JP2003314353A - 失火検出装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 多重放電により混合気への着火を行う内燃機
関において失火を検出するにあたり、イオン電流を検出
することなく失火検出を行う失火検出装置を提供する。 【解決手段】 失火検出装置１では、火花放電発生回数
検出回路３５が、Ｉ−Ｖ変換回路３０が出力する電圧値
に基づき火花放電を検出し、火花放電の発生時間を積算
した火花放電積算時間をＥＣＵ１９に対して出力する。
ＥＣＵ１９で実行される失火検出処理では、火花放電積
算時間を遮断時間Ｔｃで除算して火花放電発生回数を算
出し、火花放電発生回数と失火判定基準値とを比較し
て、正常燃焼であるか失火であるかを判定する処理を行
う。このため、失火検出装置１は、火花放電が終了した
後にイオン電流を検出する処理を行うことなく失火判定
ができ、多重放電を行う内燃機関での失火検出の検出精
度が低下を防止できる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、点火プラグに発生
させる複数回の火花放電により混合気への着火を行う多
重放電型点火手段を備える内燃機関において、失火を検
出する失火検出装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来より、自動車エンジン等に使用され
る内燃機関としては、点火コイルに発生させた誘導電圧
を印加して、点火プラグの電極間に火花放電を発生さ
せ、この火花放電により混合気への着火を行う構成の内
燃機関が知られている。

【０００３】しかし、点火プラグの電極間で正常に火花
放電が発生しない場合には、混合気への着火が行われず
失火に至るため、内燃機関を正常に運転することができ
ない。また、点火プラグの電極間に火花放電が発生した
場合であっても、混合気への着火が正常に行われない場
合には失火となり、内燃機関を正常に運転できなくな
る。

【０００４】そのため、内燃機関を正常に運転するに
は、失火を早期に発見して、点火時期や空燃比などの制
御パラメータを失火を抑える値に設定することが望まし
い。そして、失火を検出するための方法としては、例え
ば、イオン電流を用いた方法が知られている。つまり、
内燃機関において、点火プラグによる火花放電により混
合気が燃焼すると、その燃焼に伴ってイオンが発生する
ことから、点火プラグの火花放電後にその点火プラグの
電極間に火花放電が発生しない程度の電圧を印加した場
合には、イオン電流が流れる。このため、正常燃焼した
場合と失火した場合とでは、イオンの発生量が異なりイ
オン電流値に差が生じることから、このイオン電流を検
出し、解析処理を行うことによって、失火を検出するこ
とができる。すなわち、イオン電流が流れる場合には正
常燃焼と判定し、イオン電流が流れない場合には失火と
判断することができる。

【０００５】一方、誘導電圧を発生する点火コイルとし
て容量の小さい点火コイルを用いる場合には、火花放電
持続時間が短くなり、混合気への着火性能が低下するこ
とがある。この問題に対して、１燃焼サイクル中に一次
電流の通電・遮断を繰り返す動作を行い、複数回の火花
放電を発生させることで、着火性能の低下を防止する手
法が提案されている。

【０００６】つまり、容量の小さい点火コイルを備える
内燃機関は、火花放電を複数回発生させて（多重放電を
発生させて）、見かけ上の火花放電持続時間を長くする
ことで、容量の大きい点火コイルと同等の着火性能を実
現することが可能となる。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】しかし、多重放電によ
り混合気への着火を行う構成の内燃機関は、１燃焼サイ
クル中に１回の火花放電を継続的に発生させる場合と同
等の火花放電エネルギで混合気への着火を行うために
は、多重放電の発生期間（見かけ上の火花放電持続時
間）を、１燃焼サイクル中に１回の火花放電を継続的に
発生させる場合の火花放電持続時間よりも長く設定する
必要がある。

【０００８】そして、多重放電の発生期間が長くなる
と、内燃機関の運転状態によっては、多重放電発生期間
とイオン電流検出時間とが重複することがある。特に、
内燃機関の回転速度が高回転になると、多重放電発生期
間とイオン電流検出時間との重複が発生しやすくなる。

【０００９】このように多重放電発生期間とイオン電流
検出時間とが重複すると、火花放電により流れる二次電
流（放電電流）による影響を受けるため、イオン電流の
みを検出することができず、失火検出を実行できなくな
る。また、多重放電発生期間終了後にイオン電流を検出
して失火検出を行ったとしても、多重放電発生期間を長
く設定した場合に、例えば、高回転時において、多重放
電発生期間の後半に向かうほどイオンが無くなる傾向が
あると考えられるので、多重放電終了後にイオン電流検
出用電圧を点火プラグに印加して失火検出を行ったとし
ても、イオン電流による失火検出が行えないことがあ
る。

【００１０】本発明は、こうした問題に鑑みなされたも
のであり、多重放電により混合気への着火を行う内燃機
関において失火を検出するにあたり、イオン電流を検出
することなく失火検出を行う失火検出装置を提供するこ
とを目的とする。

【００１１】

【課題を解決するための手段】かかる目的を達成するた
めになされた請求項１記載の発明は、一次巻線および二
次巻線を有し、一次巻線に流れる一次電流を遮断するこ
とで二次巻線に誘導電圧を発生する点火コイルと、二次
巻線と共に閉ループを形成するとともに、誘導電圧が印
加されることにより、自身の電極間に火花放電を発生す
る点火プラグと、点火コイルの一次巻線に流れる一次電
流の通電・遮断を行う点火用スイッチング手段と、を備
え、点火プラグの点火時期に生じる火花放電中に、点火
用スイッチング手段を用いて一次電流を通電・遮断する
繰り返し動作を開始し、繰り返し動作により複数回にわ
たり二次巻線に誘導電圧を発生させることにより、火花
放電を複数回発生させる多重放電型点火手段を備える失
火検出装置であって、点火プラグの電極間に発生した火
花放電発生回数を検出する火花放電発生回数検出手段
と、火花放電発生回数検出手段にて検出した火花放電発
生回数と、正常燃焼時の火花放電発生回数と失火時の火
花放電発生回数との境界値に設定された失火判定基準値
とを比較することにより、正常燃焼または失火と判断す
る失火判定手段と、を備えたことを特徴とする。

【００１２】多重放電を行う場合、火花放電を繰り返す
ことに伴い点火コイルの蓄積エネルギが消費されること
から、多重放電の発生期間のうち後半になるほど点火コ
イルの蓄積エネルギが少なくなり、二次巻線に発生する
誘導電圧が低下する傾向がある。また、点火プラグの電
極間に火花放電を発生させるために必要な要求電圧は、
電極間の状態によって変化しており、例えば、電極間に
イオンが多く存在する場合には要求電圧は低くなり、電
極間にイオンが存在しない場合には要求電圧は高くな
る。

【００１３】これらのことから、正常燃焼した場合には
要求電圧が低下するため、多重放電発生時期の後半にお
いても火花放電が発生し易くなり、失火した場合には要
求電圧が上昇するため、多重放電発生時期の後半におい
ては火花放電が発生し難くなる。つまり、１燃焼サイク
ル中において同一回数の誘導電圧を発生させた場合であ
っても、正常燃焼時と失火時とでは、点火プラグで実際
に火花放電が発生する回数に差が生じることになる。こ
のため、実際に発生した火花放電発生回数に基づいて失
火判定を行うことが可能となる。

【００１４】そして、本発明（請求項１）の失火検出装
置は、火花放電発生回数検出手段と失火判定手段とを備
え、検出した火花放電発生回数と失火判定基準値とを比
較して、正常燃焼または失火と判断する失火判定を行う
よう構成されている。なお、失火判定基準値は、正常燃
焼時の火花放電発生回数と失火時の火花放電発生回数と
の境界値に設定されている。

【００１５】つまり、この失火検出装置は、実際に発生
した火花放電発生回数を検出し、検出した火花放電発生
回数に基づいて失火判定を行うよう構成されていること
から、火花放電が終了した後にイオン電流を検出する処
理を行うことなく、失火判定を行うことができる。

【００１６】よって、本発明（請求項１）の失火検出装
置によれば、多重放電型点火手段を備える内燃機関にお
いてイオン電流を用いることなく失火検出することがで
き、多重放電により混合気への燃焼を行う内燃機関での
失火検出の検出精度が低下するのを防ぐことができる。

【００１７】なお、火花放電発生回数検出手段における
火花放電発生回数の検出方法としては、例えば、燃焼室
内における点火プラグの電極間を観察可能に設置された
光センサを用い、火花放電が発する光の検出の有無に基
づいて実際に発生した火花放電を検出して、火花放電発
生回数を検出する方法を採ることができる。つまり、光
センサを備える火花放電発生回数検出手段は、光を検出
した場合には実際に火花放電が発生したと判断し、光を
検出しない場合には火花放電が発生していないと判断す
ることで、火花放電発生回数を検出するのである。

【００１８】しかし、光センサを用いた構成では、光セ
ンサの設置スペースをシリンダヘッド等に設ける必要が
あるため内燃機関の構造が複雑になるという問題があ
り、また、光センサの設置スペースの加工作業が必要と
なるため製造コストが高くなるという問題がある。

【００１９】そこで、上述（請求項１）の失火検出装置
は、請求項２に記載のように、点火プラグの電極間に流
れる火花放電電流を検出する電流検出手段を備え、火花
放電発生回数検出手段が、電流検出手段により検出され
る火花放電電流の通電回数に基づいて火花放電発生回数
を検出するよう構成すると良い。

【００２０】つまり、火花放電が発生する場合には点火
プラグの電極間に電流（火花放電電流）が流れるが、火
花放電が発生しない場合には点火プラグの電極間に電流
が流れることはない。このため、点火プラグの電極間に
火花放電電流が流れたか否かを検出することで、その検
出結果に基づいて実際に点火プラグの電極間に火花放電
が発生したか否かを判断することができ、火花放電発生
回数を検出することが可能となる。

【００２１】また、点火プラグの電極間に流れる火花放
電電流は、点火プラグおよび二次巻線を含んで形成され
る通電経路（閉ループ）上であれば、どの位置でも検出
できるため、シリンダヘッドを加工することなく火花放
電電流を検出することが可能となる。

【００２２】よって、本発明（請求項２）の失火検出装
置によれば、内燃機関の構造を複雑化することなく、火
花放電発生回数を検出することができるため、製造コス
トの上昇を抑えつつ、失火判定を行うことが可能とな
る。なお、電流検出手段は、例えば、抵抗素子を用いて
構成することができ、具体的には、点火プラグおよび二
次巻線を含んで形成される通電経路に抵抗素子からなる
検出用抵抗を直列接続して、検出用抵抗の両端電圧に基
づいて火花放電電流を検出することができる。

