特許 6709151 点火制御システム及び点火制御装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6709151

(24)【登録日】2020年5月26日

(45)【発行日】2020年6月10日

(54)【発明の名称】点火制御システム及び点火制御装置

(51)【国際特許分類】

   F02P 9/00 20060101AFI20200601BHJP

   F02P 13/00 20060101ALI20200601BHJP

   H01T 13/52 20060101ALI20200601BHJP

【ＦＩ】

   F02P9/00 302Z

   F02P13/00 301J

   H01T13/52

【請求項の数】12

【全頁数】19

(21)【出願番号】特願2016-243190(P2016-243190)

(22)【出願日】2016年12月15日

(65)【公開番号】特開2018-96316(P2018-96316A)

(43)【公開日】2018年6月21日

【審査請求日】2019年10月3日

(73)【特許権者】

【識別番号】000004260

【氏名又は名称】株式会社デンソー

(73)【特許権者】

【識別番号】000004695

【氏名又は名称】株式会社ＳＯＫＥＮ

(74)【代理人】

【識別番号】100121821

【弁理士】

【氏名又は名称】山田 強

(74)【代理人】

【識別番号】100139480

【弁理士】

【氏名又は名称】日野 京子

(74)【代理人】

【識別番号】100125575

【弁理士】

【氏名又は名称】松田 洋

(74)【代理人】

【識別番号】100175134

【弁理士】

【氏名又は名称】北 裕介

(72)【発明者】

【氏名】若杉 亮太

(72)【発明者】

【氏名】杉浦 明光

(72)【発明者】

【氏名】青木 文明

【審査官】 小林 勝広

(56)【参考文献】

【文献】 国際公開第２０１３／０９９６７２（ＷＯ，Ａ１）

【文献】 特開２０１４−０４３８５９（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｆ０２Ｐ １／００− ３／１２、 ７／００−１７／１２

Ｈ０１Ｔ ７／００−２３／００

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

エンジン（１１）に取り付けられ、筒状の接地電極（１９３）と、前記接地電極の内側に保持されるとともに、前記接地電極よりも先端側へ突出した突出部（１９２Ａ）を有する筒状の絶縁碍子（１９２）と、前記絶縁碍子の内側に保持されるとともに前記絶縁碍子から露出した中心電極（１９１）と、を備える点火プラグ（１９）と、
一次コイル（３１１Ａ）及び二次コイル（３１１Ｂ）を具備し、前記二次コイルにより前記点火プラグに二次電圧を印加する点火コイル（３１１）と、
前記一次コイルへ一次電流の導通を行わせた後に前記一次電流の遮断を行わせることで、前記絶縁碍子の表面に沿うように沿面放電を発生させる沿面放電制御と、前記沿面放電制御を実施させて以降に、前記一次コイルへ一次電流の導通を行わせることで前記点火プラグに発生している前記沿面放電を停止させ、前記絶縁碍子から離れた位置で放電が生じる気中放電に移行させるために必要な時間としての放電停止期間が経過した後に前記一次電流の遮断を行わせる気中放電移行制御と、を前記エンジンの１燃焼サイクル中に実施させる一次電流制御部（３２）と、
を備える点火制御システム。

【請求項2】

前記放電停止期間は、前記エンジンの運転状態に応じて可変に設定される請求項１に記載の点火制御システム。

【請求項3】

前記放電停止期間は、前記エンジンの運転状態に応じて前記放電停止期間を定めたマップに基づいて設定される請求項１又は２に記載の点火制御システム。

【請求項4】

前記放電停止期間は、前記エンジンの負荷が高いほど、あるいは、前記エンジンの回転速度が高いほど、短く設定される請求項１乃至３のいずれか１項に記載の点火制御システム。

【請求項5】

前記エンジンの燃焼室（１１ｂ）内を流れる気体の流速を検出する流速検出部を備え、
前記放電停止期間は、前記流速検出部により検出される前記流速に応じて可変に設定される請求項１又は２に記載の点火制御システム。

【請求項6】

前記放電停止期間は、前記流速検出部により検出される前記気体の流速が高いほど、短く設定される請求項５に記載の点火制御システム。

【請求項7】

前記放電停止期間は、前記点火プラグに前記沿面放電が生じることで発生した電荷が、前記接地電極の径方向の内側端部に到達する時間から前記接地電極の径方向の外側端部に到達する時間までの範囲内で設定される請求項１乃至６のいずれか１項に記載の点火制御システム。

【請求項8】

前記エンジンの燃焼室（１１ｂ）内を流れる気体の流速を検出する流速検出部（５０）を備え、
前記放電停止期間は、前記接地電極の内径から前記絶縁碍子の径を引いた差を前記流速検出部により検出される前記流速で割った値から、前記接地電極の外径から前記絶縁碍子の径を引いた差を前記流速検出部により検出される前記流速で割った値までの範囲内で設定される請求項１，２，５，６のいずれか１項に記載の点火制御システム。

【請求項9】

前記点火プラグで生じている放電が、前記絶縁碍子の表面から離れた位置で放電が生じる気中放電であるか否かを判定する気中放電判定部（３２）を備え、
前記一次電流制御部は、前記気中放電判定部により前記点火プラグで生じている前記放電が前記気中放電であると判定されるまで前記気中放電移行制御を繰り返し、前記気中放電判定部により前記点火プラグで生じている前記放電が前記気中放電であると判定された場合に以降の前記気中放電移行制御を終了し、前記一次電流の遮断を行わせる請求項１乃至８のいずれか１項に記載の点火制御システム。

【請求項10】

前記放電停止期間は、前記気中放電判定部により前記点火プラグで生じている前記放電が前記気中放電ではないと判定されたことを条件として、現在の前記放電停止期間よりも短く設定される請求項９に記載の点火制御システム。

【請求項11】

前記一次コイルに印加される一次電圧、及び、前記点火プラグに印加される二次電圧の少なくとも一方の電圧値を検出する電圧値検出部（３１４）を備え、
前記気中放電判定部は、前記一次電流制御部により前記一次電流の遮断が行われることで生じる最初の最大ピーク後の前記電圧値の絶対値が、前記沿面放電を維持するために必要な前記電圧値の絶対値よりも大きく設定された閾値よりも大きくなったことを条件として、前記点火プラグで生じている放電は前記気中放電であると判定する請求項９又は１０に記載の点火制御システム。

【請求項12】

筒状の接地電極（１９３）と、前記接地電極の内側に保持されるとともに、前記接地電極よりも先端側へ突出した突出部（１９２Ａ）を有する筒状の絶縁碍子（１９２）と、前記絶縁碍子の内側に保持されるとともに前記絶縁碍子から露出した中心電極（１９１）と、を備える点火プラグ（１９）と、一次コイル（３１１Ａ）及び二次コイル（３１１Ｂ）を具備し、前記二次コイルにより前記点火プラグに二次電圧を印加する点火コイル（３１１）と、を備えるエンジン（１１）に適用される点火制御装置（３２）であって、
前記一次コイルへ一次電流の導通を行わせた後に前記一次電流の遮断を行わせることで、前記絶縁碍子の表面に沿うように沿面放電を発生させる沿面放電制御と、前記沿面放電制御を実施させて以降に、前記一次コイルへ一次電流の導通を行わせることで前記点火プラグに発生している前記沿面放電を停止させ、前記絶縁碍子から離れた位置で放電が生じる気中放電に移行させるために必要な時間としての放電停止期間が経過した後に前記一次電流の遮断を行わせる気中放電移行制御と、を前記エンジンの１燃焼サイクル中に実施させる一次電流制御部を備える点火制御装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、内燃機関に用いられる点火制御システムと、点火制御装置に関する。

