JP6375674B2 - Control device - Google Patents
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Description
本発明は、制御装置に関し、特に内燃機関の点火装置を制御する制御装置に関する。 The present invention relates to a control device, and more particularly to a control device that controls an ignition device of an internal combustion engine.
従来、内燃機関の点火装置を制御し、燃焼室の混合気の点火を制御する制御装置が知られている。例えば、特許文献１に記載された制御装置では、点火プラグの放電時間を計測し、計測した放電時間に基づき、内燃機関の運転を切り替えている。
Conventionally, a control device that controls an ignition device of an internal combustion engine and controls ignition of an air-fuel mixture in a combustion chamber is known. For example, in the control device described in
特許文献１の制御装置では、内燃機関のリーン運転中に前記放電時間が所定の閾値以下になった場合、失火を防止するため、ストイキ運転に切り替えている。これにより、安定したドライバビリティの確保を図っている。ここで、点火プラグの放電時に点火コイルの二次コイルを流れる電流を検出すれば、検出した電流値と閾値とに基づき、点火コイルの異常を検出可能であると考えられる。しかしながら、特許文献１の制御装置では、点火装置の異常検出に関し、何ら考慮されていない。そのため、点火装置の異常時、燃費、エミッションおよびドライバビリティが悪化したり、車両を退避走行させるといった対応ができなくなったりするおそれがある。
In the control device of
ところで、点火プラグの放電制御開始後、点火コイルに対し電気エネルギを継続的に投入することにより放電状態を維持可能なエネルギ投入部を備えた点火装置が知られている。この点火装置では、二次コイルを流れる電流に関し、点火プラグの通常の放電時に検出した電流値と、前記放電後の点火コイルに対する電気エネルギの投入時に検出した電流値とが異なる場合がある。そのため、このような構成の点火装置に特許文献１の制御装置を適用し、上述の方法により異常の検出を行う場合、１つの閾値では、点火コイルの異常は検出できても、エネルギ投入部の異常を検出できないおそれがある。
By the way, an ignition device having an energy input unit capable of maintaining a discharge state by continuously supplying electric energy to an ignition coil after starting discharge control of the spark plug is known. In this ignition device, regarding the current flowing through the secondary coil, the current value detected during normal discharge of the spark plug may differ from the current value detected when electric energy is applied to the ignition coil after the discharge. Therefore, when the control device of
本発明は、上述の問題に鑑みてなされたものであり、その目的は、簡単な構成で、点火装置の異常を検出可能な制御装置を提供することにある。 The present invention has been made in view of the above-described problems, and an object thereof is to provide a control device capable of detecting an abnormality of an ignition device with a simple configuration.
本発明は、点火プラグと点火コイルとイグナイタ部とエネルギ投入部とを備える点火装置を制御し、内燃機関の燃焼室の混合気の点火を制御可能な制御装置であって、制御部と電流検出手段と異常検出手段とを備えている。ここで、点火プラグは、内燃機関の燃焼室に設けられ、放電することにより燃焼室の混合気に点火可能である。点火コイルは、一端が電源側に接続され他端が接地側に接続される一次コイル、および、一端が点火プラグに接続される二次コイルを有している。イグナイタ部は、一次コイルから接地側への電流の流れを許容または遮断可能に設けられている。エネルギ投入部は、点火コイルに対し電気エネルギを投入可能である。 The present invention controls an ignition device including an ignition plug, an ignition coil, an igniter unit, and an energy input unit, and can control ignition of an air-fuel mixture in a combustion chamber of an internal combustion engine. Means and an abnormality detection means. Here, the spark plug is provided in the combustion chamber of the internal combustion engine, and can ignite the air-fuel mixture in the combustion chamber by discharging. The ignition coil has a primary coil having one end connected to the power supply side and the other end connected to the ground side, and a secondary coil having one end connected to the spark plug. The igniter portion is provided so as to allow or block the flow of current from the primary coil to the ground side. The energy input unit can input electric energy to the ignition coil.
制御部は、放電制御手段およびエネルギ投入制御手段を有し、燃焼室の混合気の点火を制御可能である。
放電制御手段は、一次コイルから接地側への電流の流れを遮断するようイグナイタ部を制御することにより二次コイルに高電圧を生じさせ、点火プラグが放電するよう点火プラグを放電制御する。これにより、点火プラグが放電し、混合気に点火することができる。
The control unit includes a discharge control unit and an energy input control unit, and can control ignition of the air-fuel mixture in the combustion chamber.
The discharge control means controls the igniter so as to cut off the flow of current from the primary coil to the ground side, thereby generating a high voltage in the secondary coil and controlling the discharge of the spark plug so that the spark plug is discharged . Thereby, the spark plug is discharged, and the air-fuel mixture can be ignited.
エネルギ投入制御手段は、放電制御手段による点火プラグの放電制御開始後、点火コイルに対し電気エネルギを投入するようエネルギ投入部を制御する。これにより、放電制御手段の制御により生じた点火プラグの放電状態を維持することができる。そのため、混合気の着火性を向上することができる。
電流検出手段は、二次コイルを流れる電流を検出可能である。
異常検出手段は、電流検出手段により検出した電流に対応する値である電流値に基づき、点火装置の異常を検出可能である。
The energy input control unit controls the energy input unit so as to input electric energy to the ignition coil after starting the discharge control of the spark plug by the discharge control unit. Thereby, the discharge state of the spark plug generated by the control of the discharge control means can be maintained. Therefore, the ignitability of the air-fuel mixture can be improved.
The current detection means can detect a current flowing through the secondary coil.
The abnormality detection means can detect an abnormality of the ignition device based on a current value that is a value corresponding to the current detected by the current detection means.
本発明では、異常検出手段は、放電制御手段による点火プラグの放電制御開始後に判定待ち時間を設け、判定待ち時間としての第１の所定期間である第１所定期間が経過したとき、０以外の第１の閾値である第１閾値と、このとき電流検出手段により検出した電流に対応する値である第１電流値とに基づき、第１電流値の絶対値が第１閾値の絶対値より小さい場合、イグナイタ部または点火コイルの異常を検出する。 In the present invention, the abnormality detection means provides a determination waiting time after starting the discharge control of the spark plug by the discharge control means , and when the first predetermined period which is the first predetermined period as the determination waiting time has elapsed, other than 0 Based on the first threshold value that is the first threshold value and the first current value that is the value corresponding to the current detected by the current detection means at this time, the absolute value of the first current value is greater than the absolute value of the first threshold value. smaller, it detects an abnormality of the igniter or igniter coil.
このように、本発明では、異常検出手段により、放電制御手段による点火プラグの放電制御開始後に検出した電流値と閾値とに基づき、イグナイタ部または点火コイルの異常を検出することができる。これにより、簡単な構成で、点火装置の異常を検出できる。 As described above, in the present invention, the abnormality detection unit can detect an abnormality in the igniter unit or the ignition coil based on the current value and the threshold value detected after the discharge control of the ignition plug is started by the discharge control unit. Thereby, the abnormality of the ignition device can be detected with a simple configuration.
なお、本発明では、異常検出手段は、例えば、放電制御手段による点火プラグの制御開始後、前記第１所定期間より長い第２の所定期間である第２所定期間が経過したとき、第２の閾値である第２閾値と、このとき電流検出手段により検出した電流に対応する値である第２電流値とに基づき、エネルギ投入部の異常を検出することができる。この構成では、異常検出手段により、放電制御手段による点火プラグの制御開始後に時間差で検出した電流値（第１電流値、第２電流値）と２つの閾値（第１閾値、第２閾値）とに基づき、イグナイタ部または点火コイルの異常、または、エネルギ投入部の異常を区別して検出することができる。これにより、簡単な構成で、点火装置を構成する各部の異常を区別して検出できる。したがって、異常を検出した部位に応じて、内燃機関の運転を切り替えることができる。 In the present invention, the abnormality detection means, for example, when the second predetermined period, which is a second predetermined period longer than the first predetermined period, elapses after the start of control of the spark plug by the discharge control means. Based on the second threshold value, which is a threshold value, and the second current value, which is a value corresponding to the current detected by the current detection means at this time, an abnormality in the energy input unit can be detected. In this configuration, the current value (first current value, second current value) detected by the time difference after the start of control of the spark plug by the discharge control means and the two threshold values (first threshold value, second threshold value) are detected by the abnormality detection means. Based on the above, it is possible to distinguish and detect an abnormality in the igniter part or the ignition coil or an abnormality in the energy input part. Thereby, the abnormality of each part which comprises an ignition device can be distinguished and detected with a simple structure. Therefore, the operation of the internal combustion engine can be switched according to the part where the abnormality is detected.
以下、本発明の複数の実施形態による制御装置を図面に基づき説明する。なお、複数の実施形態において実質的に同一の構成部位には同一の符号を付し、説明を省略する。
（第１実施形態）
本発明の第１実施形態による制御装置を図１、２に示す。制御装置１０は、エンジンシステム１に適用され、エンジンシステム１を構成する各部を制御可能である。
Hereinafter, control devices according to a plurality of embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. Note that, in a plurality of embodiments, substantially the same components are denoted by the same reference numerals, and description thereof is omitted.
