WO2019225070A1 - 内燃機関用制御装置 - Google Patents

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WO2019225070A1
WO2019225070A1 PCT/JP2019/004960 JP2019004960W WO2019225070A1 WO 2019225070 A1 WO2019225070 A1 WO 2019225070A1 JP 2019004960 W JP2019004960 W JP 2019004960W WO 2019225070 A1 WO2019225070 A1 WO 2019225070A1
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ignition
internal combustion
combustion engine
fuel
plug
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PCT/JP2019/004960
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English (en)
French (fr)
Inventor
英一郎 大畠
Original Assignee
日立オートモティブシステムズ株式会社
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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02P—IGNITION, OTHER THAN COMPRESSION IGNITION, FOR INTERNAL-COMBUSTION ENGINES; TESTING OF IGNITION TIMING IN COMPRESSION-IGNITION ENGINES
    • F02P5/00—Advancing or retarding ignition; Control therefor
    • F02P5/04—Advancing or retarding ignition; Control therefor automatically, as a function of the working conditions of the engine or vehicle or of the atmospheric conditions
    • F02P5/145—Advancing or retarding ignition; Control therefor automatically, as a function of the working conditions of the engine or vehicle or of the atmospheric conditions using electrical means
    • F02P5/15—Digital data processing
    • F02P5/1502—Digital data processing using one central computing unit
    • F02P5/1506—Digital data processing using one central computing unit with particular means during starting
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02P—IGNITION, OTHER THAN COMPRESSION IGNITION, FOR INTERNAL-COMBUSTION ENGINES; TESTING OF IGNITION TIMING IN COMPRESSION-IGNITION ENGINES
    • F02P9/00—Electric spark ignition control, not otherwise provided for
    • F02P9/002—Control of spark intensity, intensifying, lengthening, suppression
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02P—IGNITION, OTHER THAN COMPRESSION IGNITION, FOR INTERNAL-COMBUSTION ENGINES; TESTING OF IGNITION TIMING IN COMPRESSION-IGNITION ENGINES
    • F02P3/00—Other installations
    • F02P3/02—Other installations having inductive energy storage, e.g. arrangements of induction coils
    • F02P3/04—Layout of circuits
    • F02P3/05—Layout of circuits for control of the magnitude of the current in the ignition coil
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
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    • F02P5/00—Advancing or retarding ignition; Control therefor
    • F02P5/04—Advancing or retarding ignition; Control therefor automatically, as a function of the working conditions of the engine or vehicle or of the atmospheric conditions
    • F02P5/045—Advancing or retarding ignition; Control therefor automatically, as a function of the working conditions of the engine or vehicle or of the atmospheric conditions combined with electronic control of other engine functions, e.g. fuel injection

Definitions

  • the present invention relates to a control device for an internal combustion engine.
  • Patent Document 1 discloses an engine ignition device that prevents a temperature drop of an ignition device by igniting the ignition device at a timing (exhaust timing) different from a normal ignition timing in one combustion cycle of an internal combustion engine. It is disclosed.
  • the engine ignition device disclosed in Patent Document 1 prevents the temperature of the ignition plug from decreasing after the temperature of the ignition plug of the internal combustion engine rises. It does not increase the temperature. Therefore, especially at the time of cold start, the generation of hydrocarbons in the internal combustion engine cannot be suppressed, and it becomes difficult to reduce the manufacturing cost of the exhaust catalyst.
  • the present invention has been made paying attention to the above-described problems, and aims to suppress the generation of hydrocarbons in an internal combustion engine and reduce the manufacturing cost of an exhaust catalyst.
  • An internal combustion engine control device includes an ignition control unit that performs ignition control for controlling an ignition plug that discharges in a cylinder of the internal combustion engine and ignites fuel, and the ignition control unit When the ignition plug performs the ignition, a predetermined ignition electric energy is supplied to the ignition plug, and before the ignition plug performs the ignition, the ignition plug receives an electric energy from the ignition plug. The ignition control is performed such that a predetermined predetermined preheating electric energy is supplied.
  • a control device for an internal combustion engine includes an ignition control unit that controls energization of an ignition coil that supplies electric energy to an ignition plug that discharges in a cylinder of the internal combustion engine and ignites fuel.
  • An internal combustion engine control device includes an ignition control unit that performs ignition control for controlling an ignition plug that discharges in a cylinder of the internal combustion engine and ignites fuel, and the ignition controller The control unit performs the ignition control so that electric energy for discharging the spark plug is supplied to the spark plug in a period including at least an exhaust stroke in which the fuel after combustion is discharged from the cylinder. carry out.
  • the generation of hydrocarbons in the internal combustion engine can be suppressed, and the manufacturing cost of the exhaust catalyst can be reduced.
  • control apparatus 1 which is one aspect
  • mode of the control apparatus for internal combustion engines concerning 1st Embodiment is demonstrated.
  • the control device 1 controls the discharge (ignition) of the spark plug 200 provided in each cylinder 150 of the four-cylinder internal combustion engine 100
  • a part or all of the configuration of the internal combustion engine 100 and a part or all of the configuration of the control device 1 are referred to as the control device 1 of the internal combustion engine 100.
  • FIG. 1 is a diagram for explaining a main configuration of an internal combustion engine 100 and an internal combustion engine ignition device.
  • FIG. 2 is a partially enlarged view for explaining the electrodes 210 and 220 of the spark plug 200.
  • air sucked from outside flows through the air cleaner 110, the intake pipe 111, and the intake manifold 112, and flows into each cylinder 150 when the intake valve 151 is opened.
  • the amount of air flowing into each cylinder 150 is adjusted by the throttle valve 113, and the amount of air adjusted by the throttle valve 113 is measured by the flow sensor 114.
  • the throttle valve 113 is provided with a throttle opening sensor 113a for detecting the throttle opening.
  • the opening information of the throttle valve 113 detected by the throttle opening sensor 113a is output to a control device (Electronic Control Unit: ECU) 1.
  • ECU Electronic Control Unit
  • the throttle valve 113 is an electronic throttle valve driven by an electric motor. However, any other system may be used as long as the air flow rate can be adjusted appropriately.
  • the temperature of the gas flowing into each cylinder 150 is detected by the intake air temperature sensor 115.
  • a crank angle sensor 121 is provided on the radially outer side of the ring gear 120 attached to the crankshaft 123.
  • the crank angle sensor 121 detects the rotation angle of the crankshaft 123.
  • the crank angle sensor 121 detects the rotation angle of the crankshaft 123 every 10 ° and every combustion cycle, for example.
  • a water temperature sensor 122 is provided in a water jacket (not shown) of the cylinder head. This water temperature sensor 122 detects the temperature of the cooling water of the internal combustion engine 100.
  • the vehicle is provided with an accelerator position sensor (APS) 126 for detecting the displacement amount (depression amount) of the accelerator pedal 125.
  • the accelerator position sensor 126 detects the driver's required torque.
  • the driver's required torque detected by the accelerator position sensor 126 is output to the control device 1 described later.
  • the control device 1 controls the throttle valve 113 based on this required torque.
  • the fuel stored in the fuel tank 130 is sucked and pressurized by the fuel pump 131, then flows through the fuel pipe 133 provided with the pressure regulator 132, and is guided to the fuel injection valve (injector) 134.
  • the fuel output from the fuel pump 131 is adjusted to a predetermined pressure by the pressure regulator 132 and is injected into each cylinder 150 from a fuel injection valve (injector) 134.
  • excess fuel is returned to the fuel tank 130 via a return pipe (not shown).
  • a cylinder pressure (not shown) of the internal combustion engine 100 is provided with a combustion pressure sensor (CPS, also called in-cylinder pressure sensor) 140.
  • the combustion pressure sensor 140 is provided in each cylinder 150 and detects the pressure (combustion pressure) in the cylinder 150.
  • the combustion pressure sensor 140 is a piezoelectric or gauge pressure sensor, and can detect the combustion pressure in the cylinder 150 (in-cylinder pressure) over a wide temperature range.
  • Each cylinder 150 is provided with an exhaust valve 152 and an exhaust manifold 160 that discharges the burned gas (exhaust gas) to the outside of the cylinder 150.
  • a three-way catalyst 161 is provided on the exhaust side of the exhaust manifold 160. When the exhaust valve 152 is opened, exhaust gas is discharged from the cylinder 150 to the exhaust manifold 160. The exhaust gas is purified by the three-way catalyst 161 through the exhaust manifold 160 and then discharged to the atmosphere.
  • An upstream air-fuel ratio sensor 162 is provided upstream of the three-way catalyst 161.
  • the upstream air-fuel ratio sensor 162 continuously detects the air-fuel ratio of the exhaust gas discharged from each cylinder 150.
  • a downstream air-fuel ratio sensor 163 is provided on the downstream side of the three-way catalyst 161. This downstream air-fuel ratio sensor 163 outputs a switch-like detection signal in the vicinity of the theoretical air-fuel ratio.
  • the downstream air-fuel ratio sensor 163 is, for example, an O2 sensor.
  • spark plugs 200 are provided at the top of each cylinder 150, respectively. Due to the discharge (ignition) of the spark plug 200, a spark is ignited in the air-fuel mixture in the cylinder 150, an explosion occurs in the cylinder 150, and the piston 170 is pushed down. When the piston 170 is pushed down, the crankshaft 123 rotates.
  • the ignition plug 200 is connected to an ignition coil 300 that generates electrical energy (voltage) supplied to the ignition plug 200. Due to the voltage generated in the ignition coil 300, a discharge occurs between the center electrode 210 and the outer electrode 220 of the spark plug 200 (see FIG. 2).
  • the center electrode 210 is supported in an insulated state by an insulator 230.
  • a predetermined voltage (in the embodiment, for example, 20,000 V to 40,000 V) is applied to the center electrode 210.
  • the outer electrode 220 is grounded. When a predetermined voltage is applied to the center electrode 210, discharge (ignition) occurs between the center electrode 210 and the outer electrode 220.
  • the voltage at which discharge (ignition) occurs due to dielectric breakdown of the gas component varies depending on the state of gas (gas) existing between the center electrode 210 and the outer electrode 220 and the in-cylinder pressure. .
  • the voltage at which this discharge occurs is called the dielectric breakdown voltage.
  • the discharge control (ignition control) of the ignition plug 200 is performed by an ignition control unit 83 of the control device 1 described later.
  • output signals from various sensors such as the throttle opening sensor 113 a, the flow sensor 114, the crank angle sensor 121, the accelerator position sensor 126, the water temperature sensor 122, and the combustion pressure sensor 140 are sent to the control device 1. Is output.
  • the control device 1 detects the operating state of the internal combustion engine 100 based on output signals from these various sensors, and controls the amount of air sent into the cylinder 150, the fuel injection amount, the ignition timing of the spark plug 200, and the like. .
  • the control device 1 includes an analog input unit 10, a digital input unit 20, an A / D (Analog / Digital) conversion unit 30, a RAM (Random Access Memory) 40, an MPU (Micro- It has a processing unit (ROM) 50, a ROM (Read Only Memory) 60, an I / O (Input / Output) port 70, and an output circuit 80.
  • ROM Read Only Memory
  • I / O Input / Output
  • the analog input unit 10 includes various sensors such as a throttle opening sensor 113a, a flow sensor 114, an accelerator position sensor 126, an upstream air-fuel ratio sensor 162, a downstream air-fuel ratio sensor 163, a combustion pressure sensor 140, and a water temperature sensor 122. An analog output signal is input.
  • the A / D conversion unit 30 is connected to the analog input unit 10. Analog output signals from various sensors input to the analog input unit 10 are subjected to signal processing such as noise removal, and then converted into digital signals by the A / D conversion unit 30 and stored in the RAM 40.
  • the digital input signal from the crank angle sensor 121 is input to the digital input unit 20.
  • the I / O port 70 is connected to the digital input unit 20, and the digital output signal input to the digital input unit 20 is stored in the RAM 40 via the I / O port 70.
  • Each output signal stored in the RAM 40 is processed by the MPU 50.
  • the MPU 50 executes a control program (not shown) stored in the ROM 60, thereby processing the output signal stored in the RAM 40 according to the control program.
  • the MPU 50 calculates a control value that defines the operation amount of each actuator (for example, the throttle valve 113, the pressure regulator 132, the spark plug 200, etc.) that drives the internal combustion engine 100 according to the control program, and temporarily stores it in the RAM 40. .
  • the control value that defines the operation amount of the actuator stored in the RAM 40 is output to the output circuit 80 via the I / O port 70.
  • the output circuit 80 is provided with a function of an ignition control unit 83 (see FIG. 3) for controlling a voltage applied to the spark plug 200.
  • FIG. 3 is a functional block diagram illustrating the functional configuration of the control device 1.
  • Each function of the control device 1 is realized by the output circuit 80, for example, when the MPU 50 executes a control program stored in the ROM 60.
  • the output circuit 80 of the control device 1 includes an overall control unit 81, a fuel injection control unit 82, and an ignition control unit 83.
  • the overall control unit 81 is connected to the accelerator position sensor 126 and the combustion pressure sensor 140 (CPS).
  • the requested torque (acceleration signal S1) from the accelerator position sensor 126 and the output signal S2 from the combustion pressure sensor 140 are Accept.
  • the overall control unit 81 performs overall control of the fuel injection control unit 82 and the ignition control unit 83 based on the required torque (acceleration signal S1) from the accelerator position sensor 126 and the output signal S2 from the combustion pressure sensor 140. I do.
