direction from the high-voltage side terminal side to the low-voltage side terminal side in the primary winding 311a. ing.

二次巻線311bにおける高電圧側端子(非接地側端子とも称し得る)側は、ダイオード318aを介して、一次巻線311aにおける高電圧側端子側に接続されている。このダイオード318aは、一次巻線311aにおける高電圧側端子側から二次巻線311bにおける高電圧側端子側に向かう方向の電流の通流を禁止するとともに、二次電流(放電電流)を点火プラグ19から二次巻線311bに向かう(すなわち図中の電流I2が負の値となる)方向に規定すべく、そのアノードが二次巻線311bにおける高電圧側端子側に接続されている。   The high voltage side terminal (which may also be referred to as a non-ground side terminal) side in the secondary winding 311b is connected to the high voltage side terminal side in the primary winding 311a via a diode 318a. The diode 318a prohibits the flow of current in the direction from the high-voltage side terminal side of the primary winding 311a to the high-voltage side terminal side of the secondary winding 311b, and spark plugs the secondary current (discharge current). The anode is connected to the high voltage side terminal side of the secondary winding 311b so as to define the direction from 19 to the secondary winding 311b (that is, the current I2 in the figure has a negative value).

一方、二次巻線311bにおける低電圧側端子(接地側端子とも称し得る)側は、点火プラグ19に接続されており、該低電圧側端子と点火プラグ19を繋ぐ経路L1には、電圧検出用経路(二次電圧検出手段に該当)L2が接続されている。この電圧検出用経路L2には、電圧検出用の抵抗体320,321が備えられている。抵抗体320の一端は、経路L1に接続され、他端は抵抗体321に接続されている。抵抗体321の一端は抵抗体320に接続され、他端は接地側に接続されている。また抵抗体320と抵抗体321との間のノード(図番号を略す)は、後述する電子制御ユニット32に接続されている。このような電圧検出用経路L2によって、点火プラグ19に印加される2次電圧V2が検出されるようになっている。   On the other hand, the low voltage side terminal (which may also be referred to as a ground side terminal) side of the secondary winding 311b is connected to the spark plug 19, and a voltage detection is provided in a path L1 connecting the low voltage side terminal and the spark plug 19. A use path (corresponding to the secondary voltage detection means) L2 is connected. The voltage detection path L2 includes voltage detection resistors 320 and 321. One end of the resistor 320 is connected to the path L1, and the other end is connected to the resistor 321. One end of the resistor 321 is connected to the resistor 320, and the other end is connected to the ground side. A node (not shown in the figure) between the resistor 320 and the resistor 321 is connected to an electronic control unit 32 described later. The secondary voltage V2 applied to the spark plug 19 is detected by such a voltage detection path L2.

第一スイッチング素子313は、MOSゲート構造トランジスタであるIGBT(Insulated Gate Bipolar Transistor)であって、第一制御端子313Gと、第一電源側端子313Cと、第一接地側端子313Eと、を有している。第一スイッチング素子313の両端(第一電源側端子313Cと第一接地側端子313E)に、ダイオード318dが並列に接続されている。この第一スイッチング素子313は、第一制御端子313Gに入力された第一制御信号に基づいて、第一電源側端子313Cと第一接地側端子313Eとの間の通電のオンオフを制御するように構成されている。本実施形態においては、第一電源側端子313Cは、一次巻線311aにおける低電圧側端子側に接続されている。また、第一接地側端子313Eは、接地側に接続されている。   The first switching element 313 is an IGBT (Insulated Gate Bipolar Transistor) that is a MOS gate structure transistor, and includes a first control terminal 313G, a first power supply side terminal 313C, and a first ground side terminal 313E. ing. A diode 318d is connected in parallel to both ends of the first switching element 313 (first power supply side terminal 313C and first ground side terminal 313E). The first switching element 313 controls on / off of energization between the first power supply side terminal 313C and the first ground side terminal 313E based on the first control signal input to the first control terminal 313G. It is configured. In the present embodiment, the first power supply side terminal 313C is connected to the low voltage side terminal side of the primary winding 311a. The first ground side terminal 313E is connected to the ground side.

エネルギ追加投入回路322は、第二スイッチング素子314と、第三スイッチング素子315と、エネルギ蓄積コイル316と、コンデンサ317と、ダイオード318cとで構成されている。   The additional energy input circuit 322 includes a second switching element 314, a third switching element 315, an energy storage coil 316, a capacitor 317, and a diode 318c.

第二スイッチング素子314は、MOSFET(Metal Oxide Semiconductor Field Effect Transistor)であって、第二制御端子314Gと、第二電源側端子314Dと、第二接地側端子314Sと、を有している。この第二スイッチング素子314は、第二制御端子314Gに入力された第二制御信号に基づいて、第二電源側端子314Dと第二接地側端子314Sとの間の通電のオンオフを制御するように構成されている。   The second switching element 314 is a MOSFET (Metal Oxide Field Effect Effect Transistor), and has a second control terminal 314G, a second power supply side terminal 314D, and a second ground side terminal 314S. The second switching element 314 controls on / off of energization between the second power supply side terminal 314D and the second ground side terminal 314S based on the second control signal input to the second control terminal 314G. It is configured.

本実施形態においては、第二接地側端子314Sは、ダイオード318bを介して、一次巻線311aにおける低電圧側端子側に接続されている。このダイオード318bは、第二スイッチング素子314における第二接地側端子314Sから一次巻線311aにおける低電圧側端子側に向かう方向の電流の通流を許容するように、そのアノードが第二接地側端子314Sに接続されている。   In the present embodiment, the second ground side terminal 314S is connected to the low voltage side terminal side of the primary winding 311a via the diode 318b. The diode 318b has an anode connected to the second ground side terminal so as to allow current to flow from the second ground side terminal 314S of the second switching element 314 toward the low voltage side terminal side of the primary winding 311a. 314S is connected.

第三スイッチング素子315は、MOSゲート構造トランジスタであるIGBTであって、第三制御端子315Gと、第三電源側端子315Cと、第三接地側端子315Eと、を有している。この第三スイッチング素子315は、第三制御端子315Gに入力された第三制御信号に基づいて、第三電源側端子315Cと第三接地側端子315Eとの間の通電のオンオフを制御するように構成されている。   The third switching element 315 is an IGBT that is a MOS gate structure transistor, and includes a third control terminal 315G, a third power supply side terminal 315C, and a third ground side terminal 315E. The third switching element 315 controls on / off of energization between the third power supply side terminal 315C and the third ground side terminal 315E based on the third control signal input to the third control terminal 315G. It is configured.

本実施形態においては、第三電源側端子315Cは、ダイオード318cを介して、第二スイッチング素子314における第二電源側端子314Dに接続されている。ダイオード318cは、第三スイッチング素子315における第三電源側端子315Cから第二スイッチング素子314における第二電源側端子314Dに向かう方向の電流の通流を許容するように、そのアノードが第三電源側端子315Cに接続されている。また、第三スイッチング素子315における第三接地側端子315Eは、接地側に接続されている。   In the present embodiment, the third power supply side terminal 315C is connected to the second power supply side terminal 314D in the second switching element 314 via the diode 318c. The diode 318c has an anode on the third power supply side so as to allow current to flow from the third power supply side terminal 315C in the third switching element 315 to the second power supply side terminal 314D in the second switching element 314. It is connected to the terminal 315C. The third ground side terminal 315E of the third switching element 315 is connected to the ground side.

エネルギ蓄積コイル316は、第三スイッチング素子315のオンによってエネルギを蓄積するように設けられたインダクタである。このエネルギ蓄積コイル316は、直流電源312における上述の非接地側出力端子と第三スイッチング素子315における第三電源側端子315Cとを接続する電力ラインに介装されている。   The energy storage coil 316 is an inductor provided to store energy when the third switching element 315 is turned on. The energy storage coil 316 is interposed in a power line that connects the above-described non-grounded output terminal of the DC power supply 312 and the third power supply terminal 315C of the third switching element 315.