【００２３】しかし、検出用抵抗の挿入位置によって
は、誘導電圧の発生時における検出用抵抗への印加電圧
が高電圧となる場合があり、検出用抵抗や検出用抵抗の
両端電圧を検出するための電圧検出装置が、誘導電圧に
よる高電圧の印加によって破損する虞がある。なお、こ
の問題に対しては、検出用抵抗や電圧検出装置として許
容耐電圧が高い検出用抵抗や電圧検出装置を用いること
で、誘導電圧の印加による破損を防止することはできる
が、許容耐電圧が高い検出用抵抗などは高価であり、コ
ストが高くなるという問題が生じてしまう。

【００２４】そこで、上述（請求項２）の失火検出装置
においては、請求項３に記載のように、電流検出手段
が、二次巻線の端部のうち点火プラグとの接続端とは反
対側の端部からグランドに至る通電経路に直列接続され
る検出用抵抗を備えて、検出用抵抗の両端電圧に基づい
て火花放電電流を検出するとよい。

【００２５】つまり、二次巻線は、一般に、一方の端部
が基準電位となるグランドに接続され、他方の端部が点
火プラグに接続されており、誘導電圧の発生時におい
て、点火プラグに接続される端部から、グランド電位と
の電位差が大きい誘導電圧（点火用電圧）を出力するよ
う構成されている。

【００２６】このため、検出用抵抗を、点火プラグとの
接続端とは反対側となる二次巻線の端部からグランドに
至る通電経路に直列接続した場合には、誘導電圧の発生
時に検出用抵抗に印加される電圧値は高電圧にはなら
ず、また、検出用抵抗の両端電圧を検出する電圧検出装
置への印加電圧が高電圧となるのを防止できる。

【００２７】よって、本発明（請求項３）の失火検出装
置によれば、誘導電圧による高電圧の印加により検出用
抵抗などが破損するのを防止できるため、安定した失火
検出を継続することができる。また、許容耐電圧が高く
設定された高価な検出用抵抗や電圧検出装置を用いる必
要がないため、失火検出装置のコストの上昇を防ぐこと
ができる。

【００２８】ところで、検出用抵抗を通電経路に直列接
続するに際しては、誘導電圧の発生時における検出用抵
抗での電圧降下を抑制して、点火プラグの電極間に印加
される電圧値の低下割合を小さく抑えることが望まし
い。そこで、検出用抵抗を備える上述（請求項３）の失
火検出装置は、請求項４に記載のように、検出用抵抗
が、二次巻線の抵抗値の１００分の１以下の抵抗値とな
る抵抗素子を用いて構成されていると良い。

【００２９】このような低い抵抗値の検出用抵抗であれ
ば、誘導電圧の発生時における検出用抵抗での電圧降下
が小さくなり、点火プラグの電極間に印加される電圧の
低下割合を小さく抑えることができる。よって、本発明
（請求項４）の失火検出装置によれば、誘導電圧の発生
時における点火プラグの電極間への印加電圧の低下を抑
制でき、火花放電として使用可能なエネルギ量の低下を
抑制できるため、混合気への着火性が劣化するのを防止
することができる。

【００３０】次に、点火プラグを通過する通電経路に
は、ノイズにより電流（ノイズ電流）が発生する場合が
あり、通電経路における電流の発生回数を検出して火花
放電発生回数を検出する構成の火花放電発生回数検出手
段を用いる場合には、ノイズ電流を誤って火花放電電流
として検出する虞がある。このため、ノイズ電流の影響
により火花放電発生回数の検出精度が低下して、失火検
出の検出精度が低下する虞がある。

【００３１】そこで、上述（請求項３または請求項４）
の失火検出装置は、請求項５に記載のように、繰り返し
動作期間において、一次電流の遮断時から通電時までの
期間である遮断時間はそれぞれ一定期間であって、火花
放電発生回数検出手段が、火花放電電流の通電時間を積
算して火花放電積算時間を検出し、繰り返し動作におけ
る複数回の火花放電のうち１回あたりの一次電流の遮断
時間で火花放電積算時間を除算することにより火花放電
発生回数を検出するように構成すると良い。

【００３２】なお、一次電流の通電・遮断の繰り返し動
作による多重放電を行う場合には、一次電流の遮断時間
に火花放電が発生することになるため、一次電流の遮断
時間は火花放電持続時間に略等しくなる。そして、繰り
返し動作期間において、一次電流の遮断時間は、一定期
間になるため、火花放電積算時間は、理論上、繰り返し
動作における複数回の火花放電のうち１回あたりの火花
放電持続時間に火花放電発生回数を乗算した値になる。

【００３３】このことから、検出した火花放電積算時間
を１回あたりの一次電流の遮断時間で除算することで火
花放電発生回数を算出することができる。また、ノイズ
電流は継続的に発生することは少なく、瞬時的に発生す
ることが多いことから、点火プラグを含む通電経路を流
れる電流の通電時間を積算した火花放電積算時間は、瞬
時的なノイズ電流が発生した場合であっても値が大きく
変化することはない。

【００３４】これらのことから、検出した火花放電積算
時間を１回あたりの一次電流の遮断時間で除算して得ら
れる値は、火花放電発生回数に略等しい値となる。つま
り、通電経路における電流の発生回数を検出して火花放
電発生回数を検出する場合に比べて、検出した火花放電
積算時間を１回あたりの一次電流の遮断時間で除算して
火花放電発生回数を検出する場合の方が、ノイズの影響
を抑えて火花放電発生回数を検出することができる。

【００３５】よって、本発明（請求項５）の失火検出装
置によれば、火花放電発生回数を検出する際のノイズの
影響を抑えることができ、火花放電発生回数を用いた失
火判定における失火判定精度の低下を防ぐことができ
る。なお、火花放電発生回数検出手段は、検出用抵抗を
用いて火花放電発生回数を検出する場合には、例えば、
検出用抵抗の両端電圧が通電判定用基準電圧値以上とな
る超過回数を検出し、検出した超過回数に基づいて火花
放電発生回数を検出することができる。このとき、通電
判定用基準電圧値は、火花放電電流の通電有無を判定で
きるように、非通電時の検出用抵抗の両端電圧値（一般
に０［Ｖ］）よりも高電圧となる電圧値に設定されてい
る。

【００３６】しかし、検出用抵抗の両端電圧が、ノイズ
等の影響により上昇して通電判定用基準電圧値を上回る
と、誤って火花放電が発生したと判定してしまい、火花
放電発生回数の検出精度が低下する虞があり、そのた
め、失火検出の検出精度が低下する虞がある。

【００３７】そこで、電流検出手段を検出用抵抗を用い
て構成する場合には、火花放電発生回数検出手段が、検
出用抵抗の両端電圧と通電判定用基準電圧値とを比較し
て、検出用抵抗の両端電圧が通電判定用基準電圧値以上
となる時間を積算した火花放電積算時間を検出し、繰り
返し動作における複数回の火花放電のうち１回あたりの
一次電流の遮断時間で火花放電積算時間を除算すること
により火花放電発生回数を検出するように構成すると良
い。

【００３８】つまり、ノイズによる検出用抵抗の両端電
圧の上昇は、継続的に発生することは少なく、瞬時的に
発生することが多いことから、検出用抵抗の両端電圧が
通電判定用基準電圧値以上となる時間を積算した火花放
電積算時間は、瞬時的なノイズが発生した場合であって
も値が大きく変化することはない。

【００３９】このため、検出した火花放電積算時間を１
回あたりの一次電流の遮断時間で除算して得られる値
は、火花放電発生回数に略等しい値となる。つまり、上
述した超過回数を検出して火花放電発生回数を検出する
場合に比べて、検出した火花放電積算時間を１回あたり
の一次電流の遮断時間で除算して火花放電発生回数を検
出する場合の方が、ノイズの影響を抑えて火花放電発生
回数を検出することができる。

【００４０】よって、このように構成した失火検出装置
によれば、電流検出手段が検出用抵抗を用いて構成され
る場合であっても、ノイズによる検出用抵抗の両端電圧
の変動によって火花放電発生回数の検出精度の低下を抑
えることができ、火花放電発生回数を用いた失火判定に
おける失火判定精度の低下を防ぐことができる。

【００４１】ところで、内燃機関は、エンジン回転速度
やエンジン負荷などの運転状態が変化すると混合気への
着火性が変化することから、１燃焼サイクルにおける多
重放電の回数（すなわち、見かけ上の火花放電積算時
間）を内燃機関の運転状態に応じて適切な値に設定する
ことで、内燃機関を安定して運転することが可能とな
る。このため、多重放電を行う内燃機関においては、例
えば、内燃機関の回転速度が高回転になるほど誘導電圧
の発生回数（多重放電回数）を減少させ、また、内燃機
関の回転速度が低回転になるほど誘導電圧の発生回数
（多重放電回数）を増加させるように、内燃機関の運転
状態に応じて多重放電回数を設定する多重放電型点火手
段を備えた内燃機関がある。

【００４２】このように、運転状態に応じて誘導電圧の
発生回数を変化させる内燃機関においては、運転状態の
変化により正常燃焼時の火花放電発生回数と失火時の火
花放電発生回数との境界値が変化するため、失火判定基
準値が固定値である場合には、運転状態の変化により境
界値が大きく変動すると、失火検出の検出精度が低下す
る虞がある。

【００４３】そこで、上述（請求項１から請求項５のい
ずれか）の失火検出装置は、内燃機関が運転状態に応じ
て誘導電圧の発生回数を設定するよう構成されている場
合には、請求項６に記載のように、内燃機関の運転状態
に応じて失火判定基準値を設定する判定基準値設定手段
を備えるとよい。

【００４４】つまり、誘導電圧の発生回数だけでなく、
失火判定基準値についても、内燃機関の運転状態に応じ
て値を変更することで、失火判定基準値を失火判定に適
した値に設定するのである。例えば、誘導電圧の発生回
数がより小さい値に設定される内燃機関の運転状態にな
るほど失火判定基準値を小さい値に設定し、また、誘導
電圧の発生回数がより大きい値に設定される内燃機関の
運転状態になるほど失火判定基準値を大きい値に設定す
るとよい。

【００４５】これにより、内燃機関の運転状態が変化し
て誘導電圧の発生回数が変化した場合であっても、失火
判定基準値が失火判定に適した値に設定されることか
ら、火花放電発生回数に基づいて失火判定を行うことが
可能となる。よって、本発明（請求項６）の失火検出装
置によれば、内燃機関の運転状態に応じて誘導電圧の発
生回数が設定される内燃機関においても、失火検出の検
出精度が低下するのを防止することができる。

