内燃機関の点火制御装置
【課題】この発明は、点火プラグの磨耗状態を正確に検出することを目的とする。
【解決手段】ＥＣＵ５０は、点火時筒内圧Ｐspk等に基いて算出した点火プラグ３２の要求電圧Ｖrを算出する。そして、要求電圧Ｖrと電極磨耗量Ｘとの関係を表す電圧磨耗相関パラメータＰと、各燃焼サイクルｉにおける要求電圧Ｖrの算出値とに基いて、電極磨耗量を燃焼サイクル毎に算出する。さらに、この電極磨耗量を初期状態から時点ｔまで積算することにより、任意の時点ｔにおける電極磨耗量Ｘtを算出する。これにより、電極３２ａ，３２ｂの磨耗量を正確かつ容易に検出することができ、磨耗の進行状態に応じて適切な制御を実行することができる。
【解決手段】ＥＣＵ５０は、点火時筒内圧Ｐspk等に基いて算出した点火プラグ３２の要求電圧Ｖrを算出する。そして、要求電圧Ｖrと電極磨耗量Ｘとの関係を表す電圧磨耗相関パラメータＰと、各燃焼サイクルｉにおける要求電圧Ｖrの算出値とに基いて、電極磨耗量を燃焼サイクル毎に算出する。さらに、この電極磨耗量を初期状態から時点ｔまで積算することにより、任意の時点ｔにおける電極磨耗量Ｘtを算出する。これにより、電極３２ａ，３２ｂの磨耗量を正確かつ容易に検出することができ、磨耗の進行状態に応じて適切な制御を実行することができる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、内燃機関の点火制御装置に係り、特に、点火プラグの磨耗状態を推定する構成とした内燃機関の点火制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来技術として、例えば特許文献１（特開２００８−３００２７８号公報）に開示されているように、点火プラグの中心電極が磨耗した場合でも、放電に必要な要求電圧が高くなるのを抑制するようにした内燃機関の点火制御装置が知られている。従来技術では、磨耗した中心電極にエッジ部が出現する構成とし、このエッジ部により要求電圧を低く抑えるようにしている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００８−３００２７８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、従来技術では、点火プラグの電極構造を工夫することにより、プラグが磨耗した場合の要求電圧を低く抑えるようにしている。この場合、仮に磨耗状態を検出することができれば、より有効な対策を行うことが可能となる。しかしながら、プラグの磨耗状態は、単に点火系統の仕様や走行距離に比例するのではなく、運転条件等に応じて複雑に変化する。このため、従来技術では、プラグの磨耗状態を正確に検出したり、磨耗状態に応じて適切な対策を行うのが難しいという問題がある。
【０００５】
本発明は、上述のような課題を解決するためになされたもので、本発明の目的は、点火プラグの磨耗状態を正確かつ容易に検出することができ、磨耗状態に応じて適切な制御を実行することが可能な内燃機関の点火制御装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
第１の発明は、一対の電極間に所定の電極間距離をもつ放電ギャップが形成され、これらの電極間に要求電圧以上の電圧を印可することにより放電が生じる点火プラグと、
前記点火プラグにより点火を行う時点の筒内圧を点火時筒内圧として取得する筒内圧取得手段と、
前記電極の磨耗により前記電極間距離が拡大した量である電極磨耗量と前記要求電圧との関係を表す第１の特性データと、前記電極間距離が一定の状態における前記点火時筒内圧と前記要求電圧との関係を表す第２の特性データと、前記筒内圧取得手段により取得した点火時筒内圧とに基いて、前記電極磨耗量を算出する電極磨耗量算出手段と、
を備えることを特徴とする。
【０００７】
第２の発明は、個々の燃焼サイクルにおける点火時筒内圧及び電極間距離と、前記第２の特性データであって前記点火時筒内圧と前記要求電圧との関係を表す一次関数とに基いて、燃焼サイクル毎に要求電圧を算出する要求電圧算出手段を備え、
前記電極磨耗量算出手段は、前記第１の特性データであって前記電極磨耗量と前記要求電圧との関係を表す電圧磨耗相関パラメータと、前記点火プラグの作動時間にわたって各燃焼サイクルの前記要求電圧を積算した要求電圧積算値とに基いて、任意の時点における電極磨耗量を算出する構成としている。
【０００８】
第３の発明によると、前記要求電圧算出手段は、前記電極間距離の初期値と、前回の燃焼サイクルの前記電極磨耗量とに基いて、最新の燃焼サイクルの電極間距離を算出する構成としている。
【０００９】
第４の発明は、内燃機関の運転情報に基いて推定した前記電極の温度である電極温度と、前記電極温度と前記電極の磨耗量との関係を表す温度磨耗相関パラメータとに基いて、前記電極の温度に依存した磨耗量である温度依存磨耗量を算出する温度補正量算出手段を備え、
前記電極磨耗量算出手段は、前記温度依存磨耗量を前記電極磨耗量の算出値に反映させる構成としている。
【００１０】
第５の発明は、前記点火プラグにより１燃焼サイクル中に再放電が行われた回数である再放電回数と、再放電時に前記電極間に生じた電圧である再放電電圧と、前記再放電電圧と前記電極の磨耗量との関係を表す再放電磨耗相関パラメータとに基いて、前記再放電に依存した磨耗量である再放電依存磨耗量を算出する再放電補正量算出手段を備え、
前記電極磨耗量算出手段は、前記再放電依存磨耗量を前記電極磨耗量の算出値に反映させる構成としている。
【００１１】
第６の発明は、前記電極磨耗量が点火系統の性能に応じて設定される許容限度を超えた場合に、機関負荷を所定の負荷上限値以下に制限する機関負荷制限手段を備える構成としている。
【００１２】
第７の発明は、前記電極磨耗量が増大するほど、前記負荷上限値を減少させる上限値可変手段を備える構成としている。
【００１３】
第８の発明は、前記電極磨耗量が点火系統の性能に応じて設定される許容限度を超えた場合に、前記電極磨耗量の温度依存性が高くなる運転領域で燃料噴射量を増量させる燃料増量手段を備える構成としている。
【００１４】
第９の発明は、前記電極磨耗量が許容限度を超えたことを報知する報知手段を備える構成としている。
【発明の効果】
【００１５】
第１の発明によれば、電極磨耗量算出手段は、第２の特性データに基いて、点火時筒内圧から点火プラグの要求電圧を算出することができる。そして、第１の特性データに基いて、要求電圧から電極磨耗量を算出することができる。これにより、特別なセンサや検出機構等を用いなくても、点火プラグの磨耗状態を正確かつ容易に把握することができ、磨耗状態に応じて適切な制御を実行することができる。
【００１６】
第２の発明によれば、要求電圧算出手段は、個々の燃焼サイクルにおける点火時筒内圧及び電極間距離と、点火時筒内圧と要求電圧との関係を表す一次関数とに基いて、点火プラグの要求電圧を燃焼サイクル毎に算出することができる。これにより、電極磨耗量算出手段は、各燃焼サイクルの要求電圧を積算した要求電圧積算値と、電圧磨耗相関パラメータとに基いて、任意の時点における電極磨耗量をリアルタイムに算出することができる。
【００１７】
第３の発明によれば、要求電圧算出手段は、電極間距離の初期値と、前回の燃焼サイクルの電極磨耗量とに基いて、最新の燃焼サイクルの電極間距離を算出することができ、この電極間距離を用いて点火プラグの要求電圧を燃焼サイクル毎に算出することができる。
【００１８】
第４の発明によれば、温度補正量算出手段は、点火プラグの電極温度と温度磨耗相関パラメータとに基いて、温度依存磨耗量を算出することができる。そして、電極磨耗量算出手段は、温度依存磨耗量を最終的な電極磨耗量の算出値に反映させることができる。これにより、プラグの温度環境が変化する場合でも、この変化に応じて電極磨耗量の算出値を適切に補正することができ、その算出精度を向上させることができる。
【００１９】
第５の発明によれば、再放電補正量算出手段は、点火プラグの再放電回数、再放電電圧及び再放電磨耗相関パラメータとに基いて、再放電依存磨耗量を算出することができる。そして、電極磨耗量算出手段は、再放電依存磨耗量を最終的な電極磨耗量の算出値に反映させることができる。これにより、再放電の発生状態が変化する場合でも、この変化に応じて電極磨耗量の算出値を適切に補正することができる。
【００２０】
第６の発明によれば、機関負荷制限手段は、点火プラグの電極磨耗量が許容限度を超えた場合に、機関負荷を適切に制限することができる。これにより、プラグの磨耗が進行して失火が生じるのを防止し、失火による運転性や排気エミッションの悪化を回避することができる。
【００２１】
第７の発明によれば、上限値可変手段は、点火プラグの電極磨耗量に応じて負荷上限値を可変に設定することができる。従って、例えば機関負荷が制限された状態で電極の磨耗が進行した場合には、機関負荷を更に小さく制限することができ、磨耗の進行度合いに応じて機関負荷の上限を適切に変更することができる。
【００２２】
第８の発明によれば、燃料増量手段は、点火プラグの電極磨耗量が許容限度を超えた場合に、電極磨耗量の温度依存性が高くなる運転領域において燃料噴射量を増量させることができる。これにより、上記運転領域であっても、噴射燃料によりプラグの電極を冷却し、電極の温度を温度依存性が高くなる境界温度よりも低下させることができる。従って、電極の磨耗を抑制し、プラグの寿命を延ばすことができる。
【００２３】
第９の発明によれば、報知手段は、点火プラグの電極磨耗量が許容限度を超えた場合に、プラグの交換時期が到来したことを使用者等に報知することができ、メンテナンス性を高めることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】本発明の実施の形態１のシステム構成を説明するための全体構成図である。
【図２】点火プラグの電極部を示す部分拡大図である。
【図３】点火プラグで放電が生じるときの放電電圧、２次電流値及び放電エネルギの時間的な変化を示す特性線図である。
【図４】点火プラグの要求電圧と電極磨耗量との関係を示す特性図である。
【図５】点火プラグの要求電圧と点火時筒内圧との関係を示す特性線図である。
【図６】本発明の実施の形態１において、ＥＣＵにより実行される制御のフローチャートである。
【図７】本発明の実施の形態２において、電極磨耗量と各種のパラメータとの関係を示す説明図である。
【図８】点火プラグにより再放電が行われた場合の放電電圧の変化を示す特性線図である。
【図９】本発明の実施の形態２において、ＥＣＵにより実行される制御のフローチャートである。
【図１０】本発明の実施の形態３において、点火プラグの電極磨耗量に応じて実行される機関負荷制限制御の内容を示す説明図である。
【図１１】本発明の実施の形態３において、ＥＣＵにより実行される制御のフローチャートである。
【図１２】本発明の実施の形態４において、機関負荷制限制御の内容を示す説明図である。
【図１３】ノック制御の制御内容と電極磨耗量との関係を示す説明図である。
【図１４】本発明の実施の形態４において、ＥＣＵにより実行される制御のフローチャートである。
【図１５】本発明の実施の形態５において、点火プラグの電極磨耗量と温度との関係を示す特性線図である。
【図１６】内燃機関の運転領域と電極温度との関係を示す特性線図である。
【図１７】燃料増量制御が実行される運転領域を示す説明図である。
【図１８】本発明の実施の形態５において、ＥＣＵにより実行される制御のフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００２５】
実施の形態１．
［実施の形態１の構成］
以下、図１乃至図６を参照しつつ、本発明の実施の形態１について説明する。図１は、本発明の実施の形態１のシステム構成を説明するための全体構成図である。本実施の形態のシステムは、ガソリンエンジン等からなる内燃機関１０を備えている。内燃機関１０の各気筒１２には、ピストン１４の往復動作により拡大，縮小する燃焼室１６が設けられている。ピストン１４は、内燃機関１０の出力軸であるクランク軸１８に連結されている。