コンデンサ317は、接地側と直流電源312における上述の非接地側出力端子との間にて、エネルギ蓄積コイル316と直列接続されている。すなわち、コンデンサ317は、エネルギ蓄積コイル316に対して、第三スイッチング素子315と並列接続されている。このコンデンサ317は、第三スイッチング素子315のオフによって、エネルギを蓄積するように設けられている。   The capacitor 317 is connected in series with the energy storage coil 316 between the ground side and the above-described non-ground side output terminal of the DC power supply 312. That is, the capacitor 317 is connected in parallel with the third switching element 315 with respect to the energy storage coil 316. The capacitor 317 is provided to store energy when the third switching element 315 is turned off.

ドライバ回路319は、電子制御ユニット32から出力されたエンジンパラメータ、点火信号及びエネルギ投入期間信号を受信するように、電子制御ユニット32に接続されている。また、ドライバ回路319は、第一スイッチング素子313、第二スイッチング素子314、及び第三スイッチング素子315を制御するように、第一制御端子313G、第二制御端子314G及び第三制御端子315Gに接続されている。このドライバ回路319は、受信した点火信号及びエネルギ投入期間信号に基づいて、第一制御信号、第二制御信号、及び第三制御信号を、それぞれ第一制御端子313G、第二制御端子314G及び第三制御端子315Gに出力するように設けられている。   The driver circuit 319 is connected to the electronic control unit 32 so as to receive the engine parameter, the ignition signal, and the energy input period signal output from the electronic control unit 32. The driver circuit 319 is connected to the first control terminal 313G, the second control terminal 314G, and the third control terminal 315G so as to control the first switching element 313, the second switching element 314, and the third switching element 315. Has been. The driver circuit 319 sends the first control signal, the second control signal, and the third control signal to the first control terminal 313G, the second control terminal 314G, and the first control signal based on the received ignition signal and energy input period signal, respectively. Three control terminals 315G are provided for output.

具体的には、ドライバ回路319は、点火プラグ19の点火放電(これは第一スイッチング素子313のオフにより開始される)中に、コンデンサ317から蓄積エネルギを放出させる(これは第三スイッチング素子315のオフ及び第二スイッチング素子314のオンにより行われる)。この放出された蓄積エネルギは投入エネルギとなって、一次巻線311aに対してその低電圧側端子側から供給される。これにより、点火放電中に供給された投入エネルギに起因した一次電流が一次巻線311aに通流する。よって、二次巻線311bにて生じる二次電流に対して、一次電流の通流に伴う追加分が重畳される。このようにコンデンサ317の蓄積エネルギにより一次電流が順次追加され、これに対応して二次電流が順次追加されるため、点火放電を維持可能な程度に二次電流が良好に確保され、連続放電の実施が可能となる。   Specifically, the driver circuit 319 releases stored energy from the capacitor 317 during the ignition discharge of the spark plug 19 (which is started by turning off the first switching element 313) (this is the third switching element 315). Is turned off and the second switching element 314 is turned on). The released stored energy becomes input energy and is supplied from the low voltage side terminal side to the primary winding 311a. Thereby, the primary current resulting from the input energy supplied during the ignition discharge flows through the primary winding 311a. Therefore, the additional amount accompanying the flow of the primary current is superimposed on the secondary current generated in the secondary winding 311b. As described above, the primary current is sequentially added by the energy stored in the capacitor 317, and the secondary current is sequentially added correspondingly. Therefore, the secondary current is sufficiently secured to maintain the ignition discharge, and the continuous discharge is performed. Can be implemented.

このような構成において、電子制御ユニット32は、クランク角度(エンジン11の回転速度)と要求トルク(負荷)とに応じて、弱成層燃焼モード(リーンモード)と均質燃焼モード(ストイキモード)との切替を実施する。弱成層燃焼モードの運転領域は、均質燃焼モードの運転領域よりも低回転・低負荷側に設定されており、弱成層燃焼モードでは、図3に記載されるように比較的少量の燃料を吸気行程で筒内に直接噴射して、圧縮行程で吸気行程時に噴射した燃料よりも多くの燃料を短期間筒内に直接噴射し、点火プラグ19の近傍に成層混合気を形成して着火させる。一方、均質燃焼モードでは、燃料噴射量を増量して吸気行程で筒内に燃料を直接噴射して均質混合気を形成して着火させる。要するに、弱成層燃焼モードでは吸気行程と圧縮行程の二回に分けて噴射が行われ、均質燃焼モードでは吸気行程において噴射が行われる。   In such a configuration, the electronic control unit 32 performs the weak stratified combustion mode (lean mode) and the homogeneous combustion mode (stoichiometric mode) according to the crank angle (rotational speed of the engine 11) and the required torque (load). Perform switching. The operation region in the weak stratified combustion mode is set to a lower rotation / low load side than the operation region in the homogeneous combustion mode. In the weak stratified combustion mode, a relatively small amount of fuel is taken in as shown in FIG. The fuel is directly injected into the cylinder during the stroke, and more fuel than the fuel injected during the intake stroke during the compression stroke is directly injected into the cylinder for a short period of time to form a stratified mixture near the spark plug 19 and ignite. On the other hand, in the homogeneous combustion mode, the fuel injection amount is increased and fuel is directly injected into the cylinder during the intake stroke to form a homogeneous mixture and ignite. In short, in the weak stratified combustion mode, the injection is performed in two steps of the intake stroke and the compression stroke, and in the homogeneous combustion mode, the injection is performed in the intake stroke.

連続放電は、弱成層燃焼モードにおいて実施される。具体的には、圧縮行程中にインジェクタ18により燃料が噴射された際に実施され、燃料の噴霧と放電とが十分接触すると想定される時期までの所定期間中、連続放電は維持される。なお、点火プラグ19による放電の開始から、燃料の燃焼が終了するまでの期間が燃焼行程に該当する。このため、燃焼行程中の所定期間において、連続放電が実行される。従来は、燃料に実際に着火したか否かに関わらず所定期間中は連続放電が実施されるため、燃料の着火に必要なエネルギよりも余分に点火プラグ19にエネルギが供給されることになる。   Continuous discharge is carried out in the weak stratified combustion mode. Specifically, it is performed when the fuel is injected by the injector 18 during the compression stroke, and the continuous discharge is maintained for a predetermined period until the time when the fuel spray and the discharge are assumed to be in sufficient contact. The period from the start of discharge by the spark plug 19 to the end of fuel combustion corresponds to the combustion stroke. For this reason, continuous discharge is performed in a predetermined period during the combustion stroke. Conventionally, continuous discharge is performed for a predetermined period regardless of whether or not the fuel is actually ignited, so that the energy is supplied to the spark plug 19 more than the energy necessary for the ignition of the fuel. .

この余分に点火プラグ19に供給されるエネルギを節約するために、本実施形態では、電子制御ユニット32により後述する図4の点火プラグ19の放電制御を実行する。図4に示す点火プラグ19の放電制御は、電子制御ユニット32が電源オンしている期間中に電子制御ユニット32によって所定周期で繰り返し実行される。   In order to save this extra energy supplied to the spark plug 19, in this embodiment, the electronic control unit 32 performs discharge control of the spark plug 19 shown in FIG. The discharge control of the spark plug 19 shown in FIG. 4 is repeatedly executed at a predetermined cycle by the electronic control unit 32 while the electronic control unit 32 is powered on.

本制御が起動されると、まずステップS101にて、アクセルポジションセンサ38により検出されたアクセル操作量と、クランク角センサ33により検出されたクランク角を読み込む。そして、ステップS102に進む。   When this control is started, first, in step S101, the accelerator operation amount detected by the accelerator position sensor 38 and the crank angle detected by the crank angle sensor 33 are read. Then, the process proceeds to step S102.

