JP3485838B2

JP3485838B2 - 内燃機関の点火制御装置

Info

Publication number: JP3485838B2
Application number: JP15231999A
Authority: JP
Inventors: 和久茂木; 和弘山田
Original assignee: Denso Corp; Toyota Motor Corp
Current assignee: Denso Corp; Toyota Motor Corp
Priority date: 1999-05-31
Filing date: 1999-05-31
Publication date: 2004-01-13
Anticipated expiration: 2019-05-31
Also published as: JP2000345949A

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、内燃機関の点火制
御装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】燃料消費率の向上の観点から、成層燃焼
を行う内燃機関が開発されている。成層燃焼とは、燃焼
室内に濃混合気と希薄混合気とを層状に形成し、まず、
濃混合気の部分に着火し、その炎によって希薄混合気の
部分も燃焼させることにより、不完全燃焼及び失火を回
避しつつ全体として希薄な混合気を燃焼させるものであ
る。一般に、成層燃焼を行うガソリン機関では、筒内直
接噴射方式を採用し、従来からの均質燃焼を行う場合に
は吸気行程で噴射を行う一方、上述の成層燃焼を行う場
合には圧縮行程で噴射を行うようにしている。

【０００３】筒内直接噴射式ガソリン機関では、成層燃
焼を行う場合、気筒内の限定された空間に成層混合気を
形成するようにしているが、混合気の濃度分布の変化の
様子は１サイクルごとに大きくばらつく。そのため、一
定負荷かつ一定回転速度にあるときに一定のタイミング
で点火しても、適切な可燃混合気がスパークプラグ（点
火栓）近傍にある状態で点火しているとは必ずしも言え
ず、失火が発生する可能性がある。すなわち、成層燃焼
時には、着火に不安定性がある。

【０００４】そこで、例えば特開平４−１７９８５９号
公報に開示されるように、成層燃焼時には均質燃焼時よ
りも点火回数を増加させることにより、即ちスパークプ
ラグにてスパーク（火花）を複数回発生させる多重点火
を行うことにより、着火機会を多く得て着火性を確保
し、成層燃焼を安定化させる対策が考えられている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】ところで、スパークプ
ラグ、点火コイル等から構成される点火装置は、一般
に、バッテリから電力の供給を受けて火花を発生させ
る。そのため、バッテリ電圧が低下してくると、多重点
火における２回目以降の点火の際に充分な充電を行うこ
とができず、その結果、２発目以降のスパークのエネル
ギが減少し、多重点火の効果を得ることができない。か
くして、バッテリ電圧低下時には、失火のおそれがあ
り、失火が発生した場合には、エミッションの増加、ド
ライバビリティの悪化等の問題が生ずる。

【０００６】本発明は、以上のような問題点に鑑みてな
されたものであり、その目的は、バッテリを利用した点
火を行うとともに運転領域に応じて多重点火を行う内燃
機関において、多重点火を行うべき運転領域にあるとき
に、バッテリ電圧の低下に起因する着火性の低下に伴っ
てエミッションの増加やドライバビリティの悪化が生ず
るのを回避することができる点火制御装置を提供するこ
とにある。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明の第１の態様によれば、バッテリ電圧の点火
コイル一次側への印加を指令する点火信号がオンに維持
される通電時間の後に、該点火信号がオフに維持される
放電時間と該点火信号が再びオンに維持される休止時間
との組み合わせを少なくとも１回設けることにより、点
火コイル二次側に接続されたスパークプラグでの火花放
電を複数回発生させる多重点火を、運転領域に応じて行
う内燃機関の点火制御装置であって、該バッテリの電圧
を検出するバッテリ電圧検出手段と、多重点火を行うべ
き運転領域にある場合において、前記バッテリ電圧検出
手段によって検出されるバッテリ電圧が低いときには、
該休止時間を長く設定する点火信号変更手段と、を設け
たことを特徴とする、内燃機関の点火制御装置が提供さ
れる。

【０００８】また、本発明の第２の態様によれば、前記
第１の態様に係る点火制御装置において、前記点火信号
変更手段は、該バッテリ電圧が低いほど該休止時間を長
く設定する。