【背景技術】

【0002】

内燃機関（以下、エンジンと呼称）に備わる点火装置は、電源に接続された一次コイルに一次電流を通電して点火コイルに磁気エネルギを蓄える。そして、一次電流を遮断した際に二次コイルに発生した電圧を点火プラグの中心電極に印加することで中心電極と接地電極との間に火花放電を生じさせている。点火プラグには、筒状の接地電極の内側に、先端が突出するように筒状の絶縁碍子が配置され、さらに絶縁碍子の内側に、中心電極が配置されているものがある。この点火プラグを備える点火装置では、火花放電の経路に電圧を印加することで、絶縁碍子の表面を這うように沿面放電が生じる。このとき、沿面放電が絶縁碍子の表面を沿ったままでは、絶縁碍子での放電の冷却エネルギ損失が大きく、可燃混合気へのエネルギ伝達効率が低下し、可燃混合気の着火性が悪化するおそれがある。

【0003】

この対策として、特許文献１に開示される点火プラグでは、接地電極に中心電極までの距離が最短となる最短放電形成部位が設けられており、最短放電形成部位において沿面放電が開始されやすくなる。中心電極と最短放電形成部位との並び方向が気流の方向と直交するように、点火プラグをエンジンに取り付けることで、最短放電形成部位を起点にして形成された沿面放電の方向が燃焼室内を流れる気流の方向と略直交することとなる。したがって、点火プラグで生じた沿面放電が燃焼室内を流れる気流によって、点火プラグに火花放電が継続して生じた状態で効率的に引き伸ばされ、高い確率で沿面放電を絶縁碍子表面から引き離すことが可能となるとしている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【特許文献1】特開２０１６−５８１９６号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

しかしながら、エンジンの回転数や負荷などの運転状態や、点火時期におけるピストンの位置などで、燃焼室内を流れる気流の方向は常に一定とはなるとは限らない。つまり、特許文献１に記載の点火プラグでは、燃焼室内を流れる気流の方向が、常に点火プラグで生じる放電に対して垂直方向となるとは限らない。このため、気流の流れる方向が、点火プラグで生じる放電の方向に対する垂直方向から大きくずれるほど、点火プラグで生じた放電が燃焼室内を流れる気流に煽られにくくなり、ひいては放電が伸長しにくくなると考えられる。

【0006】

本発明は、前記課題を解決するためになされたものであり、その主たる目的は、点火プラグの構成を変更することなく、点火プラグで生じた放電の冷却損失を抑制することが可能な点火制御システムと、点火制御装置と、を提供することにある。

【課題を解決するための手段】

【0007】

本発明は、点火制御システムであって、エンジンに取り付けられ、筒状の接地電極と、前記接地電極の内側に保持されるとともに、前記接地電極よりも先端側へ突出した突出部を有する筒状の絶縁碍子と、前記絶縁碍子の内側に保持される中心電極と、を備える点火プラグと、一次コイル及び二次コイルを具備し、前記二次コイルにより前記点火プラグに二次電圧を印加する点火コイルと、前記一次コイルへ一次電流の導通を行わせた後に前記一次電流の遮断を行わせることで、前記絶縁碍子の表面に沿うように沿面放電を発生させる沿面放電制御と、前記沿面放電制御を実施させて以降に、前記一次コイルへ一次電流の導通を行わせることで前記点火プラグに発生している前記沿面放電を停止させ、前記絶縁碍子から離れた位置で放電が生じる気中放電に移行させるために必要な時間としての放電停止期間が経過した後に前記一次電流の遮断を行わせる気中放電移行制御と、を前記エンジンの１燃焼サイクル中に実施させる一次電流制御部と、を備える。

【0008】

沿面放電は絶縁碍子の表面に沿うように生じるため、絶縁碍子での放電の冷却エネルギ損失が大きく、可燃混合気へのエネルギ伝達効率が低下し、可燃混合気の着火性が悪化するおそれがある。したがって、可燃混合気の着火性の悪化を抑制するため、放電を絶縁碍子表面から引き離す必要がある。

【0009】

このため、本点火制御システムでは一次電流制御部が備わっている。一次電流制御部では、まず沿面放電制御が実施されることで、点火プラグに沿面放電を発生させる。その後、一次コイルへ一次電流の導通を行わせることで点火プラグに発生している沿面放電が停止させられるとともに、一次コイルでのエネルギを蓄積する。沿面放電が発生することで、空気中の中性分子が電離し電荷が生じる。生じた電荷は、沿面放電の停止後も存在し、放電停止期間中はエンジンの燃焼室内の気流により、絶縁碍子から離れる方向に流れることになる。放電停止期間が経過した後に一次電流の遮断が行われることで発生する放電は、絶縁碍子から離れた位置に存在する電荷を通るように気中放電が生じる。このように、点火プラグの構成を変更することなく、気中放電移行制御を実施することで沿面放電を効率よく気中放電に移行させることが可能となる。その結果、点火プラグで生じる放電の冷却損失を抑制することが可能となる。

【図面の簡単な説明】

【0010】

【図1】本実施形態に係るエンジンシステムの概略構成図である。

【図2】図１に記載の点火回路ユニットの概略構成図である。

【図3】図１に記載の点火プラグの概略構成図である。

【図4】沿面放電が気中放電に移行する様子を模式的に表した図である。

【図5】放電停止期間を短く設定した気中放電移行制御を実施した場合の模式図である。

【図6】放電停止期間を長く設定した気中放電移行制御を実施した場合の模式図である。

【図7】エンジンの回転速度及び負荷の変化に応じて、放電停止期間をどのように設定するか示した図である。

【図8】エンジンの回転速度及び負荷の変化に応じて、放電制御時間をどのように設定するか示した図である。

【図9】本実施形態に係る電子制御ユニットが実施する制御フローチャートである。

【図10】燃焼室内を流れる気体の流速の変化に応じて、放電停止期間及び放電制御時間をどのように設定するか示した図である。

【図11】点火プラグについて、中心電極、接地電極、及び碍子の位置関係を示した模式図である。

【図12】別例に係る電子制御ユニットが実施する制御フローチャートである。

【図13】別例に係る放電制御の動作を示すタイムチャートである。

【図14】燃焼室内を流れる気体の気流の上流側で沿面放電が生じた状況において気中放電移行制御を繰り返し実施した場合の模式図である。

【図15】別例に係る電子制御ユニットが実施する制御フローチャートである。

【発明を実施するための形態】

【0011】

図１を参照すると、エンジンシステム１０は、火花点火式の内燃機関であるエンジン１１を備えている。このエンジンシステム１０は、エンジン１１の運転状態によって、可燃混合気の空燃比を理論空燃比に対してリッチ側又はリーン側に変更制御する。例えば、エンジン１１の運転状態が低回転低負荷の運転領域内にある場合には、可燃混合気の空燃比をリーン側に変更制御する。