(First embodiment)
A control device according to a first embodiment of the present invention is shown in FIGS. The
エンジンシステム１は、内燃機関としてのエンジン２０、および、点火装置１１等を備えている。
エンジン２０は、例えばガソリンを燃料として駆動する予混合燃焼式の４気筒エンジンである。エンジン２０は、気筒２１、エンジンヘッド２２、吸気弁２５、排気弁２６、ピストン２７、クランクシャフト２９等を有している。
The
The
気筒２１は筒状に形成されている。本実施形態では、気筒２１は、エンジン２０に４つ形成されている。エンジンヘッド２２は、気筒２１の一端を塞ぐよう設けられている。エンジンヘッド２２には、気筒２１の内側空間に連通する吸気ポート２３および排気ポート２４が形成されている。
吸気弁２５は、吸気ポート２３と気筒２１の内側空間との間を開閉可能に設けられている。排気弁２６は、排気ポート２４と気筒２１の内側空間との間を開閉可能に設けられている。
The
The
ピストン２７は、気筒２１の内側で軸方向に往復移動可能に設けられている。気筒２１の内壁とエンジンヘッド２２とピストン２７とにより燃焼室２８が形成されている。燃料と空気とが混合した気体、すなわち、混合気が燃焼室２８で燃焼すると、燃焼室２８の容積が増大しピストン２７がエンジンヘッド２２とは反対側へ移動する。なお、燃焼室２８で混合気が燃焼するとき、燃焼ガスが生じる。
The
クランクシャフト２９は、ピストン２７の往復移動により回転可能に設けられている。燃焼室２８で燃料が燃焼し、気筒２１内でピストン２７が往復移動すると、クランクシャフト２９が回転し、クランクシャフト２９からトルクが出力される。クランクシャフト２９から出力されるトルクは、図示しない車両の車輪に伝達される。これにより、車両が走行する。
The
エンジンヘッド２２の吸気ポート２３には、吸気管３１が接続されている。吸気管３１の内側には、吸気通路３２が形成されている。吸気通路３２は、一端が大気に開放され、他端が吸気ポート２３に接続している。これにより、大気（空気）は、吸気通路３２および吸気ポート２３を経由して燃焼室２８に供給される。以下、適宜、大気側からエンジン２０の燃焼室２８に供給される空気を吸気という。
An
吸気通路３２には、スロットル弁２が設けられている。スロットル弁２は、アクチュエータ３により回転駆動されることで、吸気通路３２を開閉可能である。すなわち、スロットル弁２は、吸気通路３２を開閉することにより、燃焼室２８に供給する吸気の量を変更可能である。
A
吸気管３１のエンジンヘッド２２近傍には、燃料噴射弁４が設けられている。燃料噴射弁４は、燃料を吸気ポート２３に噴射可能である。これにより、燃料と吸気（空気）との混合気が燃焼室２８に供給される。燃料噴射弁４は、噴孔の開閉を制御されることにより、噴射する燃料の量を変更可能である。すなわち、燃料噴射弁４は、燃焼室２８に供給する燃料の量を変更可能である。
A fuel injection valve 4 is provided in the vicinity of the
エンジンヘッド２２の排気ポート２４には、排気管３３が接続されている。排気管３３の内側には、排気通路３４が形成されている。排気通路３４は、一端が排気ポート２４に接続し、他端が大気に開放されている。これにより、燃焼室２８で生じた燃焼ガスを含む空気は、排気ポート２４および排気通路３４を経由して大気側に排出される。以下、適宜、エンジン２０の燃焼室２８から排出される、燃焼ガスを含む空気を排気という。本実施形態では、排気通路３４に三元触媒３５が設けられている。三元触媒３５は、排気中の炭化水素、一酸化炭素および窒素酸化物を酸化または還元することにより、大気側に排出される排気を浄化する。
An
本実施形態では、エンジンシステム１は、吸気管３１と排気管３３とを接続するＥＧＲ管３６を有している。ＥＧＲ管３６の内側には、ＥＧＲ通路３７が形成されている。ＥＧＲ通路３７は、排気通路３４と吸気通路３２とを連通している。これにより、排気通路３４の排気は、ＥＧＲ通路３７を経由して吸気通路３２に還流可能である。
In the present embodiment, the
ＥＧＲ管３６には、ＥＧＲ弁装置５が設けられている。ＥＧＲ弁装置５は、図示しないＥＧＲ弁によりＥＧＲ通路３７を開閉可能である。すなわち、ＥＧＲ弁装置５は、ＥＧＲ通路３７を開閉することにより、排気通路３４から吸気通路３２に還流される排気の量を変更可能である。
An
ここで、ＥＧＲ管３６およびＥＧＲ弁装置５は、エンジン２０の燃焼室２８から排出された排気を吸気とともに燃焼室２８に再び供給する排気再循環（ＥＧＲ：Exhaust Gas Recirculation）システムを構成している。排気を吸気とともに燃焼室２８に再び供給することにより、大気に排出される排気中の窒素酸化物の低減、および、燃費の向上等を図ることができる。
点火装置１１は、燃焼室２８に導入された混合気に点火するために設けられている。図２に示すように、点火装置１１は、点火プラグ４０、点火コイル５０、イグナイタ部６０、エネルギ投入部７０等を備えている。
Here, the
The
点火プラグ４０は、４つの気筒２１のそれぞれに対応するよう４つ設けられている。点火プラグ４０は、放電部４１を有している。放電部４１は、中心電極４２および接地電極４３を有している。中心電極４２と接地電極４３とは、間に所定のギャップを形成している。点火プラグ４０は、放電部４１が燃焼室２８に露出するようエンジンヘッド２２に設けられている（図１参照）。接地電極４３は、エンジンヘッド２２に電気的に接続されている。すなわち、接地電極４３は接地されている。点火プラグ４０は、印加される電圧により放電部４１の中心電極４２と接地電極４３との間で放電し、燃焼室２８の混合気に点火可能である。
Four
点火コイル５０は、４つの点火プラグ４０（気筒２１）のそれぞれに対応するよう４つ設けられている。点火コイル５０は、一端が点火プラグ４０の放電部４１とは反対側に接続するようエンジンヘッド２２に設けられている（図１参照）。点火コイル５０は、一次コイル５１、二次コイル５２、コア５３およびダイオード５４を有している（図２参照）。
Four
一次コイル５１は、例えば銅線をコア５３に所定回数巻くことにより形成され、一端が電源１２の正極に接続されている。電源１２は、正極から十数Ｖ程度の電圧を出力可能な低圧バッテリであり、負極が接地（ボディアース）されている。一次コイル５１は、他端が接地側である。
The
二次コイル５２は、例えば銅線をコア５３に所定回数巻くことにより形成され、一端が点火プラグ４０の中心電極４２に接続され、他端が接地されている。ここで、二次コイル５２の巻回数は、一次コイル５１よりも多くなるよう設定されている。
コア５３は、例えば鉄等、透磁率が所定値以上の材料により形成されている。
The
The core 53 is made of a material having a magnetic permeability of a predetermined value or more, such as iron.
ダイオード５４は、二次コイル５２に対し点火プラグ４０とは反対側に設けられている。ダイオード５４は、アノード側が二次コイル５２に接続し、カソード側が接地されるよう設けられている。これにより、二次コイル５２からダイオード５４を経由した接地側への電流の流れは許容され、接地側からダイオード５４を経由した二次コイル５２側への電流の流れは遮断されている。
The
イグナイタ部６０は、４つの点火コイル５０（気筒２１）のそれぞれに対応するよう４つ設けられている。イグナイタ部６０は、点火コイル５０の一次コイル５１に対し電源１２とは反対側に設けられている（図２参照）。イグナイタ部６０は、スイッチング素子６１およびダイオード６２を有している。
Four
スイッチング素子６１は、本実施形態では、例えばＩＧＢＴ（Insulated Gate Bipolar Transistor：絶縁ゲートバイポーラトランジスタ）である。スイッチング素子６１は、コレクタが一次コイル５１に接続され、エミッタが接地されるようにして設けられている。スイッチング素子６１は、ゲートに入力される信号に基づき、オン状態またはオフ状態になるようスイッチング作動する。スイッチング素子６１は、オン状態のとき、一次コイル５１からスイッチング素子６１を経由した接地側への電流の流れを許容し、オフ状態のとき、一次コイル５１からスイッチング素子６１を経由した接地側への電流の流れを遮断する。
In the present embodiment, the switching
ダイオード６２は、アノード側がスイッチング素子６１のエミッタに接続、すなわち、接地されている。ダイオード６２は、カソード側がスイッチング素子６１のコレクタに接続、すなわち、一次コイル５１に接続されている。これにより、接地側からダイオード６２を経由した一次コイル５１側への電流の流れは許容され、一次コイル５１側からダイオード６２を経由した接地側への電流の流れは遮断されている。
The
イグナイタ部６０のスイッチング素子６１がオン状態のとき、電源１２からの電流は、点火コイル５０の一次コイル５１およびスイッチング素子６１を経由して接地側へ流れる。このとき、コア５３は磁化し磁気エネルギが蓄えられ、周囲に磁界が形成される。一次コイル５１を電流が流れているとき、スイッチング素子６１がオフ状態になると、一次コイル５１から接地側への電流の流れが遮断され、コア５３の周囲の磁界が変化し、自己誘導作用により一次コイル５１に数百Ｖ程度の電圧が生じる。このとき、磁気回路および磁束を共有する二次コイル５２にも数十ｋＶ程度の高電圧が生じる。このとき、二次コイル５２に生じる電圧は、一次コイル５１と二次コイル５２の巻回数に比例した大きさとなる。二次コイル５２に高電圧が生じると、点火プラグ４０の中心電極４２と接地電極４３との電位差が所定値以上になる。その結果、中心電極４２と接地電極４３との間で絶縁破壊が生じ、点火プラグ４０は、中心電極４２と接地電極４３との間で放電する。
When the switching
以下、適宜、一次コイル５１に流れる電流を一次電流Ｉ１、二次コイル５２に流れる電流を二次電流Ｉ２、二次コイル５２の電圧を二次電圧Ｖ２という。また、電源１２側からイグナイタ部６０側へ向かう方向を一次電流Ｉ１の正方向とし、ダイオード５４側から点火プラグ４０側へ向かう方向を二次電流Ｉ２の正方向とする。また、二次コイル５２に正方向の二次電流Ｉ２が流れるときの二次電圧Ｖ２を正の電圧とする。
本実施形態では、点火プラグ４０が放電するとき、二次電圧Ｖ２は負の電圧であり、二次コイル５２には負方向の二次電流Ｉ２が流れる。
Hereinafter, as appropriate, the current flowing through the
In the present embodiment, when the
エネルギ投入部７０は、本実施形態では、４つの点火コイル５０に対し１つ設けられている。エネルギ投入部７０は、電源１２とイグナイタ部６０との間に一次コイル５１と並列に設けられている（図２参照）。エネルギ投入部７０は、コイル７１、スイッチング素子７２、７３、ダイオード７４、７５、コンデンサ７６、ドライバ回路７７、７８を有している。
コイル７１は、例えば銅線を所定回数巻くことにより形成され、一端が電源１２と一次コイル５１との間に接続するよう設けられている。
In the present embodiment, one
The
スイッチング素子７２、７３は、本実施形態では、電界効果トランジスタの一種のＭＯＳＦＥＴ（metal-oxide-semiconductor field-effect transistor）である。スイッチング素子７２は、ドレインがコイル７１の他端に接続され、ソースが接地されるようにして設けられている。スイッチング素子７３は、ドレインがコンデンサ７６に接続し、ソースが点火コイル５０の一次コイル５１とイグナイタ部６０との間にダイオード７５を介して接続するよう設けられている。本実施形態では、スイッチング素子７３は、４つの点火コイル５０（気筒２１）のそれぞれに対応し４つ設けられているが、これに限らない。
In the present embodiment, the switching
スイッチング素子７２、７３は、ゲートに入力される信号に基づき、オン状態またはオフ状態になるようスイッチング作動する。スイッチング素子７２は、オン状態のとき、コイル７１からスイッチング素子７２を経由した接地側への電流の流れを許容し、オフ状態のとき、コイル７１からスイッチング素子７２を経由した接地側への電流の流れを遮断する。スイッチング素子７３は、オン状態のとき、コンデンサ７６からスイッチング素子７３を経由した一次コイル５１およびイグナイタ部６０側への電流の流れを許容し、オフ状態のとき、コンデンサ７６からスイッチング素子７３を経由した一次コイル５１およびイグナイタ部６０側への電流の流れを遮断する。
The switching
ダイオード７４は、アノード側がコイル７１とスイッチング素子７２との間に接続し、カソード側がコンデンサ７６に接続するよう設けられている。これにより、コイル７１およびスイッチング素子７２側からダイオード７４を経由したコンデンサ７６への電流の流れは許容され、コンデンサ７６からダイオード７４を経由したコイル７１およびスイッチング素子７２側への電流の流れは遮断されている。
The
ダイオード７５は、アノード側がスイッチング素子７３のソースに接続し、カソード側が一次コイル５１とイグナイタ部６０との間に接続するよう設けられている。これにより、スイッチング素子７３側からダイオード７５を経由した一次コイル５１およびイグナイタ部６０側への電流の流れは許容され、一次コイル５１およびイグナイタ部６０側からダイオード７５を経由したスイッチング素子７３側への電流の流れは遮断されている。本実施形態では、ダイオード７５は、４つのスイッチング素子７３のそれぞれに対応し４つ設けられている。
The