【００２６】
また、内燃機関１０は、各気筒１２に吸入空気を吸込む吸気通路２０と、各気筒１２から排気ガスを排出する排気通路２２とを備えている。吸気通路２０には、吸入空気量を検出するエアフローセンサ２４と、電子制御式のスロットルバルブ２６とが設けられている。スロットルバルブ２６は、アクセル開度等に基いてスロットルモータ２８により駆動され、吸入空気量を増減させる。また、各気筒１２には、吸気ポートに燃料を噴射する燃料噴射弁３０と、燃焼室１６内の混合気に点火する点火プラグ３２と、吸気通路２０を燃焼室１６に対して開，閉する吸気バルブ３４と、排気通路２２を燃焼室１６に対して開，閉する排気バルブ３６とが設けられている。
【００２７】
ここで、図２を参照して点火プラグの構造について説明する。図２は、点火プラグの電極部を示す部分拡大図である。点火プラグ３２は、例えば特開２００８−３００２７８号公報等に記載されているように、中心電極３２aと接地電極３２ｂとを備えている。これらの電極３２ａ，３２ｂは、所定の電極間距離Ｌをもつ放電ギャップを挟んで互いに対向している。そして、点火プラグ３２は、中心電極３２aと接地電極３２ｂとの間に要求電圧以上の電圧を印可することにより、これらの電極３２ａ，３２ｂ間に火花放電が生じる構成となっている。
【００２８】
また、本実施の形態のシステムは、図１に示すように、クランク角センサ３８、筒内圧センサ４０等を含むセンサ系統と、内燃機関１０の運転状態を制御するためのＥＣＵ(Electronic Control Unit)５０とを備えている。クランク角センサ３８は、クランク軸１８の回転に同期した信号を出力するもので、ＥＣＵ５０は、この出力に基いて機関回転数を検出したり、クランク角を検出することができる。また、筒内圧センサ４０は、圧電素子や歪みゲージ等を用いた一般的な圧力センサにより構成され、燃焼室１６内の圧力（筒内圧）を検出する。なお、本発明では、筒内圧センサ４０を用いずに、内燃機関の運転状態（例えば機関回転数、吸入空気量、点火時期等）に基いて筒内圧を推定する構成としてもよい。
【００２９】
センサ系統には、前記センサ２４，３８，４０に加えて、車両や内燃機関の制御に必要な各種のセンサ（例えば内燃機関の冷却水温を検出する水温センサ、アクセル開度を検出するアクセル開度センサ、排気空燃比を検出する空燃比センサ等）が含まれており、これらのセンサはＥＣＵ５０の入力側に接続されている。また、ＥＣＵ５０の出力側には、スロットルモータ２８、燃料噴射弁３０、点火プラグ３２等を含む各種のアクチュエータが接続されている。
【００３０】
そして、ＥＣＵ５０は、内燃機関の状態をセンサ系統により検出し、その検出結果に基いて各アクチュエータを駆動することにより、運転制御を行う。具体的には、クランク角センサ４０の出力に基いて機関回転数とクランク角とを検出し、エアフローセンサ２４により検出した吸入空気量と、前記機関回転数とに基いて機関負荷を算出する。また、クランク角の検出値に基いて燃料噴射時期、点火時期等を決定する。そして、吸入空気量、機関負荷等に基いて燃料噴射量を算出し、燃料噴射弁３０を駆動すると共に、点火プラグ３２を駆動する。また、ＥＣＵ５０は、以下に述べるように、筒内圧センサ４０により検出した点火直前の筒内圧（点火時筒内圧）Ｐspk等に基いて、点火プラグ３２の電極磨耗量Ｘを算出し、その算出結果に応じて適切な制御を行うように構成されている。
【００３１】
[実施の形態１の特徴]
図３は、点火プラグで放電が生じるときの放電電圧、２次電流値及び放電エネルギの時間的な変化を示す特性線図である。図３に示すように、点火プラグの放電時には、瞬間的に大きな突入電流が流れる。このため、２次電流値は、定常的な電流値Ｉ0に対して突入電流の分だけ増大し、これに伴って放電エネルギも瞬間的に上昇する。従来において、電極の磨耗量は、上記電流値Ｉ0に依存する量として求められていた。しかし、本願発明者は、電極の磨耗量が突入電流の大きさ（プラグの要求電圧）にも依存しており、電極の磨耗量とプラグの要求電圧との間に強い相関があることを見出した。この点を踏まえて、本実施の形態では、プラグの要求電圧に基いて電極の磨耗量を推定する構成としている。
【００３２】
図４は、点火プラグの要求電圧と電極磨耗量との関係を示す特性図である。この図に示すデータは、例えば何種類かの機関回転数（rpm）と機関負荷(負荷率kl%)の組合わせについて、実機等で計測することにより得ることができる。図４に示すように、要求電圧と電極磨耗量との間には強い相関があり、この相関は、例えば特性線Ｌpのような一次関数により表すことができる。なお、図４に示すデータでは、要求電圧に相当するパラメータとして、例えば要求電圧に点火回数を乗算したものを使用している。また、プラグの要求電圧とは、電極間で放電が生じるのに必要な最小の電圧値として定義される。さらに、電極磨耗量とは、中心電極と接地電極のうち少なくとも一方が磨耗することにより電極間距離Ｌが拡大した量として定義される。
【００３３】
一方、図５は、点火プラグの要求電圧と、点火時筒内圧との関係を示す特性線図である。両者の関係は、例えばパッシェンの法則において電極間距離Ｌを一定とすれば、図５に示すように一次関数で表すことができる。即ち、プラグの要求電圧Ｖrは、点火時筒内圧Ｐspk、電極間距離Ｌ及び所定の定数Ｋ，αに基いて、下記（１）式のように表すことができる。なお、定数Ｋは、図５中に示す特性線の傾きに対応しており、定数αは、この特性線の切片に対応している。
【００３４】
Ｖr＝Ｋ*Ｌ*Ｐspk＋α ・・・（１）
【００３５】
このように、前記（１）式によれば、点火時筒内圧Ｐspkとプラグの要求電圧Ｖrとの関係を得ることができる。また、要求電圧Ｖrと電極磨耗量Ｘとの関係は、図４中に示す特性線Ｌpにより得ることができる。そこで、本実施の形態では、前記特性線Ｌpの傾きとして定義される電圧磨耗相関パラメータＰと、前記（１）式に示す一次関数と、点火時筒内圧Ｐspkとに基いて、電極磨耗量Ｘを算出する構成としている。なお、電圧磨耗相関パラメータＰは、実験等により得られる一定値であり、請求項１，２における第１の特性データに対応している。また、前記（１）式に示す一次関数は、請求項１，２における第２の特性データに対応している。
【００３６】
次に、電極磨耗量Ｘの算出方法について具体的に説明する。以下の説明において、電極磨耗量Ｘtは、任意の時点ｔにおける電極磨耗量Ｘの値を表し、磨耗増分ΔＸiは、内燃機関の各燃焼サイクルｉでそれぞれ生じる電極の磨耗量を表すものとする。また、電極間距離Ｌi及び点火時筒内圧Ｐspkiは、それぞれ各燃焼サイクルｉにおける電極間距離Ｌ及び点火時筒内圧Ｐspkの値を表すものとする。
【００３７】
まず、個々の燃焼サイクルにおける磨耗増分ΔＸiと要求電圧Ｖriとの関係は、前述の電圧磨耗相関パラメータＰを用いて下記（２）式のように表すことができる。
【００３８】
ΔＸi＝Ｐ*Ｖri ・・・（２）
【００３９】
任意の時点ｔの電極磨耗量Ｘtは、個々の燃焼サイクルで生じる磨耗増分ΔＸiを、点火プラグの作動時間（初期状態から時点ｔまでの期間）にわたって積算したものと考えられる。従って、電極磨耗量Ｘtは、前記（２）式を初期状態（ｉ＝１）から時点ｔまで積算することにより、下記（３）式のように表すことができる。なお、下記（３）式の右辺では、各燃焼サイクルの要求電圧Ｖriを初期状態から時点ｔまで積算した要求電圧積算値ΣＶriと、電圧磨耗相関パラメータＰとを乗算している。
【００４０】
【数１】
【００４１】
次に、要求電圧積算値ΣＶriの算出方法について説明する。各燃焼サイクルの要求電圧Ｖriは、前記（１）式に基いて下記（４）式のように表すことができる。
【００４２】
Ｖri＝Ｋ*Ｌi*Ｐspki＋α ・・・（４）
【００４３】
また、前記（４）式中に含まれる最新の燃焼サイクルｉの電極間距離Ｌiは、電極間距離Ｌの初期値Ｌ0と、前回の燃焼サイクル（ｉ−１）に相当する時点で算出された電極磨耗量Ｘi-1とに基いて、下記（５）式のように算出される。
【００４４】
Ｌi＝Ｌ0＋Ｘi-1 ・・・（５）
【００４５】
この（５）式を前記（４）式に代入することより、下記（６）式を得ることができる。
【００４６】
Ｖri＝Ｋ*(Ｌ0＋Ｘi-1)*Ｐspki＋α ・・・（６）
【００４７】
従って、本実施の形態によれば、燃焼サイクル毎に点火時筒内圧Ｐspkiを検出し、この検出値に基いて前記（６）式により要求電圧Ｖriを算出することができる。そして、要求電圧Ｖriを積算した要求電圧積算値ΣＶriと、電圧磨耗相関パラメータＰとを乗算することにより、任意の時点ｔの電極磨耗量Ｘtをリアルタイムに算出することができる。なお、上記演算において、電圧磨耗相関パラメータＰ、定数Ｋ，α及び電極間距離Ｌの初期値Ｌ0は、ＥＣＵ５０に予め記憶されている。
【００４８】
［実施の形態１を実現するための具体的な処理］
図６は、本発明の実施の形態１において、ＥＣＵにより実行される制御のフローチャートである。この図に示すルーチンは、内燃機関の燃焼サイクル毎に繰返し実行されるものとする。図６に示すルーチンでは、まず、各燃焼サイクルで点火を行う毎に、筒内圧センサ４０により検出した点火時筒内圧Ｐspkiを読み込む（ステップ１００）。そして、前記（６）式に基いて各燃焼サイクルの要求電圧Ｖriを算出し（ステップ１０２）、初期状態から最新の時点までの要求電圧積算値ΣＶriを算出する（ステップ１０４）。
【００４９】
次の処理では、要求電圧積算値ΣＶriと電圧磨耗相関パラメータＰとに基いて、前記（３）式により電極磨耗量Ｘtを算出する（ステップ１０６）。これにより、点火プラグ３２の磨耗状態を把握することができるので、次の処理では、電極磨耗量Ｘtの算出値に基いて各種の磨耗対応制御を実行する（ステップ１０８）。なお、磨耗対応制御の具体例については、実施の形態３乃至５で詳細に説明する。
【００５０】
以上詳述した通り、本実施の形態によれば、点火時筒内圧Ｐspkと、電圧磨耗相関パラメータＰと、前記（６）式に示す一次関数とに基いて、点火プラグ３２の電極磨耗量を正確に算出することができる。これにより、特別なセンサや検出機構等を用いなくても、電極３２ａ，３２ｂの磨耗状態を容易に把握することができる。従って、プラグの磨耗状態に応じて適切な制御を実行することができる。
【００５１】
なお、前記実施の形態１では、図６中のステップ１００が請求項１における筒内圧取得手段の具体例を示している。また、ステップ１０２は、請求項２，３における要求電圧算出手段の具体例を示し、ステップ１０４，１０６は、請求項１，２における電極磨耗量算出手段の具体例を示している。
【００５２】
実施の形態２．
次に、図７乃至図９を参照して、本発明の実施の形態２について説明する。本実施の形態では、前記実施の形態１と同様のシステム構成（図１及び図２）を採用しているものの、電極の温度や再放電による影響を電極磨耗量に反映する構成としており、この点において実施の形態１と構成が異なっている。なお、本実施の形態では、実施の形態１と同一の構成要素に同一の符号を付し、その説明を省略するものとする。
【００５３】
［実施の形態２の特徴］
図７は、本発明の実施の形態２において、電極磨耗量と各種のパラメータとの関係を示す説明図である。この図に示すように、電極磨耗量は、要求電圧だけでなく、他のパラメータ（電極の温度、再放電回数及び再放電圧）にも影響される。そこで、本実施の形態では、電極の温度Ｔplgに依存した電極磨耗量である温度依存磨耗量Ｘ1と、プラグの再放電回数ｎ及び再放電圧Ｒvrに依存した電極磨耗量である再放電依存磨耗量Ｘ2とを算出し、これらの算出結果を最終的な電極磨耗量Ｘの算出値に反映させる構成としている。
【００５４】
まず、温度依存磨耗量Ｘ1の算出方法について説明する。以下の説明において、電極温度Ｔplgiは、各燃焼サイクルｉにおける電極温度Ｔplgを表し、磨耗増分ΔＸ1iは、各燃焼サイクルｉで電極温度Ｔplgiに応じて生じる電極の磨耗量を表すものとする。電極の磨耗量は、電極温度Ｔplgが高くなるほど増大する傾向がある。ＥＣＵ５０には、電極磨耗量と電極温度Ｔplgとの関係を表す温度磨耗相関パラメータＱが予め記憶されている。この温度磨耗相関パラメータＱは、例えば実機等を用いて電極磨耗量と電極温度との関係を計測することにより、前述した電圧磨耗相関パラメータＰの場合とほぼ同様の方法で決定することができる。
【００５５】
個々の燃焼サイクルにおける磨耗増分ΔＸ1iと電極温度Ｔplgiとの関係は、前述の温度磨耗相関パラメータＱを用いて下記（７）式のように表される。なお、電極温度Ｔplgiは、内燃機関の運転情報（例えば機関回転数、機関負荷、点火時期、空燃比等）に基いて燃焼サイクル毎に推定することができる。
【００５６】
ΔＸ1i＝Ｑ*Ｔplgi ・・・（７）
【００５７】
任意の時点ｔにおける温度依存磨耗量Ｘ1は、個々の燃焼サイクルで電極温度Ｔplgiに応じて生じる磨耗増分ΔＸ1iを、点火プラグの作動時間にわたって積算したものと考えられる。従って、温度依存磨耗量Ｘ1は、前記（７）式を初期状態から時点ｔまで積算することにより、下記（８）式のように算出することができる。なお、下記（８）式の右辺では、各燃焼サイクルの電極温度Ｔplgiを初期状態から時点ｔまで積算した電極温度積算値ΣＴplgiと、温度磨耗相関パラメータＱとを乗算している。
【００５８】
【数２】
【００５９】
次に、再放電依存磨耗量Ｘ2の算出方法について説明する。以下の説明において、磨耗増分Ｘrvriは、個々の燃焼サイクルｉにおいて、ｎ回の再放電により生じる電極の総磨耗量を表すものとする。また、再放電圧Ｒvrzは、全ｎ回のうちｚ回目（ｚ＝１,２,・・・,ｎ）の再放電時に電極間に生じた再放電圧Ｒvrを表すものとする。
【００６０】
筒内に強い気流が生じている状態で点火が行われた場合には、放電の火花が吹き消され、何回かの放電が断続的に行われる現象（吹き消えによる再放電）が生じ易い。この再放電は、プラグの放電エネルギが消費されるまで繰り返される。電極の磨耗量は、再放電の回数及び電圧が増えるほど増大する傾向がある。
【００６１】
図８は、点火プラグにより再放電が行われた場合の放電電圧の変化を示す特性線図である。この図では、１燃焼サイクル中に６回の再放電が行われた場合を例示している。ＥＣＵ５０は、上述した再放電時の電圧及び電流を含めてプラグの通電状態を検出する機能を備えている。このため、プラグの放電時には、例えば図８に示すような検出電圧の波形に基いて、再放電の回数ｎと、全ｎ回のうち任意のｚ回目の再放電が行われたときの再放電圧Ｒvrzとを検出することができる。
【００６２】
１燃焼サイクル中において、ｚ回目の再放電で生じる電極の磨耗量（磨耗増分）ΔＸzは、この放電時の再放電電圧Ｒvrzと、再放電磨耗相関パラメータＳとに基いて、下記（９）式のように表すことができる。ここで、再放電磨耗相関パラメータＳは、再放電電圧と電極磨耗量との関係を示すもので、ＥＣＵ５０に予め記憶されている。再放電磨耗相関パラメータＳは、例えば実機等を用いて電極磨耗量と再放電電圧との関係を計測することにより、前述した電圧磨耗相関パラメータＰの場合とほぼ同様の方法で決定することができる。
【００６３】
ΔＸz＝Ｓ*Ｒvrz ・・・（９）
【００６４】
１燃焼サイクルにおいて、１〜ｎ回目の再放電により生じる磨耗増分ΔＸzを総計した磨耗増分Ｘrvriは、前記（９）式をｎ回の再放電にわたって積算することにより、下記（１０）式のように算出することができる。なお、下記（１０）式の右辺では、再放電電圧Ｒvrzを再放電回数ｎ分だけ積算した再放電電圧積算値ΣＲvrzと、再放電磨耗相関パラメータＳとを乗算している。
【００６５】
【数３】
【００６６】
任意の時点ｔにおける再放電依存磨耗量Ｘ2は、個々の燃焼サイクルで再放電回数ｎ及び再放電電圧Ｒvrzに応じて生じる磨耗増分Ｘrvriを、点火プラグの作動時間にわたって積算したものと考えられる。従って、再放電依存磨耗量Ｘ2は、前記（１０）式を初期状態から時点ｔまで積算することにより、下記（１１）式のように算出することができる。
【００６７】
【数４】
【００６８】
このように算出された温度依存磨耗量Ｘ1と再放電依存磨耗量Ｘ2とは、下記（１２）式に示すように、実施の形態１で算出された要求電圧依存磨耗量（Ｐ*ΣＶri）に加算され、最終的な電極磨耗量Ｘtの算出値に反映される。
【００６９】
【数５】
【００７０】
このように構成される本実施の形態でも、前記実施の形態１とほぼ同様の作用効果を得ることができる。そして、特に本実施の形態では、点火プラグの温度や通電状態に基いて温度依存磨耗量Ｘ1と再放電依存磨耗量Ｘ2とを算出し、これらの算出値を最終的な電極磨耗量Ｘtの算出値に反映させることができる。これにより、プラグの温度環境や再放電の発生状態が変化する場合でも、これらの変化に応じて電極磨耗量Ｘtの算出値を適切に補正することができ、その算出精度を向上させることができる。
【００７１】
なお、上記説明では、温度依存磨耗量Ｘ1と再放電依存磨耗量Ｘ2の両方を最終的な電極磨耗量Ｘtに反映させる場合を例示した。しかし、本発明はこれに限らず、必要に応じて上記磨耗量Ｘ1，Ｘ2のうち何れか一方のみを最終的な電極磨耗量Ｘtに反映させる構成としてもよい。
【００７２】
［実施の形態２を実現するための具体的な処理］
図９は、本発明の実施の形態２において、ＥＣＵにより実行される制御のフローチャートである。この図に示すルーチンは、実施の形態１の図６に示すルーチンと並列に実行され、燃焼サイクル毎に繰返されるものである。図９に示すルーチンでは、まず、センサ系統により検出した運転情報に基いて、各燃焼サイクルでの電極温度Ｔplgiを算出する（ステップ２００）。そして、各燃焼サイクルの電極温度Ｔplgiを初期状態から時点ｔまで積算した電極温度積算値ΣＴplgiを算出し（ステップ２０２）、この算出値に基いて前記（８）式により温度依存磨耗量Ｘ1を算出する（ステップ２０４）。
【００７３】
次の処理では、点火プラグ３２の通電状態（通電時の電圧波形等）に基いて、再放電回数ｎと再放電電圧Ｒvrzとを検出し（ステップ２０６）、その検出結果に基いて再放電電圧積算値ΣＲvrzを算出する（ステップ２０８）。そして、前記（１０），（１１）に基いて再放電依存磨耗量Ｘ2を算出する（ステップ２１０）。一方、前記図６中に示すステップ１０６では、プラグの要求電圧に依存した電極磨耗量Ｘtが算出されるので、本実施の形態では、この電極磨耗量Ｘtに対して、前記（１２）式により温度依存磨耗量Ｘ1と再放電依存磨耗量Ｘ2とを反映させる（ステップ２１２）。
【００７４】
なお、前記実施の形態２では、図９中のステップ２００，２０２，２０４が請求項４における温度補正量算出手段の具体例を示し、ステップ２０６，２０８，２１０が請求項５における再放電補正量算出手段の具体例を示している。また、ステップ２１２は、請求項４，５における電極磨耗量算出手段の具体例を示している。
【００７５】
実施の形態３．
次に、図１０及び図１１を参照して、本発明の実施の形態３について説明する。本実施の形態では、前記実施の形態１と同様のシステム構成及び制御（図１、図２及び図６）に加えて、電極磨耗量に応じて機関負荷を制限する構成としており、この点において実施の形態１と構成が異なっている。なお、本実施の形態では、実施の形態１と同一の構成要素に同一の符号を付し、その説明を省略するものとする。
【００７６】
［実施の形態３の特徴］
図１０は、本発明の実施の形態３において、点火プラグの電極磨耗量に応じて実行される機関負荷制限制御の内容を示す説明図である。プラグの要求電圧は、電極の磨耗が進行するにつれて高くなる。また、高負荷運転時にも、筒内圧が上昇することによりプラグの要求電圧が高くなる傾向がある。このため、電極の磨耗量が許容限度を超えた状態で、高負荷運転が行われると、点火系統の性能に対して要求電圧が過大となる場合があり、この場合には、プラグに印可される電圧が不足し、失火等の虞れが生じる。
【００７７】
そこで、機関負荷制限制御では、図１０に示すように、前記実施の形態１または２の方法により算出した電極磨耗量Ｘtが所定の制限開始磨耗量Ａ以上となった場合に、機関負荷を負荷上限値Ｋlmax以下に制限する構成としている。なお、機関負荷を制限する方法としては、例えばスロットルバルブ２６を絞って吸入空気量を制限したり、燃料噴射量を減量する等の方法が挙げられる。
【００７８】
上述した制限開始磨耗量Ａは、点火系統の性能等に応じて設定される電極磨耗量の許容限度であり、例えば全開運転（ＷＯＴ）が許されなくなるような電極磨耗量の最小値として設定される。即ち、電極磨耗量Ｘtが制限開始磨耗量Ａ以上となった場合には、全開運転では失火の虞れがあるため、機関負荷を制限する必要が生じる。また、負荷上限値Ｋlmaxは、制限開始磨耗量Ａの値に応じて設定されるものであり、例えば制限開始磨耗量Ａと等しい量の磨耗が生じた状態で、点火を安定的に行うことが可能な機関負荷の最大値として設定される。これらの制限開始磨耗量Ａ及び負荷上限値Ｋlmaxは、ＥＣＵ５０に予め記憶されている。
【００７９】
また、本実施の形態では、電極磨耗量Ｘtが制限開始磨耗量Ａ以上となった場合に、この状態を車両の使用者等に報知する構成としている。具体的には、例えばインジケータ等を点灯させ、点火プラグの交換を促すものである。この構成によれば、点火プラグの交換時期が到来したことを車両の使用者等に報知することができ、メンテナンス性を高めることができる。なお、上記の報知動作は、インジケータに限らず、モニタ表示、ブザー、音声等により実施する構成としてもよい。
【００８０】
［実施の形態３を実現するための具体的な処理］
図１１は、本発明の実施の形態３において、ＥＣＵにより実行される制御のフローチャートである。この図に示すルーチンは、実施の形態１（図６）のステップ１０８で実行される磨耗対応制御の一例であり、燃焼サイクル毎に繰返されるものである。図１１に示すルーチンでは、まず、燃焼サイクル毎に算出される電極磨耗量Ｘtが制限開始磨耗量Ａ以上であるか否かを判定する（ステップ３００）。この判定が成立した場合には、機関負荷制限制御を実行することにより、運転中の機関負荷を負荷上限値Ｋlmax以下に制限する（ステップ３０２）。そして、点火プラグの交換を促すインジケータ等を点灯させる（ステップ３０４）。
【００８１】
上述したように、本実施の形態によれば、電極磨耗量Ｘtが許容限度を超えた場合には、機関負荷を適切に制限することができる。これにより、プラグの磨耗が進行して失火が生じるのを防止し、失火による運転性や排気エミッションの悪化を回避することができる。なお、本実施の形態では、図１１中のステップ３００，３０２が請求項６における機関負荷制限手段の具体例を示し、ステップ３０４が請求項９における報知手段の具体例を示している。
【００８２】
実施の形態４．
次に、図１２乃至図１４を参照して、本発明の実施の形態４について説明する。本実施の形態では、前記実施の形態１と同様のシステム構成及び制御（図１、図２及び図６）を採用している。また、本実施の形態では、前記実施の形態３と同様の機関負荷制限制御において、負荷上限値を電極磨耗量に応じて可変に設定する構成としており、この点において実施の形態１と構成が異なっている。なお、本実施の形態では、実施の形態１と同一の構成要素に同一の符号を付し、その説明を省略するものとする。
【００８３】
［実施の形態４の特徴］
図１２は、本発明の実施の形態４において、機関負荷制限制御の内容を示す説明図である。本実施の形態では、実施の形態３と同様に、電極磨耗量Ｘtが制限開始磨耗量Ａ以上となった場合に、機関負荷を負荷上限値Ｐklmax以下に制限する構成としている。しかし、電極磨耗量が更に増大した場合には、その分だけプラグの要求電圧が高くなるので、最初に制限したレベルの高負荷運転であっても、失火を生じる虞れがある。このため、本実施の形態では、図１２に示すように、電極磨耗量Ｘtが増大するほど、負荷上限値Ｐklmaxを減少させ、高負荷運転の許容レベルを低くする構成としている。