【０００９】また、本発明の第３の態様によれば、前記
第２の態様に係る点火制御装置において、前記点火信号
変更手段は、Ｔ_C＝−（Ｌ₁／Ｒ₁）ｌｏｇ_e（１−Ｒ₁Ｉ／Ｖ_B）ここで、Ｌ₁は点火コイル一次側インダクタンス、Ｒ₁
は点火コイル一次側抵抗、Ｉは２回目以降の放電に必要
な一次電流、Ｖ_Bはバッテリ電圧、なる演算から求めら
れる必要充電時間Ｔ_Cに基づいて該休止時間を算出す
る。

【００１０】また、本発明の第４の態様によれば、前記
第２の態様に係る点火制御装置において、前記点火信号
変更手段は、該バッテリ電圧が所定値以下であるとき
に、該バッテリ電圧に応じて、該バッテリ電圧が低いほ
ど該休止時間を長く設定する。

【００１１】また、本発明の第５の態様によれば、前記
第１の態様に係る点火制御装置において、前記点火信号
変更手段は、該バッテリ電圧が所定値以下であるとき
に、該休止時間を通常時の設定時間よりも長い時間に補
正する。

【００１２】また、本発明の第６の態様によれば、前記
第１から第５までの態様に係る点火制御装置において、
前記点火信号変更手段は、該放電時間を０．５ｍｓ以上
に設定する。

【００１３】また、本発明の第７の態様によれば、前記
第６の態様に係る点火制御装置において、前記点火信号
変更手段は、該放電時間を１ｍｓ以上に設定する。

【００１４】また、本発明の第８の態様によれば、前記
第１から第７までの態様に係る点火制御装置において、
前記点火信号変更手段は、該休止時間が所定値以上とな
るときには、点火時期を遅角するとともに多重点火から
一回点火へと切り替える。

【００１５】また、本発明の第９の態様によれば、前記
第１から第８までの態様に係る点火制御装置において、
前記内燃機関は、成層燃焼を行う筒内直接噴射式火花点
火機関である。

【００１６】また、本発明の第１０の態様によれば、前
記第９の態様に係る点火制御装置において、成層燃焼を
行うべき運転領域にあるときにのみ多重点火が行われ
る。

【００１７】また、本発明の第１１の態様によれば、前
記第１から第７までの態様に係る点火制御装置におい
て、前記内燃機関は成層燃焼を行う筒内直接噴射式火花
点火機関であり、成層燃焼を行うべき運転領域にあって
も該休止時間が所定値以上となるときには均質燃焼を行
う。

【００１８】

【発明の実施の形態】以下、添付図面を参照して本発明
の実施形態について説明する。

【００１９】図１は、本発明の一実施形態に係る点火制
御装置を備えた電子制御式内燃機関の全体概要図であ
る。内燃機関１は、車両搭載用の筒内直接噴射式直列４
気筒４ストロークサイクルレシプロガソリン機関であっ
て均質燃焼及び成層燃焼を行うものである。機関１は、
シリンダブロック２及びシリンダヘッド３を備えてい
る。シリンダブロック２には、上下方向へ延びる４個の
気筒４が紙面の厚み方向へ並設され、各気筒４内には、
ピストン５が往復動可能に収容されている。各ピストン
５は、コネクティングロッド６を介し共通のクランクシ
ャフト７に連結されている。各ピストン５の往復運動
は、コネクティングロッド６を介してクランクシャフト
７の回転運動に変換される。

【００２０】シリンダブロック２とシリンダヘッド３と
の間において、各ピストン５の上側は燃焼室８となって
いる。シリンダヘッド３には、その両外側面と各燃焼室
８とを連通させる吸気ポート９及び排気ポート１０がそ
れぞれ設けられている。これらのポート９及び１０を開
閉するために、シリンダヘッド３には吸気バルブ１１及
び排気バルブ１２がそれぞれ略上下方向への往復動可能
に支持されている。また、シリンダヘッド３において、
各バルブ１１，１２の上方には、吸気側カムシャフト１
３及び排気側カムシャフト１４がそれぞれ回転可能に設
けられている。カムシャフト１３及び１４には、バルブ
１１及び１２を駆動するためのカム１５及び１６が取り
付けられている。カムシャフト１３及び１４の端部にそ
れぞれ設けられたタイミングプーリ１７及び１８は、ク
ランクシャフト７の端部に設けられたタイミングプーリ
１９へタイミングベルト２０により連結されている。

【００２１】吸気ポート９には、エアクリーナ３１、ス
ロットルバルブ３２、サージタンク３３、吸気マニホル
ド３４等を備えた吸気通路３０が接続されている。機関
１外部の空気（外気）は、燃焼室８へ向けて吸気通路３
０の各部３１，３２，３３及び３４を順に通過する。な
お、本実施形態におけるスロットルバルブ３２は、いわ
ゆる電子スロットルであり、運転席のアクセルペダルと
直接機械的に結合されておらず、スロットルモータ３７
によって駆動せしめられる。

【００２２】また、シリンダヘッド３には、各燃焼室８
へ向けて燃料を噴射する燃料噴射弁４０が取付けられて
いる。燃料は、燃料タンク４１に貯蔵されており、そこ
から燃料ポンプ４２によりくみ上げられ、燃料配管４３
を経て、機関により駆動される高圧ポンプ４４により昇
圧されて燃料噴射弁４０に供給される。燃料噴射弁４０
から噴射される燃料は、吸気通路３０、吸気ポート９及
び吸気バルブ１１を介して燃焼室８へ導入される空気と
燃焼室８において合流して混合気となる。そして、均質
燃焼を行う場合には吸気行程で噴射が行われる一方、成
層燃焼を行う場合には圧縮行程で噴射が行われる。

【００２３】この混合気に着火するために、シリンダヘ
ッド３にはスパークプラグ５０が取付けられている。各
気筒には、各気筒毎に独立してスパークプラグ５０に結
合するイグナイタ内蔵点火コイル５２が設けられてい
る。点火時には、点火信号を受けた各気筒毎のイグナイ
タ内蔵点火コイル５２内でイグナイタが１次電流の通電
及び遮断を制御し、２次電流がスパークプラグ５０に供
給される。均質燃焼の場合、吸気行程噴射により燃焼室
８内に均一な混合気が形成された後に点火が行われる。
一方、成層燃焼の場合、圧縮行程噴射により噴射された
燃料がスパークプラグ５０付近に多くあってその部分の
混合気のみがリッチな状態にあるときに点火が行われ、
その炎によって周辺のリーンな混合気の部分も燃焼する
こととなる。

【００２４】燃焼した混合気は、排気ガスとして排気バ
ルブ１２を介して排気ポート１０に導かれる。排気ポー
ト１０には、排気マニホルド６１、触媒コンバータ６２
等を備えた排気通路６０が接続されている。触媒コンバ
ータ６２には、不完全燃焼成分であるＨＣ（炭化水素）
及びＣＯ（一酸化炭素）の酸化と、空気中の窒素と燃え
残りの酸素とが反応して生成されるＮＯ_x（窒素酸化
物）の還元とを同時に促進する三元触媒が収容されてい
る。こうして触媒コンバータ６２において浄化された排
気ガスが大気中に排出される。

【００２５】機関１には各種のセンサが取付けられてい
る。シリンダブロック２には、機関１の冷却水の温度を
検出するための水温センサ７４が取付けられている。吸
気通路３０には、吸入空気流量を検出するためのエアフ
ローメータ７０が取り付けられている。吸気通路３０に
おいて、スロットルバルブ３２の近傍には、その軸の回
動角度を検出するスロットル開度センサ７２とアクセル
踏み込み量（アクセル開度）を検出するアクセル開度セ
ンサ７７とが設けられている。カムシャフト１３には、
クランク角（ＣＡ）に換算して７２０°ＣＡごとに基準
位置検出用パルスを発生させるクランク基準位置センサ
８０が設けられている。また、クランクシャフト７に
は、３０°ＣＡごとに回転速度検出用パルスを発生させ
るクランク角センサ８１が設けられている。