ドライバ回路７７は、入力される信号に基づき、スイッチング素子７２のスイッチング作動に関するスイッチング信号ＳＷｃを生成し、生成したスイッチング信号ＳＷｃをスイッチング素子７２のゲートに出力する。ここで、スイッチング信号ＳＷｃは、オフ（Ｌｏ）またはオン（Ｈｉ）を示す信号である。スイッチング信号ＳＷｃがオフのとき、スイッチング素子７２はオフ状態になり、スイッチング信号ＳＷｃがオンのとき、スイッチング素子７２はオン状態になる。このように、スイッチング素子７２は、ドライバ回路７７から入力されるスイッチング信号ＳＷｃに基づき、スイッチング作動する。
The
ドライバ回路７８は、入力される信号に基づき、スイッチング素子７３のスイッチング作動に関するスイッチング信号ＳＷｄを生成し、生成したスイッチング信号ＳＷｄをスイッチング素子７３のゲートに出力する。ここで、スイッチング信号ＳＷｄは、オフ（Ｌｏ）またはオン（Ｈｉ）を示す信号である。スイッチング信号ＳＷｄがオフのとき、スイッチング素子７３はオフ状態になり、スイッチング信号ＳＷｄがオンのとき、スイッチング素子７３はオン状態になる。このように、スイッチング素子７３は、ドライバ回路７８から入力されるスイッチング信号ＳＷｄに基づき、スイッチング作動する。本実施形態では、ドライバ回路７８は、４つのスイッチング素子７３のそれぞれに対応し４つ設けられている。
The
スイッチング素子７３がオフ状態でスイッチング素子７２がオン状態のとき、電源１２からの電流は、コイル７１およびスイッチング素子７２を経由して接地側へ流れる。このとき、コイル７１には電気エネルギが蓄えられる。コイル７１を電流が流れているとき、スイッチング素子７２がオフ状態になると、コイル７１から接地側への電流の流れが遮断される。これにより、コイル７１から電気エネルギが放出され、ダイオード７４を経由してコンデンサ７６に電気エネルギが供給される。そのため、スイッチング素子７３がオフ状態でスイッチング素子７２がオン状態またはオフ状態を交互に繰り返すようスイッチング作動すると、コイル７１からコンデンサ７６に電気エネルギが徐々に蓄積される。このとき、コンデンサ７６の一端側の電圧Ｖｄｃは、徐々に高くなる。コンデンサ７６に電気エネルギが蓄積された状態、かつ、イグナイタ部６０のスイッチング素子６１がオフ状態で、スイッチング素子７３がオン状態になると、コンデンサ７６の電気エネルギがスイッチング素子７３およびダイオード７５を経由して、対応する点火コイル５０の一次コイル５１に供給（投入）される。このように、エネルギ投入部７０は、電源１２からの電気エネルギをコンデンサ７６に蓄積し、点火コイル５０に対し投入可能である。本実施形態では、エネルギ投入部７０は、点火プラグ４０が放電するときに二次コイル５２に流れる二次電流Ｉ２の極性と同じ、すなわち、負方向の二次電流Ｉ２が重畳されるよう、点火コイル５０に対し電気エネルギを投入する。
本実施形態では、上述したイグナイタ部６０およびエネルギ投入部７０は、点火回路ユニット１３の筐体に収容されている（図２参照）。
When the switching
In the present embodiment, the
図２に示すように、制御装置１０は、制御部８１、電流検出回路９１、異常検出部９３等を備えている。
制御部８１は、本実施形態では、電子制御ユニット（以下、「ＥＣＵ」という）８０の筐体に収容されている。
制御部８１は、例えばマイコンであり、演算手段としてのＣＰＵ、記憶手段としてのＲＯＭ、ＲＡＭ、時間計測手段としてのタイマ、入出力手段としてのＩ／Ｏ等を有している。制御部８１は、車両の各部に設けられたセンサからの信号等に基づき、ＲＯＭに格納されたプログラムに従い演算を行い、車両の各部の装置および機器の作動を制御することで、車両を統合的に制御可能である。
As shown in FIG. 2, the
In the present embodiment, the
The
図１に示すように、本実施形態では、吸気管３１のスロットル弁２の近傍にスロットル開度センサ６が設けられている。スロットル開度センサ６は、吸気通路３２におけるスロットル弁２の開度を検出し、検出した開度に相関する信号を制御部８１に出力する。これにより、制御部８１は、スロットル弁２の開度を検出することができる。
As shown in FIG. 1, in this embodiment, a throttle opening sensor 6 is provided in the vicinity of the
また、吸気管３１のスロットル弁２に対しエンジン２０とは反対側にエアフローメータ７が設けられている。エアフローメータ７は、吸気通路３２を流れる吸気の量、すなわち、エンジン２０の燃焼室２８に供給される吸気の量を検出し、検出した吸気の量に相関する信号を制御部８１に出力する。これにより、制御部８１は、燃焼室２８に供給される吸気の量を検出することができる。
An
また、吸気管３１のスロットル弁２とエンジン２０との間のサージタンクに吸気圧センサ８が設けられている。吸気圧センサ８は、吸気通路３２を流れる吸気の圧力（吸気圧）を検出し、検出した圧力に相関する信号を制御部８１に出力する。これにより、制御部８１は、吸気圧を検出することができる。
An
また、エンジンヘッド２２のカムシャフトの近傍にカムポジションセンサ９が設けられている。カムポジションセンサ９は、排気弁２６または吸気弁２５を開閉駆動するカムシャフトの回転位置を検出し、検出した回転位置に相関する信号を制御部８１に出力する。これにより、制御部８１は、カムシャフトの回転位置を検出することができる。そのため、制御部８１は、カム角度の算出、および、気筒判別等を行うことができる。
A
また、エンジン２０には、クランクシャフト２９の近傍にクランクポジションセンサ１４が設けられている。クランクポジションセンサ１４は、クランクシャフト２９の回転位置を検出し、検出した回転位置に相関する信号を制御部８１に出力する。これにより、制御部８１は、クランクシャフト２９の回転位置を検出することができる。そのため、制御部８１は、クランク角の算出、および、クランクシャフト２９の回転数、すなわち、エンジン２０の回転数の算出等を行うことができる。
The
また、エンジン２０には、気筒２１に水温センサ１５が設けられている。水温センサ１５は、気筒２１を冷却する冷却水の温度（水温）を検出し、検出した温度に相関する信号を制御部８１に出力する。これにより、制御部８１は、冷却水の温度を検出することができる。
Further, the
また、排気管３３のエンジン２０と三元触媒３５との間にＡ／Ｆセンサ１６が設けられている。Ａ／Ｆセンサ１６は、排気通路３４を流れる排気中の酸素濃度と未燃焼ガス濃度とから、エンジン２０内の空燃比を検出し、検出した空燃比に相関する信号を制御部８１に出力する。これにより、制御部８１は、エンジン２０内の空燃比を検出することができる。
An A /
また、排気管３３の三元触媒３５に対しエンジン２０とは反対側にＯ2センサ１７が設けられている。Ｏ2センサ１７は、大気中の酸素濃度と排気通路３４を流れる排気中の酸素濃度との差で発生する起電力から、エンジン２０内の空燃比が理論空燃比（ストイキオメトリ）に対し濃い（リッチ）状態か薄い（リーン）状態かを検出し、検出した状態に対応する信号（リッチ信号またはリーン信号）を制御部８１に出力する。これにより、制御部８１は、エンジン２０内の空燃比が理論空燃比に対し濃い状態か薄い状態かを検出することができる。
An O 2 sensor 17 is provided on the opposite side of the
また、電源１２には、電圧センサ１８が設けられている。電圧センサ１８は、電源１２の電圧を検出し、検出した電圧に相関する信号を制御部８１に出力する。これにより、制御部８１は、電源１２の電圧を検出することができる。
なお、ＥＧＲ弁装置５は、ＥＧＲ通路３７におけるＥＧＲ弁の開度に相関する信号を制御部８１に出力する。これにより、制御部８１は、ＥＧＲ弁の開度を検出することができる。
The
The
制御部８１は、上述した各種センサからの信号等に基づき、点火プラグ４０および点火コイル５０を含む点火装置１１、スロットル弁２のアクチュエータ３、燃料噴射弁４、および、ＥＧＲ弁装置５等の作動を制御することで、エンジン２０の運転を制御することができる。
The
電流検出回路９１は、本実施形態では、点火回路ユニット１３の筐体に収容されている（図２参照）。点火回路ユニット１３には、抵抗９２が設けられている。抵抗９２は、一端が点火コイル５０のダイオード５４のカソード側に接続し、他端が接地されるよう設けられている。電流検出回路９１は、ダイオード５４と抵抗９２との間に接続するよう設けられている。これにより、電流検出回路９１は、ダイオード５４から接地側に流れる電流、すなわち、二次コイル５２を流れる二次電流Ｉ２を検出することができる。ここで、電流検出回路９１は、特許請求の範囲における「電流検出手段」に対応する。
異常検出部９３は、本実施形態では、点火回路ユニット１３の筐体に収容されている（図２参照）。異常検出部９３には、電流検出回路９１により検出した二次電流Ｉ２に対応する電流値が入力される。
In this embodiment, the
In this embodiment, the
次に、制御部８１による点火装置１１の制御、および、燃焼室２８の混合気の点火制御について説明する。
制御部８１は、一次コイル５１から接地側への電流の流れを遮断するようイグナイタ部６０を制御することにより二次コイル５２に高電圧を生じさせ、点火プラグ４０が放電するよう点火プラグ４０を制御する。具体的には、制御部８１は、点火信号ＩＧｔをイグナイタ部６０のスイッチング素子６１のゲートに出力することにより、点火プラグ４０を制御する。ここで、点火信号ＩＧｔは、オフ（Ｌｏ）またはオン（Ｈｉ）を示す信号である。点火信号ＩＧｔがオフのとき、スイッチング素子６１はオフ状態になり、一次コイル５１からスイッチング素子６１を経由した接地側への電流（一次電流Ｉ１）の流れは遮断される。一方、点火信号ＩＧｔがオンのとき、スイッチング素子６１はオン状態になり、一次コイル５１からスイッチング素子６１を経由した接地側への電流の流れは許容される。
Next, control of the
The
点火信号ＩＧｔがオンからオフに変化すると、一次コイル５１を流れていた一次電流Ｉ１の流れが遮断され、二次コイル５２に高電圧が生じる。これにより、点火プラグ４０は、放電部４１の中心電極４２と接地電極４３との間で放電（点火）する。その結果、燃焼室２８の混合気に火がつく（着火する）。
When the ignition signal IGt changes from on to off, the flow of the primary current I1 flowing through the
このように、制御部８１は、点火信号ＩＧｔを生成しイグナイタ部６０のスイッチング素子６１に出力することにより、点火信号ＩＧｔのオンからオフへの立ち下りのタイミングで点火プラグ４０が放電するよう点火プラグ４０を制御可能である。ここで、制御部８１は、特許請求の範囲における「放電制御手段」に対応する。なお、点火信号ＩＧｔがオンからオフに立ち下がるタイミングを、「放電制御手段」による点火プラグ４０の制御開始時（制御期間の始期）とする。
In this way, the
また、制御部８１は、「放電制御手段」による点火プラグ４０の制御開始後、点火コイル５０に対し電気エネルギを投入するようエネルギ投入部７０を制御する。具体的には、制御部８１は、エネルギ投入期間信号ＩＧｗをドライバ回路７８に出力することによりスイッチング素子７３を制御することでエネルギ投入部７０を制御する。ここで、エネルギ投入期間信号ＩＧｗは、オフ（Ｌｏ）またはオン（Ｈｉ）を示す信号である。エネルギ投入期間信号ＩＧｗは、点火信号ＩＧｔがオンからオフに立ち下がった後、すなわち、「放電制御手段」による点火プラグ４０の制御開始後、オフからオンに立ち上がるよう生成される。
Further, the
ドライバ回路７８は、エネルギ投入期間信号ＩＧｗがオンの期間、スイッチング信号ＳＷｄをスイッチング素子７３のゲートに出力する。これにより、スイッチング素子７３は、エネルギ投入期間信号ＩＧｗがオンの期間、オン状態またはオフ状態になるようスイッチング作動する。
The
スイッチング素子７３がオン状態のとき、コンデンサ７６に蓄積されていた電気エネルギがスイッチング素子７３およびダイオード７５を経由して点火コイル５０の一次コイル５１の接地側に投入される。ここで、制御部８１は、特許請求の範囲における「エネルギ投入制御手段」に対応する。
When the switching
「エネルギ投入制御手段」によりエネルギ投入部７０を制御し、点火コイル５０の一次コイル５１の接地側に電気エネルギを投入すると、点火コイル５０の二次コイル５２に誘導電流（二次電流Ｉ２）が生じる。この誘導電流は、「放電制御手段」の制御により生じた点火プラグ４０の放電状態を維持可能な電気エネルギに対応する。すなわち、「エネルギ投入部７０は、点火プラグ４０に対し電気エネルギを投入する」と考えることもできる。
When the
なお、本実施形態では、オン状態のスイッチング素子７３がオフ状態に変化した後、コンデンサ７６からの電気エネルギの投入は遮断されるが、所定期間は、一次コイル５１のインダクタンスによりダイオード６２を経由して接地側から電流が流れることにより、一次電流Ｉ１は遮断されず、二次電流Ｉ２も遮断されない。よって、このとき（オン状態のスイッチング素子７３がオフ状態に変化した後、所定期間が経過するまで）、点火プラグ４０の放電状態を維持可能である。
In the present embodiment, after the switching
本実施形態では、「エネルギ投入制御手段」は、電流検出回路９１により検出される二次電流Ｉ２の値をフィードバックすることにより、所定の電流値である電流狙い値ＩＧａに対応する電流が二次コイル５２を流れるよう、例えばスイッチング信号ＳＷｄのデューティー比（スイッチング周期に対するオン期間の割合）等を制御することによりエネルギ投入部７０を制御する。これにより、エネルギ投入部７０が点火コイル５０に電気エネルギを投入する期間、二次コイル５２には、概ね電流狙い値ＩＧａに対応する二次電流Ｉ２が流れる。
