JP6375674B2 - Control device - Google Patents
Control device Download PDFInfo
- Publication number
- JP6375674B2 JP6375674B2 JP2014080666A JP2014080666A JP6375674B2 JP 6375674 B2 JP6375674 B2 JP 6375674B2 JP 2014080666 A JP2014080666 A JP 2014080666A JP 2014080666 A JP2014080666 A JP 2014080666A JP 6375674 B2 JP6375674 B2 JP 6375674B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- current
- ignition
- unit
- abnormality
- coil
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Fee Related
Links
- 230000005856 abnormality Effects 0.000 claims description 188
- 238000001514 detection method Methods 0.000 claims description 126
- 239000000446 fuel Substances 0.000 claims description 97
- 238000002485 combustion reaction Methods 0.000 claims description 83
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims description 55
- 238000002347 injection Methods 0.000 claims description 20
- 239000007924 injection Substances 0.000 claims description 20
- 238000007599 discharging Methods 0.000 claims description 2
- 238000000034 method Methods 0.000 description 58
- 230000008569 process Effects 0.000 description 55
- 230000000875 corresponding effect Effects 0.000 description 28
- 239000003990 capacitor Substances 0.000 description 20
- 230000008859 change Effects 0.000 description 10
- 230000001276 controlling effect Effects 0.000 description 10
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 10
- 230000002596 correlated effect Effects 0.000 description 9
- MWUXSHHQAYIFBG-UHFFFAOYSA-N nitrogen oxide Inorganic materials O=[N] MWUXSHHQAYIFBG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 239000003054 catalyst Substances 0.000 description 4
- RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N Copper Chemical compound [Cu] RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 239000000567 combustion gas Substances 0.000 description 3
- 230000007613 environmental effect Effects 0.000 description 3
- 239000008246 gaseous mixture Substances 0.000 description 3
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 description 3
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 description 3
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 238000004804 winding Methods 0.000 description 3
- XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N Iron Chemical compound [Fe] XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 230000002159 abnormal effect Effects 0.000 description 2
- 239000000498 cooling water Substances 0.000 description 2
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 2
- 230000005669 field effect Effects 0.000 description 2
- UGFAIRIUMAVXCW-UHFFFAOYSA-N Carbon monoxide Chemical compound [O+]#[C-] UGFAIRIUMAVXCW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000009471 action Effects 0.000 description 1
- 229910002091 carbon monoxide Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000015556 catabolic process Effects 0.000 description 1
- 230000006866 deterioration Effects 0.000 description 1
- 230000004907 flux Effects 0.000 description 1
- 229930195733 hydrocarbon Natural products 0.000 description 1
- 150000002430 hydrocarbons Chemical class 0.000 description 1
- 230000006698 induction Effects 0.000 description 1
- 229910052742 iron Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000000463 material Substances 0.000 description 1
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 1
- 230000001590 oxidative effect Effects 0.000 description 1
- 230000003071 parasitic effect Effects 0.000 description 1
- 230000035699 permeability Effects 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
- Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
- Y02T10/10—Internal combustion engine [ICE] based vehicles
- Y02T10/40—Engine management systems
Landscapes
- Ignition Installations For Internal Combustion Engines (AREA)
- Electrical Control Of Air Or Fuel Supplied To Internal-Combustion Engine (AREA)
- Combined Controls Of Internal Combustion Engines (AREA)
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.
Priority Applications (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2014080666A JP6375674B2 (en) | 2014-04-10 | 2014-04-10 | Control device |
| US15/302,072 US10082125B2 (en) | 2014-04-10 | 2015-04-09 | Control apparatus and ignition apparatus |
| PCT/JP2015/061173 WO2015156371A1 (en) | 2014-04-10 | 2015-04-09 | Control device and ignition device |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2014080666A JP6375674B2 (en) | 2014-04-10 | 2014-04-10 | Control device |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2015200263A JP2015200263A (en) | 2015-11-12 |
| JP6375674B2 true JP6375674B2 (en) | 2018-08-22 |
Family
ID=54551749
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2014080666A Expired - Fee Related JP6375674B2 (en) | 2014-04-10 | 2014-04-10 | Control device |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP6375674B2 (en) |
Family Cites Families (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2688672B2 (en) * | 1991-03-12 | 1997-12-10 | 本田技研工業株式会社 | Misfire detection device for internal combustion engine |
| JP2657941B2 (en) * | 1994-02-18 | 1997-09-30 | 阪神エレクトリック株式会社 | Overlap discharge type ignition device for internal combustion engine |
| JPH0868372A (en) * | 1994-08-29 | 1996-03-12 | Hanshin Electric Co Ltd | Superposed discharge type ignition device |
| JP2000064938A (en) * | 1998-08-25 | 2000-03-03 | Toyota Motor Corp | Ion current detector for internal combustion engine |
| JP2000170632A (en) * | 1998-12-07 | 2000-06-20 | Ngk Spark Plug Co Ltd | Ignition device |
| JP2003028037A (en) * | 2001-07-18 | 2003-01-29 | Denso Corp | Igniter for internal combustion engine |
| JP2004301016A (en) * | 2003-03-31 | 2004-10-28 | Kokusan Denki Co Ltd | Ignition device for internal combustion engine |
| JP5083131B2 (en) * | 2008-09-09 | 2012-11-28 | 三菱自動車工業株式会社 | Internal combustion engine control device |
-
2014
- 2014-04-10 JP JP2014080666A patent/JP6375674B2/en not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2015200263A (en) | 2015-11-12 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US9771918B2 (en) | Ignition system | |
| WO2015156371A1 (en) | Control device and ignition device | |
| CN106170623B (en) | Internal combustion engine ignition device | |
| US9822753B2 (en) | Ignition control device | |
| JP6471412B2 (en) | Control device | |
| WO2015156296A1 (en) | Ignition system | |
| US10900459B2 (en) | Ignition control system and ignition control device | |
| JP2014181605A (en) | Ignition control device of internal combustion engine | |
| KR20200020920A (en) | Ignition | |
| JP6375674B2 (en) | Control device | |
| JP6264167B2 (en) | Control device | |
| JP6337585B2 (en) | Ignition device | |
| JP6349895B2 (en) | Ignition device for internal combustion engine | |
| JP6563699B2 (en) | Ignition control device | |
| JP2017048701A (en) | Ignition device | |
| JP2015166572A (en) | Ignition control device for engine | |
| JP6269270B2 (en) | Ignition device | |
| JP6330440B2 (en) | Ignition control device | |
| JP6331614B2 (en) | Ignition control device | |
| JP6531841B2 (en) | Igniter | |
| JP6252324B2 (en) | Control device for internal combustion engine | |
| JP2010013982A (en) | Fuel injection control device | |
| JP2015200248A (en) | Igniter | |
| JP2016070122A (en) | Internal combustion engine control device | |
| JP2015200262A (en) | Internal combustion engine control device |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20170220 |
|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20180109 |
|
| A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20180306 |
|
| TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20180626 |
|
| A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20180709 |
|
| R151 | Written notification of patent or utility model registration |
Ref document number: 6375674 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R151 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |