JP2003286893A - Misfire detecting device for internal combustion engine - Google Patents
Misfire detecting device for internal combustion engineInfo
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Abstract
Description
【0001】[0001]
【発明の属する技術分野】この発明は、混合気が燃焼す
る際に発生するイオン電流に基づいて内燃機関の失火を
検出する内燃機関の失火検出装置に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a misfire detection device for an internal combustion engine, which detects a misfire of the internal combustion engine based on an ion current generated when a mixture gas burns.
【0002】[0002]
【従来の技術】ガソリン機関などの火花点火方式の内燃
機関においては、点火コイルによって発生した高電圧が
ディストリビュータなどを介して各気筒に配置された点
火プラグに与えられ、点火プラグの電極間(ギャップ)
の火花放電によって各気筒内の混合気が着火されて燃焼
が生じる。このような内燃機関の着火・燃焼行程におい
ては、なんらかの原因によって混合気の着火・燃焼が正
常に行われない現象、即ち失火が生じることがある。2. Description of the Related Art In a spark ignition type internal combustion engine such as a gasoline engine, a high voltage generated by an ignition coil is applied to a spark plug arranged in each cylinder through a distributor or the like, and a gap between electrodes of the spark plug (gap). )
The air-fuel mixture in each cylinder is ignited by the spark discharge of, and combustion occurs. In such an ignition / combustion process of the internal combustion engine, a phenomenon that the ignition / combustion of the air-fuel mixture is not normally performed, that is, misfire may occur for some reason.
【0003】この失火は、燃料系に起因するものと、点
火系に起因するものの二つに大別される。前者の燃料系
に起因する失火は、空燃比の過剰なリーン化あるいはリ
ッチ化に起因するものであって、点火プラグの電極間で
火花放電は生じているが、混合気には着火されない現象
である。一方、後者の点火系に起因する失火は、未燃燃
料などの付着による点火プラグのくすぶりや点火回路の
異常などによって正常な火花放電が生じない、いわゆる
ミス・スパークに起因する現象である。This misfire is roughly classified into two types, one caused by the fuel system and the other caused by the ignition system. The former misfire caused by the fuel system is caused by excessive leaning or enrichment of the air-fuel ratio, and spark discharge occurs between the electrodes of the spark plug, but it is a phenomenon that the mixture does not ignite. is there. On the other hand, the latter misfire caused by the ignition system is a phenomenon caused by so-called miss spark, in which normal spark discharge does not occur due to smoldering of the spark plug due to adhesion of unburned fuel or the like and abnormality of the ignition circuit.
【0004】混合気が正常に燃焼すると、その燃焼に伴
って混合気(正確には混合気の燃焼によって発生した燃
焼ガス)が電離(イオン化)し、イオン電流が発生す
る。一方、失火が生じて混合気の燃焼が行われないと、
混合気が電離しないことからイオン電流は発生しない。When the air-fuel mixture normally burns, the air-fuel mixture (more precisely, the combustion gas generated by the combustion of the air-fuel mixture) is ionized (ionized) to generate an ion current. On the other hand, if a misfire occurs and the mixture is not burned,
No ion current is generated because the air-fuel mixture does not ionize.
【0005】このため、従来、例えば特開平5−999
56号公報に記載される技術のように、燃焼行程におい
て発生するイオン電流を検出し、その検出値、具体的に
は時間積分値やピーク値を所定値と比較することによ
り、内燃機関の失火を検出することが広く行われてい
る。Therefore, conventionally, for example, Japanese Patent Laid-Open No. 5-999.
As in the technique described in Japanese Patent Publication No. 56, by detecting the ion current generated in the combustion stroke and comparing the detected value, specifically the time integral value or the peak value, with a predetermined value, misfire of the internal combustion engine is performed. It is widely used to detect.
【0006】[0006]
【発明が解決しようとする課題】イオン電流を検出する
際には、種々のノイズ、例えば、検出対象以外の気筒で
の燃焼によって発生するノイズや、点火コイルの相互誘
導あるいは自己誘導によって発生するノイズなどが検出
精度に影響を及ぼすため、それらの影響を回避すること
が望ましい。このため、上記した特開平5−99956
号公報に記載される技術にあっては、誘導ノイズが発生
する時期にイオン電流を検出しない(マスクする)こと
で、その影響を回避するようにしている。しかしなが
ら、マスク期間外において発生した他のノイズを検出し
てしまうと、ノイズを不要な入力として処理(除去)す
ることができず、それによって発生した電圧波形をイオ
ン電流と誤検出してしまうおそれがあり、失火の検出精
度において必ずしも満足できるものではなかった。When detecting an ion current, various noises, for example, noises generated by combustion in cylinders other than the detection target and noises generated by mutual induction or self-induction of ignition coils. Since it affects the detection accuracy, it is desirable to avoid those effects. Therefore, the above-mentioned Japanese Patent Laid-Open No. 5-99956
In the technique described in the publication, the influence is avoided by not detecting (masking) the ionic current when the induced noise occurs. However, if other noise generated outside the mask period is detected, the noise cannot be processed (removed) as an unnecessary input, and the generated voltage waveform may be erroneously detected as an ion current. However, the accuracy of misfire detection was not always satisfactory.