In the present embodiment, the “energy input control unit” feeds back the value of the secondary current I2 detected by the
なお、制御部８１は、「エネルギ投入制御手段」により点火コイル５０に電気エネルギを投入するのに先立ち、ドライバ回路７７を経由してスイッチング素子７２を制御することにより、コンデンサ７６に電気エネルギを蓄積する。具体的には、ドライバ回路７７は、エネルギ投入期間信号ＩＧｗがオンになる前の、例えば点火信号ＩＧｔがオンの期間等、スイッチング信号ＳＷｃをスイッチング素子７２のゲートに出力する。これにより、スイッチング素子７２は、例えば点火信号ＩＧｔがオンの期間、オン状態またはオフ状態になるようスイッチング作動する。その結果、コンデンサ７６に電気エネルギが蓄積される。
The
本実施形態では、制御部８１は、「放電制御手段」により点火プラグ４０を制御することのみによって、燃焼室２８の混合気の点火を制御する「通常点火制御手段」を有している。「通常点火制御手段」による混合気の点火制御では、エネルギ投入部７０による点火コイル５０に対する電気エネルギの投入は行われないため、点火プラグ４０の放電は比較的短時間で終了する。よって、「通常点火制御手段」による混合気の点火制御は、燃焼室２８の混合気に火がつき（着火し）易い状況の場合に適している。
In the present embodiment, the
また、制御部８１は、「放電制御手段」により点火プラグ４０を制御し、かつ、「エネルギ投入制御手段」によりエネルギ投入部７０を制御することによって、燃焼室２８の混合気の点火を制御する「特定点火制御手段」を有している。「特定点火制御手段」による混合気の点火制御では、エネルギ投入部７０による点火コイル５０に対する電気エネルギの投入が行われるため、点火プラグ４０の放電は比較的長時間持続する。よって、「特定点火制御手段」による混合気の点火制御は、燃焼室２８の混合気に火がつき（着火し）難い状況の場合に適している。
Further, the
制御部８１は、例えばエンジン２０の運転状態や環境条件等に応じて燃焼室２８における混合気の着火し易さを判定し、判定結果に基づき、「通常制御手段」による混合気の点火制御と「特定点火制御手段」による混合気の点火制御とを切り替え可能である。
The
次に、制御部８１および異常検出部９３によるイグナイタ部６０、点火コイル５０またはエネルギ投入部７０の異常検出について説明する。
制御部８１（異常検出部９３）は、「放電制御手段」による点火プラグ４０の制御開始後、第１の所定期間である第１所定期間Ｔｐ１が経過したとき、第１の閾値である第１閾値Ｔｈ１と、このとき電流検出回路９１により検出した電流（二次電流Ｉ２）に対応する値である第１電流値Ｉｄ１とに基づき、イグナイタ部６０または点火コイル５０の異常を検出可能である。具体的には、異常検出部９３は、電流検出回路９１から入力された第１電流値Ｉｄ１の絶対値が第１閾値Ｔｈ１より小さい場合、イグナイタ部６０または点火コイル５０に異常が生じていることを示す異常検出信号ＩＧｆを制御部８１に出力する。この場合、制御部８１は、イグナイタ部６０または点火コイル５０の異常を検出する。
Next, abnormality detection of the
The control unit 81 (abnormality detection unit 93) has a first threshold value that is a first threshold value when a first predetermined period Tp1 that is a first predetermined period has elapsed after the start of control of the
また、制御部８１（異常検出部９３）は、「放電制御手段」による点火プラグ４０の制御開始後、第１所定期間Ｔｐ１より長い第２の所定期間である第２所定期間Ｔｐ２が経過したとき、第２の閾値である第２閾値Ｔｈ２と、このとき電流検出回路９１により検出した電流（二次電流Ｉ２）に対応する値である第２電流値Ｉｄ２とに基づき、エネルギ投入部７０の異常を検出可能である。具体的には、異常検出部９３は、電流検出回路９１から入力された第２電流値Ｉｄ２の絶対値が第２閾値Ｔｈ２より小さい場合、エネルギ投入部７０に異常が生じていることを示す異常検出信号ＩＧｆを制御部８１に出力する。この場合、制御部８１は、エネルギ投入部７０の異常を検出する。
ここで、制御部８１および異常検出部９３は、特許請求の範囲における「異常検出手段」に対応する。
なお、本実施形態では、第２閾値Ｔｈ２は、第１閾値Ｔｈ１より大きく、電流狙い値ＩＧａより小さい値に設定されている。
Further, the control unit 81 (abnormality detection unit 93), when the second predetermined period Tp2, which is a second predetermined period longer than the first predetermined period Tp1, has elapsed after the start of the control of the
Here, the
In the present embodiment, the second threshold Th2 is set to a value that is larger than the first threshold Th1 and smaller than the current target value IGa.
次に、制御部８１による燃焼室２８の混合気の点火制御について図３〜５に基づき説明する。
制御部８１は、図３〜５に示す一連の処理Ｓ１００を実行することにより、燃焼室２８の混合気の点火制御を行う。また、制御部８１は、一連の処理Ｓ１００を実行することにより、燃焼室２８の混合気の点火制御を行いつつ、異常検出部９３によりイグナイタ部６０、点火コイル５０またはエネルギ投入部７０の異常を検出可能である。一連の処理Ｓ１００は、例えば車両のイグニッションキーがオンになると開始される。
Next, ignition control of the air-fuel mixture in the
The
Ｓ１０１では、制御部８１は、点火コイル５０の一次コイル５１への通電を開始すべきか否かを判断する。一次コイル５１への通電を開始すべきと判断した場合（Ｓ１０１：ＹＥＳ）、処理はＳ１０２へ移行する。一方、一次コイル５１への通電を開始すべきでないと判断した場合（Ｓ１０１：ＮＯ）、処理はＳ１０１に戻る。すなわち、Ｓ１０１は、一次コイル５１への通電を開始すべきと判断するまで繰り返される処理である。
In S101, the
Ｓ１０２では、制御部８１は、イグナイタ部６０のスイッチング素子６１に出力する点火信号ＩＧｔをオンにする。これにより、スイッチング素子６１がオン状態になり、点火コイル５０の一次コイル５１への通電（一次電流Ｉ１）が開始される。Ｓ１０２の後、処理はＳ１０３へ移行する。
In S102, the
Ｓ１０３では、制御部８１は、混合気に点火すべきタイミングか否かを判断する。具体的には、制御部８１は、例えばクランクポジションセンサ１４からの信号に基づき、クランク角を算出し、混合気に点火すべきタイミングを判断する。混合気に点火すべきタイミングであると判断した場合（Ｓ１０３：ＹＥＳ）、処理はＳ１０４へ移行する。一方、混合気に点火すべきタイミングでないと判断した場合（Ｓ１０３：ＮＯ）、処理はＳ１０３に戻る。すなわち、Ｓ１０３は、混合気に点火すべきタイミングであると判断するまで繰り返される処理である。
In S103, the
Ｓ１０４では、制御部８１は、点火信号ＩＧｔをオフにする。これにより、スイッチング素子６１がオフ状態になり、一次コイル５１から接地側への電流の流れが遮断される。これにより、二次コイル５２に高電圧が生じ、点火プラグ４０の放電が開始される。すなわち、「放電制御手段」による点火プラグ４０の制御が開始される。その結果、混合気に火がつき（着火し）、混合気の燃焼が開始される。Ｓ１０４の後、処理はＳ１０５へ移行する。
In S104, the
Ｓ１０５では、制御部８１は、エネルギ投入部７０による点火コイル５０に対する電気エネルギの投入が必要か否かを判断する。具体的には、制御部８１は、例えばエンジン２０の運転状態や環境条件等に応じて燃焼室２８における混合気の着火し易さを判定し、判定結果に基づき、点火コイル５０に対する電気エネルギの投入の要否を判断する。点火コイル５０に対する電気エネルギの投入が必要であると判断した場合（Ｓ１０５：ＹＥＳ）、処理はＳ１０６へ移行する。この場合、制御部８１は、「特定点火制御手段」による混合気の点火制御を行う。一方、点火コイル５０に対する電気エネルギの投入は必要ないと判断した場合（Ｓ１０５：ＮＯ）、処理はＳ１２０へ移行する。この場合、制御部８１は、「通常点火制御手段」による混合気の点火制御を行う。
In S <b> 105, the
Ｓ１０６では、制御部８１は、点火コイル５０に対する電気エネルギの投入期間、すなわち、エネルギ投入期間を設定する。具体的には、制御部８１は、例えばエンジン２０の運転状態や環境条件等に基づき、エネルギ投入期間信号ＩＧｗのオンの期間（オン状態の幅）を設定する。Ｓ１０６の後、処理はＳ１０７へ移行する。
In S <b> 106, the
Ｓ１０７では、制御部８１（異常検出部９３）は、第１閾値Ｔｈ１および第２閾値Ｔｈ２を設定する。ここで、制御部８１は、第２閾値Ｔｈ２を、第１閾値Ｔｈ１より大きい値に設定する。Ｓ１０７の後、処理はＳ１０８へ移行する。
In S107, the control unit 81 (abnormality detection unit 93) sets the first threshold value Th1 and the second threshold value Th2. Here, the
Ｓ１０８では、制御部８１（異常検出部９３）は、第１所定期間Ｔｐ１および第２所定期間Ｔｐ２を設定する。ここで、制御部８１は、第２所定期間Ｔｐ２を、第１所定期間Ｔｐ１より長い期間に設定する。Ｓ１０８の後、処理はＳ１０９へ移行する。
In S108, the control unit 81 (abnormality detection unit 93) sets the first predetermined period Tp1 and the second predetermined period Tp2. Here, the
Ｓ１０９では、制御部８１は、エネルギ投入期間信号ＩＧｗをオンにする。これにより、スイッチング素子７３がスイッチング作動し、エネルギ投入部７０から点火コイル５０に対する電気エネルギの投入が開始される。すなわち、「エネルギ投入制御手段」によるエネルギ投入部７０の制御が開始される。これにより、以降、「放電制御手段」の制御により生じた点火プラグ４０の放電状態が維持される。Ｓ１０９の後、処理はＳ１１０へ移行する。
In S109, the
Ｓ１１０では、制御部８１（異常検出部９３）は、「放電制御手段」による点火プラグ４０の制御を開始してから、すなわち、Ｓ１０４を実行してから第１所定時間Ｔｐ１が経過したか否かを判断する。第１所定時間Ｔｐ１が経過したと判断した場合（Ｓ１１０：ＹＥＳ）、処理はＳ１１１へ移行する。一方、第１所定時間Ｔｐ１は経過していないと判断した場合（Ｓ１１０：ＮＯ）、処理はＳ１１０に戻る。すなわち、Ｓ１１０は、「放電制御手段」による点火プラグ４０の制御を開始してから第１所定時間Ｔｐ１が経過したと判断するまで繰り返される処理（ディレイ処理）である。
In S110, the control unit 81 (abnormality detection unit 93) determines whether or not the first predetermined time Tp1 has elapsed since the start of the control of the
Ｓ１１１では、異常検出部９３は、このとき電流検出回路９１により検出した電流（二次電流Ｉ２）に対応する値、すなわち、第１電流値Ｉｄ１の絶対値が第１閾値Ｔｈ１の絶対値以上か否かを判断する。第１電流値Ｉｄ１の絶対値は第１閾値Ｔｈ１の絶対値以上であると判断した場合（Ｓ１１１：ＹＥＳ）、処理はＳ１１２へ移行する。一方、第１電流値Ｉｄ１の絶対値は第１閾値Ｔｈ１の絶対値より小さいと判断した場合（Ｓ１１１：ＮＯ）、異常検出部９３はイグナイタ部６０または点火コイル５０に異常が生じていることを示す異常検出信号ＩＧｆを制御部８１に出力し、処理はＳ１１８へ移行する。
In S111, the
Ｓ１１２では、制御部８１（異常検出部９３）は、「放電制御手段」による点火プラグ４０の制御を開始してから、すなわち、Ｓ１０４を実行してから第２所定時間Ｔｐ２が経過したか否かを判断する。第２所定時間Ｔｐ２が経過したと判断した場合（Ｓ１１２：ＹＥＳ）、処理はＳ１１３へ移行する。一方、第２所定時間Ｔｐ２は経過していないと判断した場合（Ｓ１１２：ＮＯ）、処理はＳ１１２に戻る。すなわち、Ｓ１１２は、「放電制御手段」による点火プラグ４０の制御を開始してから第２所定時間Ｔｐ２が経過したと判断するまで繰り返される処理（ディレイ処理）である。
In S112, the control unit 81 (abnormality detection unit 93) determines whether or not the second predetermined time Tp2 has elapsed since the start of the control of the