  • the fuel injection control unit 82 includes a cylinder discrimination unit 84 that discriminates each cylinder 150 of the internal combustion engine 100, an angle information generation unit 85 that measures the crank angle of the crankshaft 123, and a rotation speed information generation unit that measures the engine speed. 86, the cylinder discrimination information S3 from the cylinder discrimination unit 84, the crank angle information S4 from the angle information generation unit 85, and the engine rotation speed information S5 from the rotation speed information generation unit 86. Accept.
  • the fuel injection control unit 82 measures the intake air amount measurement unit 87 that measures the intake air amount of the air taken into the cylinder 150, the load information generation unit 88 that measures the engine load, and the temperature of the engine coolant.
  • the intake air amount information S6 from the intake air amount measurement unit 87, the engine load information S7 from the load information generation unit 88, and the cooling water temperature information S8 from the water temperature measurement unit 89 are connected to the water temperature measurement unit 89. , Is accepted.
  • the fuel injection control unit 82 calculates the injection amount and injection time (fuel injection valve control information S9) of the fuel injected from the fuel injection valve 134 based on each received information, and calculates the calculated fuel injection amount and injection.
  • the fuel injection valve 134 is controlled based on the time.
  • the ignition control unit 83 is connected to a cylinder determination unit 84, an angle information generation unit 85, a rotation speed information generation unit 86, a load information generation unit 88, and a water temperature measurement unit 89. And accepts each piece of information.
  • the ignition control unit 83 energizes the primary side coil (not shown) of the ignition coil 300, the energization start time, and the primary side coil.
  • the time (ignition time) for interrupting the current is calculated.
  • the ignition control unit 83 outputs an ignition signal SA to the primary side coil 310 of the ignition coil 300 based on the calculated energization angle, energization start time, and ignition time, thereby performing discharge control ( Ignition control).
  • At least the function of the ignition control unit 83 performing the ignition control of the spark plug 200 using the ignition signal SA corresponds to the control device for an internal combustion engine of the present invention.
  • FIG. 4 is a diagram illustrating an electric circuit 400 including the ignition coil 300.
  • the ignition coil 300 includes a primary side coil 310 wound with a predetermined number of turns and a secondary side coil 320 wound with more turns than the primary side coil 310. Is done.
  • One end of the primary side coil 310 is connected to the DC power source 330.
  • a predetermined voltage for example, 12 V in the embodiment
  • a charge amount detection unit 350 is provided in the connection path between the DC power supply 330 and the primary coil 310. The charge amount detection unit 350 detects the voltage and current applied to the primary side coil 310 and transmits them to the ignition control unit 83.
  • the other end of the primary coil 310 is connected to the igniter 340 and is grounded via the igniter 340.
  • the igniter 340 a transistor, a field effect transistor (Field Effect Transistor: FET), or the like is used.
  • the base (B) terminal of the igniter 340 is connected to the ignition control unit 83.
  • the ignition signal SA output from the ignition control unit 83 is input to the base (B) terminal of the igniter 340.
  • the collector (C) terminal and the emitter (E) terminal of the igniter 340 are energized, and between the collector (C) terminal and the emitter (E) terminal.
  • the ignition signal SA is output from the ignition control unit 83 to the primary coil 310 of the ignition coil 300 via the igniter 340, and electric power (electric energy) is accumulated in the primary coil 310.
  • the gas component is dielectrically broken, and the center electrode 210 and the outer electrode 220 During this time, discharge occurs and ignition (ignition) of the fuel (air mixture) is performed.
  • a discharge amount detection unit 360 is provided in the connection path between the secondary coil 320 and the spark plug 200.
  • the discharge amount detection unit 360 detects the discharge voltage and current and transmits them to the ignition control unit 83.
  • the ignition control unit 83 controls energization of the ignition coil 300 using the ignition signal SA by the operation of the electric circuit 400 as described above. Thus, ignition control for controlling the spark plug 200 is performed.
  • FIG. 5 is a diagram for explaining the relationship among the electrode temperature, the dielectric breakdown voltage, and the air-fuel ratio. As shown in FIG. 5, in the internal combustion engine 100, the larger the air-fuel ratio (the thinner the fuel), the more difficult it is to ignite the mixture by discharge (ignition). Therefore, the breakdown voltage for igniting the mixture is reduced. Need to be high.
  • the dielectric breakdown voltage is made constant (the output current of the ignition coil 300 is made constant), the dielectric breakdown voltage cannot be exceeded unless the air-fuel ratio is made smaller (the fuel is made deeper) as the electrode temperature of the spark plug 200 becomes lower.
  • the air-fuel ratio is made smaller (the fuel is made deeper) as the electrode temperature of the spark plug 200 becomes lower.
  • the amount of fuel in the air-fuel mixture increases, and the generation of hydrocarbons (HC) during combustion increases.
  • the higher the temperature of the electrode of the spark plug 200 at the time of cold start (see the thick arrow in FIG. 5), the breakdown voltage can be exceeded even when the air-fuel ratio is increased (thinner fuel is made thinner). The generation of hydrocarbons can be reduced. Therefore, in the internal combustion engine 100, by raising the temperature of the electrode of the spark plug 200 at the time of cold start before discharge (ignition), the air-fuel ratio at the time of cold start is increased and the generation of hydrocarbons (HC) is suppressed. be able to.
  • the air-fuel ratio for igniting with a predetermined breakdown voltage is P1
  • the air-fuel ratio for igniting with a predetermined breakdown voltage is used.
  • the air-fuel ratio is P2. Therefore, the higher the electrode temperature, the thinner the fuel required for ignition and the less hydrocarbon (HC) generated by combustion.
  • FIG. 6 is an example of a timing chart illustrating the output timing of the ignition signal SA according to the first embodiment.
  • the uppermost row shows ON / OFF of the ignition switch of the vehicle (not shown).
  • the driver of the vehicle inserts a key (not shown) into a key cylinder (not shown) and turns it (or in the case of a keyless device, the start button is turned on), the ignition switch is turned on. .
  • the third row from the top shows the output signal of the crank angle sensor 121.
  • the cell motor switch is turned on, and when the rotation of the crankshaft 123 is detected by the crank angle sensor 121 as the internal combustion engine 100 starts moving, the output of the crank angle sensor 121 is turned on. become.
  • the fourth stage from the top shows the ignition signal SA output from the ignition control unit 83 to the ignition coil 300.
  • the ignition signal SA includes a preliminary ignition signal Sp and a main ignition signal Sa output after the preliminary ignition signal Sp.
  • the pre-ignition signal Sp is supplied to the spark plug 200 by supplying electric energy for preheating before the spark plug 200 ignites the fuel (air mixture) when the internal combustion engine 100 is cold. It is an ignition signal for heating.
  • the preliminary ignition signal Sp is output from the ignition control unit 83 to the ignition coil 300, so that the temperature of the electrode of the spark plug 200 is increased before discharge (ignition) as described above with reference to FIG. be able to. Therefore, generation of hydrocarbons (HC) can be suppressed.
  • the main ignition signal Sa is an ignition signal for the ignition plug 200 to ignite (ignite) the air-fuel mixture in the combustion stroke of the internal combustion engine 100.
  • the output timing of the main ignition signal Sa is determined by the ignition control unit 83 as described above with reference to FIG.
  • the ignition control unit 83 generates a main ignition signal Sa for generating a discharge (ignition) in the spark plug 200 from time T4 to time T5 during the combustion stroke in the combustion cycle. Output for. Further, a pre-ignition signal Sp for heating the spark plug 200 is output to the ignition coil 300 in a stroke before the combustion stroke in one combustion cycle, that is, a stroke before the spark plug 200 ignites the fuel. To do.
  • the heating of the spark plug 200 by the pre-ignition signal Sp is also referred to as pre-heating.
  • the preliminary ignition signal Sp is output after the time T1 when the ignition switch is turned on and before the time T2 when the signal output from the crank angle sensor 121 is started.
  • the output is repeated a plurality of times before the start time T4. That is, the preliminary ignition signal Sp is output a plurality of times before the first explosion in each cylinder 150.
  • the first explosion refers to the first combustion (explosion) in the first combustion stroke of each cylinder 150 after the operation of the internal combustion engine 100 is started. That is, in the internal combustion engine 100, the first explosion occurs once in each cylinder 150 after the start of operation.
  • a predetermined combustion cycle intake stroke ⁇ compression stroke ⁇ combustion stroke ⁇ exhaust stroke
  • the pre-ignition signal Sp may be output only once.
  • a pulse signal is continuously output as the preliminary ignition signal Sp at a predetermined duty ratio.
  • the pulse width of the preliminary ignition signal Sp is smaller than the pulse width of the main ignition signal Sa.
  • the preliminary ignition signal Sp is a signal that makes the voltage change in the ignition coil 300 smaller than the main ignition signal Sa for combustion (ignition of the air-fuel mixture).
  • the cycle of the pulse signal output as the pre-ignition signal Sp is changed before and after time T3 when fuel injection from the fuel injection valve 134 is performed. Specifically, after the time T3 when fuel injection from the fuel injection valve 134 is performed, the pulse is generated so that the voltage generated in the ignition coil 300 is less than the breakdown voltage according to the pulse width of the preliminary ignition signal Sp.
  • the signal cycle is set. Thereby, after fuel injection is performed, the electrical energy for preheating supplied from the ignition coil 300 to the spark plug 200 is made smaller than that before fuel injection.
  • the air-fuel mixture is not ignited, so the voltage generated in the ignition coil 300 in response to the preliminary ignition signal Sp is the breakdown voltage. It may be above or less than the breakdown voltage.
  • the pulse width of the preliminary ignition signal Sp may be larger than that of the main ignition signal Sa.
  • the ignition control unit 83 outputs the preliminary ignition signal Sp a plurality of times before outputting the main ignition signal Sa.
  • the ignition control unit 83 ignites the ignition plug 200 so that the ignition coil 300 gives electric energy for heating the ignition plug 200 before the ignition plug 200 ignites the mixture (fuel).
  • the energization of the coil 300 is controlled.
  • the ignition control unit 83 outputs a pulse signal of the preliminary ignition signal Sp with a pulse width smaller than the pulse signal of the main ignition signal Sa.
  • the spark plug 200 is supplied with predetermined preheating electric energy smaller than the ignition electric energy. 200 ignition control is performed.
  • a high voltage is applied from the ignition coil 300 to the spark plug 200 based on the preliminary ignition signal Sp, so that when the internal combustion engine 100 is cold-started, the spark plug 200 (the center electrode 210 and the outer electrode 220) is connected before the first explosion. Heated.
  • the spark plug 200 the center electrode 210 and the outer electrode 220
  • generation of hydrocarbons (HC) due to combustion at the time of cold start is suppressed. Can do.
  • the fifth stage from the top indicates ON / OFF of the fuel injection valve 134.
  • the fuel injection valve 134 is turned on, a predetermined amount of fuel is injected from the fuel injection valve 134 into the cylinder 150 (combustion chamber).
  • the bottom row shows the in-cylinder pressure in the cylinder 150 (combustion chamber).
  • the in-cylinder pressure is measured by the combustion pressure sensor 140, and the measurement result of the combustion pressure sensor 140 is output.
  • the air-fuel mixture is at the timing (time T5) when the main ignition signal Sa is turned off. Ignites and combustion occurs. Thereby, the pressure in the cylinder 150 increases rapidly.
  • the combustion pressure sensor 140 measures the in-cylinder pressure in the combustion cycle.
  • FIG. 7 is an example of a flowchart illustrating a method for controlling the spark plug 200 by the ignition control unit 83 according to the first embodiment.
  • step S101 the ignition control unit 83 determines whether or not the ignition switch is ON. As a result, when it is determined that the ignition switch is ON (step S101: YES), the process proceeds to step S102. When it is determined that the ignition switch is not ON, that is, when it is determined that it is OFF (step S101: NO), step Return to S101.
  • step S102 the ignition control unit 83 determines whether or not the cylinder 150 is after the first explosion. If the ignition signal Sa has been turned ON even once, it is determined that the first explosion has occurred (step S102: YES), and the process is terminated as it is. On the other hand, if the ignition signal Sa has not been turned on once after the ignition switch is turned on, it is determined that it is before the first explosion (step S102: NO), and the process proceeds to step S103.
  • step S103 the ignition control unit 83 determines whether or not fuel is injected into the cylinder 150. If the fuel injection valve 134 has been turned ON even once, it is determined that the fuel has been injected (step S103: YES), and the process proceeds to step S105. On the other hand, if the fuel injection valve 134 has never been turned on after the ignition switch is turned on, it is determined that fuel injection is not in progress (step S103: NO), and the process proceeds to step S104.
  • step S104 the ignition control unit 83 sets the output cycle of the preliminary ignition signal Sp to be long. If step S104 is implemented, the ignition control part 83 will progress to step S106, and will output the preliminary
  • step S105 the ignition control unit 83 sets the output cycle of the preliminary ignition signal Sp to be short. If step S105 is implemented, the ignition control part 83 will progress to step S106, and will output the preliminary
  • step S106 When the preliminary ignition signal Sp is output in step S106, the process returns to step S101.
  • discharge control (ignition control) of the spark plug 200 is performed so that the output period of the preliminary ignition signal Sp is changed before and after fuel injection and the output of the preliminary ignition signal Sp is terminated after the first explosion.
  • the ignition plug 200 provided in the cylinder 150 and the ignition control unit 83 that controls the discharge of the spark plug 200 are included.