【００２６】図２は、スパークプラグ５０、イグナイタ
内蔵点火コイル５２及びバッテリ５６から構成される点
火装置の回路構成を示す図である。イグナイタ内蔵点火
コイル５２内の点火コイル５３の一次巻線５３ａの一端
及び二次巻線５３ｂの一端は、バッテリ５６の正電極に
接続されている。一次巻線５３ａの他端は、イグナイタ
内蔵点火コイル５２内のイグナイタとしてのスイッチン
グ用トランジスタ５４のコレクタに接続されている。そ
のトランジスタ５４のエミッタは接地され、そのベース
には点火信号が印加されるように構成されている。二次
巻線５３ｂの他端は、スパークプラグ５０の中心電極５
０ａに接続されている。スパークプラグ５０の外側電極
５０ｂは、接地されている。この回路において、まず、
点火信号がハイとなり、トランジスタ５４がオンする
と、点火コイル一次巻線５３ａに電流が流れる。次い
で、点火信号がロウとされてトランジスタ５４がオフに
されることにより一次電流が遮断されると、点火コイル
５３の二次巻線５３ｂに高電圧が誘起され、その結果、
スパークプラグ５０にて火花放電が起こる。

【００２７】図１及び図２における電子制御装置（ＥＣ
Ｕ）９０は、燃料噴射制御、点火制御、スロットル制御
等を実行するマイクロコンピュータシステムである。Ｅ
ＣＵ９０においては、各種制御のための前処理として、
吸入空気流量信号、スロットル開度信号、アクセル開度
信号、冷却水温信号及びバッテリ電圧信号が、一定クラ
ンク回転角毎に実行されるＡＤ変換ルーチンによって取
り込まれ、それぞれ吸入空気流量データＧＡ、スロット
ル開度データＴＡ、アクセル開度データＡＣＰ、冷却水
温データＴＨＷ及びバッテリ電圧データＶ_Bとしてメモ
リの所定領域に格納される。また、クランク角センサ８
１のパルス信号が入力される毎に、そのパルス間隔から
図示しないルーチンにより機関回転速度が算出され、機
関回転速度データＮＥとしてメモリの所定領域に格納さ
れる。また、ＧＡ／ＮＥなる演算が周期的に行われ、吸
気量回転速度比データＧＮとしてメモリの所定領域に格
納される。

【００２８】ＥＣＵ９０は、燃料噴射制御及び点火制御
において、基本的に、高負荷・高速回転時には吸気行程
噴射及び一回点火を選択して均質燃焼を実行することに
より出力の向上を図る一方、低負荷・低速回転時には圧
縮行程噴射及び多重点火を選択して成層燃焼を実行する
ことにより燃料消費率の向上を図る。

【００２９】図３は、点火信号及び火花電流のタイムチ
ャートであって、（Ａ）は一回点火の場合、（Ｂ）は多
重点火の場合を示す。一回点火の場合には、同図（Ａ）
に示されるように、点火信号が１回だけオン・オフされ
ることにより、火花が１回だけ発生する。均質燃焼の場
合には、筒内全体が可燃濃度の混合気によって満たされ
た状態にあるときに点火することとなるため、一回点火
で充分な着火性が確保される。一方、多重点火の場合に
は、同図（Ｂ）に示されるように、点火信号が複数回
（図の例では３回）オン・オフされて複数の火花が発生
する。成層燃焼の場合には、スパークプラグ近傍が可燃
濃度の混合気で覆われる時期が限られるとともに、その
時期がサイクル間で変動するため、かかる多重点火が必
要となってくる。