【0007】従ってこの発明の目的は、上記した課題を
解決し、ノイズの影響を受けることなく失火を検出する
ことができるようにし、よって失火の検出精度を向上さ
せるようにした内燃機関の失火検出装置を提供すること
にある。Therefore, an object of the present invention is to solve the above-mentioned problems and to enable misfire detection without being affected by noise, thereby improving the misfire detection accuracy of an internal combustion engine. To provide a device.
【0008】[0008]
【課題を解決するための手段】上記の課題を解決するた
めに、この発明は請求項1項において、内燃機関の燃焼
室を臨む位置に配置された点火プラグに電圧を印加し、
その電極間の火花放電によって混合気が燃焼する際に発
生するイオン電流を電流検出回路で検出し、前記検出し
たイオン電流に基づいて前記内燃機関の失火を検出する
内燃機関の失火検出装置において、前記電流検出回路
は、前記イオン電流を電圧波形で検知する電流検知部、
前記検知された電圧波形を平滑化処理する平滑化処理
部、および前記平滑化処理された電圧波形を、所定のバ
イアス電圧に基づき減算処理する減算処理部を備えるよ
うに構成した。In order to solve the above-mentioned problems, the present invention according to claim 1 applies a voltage to a spark plug arranged at a position facing a combustion chamber of an internal combustion engine,
In the misfire detection device of the internal combustion engine, which detects the ion current generated when the air-fuel mixture burns by the spark discharge between the electrodes by the current detection circuit, and detects the misfire of the internal combustion engine based on the detected ion current, The current detection circuit is a current detection unit that detects the ion current with a voltage waveform,
A smoothing processing unit that smoothes the detected voltage waveform, and a subtraction processing unit that subtracts the smoothed voltage waveform based on a predetermined bias voltage.
【0009】イオン電流を検出するための電流検出回路
が、イオン電流を電圧波形で検知する電流検知部、検知
された電圧波形を平滑化(平均化)処理することによっ
てノイズを減衰(除去)する平滑化処理部、および平滑
化された電圧波形を所定のバイアス電圧に基づいて減算
処理することにより、平滑化処理部で処理しきれなかっ
たノイズを除去する減算部を備えるように構成したの
で、ノイズの影響を受けることなく失火を検出すること
ができ、よって失火の検出精度を向上させることができ
る。A current detection circuit for detecting an ionic current detects a current waveform of the ionic current by a current detecting section, and a detected voltage waveform is smoothed (averaged) to attenuate (remove) noise. Since the smoothing processing unit and the subtraction unit that removes the noise that could not be processed by the smoothing processing unit by performing the subtraction processing on the smoothed voltage waveform based on the predetermined bias voltage are configured, Misfires can be detected without being affected by noise, and thus misfire detection accuracy can be improved.
【0010】請求項2項にあっては、前記所定のバイア
ス電圧が、ノイズによって発生する電圧波形よりも大き
な値に設定されるように構成した。According to a second aspect of the present invention, the predetermined bias voltage is set to a value larger than the voltage waveform generated by noise.
【0011】ノイズを除去するための所定のバイアス電
圧が、ノイズによって発生する電圧波形よりも大きな値
に設定されるように構成したので、ノイズを確実に除去
することができ、よって失火の検出精度をより一層向上
させることができる。Since the predetermined bias voltage for removing the noise is set to a value larger than the voltage waveform generated by the noise, the noise can be surely removed, and therefore the misfire detection accuracy can be improved. Can be further improved.
【0012】[0012]
【発明の実施の形態】以下、添付図面に即してこの発明
の一つの実施の形態に係る内燃機関の失火検出装置を説
明する。BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION A misfire detecting device for an internal combustion engine according to an embodiment of the present invention will be described below with reference to the accompanying drawings.
【0013】図1は、その実施の形態に係る内燃機関の
失火検出装置を全体的に示す概略図である。FIG. 1 is a schematic view showing an overall misfire detecting device for an internal combustion engine according to the embodiment.