  • the electric energy for preheating is supplied from the ignition coil 300 to the spark plug 200 after the ignition switch is turned on and before the output of the main ignition signal Sa is started. If comprised in this way, since the ignition plug 200 can be preheated before the first explosion of each cylinder 150 in the internal combustion engine 100, generation
  • the ignition controller 83 is configured to supply electric energy for preheating from the ignition coil 300 to the spark plug 200 a plurality of times in the first combustion cycle after the operation of the internal combustion engine 100 is started. It was. If comprised in this way, since the preliminary
  • FIG. 8 is a diagram for explaining the change over time of the electrode temperature of the spark plug 200 according to the preliminary ignition signal Sp.
  • the temperature rise of the electrode is faster when there is dielectric breakdown than when there is no dielectric breakdown. For this reason, in a period in which there is no influence even if a discharge occurs due to dielectric breakdown, that is, a period before the fuel injection valve 134 is turned on, the center of the ignition plug 200 is supplied by the electric energy supplied from the ignition coil 300 to the ignition plug 200. It is desirable to output the pre-ignition signal Sp so that dielectric breakdown occurs between the electrode 210 and the outer electrode 220.
  • the ignition plug is changed by the electrical energy supplied from the ignition coil 300 to the spark plug 200 by changing the output cycle of the preliminary ignition signal Sp to be shorter (decreasing the pulse width). It is desirable to output the pre-ignition signal Sp so that dielectric breakdown does not occur between the center electrode 210 and the outer electrode 220 of 200.
  • the control device 1 for the internal combustion engine includes an ignition control unit 83 that performs ignition control for controlling the spark plug 200 that discharges in the cylinder 150 of the internal combustion engine 100 and ignites the fuel.
  • the ignition control unit 83 supplies predetermined ignition electric energy to the spark plug 200 when the spark plug 200 performs ignition, and before the ignition plug 200 performs ignition, supplies the ignition plug 200 with ignition electric energy. Ignition control is performed so that a predetermined preheating electric energy smaller than that is supplied. Since it did in this way, generation
  • the ignition control unit 83 supplies the preheating electric energy to the spark plug 200 before the fuel injection valve 134 attached to the internal combustion engine 100 injects fuel (between time T1 and time T3). Thus, ignition control is performed. Since it did in this way, preheating of the spark plug 200 can be performed at an appropriate timing to suppress the generation of hydrocarbons when the internal combustion engine 100 is cold-started.
  • the ignition control unit 83 is a period from the time when the fuel injection valve 134 attached to the internal combustion engine 100 injects fuel until the electric energy for ignition is supplied to the spark plug 200 (from time T3 to time T4). In the meantime, ignition control is performed so that the electric energy for preheating is supplied to the spark plug 200. Since it did in this way, preheating of the spark plug 200 can be performed at an appropriate timing to suppress the generation of hydrocarbons when the internal combustion engine 100 is cold-started.
  • the ignition control unit 83 supplies first electric energy for preheating to the spark plug 200. Ignition control is performed so that the following energy is supplied. Further, the ignition control unit 83 applies the ignition plug 200 between the time when the fuel injection valve 134 injects the fuel and the time when electric energy for ignition is supplied to the ignition plug 200 (from time T3 to time T4). Ignition control is performed so that the second electrical energy is supplied as the preheating electrical energy. Here, the first electrical energy is larger than the second electrical energy. Thus, appropriate preheating electric energy can be supplied to the spark plug 200 before and after fuel injection.
  • the ignition control unit 83 discharges the spark plug 200 by the preheating electric energy and generates a spark.
  • the ignition control is performed. Since it did in this way, the preheating of the spark plug 200 can be performed efficiently in the period before fuel injection without the risk of misignition.
  • the ignition control unit 83 is for preheating during the period from the time when the fuel injection valve 134 injects the fuel to the time when the electric energy for ignition is supplied to the spark plug 200 (from time T3 to time T4). Ignition control is performed so that the spark plug 200 is not discharged by electric energy and sparks are not generated. Thus, the spark plug 200 can be preheated while preventing misignition during the compression stroke.
  • the ignition control unit 83 performs ignition control so that the preheating electric energy is supplied to the spark plug 200 a plurality of times per ignition. Since it did in this way, preheating of the spark plug 200 can be performed reliably.
  • the ignition control unit 83 performs ignition control so that the preheating electric energy is supplied to the spark plug 200 a plurality of times before the fuel injection valve 134 injects fuel. Since it did in this way, preheating of the spark plug 200 can be performed reliably.
  • the ignition control unit 83 supplies the preheating electric energy to the spark plug 200 a plurality of times after the fuel injection valve 134 injects the fuel until the ignition plug 200 is supplied with the ignition electric energy. In this way, ignition control is performed. Since it did in this way, preheating of the spark plug 200 can be performed reliably.
  • the control device 1 for the internal combustion engine controls the energization of the ignition coil 300 that supplies electric energy to the spark plug 200 that discharges in the cylinder 150 of the internal combustion engine 100 and ignites the fuel. Is provided.
  • the ignition control unit 83 controls energization of the ignition coil 300 so as to give the spark plug 200 electrical energy for heating the spark plug 200 before the spark plug 200 performs ignition. Since it did in this way, generation
  • the ignition control unit 83 sets the first igniter 340 connected to the ignition coil 300 before the fuel injection valve 134 attached to the internal combustion engine 100 injects fuel (from time T1 to time T3).
  • the pre-ignition signal Sp which is a pulse signal, is continuously transmitted at a frequency of 1 to control energization of the ignition coil 300. Further, the ignition control unit 83 pulses the igniter 340 at the second frequency from the time when the fuel injection valve 134 injects the fuel to the time when the spark plug 200 performs ignition (from time T3 to time T4).
  • the preliminary ignition signal Sp which is a signal, the energization of the ignition coil 300 is controlled.
  • the first frequency is lower than the second frequency.
  • the ignition control unit 83 energizes the ignition coil 300 so that the ignition plug 200 is supplied with electric energy for heating the ignition plug 200 before the ignition plug 200 ignites when the internal combustion engine 100 is started. Control. Since it did in this way, the electrical energy required for the preliminary heating of the ignition plug 200 can be reliably supplied from the ignition coil 300 to the ignition plug 200.
  • an internal combustion engine control device according to a second embodiment of the present invention will be described.
  • the control device 1 performs ignition control so that the spark plug 200 generates discharge (ignition) during the exhaust stroke in the combustion cycle.
  • the configurations of the internal combustion engine 100 and the control device 1 according to the second embodiment are the same as those in the first embodiment, and thus the description thereof is omitted below.
  • FIG. 9 is an example of a timing chart for explaining the output timing of the ignition signal SA according to the second embodiment.
  • FIG. 9A is an example of a timing chart when the internal combustion engine 100 is cold-started
  • FIG. 9B is an example of a timing chart after the internal combustion engine 100 is warmed up (during steady operation).
  • the top row shows the ignition signal SA output from the ignition control unit 83 to the ignition coil 300, respectively.
  • the ignition signal SA includes a main ignition signal Sa and an exhaust ignition signal Se output after the main ignition signal Sa.
  • the ignition signal Sa is an ignition signal for the ignition plug 200 to ignite (ignite) the air-fuel mixture in the combustion stroke of the internal combustion engine 100, as in the first embodiment.
  • the exhaust ignition signal Se is an ignition signal for supplying the spark plug 200 with electrical energy for discharging the spark plug 200 during a period including at least the exhaust stroke of the internal combustion engine 100.
  • the spark plug 200 can be discharged even during the exhaust stroke in which the fuel after combustion is discharged from the cylinder 150.
  • the fuel in the air-fuel mixture that could not be combusted in the combustion stroke such as the amount of fuel adhering to the wall surface of the cylinder 150 or the crown surface of the piston 170, can be ignited and burned during exhaust. it is conceivable that.
  • generation of hydrocarbons (HC) can be suppressed.
  • the ignition control unit 83 generates the main ignition signal Sa for generating discharge (ignition) in the ignition plug 200 during the combustion stroke in the combustion cycle from time T4 to time T5. Output for. Further, an exhaust ignition signal Se for generating discharge (ignition) in the spark plug 200 is output to the ignition coil 300 in a period after the combustion stroke in one combustion cycle, that is, a period including at least the exhaust stroke.
  • the exhaust ignition signal Se is repeatedly output a plurality of times from time T6 after time T5 when the output of the main ignition signal Sa is terminated. That is, the exhaust ignition signal Se is output so that the spark plug 200 performs a plurality of discharges in a period including at least the exhaust stroke in each cylinder 150.
  • the exhaust stroke is a period in which the exhaust valve 152 is opened after the combustion stroke of the internal combustion engine 100 and exhaust gas containing fuel after combustion is discharged from the cylinders 150.
  • the exhaust ignition signal Se may be output only once.
  • a pulse signal is continuously output as the exhaust ignition signal Se at a predetermined duty ratio.
  • the pulse width of the exhaust ignition signal Se is smaller than the pulse width of the main ignition signal Sa.
  • the cycle of the pulse signal output as the exhaust ignition signal Se is as follows. It is supposed to be changed at. For example, at the time of cold start shown in FIG. 9A, the cycle of the exhaust ignition signal Se (discharge cycle of the spark plug 200) is set within a range of 233 Hz to 10 kHz, and after warming up shown in FIG. The cycle of the exhaust ignition signal Se (the discharge cycle of the spark plug 200) is set within the range of 1 kHz to 10 kHz. Thereby, the lower limit value of the discharge cycle of the spark plug 200 in the exhaust stroke is changed according to the elapsed time since the internal combustion engine 100 was started.
  • the cycle of the exhaust ignition signal Se is changed in two steps here, it may be changed in three or more steps.
  • the voltage generated in the ignition coil 300 in response to the exhaust ignition signal Se is preferably equal to or higher than the breakdown voltage so that the spark plug 200 is discharged, and the pulse width of the exhaust ignition signal Se is larger than the main ignition signal Sa. It may be.
  • the ignition control unit 83 outputs the exhaust ignition signal Se a plurality of times in a period including at least the exhaust stroke after outputting the main ignition signal Sa. Thereby, the ignition control unit 83 controls the energization of the ignition coil 300 so that the ignition coil 300 gives the electric energy for discharging the ignition plug 200 during the exhaust stroke.
  • the spark plug 200 is discharged during the exhaust stroke of the internal combustion engine 100, and the air-fuel mixture that could not be combusted in the combustion stroke.
  • the fuel inside can be ignited and burned.
  • the air-fuel ratio during discharge (ignition) of the ignition coil 300 in the combustion stroke is increased (fuel is made thinner), the generation of hydrocarbons (HC) can be suppressed.
  • the second stage from the top indicates ON / OFF of the fuel injection valve 134.
  • the fuel injection valve 134 is turned on, a predetermined amount of fuel is injected from the fuel injection valve 134 into the cylinder 150 (combustion chamber).
  • the bottom row shows the in-cylinder pressure in the cylinder 150 (combustion chamber).
  • the in-cylinder pressure is measured by the combustion pressure sensor 140, and the measurement result of the combustion pressure sensor 140 is output.
  • the air-fuel mixture is at the timing (time T5) when the main ignition signal Sa is turned off. Ignites and combustion occurs. Thereby, the pressure in the cylinder 150 increases rapidly.
  • the combustion pressure sensor 140 measures the in-cylinder pressure in the combustion cycle.
  • FIG. 10 is an example of a flowchart illustrating a method for controlling the spark plug 200 by the ignition control unit 83 according to the second embodiment.
  • step S201 the ignition control unit 83 determines whether or not the ignition switch is ON. As a result, when it is determined that the ignition switch is ON (step S201: YES), the process proceeds to step S202. When it is determined that the ignition switch is not ON, that is, when it is determined that it is OFF (step S201: NO), step Return to S201.
  • step S202 the ignition control unit 83 determines whether or not the main ignition signal Sa has changed from ON to OFF.
  • the ignition signal Sa changes from ON to OFF, that is, when the spark plug 200 is discharged and the air-fuel mixture is ignited (step S202: YES)
  • the process proceeds to step S203, and it is determined that it has not changed from ON to OFF. If so (step S202: NO), the process returns to step S202.
  • step S203 the ignition control unit 83 determines whether or not the operating state of the internal combustion engine 100 is after warm-up. If it is after warm-up, that is, if a certain amount of time has elapsed since the internal combustion engine 100 started operation and is in a steady operation state (step S203: YES), the process proceeds to step S205. On the other hand, when it is not after warm-up, that is, when the internal combustion engine 100 is cold-started (step S203: NO), the process proceeds to step S204.
  • step S204 the ignition control unit 83 sets the output cycle of the exhaust ignition signal Se to be long. If step S204 is implemented, the ignition control part 83 will progress to step S206, and will output the exhaust ignition signal Se with the output period set in step S204 in step S206. Thus, the discharge control (ignition control) of the spark plug 200 is performed so that the spark plug 200 is discharged and sparks are generated by the electric energy supplied from the ignition coil 300 to the spark plug 200 during the exhaust stroke.
  • step S205 the ignition control unit 83 sets the output cycle of the exhaust ignition signal Se to be short. If step S205 is implemented, the ignition control part 83 will progress to step S206, and will output the exhaust ignition signal Se with the output period set in step S205 in step S206. Thus, the discharge control (ignition control) of the spark plug 200 is performed so that the spark plug 200 is discharged and sparks are generated by the electric energy supplied from the ignition coil 300 to the spark plug 200 during the exhaust stroke.