Ｓ１１３では、異常検出部９３は、このとき電流検出回路９１により検出した電流（二次電流Ｉ２）に対応する値、すなわち、第２電流値Ｉｄ２の絶対値が第２閾値Ｔｈ２の絶対値以上か否かを判断する。第２電流値Ｉｄ２の絶対値は第２閾値Ｔｈ２の絶対値以上であると判断した場合（Ｓ１１３：ＹＥＳ）、処理はＳ１１４へ移行する。一方、第２電流値Ｉｄ２の絶対値は第２閾値Ｔｈ２の絶対値より小さいと判断した場合（Ｓ１１３：ＮＯ）、異常検出部９３はエネルギ投入部７０に異常が生じていることを示す異常検出信号ＩＧｆを制御部８１に出力し、処理はＳ１１７へ移行する。
Ｓ１１４では、制御部８１は、「イグナイタ部６０、点火コイル５０およびエネルギ投入部７０はいずれも正常である」と判定する。Ｓ１１４の後、処理はＳ１１５へ移行する。
In S113, the
In S114, the
Ｓ１１５では、制御部８１は、「エネルギ投入制御手段」によるエネルギ投入部７０の制御を開始してから、すなわち、Ｓ１０９でエネルギ投入期間信号ＩＧｗをオンにしてから、Ｓ１０６で設定したエネルギ投入期間が経過したか否かを判断する。エネルギ投入期間が経過したと判断した場合（Ｓ１１５：ＹＥＳ）、処理はＳ１１６へ移行する。一方、エネルギ投入期間は経過していないと判断した場合（Ｓ１１５：ＮＯ）、処理はＳ１１５に戻る。すなわち、Ｓ１１５は、「エネルギ投入制御手段」によるエネルギ投入部７０の制御を開始してからエネルギ投入期間が経過したと判断するまで繰り返される処理（ディレイ処理）である。
In S115, the
Ｓ１１７では、制御部８１は、「エネルギ投入部７０に異常が生じている」と判定、すなわち、エネルギ投入部７０の異常を検出する。Ｓ１１７の後、処理はＳ１１６へ移行する。
Ｓ１１８では、制御部８１は、「イグナイタ部６０または点火コイル５０に異常が生じている」と判定、すなわち、イグナイタ部６０または点火コイル５０の異常を検出する。Ｓ１１８の後、処理はＳ１１６へ移行する。
In S <b> 117, the
In S118, the
Ｓ１１５、Ｓ１１７、Ｓ１１８の後に実行されるＳ１１６では、制御部８１は、エネルギ投入期間信号ＩＧｗをオフにする。これにより、スイッチング素子７３のスイッチング作動が停止し、エネルギ投入部７０から点火コイル５０に対する電気エネルギの投入が停止する。すなわち、「エネルギ投入制御手段」によるエネルギ投入部７０の制御が停止する。Ｓ１１６の後、処理は一連のＳ１００を抜ける。
Ｓ１２０では、制御部８１（異常検出部９３）は、第１閾値Ｔｈ１を設定する。Ｓ１２０の後、処理はＳ１２１へ移行する。
Ｓ１２１では、制御部８１（異常検出部９３）は、第１所定期間Ｔｐ１を設定する。Ｓ１２１の後、処理はＳ１２２へ移行する。
In S116 executed after S115, S117, and S118, the
In S120, the control unit 81 (abnormality detection unit 93) sets the first threshold Th1. After S120, the process proceeds to S121.
In S121, the control unit 81 (abnormality detection unit 93) sets the first predetermined period Tp1. After S121, the process proceeds to S122.
Ｓ１２２では、制御部８１（異常検出部９３）は、「放電制御手段」による点火プラグ４０の制御を開始してから、すなわち、Ｓ１０４を実行してから第１所定時間Ｔｐ１が経過したか否かを判断する。第１所定時間Ｔｐ１が経過したと判断した場合（Ｓ１２２：ＹＥＳ）、処理はＳ１２３へ移行する。一方、第１所定時間Ｔｐ１は経過していないと判断した場合（Ｓ１２２：ＮＯ）、処理はＳ１２２に戻る。すなわち、Ｓ１２２は、「放電制御手段」による点火プラグ４０の制御を開始してから第１所定時間Ｔｐ１が経過したと判断するまで繰り返される処理（ディレイ処理）である。
In S122, the control unit 81 (abnormality detection unit 93) determines whether or not the first predetermined time Tp1 has elapsed since the start of the control of the
Ｓ１２３では、異常検出部９３は、このとき電流検出回路９１により検出した電流（二次電流Ｉ２）に対応する値、すなわち、第１電流値Ｉｄ１の絶対値が第１閾値Ｔｈ１の絶対値以上か否かを判断する。第１電流値Ｉｄ１の絶対値は第１閾値Ｔｈ１の絶対値以上であると判断した場合（Ｓ１２３：ＹＥＳ）、処理はＳ１２４へ移行する。一方、第１電流値Ｉｄ１の絶対値は第１閾値Ｔｈ１の絶対値より小さいと判断した場合（Ｓ１２３：ＮＯ）、異常検出部９３はイグナイタ部６０または点火コイル５０に異常が生じていることを示す異常検出信号ＩＧｆを制御部８１に出力し、処理はＳ１２５へ移行する。
In S123, the
Ｓ１２４では、制御部８１は、「イグナイタ部６０および点火コイル５０は正常である」と判定する。Ｓ１２４の後、処理は一連の処理Ｓ１００を抜ける。
Ｓ１２５では、制御部８１は、「イグナイタ部６０または点火コイル５０に異常が生じている」と判定、すなわち、イグナイタ部６０または点火コイル５０の異常を検出する。Ｓ１２５の後、処理は一連の処理Ｓ１００を抜ける。
In S124, the
In S125, the
Ｓ１１６、Ｓ１２４またはＳ１２５の後、一連の処理Ｓ１００を抜けたとき、イグニッションキーがオンの場合、一連の処理Ｓ１００が再び開始される。すなわち、一連の処理Ｓ１００は、イグニッションキーがオンの間、繰り返し実行される処理である。 After S116, S124 or S125, when exiting the series of processes S100, if the ignition key is on, the series of processes S100 is started again. That is, the series of processes S100 is a process that is repeatedly executed while the ignition key is on.
上述のように、Ｓ１０５で点火コイル５０に対する電気エネルギの投入が必要であると判断された場合（Ｓ１０５：ＹＥＳ）、「特定点火制御手段」による混合気の点火制御が行われる。一方、Ｓ１０５で点火コイル５０に対する電気エネルギの投入は必要ないと判断された場合（Ｓ１０５：ＮＯ）、「通常点火制御手段」による混合気の点火制御が行われる。 As described above, when it is determined in S105 that it is necessary to input electric energy to the ignition coil 50 (S105: YES), the ignition control of the air-fuel mixture is performed by the “specific ignition control means”. On the other hand, when it is determined in S105 that it is not necessary to supply electric energy to the ignition coil 50 (S105: NO), the ignition control of the air-fuel mixture is performed by the “normal ignition control means”.
また、制御部８１（異常検出部９３）は、「特定点火制御手段」による混合気の点火制御が行われるときは、イグナイタ部６０または点火コイル５０の異常、または、エネルギ投入部７０の異常を区別して検出することができる。一方、制御部８１（異常検出部９３）は、「通常点火制御手段」による混合気の点火制御が行われるときは、イグナイタ部６０または点火コイル５０の異常を検出することができる。
Further, the control unit 81 (abnormality detection unit 93) detects the abnormality of the
次に、制御装置１０、および、制御装置１０により制御される点火装置１１の作動例を図６〜８に基づき説明する。
図６に１つめの作動例（第１作動例）を示す。第１作動例は、イグナイタ部６０、点火コイル５０およびエネルギ投入部７０がいずれも正常である場合の作動例である。
Next, an operation example of the
FIG. 6 shows a first operation example (first operation example). The first operation example is an operation example when the
時刻ｔ１１で制御部８１が点火コイル５０の一次コイル５１への通電を開始すべきと判断すると（Ｓ１０１：ＹＥＳ）、点火信号ＩＧｔがオンになる（Ｓ１０２）。これにより、一次コイル５１への通電（一次電流Ｉ１）が開始される。また、本実施形態では、エネルギ投入部７０のドライバ回路７７は、点火信号ＩＧｔがオンの期間（時刻ｔ１１〜１２）、オンまたはオフに変化するスイッチング信号ＳＷｃをスイッチング素子７２に出力する。そのため、スイッチング素子７２は、点火信号ＩＧｔがオンの期間、オン状態またはオフ状態になるようスイッチング作動する。これにより、コンデンサ７６に電気エネルギが蓄積される。
When the
時刻ｔ１２で制御部８１が混合気に点火すべきタイミングであると判断すると（Ｓ１０３：ＹＥＳ）、点火信号ＩＧｔがオフになる（Ｓ１０４）。これにより、二次コイル５２には負の電圧である二次電圧Ｖ２が生じ、二次電圧Ｖ２の絶対値が所定値以上になり、点火プラグ４０は、放電部４１の中心電極４２と接地電極４３との間で放電する。これにより、燃焼室２８の混合気に火がつく（着火する）。このとき、二次コイル５２には負方向の二次電流Ｉ２が流れ、二次電流Ｉ２の絶対値は、所定値以上になる。なお、時刻ｔ１２で点火プラグ４０が放電すると、これに伴い、二次電圧Ｖ２の絶対値は、速やかに所定値以下になる。点火プラグ４０の放電に伴い、時刻ｔ１２から時刻ｔ１３まで、二次電流Ｉ２の絶対値は、徐々に小さくなる。
When the
時刻ｔ１３で制御部８１がエネルギ投入期間信号ＩＧｗをオンにすると（Ｓ１０９）、エネルギ投入部７０のドライバ回路７８は、オンまたはオフに変化するスイッチング信号ＳＷｄをスイッチング素子７３に出力する。これにより、エネルギ投入部７０から点火コイル５０に対する電気エネルギの投入が開始される。スイッチング素子７３は、エネルギ投入期間信号ＩＧｗがオンの期間（時刻ｔ１３〜１６）、オン状態またはオフ状態になるようスイッチング作動する。そのため、時刻ｔ１３〜１６の期間、エネルギ投入部７０から点火コイル５０に対し電気エネルギが投入される。これにより、点火プラグ４０が放電するときに二次コイル５２に流れる二次電流Ｉ２の極性と同じ、すなわち、負方向の二次電流Ｉ２が重畳される。その結果、時刻ｔ１２で生じた点火プラグ４０の放電状態が維持される。
When the
本実施形態では、「エネルギ投入制御手段」が、電流検出回路９１により検出される二次電流Ｉ２の値をフィードバックすることにより、電流狙い値ＩＧａに対応する電流が二次コイル５２を流れるようエネルギ投入部７０を制御するため、図６に示すように、エネルギ投入期間信号ＩＧｗがオンの期間（時刻ｔ１３〜１６）、二次コイル５２には、概ね電流狙い値ＩＧａに対応する二次電流Ｉ２（平均値がＩＧａ）が流れる。
In the present embodiment, the “energy input control means” feeds back the value of the secondary current I2 detected by the
「放電制御手段」による点火プラグ４０の制御開始時である時刻ｔ１２から第１所定期間Ｔｐ１が経過したとき（時刻ｔ１４）、制御部８１および異常検出部９３は、第１閾値Ｔｈ１と、このとき電流検出回路９１により検出した二次電流Ｉ２に対応する第１電流値Ｉｄ１とに基づき、イグナイタ部６０または点火コイル５０に異常が生じているか否かを判定する。図６に示す第１作動例では、第１電流値Ｉｄ１の絶対値は第１閾値Ｔｈ１の絶対値以上のため、「イグナイタ部６０または点火コイル５０に異常は生じていない」、すなわち、「イグナイタ部６０および点火コイル５０は正常である」と判定する。
When the first predetermined period Tp1 has elapsed from time t12 when the
「放電制御手段」による点火プラグ４０の制御開始時である時刻ｔ１２から第２所定期間Ｔｐ２が経過したとき（時刻ｔ１５）、制御部８１および異常検出部９３は、第２閾値Ｔｈ２と、このとき電流検出回路９１により検出した二次電流Ｉ２に対応する第２電流値Ｉｄ２とに基づき、エネルギ投入部７０に異常が生じているか否かを判定する。図６に示す第１作動例では、第２電流値Ｉｄ２の絶対値は第２閾値Ｔｈ２の絶対値以上のため、「エネルギ投入部７０に異常は生じていない」、すなわち、「エネルギ投入部７０は正常である」と判定する。
When the second predetermined period Tp2 has elapsed from time t12 when the
時刻ｔ１６で制御部８１がエネルギ投入期間信号ＩＧｗをオフにすると（Ｓ１１６）、スイッチング素子７３のスイッチング作動が停止し、エネルギ投入部７０から点火コイル５０に対する電気エネルギの投入が停止する。これにより、時刻ｔ１７で点火プラグ４０の放電が停止し、二次電流Ｉ２および二次電圧Ｖ２が０になる。
When the
図７に２つめの作動例（第２作動例）を示す。第２作動例は、エネルギ投入部７０のみに異常が生じている場合の作動例である。