【0014】同図において、符合10はその実施の形態
に係る失火検出装置を示す。失火検出装置10は、点火
プラグ12、点火コイル14、電流検出回路16、イグ
ナイタ18、ECU(電子制御ユニット)20および後
述するセンサ群などから構成されると共に、符合24で
示す内燃機関(以下「エンジン」という。一部のみ示
す)に接続され、エンジン24が失火状態にあるか否か
などを検出する。尚、エンジン24は、具体的には多気
筒の火花点火式エンジンであり、失火検出装置10は、
気筒26のそれぞれ(図では1気筒のみ示す)について
失火の検出を行なう。In the figure, reference numeral 10 indicates a misfire detecting device according to the embodiment. The misfire detection device 10 includes an ignition plug 12, an ignition coil 14, a current detection circuit 16, an igniter 18, an ECU (electronic control unit) 20, a sensor group described later, and the like, and an internal combustion engine indicated by reference numeral 24 (hereinafter referred to as ""Engine". Only a part is shown), and detects whether or not the engine 24 is in a misfire state. The engine 24 is specifically a multi-cylinder spark ignition type engine, and the misfire detection device 10 is
Misfire detection is performed for each of the cylinders 26 (only one cylinder is shown in the figure).
【0015】点火プラグ12は、それぞれの気筒26の
燃焼室28を臨む位置に配置され、吸気バルブ30を介
して燃焼室28に吸入された混合気を着火して燃焼させ
る。混合気の燃焼によって生じた燃焼ガスは、排気バル
ブ32を介して機関外に排出される。点火プラグ12
は、点火コイル14、電流検出回路16およびイグナイ
タ18を介してECU20に接続される。尚、図示の点
火コイル14はプラグホール型であり、点火プラグ1
2、点火コイル14、電流検出回路16およびイグナイ
タ18などがケース34内に一体的に内蔵される。The ignition plug 12 is arranged at a position facing the combustion chamber 28 of each cylinder 26, and ignites and burns the air-fuel mixture sucked into the combustion chamber 28 via the intake valve 30. The combustion gas generated by the combustion of the air-fuel mixture is discharged to the outside of the engine via the exhaust valve 32. Spark plug 12
Is connected to the ECU 20 via the ignition coil 14, the current detection circuit 16 and the igniter 18. Incidentally, the illustrated ignition coil 14 is a plug hole type, and the ignition plug 1
2, the ignition coil 14, the current detection circuit 16, the igniter 18, etc. are integrally built in the case 34.
【0016】ECU20は、ROM,RAMなどを備え
るマイクロコンピュータからなる。ECU20には、ク
ランク軸あるいはカム軸(共に図示せず)付近に配置さ
れて各気筒のTDC位置およびそれを細分してなるクラ
ンク角度に応じた信号を出力するクランク角センサ3
6、吸気管のスロットルバルブ(図示せず)の下流の吸
気管内絶対圧(PBA。エンジン負荷に相当)に応じた
信号を出力する絶対圧センサ38、燃焼ガス(排気ガ
ス)の空燃比に応じた信号を出力する空燃比センサ(U
EGO(Universal Exhaust Gas Oxygen)センサ)4
0、および水温センサや吸気温センサなどの図示しない
センサ群の出力が入力される。The ECU 20 comprises a microcomputer having a ROM, a RAM and the like. The ECU 20 is provided with a crank angle sensor 3 which is arranged near a crank shaft or a cam shaft (both not shown) and outputs a signal corresponding to a TDC position of each cylinder and a crank angle obtained by subdividing the TDC position.
6, an absolute pressure sensor 38 that outputs a signal according to the absolute pressure in the intake pipe (PBA, which corresponds to the engine load) downstream of the throttle valve (not shown) of the intake pipe, according to the air-fuel ratio of the combustion gas (exhaust gas) Air-fuel ratio sensor (U
EGO (Universal Exhaust Gas Oxygen) sensor 4
0, and outputs of a sensor group (not shown) such as a water temperature sensor and an intake air temperature sensor are input.
【0017】また、ECU20はカウンタを備え、入力
されたクランク角センサ36の出力をカウントしてエン
ジン回転数NEを算出する。また、上記した各種入力信
号に基づき、点火時期θig1を決定して点火プラグ1
2を介して混合気を点火すると共に、目標空燃比(A/
F)となるように燃料噴射量を決定してインジェクタ
(燃料噴射弁)42を開弁駆動してガソリン燃料を噴射
する。Further, the ECU 20 is provided with a counter, and counts the output of the crank angle sensor 36 that has been input to calculate the engine speed NE. Also, based on the above-mentioned various input signals, the ignition timing θig1 is determined and the ignition plug 1
The air-fuel mixture is ignited via 2 and the target air-fuel ratio (A /
The fuel injection amount is determined so as to be F), and the injector (fuel injection valve) 42 is driven to open to inject gasoline fuel.
【0018】また、図示しない運転席付近には警告灯4
4が設けられ、ECU20に接続されると共に、ECU
20によってエンジン24の失火(あるいは点火系など
の故障)が検出されたときに点灯される。A warning light 4 is provided near the driver's seat (not shown).
4 is provided, is connected to the ECU 20, and is connected to the ECU.
It is lit when the engine 20 detects a misfire of the engine 24 (or a failure of the ignition system or the like).