【００８４】
また、本実施の形態では、内燃機関にノック制御を行うシステム（ＫＣＳ）が搭載されている場合に、ノック制御の内容を電極磨耗量Ｘtに応じて変更する構成としている。図１３は、ノック制御の制御内容と電極磨耗量との関係を示す説明図である。ノック制御では、ノッキングが発生した場合に、点火時期を遅角させる。しかし、点火時期を遅角させると、筒内圧が上昇した上死点後のタイミングで点火を行うことになるので、プラグの要求電圧が高くなる。この場合、電極磨耗量が許容限度を超えていると、失火の虞れが生じる。そこで、本実施の形態では、電極磨耗量Ｘtが制限開始磨耗量Ａ以上となった場合に、ノック制御による点火時期の遅角量が小さくなるように制限する。また、この点火時期の遅角制限を補うために、スロットルバルブ（ＴＨ）や過給機のウェイストゲートバルブ（ＷＧＶ）の協調制御を実施し、これらのバルブの制御量を増大させることによりノッキングの抑制を図る。これにより、点火プラグの磨耗が進行した場合でも、ノック制御を円滑に行うことができる。
【００８５】
［実施の形態４を実現するための具体的な処理］
図１４は、本発明の実施の形態４において、ＥＣＵにより実行される制御のフローチャートである。この図に示すルーチンは、実施の形態１（図６）のステップ１０８で実行される磨耗対応制御の一例であり、燃焼サイクル毎に繰返されるものである。図１４に示すルーチンでは、まず、燃焼サイクル毎に算出される電極磨耗量Ｘtが制限開始磨耗量Ａ以上であるか否かを判定する（ステップ４００）。
【００８６】
ステップ４００の判定が成立した場合には、点火プラグの交換を促すインジケータ等を点灯させる（ステップ４０２）。また、ＥＣＵ５０に予め記憶された図１２のデータを参照することにより、電極磨耗量Ｘtに応じて負荷上限値Ｐklmaxを算出する（ステップ４０４）。そして、機関負荷制限制御を実行することにより、運転中の機関負荷を負荷上限値Ｐklmax以下に制限する（ステップ４０６）。なお、本実施の形態では、図１４中のステップ４００，４０６が請求項６，７における機関負荷制限手段の具体例を示し、ステップ４０４が請求項７における上限値可変手段の具体例を示している。また、ステップ４０２は、請求項９における報知手段の具体例を示している。
【００８７】
このように構成される本実施の形態でも、前記実施の形態３とほぼ同様の作用効果を得ることができる。そして、特に本実施の形態では、電極磨耗量Ｘtに応じて負荷上限値Ｐklmaxを可変に設定することができる。従って、例えば機関負荷が制限された状態で電極の磨耗が進行した場合には、機関負荷を更に小さく制限することができ、磨耗の進行度合いに応じて機関負荷の上限を適切に変更することができる。
【００８８】
実施の形態５．
次に、図１５乃至図１８を参照して、本発明の実施の形態５について説明する。本実施の形態では、前記実施の形態１と同様のシステム構成及び制御（図１、図２及び図６）に加えて、特定の運転領域で電極温度を低下させるために燃料噴射量を増量させる構成としており、この点において実施の形態１と構成が異なっている。なお、本実施の形態では、実施の形態１と同一の構成要素に同一の符号を付し、その説明を省略するものとする。
【００８９】
［実施の形態５の特徴］
図１５は、本発明の実施の形態５において、点火プラグの電極磨耗量と温度との関係を示す特性線図である。この図に示すように、電極磨耗量は、一定温度以上の温度領域において、温度に対する感度（温度依存性）が大きくなる傾向がある。この温度領域では、温度が少し上昇しただけでも磨耗量が大きく増えるので、特に電極の磨耗が進行している場合には、電極温度が上記温度領域に達するのを避ける必要がある。
【００９０】
このため、本実施の形態では、電極磨耗量Ｘtが所定の磨耗上限値Ｂ以上となった場合に、点火プラグの温度を低下させるために後述の燃料増量制御を実行する構成としている。ここで、磨耗上限値Ｂは、前記実施の形態３における制御開始磨耗量Ａとほぼ同様に、点火系統の性能に応じて設定される許容限度であり、ＥＣＵ５０に予め記憶されている。また、磨耗上限値Ｂは、例えば燃費性能を犠牲にしても、プラグの温度上昇を抑える必要があるような重度の磨耗状態を判定するための判定値であり、前記制限開始磨耗量Ａよりも大きな値に設定される。
【００９１】
燃料増量制御は、電極磨耗量の温度依存性が高くなる特定の運転領域で、燃料噴射量を増量させる構成としている。この特定の運転領域は、電極温度が前述した一定温度以上となる領域に対応しており、図１６及び図１７に基いて設定されている。図１６は、内燃機関の運転領域と電極温度との関係を示す特性線図であり、図１７は、燃料増量制御が実行される運転領域を示す説明図である。図１６では、特性線が太い領域ほど、電極温度が高いことを示している。
【００９２】
図１６に示すように、電極温度は、基本的に機関回転数及び機関負荷が増大するほど、高温となる傾向がある。しかし、高回転高負荷領域では、図１７に示すように、排気浄化触媒の過熱を防止するために燃料噴射量を増量させる制御（ＯＴ増量）が実行されるので、このＯＴ増量により点火プラグの電極温度も低下する。この結果、ＯＴ増量の制御領域以外で高回転または高負荷となる特定の運転領域では、電極温度が前述の一定温度以上に上昇し、電極磨耗量の温度依存性が高くなる傾向がある。従って、燃料増量制御は、この特定の運転領域で実行され、噴射燃料によりプラグの温度を低下させることができる。
【００９３】
［実施の形態５を実現するための具体的な処理］
図１８は、本発明の実施の形態５において、ＥＣＵにより実行される制御のフローチャートである。この図に示すルーチンは、実施の形態１（図６）のステップ１０８で実行される磨耗対応制御の一例であり、燃焼サイクル毎に繰返されるものである。図１５に示すルーチンでは、まず、ステップ５００〜５０６において、前記実施の形態４（図１４）のステップ４００〜４０６と同様の処理を実行する。これにより、電極磨耗量Ｘtが制限開始磨耗量Ａ以上となった場合には、機関負荷制限制御を実行することができる。
【００９４】
次の処理では、燃焼サイクル毎に算出される電極磨耗量Ｘtが磨耗上限値Ｂ以上であるか否かを判定する（ステップ５０８）。この判定成立時には、前述した燃料増量制御を実行する（ステップ５１０）。即ち、ステップ５１０では、機関回転数と機関負荷とに基いて現在の運転領域が前述した特定の運転領域であるか否かを判定し、この判定が成立した場合には、プラグの温度を低下させるために燃料噴射量を増量する。
【００９５】
なお、本実施の形態では、図１８中のステップ５０８，５１０が請求項８における燃料増量手段の具体例を示している。また、ステップ５００，５０６は請求項６，７における機関負荷制限手段の具体例、ステップ５０４は請求項７における上限値可変手段の具体例、ステップ５０２は請求項９における報知手段の具体例をそれぞれ示している。
【００９６】
上述したように、本実施の形態によれば、電極磨耗量Ｘtが許容限度を超えた場合には、電極磨耗量の温度依存性が高くなる運転領域において燃料噴射量を増量させることができる。これにより、上記運転領域であっても、噴射燃料によりプラグの電極を冷却し、電極の温度を温度依存性が高くなる境界温度よりも低下させることができる。従って、電極の磨耗を抑制し、プラグの寿命を延ばすことができる。
【００９７】
なお、前記実施の形態２乃至５では、前記実施の形態１の構成に対して、実施の形態２乃至５の特徴となる構成を組合わせるものとした。しかし、本発明はこれに限らず、例えば実施の形態１，２を組合わせた構成に対して、実施の形態３乃至５の特徴となる構成を組合わせてもよい。
【符号の説明】
【００９８】
１０ 内燃機関
１２ 気筒
１４ ピストン
１６ 燃焼室
１８ クランク軸
２０ 吸気通路
２２ 排気通路
２４ エアフローセンサ
２６ スロットルバルブ
２８ スロットルモータ
３０ 燃料噴射弁
３２ 点火プラグ
３２ａ 中心電極
３２ｂ 接地電極
３４ 吸気バルブ
３６ 排気バルブ
３８ クランク角センサ
４０ 筒内圧センサ
５０ ＥＣＵ
Ｐspk 点火時筒内圧
Ｌ 電極間距離
Ｌ0 初期値
Ｐ 電圧磨耗相関パラメータ（第１の特性データ）
Ｖr 要求電圧
ΣＶri 要求電圧積算値
Ｘ 電極磨耗量
Ｔplg 電極温度
Ｑ 温度磨耗相関パラメータ
Ｘ1 再放電依存磨耗量
ｎ 再放電回数
Ｒvr 再放電電圧
Ｓ 再放電磨耗相関パラメータ
Ｘ2 再放電依存磨耗量
Ａ 制限開始磨耗量
Ｋlmax，Ｐklmax 負荷上限値
Ｂ 磨耗上限値
【技術分野】
【０００１】
本発明は、内燃機関の点火制御装置に係り、特に、点火プラグの磨耗状態を推定する構成とした内燃機関の点火制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来技術として、例えば特許文献１（特開２００８−３００２７８号公報）に開示されているように、点火プラグの中心電極が磨耗した場合でも、放電に必要な要求電圧が高くなるのを抑制するようにした内燃機関の点火制御装置が知られている。従来技術では、磨耗した中心電極にエッジ部が出現する構成とし、このエッジ部により要求電圧を低く抑えるようにしている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００８−３００２７８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、従来技術では、点火プラグの電極構造を工夫することにより、プラグが磨耗した場合の要求電圧を低く抑えるようにしている。この場合、仮に磨耗状態を検出することができれば、より有効な対策を行うことが可能となる。しかしながら、プラグの磨耗状態は、単に点火系統の仕様や走行距離に比例するのではなく、運転条件等に応じて複雑に変化する。このため、従来技術では、プラグの磨耗状態を正確に検出したり、磨耗状態に応じて適切な対策を行うのが難しいという問題がある。
【０００５】
本発明は、上述のような課題を解決するためになされたもので、本発明の目的は、点火プラグの磨耗状態を正確かつ容易に検出することができ、磨耗状態に応じて適切な制御を実行することが可能な内燃機関の点火制御装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
第１の発明は、一対の電極間に所定の電極間距離をもつ放電ギャップが形成され、これらの電極間に要求電圧以上の電圧を印可することにより放電が生じる点火プラグと、
前記点火プラグにより点火を行う時点の筒内圧を点火時筒内圧として取得する筒内圧取得手段と、
前記電極の磨耗により前記電極間距離が拡大した量である電極磨耗量と前記要求電圧との関係を表す第１の特性データと、前記電極間距離が一定の状態における前記点火時筒内圧と前記要求電圧との関係を表す第２の特性データと、前記筒内圧取得手段により取得した点火時筒内圧とに基いて、前記電極磨耗量を算出する電極磨耗量算出手段と、
を備えることを特徴とする。
【０００７】
第２の発明は、個々の燃焼サイクルにおける点火時筒内圧及び電極間距離と、前記第２の特性データであって前記点火時筒内圧と前記要求電圧との関係を表す一次関数とに基いて、燃焼サイクル毎に要求電圧を算出する要求電圧算出手段を備え、
前記電極磨耗量算出手段は、前記第１の特性データであって前記電極磨耗量と前記要求電圧との関係を表す電圧磨耗相関パラメータと、前記点火プラグの作動時間にわたって各燃焼サイクルの前記要求電圧を積算した要求電圧積算値とに基いて、任意の時点における電極磨耗量を算出する構成としている。
【０００８】
第３の発明によると、前記要求電圧算出手段は、前記電極間距離の初期値と、前回の燃焼サイクルの前記電極磨耗量とに基いて、最新の燃焼サイクルの電極間距離を算出する構成としている。
【０００９】
第４の発明は、内燃機関の運転情報に基いて推定した前記電極の温度である電極温度と、前記電極温度と前記電極の磨耗量との関係を表す温度磨耗相関パラメータとに基いて、前記電極の温度に依存した磨耗量である温度依存磨耗量を算出する温度補正量算出手段を備え、