時刻ｔ２１〜２３までは、第１作動例の時刻ｔ１１〜１３と同様のため、説明を省略する。
FIG. 7 shows a second operation example (second operation example). The second operation example is an operation example in the case where an abnormality has occurred only in the
Since time t21 to
時刻ｔ２３で制御部８１がエネルギ投入期間信号ＩＧｗをオンにすると（Ｓ１０９）、エネルギ投入部７０のドライバ回路７８は、オンまたはオフに変化するスイッチング信号ＳＷｄをスイッチング素子７３に出力する。しかしながら、第２作動例では、エネルギ投入部７０に異常が生じているため、エネルギ投入部７０から点火コイル５０に対する電気エネルギの投入は開始されない。スイッチング素子７３は、エネルギ投入期間信号ＩＧｗがオンの期間（時刻ｔ２３〜２６）、二次電流Ｉ２が電流狙い値ＩＧａに到達しないためにオン状態のままになるものの、時刻ｔ２３〜２６の期間、エネルギ投入部７０から点火コイル５０に対し電気エネルギは投入されない。そのため、時刻ｔ２３以降、二次電流Ｉ２の絶対値は徐々に小さくなり、時刻ｔ２５で点火プラグ４０の放電が停止し、二次電流Ｉ２が０になる。
When the
「放電制御手段」による点火プラグ４０の制御開始時である時刻ｔ２２から第１所定期間Ｔｐ１が経過したとき（時刻ｔ２４）、制御部８１および異常検出部９３は、第１閾値Ｔｈ１と、このとき電流検出回路９１により検出した二次電流Ｉ２に対応する第１電流値Ｉｄ１とに基づき、イグナイタ部６０または点火コイル５０に異常が生じているか否かを判定する。図７に示す第２作動例では、第１電流値Ｉｄ１の絶対値は第１閾値Ｔｈ１の絶対値以上のため、「イグナイタ部６０または点火コイル５０に異常は生じていない」、すなわち、「イグナイタ部６０および点火コイル５０は正常である」と判定する。
When the first predetermined period Tp1 has elapsed from time t22 when the
「放電制御手段」による点火プラグ４０の制御開始時である時刻ｔ２２から第２所定期間Ｔｐ２が経過したとき（時刻ｔ２６）、制御部８１および異常検出部９３は、第２閾値Ｔｈ２と、このとき電流検出回路９１により検出した二次電流Ｉ２に対応する第２電流値Ｉｄ２とに基づき、エネルギ投入部７０に異常が生じているか否かを判定する。図７に示す第２作動例では、第２電流値Ｉｄ２の絶対値は第２閾値Ｔｈ２の絶対値より小さい（０である）ため（Ｓ１１３：ＮＯ）、異常検出部９３はエネルギ投入部７０に異常が生じていることを示す異常検出信号ＩＧｆを制御部８１に出力する。これにより、制御部８１は、「エネルギ投入部７０に異常が生じている」と判定、すなわち、エネルギ投入部７０の異常を検出する（Ｓ１１７）。
When the second predetermined period Tp2 has elapsed from time t22 when the
制御部８１は、時刻ｔ２６でエネルギ投入部７０の異常を検出すると、エネルギ投入期間信号ＩＧｗをオフにする。これにより、ドライバ回路７８からスイッチング素子７３へのスイッチング信号ＳＷｄの出力が停止する。
When detecting an abnormality of the
本実施形態では、制御部８１は、第２作動例のようにイグナイタ部６０または点火コイル５０の異常は検出せず、エネルギ投入部７０の異常のみを検出したとき、燃焼室２８における空燃比が通常点火で着火できる所定値以下になるよう、すなわち、ストイキまたはリッチになるようスロットル弁２および燃料噴射弁４を制御する。そのため、燃焼室２８の混合気は火がつき（着火し）易い状態になり、エネルギ投入部７０による点火コイル５０への電気エネルギの投入が不可であっても、「放電制御手段」により混合気の点火を継続して行うことができる。これにより、車両の退避走行が可能である。また、制御部８１は、異常検出部９３から「エネルギ投入部７０に異常が生じていること」を示す異常検出信号ＩＧｆを受信したとき、例えば、当該異常に関しダイアグ情報として記憶するとともに、車両の運転席の表示部に報知灯を点灯させたり報知音を発生させたりすることで「点火装置１１のエネルギ投入部７０に異常が生じていること」を運転者に報知可能である。
In the present embodiment, the
図８に３つめの作動例（第３作動例）を示す。第２作動例は、イグナイタ部６０または点火コイル５０、および、エネルギ投入部７０に異常が生じている場合の作動例である。
時刻ｔ３１〜３２までは、第１作動例の時刻ｔ１１〜１２と同様のため、説明を省略する。
FIG. 8 shows a third operation example (third operation example). The second operation example is an operation example when abnormality occurs in the
Until time t31-32, since it is the same as time t11-12 of a 1st operation example, description is abbreviate | omitted.
時刻ｔ３２で制御部８１が混合気に点火すべきタイミングであると判断すると（Ｓ１０３：ＹＥＳ）、点火信号ＩＧｔがオフになる（Ｓ１０４）。しかしながら、第３作動例では、イグナイタ部６０または点火コイル５０に異常が生じているため、時刻ｔ３２以降、二次電圧Ｖ２の絶対値は、０のままである。そのため、点火プラグ４０は放電しない。そのため、燃焼室２８の混合気に火がつかない（着火しない）。また、二次電流Ｉ２の絶対値も０のままである。
When the
時刻ｔ３３で制御部８１がエネルギ投入期間信号ＩＧｗをオンにすると（Ｓ１０９）、エネルギ投入部７０のドライバ回路７８は、オンまたはオフに変化するスイッチング信号ＳＷｄをスイッチング素子７３に出力する。しかしながら、第３作動例では、エネルギ投入部７０にも異常が生じているため、エネルギ投入部７０から点火コイル５０に対する電気エネルギの投入は開始されない。よって、時刻ｔ３３以降、二次電圧Ｖ２の絶対値、および、二次電流Ｉ２の絶対値は、０のままである。
When the
「放電制御手段」による点火プラグ４０の制御開始時である時刻ｔ３２から第１所定期間Ｔｐ１が経過したとき（時刻ｔ３４）、制御部８１および異常検出部９３は、第１閾値Ｔｈ１と、このとき電流検出回路９１により検出した二次電流Ｉ２に対応する第１電流値Ｉｄ１とに基づき、イグナイタ部６０または点火コイル５０に異常が生じているか否かを判定する。図８に示す第３作動例では、第１電流値Ｉｄ１の絶対値は第１閾値Ｔｈ１の絶対値より小さい（０である）ため（Ｓ１２３：ＮＯ）、異常検出部９３はイグナイタ部６０または点火コイル５０に異常が生じていることを示す異常検出信号ＩＧｆを制御部８１に出力する。これにより、制御部８１は、「イグナイタ部６０または点火コイル５０に異常が生じている」と判定、すなわち、イグナイタ部６０または点火コイル５０の異常を検出する（Ｓ１２５）。
When the first predetermined period Tp1 has elapsed from time t32 when the
「放電制御手段」による点火プラグ４０の制御開始時である時刻ｔ３２から第２所定期間Ｔｐ２が経過したとき（時刻ｔ３５）、制御部８１および異常検出部９３は、第２閾値Ｔｈ２と、このとき電流検出回路９１により検出した二次電流Ｉ２に対応する第２電流値Ｉｄ２とに基づき、エネルギ投入部７０に異常が生じているか否かを判定する。図８に示す第３作動例では、第２電流値Ｉｄ２の絶対値は第２閾値Ｔｈ２の絶対値より小さい（０である）ため（Ｓ１１３：ＮＯ）、異常検出部９３はエネルギ投入部７０に異常が生じていることを示す異常検出信号ＩＧｆを制御部８１に出力する。これにより、制御部８１は、「エネルギ投入部７０に異常が生じている」と判定、すなわち、エネルギ投入部７０の異常を検出する（Ｓ１１７）。
When the second predetermined period Tp2 has elapsed from time t32 when the
制御部８１は、時刻ｔ３５でエネルギ投入部７０の異常を検出すると、エネルギ投入期間信号ＩＧｗをオフにする。これにより、ドライバ回路７８からスイッチング素子７３へのスイッチング信号ＳＷｄの出力が停止する。
When detecting an abnormality in the
本実施形態では、制御部８１は、第３作動例のようにイグナイタ部６０または点火コイル５０の異常を検出したとき、異常を検出したイグナイタ部６０または点火コイル５０が対応する燃焼室２８への燃料の供給を遮断するよう燃料噴射弁４を制御する。これにより、エンジン２０の運転に使用する気筒２１の数を低減（減筒）しつつ、車両の退避走行が可能である。また、制御部８１は、異常検出部９３から「イグナイタ部６０または点火コイル５０に異常が生じていること」を示す異常検出信号ＩＧｆを受信したとき、例えば、当該異常に関しダイアグ情報として記憶するとともに、車両の運転席の表示部に報知灯を点灯させたり報知音を発生させたりすることで「点火装置１１のイグナイタ部６０または点火コイル５０に異常が生じていること」を運転者に報知可能である。
In the present embodiment, when the
以上説明したように、（１）本実施形態では、制御部８１は、「放電制御手段」および「エネルギ投入制御手段」を有し、燃焼室２８の混合気の点火を制御可能である。
「放電制御手段」は、一次コイル５１から接地側への電流の流れを遮断するようイグナイタ部６０を制御することにより二次コイル５２に高電圧を生じさせ、点火プラグ４０が放電するよう点火プラグ４０を制御する。これにより、点火プラグ４０が放電し、混合気に点火することができる。
As described above, (1) In the present embodiment, the
The “discharge control means” generates a high voltage in the
「エネルギ投入制御手段」は、「放電制御手段」による点火プラグ４０の制御開始後、点火コイル５０に対し電気エネルギを投入するようエネルギ投入部７０を制御する。これにより、「放電制御手段」の制御により生じた点火プラグ４０の放電状態を維持することができる。そのため、混合気の着火性を向上することができる。
電流検出回路９１は、二次コイル５２を流れる電流を検出可能である。
The “energy input control unit” controls the
The
制御部８１および異常検出部９３（「異常検出手段」）は、電流検出回路９１により検出した電流に対応する値である電流値に基づき、点火装置１１の異常を検出可能である。
The
本実施形態では、制御部８１および異常検出部９３は、「放電制御手段」による点火プラグ４０の制御開始後、第１の所定期間である第１所定期間Ｔｐ１が経過したとき、第１の閾値である第１閾値Ｔｈ１と、このとき電流検出回路９１により検出した電流（二次電流Ｉ２）に対応する値である第１電流値Ｉｄ１とに基づき、イグナイタ部６０または点火コイル５０の異常を検出可能である。
In the present embodiment, the
このように、本実施形態では、制御部８１および異常検出部９３により、「放電制御手段」による点火プラグ４０の制御開始後に検出した電流値（第１電流値Ｉｄ１）と閾値（第１閾値Ｔｈ１）とに基づき、イグナイタ部６０または点火コイル５０の異常を検出することができる。これにより、簡単な構成で、点火装置１１の異常を検出できる。
As described above, in this embodiment, the
また、（２）本実施形態では、制御部８１および異常検出部９３は、「放電制御手段」による点火プラグ４０の制御開始後、第１所定期間Ｔｐ１より長い第２の所定期間である第２所定期間Ｔｐ２が経過したとき、第２の閾値である第２閾値Ｔｈ２と、このとき電流検出回路９１により検出した電流（二次電流Ｉ２）に対応する値である第２電流値Ｉｄ２とに基づき、エネルギ投入部７０の異常を検出可能である。この構成では、制御部８１および異常検出部９３により、「放電制御手段」による点火プラグ４０の制御開始後に時間差で検出した電流値（第１電流値Ｉｄ１、第２電流値Ｉｄ２）と２つの閾値（第１閾値Ｔｈ１、第２閾値Ｔｈ２）とに基づき、イグナイタ部６０または点火コイル４０の異常、または、エネルギ投入部７０の異常を区別して検出することができる。これにより、簡単な構成で、点火装置１１を構成する各部（イグナイタ部６０、点火コイル４０またはエネルギ投入部７０）の異常を区別して検出できる。したがって、異常を検出した部位に応じて、エンジン２０の運転を切り替えることができる。
(2) In the present embodiment, the
また、（３）本実施形態では、エネルギ投入部７０は、一次コイル５１の接地側から点火コイル５０に対し電気エネルギを投入する。本実施形態は、点火装置１１（エネルギ投入部７０）の構成の一例を示すものである。本実施形態では、点火装置１１は、１つの点火プラグ４０に対し点火コイル５０を１つ備えている。エネルギ投入部７０が、一次コイル５１の接地側から点火コイル５０に対し電気エネルギを継続的に投入することにより、点火プラグ４０で生じた放電状態を所定期間（エネルギ投入期間）、維持することができる。
(3) In the present embodiment, the
また、（７）本実施形態では、「エネルギ投入制御手段」は、所定の電流値である電流狙い値ＩＧａに対応する電流が二次コイル５２を流れるようエネルギ投入部７０を制御する。これにより、エネルギ投入部７０が点火コイル５０に電気エネルギを投入する期間、二次コイル５２には、概ね電流狙い値ＩＧａに対応する二次電流Ｉ２が流れる。その結果、点火プラグ４０で生じた放電状態を所定期間（エネルギ投入期間）、安定して維持することができる。