ステップS102では、ステップS101で読み込んだアクセル操作量から要求トルクを算出する。また、クランク角よりエンジン11の回転速度を算出する。クランク角とエンジン11の回転速度とは相関関係があるため、その関係に基づいてエンジン11の回転速度を算出する。そしてステップS103に進み、ステップS102で算出した要求トルク及び回転速度に基づいて、運転マップを参照し弱成層燃焼モードを実施するべきか否かを判定する。弱成層燃焼モードを実施するべきではない(高回転速度・高要求トルクである)と判定した場合には(S103:NO)、ステップS111に進み、均質燃焼モードを実行し、本制御を終了する。弱成層燃焼モードを実施するべきである(低回転速度・低要求トルクである)と判定した場合には(S103:YES)、ステップS104に進む。   In step S102, the required torque is calculated from the accelerator operation amount read in step S101. Further, the rotational speed of the engine 11 is calculated from the crank angle. Since the crank angle and the rotational speed of the engine 11 have a correlation, the rotational speed of the engine 11 is calculated based on the correlation. Then, the process proceeds to step S103, and based on the required torque and the rotational speed calculated in step S102, it is determined whether or not the weak stratified combustion mode should be performed with reference to the operation map. If it is determined that the weak stratified combustion mode should not be performed (high rotational speed and high required torque) (S103: NO), the process proceeds to step S111, the homogeneous combustion mode is executed, and this control is terminated. . If it is determined that the weak stratified combustion mode should be performed (low rotational speed and low required torque) (S103: YES), the process proceeds to step S104.

ステップS104では、参照している運転マップから、圧縮行程のどの時期にインジェクタ18より燃料を噴射させるかその所定噴射時期を設定する。また、同様に参照している運転マップから、圧縮行程のどの時期に点火プラグ19に放電を生じさせるかその所定点火時期を設定する。そして、ステップS105に進む。   In step S104, a predetermined injection timing is set for which timing of the compression stroke the fuel is to be injected from the injector 18 from the referenced operation map. Similarly, a predetermined ignition timing is set as to which discharge is to be generated in the spark plug 19 at the timing of the compression stroke from the operation map referred to in the same manner. Then, the process proceeds to step S105.

ステップS105では、ステップS104にて設定された所定点火時期に基づいて、点火プラグ19に火花放電を生じさせる。そして、ステップS106に進み、ステップS104にて設定された所定噴射時期に基づいて、インジェクタ18に燃料を噴射させる。ステップS107では、点火プラグ19に実行させている放電を維持可能なように制御し、連続放電を実施させる。   In step S105, spark discharge is generated in the spark plug 19 based on the predetermined ignition timing set in step S104. Then, the process proceeds to step S106, and fuel is injected into the injector 18 based on the predetermined injection timing set in step S104. In step S107, control is performed so that the discharge being performed by the spark plug 19 can be maintained, and continuous discharge is performed.

ステップS108では、インジェクタ18より噴射させた燃料の噴霧が点火プラグ19の放電と接触したか否か二次電圧の変化に基づいて判定する。図5に記載しているように、点火プラグ19にて放電が開始された1回目のピークを除いて、以降のピークにおいて燃料の噴霧が放電と接触すると閾値Vj(負の値)を下回るほどの著しい二次電圧の低減が見られる(図5に記載のA参照)。すなわち、二次電圧の絶対値が閾値Vjの絶対値(正の閾値といえる)よりも大きくなっている。よって、本実施形態では、燃料の噴霧が放電と接触したか否かを二次電圧の二回目以降のピークが閾値Vjよりも小さくなったか否かで判断している。このとき、閾値Vjは、燃料の噴霧が放電と接触した際に最低限減少すると想定される二次電圧として設定される。   In step S108, it is determined based on the change in the secondary voltage whether or not the fuel spray injected from the injector 18 has come into contact with the discharge of the spark plug 19. As shown in FIG. 5, when the fuel spray comes into contact with the discharge at a subsequent peak except for the first peak where the discharge is started by the spark plug 19, the value falls below the threshold value Vj (negative value). (See A in FIG. 5). That is, the absolute value of the secondary voltage is larger than the absolute value of the threshold value Vj (which can be said to be a positive threshold value). Therefore, in the present embodiment, whether or not the fuel spray is in contact with the discharge is determined based on whether or not the second and subsequent peaks of the secondary voltage are smaller than the threshold value Vj. At this time, the threshold value Vj is set as a secondary voltage that is assumed to decrease at a minimum when the fuel spray comes into contact with the discharge.

この閾値Vjは可変値である。例えば、クランク角が上死点(TDC)に近づくほどに閾値Vjを小さく設定する。このことについて、図6及び図7を用いて説明する。図6は、燃料の噴霧と放電との接触時期が図7の燃料の噴霧と放電との接触時期よりも早い場合について記載されている。図7と比較して図6はクランク角が進角している状態で閾値Vjよりも低い二回目のピークが検出されている(クランク角CA2参照)。しかし、図7ではそのクランク角CA2において燃料の噴霧と放電とがまだ接触していないため、図6と比較して二次電圧は大きな値を維持している。しかし、燃料の噴霧と放電とがまだ接触していないにも関わらず、クランク角がTDCに近づくごとに二次電圧は減少していく。これは、燃焼室11b内の気流が影響しているためである。よって、閾値Vjを固定値としてしまうと、クランク角がTDCに近づく期間中に燃料の噴霧と放電とがまだ接触していないにも関わらず、二次電圧が閾値Vjよりも小さくなるおそれがある。このため、図7に記載される閾値Vjのように、クランク角がTDCに近づくほどに閾値Vjを小さく設定する。そして、図7では、燃料の噴霧と放電とがクランク角CA4で接触しており、クランク角CA4において二次電圧が閾値Vjよりも小さくなっている。   This threshold value Vj is a variable value. For example, the threshold value Vj is set smaller as the crank angle approaches the top dead center (TDC). This will be described with reference to FIGS. FIG. 6 shows a case where the contact timing between the fuel spray and the discharge is earlier than the contact timing between the fuel spray and the discharge shown in FIG. Compared to FIG. 7, in FIG. 6, the second peak lower than the threshold value Vj is detected in a state where the crank angle is advanced (see crank angle CA2). However, in FIG. 7, since the fuel spray and the discharge are not yet in contact at the crank angle CA2, the secondary voltage is maintained at a large value as compared with FIG. However, the secondary voltage decreases as the crank angle approaches TDC, even though the fuel spray and the discharge are not yet in contact. This is because the airflow in the combustion chamber 11b has an influence. Therefore, if the threshold value Vj is set to a fixed value, the secondary voltage may be smaller than the threshold value Vj even though the fuel spray and the discharge are not in contact with each other during the period when the crank angle approaches TDC. . For this reason, like the threshold value Vj described in FIG. 7, the threshold value Vj is set smaller as the crank angle approaches TDC. In FIG. 7, fuel spray and discharge are in contact with each other at the crank angle CA4, and the secondary voltage is smaller than the threshold value Vj at the crank angle CA4.

また、エンジン11の回転速度が高いほど、閾値Vjを小さく設定する。これは、エンジン11の回転速度が高くなると燃焼室11b内の気流が強くなり、点火プラグ19に印加される二次電圧が小さくなるためである。燃焼室11b内の空燃比によっても、閾値Vjの設定を変更する。空燃比センサ40により出力された空燃比がリーン側であるほど、燃料の着火が困難であるため、閾値Vjを小さく設定することでより長い時間放電を維持させ、失火の発生を抑制する。   Further, the threshold value Vj is set smaller as the rotational speed of the engine 11 is higher. This is because as the rotational speed of the engine 11 increases, the airflow in the combustion chamber 11b increases and the secondary voltage applied to the spark plug 19 decreases. The setting of the threshold value Vj is also changed depending on the air-fuel ratio in the combustion chamber 11b. As the air-fuel ratio output by the air-fuel ratio sensor 40 is leaner, the ignition of the fuel is more difficult. Therefore, by setting the threshold value Vj to be smaller, the discharge is maintained for a longer time and the occurrence of misfire is suppressed.