前記電極磨耗量算出手段は、前記温度依存磨耗量を前記電極磨耗量の算出値に反映させる構成としている。
【００１０】
第５の発明は、前記点火プラグにより１燃焼サイクル中に再放電が行われた回数である再放電回数と、再放電時に前記電極間に生じた電圧である再放電電圧と、前記再放電電圧と前記電極の磨耗量との関係を表す再放電磨耗相関パラメータとに基いて、前記再放電に依存した磨耗量である再放電依存磨耗量を算出する再放電補正量算出手段を備え、
前記電極磨耗量算出手段は、前記再放電依存磨耗量を前記電極磨耗量の算出値に反映させる構成としている。
【００１１】
第６の発明は、前記電極磨耗量が点火系統の性能に応じて設定される許容限度を超えた場合に、機関負荷を所定の負荷上限値以下に制限する機関負荷制限手段を備える構成としている。
【００１２】
第７の発明は、前記電極磨耗量が増大するほど、前記負荷上限値を減少させる上限値可変手段を備える構成としている。
【００１３】
第８の発明は、前記電極磨耗量が点火系統の性能に応じて設定される許容限度を超えた場合に、前記電極磨耗量の温度依存性が高くなる運転領域で燃料噴射量を増量させる燃料増量手段を備える構成としている。
【００１４】
第９の発明は、前記電極磨耗量が許容限度を超えたことを報知する報知手段を備える構成としている。
【発明の効果】
【００１５】
第１の発明によれば、電極磨耗量算出手段は、第２の特性データに基いて、点火時筒内圧から点火プラグの要求電圧を算出することができる。そして、第１の特性データに基いて、要求電圧から電極磨耗量を算出することができる。これにより、特別なセンサや検出機構等を用いなくても、点火プラグの磨耗状態を正確かつ容易に把握することができ、磨耗状態に応じて適切な制御を実行することができる。
【００１６】
第２の発明によれば、要求電圧算出手段は、個々の燃焼サイクルにおける点火時筒内圧及び電極間距離と、点火時筒内圧と要求電圧との関係を表す一次関数とに基いて、点火プラグの要求電圧を燃焼サイクル毎に算出することができる。これにより、電極磨耗量算出手段は、各燃焼サイクルの要求電圧を積算した要求電圧積算値と、電圧磨耗相関パラメータとに基いて、任意の時点における電極磨耗量をリアルタイムに算出することができる。
【００１７】
第３の発明によれば、要求電圧算出手段は、電極間距離の初期値と、前回の燃焼サイクルの電極磨耗量とに基いて、最新の燃焼サイクルの電極間距離を算出することができ、この電極間距離を用いて点火プラグの要求電圧を燃焼サイクル毎に算出することができる。
【００１８】
第４の発明によれば、温度補正量算出手段は、点火プラグの電極温度と温度磨耗相関パラメータとに基いて、温度依存磨耗量を算出することができる。そして、電極磨耗量算出手段は、温度依存磨耗量を最終的な電極磨耗量の算出値に反映させることができる。これにより、プラグの温度環境が変化する場合でも、この変化に応じて電極磨耗量の算出値を適切に補正することができ、その算出精度を向上させることができる。
【００１９】
第５の発明によれば、再放電補正量算出手段は、点火プラグの再放電回数、再放電電圧及び再放電磨耗相関パラメータとに基いて、再放電依存磨耗量を算出することができる。そして、電極磨耗量算出手段は、再放電依存磨耗量を最終的な電極磨耗量の算出値に反映させることができる。これにより、再放電の発生状態が変化する場合でも、この変化に応じて電極磨耗量の算出値を適切に補正することができる。
【００２０】
第６の発明によれば、機関負荷制限手段は、点火プラグの電極磨耗量が許容限度を超えた場合に、機関負荷を適切に制限することができる。これにより、プラグの磨耗が進行して失火が生じるのを防止し、失火による運転性や排気エミッションの悪化を回避することができる。
【００２１】
第７の発明によれば、上限値可変手段は、点火プラグの電極磨耗量に応じて負荷上限値を可変に設定することができる。従って、例えば機関負荷が制限された状態で電極の磨耗が進行した場合には、機関負荷を更に小さく制限することができ、磨耗の進行度合いに応じて機関負荷の上限を適切に変更することができる。
【００２２】
第８の発明によれば、燃料増量手段は、点火プラグの電極磨耗量が許容限度を超えた場合に、電極磨耗量の温度依存性が高くなる運転領域において燃料噴射量を増量させることができる。これにより、上記運転領域であっても、噴射燃料によりプラグの電極を冷却し、電極の温度を温度依存性が高くなる境界温度よりも低下させることができる。従って、電極の磨耗を抑制し、プラグの寿命を延ばすことができる。
【００２３】
第９の発明によれば、報知手段は、点火プラグの電極磨耗量が許容限度を超えた場合に、プラグの交換時期が到来したことを使用者等に報知することができ、メンテナンス性を高めることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】本発明の実施の形態１のシステム構成を説明するための全体構成図である。
【図２】点火プラグの電極部を示す部分拡大図である。
【図３】点火プラグで放電が生じるときの放電電圧、２次電流値及び放電エネルギの時間的な変化を示す特性線図である。
【図４】点火プラグの要求電圧と電極磨耗量との関係を示す特性図である。
【図５】点火プラグの要求電圧と点火時筒内圧との関係を示す特性線図である。
【図６】本発明の実施の形態１において、ＥＣＵにより実行される制御のフローチャートである。
【図７】本発明の実施の形態２において、電極磨耗量と各種のパラメータとの関係を示す説明図である。
【図８】点火プラグにより再放電が行われた場合の放電電圧の変化を示す特性線図である。
【図９】本発明の実施の形態２において、ＥＣＵにより実行される制御のフローチャートである。
【図１０】本発明の実施の形態３において、点火プラグの電極磨耗量に応じて実行される機関負荷制限制御の内容を示す説明図である。
【図１１】本発明の実施の形態３において、ＥＣＵにより実行される制御のフローチャートである。
【図１２】本発明の実施の形態４において、機関負荷制限制御の内容を示す説明図である。
【図１３】ノック制御の制御内容と電極磨耗量との関係を示す説明図である。
【図１４】本発明の実施の形態４において、ＥＣＵにより実行される制御のフローチャートである。
【図１５】本発明の実施の形態５において、点火プラグの電極磨耗量と温度との関係を示す特性線図である。
【図１６】内燃機関の運転領域と電極温度との関係を示す特性線図である。
【図１７】燃料増量制御が実行される運転領域を示す説明図である。
【図１８】本発明の実施の形態５において、ＥＣＵにより実行される制御のフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００２５】
実施の形態１．
［実施の形態１の構成］
以下、図１乃至図６を参照しつつ、本発明の実施の形態１について説明する。図１は、本発明の実施の形態１のシステム構成を説明するための全体構成図である。本実施の形態のシステムは、ガソリンエンジン等からなる内燃機関１０を備えている。内燃機関１０の各気筒１２には、ピストン１４の往復動作により拡大，縮小する燃焼室１６が設けられている。ピストン１４は、内燃機関１０の出力軸であるクランク軸１８に連結されている。
【００２６】
また、内燃機関１０は、各気筒１２に吸入空気を吸込む吸気通路２０と、各気筒１２から排気ガスを排出する排気通路２２とを備えている。吸気通路２０には、吸入空気量を検出するエアフローセンサ２４と、電子制御式のスロットルバルブ２６とが設けられている。スロットルバルブ２６は、アクセル開度等に基いてスロットルモータ２８により駆動され、吸入空気量を増減させる。また、各気筒１２には、吸気ポートに燃料を噴射する燃料噴射弁３０と、燃焼室１６内の混合気に点火する点火プラグ３２と、吸気通路２０を燃焼室１６に対して開，閉する吸気バルブ３４と、排気通路２２を燃焼室１６に対して開，閉する排気バルブ３６とが設けられている。
【００２７】
ここで、図２を参照して点火プラグの構造について説明する。図２は、点火プラグの電極部を示す部分拡大図である。点火プラグ３２は、例えば特開２００８−３００２７８号公報等に記載されているように、中心電極３２aと接地電極３２ｂとを備えている。これらの電極３２ａ，３２ｂは、所定の電極間距離Ｌをもつ放電ギャップを挟んで互いに対向している。そして、点火プラグ３２は、中心電極３２aと接地電極３２ｂとの間に要求電圧以上の電圧を印可することにより、これらの電極３２ａ，３２ｂ間に火花放電が生じる構成となっている。
【００２８】
また、本実施の形態のシステムは、図１に示すように、クランク角センサ３８、筒内圧センサ４０等を含むセンサ系統と、内燃機関１０の運転状態を制御するためのＥＣＵ(Electronic Control Unit)５０とを備えている。クランク角センサ３８は、クランク軸１８の回転に同期した信号を出力するもので、ＥＣＵ５０は、この出力に基いて機関回転数を検出したり、クランク角を検出することができる。また、筒内圧センサ４０は、圧電素子や歪みゲージ等を用いた一般的な圧力センサにより構成され、燃焼室１６内の圧力（筒内圧）を検出する。なお、本発明では、筒内圧センサ４０を用いずに、内燃機関の運転状態（例えば機関回転数、吸入空気量、点火時期等）に基いて筒内圧を推定する構成としてもよい。
【００２９】
センサ系統には、前記センサ２４，３８，４０に加えて、車両や内燃機関の制御に必要な各種のセンサ（例えば内燃機関の冷却水温を検出する水温センサ、アクセル開度を検出するアクセル開度センサ、排気空燃比を検出する空燃比センサ等）が含まれており、これらのセンサはＥＣＵ５０の入力側に接続されている。また、ＥＣＵ５０の出力側には、スロットルモータ２８、燃料噴射弁３０、点火プラグ３２等を含む各種のアクチュエータが接続されている。
【００３０】
そして、ＥＣＵ５０は、内燃機関の状態をセンサ系統により検出し、その検出結果に基いて各アクチュエータを駆動することにより、運転制御を行う。具体的には、クランク角センサ４０の出力に基いて機関回転数とクランク角とを検出し、エアフローセンサ２４により検出した吸入空気量と、前記機関回転数とに基いて機関負荷を算出する。また、クランク角の検出値に基いて燃料噴射時期、点火時期等を決定する。そして、吸入空気量、機関負荷等に基いて燃料噴射量を算出し、燃料噴射弁３０を駆動すると共に、点火プラグ３２を駆動する。また、ＥＣＵ５０は、以下に述べるように、筒内圧センサ４０により検出した点火直前の筒内圧（点火時筒内圧）Ｐspk等に基いて、点火プラグ３２の電極磨耗量Ｘを算出し、その算出結果に応じて適切な制御を行うように構成されている。
【００３１】
[実施の形態１の特徴]
図３は、点火プラグで放電が生じるときの放電電圧、２次電流値及び放電エネルギの時間的な変化を示す特性線図である。図３に示すように、点火プラグの放電時には、瞬間的に大きな突入電流が流れる。このため、２次電流値は、定常的な電流値Ｉ0に対して突入電流の分だけ増大し、これに伴って放電エネルギも瞬間的に上昇する。従来において、電極の磨耗量は、上記電流値Ｉ0に依存する量として求められていた。しかし、本願発明者は、電極の磨耗量が突入電流の大きさ（プラグの要求電圧）にも依存しており、電極の磨耗量とプラグの要求電圧との間に強い相関があることを見出した。この点を踏まえて、本実施の形態では、プラグの要求電圧に基いて電極の磨耗量を推定する構成としている。
【００３２】
図４は、点火プラグの要求電圧と電極磨耗量との関係を示す特性図である。この図に示すデータは、例えば何種類かの機関回転数（rpm）と機関負荷(負荷率kl%)の組合わせについて、実機等で計測することにより得ることができる。図４に示すように、要求電圧と電極磨耗量との間には強い相関があり、この相関は、例えば特性線Ｌpのような一次関数により表すことができる。なお、図４に示すデータでは、要求電圧に相当するパラメータとして、例えば要求電圧に点火回数を乗算したものを使用している。また、プラグの要求電圧とは、電極間で放電が生じるのに必要な最小の電圧値として定義される。さらに、電極磨耗量とは、中心電極と接地電極のうち少なくとも一方が磨耗することにより電極間距離Ｌが拡大した量として定義される。