【0019】図2は、この実施の形態に係る失火検出装
置10をブロック化して示す説明図である。失火検出装
置10は、混合気の燃焼によって発生するイオン電流を
検出し、その検出値に基づいてエンジン24が失火状態
にあるか否か検出(判断)する。FIG. 2 is an explanatory diagram showing a block diagram of the misfire detection device 10 according to this embodiment. The misfire detection device 10 detects the ion current generated by the combustion of the air-fuel mixture, and detects (determines) whether or not the engine 24 is in the misfire state based on the detected value.
【0020】以下、失火検出装置10の検出動作につい
て簡単に説明すると、ECU20は、点火時期θig1
に相当するクランク角度でイグナイタ18を動作させ
る。イグナイタ18の動作によって点火コイル14(具
体的には後述する1次側コイル14a)に流れる車載電
源46を電圧源とする電流が通電・遮断されると、点火
コイル14(具体的には後述の2次側コイル14b)に
高電圧が生じる。点火プラグ12は、この高電圧が印加
されて電極間に火花放電を発生し、混合気を着火・燃焼
させる。The detection operation of the misfire detection device 10 will be briefly described below. The ECU 20 determines the ignition timing θig1.
The igniter 18 is operated at a crank angle corresponding to. When the current that flows through the ignition coil 14 (specifically, the primary coil 14a described later) and uses the vehicle-mounted power supply 46 as a voltage source is turned on and off by the operation of the igniter 18, the ignition coil 14 (specifically described later A high voltage is generated in the secondary coil 14b). The spark plug 12 is applied with this high voltage to generate a spark discharge between the electrodes, and ignites and burns the air-fuel mixture.
【0021】上記したそれぞれの電流は、点火コイル1
4を介して電流検出回路16に入力される。ここで、電
流検出回路16は、電流検知部16a、第1波形変換部
16b、ローパス・フィルタ16c、減算部16d、増
幅部16e、第2波形変換部16fからなる。The above-mentioned respective currents are applied to the ignition coil 1
4 is input to the current detection circuit 16. Here, the current detection circuit 16 includes a current detection unit 16a, a first waveform conversion unit 16b, a low-pass filter 16c, a subtraction unit 16d, an amplification unit 16e, and a second waveform conversion unit 16f.
【0022】以下、電流検出回路16の動作について概
説すると、電流検知部16aにおいてイオン電流を電圧
波形で検知し、検知された電圧波形は第1波形変換部1
6bに出力され、そこで波形の反転が行われる。The operation of the current detection circuit 16 will be briefly described below. The current detection unit 16a detects the ion current as a voltage waveform, and the detected voltage waveform is the first waveform conversion unit 1.
6b, where the waveform is inverted.
【0023】波形変換部16bにおいて反転された電圧
波形はローパス・フィルタ16cへ入力されて平滑化
(平均化)処理され、イオン電流以外の周波数帯の出力
(ノイズ)が減衰(あるいは除去)される。The voltage waveform inverted in the waveform converter 16b is input to the low-pass filter 16c and smoothed (averaged), and the output (noise) in the frequency band other than the ion current is attenuated (or removed). .
【0024】平滑化処理された電圧波形は、減算部16
dに入力され、所定のバイアス電圧に基づいて減算処理
される。これにより、ローパス・フィルタ16cで処理
しきれなかったノイズを除去する。減算部16dで減算
処理された電圧波形は、増幅部16eで増幅された後、
第2波形変換部16fを介してECU20に出力され
る。The voltage waveform subjected to the smoothing processing is subtracted by the subtracting unit 16
It is input to d and is subtracted based on a predetermined bias voltage. As a result, noise that cannot be completely processed by the low-pass filter 16c is removed. The voltage waveform subjected to the subtraction processing by the subtraction unit 16d is amplified by the amplification unit 16e,
It is output to the ECU 20 via the second waveform conversion unit 16f.
【0025】ECU20は、この出力に基づいてエンジ
ン24が失火状態にあるか否か検出し、失火状態にある
ときは警告灯44を点灯して運転者に報知する。Based on this output, the ECU 20 detects whether or not the engine 24 is in the misfire state, and when it is in the misfire state, the warning light 44 is turned on to notify the driver.
【0026】図3は、点火プラグ12に接続される電流
検出回路16などの構成を詳細に示す回路図である。ま
た、図4および図5は、図3に示す回路の各接続点にお
ける出力を示すタイム・チャートであり、図4は燃焼
時、図5は失火時の出力を示す。FIG. 3 is a circuit diagram showing in detail the configuration of the current detection circuit 16 and the like connected to the spark plug 12. 4 and 5 are time charts showing the output at each connection point of the circuit shown in FIG. 3. FIG. 4 shows the output at the time of combustion and FIG. 5 shows the output at the time of misfire.