燃料の噴霧が放電と接触していないと判定した場合には(S108:NO)、まだ燃料の着火は生じていないとしてステップS110に進み、所定期間連続放電を実施させたか否かを判定する。所定期間連続放電を実施させていないと判定した場合には(S110:NO)、連続放電は継続するとしてステップS107に戻る。所定期間連続放電を実施させたと判定した場合には(S110:YES)、ステップS109に進み、連続放電を終了させ、本制御を終了する。   If it is determined that the fuel spray is not in contact with the discharge (S108: NO), it is determined that the fuel has not yet ignited, and the process proceeds to step S110 to determine whether continuous discharge has been performed for a predetermined period. If it is determined that continuous discharge has not been performed for a predetermined period (S110: NO), the process returns to step S107, assuming that continuous discharge continues. When it is determined that the continuous discharge has been performed for a predetermined period (S110: YES), the process proceeds to step S109, the continuous discharge is terminated, and this control is terminated.

燃料の噴霧が放電と接触したと判定した場合には(S108:YES)、図6及び図7に記載されるように所定時間経過してから連続放電を終了する。図8には、燃料の噴霧と放電とが接触した時期と燃焼火炎が実際に生じた時期との関係が示されている。この図8は、発明者が、可視化エンジンを用いて実際に試験して、映像を解析して得た相関図である。図8によれば、噴霧と放電との接触時期が早いほど燃焼火炎発生時期が早く、噴霧と放電との接触時期が遅いほど燃焼火炎発生時期が遅くなっている。このため、燃焼火炎発生時期、すなわち燃料の着火時期は、噴霧と放電との接触時期を反映している。したがって、噴霧と放電との接触時期から燃料の着火時期を推定することができる。また、燃料の噴霧と放電の接触時期よりも若干遅れて燃焼火炎が生じている。したがって、本実施形態では、燃料をより確実に着火させるために、燃料の着火時期まで連続放電を実施させる。よって、上記所定時間は、燃料の噴霧と放電とが接触したと判定された時期に基づいて図8から推定される燃料の着火時期が十分に経過するまでの時間として設定される。   If it is determined that the fuel spray has come into contact with the discharge (S108: YES), the continuous discharge ends after a predetermined period of time as shown in FIGS. FIG. 8 shows the relationship between the time when the fuel spray and discharge are in contact with the time when the combustion flame actually occurs. FIG. 8 is a correlation diagram obtained by the inventor actually analyzing the video by using the visualization engine. According to FIG. 8, the earlier the contact timing between spray and discharge, the earlier the combustion flame generation time, and the later the contact timing between spray and discharge, the later the combustion flame generation timing. For this reason, the combustion flame generation timing, that is, the fuel ignition timing, reflects the contact timing between the spray and the discharge. Therefore, the ignition timing of the fuel can be estimated from the contact timing between the spray and the discharge. In addition, the combustion flame is slightly delayed from the contact timing of the fuel spray and discharge. Therefore, in this embodiment, in order to ignite the fuel more reliably, continuous discharge is performed until the fuel ignition timing. Therefore, the predetermined time is set as a time until the ignition timing of the fuel estimated from FIG. 8 based on the time when it is determined that the fuel spray and the discharge are in contact with each other.

この所定時間は、可変である。例えば、空燃比センサ40により検出される空燃比がリーン側であるほど、燃料の着火が難しいために所定時間を長く設定する。または、圧縮行程時にインジェクタ18より噴射された燃料の噴射量が多いほど、点火プラグ19の放電と接触するまでの間に燃料が空気と十分に混合できず、空気不足により燃料の着火に失敗(リッチ失火)してしまうおそれがあるため、所定時間を長く設定する。   This predetermined time is variable. For example, the longer the air-fuel ratio detected by the air-fuel ratio sensor 40 is, the more difficult it is to ignite the fuel, so the predetermined time is set longer. Alternatively, as the injection amount of the fuel injected from the injector 18 during the compression stroke increases, the fuel cannot be sufficiently mixed with the air until it comes into contact with the discharge of the spark plug 19, and the ignition of the fuel fails due to the lack of air ( The predetermined time is set longer because there is a risk of rich misfire).

次に、図6を参照してエンジンシステムの動作を説明する。   Next, the operation of the engine system will be described with reference to FIG.

アクセルポジションセンサ38により検出されたアクセル操作量と、クランク角センサ33により検出されたクランク角に基づいて、電子制御ユニット32が運転マップより弱成層燃焼モードを実施する場合を想定する。   Based on the accelerator operation amount detected by the accelerator position sensor 38 and the crank angle detected by the crank angle sensor 33, it is assumed that the electronic control unit 32 implements the weak stratified combustion mode from the operation map.

まず、インジェクタ18より比較的少量の燃料を吸気行程で筒内に直接噴射する。その後、電子制御ユニット32が参照している運転マップに基づいて設定された所定点火時期に、点火プラグ19に大きな二次電流が流され、放電を生じさせる(クランク角CA1参照)。この際、電圧検出用経路L2より検出される二次電圧は1回目のピークに到達する。点火プラグ19にて放電が生じると、その後は点火プラグ19の放電が途切れないように連続放電が実行される。また、点火プラグ19にて放電が生じた後に、運転マップに基づいて設定された所定噴射時期にインジェクタ18より燃料が噴射される(図3参照)。詳しくは、圧縮行程で吸気行程時に噴射した燃料よりも多くの燃料を短期間筒内に直接噴射して、点火プラグ19の近傍に成層混合気を形成する。   First, a relatively small amount of fuel is directly injected into the cylinder in the intake stroke from the injector 18. Thereafter, a large secondary current is caused to flow through the spark plug 19 at a predetermined ignition timing set based on the operation map referred to by the electronic control unit 32 to cause discharge (see crank angle CA1). At this time, the secondary voltage detected from the voltage detection path L2 reaches the first peak. When a discharge occurs in the spark plug 19, a continuous discharge is subsequently performed so that the discharge of the spark plug 19 is not interrupted. Further, after the spark plug 19 is discharged, fuel is injected from the injector 18 at a predetermined injection timing set based on the operation map (see FIG. 3). Specifically, more fuel than that injected during the intake stroke in the compression stroke is directly injected into the cylinder for a short period of time to form a stratified mixture in the vicinity of the spark plug 19.

燃料噴射後、検出される二次電圧が閾値Vjよりも低いピークを迎えると(クランク角CA2参照)、電子制御ユニット32より燃料の噴霧と放電とが接触したと判定される。燃料の着火をより確実に生じさせるために、燃料の噴霧と放電とが接触したと判定されてから所定時間が経過後に点火プラグ19で生じている放電を停止させる(クランク角CA3参照)。   After the fuel injection, when the detected secondary voltage reaches a peak lower than the threshold value Vj (see crank angle CA2), it is determined by the electronic control unit 32 that the fuel spray and discharge are in contact. In order to cause the ignition of the fuel more reliably, the discharge generated in the spark plug 19 is stopped after a predetermined time has elapsed since it was determined that the fuel spray and the discharge contacted each other (see crank angle CA3).

上記構成により、本実施形態に係る電子制御ユニット32は、以下の効果を奏する。   With the above configuration, the electronic control unit 32 according to this embodiment has the following effects.