【0012】

エンジン１１の本体部を構成するエンジンブロック１１ａの内部には、燃焼室１１ｂ及びウォータージャケット１１ｃが形成されている。エンジンブロック１１ａは、ピストン１２を往復移動可能に収容するように設けられている。ウォータージャケット１１ｃは、冷却液（冷却水ともいう）が通流可能な空間であって、燃焼室１１ｂの周囲を取り囲むように設けられている。

【0013】

エンジンブロック１１ａの上部であるシリンダヘッドには、吸気ポート１３及び排気ポート１４が、燃焼室１１ｂと連通可能に形成されている。また、シリンダヘッドには、吸気ポート１３と燃焼室１１ｂとの連通状態を制御するための吸気バルブ１５と、排気ポート１４と燃焼室１１ｂとの連通状態を制御するための排気バルブ１６と、吸気バルブ１５及び排気バルブ１６を所定のタイミングで開閉動作させるためのバルブ駆動機構１７と、が設けられている。

【0014】

吸気ポート１３には、吸気マニホールド２１ａが接続されている。この吸気マニホールド２１ａには、燃料供給系から高圧燃料が供給される電磁駆動式のインジェクタ１８が備わっている。このインジェクタ１８は、通電に伴い吸気ポート１３へ向かって燃料を噴射するポート噴射式の燃料噴射弁である。

【0015】

吸気マニホールド２１ａよりも吸気通流方向における上流側には、サージタンク２１ｂが配置されている。排気ポート１４には、排気管２２が接続されている。

【0016】

ＥＧＲ（Ｅｘｈａｕｓｔ Ｇａｓ Ｒｅｃｉｒｃｕｌａｔｉｏｎ）通路２３は、排気管２２とサージタンク２１ｂとを接続することで、排気管２２に排出された排出ガスの一部を吸気に導入可能に設けられている（以下、吸気に導入された排出ガスをＥＧＲガスと呼称）。ＥＧＲ通路２３には、ＥＧＲ制御バルブ２４が介装されている。ＥＧＲ制御バルブ２４は、その開度によってＥＧＲ率（燃焼室１１ｂ内に吸入される燃焼前のガスにおけるＥＧＲガスの混入割合）を制御可能に設けられている。

【0017】

吸気管２１における、サージタンク２１ｂよりも吸気通流方向における上流側には、スロットルバルブ２５が介装されている。スロットルバルブ２５は、その開度が、ＤＣモータ等のスロットルアクチュエータ２６の動作によって制御されるようになっている。また、吸気ポート１３の近傍には、スワール流やタンブル流を発生させるための気流制御バルブ２７が設けられている。

【0018】

排気管２２には、排出ガス中のＣＯ，ＨＣ，ＮＯｘ等を浄化するための三元触媒等の触媒４１が設けられ、この触媒４１の上流側には排出ガスを検出対象として可燃混合気の空燃比を検出するための空燃比センサ４０（リニアＡ／Ｆセンサ等）が設けられている。

【0019】

エンジンシステム１０は、点火回路ユニット３１、電子制御ユニット３２等を備えている。

【0020】

点火回路ユニット３１は、燃焼室１１ｂ内の可燃混合気に点火するための放電火花を点火プラグ１９にて発生させるように構成されている。電子制御ユニット３２は、いわゆるＥＣＵ（Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ Ｃｏｎｔｒｏｌ Ｕｎｉｔ）であって、クランク角センサ３３等の各種センサの出力に基づいて取得したエンジン１１の運転状態に応じて、インジェクタ１８及び点火回路ユニット３１を含む各部の動作を制御するようになっている。

【0021】

点火制御に関しては、電子制御ユニット３２は、取得したエンジン１１の運転状態に基づいて、点火信号ＩＧｔを生成及び出力するようになっている。かかる点火信号ＩＧｔは、燃焼室１１ｂ内のガスの状態及び必要とされるエンジン１１の出力（これらはエンジン１１の運転状態に応じて変化する）に応じた、最適な点火時期及び一次電流の通電時間を規定するものである。

【0022】

クランク角センサ３３は、エンジン１１の所定クランク角毎に（例えば３０°ＣＡ周期で）矩形状のクランク角信号を出力するためのセンサである。このクランク角センサ３３は、エンジンブロック１１ａに装着されている。冷却水温センサ３４は、ウォータージャケット１１ｃ内を通流する冷却液の温度である冷却水温を検出（取得）するためのセンサであって、エンジンブロック１１ａに装着されている。

【0023】

エアフローメータ３５は、吸入空気量（吸気管２１を通流して燃焼室１１ｂ内に導入される吸入空気の質量流量）を検出（取得）するためのセンサである。このエアフローメータ３５は、スロットルバルブ２５よりも吸気通流方向における上流側にて、吸気管２１に装着されている。吸気圧センサ３６は、吸気管２１内の圧力である吸気圧を検出（取得）するためのセンサであって、サージタンク２１ｂに装着されている。

【0024】

スロットル開度センサ３７は、スロットルバルブ２５の開度（スロットル開度）に対応する出力を生じるセンサであって、スロットルアクチュエータ２６に内蔵されている。アクセルポジションセンサ３８は、アクセル操作量に対応する出力を生じるように設けられている。

【0025】

＜点火回路ユニット周辺の構成＞
図２を参照すると、点火回路ユニット３１は、点火コイル３１１と、ＩＧＢＴ３１２と、電源部３１３と、電圧検出回路３１４と、が設けられている。

【0026】

点火コイル３１１は、一次コイル３１１Ａ、二次コイル３１１Ｂ及び鉄心３１１Ｃを備えている。一次コイル３１１Ａの第一端は、電源部３１３に接続されており、一次コイル３１１Ａの第二端は、ＩＧＢＴ３１２のコレクタ端子に接続されている。そして、ＩＧＢＴ３１２のエミッタ端子は接地側に接続されている。ＩＧＢＴ３１２の両端（コレクタ端子とエミッタ端子）には、ダイオード３１２ｄが並列に接続されている。

【0027】

また、一次コイル３１１Ａの第二端とＩＧＢＴ３１２のコレクタ端子との間には、一次コイル３１１Ａに印加される一次電圧Ｖ１を検出する電圧検出回路３１４が接続されている。電圧検出回路３１４は、一次コイル３１１Ａに印加される一次電圧Ｖ１を検出し、電子制御ユニット３２に出力する。したがって、電圧検出回路３１４は電圧値検出部に該当する。