  • step S206 When the exhaust ignition signal Se is output in step S206, the process returns to step S202. As a result, every time the ignition plug 200 is discharged and the combustion stroke is performed, the exhaust ignition signal Se is output in a period including at least the subsequent exhaust stroke, and the exhaust ignition signal Se at the time of cold start and after warm-up is set. Discharge control (ignition control) of the spark plug 200 is performed so as to change the output cycle. Note that when a predetermined time has elapsed after the operation of the internal combustion engine 100 is started, the processing shown in the flowchart of FIG. 10 may be terminated and the output of the exhaust ignition signal Se may be stopped.
  • the ignition plug 200 provided in the cylinder 150 and the ignition control unit 83 that controls the discharge of the ignition plug 200 are included.
  • the electric energy is supplied from the ignition coil 300 to the spark plug 200 during a period including at least the exhaust stroke.
  • the ignition control unit 83 is configured to supply electric energy for discharge from the ignition coil 300 to the spark plug 200 a plurality of times in a period including at least the exhaust stroke of the internal combustion engine 100. If comprised in this way, since discharge of the spark plug 200 can be performed reliably during an exhaust stroke, generation
  • the control device 1 for the internal combustion engine includes an ignition control unit 83 that performs ignition control for controlling the spark plug 200 that discharges in the cylinder 150 of the internal combustion engine 100 and ignites the fuel.
  • the ignition control unit 83 is supplied with electric energy for discharging the spark plug 200 in the period including at least the exhaust stroke in which the fuel after combustion is discharged from the cylinder 150 (period after time T6). Thus, ignition control is performed. Since it did in this way, generation
  • the exhaust stroke is a period during which the exhaust valve 152 of the internal combustion engine 100 is open. Therefore, when the exhaust valve 152 is opened, the fuel remaining in the air-fuel mixture discharged from each cylinder 150 can be reliably burned, and the generation of hydrocarbons can be suppressed.
  • the ignition control unit 83 performs ignition control so that the spark plug 200 discharges a plurality of times during the above period. Since it did in this way, the spark plug 200 can be discharged reliably during the exhaust stroke, and the fuel remaining in the exhausted air-fuel mixture can be burned.
  • the discharge cycle of the spark plug 200 in the above period is shorter than the discharge cycle when the spark plug 200 ignites fuel during the combustion stroke. Since it did in this way, the fuel remaining in the air-fuel mixture discharged from the cylinder 150 can be surely burned at any timing during the exhaust stroke.
  • the ignition control unit 83 performs ignition control so that the discharge cycle of the spark plug 200 in the above period falls within a range from a predetermined lower limit value to an upper limit value, and after starting the internal combustion engine 100 The lower limit value of the discharge cycle is changed according to the elapsed time. Since it did in this way, generation
  • the ignition control unit 83 outputs the preliminary ignition signal Sp before the first explosion to preheat the ignition plug 200 and outputs the exhaust ignition signal Se in a period including at least the exhaust stroke.
  • the spark plug 200 is discharged, and the generation of hydrocarbons (HC) can be suppressed.
  • the ignition control unit 83 outputs the exhaust ignition signal Se in a period including at least the exhaust stroke, and discharges the spark plug 200, thereby reducing the hydrocarbon (HC). Occurrence can be suppressed. If it does in this way, the control apparatus 1 for internal combustion engines can be comprised so that there may exist each effect demonstrated in 1st Embodiment and 2nd Embodiment, respectively.
  • each functional configuration of the control device 1 described in FIG. 3 may be realized by software executed by the MPU 50 as described above, or an FPGA (Field-Programmable Gate Array ) Or the like. These may be used in combination.
  • FPGA Field-Programmable Gate Array
  • control device 10: analog input unit, 20: digital input unit, 30: A / D conversion unit, 40: RAM, 50: MPU, 60: ROM, 70: I / O port, 80: output circuit, 81 : Overall control unit, 82: Fuel injection control unit, 83: Ignition control unit, 84: Cylinder discrimination unit, 85: Angle information generation unit, 86: Revolution information generation unit, 87: Intake amount measurement unit, 88: Load information Generator: 89: water temperature measuring unit, 100: internal combustion engine, 110: air cleaner, 111: intake pipe, 112: intake manifold, 113: throttle valve, 113a: throttle opening sensor, 114: flow sensor, 115: intake temperature sensor , 120: ring gear, 121: crank angle sensor, 122: water temperature sensor, 123: crankshaft, 125: accelerator pedal, 126: accelerator position sensor 130: Fuel tank, 131: Fuel pump, 132: Pressure regulator, 133: Fuel piping, 134: Fuel injection valve, 140: Fuel injection

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Abstract

内燃機関の炭化水素の発生を抑え、排気触媒の製造コストを削減する。そのため、内燃機関用の制御装置１は、内燃機関１００の気筒１５０内で放電して燃料への点火を行う点火プラグ２００を制御するための点火制御を実施する点火制御部を備える。点火制御部は、点火プラグ２００が点火を行う際には点火プラグ２００に所定の点火用電気エネルギーが供給されるとともに、点火プラグ２００が点火を行う前には点火プラグ２００に点火用電気エネルギーよりも小さい所定の予備加熱用電気エネルギーが供給されるように、点火制御を実施する。

Description

内燃機関用制御装置
　本発明は、内燃機関用制御装置に関する。
　近年、内燃機関において、排気ガス規制の強化に伴って排気触媒（三元触媒）の性能向上が求められている。内燃機関の排気触媒では、プラチナなどの高価な貴金属が使用されているが、排気ガス規制が強化されるに従って、排気性能向上のため多くの貴金属を使用する必要があり、排気触媒の製造コストが増加してしまう。
　この種の内燃機関では、特に内燃機関の温度が外気温よりも低い冷機始動時に、多量の炭化水素（Ｈｙｄｒｏｃａｒｂｏｎ：ＨＣ）が発生する。そのため、冷機始動時の炭化水素の発生を抑えることにより、排気触媒で用いられる貴金属の量を減らし、排気触媒の製造コストを削減することができる。
　しかしながら、内燃機関では、冷機始動時の点火装置（点火プラグ）の点火不良（消炎）を防止するため、冷機始動時の燃料の噴射量を多くする制御が行われる。この結果、冷機始動時の炭化水素の発生量が増加し、排気触媒のコスト削減はますます困難となる。
　特許文献１には、内燃機関の１燃焼サイクルにおいて、通常の点火タイミングとは異なるタイミング（排気タイミング）で、点火装置の点火を行うことで、点火装置の温度低下を防止するエンジンの点火装置が開示されている。
特開昭６２－２０６７７号公報