【００４６】また、１燃焼サイクル中における繰り返し
動作によって発生するそれぞれの火花放電持続時間を内
燃機関の運転状態に応じて適切な値に設定することで、
内燃機関を安定して運転することも可能となる。この場
合も、上述と同様に内燃機関の運転状態に応じて失火判
定基準値を設定する判定基準値設定手段を備えると良
い。

【００４７】つまり、内燃機関の運転状態が変化して１
燃焼サイクルごとの火花放電持続時間が変化した場合で
も、上述と同様に失火判定基準値に適した値に設定され
ることから、火花放電発生回数に基づいて失火判定を行
うことが可能である。ただし、この場合、１燃焼サイク
ル中における繰り返し動作によって発生する火花放電１
回あたりの火花放電持続時間は、一定期間とする。

【００４８】次に、多重放電の発生期間のうち後半にな
るほど点火コイルの蓄積エネルギが少なくなることか
ら、正常燃焼時と失火時とのそれぞれにおける火花放電
の発生有無の差異は、多重放電の発生時期の後半になる
ほど明確となる。また、多重放電発生期間のうち初回の
誘導電圧の発生時期については、それ以前に火花放電は
発生しておらず、正常燃焼か失火かの違いが要求電圧に
反映されることはない。

【００４９】そこで、上述（請求項１から請求項６のい
ずれか）の失火検出装置は、請求項７に記載のように、
火花放電発生回数検出手段が、火花放電発生回数の検出
期間を設定するための検出期間設定手段を備え、検出期
間設定手段が、複数回の誘導電圧の発生時期のうち最後
の発生時期を含み、複数回の誘導電圧の発生時期のうち
最初の発生時期を含まない期間において、最後の発生時
期から少なくとも２回の誘導電圧の発生時期を含むよう
に、火花放電発生回数の検出期間を設定するとよい。

【００５０】つまり、少なくとも、正常燃焼時と失火時
とのそれぞれにおける火花放電の発生有無の差異が明確
となる最後の誘導電圧の発生時期を含み、正常燃焼か失
火かの違いが要求電圧に反映されない最初の誘導電圧の
発生時期を含まないように、火花放電発生回数の検出期
間を設定するのである。これにより、火花放電発生回数
の検出結果に対して、正常燃焼であるか失火であるかの
差異がより大きく反映されることになる。

【００５１】また、火花放電発生回数の検出期間に含ま
れる誘導電圧の発生回数が少なすぎると失火検出の検出
精度が低下することから、本失火検出装置では、最後の
発生時期から少なくとも２回の誘導電圧の発生時期を含
むように火花放電発生回数の検出期間を設定すること
で、失火検出の検出精度の低下を防止している。

【００５２】よって、本発明（請求項７）の失火検出装
置によれば、火花放電発生回数の検出期間を設定するこ
とで、正常燃焼であるか失火であるかの差異がより大き
く反映された火花放電発生回数を検出することができ、
火花放電発生回数に基づく失火検出の検出精度を向上さ
せることができる。

【００５３】上記目的を達成するために別になされた請
求項８の発明は、一次巻線および二次巻線を有し、一次
巻線に流れる一次電流を遮断することで二次巻線に誘導
電圧を発生する点火コイルと、二次巻線と共に閉ループ
を形成するとともに、誘導電圧が印加されることによ
り、自身の電極間に火花放電を発生する点火プラグと、
点火コイルの一次巻線に流れる一次電流の通電・遮断を
行う点火用スイッチング手段と、を備え、点火プラグの
点火時期に生じる火花放電中に、点火用スイッチング手
段を用いて一次電流を通電・遮断する繰り返し動作を開
始し、繰り返し動作により複数回にわたり二次巻線に誘
導電圧を発生させることにより、火花放電を複数回発生
させる多重放電型点火手段を備える失火検出装置であっ
て、点火プラグの電極間に流れる火花放電電流を検出す
る電流検出手段と、１回あたりの火花放電に対して、電
流検出手段により検出される火花放電電流の通電時間を
検出する火花電流通電時間検出手段と、火花電流通電時
間検出手段にて検出した通電時間を１燃焼サイクル分積
算した火花放電積算時間と、正常燃焼時の火花放電積算
時間と失火時の火花放電積算時間との境界値に設定され
た失火判定基準時間とを比較することにより、正常燃焼
または失火と判断する失火判定手段と、を備えたことを
特徴とする。

【００５４】多重放電の発生期間のうち後半になるほど
二次巻線に発生する誘導電圧が低下する傾向があり、ま
た、点火プラグの電極間に火花放電を発生するために必
要な要求電圧は、例えば、電極間にイオンが多く存在す
る場合には要求電圧は低くなり、電極間にイオンが存在
しない場合には要求電圧は高くなる。

【００５５】つまり、正常燃焼した場合には要求電圧が
低下するため多重放電発生時期の後半においても火花放
電が発生し易くなり、失火した場合には要求電圧が上昇
するため多重放電発生期間の後半においては火花放電が
発生し難くなる。つまり、１燃焼サイクル中において同
一期間の誘導電圧を発生させた場合でもあっても、正常
時と失火時とでは、点火プラグで実際に火花放電が発生
する期間に差が生じることになる。

【００５６】よって、本発明（請求項８）の失火検出装
置は、１回あたりの火花放電に対して、電流検出手段に
より検出される前記火花放電電流の通電時間を検出し、
検出した通電時間を１燃焼サイクル分積算した火花放電
積算時間に基づいて失火判定を行うように構成されてい
ることから、火花放電が終了した後にイオン電流を検出
する処理を行うことなく、失火判定を行うことができ
る。

【００５７】そして、上述（請求項１から請求項８のい
ずれか）の失火検出装置は、請求項９に記載のように、
点火コイルが、米国自動車技術会規格ＳＡＥ Ｊ９７３
に基づく測定により点火プラグの火花放電持続時間が
０．７［ｍＳｅｃ］以上１．３［ｍＳｅｃ］以下の電源
条件を満たすよう構成され、多重放電型点火手段が、繰
り返し動作として、一次電流の通電・遮断の繰り返し周
期に対する一次電流通電時間の占める割合が３０％以上
７０％以下で、繰り返し周期が２００［μＳｅｃ］以下
となる繰り返し動作を実行するよう構成された内燃機関
において、失火検出を行うよう構成するとよい。

【００５８】上記の電源条件を満たす点火コイルは、比
較的容量が小さく１回の火花放電で持続可能な火花放電
持続時間が短いことから、多重放電を実行して見かけ上
の火花放電継続時間を長くすることで、長い火花放電持
続時間が必要となる運転状態においても混合気への着火
が可能となるように使用されることが多い。

【００５９】そして、多重放電を行う場合、点火コイル
の蓄積エネルギは、多重放電の開始前までに通電される
一次電流によって蓄積されるが、誘導電圧の発生を繰り
返すことで減少するため、多重放電の発生期間中に通電
される一次電流を用いて点火コイルにエネルギを補充す
ることが望ましい。

【００６０】そのため、一次電流の通電・遮断の繰り返
し周期に対する一次電流通電時間の占める割合を３０％
以上に設定することで、点火コイルの蓄積エネルギが不
足するのを防ぐことができる。このようにして誘導電圧
の低下を防ぐことで、多重放電の発生期間の前半におい
て、正常燃焼時であるにも拘わらず火花放電が発生しな
くなるのを防止するのである。つまり、多重放電の発生
期間の前半において、正常燃焼時には確実に火花放電が
発生するように、点火コイルにエネルギを蓄積するので
ある。

【００６１】一方、多重放電の発生期間中に通電される
一次電流により補充されるエネルギが過剰になると、多
重放電の発生期間の後半において、失火時であるにも拘
わらず、火花放電が発生してしまう虞がある。そのた
め、一次電流の通電・遮断の繰り返し周期に対する一次
電流通電時間の占める割合を７０％以下に設定すること
で、点火コイルの蓄積エネルギが過剰となるのを防ぎ、
多重放電の発生期間の後半において、失火時であるにも
拘わらず、火花放電が発生してしまうのを防止するので
ある。つまり、多重放電の発生期間の後半において、正
常燃焼時には火花放電が発生するように、失火時には火
花放電が発生しないように、点火コイルにエネルギを蓄
積するのである。

【００６２】このように、一次電流の通電・遮断の繰り
返し周期に対する一次電流通電時間の占める割合を設定
することで、正常燃焼時および失火時のそれぞれの火花
放電発生回数に差異が生じやすくなる。さらに、繰り返
し周期が２００［μＳｅｃ］以下となるように繰り返し
動作を実行することで、１燃焼サイクルにおいて発生可
能な火花放電の回数が過度に少なくなるのを防止するこ
とができる。これにより、１燃焼サイクルに含まれる誘
導電圧の発生回数が不足するのを防止でき、火花放電発
生回数に基づく失火検出の検出精度が低下するのを防止
できる。

【００６３】よって、本発明（請求項９）の失火検出装
置によれば、正常燃焼時と失火時との火花放電発生回数
に差が生じ易くなり、また、誘導電圧の発生回数が不足
しないことから、失火検出の検出精度を向上させること
ができる。

【００６４】

【発明の実施の形態】以下に、本発明の実施例を図面と
共に説明する。まず、多重放電を行う内燃機関に備えら
れる実施例の失火検出装置の構成を表す電気回路図を図
１に示す。なお、本実施例では、１気筒分について説明
を行うが、本発明は複数の気筒を備える内燃機関につい
ても適用でき、各気筒毎の失火検出装置の基本構成は同
様である。

【００６５】図１に示すように、本実施例の失火検出装
置１は、定電圧（例えば電圧１２［Ｖ］）を出力する電
源装置１１（以下、バッテリ１１ともいう）と、中心電
極２５および接地電極２７を有して内燃機関の気筒に設
けられた点火プラグ１３と、一次巻線２１および二次巻
線２３を有して誘導電圧を発生する点火コイル１５と、
一次巻線２１と直列接続されたｎｐｎ型パワートランジ
スタから成るイグナイタ１７と、イグナイタ１７を駆動
制御するための第１指令信号３７を出力する電子制御装
置１９（以下、ＥＣＵ１９ともいう）と、二次巻線２３
に直列接続される検出抵抗３１を備える電流電圧変換回
路３０（以下、Ｉ−Ｖ変換回路３０ともいう）と、Ｉ−
Ｖ変換回路３０が出力する変換電圧信号３２（検出抵抗
３１の両端電圧）に基づき火花放電発生回数を検出する
火花放電発生回数検出回路３５と、を備えて構成されて
いる。