【0028】

二次コイル３１１Ｂの第一端は、ダイオード３１６を介して、接地側に接続されている。なお、二次コイル３１１Ｂの第一端は、ダイオード３１６を介して一次コイル３１１Ａの第一端側に接続される構成であってもよい。ダイオード３１６は、接地側から二次コイル３１１Ｂにおける第二端側に向かう方向の電流の通流を禁止するとともに、二次電流（放電電流）を点火プラグ１９から二次コイル３１１Ｂに向かう方向に規定すべく、そのアノードが二次コイル３１１Ｂにおける第一端側に接続されている。

【0029】

二次コイル３１１Ｂの第二端は、点火回路ユニット３１近くに存在する点火プラグ１９に接続されている。

【0030】

点火プラグ１９について、図３を用いて概略的に構成を説明する。点火プラグ１９は、棒状の中心電極１９１と、筒状の碍子１９２（絶縁碍子に該当）と、筒状の接地電極１９３と、ハウジング１９４とを備える。接地電極１９３の内側に保持される碍子１９２は、中心電極１９１の外周を覆うように内側に保持することで、中心電極１９１とハウジング１９４及び接地電極１９３との電気絶縁性を確保している。碍子１９２の基端側は、ハウジング１９４によって加締め固定されている。碍子１９２の先端側は、接地電極１９３よりも先端側へ突出した突出部１９２Ａを形成している。中心電極１９１は、筒状の碍子１９２の内側に保持されるとともに、碍子１９２の突出部１９２Ａよりも先端側へ突出するように配置されており、接地電極１９３の表面から碍子１９２に沿って突出した中心電極１９１の先端に向かって伸びるように沿面グロー放電（以降、沿面放電と呼称）が生じる。

【0031】

電子制御ユニット３２は、前述の通り取得したエンジン１１の運転状態に基づいて点火信号ＩＧｔを生成しており、生成した点火信号ＩＧｔをＩＧＢＴ３１２のゲート端子へ出力することで、ＩＧＢＴ３１２に一次コイル３１１Ａへ流れる一次電流Ｉ１の導通を行わせる。そして、点火信号ＩＧｔをＩＧＢＴ３１２のゲート端子に出力してから第一所定時間の経過後に点火信号ＩＧｔの出力を停止することで、ＩＧＢＴ３１２に一次コイル３１１Ａへ流れる一次電流Ｉ１を遮断させる（以降、本制御を沿面放電制御と呼称）。これにより、二次コイル３１１Ｂに高電圧が誘起し、点火プラグ１９の放電電極間（接地電極１９３と中心電極１９１との間）で沿面放電が生じる。

【0032】

沿面放電は碍子１９２の表面に沿うように生じるため、放電の冷却エネルギ損失が大きく、可燃混合気へのエネルギ伝達効率が低下し、可燃混合気の着火性が悪化するおそれがある。したがって、可燃混合気の着火性の悪化を抑制するため、沿面放電から碍子１９２から離れた位置で放電する気中放電に移行させる必要がある。

【0033】

本実施形態にかかる電子制御ユニット３２は、沿面放電から気中放電に移行させる制御として沿面放電制御を実施して以降において、以下の気中放電移行制御を実施する。このため、電子制御ユニット３２は一次電流制御部に該当する。

【0034】

沿面放電制御を実施させてから（ＩＧＢＴ３１２に一次コイル３１１Ａへ流れる一次電流Ｉ１を遮断させてから）後に詳述する電荷が十分に生じることが想定される時間としての第二所定時間の経過後に、ＩＧＢＴ３１２に一次コイル３１１Ａへ一次電流Ｉ１の導通を行わせる。これにより、点火プラグ１９に発生している沿面放電が停止させられる。そして、放電停止期間の経過後にＩＧＢＴ３１２に一次コイル３１１Ａへ流れる一次電流Ｉ１を遮断させる。

【0035】

図４（ａ）に示されるように、点火プラグ１９で沿面放電が生じると、空気中に存在する中性分子が電離し、電荷が生じる。図４（ｂ）に示されるように、生じた電荷は、沿面放電の停止後も存在し、放電停止期間中は燃焼室１１ｂ内の気流により碍子１９２から離れる方向に流されることになる。そして、放電停止期間が経過した後にＩＧＢＴ３１２に一次電流Ｉ１を遮断させることで、図４（ｃ）に示されるように、碍子１９２から離れた位置に存在する電荷を通るように気中放電を生じさせることができる。

【0036】

ところで、放電停止期間が短く設定されている場合、図５に示されるように、ＩＧＢＴ３１２に一次コイル３１１Ａへの一次電流Ｉ１の導通を行わせてから放電停止期間が経過するまでに、気中放電を生じるために必要な距離を電荷は移動することができず、碍子１９２周辺に電荷が留まった状態であることが想定される。この場合、沿面放電を再度生じさせることになる。一方で、放電停止期間が長く設定されている場合、図６に示されるように、ＩＧＢＴ３１２に一次コイル３１１Ａへの一次電流Ｉ１の導通を行わせてから放電停止期間が経過するまでに、電荷が気流に流され碍子１９２からも接地電極１９３からも離れることが想定される。この場合、電荷を通るように放電を生じさせることが困難となり、再度沿面放電を生じさせることになるおそれがある。

【0037】

このように、放電停止期間は短くても長くても、沿面放電を気中放電に移行させることができないことが想定される。よって、効率よく気中放電に移行させるためには、電荷が碍子１９２から適度に離れた位置に流れたときに一次コイル３１１Ａに流れる一次電流Ｉ１が遮断されるように放電停止期間を設定する必要がある。放電停止期間中における電荷の移動速度は燃焼室１１ｂ内を流れる気体の流速ｖに依存しており、また、燃焼室１１ｂ内を流れる気体の流速ｖはエンジン１１の運転状態によって変動する関係にある。したがって、エンジン１１の運転状態から放電停止期間中における電荷の移動速度を把握することができる。このため、本実施形態では、エンジン１１の運転状態に応じて放電停止期間を定めたマップを予め電子制御ユニット３２に記憶させておき、気中放電移行制御を実施する前にマップを参照して現在のエンジン１１の運転状態に応じて放電停止期間を可変に設定する。

【0038】

例えば、エンジン１１の負荷が高いほど、燃焼室１１ｂ内を流れる気体の流速ｖは高くなる。エンジン１１の回転速度が高い場合も同様で、燃焼室１１ｂ内を流れる気体の流速ｖは高くなる。気体の流速ｖが高いほど、沿面放電が発生することで生じた電荷が早期に下流に流されることになる。したがって、予め記憶されるマップは、図７に示されるように、エンジン１１の回転速度が高いほど、あるいは、エンジン１１の負荷が高いほど、放電停止期間が短くなる関係性を有している。これにより、気体の流速ｖが高くなるエンジン１１の運転状態では、放電停止期間を短く設定することができる。このため、電荷が接地電極１９３や中心電極１９１から離れすぎる前にＩＧＢＴ３１２によって一次コイル３１１Ａに流れる一次電流Ｉ１を遮断させることができ、気中放電の発生確率を向上させることができる。