・インジェクタ18から噴射させられた燃料が点火プラグ19の放電と接触したか否かが、電圧検出用経路L2により検出された二次電圧に基づいて判定される。そして、インジェクタ18より噴射された燃料と点火プラグ19の放電とが接触したと判定された場合に、点火プラグ19の放電が終了させられる。インジェクタ18より噴射させた燃料と点火プラグ19の放電とが接触すると、燃料は着火する可能性が高い。よって、燃料が点火プラグ19にて生じている放電と接触したと判定された場合、燃料の着火が生じたとして点火プラグ19の放電を終了させることで、点火プラグ19に供給されるエネルギを削減することが可能となる。   Whether or not the fuel injected from the injector 18 has come into contact with the discharge of the spark plug 19 is determined based on the secondary voltage detected by the voltage detection path L2. When it is determined that the fuel injected from the injector 18 and the discharge of the spark plug 19 are in contact with each other, the discharge of the spark plug 19 is terminated. When the fuel injected from the injector 18 comes into contact with the discharge of the spark plug 19, the fuel is likely to ignite. Therefore, when it is determined that the fuel has come into contact with the discharge generated in the spark plug 19, the discharge of the spark plug 19 is terminated because the ignition of the fuel has occurred, thereby reducing the energy supplied to the spark plug 19. It becomes possible to do.

・電圧検出用経路L2より検出された二次電圧の二回目以降のピークが閾値Vjよりも低い場合に、点火プラグ19で生じている放電に燃料の噴霧が接したことが判定される。インジェクタ18により噴射された燃料の噴霧が点火プラグ19の放電と接触すると、二次電圧は小さくなる。よって、閾値Vjよりも測定された二次電圧が小さい場合に、燃料の噴霧が点火プラグ19の放電と接触したことを判定することができる。また、点火プラグ19の初回放電時はエネルギを多く必要とする為、測定される二次電圧の一回目のピークの絶対値は閾値Vjよりも小さくなるおそれがある。よって、一回目のピークも含めて判定を行うと、一回目のピークで点火プラグ19の放電と燃料の噴霧との接触が起こったことを誤判定するおそれがある。このため、測定される二次電圧の二回目以降のピークを対象とすることで、燃料の噴霧が点火プラグ19の放電と接触したことをより正確に判定することが可能となる。   When the second and subsequent peaks of the secondary voltage detected from the voltage detection path L2 are lower than the threshold value Vj, it is determined that the fuel spray is in contact with the discharge generated in the spark plug 19. When the spray of fuel injected by the injector 18 comes into contact with the discharge of the spark plug 19, the secondary voltage decreases. Therefore, when the measured secondary voltage is smaller than the threshold value Vj, it can be determined that the fuel spray has come into contact with the discharge of the spark plug 19. In addition, since a large amount of energy is required during the initial discharge of the spark plug 19, the absolute value of the first peak of the measured secondary voltage may be smaller than the threshold value Vj. Therefore, if the determination is made including the first peak, it may be erroneously determined that the contact between the discharge of the spark plug 19 and the fuel spray occurs at the first peak. For this reason, it is possible to more accurately determine that the fuel spray has contacted the discharge of the spark plug 19 by targeting the second and subsequent peaks of the measured secondary voltage.

・クランク角センサ33により検出されたクランク角度が遅角側であるほど、閾値Vjは小さく設定される。点火プラグ19に印加される二次電圧は燃焼室11b内で発生している気流などにより、クランク角度が上死点に近づくにつれ二次電圧は小さくなる。このため、クランク角度が遅角側であるほど、閾値Vjを小さく設定することで、燃料の噴霧と放電との接触を誤判定する可能性を抑制することが可能となる。   The threshold value Vj is set smaller as the crank angle detected by the crank angle sensor 33 is on the retard side. The secondary voltage applied to the spark plug 19 decreases as the crank angle approaches the top dead center due to the airflow generated in the combustion chamber 11b. Therefore, by setting the threshold value Vj to be smaller as the crank angle is retarded, it is possible to suppress the possibility of erroneous determination of contact between fuel spray and discharge.

・エンジン11の回転速度が高いと、燃焼室11b内で発生している気流が強くなり、点火プラグ19に印加される二次電圧は小さくなる。このため、エンジン11の回転速度が高いほど、閾値Vjを小さく設定することで、燃料の噴霧と放電との接触を誤判定する可能性を抑制することが可能となる。   -When the rotational speed of the engine 11 is high, the airflow generated in the combustion chamber 11b becomes strong, and the secondary voltage applied to the spark plug 19 becomes small. For this reason, the higher the rotational speed of the engine 11, the smaller the threshold value Vj can be set to suppress the possibility of erroneous determination of contact between fuel spray and discharge.

・空燃比センサ40により検出された空燃比がリーンであるほど、燃料の着火が困難であるため、点火プラグ19で生じる放電を長く継続する必要がある。よって、閾値Vjを小さくし、燃料の噴霧と放電との接触判定の成立を難しくすることで、点火プラグ19で生じている放電を長く継続させ、より確実に燃料を着火させることが可能となる。   -The leaner the air-fuel ratio detected by the air-fuel ratio sensor 40, the more difficult it is to ignite the fuel. Therefore, it is necessary to continue the discharge generated by the spark plug 19 for a long time. Therefore, by reducing the threshold value Vj and making it difficult to establish the contact determination between the fuel spray and the discharge, the discharge generated in the spark plug 19 can be continued for a long time, and the fuel can be ignited more reliably. .

・インジェクタ18により噴射させられた燃料が点火プラグ19で生じている放電と接触したことを判定されてから所定時間が経過した後に、点火プラグ19の放電が終了される。例えば、燃焼室11b内の空燃比がリーン側である場合、燃料が点火プラグ19と接触してもすぐに着火しない可能性がある。このような場合を想定して、インジェクタ18より噴射された燃料が点火プラグ19の放電と接触したと判定されても所定時間が経過するまでは点火プラグ19の放電を終了しないことで、より確実に燃料の着火を生じさせることが可能となる。   The discharge of the spark plug 19 is terminated after a predetermined time has elapsed since it was determined that the fuel injected by the injector 18 contacted the discharge generated in the spark plug 19. For example, when the air-fuel ratio in the combustion chamber 11b is on the lean side, there is a possibility that the fuel will not ignite immediately even if it contacts the spark plug 19. Assuming such a case, even if it is determined that the fuel injected from the injector 18 has come into contact with the discharge of the spark plug 19, the discharge of the spark plug 19 is not terminated until a predetermined time elapses. It is possible to cause ignition of the fuel.

・所定時間について、燃焼室11b内の空気に対する燃料の割合である空燃比がリーン側であるほど延長させられる。燃焼室11b内に存在する燃料の割合が少ないほど、着火が難しくなる。このため、空燃比がリーン側であるほど点火プラグ19の放電時間を延長することで、燃料の着火をより確実に生じさせることが可能となる。   -About a predetermined time, it is extended, so that the air fuel ratio which is the ratio of the fuel with respect to the air in the combustion chamber 11b is a lean side. The smaller the proportion of fuel present in the combustion chamber 11b, the more difficult the ignition. For this reason, the ignition time of the fuel can be more reliably generated by extending the discharge time of the spark plug 19 as the air-fuel ratio is on the lean side.

・所定時間について、インジェクタ18により噴射された燃料の噴射量が多いほど延長させられる。インジェクタ18より噴射された燃料量が多いと、点火プラグ19の放電と接触するまでの間に噴射された燃料が空気と十分に混合できず、空気不足により燃料の着火に失敗してしまう事がある(リッチ失火)。よって、噴射された燃料の噴射量が多いほど空気不足により燃料の着火をすぐに行えないおそれがあるため、点火プラグ19の放電を延長することで、空気量が燃料の着火に十分な濃度となるまで放電を実行させることが可能となる。   The predetermined time is extended as the amount of fuel injected by the injector 18 increases. If the amount of fuel injected from the injector 18 is large, the fuel injected before contact with the discharge of the spark plug 19 cannot be sufficiently mixed with the air, and the ignition of the fuel may fail due to insufficient air. Yes (rich misfire). Therefore, since there is a possibility that the ignition of the fuel cannot be performed immediately due to the lack of air as the injection amount of the injected fuel increases, by extending the discharge of the spark plug 19, the air amount has a concentration sufficient for the ignition of the fuel. It becomes possible to perform discharge until it becomes.