　しかしながら、特許文献１に開示されているエンジンの点火装置では、内燃機関の点火プラグの温度上昇後に、当該点火プラグの温度の低下を防止するものであり、内燃機関の冷機始動前に点火装置の温度上昇を行うものではない。よって、特に冷機始動時において、内燃機関の炭化水素の発生を抑えることはできず、排気触媒の製造コストの削減が困難となる。
　したがって、本発明は、上記の課題に着目してなされたもので、内燃機関の炭化水素の発生を抑え、排気触媒の製造コストを削減することを目的とする。
　本発明の一態様による内燃機関用制御装置は、内燃機関の気筒内で放電して燃料への点火を行う点火プラグを制御するための点火制御を実施する点火制御部を備え、前記点火制御部は、前記点火プラグが前記点火を行う際には前記点火プラグに所定の点火用電気エネルギーが供給されるとともに、前記点火プラグが前記点火を行う前には前記点火プラグに前記点火用電気エネルギーよりも小さい所定の予備加熱用電気エネルギーが供給されるように、前記点火制御を実施する。
　本発明の他の一態様による内燃機関用制御装置は、内燃機関の気筒内で放電して燃料への点火を行う点火プラグに対し電気エネルギーを与える点火コイルの通電を制御する点火制御部を備え、前記点火制御部は、前記点火プラグが前記点火を行う前に前記点火プラグを加熱させるための電気エネルギーを前記点火プラグに与えるように、前記点火コイルの通電を制御する。
　本発明の別の一態様による内燃機関用制御装置は、内燃機関の気筒内で放電して燃料への点火を行う点火プラグを制御するための点火制御を実施する点火制御部を備え、前記点火制御部は、燃焼後の前記燃料が前記気筒内から排出される排気行程を少なくとも含む期間において、前記点火プラグを放電させるための電気エネルギーが前記点火プラグに供給されるように、前記点火制御を実施する。
　本発明によれば、内燃機関の炭化水素の発生を抑え、排気触媒の製造コストを削減することができる。
実施の形態にかかる内燃機関及び内燃機機関の制御装置の要部構成を説明する図である。 点火プラグを説明する部分拡大図である。 制御装置の機能構成を説明する機能ブロック図である。 点火コイルを含む電気回路を説明する図である。 電極の温度と絶縁破壊電圧と空燃比との関係を説明する図である。 第１の実施形態にかかる点火信号の出力タイミングを説明するタイミングチャートの一例である。 第１の実施形態にかかる点火制御部による点火プラグの制御方法を説明するフローチャートの一例である。 予備点火信号に応じた点火プラグの電極温度の時間変化を説明する図である。 第２の実施形態にかかる点火信号の出力タイミングを説明するタイミングチャートの一例である。 第２の実施形態にかかる点火制御部による点火プラグの制御方法を説明するフローチャートの一例である。
－第１の実施形態－
　以下、本発明の第１の実施形態にかかる内燃機関用制御装置を説明する。
　以下、第１の実施形態にかかる内燃機関用制御装置の一態様である制御装置１を説明する。この実施の形態では、制御装置１により、４気筒の内燃機関１００の各気筒１５０に各々設けられた点火プラグ２００の放電（点火）を制御する場合を例示して説明する。
　以下、実施の形態において、内燃機関１００の一部の構成又は全ての構成及び制御装置１の一部の構成又は全ての構成を組み合わせたものを、内燃機関１００の制御装置１と言う。
［内燃機関］
　図１は、内燃機関１００及び内燃機関用点火装置の要部構成を説明する図である。
　図２は、点火プラグ２００の電極２１０、２２０を説明する部分拡大図である。
　内燃機関１００では、外部から吸引した空気はエアクリーナ１１０、吸気管１１１、吸気マニホールド１１２を通流し、吸気弁１５１が開くと各気筒１５０に流入する。各気筒１５０に流入する空気量は、スロットル弁１１３により調整され、スロットル弁１１３で調整された空気量は、流量センサ１１４により測定される。
　スロットル弁１１３には、スロットルの開度を検出するスロットル開度センサ１１３ａが設けられている。このスロットル開度センサ１１３ａで検出されたスロットル弁１１３の開度情報は、制御装置（Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ　Ｃｏｎｔｒｏｌ　Ｕｎｉｔ：ＥＣＵ）１に出力される。
　なお、スロットル弁１１３は、電動機で駆動される電子スロットル弁が用いられるが、空気の流量を適切に調整できるものであれば、その他の方式によるものでもよい。
　各気筒１５０に流入したガスの温度は、吸気温センサ１１５で検出される。
　クランクシャフト１２３に取り付けられたリングギア１２０の径方向外側には、クランク角センサ１２１が設けられている。このクランク角センサ１２１により、クランクシャフト１２３の回転角度が検出される。実施の形態では、クランク角センサ１２１は、例えば１０°毎及び燃焼周期毎のクランクシャフト１２３の回転角度を検出する。
　シリンダヘッドのウォータジャケット（図示せず）には、水温センサ１２２が設けられている。この水温センサ１２２により、内燃機関１００の冷却水の温度を検出する。
　また、車両には、アクセルペダル１２５の変位量（踏み込み量）を検出するアクセルポジションセンサ（Ａｃｃｅｌｅｒａｔｏｒ　Ｐｏｓｉｔｉｏｎ　Ｓｅｎｓｏｒ：ＡＰＳ）１２６が設けられている。このアクセルポジションセンサ１２６により、運転者の要求トルクを検出する。このアクセルポジションセンサ１２６で検出された運転者の要求トルクは、後述する制御装置１に出力される。制御装置１は、この要求トルクに基づいて、スロットル弁１１３を制御する。
　燃料タンク１３０に貯留された燃料は、燃料ポンプ１３１によって吸引及び加圧された後、プレッシャレギュレータ１３２が設けられた燃料配管１３３を通流し、燃料噴射弁（インジェクタ）１３４に誘導される。燃料ポンプ１３１から出力された燃料は、プレッシャレギュレータ１３２で所定の圧力に調整され、燃料噴射弁（インジェクタ）１３４から各気筒１５０内に噴射される。プレッシャレギュレータ１３２で圧力調整された結果、余分な燃料は戻り配管（図示せず）を介して燃料タンク１３０に戻される。
　内燃機関１００のシリンダヘッド（図示せず）には、燃焼圧センサ（ＣｙｌｉｎｄｅｒＰｒｅｓｓｕｒｅ　Ｓｅｎｓｏｒ：ＣＰＳ、筒内圧センサとも言う）１４０が設けられている。燃焼圧センサ１４０は、各気筒１５０内に設けられており、気筒１５０内の圧力（燃焼圧）を検出する。
　燃焼圧センサ１４０は、圧電式又はゲージ式の圧力センサが用いられ、広い温度領域に渡って気筒１５０内の燃焼圧（筒内圧）を検出することができるようになっている。
　各気筒１５０には、排気弁１５２と、燃焼後のガス（排気ガス）を気筒１５０の外側に排出する排気マニホールド１６０が取り付けられている。この排気マニホールド１６０の排気側には、三元触媒１６１が設けられている。排気弁１５２が開くと、気筒１５０から排気マニホールド１６０に排気ガスが排出される。この排気ガスは、排気マニホールド１６０を通って三元触媒１６１で浄化された後、大気に排出される。
　三元触媒１６１の上流側には、上流側空燃比センサ１６２が設けられている。この上流側空燃比センサ１６２は、各気筒１５０から排出された排気ガスの空燃比を連続的に検出する。
　また、三元触媒１６１の下流側には、下流側空燃比センサ１６３が設けられている。この下流側空燃比センサ１６３は、理論空燃比近傍でスイッチ的な検出信号を出力する。実施の形態では、下流側空燃比センサ１６３は、例えばＯ２センサである。
　また、各気筒１５０の上部には、点火プラグ２００が各々設けられている。点火プラグ２００の放電（点火）により、気筒１５０内の空気と燃料との混合気に火花が着火し、気筒１５０内で爆発が起こり、ピストン１７０が押し下げられる。ピストン１７０が押し下げられることにより、クランクシャフト１２３が回転する。
　点火プラグ２００には、点火プラグ２００に供給される電気エネルギー（電圧）を生成する点火コイル３００が接続されている。点火コイル３００で発生した電圧により、点火プラグ２００の中心電極２１０と外側電極２２０との間に放電が生じる（図２参照）。
　図２に示すように、点火プラグ２００では、中心電極２１０は、絶縁体２３０により絶縁状態で支持されている。この中心電極２１０に所定の電圧（実施の形態では、例えば２０，０００Ｖ～４０，０００Ｖ）が印加される。
　外側電極２２０は接地されている。中心電極２１０に所定の電圧が印加されると、中心電極２１０と外側電極２２０との間で放電（点火）が生じる。
　なお、点火プラグ２００において、中心電極２１０と外側電極２２０との間に存在する気体（ガス）の状態や筒内圧によって、ガス成分の絶縁破壊を起こして放電（点火）が発生する電圧が変動する。この放電が発生する電圧を絶縁破壊電圧と言う。
　点火プラグ２００の放電制御（点火制御）は、後述する制御装置１の点火制御部８３により行われる。
　図１に戻って、前述したスロットル開度センサ１１３ａ、流量センサ１１４、クランク角センサ１２１、アクセルポジションセンサ１２６、水温センサ１２２、燃焼圧センサ１４０等の各種センサからの出力信号は、制御装置１に出力される。制御装置１では、これら各種センサからの出力信号に基づいて、内燃機関１００の運転状態を検出し、気筒１５０内に送出する空気量、燃料噴射量、点火プラグ２００の点火タイミング等の制御を行う。
［制御装置のハードウェア構成］
　次に、制御装置１のハードウェアの全体構成を説明する。
　図１に示すように、制御装置１は、アナログ入力部１０と、デジタル入力部２０と、Ａ／Ｄ（Ａｎａｌｏｇ／Ｄｉｇｉｔａｌ）変換部３０と、ＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ　Ａｃｃｅｓｓ　Ｍｅｍｏｒｙ）４０と、ＭＰＵ（Ｍｉｃｒｏ－Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ　Ｕｎｉｔ）５０と、ＲＯＭ（Ｒｅａｄ　Ｏｎｌｙ　Ｍｅｍｏｒｙ）６０と、Ｉ／Ｏ（Ｉｎｐｕｔ／Ｏｕｔｐｕｔ）ポート７０と、出力回路８０と、を有する。
　アナログ入力部１０には、スロットル開度センサ１１３ａ、流量センサ１１４、アクセルポジションセンサ１２６、上流側空燃比センサ１６２、下流側空燃比センサ１６３、燃焼圧センサ１４０、水温センサ１２２等の各種センサからのアナログ出力信号が入力される。
　アナログ入力部１０には、Ａ／Ｄ変換部３０が接続されている。アナログ入力部１０に入力された各種センサからのアナログ出力信号は、ノイズ除去等の信号処理が行われた後、Ａ／Ｄ変換部３０でデジタル信号に変換され、ＲＡＭ４０に記憶される。
　デジタル入力部２０には、クランク角センサ１２１からのデジタル出力信号が入力される。
　デジタル入力部２０には、Ｉ／Ｏポート７０が接続されており、デジタル入力部２０に入力されたデジタル出力信号は、このＩ／Ｏポート７０を介してＲＡＭ４０に記憶される。
　ＲＡＭ４０に記憶された各出力信号は、ＭＰＵ５０で演算処理される。
　ＭＰＵ５０は、ＲＯＭ６０に記憶された制御プログラム（図示せず）を実行することで、ＲＡＭ４０に記憶された出力信号を、制御プログラムに従って演算処理する。ＭＰＵ５０は、制御プログラムに従って、内燃機関１００を駆動する各アクチュエータ（例えば、スロットル弁１１３、プレッシャレギュレータ１３２、点火プラグ２００等）の作動量を規定する制御値を算出し、ＲＡＭ４０に一時的に記憶する。
　ＲＡＭ４０に記憶されたアクチュエータの作動量を規定する制御値は、Ｉ／Ｏポート７０を介して出力回路８０に出力される。
　出力回路８０には、点火プラグ２００に印加する電圧を制御する点火制御部８３（図３参照）の機能などが設けられている。
［制御装置の機能ブロック］
　次に、制御装置１の機能構成を説明する。
　図３は、制御装置１の機能構成を説明する機能ブロック図である。この制御装置１の各機能は、例えばＭＰＵ５０がＲＯＭ６０に記憶された制御プログラムを実行することで、出力回路８０で実現される。
　図３に示すように、制御装置１の出力回路８０は、全体制御部８１と、燃料噴射制御部８２と、点火制御部８３とを有する。
　全体制御部８１は、アクセルポジションセンサ１２６と、燃焼圧センサ１４０（ＣＰＳ）に接続されており、アクセルポジションセンサ１２６からの要求トルク（加速信号Ｓ１）と、燃焼圧センサ１４０からの出力信号Ｓ２とを受け付ける。
　全体制御部８１は、アクセルポジションセンサ１２６からの要求トルク（加速信号Ｓ１）と、燃焼圧センサ１４０からの出力信号Ｓ２とに基づいて、燃料噴射制御部８２と点火制御部８３の全体的な制御を行う。
　燃料噴射制御部８２は、内燃機関１００の各気筒１５０を判別する気筒判別部８４と、クランクシャフト１２３のクランク角を計測する角度情報生成部８５と、エンジン回転数を計測する回転数情報生成部８６と、に接続されており、気筒判別部８４からの気筒判別情報Ｓ３と、角度情報生成部８５からのクランク角度情報Ｓ４と、回転数情報生成部８６からのエンジン回転数情報Ｓ５と、を受け付ける。
　また、燃料噴射制御部８２は、気筒１５０内に吸気される空気の吸気量を計測する吸気量計測部８７と、エンジン負荷を計測する負荷情報生成部８８と、エンジン冷却水の温度を計測する水温計測部８９と、に接続されており、吸気量計測部８７からの吸気量情報Ｓ６と、負荷情報生成部８８からのエンジン負荷情報Ｓ７と、水温計測部８９からの冷却水温度情報Ｓ８と、を受け付ける。
　燃料噴射制御部８２は、受け付けた各情報に基づいて、燃料噴射弁１３４から噴射される燃料の噴射量と噴射時間（燃料噴射弁制御情報Ｓ９）を算出し、算出した燃料の噴射量と噴射時間とに基づいて燃料噴射弁１３４を制御する。
　点火制御部８３は、全体制御部８１のほか、気筒判別部８４と、角度情報生成部８５と、回転数情報生成部８６と、負荷情報生成部８８と、水温計測部８９とに接続されており、これらからの各情報を受け付ける。
　点火制御部８３は、受け付けた各情報に基づいて、点火コイル３００の１次側コイル（図示せず）に通電する電流量（通電角）と、通電開始時間と、１次側コイルに通電した電流を遮断する時間（点火時間）を算出する。
　点火制御部８３は、算出した通電角と、通電開始時間と、点火時間とに基づいて、点火コイル３００の１次側コイル３１０に点火信号ＳＡを出力することで、点火プラグ２００による放電制御（点火制御）を行う。
　なお、少なくとも、点火制御部８３が点火信号ＳＡを用いて点火プラグ２００の点火制御を行う機能は、本発明の内燃機関用制御装置に相当する。