【0039】

点火プラグ１９において沿面放電が発生する位置と、燃焼室１１ｂ内の気流方向及び流速との関係によっては、上述の気中放電移行制御を一度実施するのみでは電荷を碍子１９２から十分に離すことができず、沿面放電を気中放電に移行させることができないおそれがある。このため、本実施形態では沿面放電制御が実施されてから所定の放電制御時間を経過するまで気中放電移行制御を繰り返し実施させる。これにより、電荷を碍子１９２から十分に離すことができる。ただし、気体の流速ｖが高くなるエンジン１１の運転状態では、早期に沿面放電から気中放電に移行することが想定される。このため、図８に示されるように、エンジン１１の回転速度が高いほど、あるいは、エンジン負荷が高いほど、放電制御時間が短くなる関係性を有しているマップを予め記憶しておく。そして、気中放電移行制御を実施する前に、マップを参照して現在のエンジン１１の運転状態に応じて放電停止期間を変更する。

【0040】

気中放電移行制御が実施されてから所定の放電制御時間が経過した場合には、気中放電移行制御を終了させ、ＩＧＢＴ３１２に一次コイル３１１Ａに流れる一次電流Ｉ１を遮断させた状態を継続させる。これにより、点火プラグ１９で生じた気中放電を継続して維持させることができる。

【0041】

本実施形態では、電子制御ユニット３２により後述する図９に記載の放電制御を実施する。図９に示す放電制御は、エンジン運転中に電子制御ユニット３２によってエンジン回転数に基づく所定周期で繰り返し実施される。

【0042】

ステップＳ１００では、ＩＧＢＴ３１２に一次コイル３１１Ａへ流れる一次電流Ｉ１を遮断させることで、沿面放電制御を実施させる。ステップＳ１１０では、エンジン１１の回転速度とエンジン１１の負荷を算出する。エンジン１１の回転速度は、クランク角センサ３３により出力されるクランク角信号を基に算出することができる。エンジン負荷は、例えば、吸気圧センサ３６により検出される吸気圧やアクセルポジションセンサ３８により検出されるアクセル操作量に基づいて算出することができる。

【0043】

ステップＳ１２０では、ステップＳ１１０にて算出したエンジン１１の回転速度及びエンジン１１の負荷に基づいて、マップを参照して放電制御時間を設定する。ステップＳ１３０では、ステップＳ１１０にて検出したエンジン１１の回転速度及びエンジン１１の負荷に基づいて、マップを参照して放電停止期間を設定する。

【0044】

ステップＳ１４０では、ステップＳ１３０にて設定して放電停止期間で気中放電移行制御を実施する。ステップＳ１５０では、ステップＳ１００で沿面放電制御を実施させてからステップＳ１２０で設定した放電制御時間が経過したか否かを判定する。ステップＳ１００で沿面放電制御を実施させてからステップＳ１２０で設定した放電制御時間が経過していないと判定した場合には（Ｓ１５０：ＮＯ）、ステップＳ１４０に戻る。ステップＳ１００で沿面放電制御を実施させてからステップＳ１２０で設定した放電制御時間が経過したと判定した場合には（Ｓ１５０：ＹＥＳ）、ステップＳ１６０に進む。ステップＳ１６０では、気中放電移行制御を終了させ、ＩＧＢＴ３１２に一次コイル３１１Ａに流れる一次電流Ｉ１を遮断させた状態を継続させる。そして、本制御を終了する。

【0045】

なお、ステップＳ１００の処理は沿面放電制御部による処理に該当し、ステップＳ１４０の処理は気中放電制御部による処理に該当する。

【0046】

上記構成により、本実施形態は、以下の効果を奏する。

【0047】

・沿面放電制御を実施させて以降に、気中放電移行制御を実施させることで、点火プラグ１９の構成を変更することなく、沿面放電を効率よく気中放電に移行させることが可能となる。その結果、点火プラグ１９で生じる放電の冷却損失を抑制することが可能となる。

【0048】

・放電停止期間を、エンジン１１の運転状態に応じて可変に設定されるものとすることで、電荷が碍子１９２から適度に離れた位置で一次コイル３１１Ａに流れる一次電流Ｉ１を遮断することができ、気中放電を効率よく発生させることが可能となる。

【0049】

・エンジン１１の運転状態に応じて放電停止期間を定めたマップを予め備えておくことで、マップを参照することでエンジン１１の運転状態に応じて放電停止期間を変更することができ、制御の簡便化を図ることが可能となる。

【0050】

なお、上記実施形態を、以下のように変更して実施することもできる。ちなみに、以下の別例の構成を、上記実施形態の構成に対して、個別に適用してもよく、また、任意に組み合わせて適用してもよい。

【0051】

・上記実施形態に係る点火プラグ１９は、接地電極１９３と、ハウジング１９４とが別体で構成されていた。このことについて、接地電極１９３と、ハウジング１９４とを一体に構成してもよい。

【0052】

上記実施形態に係る点火プラグ１９に備わる中心電極１９１は、接地電極１９３よりも先端側へ突出した突出部１９２Ａを有する筒状の碍子１９２と、碍子１９２の内側に保持されると共に、突出部１９２Ａの先端よりも先端側へ突出していた。このことについて、碍子１９２表面での沿面放電が開始される構造であればよく、例えば、中心電極１９１は、碍子１９２の先端部と同じ端面で露出していたり、碍子１９２の先端面から内側に入っている位置で露出していたりしてもよい。

【0053】

・上記実施形態では、エンジン１１の運転状態に応じて放電停止期間を可変に設定していた。このことについて、放電停止期間は固定値であってもよい。

【0054】

・上記実施形態では、エンジン１１の運転状態に応じて放電停止期間を定めたマップを予め電子制御ユニット３２に記憶させていた。このことについて、必ずしもマップを予め記憶させる必要はない。この場合、例えば、エンジン１１の運転状態について基準状態を予め定めるとともに、基準状態における放電停止期間を予め定めておく。そして、基準状態のときよりも気体の流速ｖが高くなるエンジン１１の運転状態では、基準状態時に設定される放電停止期間を短く設定し、基準状態のときよりも気体の流速ｖが低くなるエンジン１１の運転状態では、基準状態時に設定される放電停止期間を長く設定する。

【0055】

放電制御時間も同様に、基準状態における放電制御時間を予め定めておく。そして、基準状態のときよりも気体の流速ｖが高くなるエンジン１１の運転状態では、基準状態時に設定される放電制御時間を短く設定し、基準状態のときよりも気体の流速ｖが低くなるエンジン１１の運転状態では、基準状態時に設定される放電制御時間を長く設定する。

【0056】

・上記実施形態では、放電停止期間を、エンジン１１の運転状態に応じて可変に設定していた。このことについて、燃焼室１１ｂ内の気体の流速ｖを検出する流速検出センサ５０（例えば、エアフローメータに類似するセンサで検出可能）を備えるエンジン１１に本点火回路ユニット３１が適用される場合、流速検出センサ５０により検出される気体の流速ｖに応じて、放電停止期間を変更しても良い。流速検出センサ５０により検出される気体の流速ｖから電荷の移動速度を精度高く推測することができるので、電荷が碍子１９２から適度に離れた位置で一次コイル３１１Ａに流れる一次電流Ｉ１が遮断されるよう放電停止期間をより好適に設定することができ、気中放電を効率よく発生させることが可能となる。なお、流速検出センサ５０は、流速検出部に該当する。