【００３０】ここで、図３における時刻ｔ₀から時刻ｔ
₁までの時間、すなわちバッテリ電圧の点火コイル一次
側への印加を指令する点火信号がオンに維持される時間
を通電時間ｔ_eと呼ぶこととする。また、時刻ｔ₁から
時刻ｔ₂までの時間、すなわち点火信号がオフに維持さ
れる時間を放電時間ｔ_dと呼ぶこととする。さらに、時
刻ｔ₂から時刻ｔ₃までの時間、すなわち点火信号が再
びオンに維持される時間を休止時間ｔ_wと呼ぶこととす
る。多重点火では、通電時間ｔ_eの後に放電時間ｔ_dと
休止時間ｔ_wとの組み合わせが少なくとも１回設けられ
ることとなる。図３（Ｂ）の例は３回点火であるため、
時刻ｔ₃から時刻ｔ₄までの時間は放電時間ｔ_dとな
り、時刻ｔ₄から時刻ｔ₅までの時間は休止時間ｔ_wと
なる。

【００３１】バッテリ電圧が低下してくると、バッテリ
電圧の印加を開始してから点火コイルにエネルギが蓄積
されるまでに要する時間が増大する。一回点火の場合も
多重点火の場合も、通電時間ｔ_eはバッテリ電圧に応じ
て設定され、バッテリ電圧が低くなると通電時間ｔ_eは
長く設定される。多重点火の場合、休止時間ｔ_wも、通
電時間ｔ_eと同様に、バッテリから点火コイルへのエネ
ルギ蓄積時間である。したがって、休止時間ｔ_wを一定
にすると、バッテリ電圧が低い場合、２回目以降の点火
に関しては、充分な二次電流すなわち火花を発生させる
ことが困難となり、混合気の着火性が悪化し、失火が発
生する。

【００３２】そこで、本発明は、バッテリ電圧が低いと
きには、通電時間ｔ_eばかりではなく、休止時間ｔ_wを
も長く設定することにより、多重点火における２回目以
降の点火に際しても充分な火花の発生を確保しようとい
うものである。特に、本実施形態においては、バッテリ
電圧が低いほど休止時間ｔ_wを長く設定する。すなわ
ち、本実施形態では、通電時間ｔ_e、放電時間ｔ_d及び
休止時間ｔ_wは、バッテリ電圧Ｖ_Bに対して図４に示さ
れる関係を有する。放電時間ｔ_dとしてはバッテリ電圧
Ｖ_Bと関わりなく一定値が採用される。一方、バッテリ
電圧Ｖ_Bと通電時間ｔ_eとの関係、及びバッテリ電圧Ｖ
_Bと休止時間ｔ_wとの関係は、マップ化されて予め記憶
されている。

【００３３】図５は、点火制御ルーチンの処理手順を示
すフローチャートである。本ルーチンは、本実施形態で
は４気筒機関のため、１８０°ＣＡ周期で実行される。
まず、ステップ１０２では、成層燃焼を行うべき低負荷
・低速回転の運転領域にあるか、又は均質燃焼を行うべ
き高負荷・高速回転の運転領域にあるか、が判別され
る。ただし、機関冷却水温ＴＨＷが低い場合には、均質
燃焼が選択される。なお、機関負荷としては、吸気量回
転速度比（機関１回転当たりの吸入空気量）ＧＮ又はア
クセル開度ＡＣＰが使用される。

【００３４】次いで、ステップ１０４では、点火時期ｔ
₁（図３（Ａ）又は（Ｂ）参照）が決定される。すなわ
ち、均質燃焼を行うべき運転領域にあるときには、均質
燃焼用の所定のマップに基づく補間演算により、吸気量
回転速度比（機関負荷）ＧＮと回転速度ＮＥとに応じた
点火時期ｔ₁が決定される。一方、成層燃焼を行うべき
運転領域にあるときには、成層燃焼用の所定のマップに
基づく補間演算により、アクセル開度（機関負荷）ＡＣ
Ｐと回転速度ＮＥとに応じた点火時期ｔ₁が決定され
る。

【００３５】次いで、ステップ１０６では、図４に示さ
れる、バッテリ電圧Ｖ_Bと通電時間ｔ_eとの関係を表す
マップに基づく補間演算により、バッテリ電圧Ｖ_Bに応
じた通電時間ｔ_e（図３（Ａ）又は（Ｂ）参照）が決定
される。なお、本実施形態では、一回点火を行う均質燃
焼運転領域と多重点火を行う成層燃焼運転領域とで共通
の通電時間ｔ_eが採用されるが、運転領域ごとに設定さ
れてもよい。かくして、一回点火の場合も多重点火の場
合も、バッテリ電圧Ｖ_Bが低いほど、通電時間ｔ_eは長
くされる。