【００３３】
一方、図５は、点火プラグの要求電圧と、点火時筒内圧との関係を示す特性線図である。両者の関係は、例えばパッシェンの法則において電極間距離Ｌを一定とすれば、図５に示すように一次関数で表すことができる。即ち、プラグの要求電圧Ｖrは、点火時筒内圧Ｐspk、電極間距離Ｌ及び所定の定数Ｋ，αに基いて、下記（１）式のように表すことができる。なお、定数Ｋは、図５中に示す特性線の傾きに対応しており、定数αは、この特性線の切片に対応している。
【００３４】
Ｖr＝Ｋ*Ｌ*Ｐspk＋α ・・・（１）
【００３５】
このように、前記（１）式によれば、点火時筒内圧Ｐspkとプラグの要求電圧Ｖrとの関係を得ることができる。また、要求電圧Ｖrと電極磨耗量Ｘとの関係は、図４中に示す特性線Ｌpにより得ることができる。そこで、本実施の形態では、前記特性線Ｌpの傾きとして定義される電圧磨耗相関パラメータＰと、前記（１）式に示す一次関数と、点火時筒内圧Ｐspkとに基いて、電極磨耗量Ｘを算出する構成としている。なお、電圧磨耗相関パラメータＰは、実験等により得られる一定値であり、請求項１，２における第１の特性データに対応している。また、前記（１）式に示す一次関数は、請求項１，２における第２の特性データに対応している。
【００３６】
次に、電極磨耗量Ｘの算出方法について具体的に説明する。以下の説明において、電極磨耗量Ｘtは、任意の時点ｔにおける電極磨耗量Ｘの値を表し、磨耗増分ΔＸiは、内燃機関の各燃焼サイクルｉでそれぞれ生じる電極の磨耗量を表すものとする。また、電極間距離Ｌi及び点火時筒内圧Ｐspkiは、それぞれ各燃焼サイクルｉにおける電極間距離Ｌ及び点火時筒内圧Ｐspkの値を表すものとする。
【００３７】
まず、個々の燃焼サイクルにおける磨耗増分ΔＸiと要求電圧Ｖriとの関係は、前述の電圧磨耗相関パラメータＰを用いて下記（２）式のように表すことができる。
【００３８】
ΔＸi＝Ｐ*Ｖri ・・・（２）
【００３９】
任意の時点ｔの電極磨耗量Ｘtは、個々の燃焼サイクルで生じる磨耗増分ΔＸiを、点火プラグの作動時間（初期状態から時点ｔまでの期間）にわたって積算したものと考えられる。従って、電極磨耗量Ｘtは、前記（２）式を初期状態（ｉ＝１）から時点ｔまで積算することにより、下記（３）式のように表すことができる。なお、下記（３）式の右辺では、各燃焼サイクルの要求電圧Ｖriを初期状態から時点ｔまで積算した要求電圧積算値ΣＶriと、電圧磨耗相関パラメータＰとを乗算している。
【００４０】
【数１】
【００４１】
次に、要求電圧積算値ΣＶriの算出方法について説明する。各燃焼サイクルの要求電圧Ｖriは、前記（１）式に基いて下記（４）式のように表すことができる。
【００４２】
Ｖri＝Ｋ*Ｌi*Ｐspki＋α ・・・（４）
【００４３】
また、前記（４）式中に含まれる最新の燃焼サイクルｉの電極間距離Ｌiは、電極間距離Ｌの初期値Ｌ0と、前回の燃焼サイクル（ｉ−１）に相当する時点で算出された電極磨耗量Ｘi-1とに基いて、下記（５）式のように算出される。
【００４４】
Ｌi＝Ｌ0＋Ｘi-1 ・・・（５）
【００４５】
この（５）式を前記（４）式に代入することより、下記（６）式を得ることができる。
【００４６】
Ｖri＝Ｋ*(Ｌ0＋Ｘi-1)*Ｐspki＋α ・・・（６）
【００４７】
従って、本実施の形態によれば、燃焼サイクル毎に点火時筒内圧Ｐspkiを検出し、この検出値に基いて前記（６）式により要求電圧Ｖriを算出することができる。そして、要求電圧Ｖriを積算した要求電圧積算値ΣＶriと、電圧磨耗相関パラメータＰとを乗算することにより、任意の時点ｔの電極磨耗量Ｘtをリアルタイムに算出することができる。なお、上記演算において、電圧磨耗相関パラメータＰ、定数Ｋ，α及び電極間距離Ｌの初期値Ｌ0は、ＥＣＵ５０に予め記憶されている。
【００４８】
［実施の形態１を実現するための具体的な処理］
図６は、本発明の実施の形態１において、ＥＣＵにより実行される制御のフローチャートである。この図に示すルーチンは、内燃機関の燃焼サイクル毎に繰返し実行されるものとする。図６に示すルーチンでは、まず、各燃焼サイクルで点火を行う毎に、筒内圧センサ４０により検出した点火時筒内圧Ｐspkiを読み込む（ステップ１００）。そして、前記（６）式に基いて各燃焼サイクルの要求電圧Ｖriを算出し（ステップ１０２）、初期状態から最新の時点までの要求電圧積算値ΣＶriを算出する（ステップ１０４）。
【００４９】
次の処理では、要求電圧積算値ΣＶriと電圧磨耗相関パラメータＰとに基いて、前記（３）式により電極磨耗量Ｘtを算出する（ステップ１０６）。これにより、点火プラグ３２の磨耗状態を把握することができるので、次の処理では、電極磨耗量Ｘtの算出値に基いて各種の磨耗対応制御を実行する（ステップ１０８）。なお、磨耗対応制御の具体例については、実施の形態３乃至５で詳細に説明する。
【００５０】
以上詳述した通り、本実施の形態によれば、点火時筒内圧Ｐspkと、電圧磨耗相関パラメータＰと、前記（６）式に示す一次関数とに基いて、点火プラグ３２の電極磨耗量を正確に算出することができる。これにより、特別なセンサや検出機構等を用いなくても、電極３２ａ，３２ｂの磨耗状態を容易に把握することができる。従って、プラグの磨耗状態に応じて適切な制御を実行することができる。
【００５１】
なお、前記実施の形態１では、図６中のステップ１００が請求項１における筒内圧取得手段の具体例を示している。また、ステップ１０２は、請求項２，３における要求電圧算出手段の具体例を示し、ステップ１０４，１０６は、請求項１，２における電極磨耗量算出手段の具体例を示している。
【００５２】
実施の形態２．
次に、図７乃至図９を参照して、本発明の実施の形態２について説明する。本実施の形態では、前記実施の形態１と同様のシステム構成（図１及び図２）を採用しているものの、電極の温度や再放電による影響を電極磨耗量に反映する構成としており、この点において実施の形態１と構成が異なっている。なお、本実施の形態では、実施の形態１と同一の構成要素に同一の符号を付し、その説明を省略するものとする。
【００５３】
［実施の形態２の特徴］
図７は、本発明の実施の形態２において、電極磨耗量と各種のパラメータとの関係を示す説明図である。この図に示すように、電極磨耗量は、要求電圧だけでなく、他のパラメータ（電極の温度、再放電回数及び再放電圧）にも影響される。そこで、本実施の形態では、電極の温度Ｔplgに依存した電極磨耗量である温度依存磨耗量Ｘ1と、プラグの再放電回数ｎ及び再放電圧Ｒvrに依存した電極磨耗量である再放電依存磨耗量Ｘ2とを算出し、これらの算出結果を最終的な電極磨耗量Ｘの算出値に反映させる構成としている。
【００５４】
まず、温度依存磨耗量Ｘ1の算出方法について説明する。以下の説明において、電極温度Ｔplgiは、各燃焼サイクルｉにおける電極温度Ｔplgを表し、磨耗増分ΔＸ1iは、各燃焼サイクルｉで電極温度Ｔplgiに応じて生じる電極の磨耗量を表すものとする。電極の磨耗量は、電極温度Ｔplgが高くなるほど増大する傾向がある。ＥＣＵ５０には、電極磨耗量と電極温度Ｔplgとの関係を表す温度磨耗相関パラメータＱが予め記憶されている。この温度磨耗相関パラメータＱは、例えば実機等を用いて電極磨耗量と電極温度との関係を計測することにより、前述した電圧磨耗相関パラメータＰの場合とほぼ同様の方法で決定することができる。
【００５５】
個々の燃焼サイクルにおける磨耗増分ΔＸ1iと電極温度Ｔplgiとの関係は、前述の温度磨耗相関パラメータＱを用いて下記（７）式のように表される。なお、電極温度Ｔplgiは、内燃機関の運転情報（例えば機関回転数、機関負荷、点火時期、空燃比等）に基いて燃焼サイクル毎に推定することができる。
【００５６】
ΔＸ1i＝Ｑ*Ｔplgi ・・・（７）
【００５７】
任意の時点ｔにおける温度依存磨耗量Ｘ1は、個々の燃焼サイクルで電極温度Ｔplgiに応じて生じる磨耗増分ΔＸ1iを、点火プラグの作動時間にわたって積算したものと考えられる。従って、温度依存磨耗量Ｘ1は、前記（７）式を初期状態から時点ｔまで積算することにより、下記（８）式のように算出することができる。なお、下記（８）式の右辺では、各燃焼サイクルの電極温度Ｔplgiを初期状態から時点ｔまで積算した電極温度積算値ΣＴplgiと、温度磨耗相関パラメータＱとを乗算している。
【００５８】
【数２】
【００５９】
次に、再放電依存磨耗量Ｘ2の算出方法について説明する。以下の説明において、磨耗増分Ｘrvriは、個々の燃焼サイクルｉにおいて、ｎ回の再放電により生じる電極の総磨耗量を表すものとする。また、再放電圧Ｒvrzは、全ｎ回のうちｚ回目（ｚ＝１,２,・・・,ｎ）の再放電時に電極間に生じた再放電圧Ｒvrを表すものとする。
【００６０】
筒内に強い気流が生じている状態で点火が行われた場合には、放電の火花が吹き消され、何回かの放電が断続的に行われる現象（吹き消えによる再放電）が生じ易い。この再放電は、プラグの放電エネルギが消費されるまで繰り返される。電極の磨耗量は、再放電の回数及び電圧が増えるほど増大する傾向がある。
【００６１】
図８は、点火プラグにより再放電が行われた場合の放電電圧の変化を示す特性線図である。この図では、１燃焼サイクル中に６回の再放電が行われた場合を例示している。ＥＣＵ５０は、上述した再放電時の電圧及び電流を含めてプラグの通電状態を検出する機能を備えている。このため、プラグの放電時には、例えば図８に示すような検出電圧の波形に基いて、再放電の回数ｎと、全ｎ回のうち任意のｚ回目の再放電が行われたときの再放電圧Ｒvrzとを検出することができる。
【００６２】
１燃焼サイクル中において、ｚ回目の再放電で生じる電極の磨耗量（磨耗増分）ΔＸzは、この放電時の再放電電圧Ｒvrzと、再放電磨耗相関パラメータＳとに基いて、下記（９）式のように表すことができる。ここで、再放電磨耗相関パラメータＳは、再放電電圧と電極磨耗量との関係を示すもので、ＥＣＵ５０に予め記憶されている。再放電磨耗相関パラメータＳは、例えば実機等を用いて電極磨耗量と再放電電圧との関係を計測することにより、前述した電圧磨耗相関パラメータＰの場合とほぼ同様の方法で決定することができる。
【００６３】
ΔＸz＝Ｓ*Ｒvrz ・・・（９）
【００６４】
１燃焼サイクルにおいて、１〜ｎ回目の再放電により生じる磨耗増分ΔＸzを総計した磨耗増分Ｘrvriは、前記（９）式をｎ回の再放電にわたって積算することにより、下記（１０）式のように算出することができる。なお、下記（１０）式の右辺では、再放電電圧Ｒvrzを再放電回数ｎ分だけ積算した再放電電圧積算値ΣＲvrzと、再放電磨耗相関パラメータＳとを乗算している。
【００６５】
【数３】
【００６６】
任意の時点ｔにおける再放電依存磨耗量Ｘ2は、個々の燃焼サイクルで再放電回数ｎ及び再放電電圧Ｒvrzに応じて生じる磨耗増分Ｘrvriを、点火プラグの作動時間にわたって積算したものと考えられる。従って、再放電依存磨耗量Ｘ2は、前記（１０）式を初期状態から時点ｔまで積算することにより、下記（１１）式のように算出することができる。
【００６７】
【数４】
【００６８】
このように算出された温度依存磨耗量Ｘ1と再放電依存磨耗量Ｘ2とは、下記（１２）式に示すように、実施の形態１で算出された要求電圧依存磨耗量（Ｐ*ΣＶri）に加算され、最終的な電極磨耗量Ｘtの算出値に反映される。
【００６９】
【数５】
【００７０】
このように構成される本実施の形態でも、前記実施の形態１とほぼ同様の作用効果を得ることができる。そして、特に本実施の形態では、点火プラグの温度や通電状態に基いて温度依存磨耗量Ｘ1と再放電依存磨耗量Ｘ2とを算出し、これらの算出値を最終的な電極磨耗量Ｘtの算出値に反映させることができる。これにより、プラグの温度環境や再放電の発生状態が変化する場合でも、これらの変化に応じて電極磨耗量Ｘtの算出値を適切に補正することができ、その算出精度を向上させることができる。