【００６６】これらのうち、イグナイタ１７は、点火コ
イル１５の一次巻線２１への通電・遮断を切り替えるた
めに、ＥＣＵ１９からの第１指令信号３７に基づいてス
イッチング駆動される半導体素子からなるスイッチング
素子であり、本実施例の内燃機関に備えられる点火装置
は、フルトランジスタ型点火装置である。また、この点
火装置は、後述するように、１燃焼サイクル中に複数回
の火花放電を発生するよう構成されていることから、本
実施例の内燃機関に備えられる点火装置は、多重放電型
点火装置でもある。

【００６７】また、ＥＣＵ１９は、第１指令信号３７の
他に検出タイミング信号４０などの指令信号を出力可能
に構成されており、また、火花放電積算時間信号４６な
どの外部信号を入力可能に構成されている。そして、一
次巻線２１は、一端が電源装置１１の正極に接続され、
他端がイグナイタ１７のコレクタに接続されている。ま
た、二次巻線２３は、一端がＩ−Ｖ変換回路３０（検出
抵抗３１）を介して電源装置１１の負極と同電位のグラ
ンドに接続され、他端が点火プラグ１３の中心電極２５
に接続されており、二次巻線２３の抵抗値は１５［ｋ
Ω］である。

【００６８】また、Ｉ−Ｖ変換回路３０は、検出抵抗３
１の両端電圧を変換電圧信号３２として変換電圧出力端
子から出力可能に構成されており、検出抵抗３１の端部
のうち二次巻線２３と接続される端部が変換電圧出力端
子に接続されている。そして、Ｉ−Ｖ変換回路３０の変
換電圧出力端子は、火花放電発生回数検出回路３５の入
力端子に接続されている。なお、火花放電発生回数検出
回路３５の構成については後述する。

【００６９】さらに、点火プラグ１３において、接地電
極２７は、一端が中心電極２５と対向して火花放電を発
生させる火花放電ギャップを形成すると共に、他端が電
源装置１１の負極と同電位のグランドに接地されてお
り、イグナイタ１７は、ベースがＥＣＵ１９の第１指令
信号３７の出力端子に接続され、エミッタが電源装置１
１の負極と同電位のグランドに接地されている。

【００７０】そして、ＥＣＵ１９から出力される第１指
令信号３７がローレベル（一般にグランド電位）である
場合には、ベース電流１８が流れずイグナイタ１７はオ
フ状態（遮断状態）となり、イグナイタ１７によって一
次巻線２１に電流（一次電流２２）が流れることはな
い。また、ＥＣＵ１９から出力される第１指令信号３７
がハイレベル（一般に、定電圧電源装置が出力する電源
電圧Ｖｃｃ（例えば、５［Ｖ］））である場合には、ベ
ース電流１８が流れてイグナイタ１７はオン状態（通電
状態）となり、イグナイタ１７によって一次巻線２１に
電流（一次電流２２）が流れる。

【００７１】このため、第１指令信号３７がハイレベル
であり一次巻線２１に一次電流２２が流れている状態
で、第１指令信号３７がローレベルになると、イグナイ
タ１７がオフ状態となり、一次巻線２１への一次電流２
２の通電が停止される。すると、点火コイル１５におけ
る磁束密度が急激に変化して、二次巻線２３に誘導電圧
（点火用電圧）が発生し、この誘導電圧が点火プラグ１
３に印加されることで、点火プラグ１３の電極２５−２
７間に火花放電が発生する。

【００７２】なお、点火コイル１５は、通電中の一次巻
線２１の遮断により、二次巻線２３の端部のうち点火プ
ラグ１３の中心電極２５に接続される端部にグランド電
位よりも低い負極性の誘導電圧（点火用電圧）を発生す
るように構成されており、この誘導電圧の印加により点
火プラグの電極２５−２７間に火花放電が発生する。ま
た、点火コイル１５は、米国自動車技術会規格ＳＡＥ
Ｊ９７３に基づく測定により点火プラグの火花放電持続
時間が０．７［ｍＳｅｃ］以上１．３［ｍＳｅｃ］以下
の電源条件を満たすよう構成されている。

【００７３】そして、火花放電に伴い二次巻線２３に流
れる二次電流２４（以下、火花放電電流２４ともいう）
は、点火プラグ１３の中心電極２５から二次巻線２３，
Ｉ−Ｖ変換回路３０（検出抵抗３１）を通り、グランド
を介して点火プラグ１３の接地電極２７に流れる。

【００７４】このとき、Ｉ−Ｖ変換回路３０における検
出抵抗３１の両端には、火花放電電流２４の電流値に応
じた電圧値が発生し、この電圧値は火花放電発生回数検
出回路３５に対して出力される。つまり、Ｉ−Ｖ変換回
路３０は、火花放電電流２４の電流値を電圧値に変換し
て火花放電発生回数検出回路３５に対して出力するよう
構成されている。なお、検出抵抗３１は、抵抗値が５０
［Ω］の抵抗素子で構成されている。

【００７５】次に、火花放電発生回数検出回路３５につ
いて説明する。図１に示すように、火花放電発生回数検
出回路３５は、Ｉ−Ｖ変換回路３０が出力する変換電圧
信号３２に基づき火花放電の発生有無を判定し、判定結
果に応じて判定結果信号４４を出力する火花放電検出回
路４１と、火花放電検出回路４１が出力する判定結果信
号４４のハイレベル出力時間を積算する時間積算回路４
７と、を備えて構成されている。

【００７６】そして、火花放電検出回路４１は、判定用
比較器４３と判定基準電源装置４５とを備えており、判
定基準電源装置４５は、非通電時の検出用抵抗の両端電
圧値（一般に０［Ｖ］）よりも高電圧である通電判定用
基準電圧値Ｖｏを出力している。なお、本実施例では、
通電判定用基準電圧値Ｖｏは、火花放電電流が５［ｍ
Ａ］となるときの検出抵抗３１の両端電圧値と等しい値
に設定されている。

【００７７】また、判定用比較器４３は、Ｉ−Ｖ変換回
路３０が出力する変換電圧信号３２（検出抵抗３１の両
端電圧値）と、判定基準電源装置４５が出力する通電判
定用基準電圧値Ｖｏとをそれぞれ入力するための入力端
子を備えている。そして、判定用比較器４３は、検出抵
抗３１の両端電圧値が通電判定用基準電圧値Ｖｏ以上と
なると出力信号をハイレベル出力し、検出抵抗３１の両
端電圧値が通電判定用基準電圧値Ｖｏよりも低くなると
出力信号をローレベル出力するよう構成されている。な
お、判定用比較器４３の出力信号は、判定結果信号４４
として火花放電検出回路４１から時間積算回路４７に対
して出力される。

【００７８】つまり、火花放電検出回路４１は、火花放
電の検出時には判定結果信号４４をハイレベル出力し、
火花放電の非検出時には判定結果信号４４をローレベル
出力するよう構成されている。また、時間積算回路４７
は、ＥＣＵ１９からの検出タイミング信号４０を入力す
るための入力端子を備えており、検出タイミング信号４
０に基づき火花放電発生回数の検出期間を判断する。そ
して、時間積算回路４７は、火花放電発生回数の検出期
間において、火花放電検出回路４１が判定結果信号４４
をハイレベル出力する時間を積算し、その積算値である
火花放電積算時間を内部に蓄積する。なお、ＥＣＵ１９
は、火花放電発生回数の検出期間になると検出タイミン
グ信号４０をハイレベル出力し、火花放電発生回数の検
出期間以外には検出タイミング信号４０をローレベル出
力するよう構成されている。

【００７９】そして、時間積算回路４７は、火花放電積
算時間を表す火花放電積算時間信号４６を、ＥＣＵ１９
に対して出力する。つまり、火花放電発生回数検出回路
３５は、Ｉ−Ｖ変換回路３０が出力する電圧値に基づき
火花放電を検出し、火花放電の発生時間を積算した火花
放電積算時間を検出し、火花放電積算時間を表す火花放
電積算時間信号４６をＥＣＵ１９に対して出力するよう
に構成されている。

【００８０】なお、時間積算回路４７は、リセット信号
を入力するための入力端子（図１では図示省略）を備え
ており、リセット信号が入力されると蓄積した火花放電
積算時間をリセットする処理を行う。次に、ＥＣＵ１９
において実行される失火検出処理について、図２に示す
フローチャートを用いて説明すると共に、失火検出処理
の実行時における失火検出装置１の各部の状態につい
て、図３に示すタイムチャートを用いて説明する。

【００８１】なお、ＥＣＵ１９は、内燃機関の火花放電
発生時期（点火時期）、燃料噴射量、アイドル回転数等
を総合的に制御するためのものであり、以下に説明する
失火検出処理のほかに、別途、内燃機関の吸入空気量
（吸気管圧力），回転速度（エンジン回転数）、スロッ
トル開度、冷却水温、吸気温等、機関各部の運転状態を
検出する運転状態検出処理等を実行している。

【００８２】また、ＥＣＵ１９は、失火検出処理におい
て設定される火花放電発生回数の検出期間Ｔｎに基づい
て、時間積算回路４７に対して検出タイミング信号４０
を出力する検出タイミング制御処理を、失火検出処理と
並行して実行する。なお、検出タイミング制御処理で
は、火花放電発生回数の検出期間Ｔｎの開始時期から終
了時期にかけて検出タイミング信号４０をハイレベル出
力する処理を行うことにより、時間積算回路４７に対し
て検出期間Ｔｎを通知する。また、検出タイミング制御
処理は、処理開始直後に時間積算回路４７に対してリセ
ット信号を送信することで、時間積算回路４７に蓄積さ
れている火花放電積算時間をリセットする処理を行う。

【００８３】そして、図２に示す失火検出処理は、例え
ば、内燃機関の回転角度（クランク角）を検出するクラ
ンク角センサからの信号に基づき、内燃機関が吸気，圧
縮，燃焼，排気を行う１燃焼サイクルに１回の割合で実
行されており、点火制御のための処理も実行している。
また、失火検出処理と並行して実行される検出タイミン
グ制御処理についても、失火検出処理と同タイミング
で、１燃焼サイクルに１回の割合で実行される。