(7) In the present embodiment, the “energy input control means” controls the
また、（１０）本実施形態では、制御部８１は、スロットル弁２および燃料噴射弁４を制御可能である。ここで、スロットル弁２は、燃焼室２８に供給する吸気の量を変更可能である。燃料噴射弁４は、燃焼室２８に供給する燃料の量を変更可能である。
(10) In the present embodiment, the
制御部８１は、異常検出部９３によりエネルギ投入部７０の異常のみを検出したとき、燃焼室２８における空燃比が所定値以下になるようスロットル弁２および燃料噴射弁４を制御する。そのため、燃焼室２８の混合気は火がつき（着火し）易い状態になり、エネルギ投入部７０による点火コイル５０への電気エネルギの投入が不可であっても、「放電制御手段」（「通常点火制御手段」）により混合気の点火を継続して行うことができる。これにより、車両の退避走行が可能である。
The
また、制御部８１は、異常検出部９３によりイグナイタ部６０または点火コイル５０の異常を検出したとき、燃焼室２８への燃料の供給を遮断するよう燃料噴射弁４を制御する。これにより、エンジン２０の運転に使用する気筒２１の数を低減（減筒）しつつ、車両の退避走行が可能である。
The
このように、点火装置１１の異常を検出した部位（イグナイタ部６０または点火コイル５０、および、エネルギ投入部７０）に応じて、エンジン２０の運転を切り替え、燃費、エミッションおよびドライバビリティの悪化を最小限に抑えつつ、車両を退避走行させることができる。
In this way, the operation of the
（第２実施形態）
本発明の第２実施形態による点火装置１１について、図９に基づき説明する。第２実施形態は、電流狙い値および第２閾値の設定の仕方等が第１実施形態と異なる。
(Second Embodiment)
An
第２実施形態では、制御部８１は、例えば、エンジン２０の回転数、吸気圧、燃料噴射弁４からの燃料の噴射量、および、空燃比等に基づきエンジン２０の運転状態を判定し、判定した運転状態に応じて電流狙い値ＩＧａを変更する。具体的には、制御部８１は、例えば、エンジン２０の運転状態に関し、燃焼室２８において点火プラグ４０の放電状態を維持し易い状態であると判定した場合、電流狙い値ＩＧａが所定値以下になるよう変更する。一方、燃焼室２８において点火プラグ４０の放電状態を維持し難い状態であると判定した場合、電流狙い値ＩＧａが所定値以上になるよう変更する。これにより、エネルギ投入部７０が点火コイル５０に電気エネルギを投入するときに二次コイル５２に流れる二次電流Ｉ２の値が、エンジン２０の運転状態に応じて変化する。
In the second embodiment, the
また、異常検出部９３は、制御部８１により変更された電流狙い値ＩＧａに基づき、第２閾値Ｔｈ２を変更する。具体的には、異常検出部９３は、例えば、電流狙い値ＩＧａが小さく変更された場合、それに応じて第２閾値Ｔｈ２を小さく変更する。一方、電流狙い値ＩＧａが大きく変更された場合、それに応じて第２閾値Ｔｈ２を大きく変更する。なお、異常検出部９３により変更される第２閾値Ｔｈ２は、第１閾値Ｔｈ１より大きく、電流狙い値ＩＧａより小さい値をとり得る。
In addition, the
図９（Ａ）に示すように、制御部８１がエンジン２０の運転状態に関し、燃焼室２８において点火プラグ４０の放電状態を維持し易い状態でもなく、維持し難い状態でもないと判定した場合、電流狙い値ＩＧａおよび第２閾値Ｔｈ２は、それぞれ、所定値のままである。
一方、図９（Ｂ）に示すように、制御部８１がエンジン２０の運転状態に関し、燃焼室２８において点火プラグ４０の放電状態を維持し難い状態であると判定した場合、電流狙い値ＩＧａおよび第２閾値Ｔｈ２は、それぞれの絶対値が大きくなる方向に変更される。
As shown in FIG. 9A, when the
On the other hand, as shown in FIG. 9B, when it is determined that the
以上説明したように、（８）本実施形態では、制御部８１は、エンジン２０の運転状態に応じて電流狙い値ＩＧａを変更する。制御部８１は、例えば、エンジン２０の運転状態に関し、燃焼室２８において点火プラグ４０の放電状態を維持し易い状態であると判定した場合、電流狙い値ＩＧａが所定値以下になるよう変更し、燃焼室２８において点火プラグ４０の放電状態を維持し難い状態であると判定した場合、電流狙い値ＩＧａが所定値以上になるよう変更する。これにより、エネルギ投入部７０が点火コイル５０に電気エネルギを投入するときに二次コイル５２に流れる二次電流Ｉ２の値が、エンジン２０の運転状態に応じて変化する。その結果、エンジン２０の運転状態に関し、燃焼室２８において点火プラグ４０の放電状態を維持し易い状態のときには点火コイル５０に対し投入する電気エネルギを低減することで省エネルギ化を図り、燃焼室２８において点火プラグ４０の放電状態を維持し難い状態のときには点火コイル５０に対し投入する電気エネルギを増大させることで点火プラグ４０を確実に放電させることができる。
As described above, (8) In the present embodiment, the
また、（９）本実施形態では、異常検出部９３は、制御部８１により変更された電流狙い値ＩＧａに基づき、第２閾値Ｔｈ２を変更する。異常検出部９３は、例えば、電流狙い値ＩＧａが小さく変更された場合、それに応じて第２閾値Ｔｈ２を小さく変更し、電流狙い値ＩＧａが大きく変更された場合、それに応じて第２閾値Ｔｈ２を大きく変更する。これにより、変更される電流狙い値ＩＧａに応じてエネルギ投入部７０の異常を検出することができる。よって、電流狙い値ＩＧａが変更される場合であっても、エネルギ投入部７０の異常を高精度に検出することができる。
(9) In the present embodiment, the
（他の実施形態）
（４）本発明の他の実施形態では、制御部８１（異常検出部９３）は、例えば、エンジン２０の負荷と回転数とのマップに基づき、第１閾値Ｔｈ１および第２閾値Ｔｈ２を設定することとしてもよい。この場合、エンジン２０の負荷と回転数とに基づき、点火装置１１の各部の異常を高精度に検出することができる。
(Other embodiments)
(4) In another embodiment of the present invention, the control unit 81 (abnormality detection unit 93) sets the first threshold value Th1 and the second threshold value Th2 based on, for example, a map of the load of the
また、（５）本発明の他の実施形態では、異常検出部９３は、第１電流値Ｉｄ１の絶対値が第１閾値Ｔｈ１の絶対値より小さい状態が所定期間継続した場合、イグナイタ部６０または点火コイル５０の異常を検出することとしてもよい。この場合、イグナイタ部６０または点火コイル５０の異常をより高精度に検出することができる。
Further, (5) In another embodiment of the present invention, the
また、（６）本発明の他の実施形態では、異常検出部９３は、第２電流値Ｉｄ２の絶対値が第２閾値Ｔｈ２の絶対値より小さい状態が所定期間継続した場合、エネルギ投入部７０の異常を検出することとしてもよい。この場合、エネルギ投入部７０の異常をより高精度に検出することができる。
(6) In another embodiment of the present invention, the
また、上述の実施形態では、異常検出手段が、第１電流値と第１閾値とに基づきイグナイタ部または点火コイルの異常を検出し、第２電流値と第２閾値とに基づきエネルギ投入部の異常を検出する例を示した。これに対し、本発明の他の実施形態では、異常検出手段は、エネルギ投入部の異常は検出せず、第１電流値と第１閾値とに基づきイグナイタ部または点火コイルの異常のみを検出することとしてもよい。 In the above-described embodiment, the abnormality detection unit detects an abnormality of the igniter unit or the ignition coil based on the first current value and the first threshold value, and the energy input unit detects the abnormality of the energy input unit based on the second current value and the second threshold value. An example of detecting anomalies was given. On the other hand, in another embodiment of the present invention, the abnormality detection means does not detect the abnormality of the energy input unit, and detects only the abnormality of the igniter unit or the ignition coil based on the first current value and the first threshold value. It is good as well.
また、上述の実施形態では、１つの点火プラグに対し点火コイルを１つ備え、エネルギ投入部が一次コイルの接地側から点火コイルに対し電気エネルギを投入する点火装置に制御装置を適用する例を示した。これに対し、本発明の他の実施形態では、例えば１つの点火プラグに対し点火コイルを複数備え、点火プラグの放電制御後にエネルギ投入部から複数の点火コイルに対し電気エネルギを継続的に投入することにより点火プラグの放電状態を維持可能な点火装置に制御装置を適用することもできる。 Further, in the above-described embodiment, an example in which one ignition coil is provided for one ignition plug and the control device is applied to an ignition device in which the energy input unit inputs electric energy to the ignition coil from the ground side of the primary coil. Indicated. On the other hand, in another embodiment of the present invention, for example, a plurality of ignition coils are provided for one ignition plug, and electric energy is continuously input from the energy input unit to the plurality of ignition coils after discharge control of the ignition plug. Accordingly, the control device can be applied to an ignition device capable of maintaining the discharge state of the ignition plug.
また、エネルギ投入部は、点火状態を継続可能（点火プラグの放電状態を維持可能）な電気エネルギを投入可能であれば、どのようなものであってもよく、従来の多重放電方式や、例えば特開２０１２−１６７６６５号公報に開示された「ＤＣＯ方式」のようなものであってもよい。例えば、ＤＣＯ方式を採用する場合、２つの点火コイルのうちの主放電を開始する方を「通常コイル」とみなし、主放電後の放電状態を維持可能な点火コイルに対し電気エネルギを投入する部位を「エネルギ投入部」とみなせばよい。 Further, the energy input unit may be any unit as long as it can input electric energy capable of continuing the ignition state (maintaining the discharge state of the spark plug). The “DCO method” disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 2012-167665 may be used. For example, when the DCO method is adopted, the part of the two ignition coils that starts the main discharge is regarded as a “normal coil”, and the electric energy is supplied to the ignition coil that can maintain the discharge state after the main discharge. May be regarded as an “energy input part”.