・インジェクタ18により実行される燃料の噴射よりも先に点火プラグ19に放電を生じさせる。インジェクタ18は燃焼室11b内に直接噴射するため、燃料噴射を放電が生じる前に実施してしまうと、燃料の噴霧が点火プラグ19で放電を生じさせる前に通過してしまうおそれがある。このため、燃料の噴射よりも先に点火プラグ19で放電を生じさせる。これにより、燃料の噴霧が点火プラグ19で生じる放電と接触しない可能性を抑制する事が可能となる。   The spark plug 19 is discharged prior to the fuel injection performed by the injector 18. Since the injector 18 directly injects the fuel into the combustion chamber 11b, if the fuel injection is performed before the discharge occurs, the fuel spray may pass before the spark plug 19 causes the discharge. For this reason, discharge is generated by the spark plug 19 prior to fuel injection. Thereby, it is possible to suppress the possibility that the fuel spray does not come into contact with the discharge generated in the spark plug 19.

・点火プラグ19の点火放電中に、コンデンサ317から蓄積エネルギが放出される。この放出された蓄積エネルギは投入エネルギとなって、一次巻線311aに対してその低電圧側端子側から供給される。これにより、点火放電中に供給された投入エネルギに起因した一次電流が一次巻線311aに通流され、二次巻線311bにて生じる二次電流に対して、一次電流の通流に伴う追加分が重畳される。このため、放電開始後は点火プラグ19に順次供給するエネルギが少なくても、放電を維持可能な程度に二次電流が良好に確保され、連続放電の実施が可能となる。   Accumulated energy is released from the capacitor 317 during the ignition discharge of the spark plug 19. The released stored energy becomes input energy and is supplied from the low voltage side terminal side to the primary winding 311a. As a result, the primary current resulting from the input energy supplied during the ignition discharge is passed through the primary winding 311a, and the secondary current generated in the secondary winding 311b is added to the primary current through the primary current. Minutes are superimposed. For this reason, even if there is little energy sequentially supplied to the spark plug 19 after the start of discharge, the secondary current is ensured sufficiently to maintain the discharge, and continuous discharge can be performed.

なお、上記実施形態を、以下のように変更して実施することもできる。   In addition, the said embodiment can also be changed and implemented as follows.

・本実施形態では、弱成層燃焼時に燃料の噴霧と放電との接触判定を実施していた。このことについて、弱成層燃焼時に限らず、点火プラグ19にて放電が実行されている際にインジェクタ18により燃料が噴射されるならば、例えば成層燃焼や圧縮行程において燃料噴射するストイキ燃焼時に燃料の噴霧と放電との接触判定を実施してもよい。   In the present embodiment, contact determination between fuel spray and discharge is performed during weak stratified combustion. In this regard, not only during weak stratified combustion but if the fuel is injected by the injector 18 when discharge is being performed by the spark plug 19, for example, during the stoichiometric combustion in which fuel is injected during stratified combustion or compression stroke, You may perform the contact determination of spraying and discharge.

・上記実施形態では、インジェクタ18は点火プラグ19の近傍に配置されていた。このことについて、燃焼室11b内へ燃焼室11bの側方から燃焼を噴射するようにインジェクタ18が配置されてもよい。その場合に、インジェクタ18と点火プラグ19の距離が上記実施形態よりも離れるならば、インジェクタ18による燃料噴射後に点火プラグ19で放電を生じさせてもよい。   In the above embodiment, the injector 18 is disposed in the vicinity of the spark plug 19. About this, the injector 18 may be arrange | positioned so that combustion may be injected in the combustion chamber 11b from the side of the combustion chamber 11b. In this case, if the distance between the injector 18 and the spark plug 19 is greater than that in the above embodiment, the spark plug 19 may cause a discharge after fuel injection by the injector 18.

・上記実施形態では、点火プラグ19にて連続放電を生じさせていた。このことについて、点火プラグ19にて火花放電を複数回生じさせる多重放電を実施してもよい。連続放電では、燃料の噴霧と放電とが接触した際に所定時間が経過した後に放電を終了させていた。多重放電を実施する場合には、この所定時間に代えて、所定時間が経過するだけの放電回数として設定される第一所定回数だけ火花放電を実施させた後に放電を終了させてもよい。同じように、連続放電は燃焼行程において所定期間中実施されるものとしていたが、この所定期間に代えて、多重放電では所定期間が経過するだけの放電回数として設定される第二所定回数実施されるものとしてもよい。なお、この所定期間は、いわゆる連続放電を実行する期間に限らず、瞬間的な放電のみを行う場合と比較して長い期間であり、且つ途中で放電を終了させることのできる期間であればよい。また、燃料の噴霧と放電とが接触した際に直ちに放電を終了させることもできる。   In the above embodiment, the spark plug 19 causes continuous discharge. About this, you may implement the multiple discharge which produces a spark discharge in the spark plug 19 several times. In the continuous discharge, the discharge is terminated after a predetermined time has elapsed when the fuel spray and the discharge come into contact with each other. When performing the multiple discharge, instead of the predetermined time, the discharge may be terminated after the spark discharge is performed a first predetermined number of times set as the number of discharges for which the predetermined time elapses. Similarly, the continuous discharge is assumed to be performed for a predetermined period in the combustion stroke, but instead of this predetermined period, the multiple discharge is performed for the second predetermined number of times set as the number of discharges for which the predetermined period elapses. It is good also as a thing. The predetermined period is not limited to a period in which so-called continuous discharge is performed, but may be a period that is longer than a case in which only instantaneous discharge is performed and that can end discharge halfway. . Further, the discharge can be immediately terminated when the fuel spray and the discharge come into contact with each other.

・上記実施形態では、電圧検出用経路L2により検出された二次電圧に基づいて、インジェクタ18により噴射された燃料の噴霧が点火プラグ19の放電と接触したか否かを判定していた。このことについて、二次電圧を検出する代わりに二次電流を検出し、検出した二次電流に基づいてインジェクタ18により噴射された燃料の噴霧が点火プラグ19の放電と接触したか否かを判定してもよい。   In the above embodiment, whether or not the fuel spray injected by the injector 18 has come into contact with the discharge of the spark plug 19 is determined based on the secondary voltage detected by the voltage detection path L2. In this regard, instead of detecting the secondary voltage, the secondary current is detected, and it is determined whether or not the fuel spray injected by the injector 18 is in contact with the discharge of the spark plug 19 based on the detected secondary current. May be.

・上記実施形態では、電圧検出用経路L2により検出された二次電圧の二回目以降のピークが閾値Vjよりも低くなった場合に、インジェクタ18により噴射された燃料の噴霧が点火プラグ19の放電と接触したと判定していた。このことについて、検出された二次電圧の二回目以降のピークの絶対値を算出し、算出された二次電圧の絶対値が閾値Vjの絶対値(すなわち正の閾値)よりも大きくなった場合に、インジェクタ18により噴射された燃料の噴霧が点火プラグ19の放電と接触したと判定してもよい。   In the above embodiment, when the second and subsequent peaks of the secondary voltage detected by the voltage detection path L <b> 2 become lower than the threshold value Vj, the fuel spray injected by the injector 18 is discharged from the spark plug 19. It was determined that the contact was made. In this regard, when the absolute value of the second and subsequent peaks of the detected secondary voltage is calculated, and the calculated absolute value of the secondary voltage is greater than the absolute value of the threshold value Vj (that is, a positive threshold value) In addition, it may be determined that the fuel spray injected by the injector 18 has come into contact with the discharge of the spark plug 19.