【００８４】なお、図３は、正常燃焼時（着火時）およ
び失火時のそれぞれについて、図１に示す回路図におけ
る第１指令信号３７、点火プラグ１３の中心電極２５の
電位、検出抵抗３１の両端電圧（火花放電電流）、判定
用比較器４３が出力する判定結果信号４４、の各状態を
表すタイムチャートである。また、図３においては、正
常燃焼および失火の判断基準となる燃焼圧力についても
記載しており、燃焼圧力が大きい値となる左側のタイム
チャートが正常燃焼時（着火時）の波形であり、燃焼圧
力が小さい値となる右側のタイムチャートが失火時の波
形である。

【００８５】そして、内燃機関が始動されて失火検出処
理が開始されると、まずＳ１１０（Ｓはステップを表
す）では、別途実行される運転状態検出処理にて検出さ
れた内燃機関の運転状態を読込む処理を行う。なお、Ｓ
１１０での処理では、内燃機関のエンジン回転速度と、
スロットル開度や吸気管負圧（吸入空気量）等を用いて
算出されるエンジン負荷とを含む運転状態を読み込む処
理を行う。

【００８６】次に、Ｓ１２０では、Ｓ１１０で読み込ん
だ運転状態に基づき、初回火花放電発生時期ｔｓ（所
謂、点火時期）、誘導電圧発生回数ｓｎ、火花放電発生
回数の検出期間Ｔｎ、各火花放電の火花放電持続時間Ｔ
ｔ、多重放電の火花放電間隔Ｔｂなどの各種パラメータ
の設定を行う。

【００８７】なお、Ｓ１２０での処理では、初回火花放
電発生時期ｔｓについては、エンジン回転速度とエンジ
ン負荷とをパラメータとするマップ若しくは計算式を用
いて制御基準値を求め、これを冷却水温，吸気温等に基
づき補正する、といった従来から知られている手順で設
定される。

【００８８】また、誘導電圧発生回数ｓｎは、エンジン
回転速度とエンジン負荷を含む運転状態に基づいて、予
め用意されたマップ若しくは計算式を用いて設定され
る。なお、このとき用いるマップもしくは計算式は、エ
ンジン回転速度が高速（高回転）になるほど誘導電圧発
生回数ｓｎを減少させ、エンジン回転速度が低速（低回
転）になるほど誘導電圧発生回数ｓｎを増加させるよう
に構成されている。

【００８９】さらに、火花放電発生回数の検出期間Ｔｎ
は、エンジン回転速度とエンジン負荷を含む運転状態に
基づいて、予め用意されたマップ若しくは計算式を用い
て設定される。なお、このとき用いるマップもしくは計
算式は、複数回の誘導電圧の発生時期のうち最後の発生
時期を含み、複数回の誘導電圧の発生時期のうち最初の
発生時期を含まない期間において、最後の発生時期から
少なくとも２回の誘導電圧の発生時期を含むように、火
花放電発生回数の検出期間を設定するよう構成されてい
る。そして、設定された検出期間Ｔｎは、検出タイミン
グ制御処理での処理に使用される。

【００９０】また、各火花放電の火花放電持続時間Ｔ
ｔ、火花放電間隔Ｔｂは、例えば、内燃機関の回転速度
と機関負荷を表すスロットル開度とに基づいて、予め設
定されたマップ若しくは計算式を用いて設定される。な
お、この時用いるマップもしくは計算式は、例えば、混
合気を燃焼させるのに必要な火花エネルギが大きい運転
条件下（内燃機関の低負荷低回転時等）には、各火花放
電の火花放電持続時間Ｔｔが長く、火花放電間隔Ｔｂが
短くなるように、また、火花エネルギが小さくてよい運
転条件下（内燃機関の高負荷高回転時等）には、各火花
放電の火花放電持続時間Ｔｔが短く、火花放電間隔Ｔｂ
が長くなるように構成されている。また、火花放電間隔
Ｔｂは、換言すれば一次電流の通電・遮断の繰り返し周
期であり、このとき用いるマップもしくは計算式は、火
花放電間隔Ｔｂが２００［μＳｅｃ］以下に設定される
よう構成されている。さらに、マップもしくは計算式
は、火花放電間隔Ｔｂに占める火花放電持続時間Ｔｔの
割合が３０％以上７０％以下に設定されるよう構成され
ている。

【００９１】また、一次電流の通電・遮断の繰り返し周
期に対する一次電流通電時間の占める割合は、火花放電
間隔Ｔｂから火花放電持続時間Ｔｔを差し引いた時間で
あり、火花放電間隔Ｔｂに占める火花放電持続時間Ｔｔ
の割合が３０％以上７０％以下に設定されることから、
火花放電間隔Ｔｂに占める一次電流通電時間の割合は、
７０％以下３０％以上、つまり３０％以上７０％以下と
なる。

【００９２】次に、Ｓ１３０では、誘導電圧発生回数を
カウントするためのカウンタｉを初期化するため、カウ
ンタｉに１を設定する。続くＳ１４０では、Ｓ１２０に
て設定した初回火花放電発生時期ｔｓに基づき、初回火
花放電発生時期ｔｓに対して予め設定された初回放電用
通電時間だけ早い一次巻線２１の初回放電用通電開始時
期を求め、初回放電用通電開始時期に達した時点（図３
に示す時刻ｔ１）で、第１指令信号３７をローレベルか
らハイレベルに変化させる。なお、初回放電用通電時間
は、一次巻線２１への通電によって点火コイル１５に蓄
積されるエネルギが、内燃機関のあらゆる運転条件下で
混合気への着火が可能な火花放電を発生することができ
るエネルギ量となるように、予め設定されている。

【００９３】そして、Ｓ１４０の処理により、図３に示
す時刻ｔ１にて、第１指令信号３７がローレベルからハ
イレベルに切り替わり、イグナイタ１７がオン状態（通
電状態）になると、点火コイル１５の一次巻線２１に電
流（一次電流２２）が流れ始め、これに伴う磁束密度の
変化により二次巻線２３の両端に誘導電圧が発生する。
しかし、このとき発生する誘導電圧の電圧値は低いこと
から、点火プラグ１３における火花放電は発生しない。

【００９４】そして、続くＳ１５０では、クランク角セ
ンサからの検出信号に基づき、初回の火花放電の時（カ
ウンタｉ＝１の時）には、Ｓ１２０で設定した初回火花
放電発生時期ｔｓに達したか否かを判断し、否定判定さ
れた場合には、同ステップを繰り返し実行することで、
初回火花放電発生時期ｔｓになるまで待機する。Ｓ１５
０にて、初回火花放電発生時期ｔｓに達したと判断され
ると（図３に示す時刻ｔ２）、Ｓ１６０に移行する。

【００９５】また、Ｓ１５０では、２回目以降（カウン
タｉ≧２の時）の火花放電発生時期についても判断して
おり、２回目以降の火花放電では、前回の火花放電発生
時期からＳ１２０で設定した火花放電間隔Ｔｂが経過し
た時刻を火花放電発生時期とし、この火花放電発生時期
に達したか否かを判断する。そして、否定判定された場
合には、同ステップを繰り返し実行することで、火花放
電発生時期になるまで待機する。そして、Ｓ１５０に
て、火花放電発生時期に達したと判断されると、Ｓ１６
０に移行する。

【００９６】次にＳ１６０では、第１指令信号３７をハ
イからローレベルに反転させる。この結果、イグナイタ
１７がターンオフして、一次電流２２が遮断され、点火
コイル１５の二次巻線２３に誘導電圧（点火用電圧）が
発生して、点火プラグ１３に火花放電が発生する。

【００９７】そして、次のＳ１７０では、火花放電が、
Ｓ１２０で設定した誘導電圧発生回数ｓｎに等しい回数
実施されたかを、カウンタｉが誘導電圧発生回数ｓｎに
達したか否かによって判断しており、肯定判定されると
Ｓ２１０に移行し、否定判定されるとＳ１８０に移行す
る。

【００９８】Ｓ１８０では、カウンタｉをインクリメン
ト（ｉ＝ｉ＋１）する処理を行う。例えば、Ｓ１８０に
移行する前のカウンタｉの値が１（ｉ＝１）であれば、
Ｓ１８０では、カウンタｉを２（ｉ＝２）とする。続く
Ｓ１９０では、Ｓ１５０にて火花放電発生時期と判定さ
れた時点から、Ｓ１２０で求めた火花放電持続時間Ｔｔ
が経過したか否かを判断し、否定判定された場合には、
同ステップを繰り返し実行することで、火花放電持続時
間Ｔｔが経過するまで待機する。そして、Ｓ１９０に
て、火花放電持続時間Ｔｔが経過したと判断されると
（図３に示す時刻ｔ３）、Ｓ２００に移行して、第１指
令信号３７をローからハイレベルに反転する。この結
果、イグナイタ１７がターンオンして、一次電流２２が
再通電され、点火コイル１５の二次巻線２３に発生して
いた誘導電圧が低下して、点火プラグ１３の火花放電が
強制的に遮断される。

【００９９】Ｓ２００の処理に続き、再度Ｓ１５０に処
理が移行し、そして、Ｓ１５０では前述したように、２
回目（カウンタｉ＝２）の火花放電発生時期に達した
（火花放電間隔Ｔｂが経過した）か否かを判断し、２回
目の火花放電発生時期（図３に示す時刻ｔ４）になる
と、Ｓ１６０に移行して２回目の火花放電を発生させ
る。

【０１００】このようにして、Ｓ１５０からＳ２００ま
での処理を繰り返すことで、二次巻線２３に誘導電圧を
複数回発生して、複数回の火花放電（多重放電）を発生
させる。そして、前述したように、Ｓ１２０にて設定し
た誘導電圧発生回数ｓｎの回数だけ誘導電圧を発生する
と（図３に示す時刻ｔ６）、Ｓ１７０の判断処理にて肯
定判定され、Ｓ２１０に移行する。

【０１０１】なお、Ｓ１８０での処理により火花放電が
発生して火花放電電流が流れ、検出抵抗３１の両端電圧
が通電判定用基準電圧値Ｖｏ以上となると、火花放電検
出回路４１は判定結果信号４４をハイレベル出力する。
つまり、図３に示すように、判定結果信号４４は、点火
プラグ１３に実際に発生する火花放電の発生回数および
各火花放電の発生時間に応じてハイレベルとなる。そし
て、火花放電発生回数の検出期間Ｔｎにおいて、判定結
果信号４４がハイレベルとなる時間、換言すれば、火花
放電が発生する時間は、時間積算回路４７において火花
放電積算時間として積算されると共に時間積算回路４７
に蓄積される。なお、前述したように、火花放電積算時
間は、火花放電積算時間信号４６として時間積算回路４
７からＥＣＵ１９に通知される。