【0057】

気体の流速ｖに応じた具体的な放電停止期間の変更方法は、次の通りである。気体の流速ｖが高い状態では、沿面放電が発生することで生じた電荷が早期に下流に流されることになるため、図１０上図に示されるように、気体の流速ｖが高いほど放電停止期間が短く設定される。これにより、電荷が接地電極１９３や中心電極１９１から離れすぎる前に一次コイル３１１Ａに流れる一次電流Ｉ１を遮断することができる。ひいては、気中放電の発生確率を向上させることができる。

【0058】

なお、放電停止期間を、気体の流速ｖに応じて可変に設定する一方で、気体の流速ｖが高い状態では早期に沿面放電から気中放電に移行することが想定されるため、図１０下図に示されるように、気体の流速ｖが高いほど放電制御時間を短く設定することが好適である。

【0059】

本別例では、流速検出センサ５０に燃焼室１１ｂ内の可燃混合気の流速ｖを検出させていた。このことについて、必ずしも流速検出センサ５０を備えている必要はなく、例えば放電を維持するために必要な1次コイル３１１Aの一次電圧或いは二次コイル３１１Bの二次電圧、または二次コイル３１１Ｂに流れる二次電流を検出し、検出した一次電圧、二次電圧、または二次電流の変化態様から燃焼室１１ｂ内を流れる可燃混合気の流速ｖを推定してもよい。なお、可燃混合気の流速ｖの推定方法は従来の推定方法に基づくため、具体的な説明を省く。
↑(記載内容が分からない為、削除したく考えております。若杉)

【0060】

・上記実施形態では、放電停止期間を、エンジン１１の運転状態に応じて可変に設定していた。このことについて、放電停止期間を、点火プラグ１９に沿面放電が生じることで発生した電荷が、接地電極１９３の径方向の内側端部に到達する時間から接地電極１９３の径方向の外側端部に到達する時間までの範囲内となるように設定してもよい。

【0061】

以降、図１１を参照して説明する。沿面放電が発生することで生じた電荷が、碍子１９２から接地電極１９３の径方向の内側端部までの領域（以降、領域Ｓと呼称）内に存在する期間内に、ＩＧＢＴ３１２に一次コイル３１１Ａへ流れる一次電流Ｉ１を遮断させると、電荷が点火プラグ１９に近いために沿面放電を再度生じさせる可能性が高い。一方で、沿面放電が発生することで生じた電荷が、接地電極１９３の径方向の内側端部から接地電極１９３の径方向の外側端部までの領域（以降、領域Ｌと呼称）内に存在する期間内に、ＩＧＢＴ３１２に一次コイル３１１Ａへ流れる一次電流Ｉ１を遮断させると、気中放電を生じさせる可能性が高い。また、沿面放電が発生することで生じた電荷が、接地電極１９３の径方向の外側端部よりも離れた位置に存在する期間内に、ＩＧＢＴ３１２に一次コイル３１１Ａへ流れる一次電流Ｉ１を遮断させると、電荷が点火プラグ１９の放電電極間内に存在しないために気中放電を実施させることができず、沿面放電を再度生じさせる可能性が高い。

【0062】

以上より、放電停止期間は、点火プラグ１９に沿面放電が生じることで発生した電荷が領域Ｌ内に存在する期間内で設定される。これにより、気中放電の発生確率を向上させることができる。

【0063】

点火プラグ１９に沿面放電が生じることで発生した電荷が、接地電極１９３の径方向の内側端部に到達する時間、及び、接地電極１９３の径方向の外側端部に到達する時間の算出方法は次の通りである。なお、本別例に係る点火制御システムは、流速検出センサ５０を備えるエンジン１１に搭載されているものと想定して説明する。

【0064】

接地電極１９３の内径Ｒ２から碍子１９２の径Ｒ３を引いた差は、碍子１９２から接地電極１９３の径方向の内側端部までの径Ｒ２−Ｒ３に該当する。よって、径Ｒ２−Ｒ３を流速検出センサ５０により検出される燃焼室１１ｂ内を流れる気体の流速ｖで割ることで、碍子１９２周辺に存在する電荷が碍子１９２から離れる方向に移動し、接地電極１９３の径方向の内側端部に到達する時間を算出することができる。一方で、接地電極１９３の外径Ｒ１から碍子１９２の径Ｒ３を引いた差は、碍子１９２から接地電極１９３の径方向の外側端部までの径Ｒ１−Ｒ３に該当する。よって、径Ｒ１−Ｒ３を流速検出センサ５０により検出される燃焼室１１ｂ内を流れる気体の流速ｖで割ることで、碍子１９２周辺に存在する電荷が碍子１９２から離れる方向に移動し、接地電極１９３の径方向の外側端部に到達する時間を算出することができる。

【0065】

したがって、点火プラグ１９に沿面放電が生じることで発生した電荷が領域Ｌ内に存在する期間は、接地電極１９３の内径Ｒ２から碍子１９２の径Ｒ３を引いた差を流速検出センサ５０により検出される燃焼室１１ｂ内を流れる気体の流速ｖで割った値から、接地電極１９３の外径Ｒ１から碍子１９２の径Ｒ３を引いた差を流速検出センサ５０により検出される燃焼室１１ｂ内を流れる気体の流速ｖで割った値までの範囲に該当する。放電停止期間を該当の範囲内に設定することで、碍子１９２付近に存在する電荷が領域Ｌ内に存在する期間中に一次コイル３１１Ａに流れる一次電流Ｉ１を遮断することができ、気中放電の発生確率を向上させることができる。

【0066】

・上記実施形態では、気中放電移行制御は、沿面放電制御が実施されてから所定の放電制御時間を経過するまで繰り返し実施されていた。このことについて、必ずしも所定の放電制御時間を設ける必要はなく、気中放電移行制御を一度のみ実施させる構成としてもよい。

【0067】

［１］上記実施形態では、気中放電移行制御は、沿面放電制御が実施されてから所定の放電制御時間を経過するまで繰り返し実施されていた。このことについて、所定の放電制御時間を設ける代わりに、電子制御ユニット３２は点火プラグ１９で生じている放電が気中放電であるか否かを判定する後述の気中放電判定処理を実施する構成としてもよい。なお、本別例に係る電子制御ユニット３２は、気中放電判定部に該当する。

【0068】

本構成において、点火プラグ１９で生じている放電が気中放電ではないと判定された場合、電荷はまだ碍子１９２近くに存在しており、それゆえに沿面放電が生じていると推測されるため、気中放電移行制御が繰り返される。これにより、電荷を下流方向に移動させることができ、幾度目かの気中放電移行制御が実施された際に気中放電可能領域内の電荷が増加し、気中放電を発生させることが可能となる。点火プラグ１９で生じている放電が気中放電であると判定された場合には、その気中放電を維持するべく、以降の気中放電移行制御が終了され、ＩＧＢＴ３１２により一次コイル３１１Ａへ流れる一次電流Ｉ１の遮断が継続される。これにより、気中放電を長く維持することができ、可燃混合気の着火性を向上させることが可能となる。