・上記実施形態では、電圧検出用経路L2により検出された二次電圧が閾値Vjよりも低くなった場合に、インジェクタ18により噴射された燃料の噴霧が点火プラグ19の放電と接触したと判定していた。このことについて、判定期間を設け、この判定期間における二次電圧の変化量(例えば傾き)の絶対値が所定変化量よりも大きい場合に、インジェクタ18により噴射された燃料の噴霧が点火プラグ19の放電と接触したと判定してもよい。インジェクタ18により噴射された燃料の噴霧が点火プラグ19の放電と接触すると、二次電圧の絶対値が連続して大きくなる。これに伴い、燃料の噴霧が点火プラグ19の放電と接触した場合は、判定期間において二次電圧に所定変化量よりも大きな変化が生じる。よって、判定期間内における二次電圧の変化量の絶対値が所定変化量よりも大きくなることで、燃料の噴霧と点火プラグ19の放電との接触を判定することが可能となる。   In the above embodiment, when the secondary voltage detected by the voltage detection path L2 becomes lower than the threshold value Vj, it is determined that the fuel spray injected by the injector 18 has come into contact with the discharge of the spark plug 19. It was. In this regard, a determination period is provided, and when the absolute value of the change amount (for example, slope) of the secondary voltage in the determination period is larger than the predetermined change amount, the fuel spray injected by the injector 18 is discharged from the spark plug 19. You may determine with having contacted discharge. When the fuel spray injected by the injector 18 comes into contact with the discharge of the spark plug 19, the absolute value of the secondary voltage continuously increases. Accordingly, when the fuel spray comes into contact with the discharge of the spark plug 19, a change larger than a predetermined change amount occurs in the secondary voltage in the determination period. Therefore, the contact between the fuel spray and the discharge of the spark plug 19 can be determined by making the absolute value of the change amount of the secondary voltage within the determination period larger than the predetermined change amount.

・上記実施形態では、電圧検出用経路L2により検出された二次電圧が閾値Vjよりも低くなった場合に、インジェクタ18により噴射された燃料の噴霧が点火プラグ19の放電と接触したと判定していた。このことについて、電圧検出用経路L2により検出された二次電圧の絶対値から燃料の噴霧が点火プラグ19の放電と接触しなかった場合に想定される二次電圧の絶対値を引いた差が所定値よりも大きい場合に、インジェクタ18により噴射された燃料の噴霧が点火プラグ19の放電と接触したと判定してもよい。インジェクタ18により噴射された燃料の噴霧が点火プラグ19の放電と接触すると、接触しなかった場合の二次電圧の絶対値と比較して測定された二次電圧の絶対値は大きくなる。よって、電圧検出用経路L2により実際に測定された二次電圧の絶対値から燃料の噴霧が点火プラグ19の放電と接触しなかった場合に想定される二次電圧の絶対値を引いた差が所定値よりも大きい場合に、燃料の噴霧と点火プラグ19の放電との接触を判定することが可能となる。   In the above embodiment, when the secondary voltage detected by the voltage detection path L2 becomes lower than the threshold value Vj, it is determined that the fuel spray injected by the injector 18 has come into contact with the discharge of the spark plug 19. It was. Regarding this, there is a difference obtained by subtracting the absolute value of the secondary voltage that is assumed when the fuel spray does not come into contact with the discharge of the spark plug 19 from the absolute value of the secondary voltage detected by the voltage detection path L2. If it is greater than the predetermined value, it may be determined that the fuel spray injected by the injector 18 has come into contact with the discharge of the spark plug 19. When the fuel spray injected by the injector 18 comes into contact with the discharge of the spark plug 19, the absolute value of the secondary voltage measured in comparison with the absolute value of the secondary voltage in the case of no contact increases. Therefore, the difference obtained by subtracting the absolute value of the secondary voltage assumed when the fuel spray does not come into contact with the discharge of the spark plug 19 from the absolute value of the secondary voltage actually measured by the voltage detection path L2. When larger than the predetermined value, it is possible to determine contact between fuel spray and spark plug 19 discharge.

11…エンジン、11b…燃焼室、18…インジェクタ、19…点火プラグ、31…点火回路ユニット、32…電子制御ユニット。   DESCRIPTION OF SYMBOLS 11 ... Engine, 11b ... Combustion chamber, 18 ... Injector, 19 ... Spark plug, 31 ... Ignition circuit unit, 32 ... Electronic control unit

Claims (12)