［点火コイルの電気回路］
　次に、点火コイル３００を含む電気回路４００を説明する。
　図４は、点火コイル３００を含む電気回路４００を説明する図である。電気回路４００において、点火コイル３００は、所定の巻き数で巻かれた１次側コイル３１０と、１次側コイル３１０よりも多い巻き数で巻かれた２次側コイル３２０と、を含んで構成される。
　１次側コイル３１０の一端は、直流電源３３０に接続されている。これにより、１次側コイル３１０には、所定の電圧（実施の形態では、例えば１２Ｖ）が印加される。直流電源３３０と１次側コイル３１０の接続経路中には、充電量検出部３５０が設けられている。充電量検出部３５０は、１次側コイル３１０に印加された電圧と電流を検出して、点火制御部８３へ送信する。
　１次側コイル３１０の他端は、イグナイタ３４０に接続されており、イグナイタ３４０を介して接地されている。イグナイタ３４０には、トランジスタや電界効果トランジスタ（Ｆｉｅｌｄ　Ｅｆｆｅｃｔ　Ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ：ＦＥＴ）などが用いられる。
　イグナイタ３４０のベース（Ｂ）端子は、点火制御部８３に接続されている。点火制御部８３から出力された点火信号ＳＡは、イグナイタ３４０のベース（Ｂ）端子に入力される。イグナイタ３４０のベース（Ｂ）端子に点火信号ＳＡが入力されると、イグナイタ３４０のコレクタ（Ｃ）端子とエミッタ（Ｅ）端子間が通電状態となり、コレクタ（Ｃ）端子とエミッタ（Ｅ）端子間に電流が流れる。これにより、点火制御部８３からイグナイタ３４０を介して点火コイル３００の１次側コイル３１０に点火信号ＳＡが出力され、１次側コイル３１０に電力（電気エネルギー）が蓄積される。
　点火制御部８３からの点火信号ＳＡの出力が停止して、１次側コイル３１０に流れる電流が遮断されると、１次側コイル３１０に対するコイルの巻き数比に応じた高電圧が２次側コイル３２０に発生する。２次側コイル３２０に発生した高電圧が点火プラグ２００（中心電極２１０）に印加されることで、点火プラグ２００の中心電極２１０と、外側電極２２０との間に電位差が発生する。この中心電極２１０と外側電極２２０との間に発生した電位差が、ガス（気筒１５０内の混合気）の絶縁破壊電圧Ｖｍ以上になると、ガス成分が絶縁破壊されて中心電極２１０と外側電極２２０との間に放電が生じ、燃料（混合気）への点火（着火）が行われる。
　２次側コイル３２０と点火プラグ２００の接続経路中には、放電量検出部３６０が設けられている。放電量検出部３６０は、放電電圧と電流を検出して、点火制御部８３へ送信する。
　点火制御部８３は、以上説明したような電気回路４００の動作により、点火信号ＳＡを用いて点火コイル３００の通電を制御する。これにより、点火プラグ２００を制御するための点火制御を実施する。
［点火プラグ温度と空燃比の関係］
　次に、点火プラグ２００の温度と空燃比との関係を説明する。内燃機関１００の冷機始動時において、点火プラグ２００の電極の温度が低くなるほど、着火に必要な空燃比を小さく（燃料を濃く）する必要がある。
　図５は、電極の温度と絶縁破壊電圧と空燃比との関係を説明する図である。図５に示すように、内燃機関１００では、空燃比が大きく（燃料が薄く）なるほど、放電（点火）による混合気への着火がされ難くなるので、混合気に着火させるための絶縁破壊電圧を高くする必要がある。
　絶縁破壊電圧を一定（点火コイル３００の出力電流を一定）にした場合、点火プラグ２００の電極の温度が低くなるほど、空燃比を小さく（燃料を濃く）しないと絶縁破壊電圧を越えることができない。その結果、内燃機関１００では、混合気における燃料の割合が多くなった分、燃焼した際の炭化水素（ＨＣ）の発生が多くなる。
　つまり、冷機始動時の点火プラグ２００の電極の温度を高くするほど（図５の太線矢印参照）、空燃比を大きく（燃料を薄く）しても絶縁破壊電圧を越えることができ、燃焼した際の炭化水素の発生を少なくすることができる。よって、内燃機関１００では、冷機始動時の点火プラグ２００の電極の温度を、放電（点火）前に高くすることで、冷機始動時の空燃比を大きくし、炭化水素（ＨＣ）の発生を抑えることができる。
　図５に示す一例では、点火プラグ２００の電極温度が低い場合、所定の絶縁破壊電圧で着火させるための空燃比はＰ１であり、電極温度が高い場合、所定の絶縁破壊電圧で着火させるための空燃比はＰ２となる。よって、電極温度が高くなるほど、着火に必要な燃料を薄くすることができ、燃焼により発生する炭化水素（ＨＣ）が少なくなる。
［点火信号の出力タイミング］
　次に、第１の実施形態にかかる点火プラグ２００の電極の加熱方法に関して、点火信号ＳＡの出力タイミングを説明する。
　図６は、第１の実施形態にかかる点火信号ＳＡの出力タイミングを説明するタイミングチャートの一例である。
　図６において、最上段は、車両（図示せず）のイグニッションスイッチのＯＮ／ＯＦＦを示している。車両の運転者がキー（図示せず）をキーシリンダー（図示せず）に刺し込んで回すことで（またはキーレス装置の場合には、スタートボタンをＯＮすることで）、イグニッションスイッチがＯＮになる。
　上から３段目は、クランク角センサ１２１の出力信号を示している。イグニッションスイッチがＯＮになった後、セルモータスイッチがＯＮになり、内燃機関１００の運動開始に伴ってクランク角センサ１２１によるクランクシャフト１２３の回転検知が開始されると、クランク角センサ１２１の出力がＯＮになる。
　上から４段目は、点火制御部８３から点火コイル３００へ出力される点火信号ＳＡを示している。点火信号ＳＡは、予備点火信号Ｓｐと、この予備点火信号Ｓｐの後に出力される本点火信号Ｓａとがある。予備点火信号Ｓｐは、内燃機関１００の冷機始動時において点火プラグ２００が燃料（混合気）への点火を行う前に、点火プラグ２００に予備加熱用の電気エネルギーを供給して点火プラグ２００を昇温するための点火信号である。冷機始動時にはこの予備点火信号Ｓｐが点火制御部８３から点火コイル３００へ出力されることで、前述の図５で説明したように、点火プラグ２００の電極の温度を放電（点火）前に高くすることができる。そのため、炭化水素（ＨＣ）の発生を抑えることができる。
　一方、本点火信号Ｓａは、内燃機関１００の燃焼行程において点火プラグ２００が混合気への点火（着火）を行うための点火信号である。この本点火信号Ｓａの出力タイミングは、点火制御部８３において、前述の図３で説明したように決定される。
　第１の実施形態では、点火制御部８３は、燃焼サイクルにおける燃焼行程中の時刻Ｔ４から時刻Ｔ５までの間、点火プラグ２００に放電（点火）を発生させるための本点火信号Ｓａを点火コイル３００に対して出力する。また、１燃焼サイクルにおける燃焼行程よりも前の行程、すなわち点火プラグ２００が燃料への点火を行う前の行程で、点火プラグ２００を加熱させるための予備点火信号Ｓｐを点火コイル３００に対して出力する。以下では、この予備点火信号Ｓｐによる点火プラグ２００の加熱を、予備加熱とも称する。
　図６に示すように、予備点火信号Ｓｐは、イグニッションスイッチがＯＮした時刻Ｔ１の後、クランク角センサ１２１からの信号出力が開始される時刻Ｔ２の前であって、本点火信号Ｓａの出力が開始される時刻Ｔ４の前までに、複数回繰り返して出力される。つまり、予備点火信号Ｓｐは、各気筒１５０での初爆前に複数回出力されるようになっている。ここで初爆とは、内燃機関１００の運転開始後、各気筒１５０の最初の燃焼行程での最初の燃焼（爆発）を言う。つまり、内燃機関１００では、運転開始後、各気筒１５０で１度だけ初爆が発生する。その後は、予め決められた燃焼サイクル（吸気行程→圧縮行程→燃焼行程→排気行程）が繰り返される。ただし、予備点火信号Ｓｐの出力を１回のみとしてもよい。
　また、図６に示すように、時刻Ｔ１から時刻Ｔ４までの期間では、予備点火信号Ｓｐとして、所定のデューティ比でパルス信号が連続して出力される。この予備点火信号Ｓｐのパルス幅は、本点火信号Ｓａのパルス幅よりも小さくなっている。これにより、予備点火信号Ｓｐは、燃焼（混合気への着火）のための本点火信号Ｓａよりも点火コイル３００での電圧変化を小さくする信号となっている。
　さらに、図６に示すように、予備点火信号Ｓｐとして出力されるパルス信号の周期は、燃料噴射弁１３４からの燃料噴射が行われる時刻Ｔ３の前後で変更されるようになっている。具体的には、燃料噴射弁１３４からの燃料噴射が行われる時刻Ｔ３の後では、予備点火信号Ｓｐのパルス幅に応じて点火コイル３００に発生する電圧が絶縁破壊電圧未満となるように、パルス信号の周期が設定されている。これにより、燃料噴射が行われた後は、点火コイル３００から点火プラグ２００に供給される予備加熱用の電気エネルギーが燃料噴射前よりも小さくなるようにしている。なお、燃料噴射弁１３４からの燃料噴射が行われる時刻Ｔ３の前では、混合気への着火がなされることがないため、予備点火信号Ｓｐに応じて点火コイル３００に発生する電圧は絶縁破壊電圧以上であってもよいし、絶縁破壊電圧未満であってもよい。また、予備点火信号Ｓｐのパルス幅が本点火信号Ｓａより大きくなっていてもよい。
　以上説明したように、第１の実施形態において点火制御部８３は、本点火信号Ｓａを出力する前に、予備点火信号Ｓｐを複数回出力する。これにより、点火制御部８３は、点火プラグ２００が混合気（燃料）への点火を行う前に、点火コイル３００が点火プラグ２００を加熱させるための電気エネルギーを点火プラグ２００に与えるように、点火コイル３００の通電を制御する。このとき点火制御部８３は、本点火信号Ｓａのパルス信号よりも小さいパルス幅で、予備点火信号Ｓｐのパルス信号を出力する。これにより、点火プラグ２００が混合気（燃料）への点火を行う前には、点火プラグ２００に点火用の電気エネルギーよりも小さい所定の予備加熱用の電気エネルギーが供給されるように、点火プラグ２００の点火制御を実施する。この予備点火信号Ｓｐに基づいて点火コイル３００から点火プラグ２００に高電圧が印加されることで、内燃機関１００の冷機始動時には、初爆前に点火プラグ２００（中心電極２１０と外側電極２２０）が加熱される。その結果、前述したように、燃焼行程における点火コイル３００の放電（点火）時の空燃比を大きく（燃料を薄く）しても、冷機始動時の燃焼による炭化水素（ＨＣ）の発生を抑えることができる。
　次に、上段から５段目は、燃料噴射弁１３４のＯＮ／ＯＦＦを示している。燃料噴射弁１３４がＯＮになると、燃料噴射弁１３４から所定量の燃料が気筒１５０（燃焼室）内に噴射される。
　最下段は、気筒１５０（燃焼室）内の筒内圧を示している。筒内圧は、燃焼圧センサ１４０で計測され、この燃焼圧センサ１４０の計測結果が出力される。前述したように、内燃機関１００では、燃料噴射弁１３４から所定量の燃料を噴射して燃焼室に混合気を生成した後、本点火信号ＳａをＯＦＦにしたタイミング（時刻Ｔ５）で、混合気に着火して燃焼が発生する。これにより、気筒１５０内の圧力が急激に大きくなる。燃焼圧センサ１４０では、燃焼サイクルにおける筒内圧を計測する。
［点火プラグの制御方法］
　次に、点火制御部８３による点火プラグ２００の制御方法の一例を説明する。図７は、第１の実施形態にかかる点火制御部８３による点火プラグ２００の制御方法を説明するフローチャートの一例である。
　図７に示すように、ステップＳ１０１において、点火制御部８３は、イグニッションスイッチがＯＮか否かを判定する。その結果、イグニッションスイッチがＯＮであると判定した場合（ステップＳ１０１：ＹＥＳ）は、ステップＳ１０２に進み、ＯＮでないと判定した場合、すなわちＯＦＦであると判定した場合は（ステップＳ１０１：ＮＯ）、ステップＳ１０１に戻る。
　ステップＳ１０２において、点火制御部８３は、当該気筒１５０が初爆後であるか否かを判定する。本点火信号Ｓａが一度でもＯＮとなっていた場合は、初爆後であると判定し（ステップＳ１０２：ＹＥＳ）、そのまま処理を終了する。一方、イグニッションスイッチがＯＮとなった後に本点火信号Ｓａが一度もＯＮとなっていなければ、初爆前であると判定し（ステップＳ１０２：ＮＯ）、ステップＳ１０３に進む。
　ステップＳ１０３において、点火制御部８３は、当該気筒１５０内への燃料を噴射後であるか否かを判定する。燃料噴射弁１３４が一度でもＯＮとなっていた場合は、燃料噴射後であると判定し（ステップＳ１０３：ＹＥＳ）、ステップＳ１０５に進む。一方、イグニッションスイッチがＯＮとなった後に燃料噴射弁１３４が一度もＯＮとなっていなければ、燃料噴射前であると判定し（ステップＳ１０３：ＮＯ）、ステップＳ１０４に進む。
　ステップＳ１０４において、点火制御部８３は、予備点火信号Ｓｐの出力周期を長く設定する。ステップＳ１０４を実施したら、点火制御部８３はステップＳ１０６に進み、ステップＳ１０６において、ステップＳ１０４で設定した出力周期で予備点火信号Ｓｐを出力する。これにより、点火コイル３００に発生する電圧が絶縁破壊電圧以上となり、点火コイル３００から点火プラグ２００に供給される予備加熱用の電気エネルギーによって点火プラグ２００が放電して火花が発生するように、点火プラグ２００の放電制御（点火制御）を実施する。
　ステップＳ１０５において、点火制御部８３は、予備点火信号Ｓｐの出力周期を短く設定する。ステップＳ１０５を実施したら、点火制御部８３はステップＳ１０６に進み、ステップＳ１０６において、ステップＳ１０５で設定した出力周期で予備点火信号Ｓｐを出力する。これにより、点火コイル３００に発生する電圧が絶縁破壊電圧未満となり、点火コイル３００から点火プラグ２００に供給される予備加熱用の電気エネルギーによって点火プラグ２００が放電せずに火花が発生しないように、点火プラグ２００の放電制御（点火制御）を実施する。
　ステップＳ１０６で予備点火信号Ｓｐを出力したら、ステップＳ１０１へ戻る。これにより、燃料噴射の前後で予備点火信号Ｓｐの出力周期を変化させるとともに、初爆後には予備点火信号Ｓｐの出力を終了するように、点火プラグ２００の放電制御（点火制御）を実施する。
　以上説明した通り、第１の実施形態では、気筒１５０内に設けられた点火プラグ２００と、点火プラグ２００の放電を制御する点火制御部８３とを有し、点火制御部８３は、内燃機関１００の運転開始後の最初の燃焼サイクルにおいて、イグニッションスイッチＯＮ後から本点火信号Ｓａの出力を開始する前まで、点火コイル３００から点火プラグ２００へ予備加熱用の電気エネルギーの供給を行う構成とした。このように構成すると、内燃機関１００において各気筒１５０の初爆前に点火プラグ２００を予備加熱することができるので、冷機始動時の炭化水素（ＨＣ）の発生を抑えることができる。