【０１０２】Ｓ２１０では、火花放電積算時間信号４６
が表す火花放電積算時間を１回あたりの火花放電持続時
間Ｔｔ（換言すれば、一次電流の遮断時間Ｔｃ）で除算
することで、火花放電発生回数を算出する処理を行う。
次のＳ２２０では、Ｓ２１０で算出した火花放電発生回
数と失火判定基準値Ｎｓとを比較して、火花放電発生回
数が失火判定基準値Ｎｓよりも小さいか否かを判断して
おり、火花放電発生回数が失火判定基準値よりも小さい
場合に失火と判定し、火花放電発生回数が失火判定基準
値以上である場合に正常燃焼と判定する処理を行う。な
お、失火判定基準値Ｎｓは、正常燃焼時の火花放電発生
回数と失火時の火花放電発生回数との境界値となるよう
に、内燃機関の運転試験の試験結果などに基づいて予め
設定されている。

【０１０３】ここで、図３に示すように、失火時におい
ては、時刻ｔ６よりも前の時刻ｔ５での誘導電圧による
火花放電が発生した後は火花放電が発生しておらず、正
常燃焼時（着火時）に比べて火花放電の発生回数が少な
いことが判る。このため、火花放電発生回数を失火判定
用の失火判定基準値と比較し、その比較結果に基づい
て、火花放電発生回数が失火判定基準値よりも小さい場
合に失火と判定することができる。

【０１０４】なお、多重放電を行う場合、火花放電を繰
り返すことに伴い点火コイル１５の蓄積エネルギが消費
されることから、多重放電の発生期間のうち後半になる
ほど点火コイル１５の蓄積エネルギが少なくなり、二次
巻線２３に発生する誘導電圧が低下する傾向がある。ま
た、点火プラグ１３の電極間に火花放電を発生させるた
めに必要な要求電圧は、電極間の状態によって変化して
おり、例えば、電極間にイオンが多く存在する場合には
要求電圧は低くなり、電極間にイオンが存在しない場合
には要求電圧は高くなる。これらのことから、正常燃焼
してイオンが発生する場合には要求電圧が低下するた
め、多重放電発生時期の後半においても火花放電が発生
し易くなり、失火した場合にはイオンが発生せず要求電
圧が上昇するため、多重放電発生時期の後半においては
火花放電が発生し難くなる。つまり、１燃焼サイクル中
において同一回数の誘導電圧を発生させた場合であって
も、正常燃焼時と失火時とでは、点火プラグで実際に火
花放電が発生する回数に差が生じることになり、正常燃
焼時の火花放電発生回数は、失火時の火花放電発生回数
よりも大きくなる。このため、実際に発生した火花放電
発生回数に基づいて失火判定を行うことが可能となる。

【０１０５】そして、Ｓ２２０での処理が終了すると、
本失火検出処理は終了する。なお、上記実施例において
は、火花放電発生回数検出回路３５および失火検出処理
におけるＳ２１０が特許請求の範囲における火花放電発
生回数検出手段に相当し、失火検出処理におけるＳ２２
０が失火判定手段に相当し、電流電圧変換回路３０（Ｉ
−Ｖ変換回路３０）が電流検出手段に相当し、検出抵抗
３１が検出用抵抗に相当し、失火検出処理におけるＳ１
２０が検出期間設定手段に相当する。また、点火コイル
１５、点火プラグ１３、イグナイタ１７および失火検出
処理におけるＳ１１０からＳ２００までの処理が多重放
電型点火手段（多重放電型点火装置）に相当する。

【０１０６】以上説明したように、実施例の失火検出装
置１が備えられる内燃機関においては、ＥＣＵ１９の指
令によるイグナイタ１７のスイッチング駆動により、複
数回にわたり二次巻線２３に発生した誘導電圧を点火プ
ラグ１３に印加して、電極２５−２７間に複数回の火花
放電（多重放電）を発生させて混合気への着火を行って
いる。

【０１０７】このとき、火花放電発生回数検出回路３５
は、Ｉ−Ｖ変換回路３０が出力する電圧値に基づき火花
放電を検出し、火花放電の発生時間を積算した火花放電
積算時間を検出し、火花放電積算時間を表す火花放電積
算時間信号４６をＥＣＵ１９に対して出力する。また、
ＥＣＵ１９で実行される失火検出処理では、Ｓ２１０に
おいて火花放電積算時間を１回あたりの火花放電持続時
間Ｔｔ（以下、遮断時間Ｔｃともいう）で除算して火花
放電発生回数を算出する処理を行い、Ｓ２２０において
火花放電発生回数と失火判定基準値とを比較して、正常
燃焼であるか失火であるかを判定する処理を行う。

【０１０８】つまり、失火検出装置１は、火花放電発生
回数を検出し、検出した火花放電発生回数に基づいて失
火判定を行うよう構成されていることから、火花放電が
終了した後にイオン電流を検出する処理を行うことな
く、失火判定を行うことができる構成である。

【０１０９】よって、本実施例の失火検出装置１によれ
ば、多重放電型点火装置を備える内燃機関においてイオ
ン電流を用いることなく失火を検出することができ、多
重放電型点火装置を備える内燃機関での失火検出の検出
精度が低下するのを防ぐことができる。

【０１１０】また、失火検出装置１は、火花放電電流２
４の電流値を電圧値に変換して出力するＩ−Ｖ変換回路
３０を備えており、点火プラグ１３の電極間に流れる火
花放電電流を検出することができる。なお、Ｉ−Ｖ変換
回路３０は、点火プラグ１３および二次巻線２３を含ん
で形成される通電経路に直列接続される検出抵抗３１を
備えて構成されており、検出抵抗３１の両端電圧を変換
電圧信号３２として出力するように構成されている。

【０１１１】なお、火花放電の発生時には点火プラグ１
３の電極間に火花放電電流が流れ、火花放電の未発生時
には火花放電電流は流れないことから、変換電圧信号３
２に基づいて点火プラグ１３の電極間に火花放電電流が
流れたか否かを検出し、その検出結果に基づいて実際に
火花放電が発生したか否かを判断することで、火花放電
発生回数の検出が可能となる。

【０１１２】また、点火プラグ１３の電極間に流れる火
花放電電流は、点火プラグ１３および二次巻線２３を含
んで形成される通電経路（閉ループ）上であれば、どの
位置でも検出できるため、シリンダヘッドを加工するこ
となく火花放電電流を検出することが可能となる。

【０１１３】よって、本実施例の失火検出装置は、内燃
機関の構造を複雑化することなく、火花放電発生回数を
検出することができるため、製造コストの上昇を抑えつ
つ、失火判定を行うことが可能となる。また、Ｉ−Ｖ変
換回路３０、すなわち検出抵抗３１は、二次巻線２３の
端部のうち点火プラグ１３との接続端とは反対側の端部
からグランドに至る通電経路に直列接続されている。ま
た、本実施例の二次巻線２３は、誘導電圧の発生時にお
いて、点火プラグ１３に接続される端部から、グランド
電位との電位差が大きい誘導電圧（点火用電圧）を出力
するよう構成されている。

【０１１４】このため、誘導電圧の発生時に検出抵抗３
１に印加される電圧値は高電圧にはならず、また、検出
抵抗３１の両端電圧を検出する火花放電発生回数検出回
路３５（詳細には判定用比較器４３）への印加電圧が高
電圧となるのを防止できる。よって、本実施例の失火検
出装置１によれば、誘導電圧による高電圧の印加により
検出抵抗３１や判定用比較器４３が破損するのを防止で
きるため、安定した失火検出を継続することができる。
また、許容耐電圧が高く設定された高価な検出抵抗や判
定用比較器を用いる必要がないため、失火検出装置のコ
ストの上昇を防ぐことができる。

【０１１５】なお、検出抵抗３１は、抵抗値が５０
［Ω］であり、二次巻線２３の抵抗値（１５［ｋΩ］）
に対して、１００分の１以下の抵抗値となっている。こ
のような低い抵抗値の検出抵抗３１を用いることで、誘
導電圧の発生時における検出抵抗３１での電圧降下が小
さくなり、点火プラグ１３の電極間に印加される電圧の
低下割合を小さく抑えることができる。このことから、
本実施例の失火検出装置１によれば、誘導電圧の発生時
において、火花放電として使用可能なエネルギ量の低下
を抑制できるため、混合気への着火性が劣化するのを防
止できる。

【０１１６】また、失火検出装置１は、火花放電発生回
数検出回路３５において、検出抵抗３１の両端電圧と通
電判定用基準電圧値Ｖｏとを比較して、検出抵抗３１の
両端電圧が通電判定用基準電圧値Ｖｏ以上となる時間を
積算した火花放電積算時間を検出し、ＥＣＵ１９での失
火検出処理において、火花放電積算時間を遮断時間Ｔｃ
で除算して火花放電発生回数を算出するよう構成されて
いる。

【０１１７】なお、繰り返し動作期間において、一次電
流の遮断時間は、一定期間になるため、火花放電積算時
間は、理論上、繰り返し動作における複数回の火花放電
のうち１回あたりの火花放電持続時間Ｔｔ（一次電流の
遮断時間Ｔｃ）に対して火花放電発生回数を乗算した値
になることから、検出した火花放電積算時間を遮断時間
Ｔｃで除算することで火花放電発生回数を算出すること
ができる。

【０１１８】また、ノイズによる検出抵抗３１の両端電
圧の上昇は、継続的に発生することは少なく、瞬時的に
発生することが多いことから、検出抵抗３１の両端電圧
が通電判定用基準電圧値Ｖｏ以上となる時間を積算した
火花放電積算時間は、瞬時的なノイズが発生した場合で
あっても値が大きく変化することはない。

【０１１９】これらのことから、検出した火花放電積算
時間を１回あたりの一次電流の遮断時間Ｔｃで除算して
得られる値は、ノイズの影響による火花放電積算時間の
変化量は小さくなり、実際の火花放電発生回数に略等し
い値となる。つまり、本実施例における火花放電発生回
数の検出方法は、検出抵抗３１の両端電圧が通電判定用
基準電圧値Ｖｏ以上となる超過回数を検出して火花放電
発生回数を検出する場合に比べて、ノイズの影響を抑え
て火花放電発生回数を検出することができる。