【0027】以下、図3から図5を参照し、この実施の
形態に係る失火検出装置10の動作について詳説する
と、ECU20は、点火時期θigに相当するクランク
角度から通電時間TONだけ先行するクランク角度で通電
パルスをオンし、TONに相当する期間が経過した後にオ
フすることで、イグナイタ42を動作させ、車載電源4
6から1次側コイル14aを流れる電流を通電・遮断す
る。The operation of the misfire detection device 10 according to this embodiment will be described in detail below with reference to FIGS. 3 to 5. The ECU 20 determines that the crank angle preceding the crank angle corresponding to the ignition timing θig by the energization time TON. The energizing pulse is turned on at, and turned off after a period corresponding to TON has passed, thereby operating the igniter 42 and the on-vehicle power supply 4
The current flowing from 6 to the primary coil 14a is turned on / off.
【0028】点火時期θigにおいて1次側コイル14
aを流れる電流が遮断される(通電パルスオフ)と、そ
れに伴って2次側コイル14bに負極性の高電圧が発生
し、図4および図5に示すような放電電流が流れる。具
体的には、点火プラグ12(中心電極12aおよび接地
電極12b)−2次側コイル14b−コンデンサ16a
1(またはツェナーダイオード16a2)−ダイオード
16a4と流れ、点火プラグ12の電極間(中心電極1
2aと接地電極12bの間)に火花放電を生じさせて混
合気を着火・燃焼させる。At the ignition timing θig, the primary coil 14
When the current flowing through a is cut off (energization pulse is turned off), a negative high voltage is generated in the secondary coil 14b, and a discharge current as shown in FIGS. 4 and 5 flows. Specifically, the spark plug 12 (center electrode 12a and ground electrode 12b) -secondary coil 14b-capacitor 16a.
1 (or Zener diode 16a2) -diode 16a4 flows between the electrodes of the spark plug 12 (center electrode 1
A spark discharge is generated between 2a and the ground electrode 12b) to ignite and burn the air-fuel mixture.
【0029】放電電流は、コンデンサ16a1を充電す
る。充電されたコンデンサ16a1は、イオン電流を検
出するためのバイアス電圧を有する電流検出用電源とし
て機能する。The discharge current charges the capacitor 16a1. The charged capacitor 16a1 functions as a current detection power supply having a bias voltage for detecting an ion current.
【0030】点火プラグ12の火花放電により混合気が
燃焼すると、混合気(正確には混合気の燃焼によって生
じた燃焼ガス)が電離してイオンが発生する。このイオ
ンが点火プラグ12の電極間に介在してその間の電気抵
抗を低下させることにより、コンデンサ16a1のバイ
アス電圧を電源とした図4および図5に示すようなイオ
ン電流が発生する(尚、図5に示す失火時にはイオン電
流は発生しない)。イオン電流は、具体的には、コンデ
ンサ16a1−2次側コイル14b−点火プラグ12−
検出抵抗16a4と流れ、検出抵抗16a4を介して電
流波形(電圧波形)が第1波形変換部16bに入力され
る。When the air-fuel mixture is burned by the spark discharge of the spark plug 12, the air-fuel mixture (more accurately, the combustion gas generated by the combustion of the air-fuel mixture) is ionized to generate ions. These ions intervene between the electrodes of the spark plug 12 and reduce the electrical resistance therebetween, thereby generating an ion current as shown in FIGS. 4 and 5 using the bias voltage of the capacitor 16a1 as a power source (see FIG. No ion current is generated at the time of the misfire shown in 5.). Specifically, the ion current is the capacitor 16a1-2 secondary coil 14b-spark plug 12-.
The current waveform (voltage waveform) flows through the detection resistor 16a4 and is input to the first waveform conversion unit 16b via the detection resistor 16a4.
【0031】第1波形変換部16bに入力されたイオン
電流波形は、第1トランジスタ16b1によって反転さ
れる(図4および図5においてV1で示す)。反転され
たイオン電流波形は、ローパス・フィルタ16cに入力
され、図4および図5に示すように高周波成分が減衰
(除去)されて平滑化される(図4および図5において
V2で示す)。これにより、高周波ノイズが減衰(除
去)される。The ion current waveform input to the first waveform converter 16b is inverted by the first transistor 16b1 (indicated by V1 in FIGS. 4 and 5). The inverted ion current waveform is input to the low-pass filter 16c, and high frequency components are attenuated (removed) and smoothed as shown in FIGS. 4 and 5 (shown by V2 in FIGS. 4 and 5). As a result, high frequency noise is attenuated (removed).
【0032】ローパス・フィルタ16cによって平滑化
された電圧波形は、減算部16dに入力され、減算用オ
ペアンプ(演算増幅器)16d1において所定のバイア
ス電圧に基づいて減算処理される。具体的には、図4お
よび図5においてV2で示す電圧波形から、V3で示す
バイアス電圧(1V)が減算され(即ち、1V以下の波
形が除去され)、V4で示す波形とされる。The voltage waveform smoothed by the low-pass filter 16c is input to the subtractor 16d, and is subtracted by the subtracting operational amplifier (operational amplifier) 16d1 based on a predetermined bias voltage. Specifically, in FIG. 4 and FIG. 5, the bias voltage (1 V) indicated by V3 is subtracted from the voltage waveform indicated by V2 (that is, the waveform of 1 V or less is removed) to obtain the waveform indicated by V4.