燃焼室(11b)内に燃料を直接噴射する燃料噴射弁(18)と、
駆動回路(31)内で生じた電圧誘起により放電を発生させる点火プラグ(19)と、
を備える内燃機関(11)に適用される制御装置(32)であって、
前記内燃機関の1回の燃焼行程中に、前記駆動回路を制御することで前記点火プラグにより所定期間において連続的な放電又は複数回の放電を実行させる放電実行手段と、
前記放電実行手段により放電が実行される際に、前記燃料噴射弁により前記燃料を噴射させる噴射手段と、
前記放電実行手段が前記点火プラグに実行させている放電の状態を検出する放電状態検出手段と、
前記噴射手段が前記燃料噴射弁により噴射させた前記燃料が、前記放電実行手段により実行させている前記放電と接触したか否かを、前記放電状態検出手段により検出された前記放電の状態に基づいて判定する判定手段と、
前記判定手段により前記燃料が前記放電と接触したと判定された場合に、前記放電実行手段により実行されている前記放電を終了させる終了手段と、
を備えることを特徴とする内燃機関の制御装置。
A fuel injection valve (18) for directly injecting fuel into the combustion chamber (11b);
A spark plug (19) for generating discharge by voltage induction generated in the drive circuit (31);
A control device (32) applied to an internal combustion engine (11) comprising:
Discharge executing means for controlling the drive circuit during a single combustion stroke of the internal combustion engine to execute continuous discharge or multiple discharges in a predetermined period by the spark plug;
Injection means for injecting the fuel by the fuel injection valve when the discharge is executed by the discharge execution means;
A discharge state detection means for detecting a state of discharge that the discharge execution means causes the spark plug to execute;
Based on the state of the discharge detected by the discharge state detection means, whether or not the fuel injected by the fuel injection valve by the injection means has come into contact with the discharge being executed by the discharge execution means. Determination means for determining
Ending means for terminating the discharge being executed by the discharge executing means when the determining means determines that the fuel has come into contact with the discharge;
A control device for an internal combustion engine, comprising:
前記駆動回路は、
互いに磁気的に結合された一次コイル(311a)及び二次コイル(311b)を具備し、前記二次コイルにより前記点火プラグに電圧を印加する点火コイル(311)と、
前記一次コイルに発生する磁束の変化に基づいて前記二次コイルに誘起される二次電圧を検出する二次電圧検出手段(L2)と、
を備え、
前記放電状態検出手段は、前記二次電圧検出手段に検出させた前記二次電圧を取得し、
前記判定手段は、前記放電状態検出手段により取得された前記二次電圧の二回目以降のピークの絶対値が正の閾値よりも大きい場合に、前記燃料が前記放電と接触したと判定することを特徴とする請求項1に記載の内燃機関の制御装置。
The drive circuit is
An ignition coil (311) comprising a primary coil (311a) and a secondary coil (311b) magnetically coupled to each other, and applying a voltage to the spark plug by the secondary coil;
Secondary voltage detection means (L2) for detecting a secondary voltage induced in the secondary coil based on a change in magnetic flux generated in the primary coil;
With
The discharge state detection means acquires the secondary voltage detected by the secondary voltage detection means,
The determination means determines that the fuel is in contact with the discharge when the absolute value of the second and subsequent peaks of the secondary voltage acquired by the discharge state detection means is greater than a positive threshold value. The control apparatus for an internal combustion engine according to claim 1, wherein the control apparatus is an internal combustion engine.
前記内燃機関は、クランク軸の回転に同期した所定の等角度間隔の角度パルスに基づいてクランク角度を検出するクランク角度検出手段(33)を備え、
前記正の閾値は、前記クランク角度検出手段により検出された前記クランク角度が遅角側であるほど、大きく設定されることを特徴とする請求項2に記載の内燃機関の制御装置。
The internal combustion engine includes crank angle detection means (33) for detecting a crank angle based on angle pulses at predetermined equal angular intervals synchronized with rotation of the crankshaft,
3. The control apparatus for an internal combustion engine according to claim 2, wherein the positive threshold value is set to be larger as the crank angle detected by the crank angle detection means is on the retard side.
前記内燃機関は、前記内燃機関のクランク軸の回転速度を検出する回転速度検出手段(33)を備え、
前記正の閾値は、前記回転速度検出手段により検出された前記内燃機関の前記回転速度が高いほど、大きく設定されることを特徴とする請求項2又は3に記載の内燃機関の制御装置。
The internal combustion engine includes rotational speed detection means (33) for detecting the rotational speed of the crankshaft of the internal combustion engine,
4. The control apparatus for an internal combustion engine according to claim 2, wherein the positive threshold value is set to be larger as the rotational speed of the internal combustion engine detected by the rotational speed detection means is higher.
前記内燃機関は、前記燃焼室内の空気に対する前記燃料の割合である空燃比を検出する空燃比センサ(40)を備え、
前記正の閾値は、前記空燃比センサにより検出された前記空燃比がリーンであるほど、大きく設定されることを特徴とする請求項2乃至4のいずれか1項に記載の内燃機関の制御装置。
The internal combustion engine includes an air-fuel ratio sensor (40) that detects an air-fuel ratio that is a ratio of the fuel to air in the combustion chamber,
5. The control device for an internal combustion engine according to claim 2, wherein the positive threshold is set to be larger as the air-fuel ratio detected by the air-fuel ratio sensor is leaner. .
前記駆動回路は、
互いに磁気的に結合された一次コイル(311a)及び二次コイル(311b)を具備し、前記二次コイルにより前記点火プラグに電圧を印加する点火コイル(311)と、
前記一次コイルに発生する磁束の変化に基づいて前記二次コイルに誘起される二次電圧を検出する二次電圧検出手段(L2)と、
を備え、
前記放電状態検出手段は、前記二次電圧検出手段に検出させた前記二次電圧を取得し、
前記判定手段は、前記放電状態検出手段により取得された前記二次電圧の判定期間内における変化量の絶対値が所定変化量よりも大きい場合に前記燃料が前記放電と接触したと判定することを特徴とする請求項1乃至5のいずれか1項に記載の内燃機関の制御装置。
The drive circuit is
An ignition coil (311) comprising a primary coil (311a) and a secondary coil (311b) magnetically coupled to each other, and applying a voltage to the spark plug by the secondary coil;
Secondary voltage detection means (L2) for detecting a secondary voltage induced in the secondary coil based on a change in magnetic flux generated in the primary coil;
With
The discharge state detection means acquires the secondary voltage detected by the secondary voltage detection means,
The determination means determines that the fuel has come into contact with the discharge when the absolute value of the change amount in the determination period of the secondary voltage acquired by the discharge state detection means is larger than a predetermined change amount. 6. The control device for an internal combustion engine according to claim 1, wherein the control device is an internal combustion engine.
前記駆動回路は、
互いに磁気的に結合された一次コイル(311a)及び二次コイル(311b)を具備し、前記二次コイルにより前記点火プラグに電圧を印加する点火コイル(311)と、
前記一次コイルに発生する磁束の変化に基づいて前記二次コイルに誘起される二次電圧を検出する二次電圧検出手段(L2)と、
を備え、
前記放電状態検出手段は、前記二次電圧検出手段に検出させた前記二次電圧を取得し、
前記判定手段は、前記放電状態検出手段により取得された前記二次電圧の絶対値から、前記燃料が前記放電と接触しなかった場合に想定される前記二次電圧の絶対値を引いた差が、所定値よりも大きい場合に前記燃料が前記放電と接触したことを判定することを特徴とする請求項1乃至6のいずれか1項に記載の内燃機関の制御装置。
The drive circuit is
An ignition coil (311) comprising a primary coil (311a) and a secondary coil (311b) magnetically coupled to each other, and applying a voltage to the spark plug by the secondary coil;
Secondary voltage detection means (L2) for detecting a secondary voltage induced in the secondary coil based on a change in magnetic flux generated in the primary coil;
With
The discharge state detection means acquires the secondary voltage detected by the secondary voltage detection means,
The determination means has a difference obtained by subtracting the absolute value of the secondary voltage assumed when the fuel is not in contact with the discharge from the absolute value of the secondary voltage acquired by the discharge state detection means. The control apparatus for an internal combustion engine according to claim 1, wherein when it is greater than a predetermined value, it is determined that the fuel has come into contact with the discharge.
前記終了手段は、前記噴射手段により噴射させられた前記燃料が前記放電実行手段により実行させられた前記放電と接触したことを前記判定手段により判定されてから所定時間が経過した後に、前記放電を終了することを特徴とする請求項1乃至7のいずれか1項に記載の内燃機関の制御装置。   The ending means discharges the discharge after a predetermined time elapses after the determination means determines that the fuel injected by the injection means has contacted the discharge executed by the discharge execution means. The control device for an internal combustion engine according to any one of claims 1 to 7, wherein the control device is terminated. 前記所定時間は、前記燃焼室内の空気に対する前記燃料の割合である空燃比がリーン側であるほど延長させられることを特徴とする請求項8に記載の内燃機関の制御装置。   9. The control apparatus for an internal combustion engine according to claim 8, wherein the predetermined time is extended as the air-fuel ratio, which is a ratio of the fuel to the air in the combustion chamber, becomes leaner. 前記所定時間は、前記噴射手段により噴射された前記燃料の噴射量が多いほど延長させられることを特徴とする請求項8又は9に記載の内燃機関の制御装置。   The control apparatus for an internal combustion engine according to claim 8 or 9, wherein the predetermined time is extended as the injection amount of the fuel injected by the injection means increases. 前記放電実行手段は、前記噴射手段により実行される前記燃料の噴射よりも先に前記点火プラグに前記放電を生じさせることを特徴とする請求項1乃至10のいずれか1項に記載の内燃機関の制御装置。   11. The internal combustion engine according to claim 1, wherein the discharge execution unit causes the spark plug to generate the discharge prior to the fuel injection performed by the injection unit. Control device. 請求項1乃至11のいずれか一項に記載される内燃機関の制御装置に適用される前記駆動回路であって、
互いに磁気的に結合された一次コイル(311a)及び二次コイル(311b)を具備し、前記二次コイルにより前記点火プラグに電圧を印加する点火コイル(311)と、
前記一次コイルへ流れる一次電流の切断と導通を行い、前記点火プラグに前記放電を開始させる第一スイッチング素子(313)と、
前記第一スイッチング素子の動作によって開始した前記放電中に、前記一次コイルの低電圧側端子側から前記第一スイッチング素子による通電方向とは逆の方向に前記一次コイルに通電することで、前記二次コイルの通電を前記第一スイッチング素子の動作で開始したのと同一方向に維持して前記放電を継続させるエネルギ追加投入回路(322)と、
を備えることを特徴とする駆動回路。
A drive circuit applied to the control device for an internal combustion engine according to any one of claims 1 to 11,
An ignition coil (311) comprising a primary coil (311a) and a secondary coil (311b) magnetically coupled to each other, and applying a voltage to the spark plug by the secondary coil;
A first switching element (313) that disconnects and conducts a primary current flowing to the primary coil and causes the spark plug to start the discharge;
During the discharge started by the operation of the first switching element, the primary coil is energized in a direction opposite to the energization direction by the first switching element from the low voltage side terminal side of the primary coil, thereby An additional energy input circuit (322) for continuing the discharge while maintaining energization of the next coil in the same direction as started by the operation of the first switching element;
A drive circuit comprising:
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