【０１２０】よって、本実施例の失火検出装置１によれ
ば、火花放電発生回数を検出する際のノイズの影響を抑
えることができ、火花放電発生回数を用いた失火判定に
おける失火判定精度の低下を防ぐことができる。次に、
失火検出装置１は、ＥＣＵ１９で実行される失火検出処
理のＳ１２０において、火花放電発生回数の検出期間Ｔ
ｎを設定するにあたり、複数回の誘導電圧の発生時期の
うち最後の発生時期を含み、複数回の誘導電圧の発生時
期のうち最初の発生時期を含まない期間において、最後
の発生時期より少なくとも２回の誘導電圧の発生時期を
含むように、火花放電発生回数の検出期間Ｔｎを設定す
るよう構成されている。

【０１２１】なお、多重放電の発生期間のうち後半にな
るほど点火コイルの蓄積エネルギが少なくなることか
ら、正常燃焼時と失火時とのそれぞれにおける火花放電
の発生有無の差異は、多重放電の発生時期の後半になる
ほど明確となる。また、多重放電発生期間のうち初回の
誘導電圧の発生時期については、それ以前に火花放電は
発生しておらず、正常燃焼か失火かの違いが要求電圧に
反映されることはない。

【０１２２】つまり、失火検出装置１は、少なくとも、
正常燃焼時と失火時とのそれぞれにおける火花放電の発
生有無の差異が明確となる最後の誘導電圧の発生時期を
含み、正常燃焼か失火かの違いが要求電圧に反映されな
い最初の誘導電圧の発生時期を含まないように、火花放
電発生回数の検出期間Ｔｎを設定するのである。これに
より、火花放電発生回数の検出結果に対して、正常燃焼
であるか失火であるかの差異がより大きく反映されるこ
とになる。

【０１２３】また、火花放電発生回数の検出期間Ｔｎに
含まれる誘導電圧の発生回数が少なすぎると失火検出の
検出精度が低下することから、最後の発生時期から少な
くとも２回の誘導電圧の発生時期を含むように火花放電
発生回数の検出期間Ｔｎを設定することで、失火検出の
検出精度の低下を防止している。

【０１２４】よって、本実施例の失火検出装置１によれ
ば、上記のように火花放電発生回数の検出期間Ｔｎを設
定することで、正常燃焼であるか失火であるかの差異が
より大きく反映された火花放電発生回数を検出すること
ができ、火花放電発生回数に基づく失火検出の検出精度
を向上させることができる。

【０１２５】なお、本実施例の失火検出装置１に備えら
れる点火コイル１５は、米国自動車技術会規格ＳＡＥ
Ｊ９７３に基づく測定により点火プラグの火花放電持続
時間が０．７［ｍＳｅｃ］以上１．３［ｍＳｅｃ］以下
の電源条件を満たすよう構成されており、比較的容量が
小さく１回の火花放電で持続可能な火花放電持続時間が
短い。このため、本実施例の内燃機関は、多重放電を実
行して見かけ上の火花放電継続時間を長くすることで、
長い火花放電持続時間が必要となる運転状態においても
混合気への着火が可能となるように構成されている。

【０１２６】そして、本実施例における内燃機関は、失
火検出処理での点火制御のための処理（Ｓ１１０からＳ
２００までの処理）において、繰り返し動作として、一
次電流２２の通電・遮断の繰り返し周期に対する一次電
流通電時間の占める割合が３０％以上７０％以下で、繰
り返し周期が２００［μＳｅｃ］以下となる繰り返し動
作を実行するよう構成されている。

【０１２７】つまり、一次電流の通電・遮断の繰り返し
周期に対する一次電流通電時間の占める割合を３０％以
上に設定することで、点火コイルの蓄積エネルギが不足
するのを防止している。このようにして誘導電圧の低下
を防ぐことで、多重放電の発生期間の前半において、正
常燃焼時であるにも拘わらず火花放電が発生しなくなる
のを防止するのである。つまり、多重放電の発生期間の
前半において、正常燃焼時には確実に火花放電が発生す
るように、点火コイルにエネルギを蓄積するのである。

【０１２８】また、一次電流の通電・遮断の繰り返し周
期に対する一次電流通電時間の占める割合を７０％以下
に設定することで、点火コイルの蓄積エネルギが過剰と
なるのを防ぎ、多重放電の発生期間の後半において、失
火時であるにも拘わらず、火花放電が発生してしまうの
を防止している。つまり、多重放電の発生期間の後半に
おいて、正常燃焼時には火花放電が発生するように、失
火時には火花放電が発生しないように、点火コイル１５
にエネルギを蓄積するのである。

【０１２９】このように、一次電流２２の通電・遮断の
繰り返し周期に対する一次電流通電時間の占める割合を
設定することで、正常燃焼時および失火時のそれぞれの
火花放電発生回数に差異が生じやすくなる。さらに、繰
り返し周期が２００［μＳｅｃ］以下となるように繰り
返し動作を実行することで、１燃焼サイクルにおいて発
生可能な火花放電の回数を少なくとも３回以上とするこ
とができる。これにより、１燃焼サイクルに含まれる誘
導電圧の発生回数が不足するのを防止でき、火花放電発
生回数に基づく失火検出の検出精度が低下するのを防止
できる。

【０１３０】よって、本実施例の失火検出装置１によれ
ば、正常燃焼時と失火時との火花放電発生回数に差が生
じ易くなり、また、誘導電圧の発生回数が不足しないこ
とから、失火検出の検出精度を向上させることができ
る。ここで、実際の内燃機関を用いて、正常燃焼時（着
火時）および失火時のそれぞれにおいて、燃焼圧力（図
示平均有効圧力：Ｐｍｉ）および二次電流時間積算値
（火花放電時間積算値）を測定した測定結果を、図５、
図６、図７に示す。

【０１３１】まず、図５は、正常燃焼時（着火時）にお
ける火花放電電流（波形Ａ）および図示平均有効圧力
（波形Ｂ）の測定波形を表す測定結果であり、図６は、
失火時における火花放電電流（波形Ａ）および図示平均
有効圧力（波形Ｂ）の測定波形を表す測定結果である。
なお、正常燃焼時の方が失火時よりも図示平均有効圧力
のピーク値が高く、ピーク時期が遅いことから、図５と
図６とにそれぞれ示す図示平均有効圧力の波形から、図
５が正常燃焼時の測定結果であり、図６が失火時の測定
波形であることが判る。

【０１３２】そして、図５および図６に示す火花放電電
流の測定結果から、正常燃焼時の方が失火時よりも火花
放電の発生回数が多いことが判る。また、図７は、５０
回の測定を実行した際の、図示平均有効圧力と火花放電
時間積算値との関係を表す測定結果である。なお、火花
放電時間積算値は、１燃焼サイクルにおいて火花放電の
発生時間を積算した値であり、火花放電発生回数に比例
した値となる。また、図７において、図示平均有効圧力
が正の値となる測定データは正常燃焼時（着火時）の測
定データであり、図示平均有効圧力が負の値となる測定
データは失火時の測定データである。

【０１３３】図７に示すように、正常燃焼時の火花放電
時間積算値は、失火時の火花放電時間積算値よりも大き
い値となることから、火花放電時間積算値に基づいて、
正常燃焼であるか失火であるかを判断できることが判
る。なお、火花放電時間積算値を一次電流の遮断時間で
除算して得られる火花放電発生回数に基づいて、失火判
定を行うことも可能である。したがって、火花放電発生
回数に基づき失火判定を行う本実施例の失火検出装置
は、正常燃焼であるか失火であるかを正確に判断するこ
とが可能となる。

【０１３４】次に、本発明の別の実施例（以下、第２実
施例ともいう）について説明する。なお、第２実施例の
失火検出装置は、上述した実施例（以下、第１実施例と
もいう）の失火検出装置１のうち、失火検出処理の一部
が変更されて構成されている。図８は、第２実施例の失
火検出装置で実行される失火検出処理の処理内容を表す
フローチャートである。なお、第１実施例と同一番号の
ステップについては、第１実施例と同様の処理を実行し
ている。

【０１３５】第２実施例の失火検出処理は、第１実施例
の失火検出処理のうち、Ｓ２１０およびＳ２２０に代え
てＳ３１０を実行するよう構成されており、以下に、Ｓ
３１０での処理内容について説明する。Ｓ３１０では、
火花放電積算時間信号４６が表す火花放電積算時間と失
火判定基準時間Ｎｔとを比較して、火花放電積算時間が
失火判定基準時間Ｎｔよりも小さいか否かを判断してお
り、火花放電積算時間が失火判定基準時間Ｎｔよりも小
さい場合に失火と判定し、火花放電積算時間が失火判定
基準時間Ｎｔ以上である場合に正常燃焼と判定する処理
を行う。なお、失火判定基準時間Ｎｔは、正常燃焼時の
火花放電積算期間と失火時の火花放電積算時間との境界
値となるように、内燃機関の運転試験の試験結果等に基
づいて予め設定されている。

【０１３６】つまり、第２実施例の失火検出装置は、第
１実施例における火花放電発生回数に代えて火花放電積
算時間を用いて着火・失火判定を行うよう構成されてい
る。このように構成された第２実施例の失火検出装置
は、第１実施例の失火検出装置と同様の効果を得ること
ができる。

【０１３７】以上、本発明の実施例について説明した
が、本発明は上記実施例に限定されるものではなく、種
々の態様を採ることができる。例えば、失火検出処理の
Ｓ２２０での処理に用いる失火判定基準値Ｎｓは、固定
値に限ることはなく、可変値としても良い。

【０１３８】つまり、上記実施例の失火検出装置１が備
えられる内燃機関は、運転状態に応じて多重放電回数を
設定（更新）するよう構成されている。具体的には、Ｅ
ＣＵ１９で実行される失火検出処理のＳ１２０におい
て、内燃機関の運転状態に応じて誘導電圧発生回数ｓｎ
を設定している。このように、運転状態に応じて誘導電
圧発生回数ｓｎを変化させる内燃機関においては、正常
燃焼時の火花放電発生回数と失火時の火花放電発生回数
との境界値が変化するため、固定値である失火判定基準
値を用いて失火検出を行うと、境界値が大きく変動した
場合には、失火検出の検出精度が低下する虞がある。

【０１３９】そこで、失火検出処理のＳ１２０におい
て、誘導電圧発生回数ｓｎだけでなく、失火判定基準値
Ｎｓについても、内燃機関の運転状態に応じて値を変更
することで、失火判定基準値Ｎｓを失火判定に適した値
に設定するのである。例えば、誘導電圧発生回数ｓｎが
より小さい値に設定される内燃機関の運転状態になるほ
ど失火判定基準値Ｎｓを小さい値に設定し、また、誘導
電圧発生回数ｓｎがより大きい値に設定される内燃機関
の運転状態になるほど失火判定基準値Ｎｓを大きい値に
設定するとよい。