【0033】これにより、ローパス・フィルタ16cで
処理(除去)しきれなかったノイズを除去することがで
きる。尚、ノイズによって発生する電圧値を予め実験な
どを通じて求めておき、ローパス・フィルタ16cの時
定数ならびに減算部16dのバイアス電圧を適宜設定す
る、即ち、ローパス・フィルタ16cで平滑化されたノ
イズに起因する電圧波形よりも、バイアス電圧を大きく
設定することで、ノイズを確実に除去することができ
る。This makes it possible to remove noise that cannot be processed (removed) by the low-pass filter 16c. It should be noted that the voltage value generated by noise is previously obtained through experiments or the like, and the time constant of the low-pass filter 16c and the bias voltage of the subtraction unit 16d are set appropriately, that is, the noise smoothed by the low-pass filter 16c causes noise. Noise can be reliably removed by setting the bias voltage larger than the voltage waveform to be applied.
【0034】減算部16dで生じた電圧波形は、増幅部
16eに入力され、増幅用オペアンプ16e1で2倍に
増幅される(図4および図5においてV5で示す)。増
幅された電圧波形は、第2波形変換部16fに入力され
る。The voltage waveform generated in the subtracting section 16d is input to the amplifying section 16e and is doubled by the amplifying operational amplifier 16e1 (indicated by V5 in FIGS. 4 and 5). The amplified voltage waveform is input to the second waveform converter 16f.
【0035】第2波形変換部16fに入力された電圧波
形は、第2トランジスタ16f1によって0.6V(作
動ベース電圧)をしきい値とする出力5Vの矩形波に変
換される(図4および図5においてV6で示す)。矩形
波に変換された電圧波形は、さらにNOTゲート16f
2で反転された後(図4および図5においてV7で示
す)、ECU20に出力される。The voltage waveform input to the second waveform converter 16f is converted by the second transistor 16f1 into a rectangular wave with an output of 5V having a threshold value of 0.6V (operating base voltage) (FIGS. 4 and 5). 5 in V6). The voltage waveform converted into the rectangular wave is further input to the NOT gate 16f.
After being inverted by 2 (indicated by V7 in FIGS. 4 and 5), it is output to the ECU 20.
【0036】ECU20は、第2波形変換部16fから
入力された電圧波形(矩形波)に基づいてエンジン24
が失火状態にあるか否か検出する。具体的には、図4お
よび図5においてV7で示す矩形波の有無、即ち、パル
ス出力の有無を判断することによってエンジン24が失
火状態にあるか否か検出することができる。The ECU 20 controls the engine 24 based on the voltage waveform (rectangular wave) input from the second waveform converter 16f.
Detect if the is in a misfire condition. Specifically, it is possible to detect whether or not the engine 24 is in the misfire state by determining the presence or absence of the rectangular wave indicated by V7 in FIGS. 4 and 5, that is, the presence or absence of the pulse output.
【0037】このように、イオン電流を電圧波形として
検出してローパス・フィルタ16cで平滑化して高周波
ノイズを減衰(除去)し、さらに減算部16dにおい
て、平滑化した電圧波形からバイアス電圧を減算し、ロ
ーパス・フィルタ16cで処理(除去)しきれなかった
ノイズを除去するようにしたので、ノイズの影響を受け
ることなく失火を検出することができ、よって失火の検
出精度を向上させることができる。In this way, the ionic current is detected as a voltage waveform, smoothed by the low-pass filter 16c to attenuate (remove) high frequency noise, and the subtractor 16d subtracts the bias voltage from the smoothed voltage waveform. Since the low-pass filter 16c removes noise that cannot be completely processed (removed), misfire can be detected without being affected by noise, and thus misfire detection accuracy can be improved.
【0038】また、減算されるバイアス電圧を、ノイズ
によって発生する電圧波形よりも大きな値に設定するよ
うにしたので、ノイズを確実に除去することができ、よ
って失火の検出精度をより一層向上させることができ
る。Further, since the bias voltage to be subtracted is set to a value larger than the voltage waveform generated by noise, the noise can be surely removed, thus further improving the accuracy of misfire detection. be able to.