　また、第１の実施形態では、点火制御部８３は、内燃機関１００の運転開始後の最初の燃焼サイクルにおいて、点火コイル３００から点火プラグ２００へ予備加熱用の電気エネルギーの供給を複数回行う構成とした。このように構成すると、点火プラグ２００の予備加熱を確実に行うことができるので、冷機始動時の炭化水素（ＨＣ）の発生を確実に抑えることができる。
　図８は、予備点火信号Ｓｐに応じた点火プラグ２００の電極温度の時間変化を説明する図である。図８に示す例では、絶縁破壊が無い場合に比べて、絶縁破壊がある場合の方が、電極の温度上昇が早くなっている。このため、絶縁破壊により放電が発生しても影響の無い期間、すなわち燃料噴射弁１３４がＯＮする前の期間においては、点火コイル３００から点火プラグ２００に供給される電気エネルギーによって点火プラグ２００の中心電極２１０と外側電極２２０の間に絶縁破壊が生じるように、予備点火信号Ｓｐを出力することが望ましい。一方、燃料の噴射後に点火プラグ２００において放電が発生すると、圧縮行程中の誤点火につながるため、このときの予備加熱では絶縁破壊を生じないようにする必要がある。したがって、燃料噴射弁１３４がＯＮした後の期間では、予備点火信号Ｓｐの出力周期を短く（パルス幅を小さく）変更することにより、点火コイル３００から点火プラグ２００に供給される電気エネルギーによって点火プラグ２００の中心電極２１０と外側電極２２０の間に絶縁破壊が生じないように、予備点火信号Ｓｐを出力することが望ましい。
　以上説明した本発明の第１の実施形態によれば、以下の作用効果を奏する。
（１）内燃機関用の制御装置１は、内燃機関１００の気筒１５０内で放電して燃料への点火を行う点火プラグ２００を制御するための点火制御を実施する点火制御部８３を備える。点火制御部８３は、点火プラグ２００が点火を行う際には点火プラグ２００に所定の点火用電気エネルギーが供給されるとともに、点火プラグ２００が点火を行う前には点火プラグ２００に点火用電気エネルギーよりも小さい所定の予備加熱用電気エネルギーが供給されるように、点火制御を実施する。このようにしたので、内燃機関１００の冷機始動時の炭化水素の発生を抑え、排気触媒の製造コストを削減することができる。
（２）点火制御部８３は、内燃機関１００に取り付けられた燃料噴射弁１３４が燃料を噴射する前（時刻Ｔ１から時刻Ｔ３までの間）に、点火プラグ２００に予備加熱用電気エネルギーが供給されるように、点火制御を実施する。このようにしたので、内燃機関１００の冷機始動時の炭化水素の発生を抑えるのに適切なタイミングで、点火プラグ２００の予備加熱を行うことができる。
（３）点火制御部８３は、内燃機関１００に取り付けられた燃料噴射弁１３４が燃料を噴射してから点火プラグ２００に点火用電気エネルギーが供給されるまでの間（時刻Ｔ３から時刻Ｔ４までの間）に、点火プラグ２００に予備加熱用電気エネルギーが供給されるように、点火制御を実施する。このようにしたので、内燃機関１００の冷機始動時の炭化水素の発生を抑えるのに適切なタイミングで、点火プラグ２００の予備加熱を行うことができる。
（４）点火制御部８３は、内燃機関１００に取り付けられた燃料噴射弁１３４が燃料を噴射する前（時刻Ｔ１から時刻Ｔ３までの間）に、点火プラグ２００に予備加熱用電気エネルギーとして第１のエネルギーが供給されるように、点火制御を実施する。また、点火制御部８３は、燃料噴射弁１３４が燃料を噴射してから点火プラグ２００に点火用電気エネルギーが供給されるまでの間（時刻Ｔ３から時刻Ｔ４までの間）に、点火プラグ２００に予備加熱用電気エネルギーとして第２の電気エネルギーが供給されるように、点火制御を実施する。ここで、第１の電気エネルギーは、第２の電気エネルギーよりも大きい。このようにしたので、燃料噴射の前後でそれぞれ適切な予備加熱用の電気エネルギーを点火プラグ２００に供給することができる。
（５）点火制御部８３は、燃料噴射弁１３４が燃料を噴射する前（時刻Ｔ１から時刻Ｔ３までの間）に、予備加熱用電気エネルギーによって点火プラグ２００が放電して火花が発生するように、点火制御を実施する。このようにしたので、誤点火のおそれがない燃料噴射前の期間では、点火プラグ２００の予備加熱を効率よく行うことができる。
（６）点火制御部８３は、燃料噴射弁１３４が燃料を噴射してから点火プラグ２００に点火用電気エネルギーが供給されるまでの間（時刻Ｔ３から時刻Ｔ４までの間）に、予備加熱用電気エネルギーによって点火プラグ２００が放電せずに火花が発生しないように、点火制御を実施する。このようにしたので、圧縮行程中の誤点火を防止しつつ、点火プラグ２００の予備加熱を行うことができる。
（７）点火制御部８３は、点火の１回当たりで点火プラグ２００に予備加熱用電気エネルギーが複数回供給されるように、点火制御を実施する。このようにしたので、点火プラグ２００の予備加熱を確実に行うことができる。
（８）点火制御部８３は、燃料噴射弁１３４が燃料を噴射する前に、点火プラグ２００に予備加熱用電気エネルギーが複数回供給されるように、点火制御を実施する。このようにしたので、点火プラグ２００の予備加熱を確実に行うことができる。
（９）点火制御部８３は、燃料噴射弁１３４が燃料を噴射してから点火プラグ２００に点火用電気エネルギーが供給されるまでの間に、点火プラグ２００に予備加熱用電気エネルギーが複数回供給されるように、点火制御を実施する。このようにしたので、点火プラグ２００の予備加熱を確実に行うことができる。
（１０）内燃機関用の制御装置１は、内燃機関１００の気筒１５０内で放電して燃料への点火を行う点火プラグ２００に対し電気エネルギーを与える点火コイル３００の通電を制御する点火制御部８３を備える。点火制御部８３は、点火プラグ２００が点火を行う前に点火プラグ２００を加熱させるための電気エネルギーを点火プラグ２００に与えるように、点火コイル３００の通電を制御する。このようにしたので、内燃機関１００の冷機始動時の炭化水素の発生を抑え、排気触媒の製造コストを削減することができる。
（１１）点火制御部８３は、内燃機関１００に取り付けられた燃料噴射弁１３４が燃料を噴射する前（時刻Ｔ１から時刻Ｔ３までの間）に、点火コイル３００に接続されたイグナイタ３４０に第１の周波数でパルス信号である予備点火信号Ｓｐを連続して送信することにより、点火コイル３００の通電を制御する。また、点火制御部８３は、燃料噴射弁１３４が燃料を噴射してから点火プラグ２００が点火を行うまでの間（時刻Ｔ３から時刻Ｔ４までの間）に、イグナイタ３４０に第２の周波数でパルス信号である予備点火信号Ｓｐを連続して送信することにより、点火コイル３００の通電を制御する。ここで、第１の周波数は、第２の周波数よりも低い。このようにしたので、燃料噴射の前後でそれぞれ適切な予備加熱用の電気エネルギーを点火プラグ２００に確実に供給することができる。
（１２）点火制御部８３は、内燃機関１００の始動時に点火プラグ２００が点火を行う前に、点火プラグ２００を加熱させるための電気エネルギーを点火プラグ２００に与えるように、点火コイル３００の通電を制御する。このようにしたので、点火プラグ２００の予備加熱に必要な電気エネルギーを点火コイル３００から点火プラグ２００へ確実に供給することができる。
－第２の実施形態－
　次に、本発明の第２の実施形態にかかる内燃機関用制御装置を説明する。第２の実施形態では、燃焼サイクルにおける排気行程中に、点火プラグ２００に放電（点火）を発生させるように、制御装置１が点火制御を行う例を説明する。なお、第２の実施形態にかかる内燃機関１００や制御装置１の構成は、第１の実施形態と同様であるため、以下では説明を省略する。
［点火信号の出力タイミング］
　以下では、第２の実施形態にかかる点火信号ＳＡの出力タイミングを説明する。
　図９は、第２の実施形態にかかる点火信号ＳＡの出力タイミングを説明するタイミングチャートの一例である。図９（ａ）は内燃機関１００の冷機始動時のタイミングチャートの一例であり、図９（ｂ）は内燃機関１００の暖機後（定常運転時）のタイミングチャートの一例である。
　図９（ａ）、（ｂ）において、最上段は、点火制御部８３から点火コイル３００へ出力される点火信号ＳＡをそれぞれ示している。点火信号ＳＡは、本点火信号Ｓａと、この本点火信号Ｓａの後に出力される排気点火信号Ｓｅとがある。本点火信号Ｓａは、第１の実施形態と同様に、内燃機関１００の燃焼行程において点火プラグ２００が混合気への点火（着火）を行うための点火信号である。
　一方、排気点火信号Ｓｅは、内燃機関１００の排気行程を少なくとも含む期間において点火プラグ２００を放電させるための電気エネルギーを点火プラグ２００に供給する点火信号である。この排気点火信号Ｓｅが点火制御部８３から点火コイル３００へ出力されることで、燃焼後の燃料が気筒１５０内から排出される排気行程中にも点火プラグ２００を放電させることができる。これにより、気筒１５０の壁面やピストン１７０の冠面に付着していた燃料の分など、燃焼行程では燃焼しきれなかった混合気中の燃料に対して、排気時に着火・燃焼を行うことができると考えられる。その結果、炭化水素（ＨＣ）の発生を抑えることができる。
　第２の実施形態では、点火制御部８３は、燃焼サイクルにおける燃焼行程中の時刻Ｔ４から時刻Ｔ５までの間、点火プラグ２００に放電（点火）を発生させるための本点火信号Ｓａを点火コイル３００に対して出力する。また、１燃焼サイクルにおける燃焼行程よりも後の期間、すなわち排気行程を少なくとも含む期間で、点火プラグ２００に放電（点火）を発生させるための排気点火信号Ｓｅを点火コイル３００に対して出力する。
　図９に示すように、排気点火信号Ｓｅは、本点火信号Ｓａの出力が終了される時刻Ｔ５の後に、時刻Ｔ６から複数回繰り返して出力される。つまり、排気点火信号Ｓｅは、各気筒１５０での排気行程を少なくとも含む期間において、点火プラグ２００が複数回の放電を行うように出力される。ここで排気行程とは、内燃機関１００の燃焼行程後に排気弁１５２が開いており、これによって燃焼後の燃料を含む排気が各気筒１５０内から排出される期間である。ただし、排気点火信号Ｓｅの出力を１回のみとしてもよい。
　また、図９に示すように、時刻Ｔ６以降の期間では、排気点火信号Ｓｅとして、所定のデューティ比でパルス信号が連続して出力される。この排気点火信号Ｓｅのパルス幅は、本点火信号Ｓａのパルス幅よりも小さくなっている。これにより、排気行程における排気点火信号Ｓｅによる点火プラグ２００の放電周期は、燃焼行程における本点火信号Ｓａによる点火プラグ２００の放電周期よりも短くなっている。
　さらに、図９（ａ）と図９（ｂ）とを比較すると、排気点火信号Ｓｅとして出力されるパルス信号の周期、すなわち排気行程における点火プラグ２００の放電周期は、冷機始動時と暖機後で変更されるようになっている。例えば、図９（ａ）に示す冷機始動時には、２３３Ｈｚ～１０ｋＨｚの範囲内で排気点火信号Ｓｅの周期（点火プラグ２００の放電周期）が設定され、図９（ｂ）に示す暖機後には、１ｋＨｚ～１０ｋＨｚの範囲内で排気点火信号Ｓｅの周期（点火プラグ２００の放電周期）が設定されている。これにより、内燃機関１００を始動させてからの経過時間に応じて、排気行程における点火プラグ２００の放電周期の下限値を変化させるようにしている。なお、ここでは排気点火信号Ｓｅの周期を２段階に変化させたが、３段階以上に変化させてもよい。また、排気点火信号Ｓｅに応じて点火コイル３００に発生する電圧は、点火プラグ２００が放電するように絶縁破壊電圧以上であることが好ましく、排気点火信号Ｓｅのパルス幅が本点火信号Ｓａより大きくなっていてもよい。
　以上説明したように、第２の実施形態において点火制御部８３は、本点火信号Ｓａを出力した後の排気行程を少なくとも含む期間に、排気点火信号Ｓｅを複数回出力する。これにより、点火制御部８３は、排気行程中に点火プラグ２００を放電させるための電気エネルギーを点火コイル３００が点火プラグ２００に与えるように、点火コイル３００の通電を制御する。この排気点火信号Ｓｅに基づいて点火コイル３００から点火プラグ２００に高電圧が印加されることで、内燃機関１００の排気行程中に点火プラグ２００が放電され、燃焼行程では燃焼しきれなかった混合気中の燃料に着火して燃焼させることができる。
その結果、燃焼行程における点火コイル３００の放電（点火）時の空燃比を大きく（燃料を薄く）しても、炭化水素（ＨＣ）の発生を抑えることができる。
　次に、図９（ａ）、（ｂ）において、上段から２段目は、燃料噴射弁１３４のＯＮ／ＯＦＦを示している。燃料噴射弁１３４がＯＮになると、燃料噴射弁１３４から所定量の燃料が気筒１５０（燃焼室）内に噴射される。
　最下段は、気筒１５０（燃焼室）内の筒内圧を示している。筒内圧は、燃焼圧センサ１４０で計測され、この燃焼圧センサ１４０の計測結果が出力される。前述したように、内燃機関１００では、燃料噴射弁１３４から所定量の燃料を噴射して燃焼室に混合気を生成した後、本点火信号ＳａをＯＦＦにしたタイミング（時刻Ｔ５）で、混合気に着火して燃焼が発生する。これにより、気筒１５０内の圧力が急激に大きくなる。燃焼圧センサ１４０では、燃焼サイクルにおける筒内圧を計測する。
［点火プラグの制御方法］
　次に、点火制御部８３による点火プラグ２００の制御方法の一例を説明する。図１０は、第２の実施形態にかかる点火制御部８３による点火プラグ２００の制御方法を説明するフローチャートの一例である。
　図１０に示すように、ステップＳ２０１において、点火制御部８３は、イグニッションスイッチがＯＮか否かを判定する。その結果、イグニッションスイッチがＯＮであると判定した場合（ステップＳ２０１：ＹＥＳ）は、ステップＳ２０２に進み、ＯＮでないと判定した場合、すなわちＯＦＦであると判定した場合は（ステップＳ２０１：ＮＯ）、ステップＳ２０１に戻る。
　ステップＳ２０２において、点火制御部８３は、本点火信号ＳａがＯＮからＯＦＦに変化したか否かを判定する。本点火信号ＳａがＯＮからＯＦＦに変化した場合、すなわち点火プラグ２００が放電して混合気に着火した場合（ステップＳ２０２：ＹＥＳ）は、ステップＳ２０３に進み、ＯＮからＯＦＦに変化していないと判定した場合は（ステップＳ２０２：ＮＯ）、ステップＳ２０２に戻る。