【0069】

なお、本別例に係る気中放電判定処理は、気中放電移行制御を実施してから、１燃焼サイクル中における圧縮行程期間中に点火プラグ１９に放電を実施させるべき放電期間が経過するまで実施される。よって、気中放電移行制御の実施以降に、点火プラグ１９に生じた放電が気中放電であると判定することなく放電期間が経過した場合には、気中放電移行制御が終了され、それに伴って気中放電判定処理が終了される。なお、放電期間は、１燃焼サイクル中に点火プラグ１９に放電を生じさせる期間を指し、放電制御時間は、気中放電移行制御を実施させる時間を指すため、多くの場合、放電制御時間は放電期間内に含まれることになる。

【0070】

気中放電判定処理を具体的に説明する。気中放電時の放電火花の長さは、沿面放電時の放電火花の長さよりも長くなる。このため、ＩＧＢＴ３１２に一次電流Ｉ１の遮断を行わせることで点火プラグ１９にて沿面放電が開始した後において、放電を維持するために必要な一次電圧Ｖ１は沿面放電よりも気中放電の方が大きくなる。つまり、ＩＧＢＴ３１２により一次電流Ｉ１の遮断が行われることで生じる一次電圧Ｖ１の最初の最大ピーク後において、放電を維持するために必要な一次電圧Ｖ１は沿面放電よりも気中放電の方が大きくなる。このため、ＩＧＢＴ３１２により一次電流Ｉ１の遮断が行われてから判定時間が経過するまでの間に、最初に生じる最大ピークを除く一次電圧Ｖ１が、沿面放電を維持するために必要な一次電圧Ｖ１よりも大きく設定された閾値よりも大きくなったことを条件として、点火プラグ１９で生じている放電は気中放電であると判定することが可能となる。なお、本別例において判定時間は上述の第二所定時間よりも長く設定されるが、それに限定されるものではなく、例えば判定時間が第二所定時間と同程度の長さに設定されてもよい。

【0071】

図１２は、図９のフローチャートの一部を変容したものである。すなわち、図９におけるステップＳ１５０を削除し、その代わりに、新規にステップＳ２５０と、ステップＳ２５４と、ステップＳ２５８と、が追加される。

【0072】

ステップＳ１４０に該当するステップＳ２４０を実施した後、ステップＳ２５０に進む。ステップＳ２５０では、電圧検出回路３１４により検出された一次コイル３１１Ａに印加される一次電圧Ｖ１を取得する。そして、ステップＳ２５４では、ＩＧＢＴ３１２により一次電流Ｉ１の遮断が行われてから判定時間が経過するまでの間に、最初に生じる最大ピークを除く一次電圧Ｖ１が閾値よりも大きくなったか否かを判定する。ＩＧＢＴ３１２により一次電流Ｉ１の遮断が行われてから判定時間が経過するまでの間に、最初に生じる最大ピークを除く一次電圧Ｖ１が閾値よりも大きくなったと判定した場合には（Ｓ２５４：ＹＥＳ）、ステップＳ１６０に該当するステップＳ２６０に進む。ＩＧＢＴ３１２により一次電流Ｉ１の遮断が行われてから判定時間が経過するまでの間に、最初に生じる最大ピークを除く一次電圧Ｖ１が閾値よりも大きくならなかったと判定した場合には（Ｓ２５４：ＮＯ）、ステップＳ２５８に進む。

【0073】

ステップＳ２５８では、上述の放電期間を経過したか否かを判定する。放電期間を経過したと判定した場合には（Ｓ２５８：ＹＥＳ）、ステップＳ１６０に該当するステップＳ２６０に進む。放電期間を経過していないと判定した場合には（Ｓ２５８：ＮＯ）、ステップＳ２４０に進む。

【0074】

それ以外のステップについて、図１２の各ステップＳ２００，２１０，２２０，及び２３０の処理は、それぞれ、図９の各ステップＳ１００，１１０，１２０，及び１３０の処理と同一である。したがって、ステップＳ２００の処理は沿面放電制御部による処理に該当し、ステップＳ２４０の処理は気中放電制御部による処理に該当する。

【0075】

次に、図１３を参照して、本別例にかかる放電制御の態様を説明する。

【0076】

図１３において、「ＩＧｔ」はＩＧＢＴ３１２のゲート端子へ点火信号ＩＧｔが出力されたか否かをハイ／ローで表すものである。「Ｖ１」は、一次コイル３１１Ａに印加される一次電圧Ｖ１の値を表している。また「Ｖ２」は、点火プラグ１９に印加される二次電圧Ｖ２の値を表している。

【0077】

電子制御ユニット３２により、ＩＧＢＴ３１２のゲート端子に点火信号ＩＧｔが送信される（時間ｔ１参照）。これにより、ＩＧＢＴ３１２は閉状態となり、一次電流Ｉ１が一次コイル３１１Ａへ流れる。そして、第一所定時間の経過後に電子制御ユニット３２によるＩＧＢＴ３１２のゲート端子への点火信号ＩＧｔの出力が停止される（時間ｔ２参照）。これにより、ＩＧＢＴ３１２は開状態となり、一次コイル３１１Ａへ流れる一次電流Ｉ１の導通が遮断され、二次コイル３１１Ｂに二次電圧Ｖ２が誘起する。このとき点火プラグ１９に生じる放電は沿面放電であると想定されるため、この期間（時間ｔ２−ｔ３参照）は気中放電判定処理を実施しない。

【0078】

ＩＧＢＴ３１２が開状態となることで一次コイル３１１Ａへ流れる一次電流Ｉ１の導通が遮断されてから第二所定期間の経過後に、ＩＧＢＴ３１２のゲート端子への点火信号ＩＧｔの出力が再開される（時間ｔ３参照）。これにより、ＩＧＢＴ３１２は閉状態となり、一次コイル３１１Ａへの一次電流Ｉ１の導通が行われ、点火プラグ１９にて生じている放電が停止される。そして、放電停止期間が経過した後、ＩＧＢＴ３１２のゲート端子への点火信号ＩＧｔの出力が停止されることで、ＩＧＢＴ３１２は開状態となり、二次コイル３１１Ｂに二次電圧Ｖ２が誘起して、点火プラグ１９に再度放電が生じる（時間ｔ４参照）。

【0079】

この際、ＩＧＢＴ３１２により一次電流Ｉ１の遮断が行われてから判定時間が経過するまでの間（時間ｔ４−ｔ５参照）に、最初に生じる最大ピークを除く一次電圧Ｖ１が閾値よりも大きくなったか否かの気中放電判定処理が実施される。図１３に記載の例では、ＩＧＢＴ３１２により一次電流Ｉ１の遮断が行われてから判定時間が経過するまでの間に、最初に生じる最大ピークを除く一次電圧Ｖ１が閾値よりも大きくなったために、点火プラグ１９で生じた放電は気中放電であると判定され、以降の気中放電移行制御が終了され、ＩＧＢＴ３１２に開状態を継続させる。これにより、気中放電が継続して生じることになる。