【００７１】
なお、上記説明では、温度依存磨耗量Ｘ1と再放電依存磨耗量Ｘ2の両方を最終的な電極磨耗量Ｘtに反映させる場合を例示した。しかし、本発明はこれに限らず、必要に応じて上記磨耗量Ｘ1，Ｘ2のうち何れか一方のみを最終的な電極磨耗量Ｘtに反映させる構成としてもよい。
【００７２】
［実施の形態２を実現するための具体的な処理］
図９は、本発明の実施の形態２において、ＥＣＵにより実行される制御のフローチャートである。この図に示すルーチンは、実施の形態１の図６に示すルーチンと並列に実行され、燃焼サイクル毎に繰返されるものである。図９に示すルーチンでは、まず、センサ系統により検出した運転情報に基いて、各燃焼サイクルでの電極温度Ｔplgiを算出する（ステップ２００）。そして、各燃焼サイクルの電極温度Ｔplgiを初期状態から時点ｔまで積算した電極温度積算値ΣＴplgiを算出し（ステップ２０２）、この算出値に基いて前記（８）式により温度依存磨耗量Ｘ1を算出する（ステップ２０４）。
【００７３】
次の処理では、点火プラグ３２の通電状態（通電時の電圧波形等）に基いて、再放電回数ｎと再放電電圧Ｒvrzとを検出し（ステップ２０６）、その検出結果に基いて再放電電圧積算値ΣＲvrzを算出する（ステップ２０８）。そして、前記（１０），（１１）に基いて再放電依存磨耗量Ｘ2を算出する（ステップ２１０）。一方、前記図６中に示すステップ１０６では、プラグの要求電圧に依存した電極磨耗量Ｘtが算出されるので、本実施の形態では、この電極磨耗量Ｘtに対して、前記（１２）式により温度依存磨耗量Ｘ1と再放電依存磨耗量Ｘ2とを反映させる（ステップ２１２）。
【００７４】
なお、前記実施の形態２では、図９中のステップ２００，２０２，２０４が請求項４における温度補正量算出手段の具体例を示し、ステップ２０６，２０８，２１０が請求項５における再放電補正量算出手段の具体例を示している。また、ステップ２１２は、請求項４，５における電極磨耗量算出手段の具体例を示している。
【００７５】
実施の形態３．
次に、図１０及び図１１を参照して、本発明の実施の形態３について説明する。本実施の形態では、前記実施の形態１と同様のシステム構成及び制御（図１、図２及び図６）に加えて、電極磨耗量に応じて機関負荷を制限する構成としており、この点において実施の形態１と構成が異なっている。なお、本実施の形態では、実施の形態１と同一の構成要素に同一の符号を付し、その説明を省略するものとする。
【００７６】
［実施の形態３の特徴］
図１０は、本発明の実施の形態３において、点火プラグの電極磨耗量に応じて実行される機関負荷制限制御の内容を示す説明図である。プラグの要求電圧は、電極の磨耗が進行するにつれて高くなる。また、高負荷運転時にも、筒内圧が上昇することによりプラグの要求電圧が高くなる傾向がある。このため、電極の磨耗量が許容限度を超えた状態で、高負荷運転が行われると、点火系統の性能に対して要求電圧が過大となる場合があり、この場合には、プラグに印可される電圧が不足し、失火等の虞れが生じる。
【００７７】
そこで、機関負荷制限制御では、図１０に示すように、前記実施の形態１または２の方法により算出した電極磨耗量Ｘtが所定の制限開始磨耗量Ａ以上となった場合に、機関負荷を負荷上限値Ｋlmax以下に制限する構成としている。なお、機関負荷を制限する方法としては、例えばスロットルバルブ２６を絞って吸入空気量を制限したり、燃料噴射量を減量する等の方法が挙げられる。
【００７８】
上述した制限開始磨耗量Ａは、点火系統の性能等に応じて設定される電極磨耗量の許容限度であり、例えば全開運転（ＷＯＴ）が許されなくなるような電極磨耗量の最小値として設定される。即ち、電極磨耗量Ｘtが制限開始磨耗量Ａ以上となった場合には、全開運転では失火の虞れがあるため、機関負荷を制限する必要が生じる。また、負荷上限値Ｋlmaxは、制限開始磨耗量Ａの値に応じて設定されるものであり、例えば制限開始磨耗量Ａと等しい量の磨耗が生じた状態で、点火を安定的に行うことが可能な機関負荷の最大値として設定される。これらの制限開始磨耗量Ａ及び負荷上限値Ｋlmaxは、ＥＣＵ５０に予め記憶されている。
【００７９】
また、本実施の形態では、電極磨耗量Ｘtが制限開始磨耗量Ａ以上となった場合に、この状態を車両の使用者等に報知する構成としている。具体的には、例えばインジケータ等を点灯させ、点火プラグの交換を促すものである。この構成によれば、点火プラグの交換時期が到来したことを車両の使用者等に報知することができ、メンテナンス性を高めることができる。なお、上記の報知動作は、インジケータに限らず、モニタ表示、ブザー、音声等により実施する構成としてもよい。
【００８０】
［実施の形態３を実現するための具体的な処理］
図１１は、本発明の実施の形態３において、ＥＣＵにより実行される制御のフローチャートである。この図に示すルーチンは、実施の形態１（図６）のステップ１０８で実行される磨耗対応制御の一例であり、燃焼サイクル毎に繰返されるものである。図１１に示すルーチンでは、まず、燃焼サイクル毎に算出される電極磨耗量Ｘtが制限開始磨耗量Ａ以上であるか否かを判定する（ステップ３００）。この判定が成立した場合には、機関負荷制限制御を実行することにより、運転中の機関負荷を負荷上限値Ｋlmax以下に制限する（ステップ３０２）。そして、点火プラグの交換を促すインジケータ等を点灯させる（ステップ３０４）。
【００８１】
上述したように、本実施の形態によれば、電極磨耗量Ｘtが許容限度を超えた場合には、機関負荷を適切に制限することができる。これにより、プラグの磨耗が進行して失火が生じるのを防止し、失火による運転性や排気エミッションの悪化を回避することができる。なお、本実施の形態では、図１１中のステップ３００，３０２が請求項６における機関負荷制限手段の具体例を示し、ステップ３０４が請求項９における報知手段の具体例を示している。
【００８２】
実施の形態４．
次に、図１２乃至図１４を参照して、本発明の実施の形態４について説明する。本実施の形態では、前記実施の形態１と同様のシステム構成及び制御（図１、図２及び図６）を採用している。また、本実施の形態では、前記実施の形態３と同様の機関負荷制限制御において、負荷上限値を電極磨耗量に応じて可変に設定する構成としており、この点において実施の形態１と構成が異なっている。なお、本実施の形態では、実施の形態１と同一の構成要素に同一の符号を付し、その説明を省略するものとする。
【００８３】
［実施の形態４の特徴］
図１２は、本発明の実施の形態４において、機関負荷制限制御の内容を示す説明図である。本実施の形態では、実施の形態３と同様に、電極磨耗量Ｘtが制限開始磨耗量Ａ以上となった場合に、機関負荷を負荷上限値Ｐklmax以下に制限する構成としている。しかし、電極磨耗量が更に増大した場合には、その分だけプラグの要求電圧が高くなるので、最初に制限したレベルの高負荷運転であっても、失火を生じる虞れがある。このため、本実施の形態では、図１２に示すように、電極磨耗量Ｘtが増大するほど、負荷上限値Ｐklmaxを減少させ、高負荷運転の許容レベルを低くする構成としている。
【００８４】
また、本実施の形態では、内燃機関にノック制御を行うシステム（ＫＣＳ）が搭載されている場合に、ノック制御の内容を電極磨耗量Ｘtに応じて変更する構成としている。図１３は、ノック制御の制御内容と電極磨耗量との関係を示す説明図である。ノック制御では、ノッキングが発生した場合に、点火時期を遅角させる。しかし、点火時期を遅角させると、筒内圧が上昇した上死点後のタイミングで点火を行うことになるので、プラグの要求電圧が高くなる。この場合、電極磨耗量が許容限度を超えていると、失火の虞れが生じる。そこで、本実施の形態では、電極磨耗量Ｘtが制限開始磨耗量Ａ以上となった場合に、ノック制御による点火時期の遅角量が小さくなるように制限する。また、この点火時期の遅角制限を補うために、スロットルバルブ（ＴＨ）や過給機のウェイストゲートバルブ（ＷＧＶ）の協調制御を実施し、これらのバルブの制御量を増大させることによりノッキングの抑制を図る。これにより、点火プラグの磨耗が進行した場合でも、ノック制御を円滑に行うことができる。
【００８５】
［実施の形態４を実現するための具体的な処理］
図１４は、本発明の実施の形態４において、ＥＣＵにより実行される制御のフローチャートである。この図に示すルーチンは、実施の形態１（図６）のステップ１０８で実行される磨耗対応制御の一例であり、燃焼サイクル毎に繰返されるものである。図１４に示すルーチンでは、まず、燃焼サイクル毎に算出される電極磨耗量Ｘtが制限開始磨耗量Ａ以上であるか否かを判定する（ステップ４００）。
【００８６】
ステップ４００の判定が成立した場合には、点火プラグの交換を促すインジケータ等を点灯させる（ステップ４０２）。また、ＥＣＵ５０に予め記憶された図１２のデータを参照することにより、電極磨耗量Ｘtに応じて負荷上限値Ｐklmaxを算出する（ステップ４０４）。そして、機関負荷制限制御を実行することにより、運転中の機関負荷を負荷上限値Ｐklmax以下に制限する（ステップ４０６）。なお、本実施の形態では、図１４中のステップ４００，４０６が請求項６，７における機関負荷制限手段の具体例を示し、ステップ４０４が請求項７における上限値可変手段の具体例を示している。また、ステップ４０２は、請求項９における報知手段の具体例を示している。
【００８７】
このように構成される本実施の形態でも、前記実施の形態３とほぼ同様の作用効果を得ることができる。そして、特に本実施の形態では、電極磨耗量Ｘtに応じて負荷上限値Ｐklmaxを可変に設定することができる。従って、例えば機関負荷が制限された状態で電極の磨耗が進行した場合には、機関負荷を更に小さく制限することができ、磨耗の進行度合いに応じて機関負荷の上限を適切に変更することができる。
【００８８】
実施の形態５．
次に、図１５乃至図１８を参照して、本発明の実施の形態５について説明する。本実施の形態では、前記実施の形態１と同様のシステム構成及び制御（図１、図２及び図６）に加えて、特定の運転領域で電極温度を低下させるために燃料噴射量を増量させる構成としており、この点において実施の形態１と構成が異なっている。なお、本実施の形態では、実施の形態１と同一の構成要素に同一の符号を付し、その説明を省略するものとする。
【００８９】
［実施の形態５の特徴］
図１５は、本発明の実施の形態５において、点火プラグの電極磨耗量と温度との関係を示す特性線図である。この図に示すように、電極磨耗量は、一定温度以上の温度領域において、温度に対する感度（温度依存性）が大きくなる傾向がある。この温度領域では、温度が少し上昇しただけでも磨耗量が大きく増えるので、特に電極の磨耗が進行している場合には、電極温度が上記温度領域に達するのを避ける必要がある。
【００９０】
このため、本実施の形態では、電極磨耗量Ｘtが所定の磨耗上限値Ｂ以上となった場合に、点火プラグの温度を低下させるために後述の燃料増量制御を実行する構成としている。ここで、磨耗上限値Ｂは、前記実施の形態３における制御開始磨耗量Ａとほぼ同様に、点火系統の性能に応じて設定される許容限度であり、ＥＣＵ５０に予め記憶されている。また、磨耗上限値Ｂは、例えば燃費性能を犠牲にしても、プラグの温度上昇を抑える必要があるような重度の磨耗状態を判定するための判定値であり、前記制限開始磨耗量Ａよりも大きな値に設定される。
【００９１】
燃料増量制御は、電極磨耗量の温度依存性が高くなる特定の運転領域で、燃料噴射量を増量させる構成としている。この特定の運転領域は、電極温度が前述した一定温度以上となる領域に対応しており、図１６及び図１７に基いて設定されている。図１６は、内燃機関の運転領域と電極温度との関係を示す特性線図であり、図１７は、燃料増量制御が実行される運転領域を示す説明図である。図１６では、特性線が太い領域ほど、電極温度が高いことを示している。
【００９２】