【0039】以上のように、この実施の形態に係る内燃
機関の失火検出装置においては、内燃機関(エンジン)
24の燃焼室28を臨む位置に配置された点火プラグ1
2に電圧を印加し、その電極間(中心電極12aと接地
電極12bの間)の火花放電によって混合気が燃焼する
際に発生するイオン電流を電流検出回路16で検出し、
前記検出したイオン電流に基づいて前記内燃機関24の
失火を検出する内燃機関の失火検出装置10において、
前記電流検出回路16は、前記イオン電流を電圧波形で
検知する電流検知部16a、前記検知された電圧波形を
平滑化処理する平滑化処理部(ローパス・フィルタ)1
6c、および前記平滑化処理された電圧波形を、所定の
バイアス電圧に基づいて減算処理する減算処理部(減算
部)16dを備えるように構成した。As described above, in the misfire detection device for an internal combustion engine according to this embodiment, the internal combustion engine (engine)
Spark plug 1 arranged at a position facing 24 combustion chambers 28
2 is applied, and the current detection circuit 16 detects the ionic current generated when the air-fuel mixture burns due to the spark discharge between the electrodes (between the center electrode 12a and the ground electrode 12b),
In a misfire detection device 10 for an internal combustion engine, which detects a misfire of the internal combustion engine 24 based on the detected ion current,
The current detection circuit 16 includes a current detection unit 16a that detects the ion current as a voltage waveform, and a smoothing processing unit (low-pass filter) 1 that smoothes the detected voltage waveform.
6c, and a subtraction processing unit (subtraction unit) 16d that performs a subtraction process on the smoothed voltage waveform based on a predetermined bias voltage.
【0040】また、前記所定のバイアス電圧が、ノイズ
によって発生する電圧波形よりも大きな値に設定される
ように構成した。The predetermined bias voltage is set to a value larger than the voltage waveform generated by noise.
【0041】尚、上記において、平滑化や減算といった
処理を行なう構成をハードウェアで構成したが、ソフト
ウェア手法を用いて構成してもよい。In the above description, the configuration for performing processing such as smoothing and subtraction is configured by hardware, but it may be configured by using a software method.
【0042】また、ローパス・フィルタ16cや減算部
16dの構成も上記に限られるものではない。例えば、
ローパス・フィルタ16cを抵抗とコンデンサ(キャパ
シタ)を用いたRCフィルタとしたが、コイル(インダ
クタ)とコンデンサを用いたLCフィルタとしても良
い。また、減算部16dにおいて、バイアス電圧を可変
に設定すると共に、エンジン24の運転状態に応じて減
算する値を変更するようにしても良い。例えば、リーン
燃焼時などのイオン電流の発生量が少ないときは、バイ
アス電圧を低く設定してイオン電流の抽出部分を多くす
る(即ち、イオン電流として検出する電圧値の最低値を
低くする)ことにより、イオン電流の検出精度を向上さ
せることができる。Further, the configurations of the low-pass filter 16c and the subtractor 16d are not limited to the above. For example,
Although the low-pass filter 16c is an RC filter using a resistor and a capacitor (capacitor), it may be an LC filter using a coil (inductor) and a capacitor. Further, in the subtracting unit 16d, the bias voltage may be variably set and the value to be subtracted may be changed according to the operating state of the engine 24. For example, when the amount of ion current generated is small, such as during lean combustion, set the bias voltage low to increase the extracted portion of ion current (that is, lower the minimum voltage value detected as ion current). Thereby, the detection accuracy of the ion current can be improved.
【0043】[0043]
【発明の効果】請求項1項にあっては、イオン電流を検
出するための電流検出回路が、イオン電流を電圧波形で
検知する電流検知部、検知された電圧波形を平滑化処理
することによってノイズを減衰(除去)する平滑化処理
部、および平滑化された電圧波形を所定のバイアス電圧
に基づいて減算処理することにより、平滑化処理部で処
理しきれなかったノイズを除去する減算部を備えるよう
に構成したので、ノイズの影響を受けることなく失火を
検出することができ、よって失火の検出精度を向上させ
ることができる。According to the first aspect of the present invention, the current detection circuit for detecting the ionic current includes a current detecting section for detecting the ionic current as a voltage waveform and a smoothing process for the detected voltage waveform. A smoothing processing unit that attenuates (removes) noise and a subtraction unit that removes noise that could not be processed by the smoothing processing unit by performing a subtraction process on the smoothed voltage waveform based on a predetermined bias voltage. Since it is configured to be provided, misfire can be detected without being affected by noise, and thus misfire detection accuracy can be improved.
【0044】請求項2項にあっては、ノイズを除去する
ための所定のバイアス電圧が、ノイズによって発生する
電圧波形よりも大きな値に設定されるように構成したの
で、ノイズを確実に除去することができ、よって失火の
検出精度をより一層向上させることができる。According to the second aspect of the present invention, the predetermined bias voltage for removing noise is set to a value larger than the voltage waveform generated by the noise, so that the noise is surely removed. Therefore, the accuracy of misfire detection can be further improved.
【図1】この発明の一つの実施の形態に係る内燃機関の
失火検出装置を全体的に示す概略図である。FIG. 1 is an overall schematic view of an internal combustion engine misfire detection device according to an embodiment of the present invention.
【図2】図1に示す装置をブロック化して示す説明図で
ある。FIG. 2 is an explanatory diagram showing the device shown in FIG. 1 in blocks.