【0080】

例えば、図１４に示されるように、燃焼室１１ｂを流れる気体の気流の上流側に沿面放電が生じた場合を想定する。この場合、一度の気中放電移行制御を実施するのみでは、電荷を碍子１９２から十分に離すことができず、沿面放電を気中放電に移行させることができないおそれがある。よって、このような状況では、気中放電移行制御が繰り返される。このとき、電荷は気流に乗って下流に流され、それに伴って流される電荷の位置に応じて沿面放電が発生する位置もまた下流側へと変化する。その後、電荷は碍子１９２から離れ、点火プラグ１９で生じる放電が気中放電となる。このように、燃焼室１１ｂを流れる気体の上流側に沿面放電が生じた場合には、燃焼室１１ｂを流れる気体の気流の下流側で沿面放電が生じた場合と比較して、気中放電に移行するまでに時間がかかることが予想される。したがって、上記実施形態のように放電制御時間を設けた場合には、気中放電移行制御を実施させてから放電制御時間が経過するまでの間に、気中放電に移行できないおそれがある。

【0081】

この点、本別例では、気中放電移行制御が実施されるたびに、点火プラグ１９で生じた放電が気中放電であるか否かの気中放電判定処理が実施されるため、気中放電が生じたと判定されるまで気中放電移行制御を繰り返し実施することができる。したがって、本別例に係る点火制御システムでは、気体が流れる方向に依存する事無く、点火プラグ１９で生じた沿面放電を気中放電に移行させることができる。

【0082】

なお、上記実施形態に係る放電制御の態様は、図１３に記載のタイムチャートに含まれる。より詳細には、時間ｔ４−時間ｔ５区間で実施される気中放電判定処理が省かれた内容が上記実施形態に係る放電制御の態様となる。

【0083】

［１］で実施される気中放電判定処理は、沿面放電制御を実施することで点火プラグ１９に生じた放電が沿面放電である可能性が高いために、判定の対象としていなかった。このことについて、沿面放電制御を実施することで点火プラグ１９に生じた放電を対象に気中放電判定処理を実施してもよい。この場合、ＩＧＢＴ３１２に一次コイル３１１Ａへ流れる一次電流Ｉ１を遮断させてから第二所定時間の経過後に、ＩＧＢＴ３１２に一次コイル３１１Ａへ一次電流Ｉ１の導通を行わせることはなく、あくまで気中放電判定処理の判定結果に基づく制御を実施する。具体的には、沿面放電制御を実施した際に、ＩＧＢＴ３１２により一次電流Ｉ１の遮断が行われてから判定時間が経過するまでの間に、最初に生じる最大ピークを除く一次電圧Ｖ１が閾値よりも大きくならなかったと判定した場合には、気中放電移行制御を実施する。一方で、沿面放電制御を実施した際に、ＩＧＢＴ３１２により一次電流Ｉ１の遮断が行われてから判定時間が経過するまでの間に、最初に生じる最大ピークを除く一次電圧Ｖ１が閾値よりも大きくなったと判定した場合には、気中放電移行制御を実施せず、ＩＧＢＴ３１２に開状態を継続させる。

【0084】

［１］では、一次電圧Ｖ１に基づいて気中放電判定処理を実施していた。このことについて、一次電圧Ｖ１の代わりに二次電圧Ｖ２に基づいて気中放電判定処理を実施してもよい。具体的には、電圧検出回路３１４を、二次コイル３１１Ｂに印加される二次電圧Ｖ２を検出する構成とする。そして、ＩＧＢＴ３１２により一次電流Ｉ１の遮断が行われてから判定時間が経過するまでの間に、最初に生じる最大ピークを除く二次電圧Ｖ２の絶対値が、沿面放電を維持するために必要な二次電圧Ｖ２よりも大きく設定された閾値よりも大きくなったことを条件として、点火プラグ１９で生じた放電が気中放電であると判定してもよい。

【0085】

［１］に記載の気中放電判定処理では、ＩＧＢＴ３１２により一次電流Ｉ１の遮断が行われてから判定時間が経過するまでの間に、最初に生じる最大ピークを除く一次電圧Ｖ１が閾値よりも大きくなったか否かを判定していた。このことについて、例えば、ＩＧＢＴ３１２により一次電流Ｉ１の遮断が行われてから判定時間が経過するまでの間、最初に生じる最大ピークを除く一次電圧Ｖ１の単位時間あたりの上昇量が所定量よりも大きい状態を継続したか否かを判定する構成としてもよい。

【0086】

［１］の別例に適用可能な別例を記載する。点火プラグ１９で生じている放電が気中放電ではないと判定される場合とは、電荷がまだ碍子１９２近くに存在している状況以外にも、電荷が接地電極１９３の径方向の外側端部よりも外側に移動した状況も考えられる。後者の場合、放電停止期間を変更する事無く、気中放電移行制御を繰り返し実施しても、沿面放電が発生することで生成された電荷はそのたび接地電極１９３の径方向の外側端部よりも外側に移動することになり、気中放電を実施できないおそれがある。これに備え、放電停止期間は、点火プラグ１９で生じている放電が気中放電ではないと判定されたことを条件として、現在の放電停止期間よりも短く設定される構成としてもよい。

【0087】

図１５は、図１２のフローチャートの一部を変容したものである。すなわち、図１２におけるステップＳ２５８に該当するステップＳ３５８の判定処理にてＮＯ判定だった場合に進むステップとして、新規にステップＳ３５９が追加される。

【0088】

ステップＳ３５９では、ステップＳ２３０に該当するステップＳ３３０で設定された放電停止期間を、補正期間だけ短縮した放電停止期間に設定し直して、ステップＳ２４０に該当するステップＳ３４０に戻る。

【0089】

それ以外のステップについて、図１５の各ステップＳ３００，３１０，３２０，３５０，３５４，及び３６０の処理は、それぞれ、図１２の各ステップＳ２００，２１０，２２０，２５０，２５４，及び２６０の処理と同一である。したがって、ステップＳ３００の処理は沿面放電制御部による処理に該当し、ステップＳ３４０の処理は気中放電制御部による処理に該当する。

【0090】

これにより、沿面放電が発生することで生成された電荷が接地電極１９３の径方向の外側端部に到達するよりも前に、一次コイル３１１Ａに流れる一次電流Ｉ１を遮断することができるようになり、気中放電の発生確率を向上させることができる。

【符号の説明】

【0091】

１１…エンジン、１９…点火プラグ、３２…電子制御ユニット、１９１…中心電極、１９２…碍子、１９２Ａ…突出部、１９３…接地電極、３１１…点火コイル、３１１Ａ…一次コイル、３１１Ｂ…二次コイル。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】

【図14】

【図15】