【００３６】次いで、ステップ１０８及び１１０では、
成層燃焼を行うべき運転領域にあるときのみ、休止時間
ｔ_wが決定される。すなわち、図４に示される、バッテ
リ電圧Ｖ_Bと休止時間ｔ_wとの関係を表すマップに基づ
く補間演算により、バッテリ電圧Ｖ_Bに応じた休止時間
ｔ_w（図３（Ｂ）参照）が決定される。かくして、多重
点火の場合に使用される休止時間ｔ_wは、バッテリ電圧
Ｖ_Bが低いほど長くされる。

【００３７】最後のステップ１１２では、点火信号が形
成され出力される。すなわち、均質燃焼運転領域にあっ
ては、決定された点火時期ｔ₁及び通電時間ｔ_eに基づ
いて、図３（Ａ）に示される如き一回点火用の点火信号
が形成され出力される。一方、成層燃焼運転領域にあっ
ては、決定された点火時期ｔ₁、通電時間ｔ_e及び休止
時間ｔ_wに基づいて、図３（Ｂ）に示される如き多重点
火用の点火信号が形成され出力される。なお、多重点火
の場合の放電時間ｔ_dとしては、一定値が使用される。

【００３８】上述の実施形態では、バッテリ電圧Ｖ_Bに
対して休止時間ｔ_wをリニアに変化させているが、バッ
テリ電圧Ｖ_Bが低いときに休止時間ｔ_wを長く設定する
ことに関しては、種々の方法が考えられる。

【００３９】例えば、点火コイルの定数で決まる必要充
電時間Ｔ_Cをバッテリ電圧Ｖ_Bに応じて求め、この必要
充電時間Ｔ_Cが確保されるように休止時間ｔ_wを決定す
ることができる。すなわち、Ｌ₁を点火コイル一次側イ
ンダクタンス、Ｒ₁を点火コイル一次側抵抗、Ｉを２回
目以降の放電に必要な一次電流、とおけば、ＬＲ回路の
過渡状態における関係式として、Ｉ＝（Ｖ_B／Ｒ₁）〔１−ｅｘｐ（−Ｔ_CＲ₁／
Ｌ₁）〕が成立する。これを変形すると、Ｔ_C＝−（Ｌ₁／Ｒ₁）ｌｏｇ_e（１−Ｒ₁Ｉ／Ｖ_B）が得られる。このＴ_Cに基づく休止時間ｔ_wは、図６の
曲線ＣＲＶ₁の如く表される。

【００４０】また、図６の曲線ＣＲＶ₂に示されるよう
に、バッテリ電圧Ｖ_Bが所定値Ｖ₁以下であるときに、
バッテリ電圧Ｖ_Bに応じて、バッテリ電圧Ｖ_Bが低いほ
ど休止時間ｔ_wを長く設定する一方、Ｖ_B＞Ｖ₁のとき
には休止時間ｔ_wを一定値に固定するようにしてもよ
い。

【００４１】さらには、バッテリ電圧Ｖ_Bと休止時間ｔ
_wとの関係を定めたマップを設けることなく実現するこ
とも可能である。すなわち、バッテリ電圧Ｖ_Bが所定値
以下であるときに、通常時の休止時間ｔ_wに補正係数
（例えば、２倍）を乗じることで通常時の設定時間より
も長い時間に補正することができる。

【００４２】以上の説明では、放電時間ｔ_dについて
は、単に一定値として説明してきたが、燃焼変動との関
係から次のように設定することが好ましい。すなわち、
成層燃焼時における放電時間ｔ_dと燃焼変動との関係を
示すと、図７に示されるようになる。この図から判るよ
うに、放電時間ｔ_dが０．５ｍｓよりも小さくなると、
失火しやすくなり、燃焼変動が急に大きくなる。また、
放電時間ｔ_dが１．０ｍｓよりも大きくなると、燃焼は
安定状態に入る。したがって、放電時間ｔ_dは、好まし
くは０．５ｍｓ以上であり、より好ましくは１ｍｓ以上
である。