【図3】図1に示す装置の電流検出回路などの構成を詳
細に示す回路図である。3 is a circuit diagram showing in detail the configuration of a current detection circuit and the like of the device shown in FIG.
【図4】図3に示す回路の各接続点における燃焼時の出
力を通じ、図1に示す装置の動作を説明するタイム・チ
ャートである。FIG. 4 is a time chart for explaining the operation of the device shown in FIG. 1 through the output at the time of combustion at each connection point of the circuit shown in FIG.
【図5】図3に示す回路の各接続点における失火時の出
力を通じ、図1に示す装置の動作を説明する、図4と同
様のタイム・チャートである。5 is a time chart similar to FIG. 4, illustrating the operation of the device shown in FIG. 1 through the output at the time of misfire at each connection point of the circuit shown in FIG.
10 失火検出装置 12 点火プラグ 12a 中心電極 12b 接地電極 16 電流検出回路 16a 電流検知部 16b 第1波形変換部 16c ローパス・フィルタ 16d 減算部 16e 増幅部 16f 第2波形変換部 20 ECU(電子制御ユニット) 24 内燃機関(エンジン) 28 燃焼室 10 Misfire detection device 12 Spark plug 12a center electrode 12b Ground electrode 16 Current detection circuit 16a Current detector 16b First waveform converter 16c low pass filter 16d Subtraction unit 16e amplifier 16f Second waveform converter 20 ECU (electronic control unit) 24 Internal combustion engine 28 Combustion chamber
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 久保 和之 埼玉県和光市中央1丁目4番1号 株式会 社本田技術研究所内 (72)発明者 守屋 学治 埼玉県和光市中央1丁目4番1号 株式会 社本田技術研究所内 Fターム(参考) 3G019 CD06 DB02 DB08 DC06 GA01 GA08 GA11 GA13 3G084 BA00 BA16 DA27 DA28 EA01 EA02 EA09 EA11 EC02 FA02 FA10 FA20 FA29 FA33 FA38 ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continued front page (72) Inventor Kazuyuki Kubo 1-4-1 Chuo Stock Market, Wako City, Saitama Prefecture Inside Honda Research Laboratory (72) Inventor Moriya Gakuji 1-4-1 Chuo Stock Market, Wako City, Saitama Prefecture Inside Honda Research Laboratory F-term (reference) 3G019 CD06 DB02 DB08 DC06 GA01 GA08 GA11 GA13 3G084 BA00 BA16 DA27 DA28 EA01 EA02 EA09 EA11 EC02 FA02 FA10 FA20 FA29 FA33 FA38
Claims (2)
た点火プラグに電圧を印加し、その電極間の火花放電に
よって混合気が燃焼する際に発生するイオン電流を電流
検出回路で検出し、前記検出したイオン電流に基づいて
前記内燃機関の失火を検出する内燃機関の失火検出装置
において、前記電流検出回路は、 a.前記イオン電流を電圧波形で検知する電流検知部、 b.前記検知された電圧波形を平滑化処理する平滑化処
理部、および c.前記平滑化処理された電圧波形を、所定のバイアス
電圧に基づき減算処理する減算処理部、を備えるように
構成したことを特徴とする内燃機関の失火検出装置。1. A current detecting circuit detects an ionic current generated when a mixture is burned by a spark discharge between its electrodes, by applying a voltage to a spark plug arranged so as to face a combustion chamber of an internal combustion engine. In the internal combustion engine misfire detection device for detecting misfire of the internal combustion engine based on the detected ion current, the current detection circuit comprises: a. A current detector for detecting the ion current with a voltage waveform, b. A smoothing processing unit that smoothes the detected voltage waveform, and c. A misfire detection device for an internal combustion engine, comprising: a subtraction processing unit that performs a subtraction process on the smoothed voltage waveform based on a predetermined bias voltage.
って発生する電圧波形よりも大きな値に設定されること
を特徴とする請求項1項記載の内燃機関の失火検出装
置。2. The misfire detection device for an internal combustion engine according to claim 1, wherein the predetermined bias voltage is set to a value larger than a voltage waveform generated by noise.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2002091707A JP2003286893A (en) | 2002-03-28 | 2002-03-28 | Misfire detecting device for internal combustion engine |
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Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2006070896A (en) * | 2004-08-05 | 2006-03-16 | Diamond Electric Mfg Co Ltd | Ion current detection device for internal combustion engine |
JP2006077763A (en) * | 2004-08-12 | 2006-03-23 | Diamond Electric Mfg Co Ltd | Ion current detector for internal combustion engine |
-
2002
- 2002-03-28 JP JP2002091707A patent/JP2003286893A/en not_active Withdrawn
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JP2006077763A (en) * | 2004-08-12 | 2006-03-23 | Diamond Electric Mfg Co Ltd | Ion current detector for internal combustion engine |
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