　ステップＳ２０３において、点火制御部８３は、内燃機関１００の運転状態が暖機後であるか否かを判定する。暖機後である場合、すなわち内燃機関１００が運転を開始してからある程度の時間が経過しており定常運転状態となっている場合は（ステップＳ２０３：ＹＥＳ）、ステップＳ２０５に進む。一方、暖機後ではない場合、すなわち内燃機関１００の冷機始動時には（ステップＳ２０３：ＮＯ）、ステップＳ２０４に進む。
　ステップＳ２０４において、点火制御部８３は、排気点火信号Ｓｅの出力周期を長く設定する。ステップＳ２０４を実施したら、点火制御部８３はステップＳ２０６に進み、ステップＳ２０６において、ステップＳ２０４で設定した出力周期で排気点火信号Ｓｅを出力する。これにより、排気行程中に点火コイル３００から点火プラグ２００に供給される電気エネルギーによって点火プラグ２００が放電して火花が発生するように、点火プラグ２００の放電制御（点火制御）を実施する。
　ステップＳ２０５において、点火制御部８３は、排気点火信号Ｓｅの出力周期を短く設定する。ステップＳ２０５を実施したら、点火制御部８３はステップＳ２０６に進み、ステップＳ２０６において、ステップＳ２０５で設定した出力周期で排気点火信号Ｓｅを出力する。これにより、排気行程中に点火コイル３００から点火プラグ２００に供給される電気エネルギーによって点火プラグ２００が放電して火花が発生するように、点火プラグ２００の放電制御（点火制御）を実施する。
　ステップＳ２０６で排気点火信号Ｓｅを出力したら、ステップＳ２０２へ戻る。これにより、点火プラグ２００が放電して燃焼行程が行われる毎に、その後の排気行程を少なくとも含む期間において排気点火信号Ｓｅを出力するとともに、冷機始動時と暖機後とで排気点火信号Ｓｅの出力周期を変化させるように、点火プラグ２００の放電制御（点火制御）を実施する。なお、内燃機関１００の運転開始後に所定の時間が経過したら、図１０のフローチャートに示す処理を終了して排気点火信号Ｓｅの出力を停止してもよい。
　以上説明した通り、第２の実施形態では、気筒１５０内に設けられた点火プラグ２００と、点火プラグ２００の放電を制御する点火制御部８３とを有し、点火制御部８３は、内燃機関１００の排気行程を少なくとも含む期間において、点火コイル３００から点火プラグ２００へ電気エネルギーの供給を行う構成とした。このように構成すると、内燃機関１００において各気筒１５０内から排出される混合気中に残された燃料を燃焼させることができるので、冷機始動時の炭化水素（ＨＣ）の発生を抑えることができる。
　また、第２の実施形態では、点火制御部８３は、内燃機関１００の排気行程を少なくとも含む期間において、点火コイル３００から点火プラグ２００へ放電用の電気エネルギーの供給を複数回行う構成とした。このように構成すると、排気行程中に点火プラグ２００の放電を確実に行うことができるので、炭化水素（ＨＣ）の発生を確実に抑えることができる。
　以上説明した本発明の第２の実施形態によれば、以下の作用効果を奏する。
（１）内燃機関用の制御装置１は、内燃機関１００の気筒１５０内で放電して燃料への点火を行う点火プラグ２００を制御するための点火制御を実施する点火制御部８３を備える。点火制御部８３は、燃焼後の燃料が気筒１５０内から排出される排気行程を少なくとも含む期間（時刻Ｔ６以降の期間）において、点火プラグ２００を放電させるための電気エネルギーが点火プラグ２００に供給されるように、点火制御を実施する。このようにしたので、内燃機関１００の冷機始動時の炭化水素の発生を抑え、排気触媒の製造コストを削減することができる。
（２）排気行程は、内燃機関１００が有する排気弁１５２が開いている期間である。したがって、排気弁１５２が開くことで各気筒１５０内から排出される混合気中に残された燃料を確実に燃焼させ、炭化水素の発生を抑えることができる。
（３）点火制御部８３は、上記の期間において点火プラグ２００が複数回の放電を行うように、点火制御を実施する。このようにしたので、排気行程中に点火プラグ２００を確実に放電させ、排出される混合気中に残された燃料を燃焼させことができる。
（４）上記の期間における点火プラグ２００の放電周期は、燃焼行程中に点火プラグ２００が燃料への点火を行う際の放電周期よりも短い。このようにしたので、排気行程中のどのタイミングにおいても、気筒１５０内から排出される混合気中に残された燃料を確実に燃焼させことができる。
（５）点火制御部８３は、上記の期間における点火プラグ２００の放電周期が所定の下限値から上限値の範囲内となるように、点火制御を実施し、内燃機関１００を始動させてからの経過時間に応じて、放電周期の下限値を変化させる。このようにしたので、冷機始動時と暖機後のいずれにおいても、炭化水素の発生を確実に抑えることができる。
　なお、以上説明した第１の実施形態及び第２の実施形態を組み合わせてもよい。すなわち、内燃機関１００の冷機始動時には、点火制御部８３は初爆前に予備点火信号Ｓｐを出力して点火プラグ２００を予備加熱するとともに、排気行程を少なくとも含む期間において排気点火信号Ｓｅを出力して点火プラグ２００を放電し、炭化水素（ＨＣ）の発生を抑えることができる。また、内燃機関１００の暖機後（定常運転時）には、点火制御部８３は排気行程を少なくとも含む期間において排気点火信号Ｓｅを出力して点火プラグ２００を放電し、炭化水素（ＨＣ）の発生を抑えることができる。このようにすれば、第１の実施形態、第２の実施形態でそれぞれ説明した各作用効果を奏するように、内燃機関用の制御装置１を構成することができる。
　また、以上説明した各実施形態において、図３で説明した制御装置１の各機能構成は、前述のようにＭＰＵ５０で実行されるソフトウェアにより実現してもよいし、あるいはＦＰＧＡ（Field-Programmable Gate Array）等のハードウェアにより実現してもよい。また、これらを混在して使用してもよい。
　以上説明した各実施形態や各種変形例はあくまで一例であり、発明の特徴が損なわれない限り、本発明はこれらの内容に限定されるものではない。また、上記では種々の実施形態や変形例を説明したが、本発明はこれらの内容に限定されるものではない。本発明の技術的思想の範囲内で考えられるその他の態様も本発明の範囲内に含まれる。
　１：制御装置、１０：アナログ入力部、２０：デジタル入力部、３０：Ａ／Ｄ変換部、４０：ＲＡＭ、５０：ＭＰＵ、６０：ＲＯＭ、７０：Ｉ／Ｏポート、８０：出力回路、８１：全体制御部、８２：燃料噴射制御部、８３：点火制御部、８４：気筒判別部、８５：角度情報生成部、８６：回転数情報生成部、８７：吸気量計測部、８８：負荷情報生成部、８９：水温計測部、１００：内燃機関、１１０：エアクリーナ、１１１：吸気管、１１２：吸気マニホールド、１１３：スロットル弁、１１３ａ：スロットル開度センサ、１１４：流量センサ、１１５：吸気温センサ、１２０：リングギア、１２１：クランク角センサ、１２２：水温センサ、１２３：クランクシャフト、１２５：アクセルペダル、１２６：アクセルポジションセンサ、１３０：燃料タンク、１３１：燃料ポンプ、１３２：プレッシャレギュレータ、１３３：燃料配管、１３４：燃料噴射弁、１４０：燃焼圧センサ、１５０：気筒、１５１：吸気弁、１５２：排気弁、１６０：排気マニホールド、１６１：三元触媒、１６２：上流側空燃比センサ、１６３：下流側空燃比センサ、１７０：ピストン、２００：点火プラグ、２１０：中心電極、２２０：外側電極、２３０：絶縁体、３００：点火コイル、３１０：１次側コイル、３２０：２次側コイル、３３０：直流電源、３４０：イグナイタ、３５０：充電量検出部、３６０：放電量検出部、４００：電気回路

Claims (18)

  1. 　内燃機関の気筒内で放電して燃料への点火を行う点火プラグを制御するための点火制御を実施する点火制御部を備え、
    　前記点火制御部は、前記点火プラグが前記点火を行う際には前記点火プラグに所定の点火用電気エネルギーが供給されるとともに、前記点火プラグが前記点火を行う前には前記点火プラグに前記点火用電気エネルギーよりも小さい所定の予備加熱用電気エネルギーが供給されるように、前記点火制御を実施する内燃機関用制御装置。
  2. 　請求項１に記載の内燃機関用制御装置において、
    　前記点火制御部は、前記内燃機関に取り付けられた燃料噴射弁が前記燃料を噴射する前に、前記点火プラグに前記予備加熱用電気エネルギーが供給されるように、前記点火制御を実施する内燃機関用制御装置。
  3. 　請求項１または請求項２に記載の内燃機関用制御装置において、
    　前記点火制御部は、前記内燃機関に取り付けられた燃料噴射弁が前記燃料を噴射してから前記点火プラグに前記点火用電気エネルギーが供給されるまでの間に、前記点火プラグに前記予備加熱用電気エネルギーが供給されるように、前記点火制御を実施する内燃機関用制御装置。
  4. 　請求項１に記載の内燃機関用制御装置において、
    　前記点火制御部は、前記内燃機関に取り付けられた燃料噴射弁が前記燃料を噴射する前に、前記点火プラグに前記予備加熱用電気エネルギーとして第１の電気エネルギーが供給されるように、前記点火制御を実施し、
    　前記点火制御部は、前記燃料噴射弁が前記燃料を噴射してから前記点火プラグに前記点火用電気エネルギーが供給されるまでの間に、前記点火プラグに前記予備加熱用電気エネルギーとして第２の電気エネルギーが供給されるように、前記点火制御を実施し、
    　前記第１の電気エネルギーは、前記第２の電気エネルギーよりも大きい内燃機関用制御装置。
  5. 　請求項２または請求項４に記載の内燃機関用制御装置において、
    　前記点火制御部は、前記燃料噴射弁が前記燃料を噴射する前に、前記予備加熱用電気エネルギーによって前記点火プラグが放電して火花が発生するように、前記点火制御を実施する内燃機関用制御装置。
  6. 　請求項３または請求項４に記載の内燃機関用制御装置において、
    　前記点火制御部は、前記燃料噴射弁が前記燃料を噴射してから前記点火プラグに前記点火用電気エネルギーが供給されるまでの間に、前記予備加熱用電気エネルギーによって前記点火プラグが放電せずに火花が発生しないように、前記点火制御を実施する内燃機関用制御装置。
  7. 　請求項１に記載の内燃機関用制御装置において、
    　前記点火制御部は、前記点火の１回当たりで前記点火プラグに前記予備加熱用電気エネルギーが複数回供給されるように、前記点火制御を実施する内燃機関用制御装置。
  8. 　請求項２または請求項４に記載の内燃機関用制御装置において、
    　前記点火制御部は、前記燃料噴射弁が前記燃料を噴射する前に、前記点火プラグに前記予備加熱用電気エネルギーが複数回供給されるように、前記点火制御を実施する内燃機関用制御装置。
  9. 　請求項３または請求項４に記載の内燃機関用制御装置において、
    　前記点火制御部は、前記燃料噴射弁が前記燃料を噴射してから前記点火プラグに前記点火用電気エネルギーが供給されるまでの間に、前記点火プラグに前記予備加熱用電気エネルギーが複数回供給されるように、前記点火制御を実施する内燃機関用制御装置。
  10. 　内燃機関の気筒内で放電して燃料への点火を行う点火プラグに対し電気エネルギーを与える点火コイルの通電を制御する点火制御部を備え、
    　前記点火制御部は、前記点火プラグが前記点火を行う前に前記点火プラグを加熱させるための電気エネルギーを前記点火プラグに与えるように、前記点火コイルの通電を制御する内燃機関用制御装置。
  11. 　請求項１０に記載の内燃機関用制御装置において、
    　前記点火制御部は、前記内燃機関に取り付けられた燃料噴射弁が前記燃料を噴射する前に、前記点火コイルに接続されたイグナイタに第１の周波数でパルス信号を連続して送信することにより、前記点火コイルの通電を制御し、
    　前記点火制御部は、前記燃料噴射弁が前記燃料を噴射してから前記点火プラグが前記点火を行うまでの間に、前記イグナイタに第２の周波数でパルス信号を連続して送信することにより、前記点火コイルの通電を制御し、
    　前記第１の周波数は、前記第２の周波数よりも低い内燃機関用制御装置。
  12. 　請求項１０に記載の内燃機関用制御装置において、
    　前記点火制御部は、前記内燃機関の始動時に前記点火プラグが前記点火を行う前に、前記点火プラグを加熱させるための電気エネルギーを前記点火プラグに与えるように、前記点火コイルの通電を制御する内燃機関用制御装置。
  13. 　請求項１に記載の内燃機関用制御装置において、
    　前記点火制御部は、燃焼後の前記燃料が前記気筒内から排出される排気行程を少なくとも含む期間において、前記点火プラグを放電させるための電気エネルギーが前記点火プラグに供給されるように、前記点火制御を実施する内燃機関用制御装置。
  14. 　請求項１３に記載の内燃機関用制御装置において、
    　前記排気行程は、前記内燃機関が有する排気弁が開いている期間である内燃機関用制御装置。
  15. 　請求項１３に記載の内燃機関用制御装置において、
    　前記点火制御部は、前記期間において前記点火プラグが複数回の放電を行うように、前記点火制御を実施する内燃機関用制御装置。
  16. 　請求項１５に記載の内燃機関用制御装置において、
    　前記期間における前記点火プラグの放電周期は、前記点火プラグが前記点火を行う際の放電周期よりも短い内燃機関用制御装置。
  17. 　請求項１６に記載の内燃機関用制御装置において、
    　前記点火制御部は、
    　前記期間における前記点火プラグの放電周期が所定の下限値から上限値の範囲内となるように、前記点火制御を実施し、
    　前記内燃機関を始動させてからの経過時間に応じて、前記下限値を変化させる内燃機関用制御装置。
  18. 　内燃機関の気筒内で放電して燃料への点火を行う点火プラグを制御するための点火制御を実施する点火制御部を備え、
    　前記点火制御部は、燃焼後の前記燃料が前記気筒内から排出される排気行程を少なくとも含む期間において、前記点火プラグを放電させるための電気エネルギーが前記点火プラグに供給されるように、前記点火制御を実施する内燃機関用制御装置。
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