【００４３】また、上述の実施形態では、成層燃焼運転
領域においてバッテリ電圧が低下しているときには、休
止時間ｔ_wを長くして多重点火を行っているが、休止時
間ｔ _wがある程度長くなると、点火間隔が開き過ぎて多
重点火の効果が得られなくなる場合が起こりうる。そこ
で、他の実施形態としては、休止時間ｔ_wが所定値以上
となるときに、点火時期を遅角させるとともに多重点火
から一回点火へ切り替えてもよい。点火時期の充分な遅
角により、失火し難くなり、もはや多重点火の必要性も
排除されるからである。また、別の実施形態としては、
休止時間ｔ_wが所定値以上となるときに、成層燃焼から
均質燃焼へと切り替えてもよい。均質燃焼とすることに
より、燃費は犠牲になるが、失火を確実に回避すること
ができるからである。

【００４４】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
バッテリを利用した点火を行うとともに運転領域に応じ
て多重点火を行う内燃機関において、多重点火を行うべ
き運転領域にあるときに、バッテリ電圧の低下に起因し
て着火性が低下し、その結果、失火が発生してエミッシ
ョンの増加やドライバビリティの悪化が生ずるという事
態を回避することが可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施形態に係る点火制御装置を備え
た電子制御式内燃機関の全体概要図である。

【図２】点火装置の回路図である。

【図３】点火信号及び火花電流のタイムチャートであっ
て、（Ａ）は一回点火の場合、（Ｂ）は多重点火の場合
を示す。

【図４】バッテリ電圧Ｖ_Bに対する通電時間ｔ_e、放電
時間ｔ_d及び休止時間ｔ_wの設定を示す図である。

【図５】点火制御ルーチンの処理手順を示すフローチャ
ートである。

【図６】休止時間ｔ_wの他の設定例を示す図である。

【図７】成層燃焼時における放電時間ｔ_dと燃焼変動と
の関係を示す特性図である。

【符号の説明】

１…筒内直接噴射式直列４気筒４ストロークサイクルレ
シプロガソリン機関２…シリンダブロック３…シリンダヘッド４…気筒５…ピストン６…コネクティングロッド７…クランクシャフト８…燃焼室９…吸気ポート１０…排気ポート１１…吸気バルブ１２…排気バルブ１３…吸気側カムシャフト１４…排気側カムシャフト１５…吸気側カム１６…排気側カム１７，１８，１９…タイミングプーリ２０…タイミングベルト３０…吸気通路３１…エアクリーナ３２…スロットルバルブ３３…サージタンク３４…吸気マニホルド３７…スロットルモータ４０…燃料噴射弁４１…燃料タンク４２…燃料ポンプ４３…燃料配管４４…高圧ポンプ５０…スパークプラグ５２…イグナイタ内蔵点火コイル５３…点火コイル５４…トランジスタ５６…バッテリ６０…排気通路６１…排気マニホルド６２…触媒コンバータ７０…エアフローメータ７２…スロットル開度センサ７４…水温センサ７７…アクセル開度センサ８０…クランク基準位置センサ８１…クランク角センサ９０…電子制御装置（ＥＣＵ）

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献特開平９−112398（ＪＰ，Ａ) 特開平11−2173（ＪＰ，Ａ) 特開平５−223049（ＪＰ，Ａ) 特公昭38−19667（ＪＰ，Ｂ１) 特表平７−500172（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) F02P 3/045 F02B 23/10 F02D 41/02 F02P 9/00 F02P 15/10