図１６に示すように、電極温度は、基本的に機関回転数及び機関負荷が増大するほど、高温となる傾向がある。しかし、高回転高負荷領域では、図１７に示すように、排気浄化触媒の過熱を防止するために燃料噴射量を増量させる制御（ＯＴ増量）が実行されるので、このＯＴ増量により点火プラグの電極温度も低下する。この結果、ＯＴ増量の制御領域以外で高回転または高負荷となる特定の運転領域では、電極温度が前述の一定温度以上に上昇し、電極磨耗量の温度依存性が高くなる傾向がある。従って、燃料増量制御は、この特定の運転領域で実行され、噴射燃料によりプラグの温度を低下させることができる。
【００９３】
［実施の形態５を実現するための具体的な処理］
図１８は、本発明の実施の形態５において、ＥＣＵにより実行される制御のフローチャートである。この図に示すルーチンは、実施の形態１（図６）のステップ１０８で実行される磨耗対応制御の一例であり、燃焼サイクル毎に繰返されるものである。図１５に示すルーチンでは、まず、ステップ５００〜５０６において、前記実施の形態４（図１４）のステップ４００〜４０６と同様の処理を実行する。これにより、電極磨耗量Ｘtが制限開始磨耗量Ａ以上となった場合には、機関負荷制限制御を実行することができる。
【００９４】
次の処理では、燃焼サイクル毎に算出される電極磨耗量Ｘtが磨耗上限値Ｂ以上であるか否かを判定する（ステップ５０８）。この判定成立時には、前述した燃料増量制御を実行する（ステップ５１０）。即ち、ステップ５１０では、機関回転数と機関負荷とに基いて現在の運転領域が前述した特定の運転領域であるか否かを判定し、この判定が成立した場合には、プラグの温度を低下させるために燃料噴射量を増量する。
【００９５】
なお、本実施の形態では、図１８中のステップ５０８，５１０が請求項８における燃料増量手段の具体例を示している。また、ステップ５００，５０６は請求項６，７における機関負荷制限手段の具体例、ステップ５０４は請求項７における上限値可変手段の具体例、ステップ５０２は請求項９における報知手段の具体例をそれぞれ示している。
【００９６】
上述したように、本実施の形態によれば、電極磨耗量Ｘtが許容限度を超えた場合には、電極磨耗量の温度依存性が高くなる運転領域において燃料噴射量を増量させることができる。これにより、上記運転領域であっても、噴射燃料によりプラグの電極を冷却し、電極の温度を温度依存性が高くなる境界温度よりも低下させることができる。従って、電極の磨耗を抑制し、プラグの寿命を延ばすことができる。
【００９７】
なお、前記実施の形態２乃至５では、前記実施の形態１の構成に対して、実施の形態２乃至５の特徴となる構成を組合わせるものとした。しかし、本発明はこれに限らず、例えば実施の形態１，２を組合わせた構成に対して、実施の形態３乃至５の特徴となる構成を組合わせてもよい。
【符号の説明】
【００９８】
１０ 内燃機関
１２ 気筒
１４ ピストン
１６ 燃焼室
１８ クランク軸
２０ 吸気通路
２２ 排気通路
２４ エアフローセンサ
２６ スロットルバルブ
２８ スロットルモータ
３０ 燃料噴射弁
３２ 点火プラグ
３２ａ 中心電極
３２ｂ 接地電極
３４ 吸気バルブ
３６ 排気バルブ
３８ クランク角センサ
４０ 筒内圧センサ
５０ ＥＣＵ
Ｐspk 点火時筒内圧
Ｌ 電極間距離
Ｌ0 初期値
Ｐ 電圧磨耗相関パラメータ（第１の特性データ）
Ｖr 要求電圧
ΣＶri 要求電圧積算値
Ｘ 電極磨耗量
Ｔplg 電極温度
Ｑ 温度磨耗相関パラメータ
Ｘ1 再放電依存磨耗量
ｎ 再放電回数
Ｒvr 再放電電圧
Ｓ 再放電磨耗相関パラメータ
Ｘ2 再放電依存磨耗量
Ａ 制限開始磨耗量
Ｋlmax，Ｐklmax 負荷上限値
Ｂ 磨耗上限値
【特許請求の範囲】
【請求項１】
一対の電極間に所定の電極間距離をもつ放電ギャップが形成され、これらの電極間に要求電圧以上の電圧を印可することにより放電が生じる点火プラグと、
前記点火プラグにより点火を行う時点の筒内圧を点火時筒内圧として取得する筒内圧取得手段と、
前記電極の磨耗により前記電極間距離が拡大した量である電極磨耗量と前記要求電圧との関係を表す第１の特性データと、前記電極間距離が一定の状態における前記点火時筒内圧と前記要求電圧との関係を表す第２の特性データと、前記筒内圧取得手段により取得した点火時筒内圧とに基いて、前記電極磨耗量を算出する電極磨耗量算出手段と、
を備えることを特徴とする内燃機関の点火制御装置。
【請求項２】
個々の燃焼サイクルにおける点火時筒内圧及び電極間距離と、前記第２の特性データであって前記点火時筒内圧と前記要求電圧との関係を表す一次関数とに基いて、燃焼サイクル毎に要求電圧を算出する要求電圧算出手段を備え、
前記電極磨耗量算出手段は、前記第１の特性データであって前記電極磨耗量と前記要求電圧との関係を表す電圧磨耗相関パラメータと、前記点火プラグの作動時間にわたって各燃焼サイクルの前記要求電圧を積算した要求電圧積算値とに基いて、任意の時点における電極磨耗量を算出する構成としてなる請求項１に記載の内燃機関の点火制御装置。
【請求項３】
前記要求電圧算出手段は、前記電極間距離の初期値と、前回の燃焼サイクルの前記電極磨耗量とに基いて、最新の燃焼サイクルの電極間距離を算出する構成としてなる請求項２に記載の内燃機関の点火制御装置。
【請求項４】
内燃機関の運転情報に基いて推定した前記電極の温度である電極温度と、前記電極温度と前記電極の磨耗量との関係を表す温度磨耗相関パラメータとに基いて、前記電極の温度に依存した磨耗量である温度依存磨耗量を算出する温度補正量算出手段を備え、
前記電極磨耗量算出手段は、前記温度依存磨耗量を前記電極磨耗量の算出値に反映させる構成としてなる請求項１乃至３のうち何れか１項に記載の内燃機関の点火制御装置。
【請求項５】
前記点火プラグにより１燃焼サイクル中に再放電が行われた回数である再放電回数と、再放電時に前記電極間に生じた電圧である再放電電圧と、前記再放電電圧と前記電極の磨耗量との関係を表す再放電磨耗相関パラメータとに基いて、前記再放電に依存した磨耗量である再放電依存磨耗量を算出する再放電補正量算出手段を備え、
前記電極磨耗量算出手段は、前記再放電依存磨耗量を前記電極磨耗量の算出値に反映させる構成としてなる請求項１乃至４のうち何れか１項に記載の内燃機関の点火制御装置。
【請求項６】
前記電極磨耗量が点火系統の性能に応じて設定される許容限度を超えた場合に、機関負荷を所定の負荷上限値以下に制限する機関負荷制限手段を備えてなる請求項１乃至５のうち何れか１項に記載の内燃機関の点火制御装置。
【請求項７】
前記電極磨耗量が増大するほど、前記負荷上限値を減少させる上限値可変手段を備えてなる請求項６に記載の内燃機関の点火制御装置。
【請求項８】
前記電極磨耗量が点火系統の性能に応じて設定される許容限度を超えた場合に、前記電極磨耗量の温度依存性が高くなる運転領域で燃料噴射量を増量させる燃料増量手段を備えてなる請求項１乃至７のうち何れか１項に記載の内燃機関の点火制御装置。
【請求項９】
前記電極磨耗量が許容限度を超えたことを報知する報知手段を備えてなる請求項１乃至８のうち何れか１項に記載の内燃機関の点火制御装置。
【請求項１】
一対の電極間に所定の電極間距離をもつ放電ギャップが形成され、これらの電極間に要求電圧以上の電圧を印可することにより放電が生じる点火プラグと、
前記点火プラグにより点火を行う時点の筒内圧を点火時筒内圧として取得する筒内圧取得手段と、
前記電極の磨耗により前記電極間距離が拡大した量である電極磨耗量と前記要求電圧との関係を表す第１の特性データと、前記電極間距離が一定の状態における前記点火時筒内圧と前記要求電圧との関係を表す第２の特性データと、前記筒内圧取得手段により取得した点火時筒内圧とに基いて、前記電極磨耗量を算出する電極磨耗量算出手段と、
を備えることを特徴とする内燃機関の点火制御装置。
【請求項２】
個々の燃焼サイクルにおける点火時筒内圧及び電極間距離と、前記第２の特性データであって前記点火時筒内圧と前記要求電圧との関係を表す一次関数とに基いて、燃焼サイクル毎に要求電圧を算出する要求電圧算出手段を備え、
前記電極磨耗量算出手段は、前記第１の特性データであって前記電極磨耗量と前記要求電圧との関係を表す電圧磨耗相関パラメータと、前記点火プラグの作動時間にわたって各燃焼サイクルの前記要求電圧を積算した要求電圧積算値とに基いて、任意の時点における電極磨耗量を算出する構成としてなる請求項１に記載の内燃機関の点火制御装置。
【請求項３】
前記要求電圧算出手段は、前記電極間距離の初期値と、前回の燃焼サイクルの前記電極磨耗量とに基いて、最新の燃焼サイクルの電極間距離を算出する構成としてなる請求項２に記載の内燃機関の点火制御装置。
【請求項４】
内燃機関の運転情報に基いて推定した前記電極の温度である電極温度と、前記電極温度と前記電極の磨耗量との関係を表す温度磨耗相関パラメータとに基いて、前記電極の温度に依存した磨耗量である温度依存磨耗量を算出する温度補正量算出手段を備え、
前記電極磨耗量算出手段は、前記温度依存磨耗量を前記電極磨耗量の算出値に反映させる構成としてなる請求項１乃至３のうち何れか１項に記載の内燃機関の点火制御装置。
【請求項５】
前記点火プラグにより１燃焼サイクル中に再放電が行われた回数である再放電回数と、再放電時に前記電極間に生じた電圧である再放電電圧と、前記再放電電圧と前記電極の磨耗量との関係を表す再放電磨耗相関パラメータとに基いて、前記再放電に依存した磨耗量である再放電依存磨耗量を算出する再放電補正量算出手段を備え、
前記電極磨耗量算出手段は、前記再放電依存磨耗量を前記電極磨耗量の算出値に反映させる構成としてなる請求項１乃至４のうち何れか１項に記載の内燃機関の点火制御装置。
【請求項６】
前記電極磨耗量が点火系統の性能に応じて設定される許容限度を超えた場合に、機関負荷を所定の負荷上限値以下に制限する機関負荷制限手段を備えてなる請求項１乃至５のうち何れか１項に記載の内燃機関の点火制御装置。
【請求項７】
前記電極磨耗量が増大するほど、前記負荷上限値を減少させる上限値可変手段を備えてなる請求項６に記載の内燃機関の点火制御装置。
【請求項８】
前記電極磨耗量が点火系統の性能に応じて設定される許容限度を超えた場合に、前記電極磨耗量の温度依存性が高くなる運転領域で燃料噴射量を増量させる燃料増量手段を備えてなる請求項１乃至７のうち何れか１項に記載の内燃機関の点火制御装置。
【請求項９】
前記電極磨耗量が許容限度を超えたことを報知する報知手段を備えてなる請求項１乃至８のうち何れか１項に記載の内燃機関の点火制御装置。
【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】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【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】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【公開番号】特開２０１１−１５７９０４（Ｐ２０１１−１５７９０４Ａ）
【公開日】平成２３年８月１８日（２０１１．８．１８）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−２１４６０（Ｐ２０１０−２１４６０）
【出願日】平成２２年２月２日（２０１０．２．２）
【出願人】（０００００３２０７）トヨタ自動車株式会社 (59,920)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２３年８月１８日（２０１１．８．１８）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年２月２日（２０１０．２．２）
【出願人】（０００００３２０７）トヨタ自動車株式会社 (59,920)
【Ｆターム（参考）】
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