また、上述の実施形態では、「エネルギ投入制御手段」が、二次電流Ｉ２の値をフィードバックすることにより、所定の電流値である電流狙い値ＩＧａに対応する電流が二次コイル５２を流れるようエネルギ投入部７０を制御する例を示した。これに対し、本発明の他の実施形態では、「エネルギ投入制御手段」は、二次電流Ｉ２の値をフィードバックせず、電流狙い値ＩＧａに対応する電流が二次コイル５２を流れるようエネルギ投入部７０を制御しなくてもよい。
また、本発明の他の実施形態では、制御部は、イグナイタ部、点火コイルまたはエネルギ投入部の異常を検出したとき、スロットル弁または燃料噴射弁を制御することなく、検出した異常を報知するのみでもよい。
In the above-described embodiment, the “energy input control unit” feeds back the value of the secondary current I2, so that the current corresponding to the current target value IGa that is a predetermined current value flows through the
In another embodiment of the present invention, when the control unit detects an abnormality in the igniter unit, the ignition coil, or the energy input unit, the control unit only notifies the detected abnormality without controlling the throttle valve or the fuel injection valve. But you can.
また、本発明の他の実施形態では、エネルギ投入部７０は、コンデンサ７６を備えない構成であってもよい。コンデンサ７６を備えない構成であっても、スイッチング素子７２、７３を適宜スイッチング作動させることにより、点火コイルに対し電気エネルギを投入することができる。
Further, in another embodiment of the present invention, the
また、本発明の他の実施形態では、エネルギ投入部は、例えば、電源１２とは別の高圧の電源からの電気エネルギを点火コイルに対し投入可能な部位であってもよい。この場合、上述の実施形態と比べ、エネルギ投入部を構成する部材の点数を削減することができる。
In another embodiment of the present invention, the energy input unit may be, for example, a part that can input electric energy from a high-voltage power supply different from the
また、本発明の他の実施形態では、イグナイタ部６０のスイッチング素子６１は、ＩＧＢＴに限らず、例えばＭＯＳＦＥＴやトランジスタ等、他の半導体スイッチング素子により構成してもよい。また、ＭＯＳＦＥＴは一般に寄生ダイオードを有するため、スイッチング素子６１をＭＯＳＦＥＴにより構成する場合、ダイオード６２を省略することができる。
また、本発明の他の実施形態では、エネルギ投入部７０のスイッチング素子７２、７３は、ＭＯＳＦＥＴに限らず、例えばＩＧＢＴやトランジスタ等、他の半導体スイッチング素子により構成してもよい。
In another embodiment of the present invention, the switching
In another embodiment of the present invention, the switching
また、上述の実施形態では、イグナイタ部６０を点火回路ユニット１３の筐体に収容する例を示した。これに対し、本発明の他の実施形態では、イグナイタ部６０を、点火回路ユニット１３の筐体に収容せず、点火コイル５０の近傍に設けることとしてもよい。
また、上述の実施形態では、電流検出回路９１および異常検出部９３を、点火回路ユニット１３の筐体に収容する例を示した。これに対し、本発明の他の実施形態では、電流検出回路９１または異常検出部９３の少なくとも一方を、ＥＣＵ８０の筐体に収容することとしてもよい。また、ＥＣＵ８０の制御部８１は、電流検出回路９１または異常検出部９３の少なくとも一方を含むこととしてもよい。
また、本発明の制御装置は、排気再循環（ＥＧＲ）システムを備えないエンジンシステムの点火装置に適用することもできる。
Moreover, in the above-mentioned embodiment, the example which accommodates the
In the above-described embodiment, the example in which the
The control device of the present invention can also be applied to an ignition device for an engine system that does not include an exhaust gas recirculation (EGR) system.
また、上述の実施形態では、点火プラグの放電時、点火コイルの二次コイルに負方向の二次電流が流れる例を示した。これに対し、本発明の他の実施形態では、点火プラグの放電時、点火コイルの二次コイルに正方向の二次電流が流れる構成であってもよい。
また、上述の実施形態では、エネルギ投入部が、負方向の二次電流が重畳されるよう点火コイルに対し電気エネルギを投入する例を示した。これに対し、本発明の他の実施形態では、エネルギ投入部は、正方向の二次電流が重畳されるよう点火コイルに対し電気エネルギを投入する構成であってもよい。
In the above-described embodiment, an example in which a negative secondary current flows through the secondary coil of the ignition coil when the spark plug is discharged has been described. On the other hand, in another embodiment of the present invention, a secondary current in the positive direction may flow through the secondary coil of the ignition coil when the spark plug is discharged.
Moreover, in the above-mentioned embodiment, the energy injection | throwing-in part showed the example which inputs electric energy with respect to an ignition coil so that the secondary current of a negative direction may be superimposed. On the other hand, in another embodiment of the present invention, the energy input unit may be configured to input electric energy to the ignition coil such that a secondary current in the positive direction is superimposed.
また、本発明の制御装置は、４気筒の内燃機関に限らず、気筒数が４以外の内燃機関の点火装置に適用することもできる。
また、本発明の制御装置は、予混合燃焼式の内燃機関に限らず、直噴式の内燃機関の点火装置に適用することもできる。
このように、本発明は、上記実施形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々の形態で実施可能である。
Further, the control device of the present invention is not limited to a four-cylinder internal combustion engine, and can be applied to an ignition device for an internal combustion engine having a number of cylinders other than four.
The control device of the present invention is not limited to a premixed combustion type internal combustion engine, but can also be applied to an ignition device for a direct injection type internal combustion engine.
Thus, the present invention is not limited to the above-described embodiment, and can be implemented in various forms without departing from the gist thereof.
１０ ・・・制御装置
１１ ・・・点火装置
１２ ・・・電源
２０ ・・・エンジン（内燃機関）
２８ ・・・燃焼室
４０ ・・・点火プラグ
５０ ・・・点火コイル
５１ ・・・一次コイル
５２ ・・・二次コイル
６０ ・・・イグナイタ部
７０ ・・・エネルギ投入部
８１ ・・・制御部（放電制御手段、エネルギ投入制御手段、異常検出手段）
９１ ・・・電流検出回路（電流検出手段）
９３ ・・・異常検出部（異常検出手段）
DESCRIPTION OF
28 ...
91 ・ ・ ・ Current detection circuit (current detection means)
93 ... Abnormality detection unit (abnormality detection means)
Claims (11)
一端が電源（１２）側に接続され他端が接地側に接続される一次コイル（５１）、および、一端が前記点火プラグに接続される二次コイル（５２）を有する点火コイル（５０）と、
前記一次コイルから接地側への電流の流れを許容または遮断可能に設けられるイグナイタ部（６０）と、
前記点火コイルに対し電気エネルギを投入可能なエネルギ投入部（７０）と、を備える点火装置（１１）を制御し、前記燃焼室の混合気の点火を制御可能な制御装置（１０）であって、
前記一次コイルから接地側への電流の流れを遮断するよう前記イグナイタ部を制御することにより前記二次コイルに高電圧を生じさせ、前記点火プラグが放電するよう前記点火プラグを放電制御する放電制御手段（８１）、および、
前記放電制御手段による前記点火プラグの放電制御開始後、前記点火コイルに対し電気エネルギを投入するよう前記エネルギ投入部を制御するエネルギ投入制御手段（８１）を有し、
前記燃焼室の混合気の点火を制御可能な制御部（８１）と、
前記二次コイルを流れる電流を検出可能な電流検出手段（９１）と、
前記電流検出手段により検出した電流に対応する値である電流値に基づき、前記点火装置の異常を検出可能な異常検出手段（８１、９３）と、を備え、
前記異常検出手段は、
前記放電制御手段による前記点火プラグの放電制御開始後に判定待ち時間を設け、
前記判定待ち時間としての第１の所定期間である第１所定期間（Ｔｐ１）が経過したとき、０以外の第１の閾値である第１閾値（Ｔｈ１）と、このとき前記電流検出手段により検出した電流に対応する値である第１電流値（Ｉｄ１）とに基づき、前記第１電流値の絶対値が前記第１閾値の絶対値より小さい場合、前記イグナイタ部または前記点火コイルの異常を検出することを特徴とする制御装置。 An ignition plug (40) provided in the combustion chamber (28) of the internal combustion engine (20) and capable of igniting an air-fuel mixture in the combustion chamber by discharging;
An ignition coil (50) having a primary coil (51) having one end connected to the power source (12) and the other end connected to the ground side, and a secondary coil (52) having one end connected to the spark plug; ,
An igniter section (60) provided to allow or block the flow of current from the primary coil to the ground side;
And a control device (10) capable of controlling an ignition device (11) including an energy input unit (70) capable of supplying electric energy to the ignition coil, and controlling ignition of an air-fuel mixture in the combustion chamber. ,
Discharge control for controlling the ignition plug to discharge the spark plug by causing the secondary coil to generate a high voltage by controlling the igniter unit so as to cut off the flow of current from the primary coil to the ground side. Means (81), and
After starting the discharge control of the spark plug by the discharge control means, it has energy input control means (81) for controlling the energy input unit to input electric energy to the ignition coil,
A control unit (81) capable of controlling ignition of the air-fuel mixture in the combustion chamber;
Current detection means (91) capable of detecting a current flowing through the secondary coil;
An abnormality detection means (81, 93) capable of detecting an abnormality of the ignition device based on a current value corresponding to the current detected by the current detection means,
The abnormality detection means includes
A determination waiting time is provided after starting the discharge control of the spark plug by the discharge control means,
When the first predetermined period (Tp1) which is the first predetermined period as the determination waiting time has elapsed, the first threshold (Th1) which is a first threshold other than 0, and at this time detected by the current detection means When the absolute value of the first current value is smaller than the absolute value of the first threshold value based on the first current value (Id1) that is a value corresponding to the measured current, an abnormality in the igniter unit or the ignition coil is detected. A control device.
前記放電制御手段による前記点火プラグの制御開始後、
前記第１所定期間より長い第２の所定期間である第２所定期間（Ｔｐ２）が経過したとき、第２の閾値である第２閾値（Ｔｈ２）と、このとき前記電流検出手段により検出した電流に対応する値である第２電流値（Ｉｄ２）とに基づき、前記エネルギ投入部の異常を検出することを特徴とする請求項１〜４のいずれか一項に記載の制御装置。 The abnormality detection means includes
After starting control of the spark plug by the discharge control means,
When a second predetermined period (Tp2) that is a second predetermined period longer than the first predetermined period has elapsed, a second threshold (Th2) that is a second threshold and the current detected by the current detection means at this time based on the corresponding second current value is a value between (Id2) to the control device according to any one of claims 1-4, characterized in that for detecting an abnormality of the energy charge unit.
前記燃焼室に供給する吸気の量を変更可能なスロットル弁（２）、および、前記燃焼室に供給する燃料の量を変更可能な燃料噴射弁（４）を制御可能であり、
前記異常検出手段により前記エネルギ投入部の異常のみを検出したとき、前記燃焼室における空燃比が所定値以下になるよう前記スロットル弁および前記燃料噴射弁を制御し、
前記異常検出手段により前記イグナイタ部または前記点火コイルの異常を検出したとき、前記燃焼室への燃料の供給を遮断するよう前記燃料噴射弁を制御することを特徴とする請求項５〜１０のいずれか一項に記載の制御装置。 The controller is
A throttle valve (2) capable of changing the amount of intake air supplied to the combustion chamber, and a fuel injection valve (4) capable of changing the amount of fuel supplied to the combustion chamber are controllable;
When detecting only the abnormality of the energy input unit by the abnormality detection means, the throttle valve and the fuel injection valve are controlled so that the air-fuel ratio in the combustion chamber becomes a predetermined value or less,
When detecting an abnormality of the igniter portion or the ignition coil by the abnormality detecting means, any of claims 5 to 10, wherein the controller controls the fuel injection valve to shut off the supply of fuel to the combustion chamber A control device according to claim 1.
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