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】バッテリ電圧の点火コイル一次側への印
加を指令する点火信号がオンに維持される通電時間の後
に、該点火信号がオフに維持される放電時間と該点火信
号が再びオンに維持される休止時間との組み合わせを少
なくとも１回設けることにより、点火コイル二次側に接
続されたスパークプラグでの火花放電を複数回発生させ
る多重点火を、運転領域に応じて行う内燃機関の点火制
御装置であって、該バッテリの電圧を検出するバッテリ電圧検出手段と、多重点火を行うべき運転領域にある場合において、前記
バッテリ電圧検出手段によって検出されるバッテリ電圧
が低いときには、該休止時間を長く設定する点火信号変
更手段と、を設け、前記点火信号変更手段は、該バッテリ電圧が低
いほど該休止時間を長く設定するものであり、Ｔ C ＝−（Ｌ 1 ／Ｒ 1 ）ｌｏｇ e （１−Ｒ 1 Ｉ／Ｖ B ）ここで、Ｌ 1 は点火コイル一次側インダクタンス、Ｒ 1 は点火コイル一次側抵抗、Ｉは２回目以降の放電に必要な一次電流、Ｖ B はバッテリ電圧、なる演算から求められる必要充電時間Ｔ C に基づいて該
休止時間を算出することを特徴とする、内燃機関の点火
制御装置。
【請求項２】バッテリ電圧の点火コイル一次側への印
加を指令する点火信号がオンに維持される通電時間の後
に、該点火信号がオフに維持される放電時間と該点火信
号が再びオンに維持される休止時間との組み合わせを少
なくとも１回設けることにより、点火コイル二次側に接
続されたスパークプラグでの火花放電を複数回発生させ
る多重点火を、運転領域に応じて行う内燃機関の点火制
御装置であって、該バッテリの電圧を検出するバッテリ電圧検出手段と、多重点火を行うべき運転領域にある場合において、前記
バッテリ電圧検出手段によって検出されるバッテリ電圧
が低いときには、該休止時間を長く設定する点火信号変
更手段と、を設け、前記点火信号変更手段は、該休止時間が所定値
以上となるときには、点火時期を遅角するとともに多重
点火から一回点火へと切り替えることを特徴とする、内
燃機関の点火制御装置。
【請求項３】バッテリ電圧の点火コイル一次側への印
加を指令する点火信号がオンに維持される通電時間の後
に、該点火信号がオフに維持される放電時間と該点火信
号が再びオンに維持される休止時間との組み合わせを少
なくとも１回設けることにより、点火コイル二次側に接
続されたスパークプラグでの火花放電を複数回発生させ
る多重点火を、運転領域に応じて行う内燃機関の点火制
御装置であって、該バッテリの電圧を検出するバッテリ電圧検出手段と、多重点火を行うべき運転領域にある場合において、前記
バッテリ電圧検出手段によって検出されるバッテリ電圧
が低いときには、該休止時間を長く設定する点火信号変
更手段と、を設け、前記内燃機関は成層燃焼を行う筒内直接噴射式
火花点火機関であり、成層燃焼を行うべき運転領域にあ
っても該休止時間が所定値以上となるときには均質燃焼
を行うことを特徴とする、内燃機関の点火制御装置。
【請求項４】前記点火信号変更手段は、該バッテリ電
圧が所定値以下であるときに、該バッテリ電圧に応じ
て、該バッテリ電圧が低いほど該休止時間を長く設定す
る、請求項２又は請求項３に記載の内燃機関の点火制御
装置。
【請求項５】前記点火信号変更手段は、該バッテリ電
圧が所定値以下であるときに、該休止時間を通常時の設
定時間よりも長い時間に補正する、請求項２又は請求項
３に記載の内燃機関の点火制御装置。
【請求項６】前記点火信号変更手段は、該放電時間を
０．５ｍｓ以上に設定する、請求項１から請求項３まで
のいずれか１項に記載の内燃機関の点火制御装置。
【請求項７】前記点火信号変更手段は、該放電時間を
１ｍｓ以上に設定する、請求項６に記載の内燃機関の点
火制御装置。
【請求項８】前記内燃機関は、成層燃焼を行う筒内直
接噴射式火花点火機関である、請求項１又は請求項２の
いずれか１項に記載の内燃機関の点火制御装置。
【請求項９】成層燃焼を行うべき運転領域にあるとき
にのみ多重点火が行われる、請求項８に記載の内燃機関
の点火制御装置。