【０１４０】これにより、内燃機関の運転状態が変化し
て誘導電圧発生回数が大きく変化した場合であっても、
失火判定基準値Ｎｓが失火判定に適した値に設定される
ことから、火花放電発生回数に基づいて失火判定を行う
ことが可能となる。したがって、内燃機関の運転状態に
応じて誘導電圧の発生回数が設定される内燃機関におい
ても、失火検出の検出精度が低下するのを防止すること
ができる。

【０１４１】なお、このような構成の失火検出装置にお
いては、失火検出処理のＳ１２０が、特許請求の範囲に
記載の判定基準値設定手段に相当する。また、Ｉ−Ｖ変
換回路３０は、抵抗素子を備える構成に限らず、図４に
示すようにオペアンプ６９を有する第２Ｉ−Ｖ変換回路
５３を用いて失火検出装置を構成しても良い。なお、第
２Ｉ−Ｖ変換回路５３は、第１入力端子５５が二次巻線
２３（図１参照）に接続され、第２入力端子５７がグラ
ンド（図１参照）に接続され、電圧出力端子５９が火花
放電発生回数検出回路３５（図１参照）に接続されてい
る。

【０１４２】そして、第２Ｉ−Ｖ変換回路５３は、アノ
ードが第１入力端子５５に接続され、カソードが第２入
力端子５７に接続される第２ダイオード６１と、アノー
ドが第２入力端子５７に接続され、カソードが第１入力
端子５５に接続されて、第２ダイオード６１に並列接続
される第３ダイオード６３とを備えている。また、オペ
アンプ６９は、反転入力端子−が第２ダイオード６１の
アノードに接続され、反転入力端子−と出力端子とが第
２抵抗６５を介して接続され、非反転入力端子＋が第３
抵抗６７を介してグランドに接続され、出力端子が電圧
出力端子５９に接続されている。

【０１４３】このように構成された第２Ｉ−Ｖ変換回路
５３においては、二次巻線２３から第２ダイオード６１
に流れる火花放電電流２４と同等の電流が第２抵抗６５
に流れる。このことから、第２Ｉ−Ｖ変換回路５３は、
火花放電電流２４の電流値Ｉと第２抵抗６５の抵抗値Ｒ
との乗算して得られる電圧値Ｖ（＝Ｉ×Ｒ）を電圧出力
端子５９から出力する。そして、電圧値Ｖは電流値Ｉに
比例した値となることから、第２Ｉ−Ｖ変換回路５３
は、火花放電電流２４（副火花放電電流）の電流値を電
圧値に変換して火花放電発生回数検出回路３５に対して
出力するよう動作する。

【０１４４】よって、Ｉ−Ｖ変換回路３０に代えて第２
Ｉ−Ｖ変換回路５３を備えて構成した失火検出装置につ
いても、火花放電電流の検出結果に基づき火花放電発生
回数を検出し、その検出結果に基づいて適切に失火判定
を行うことが出来る。さらに、火花放電電流の検出方法
としては、Ｉ−Ｖ変換回路３０や第２Ｉ−Ｖ変換回路５
３の他に、ホール素子を用いて検出する方法を採ること
もできる。なお、ホール素子は、通電経路を取り囲む検
出部を備えて構成されており、通電経路に電流が流れて
インダクタンスが変化することにより検出部に発生する
電流に基づいて、火花放電電流を検出することができ
る。

【０１４５】また、判定基準電源装置４５は、固定値の
通電判定用基準電圧値Ｖｏを出力する構成に限らず、可
変値の通電判定用基準電圧値Ｖｏを出力する構成として
もよく、例えば、内燃機関の運転状態に基づき通電判定
用基準電圧値Ｖｏを設定可能な電源装置を用いて構成し
ても良い。

【０１４６】そして、時間積算回路４７は、例えば、コ
ンデンサを備えて、火花放電電流の通電時間に応じた電
荷を蓄積するよう構成し、コンデンサに蓄積された蓄積
電荷量によって時間積算を行うよう構成しても良い。ま
た、火花放電発生回数検出回路３５から時間積算回路４
７を省略し、火花放電検出回路４１が出力する判定結果
信号４４をＥＣＵ１９に入力して、ＥＣＵ１９の内部処
理として火花放電積算時間を算出する積算時間算出処理
を実行するように、失火検出装置を構成しても良い。

【０１４７】また、上記の失火検出装置１が備えられる
点火装置は、イグナイタ１７を使った多重放電型点火装
置であるが、これに限らず、例えば、特開平１０−３４
７３０６号公報に記載されるような容量誘導放電型点火
装置においても、本発明の失火検出装置を用いることで
同様の効果を得ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 多重放電を行う内燃機関に備えられる実施例
の失火検出装置の構成を表す電気回路図である。

【図２】 電子制御装置（ＥＣＵ）において実行される
失火検出処理の処理内容を表すフローチャートである。

【図３】 失火検出処理の実行時における失火検出装置
の各部の状態を表すタイムチャートである。

【図４】 オペアンプを有する第２Ｉ−Ｖ変換回路の構
成を表す電気回路図である。

【図５】 正常燃焼時における火花放電電流（波形Ａ）
および図示平均有効圧力（波形Ｂ）の測定波形を表す測
定結果である。

【図６】 失火時における火花放電電流（波形Ａ）およ
び図示平均有効圧力（波形Ｂ）の測定波形を表す測定結
果である。

【図７】 図示平均有効圧力と火花放電時間積算値との
関係を表す測定結果である。

【図８】 第２実施例の失火検出装置において実行され
る失火検出処理の処理内容を表すフローチャートであ
る。

【符号の説明】

１…失火検出装置、１１…電源装置（バッテリ）、１３
…点火プラグ、１５…点火コイル、１７…イグナイタ、
１９…電子制御装置（ＥＣＵ）、２１…一次巻線、２３
…二次巻線、２５…中心電極、２７…接地電極、３０…
電流電圧変換回路（Ｉ−Ｖ変換回路）、３１…検出抵
抗、３５…火花放電発生回数検出回路、４１…火花放電
検出回路、４３…判定用比較器、４５…判定基準電源装
置、４７…時間積算回路、５３…第２Ｉ−Ｖ変換回路。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Ｆターム(参考） 3G019 AB01 AB02 BB10 CD06 CD07 DB07 DB14 EA16 EA20 FA04 FA05 FA18 3G084 BA16 DA27 DA28 EA07 EA11 EB22 FA35

Claims (9)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 一次巻線および二次巻線を有し、前記一
   次巻線に流れる一次電流を遮断することで前記二次巻線
   に誘導電圧を発生する点火コイルと、 前記二次巻線と共に閉ループを形成するとともに、前記
   誘導電圧が印加されることにより、自身の電極間に火花
   放電を発生する点火プラグと、 前記点火コイルの前記一次巻線に流れる前記一次電流の
   通電・遮断を行う点火用スイッチング手段と、を備え、 前記点火プラグの点火時期に生じる火花放電中に、前記
   点火用スイッチング手段を用いて前記一次電流を通電・
   遮断する繰り返し動作を開始し、 前記繰り返し動作により複数回にわたり前記二次巻線に
   誘導電圧を発生させることにより、前記火花放電を複数
   回発生させる多重放電型点火手段を備える失火検出装置
   であって、 前記点火プラグの電極間に発生した火花放電発生回数を
   検出する火花放電発生回数検出手段と、 前記火花放電発生回数検出手段にて検出した前記火花放
   電発生回数と、正常燃焼時の火花放電発生回数と失火時
   の火花放電発生回数との境界値に設定された失火判定基
   準値とを比較することにより、正常燃焼または失火と判
   断する失火判定手段と、 を備えたことを特徴とする失火検出装置。
2. 【請求項２】 前記点火プラグの電極間に流れる火花放
   電電流を検出する電流検出手段を備え、 前記火花放電発生回数検出手段は、前記電流検出手段に
   より検出される前記火花放電電流の通電回数に基づいて
   前記火花放電発生回数を検出すること、 を特徴とする請求項１に記載の失火検出装置。
3. 【請求項３】 前記電流検出手段は、前記二次巻線の端
   部のうち前記点火プラグとの接続端とは反対側の端部か
   らグランドに至る通電経路に直列接続される検出用抵抗
   を備えて、該検出用抵抗の両端電圧に基づいて前記火花
   放電電流を検出すること、 を特徴とする請求項２に記載の失火検出装置。
4. 【請求項４】 前記検出用抵抗は、前記二次巻線の抵抗
   値の１００分の１以下の抵抗値であること、 を特徴とする請求項３に記載の失火検出装置。
5. 【請求項５】 前記繰り返し動作期間において、前記一
   次電流の遮断時から通電時までの期間である遮断時間は
   それぞれ一定期間であって、 前記火花放電発生回数検出手段は、 前記火花放電電流の通電時間を積算して火花放電積算時
   間を検出し、前記繰り返し動作における複数回の前記火
   花放電のうち１回あたりの前記遮断時間で前記火花放電
   積算時間を除算することにより前記火花放電発生回数を
   検出すること、 を特徴とする請求項２から請求項４のいずれかに記載の
   失火検出装置。
6. 【請求項６】 前記内燃機関が運転状態に応じて前記誘
   導電圧の発生回数を設定するよう構成されており、 前記内燃機関の運転状態に応じて前記失火判定基準値を
   設定する判定基準値設定手段を備えたこと、 を特徴とする請求項１から請求項５のいずれかに記載の
   失火検出装置。
7. 【請求項７】 前記火花放電発生回数検出手段は、前記
   火花放電発生回数の検出期間を設定するための検出期間
   設定手段を備え、 前記検出期間設定手段は、複数回の前記誘導電圧の発生
   時期のうち最後の発生時期を含み、複数回の前記誘導電
   圧の発生時期のうち最初の発生時期を含まない期間にお
   いて、最後の発生時期から少なくとも２回の前記誘導電
   圧の発生時期を含むように、前記火花放電発生回数の検
   出期間を設定すること、 を特徴とする請求項１から請求項６のいずれかに記載の
   失火検出装置。
8. 【請求項８】 一次巻線および二次巻線を有し、前記一
   次巻線に流れる一次電流を遮断することで前記二次巻線
   に誘導電圧を発生する点火コイルと、 前記二次巻線と共に閉ループを形成するとともに、前記
   誘導電圧が印加されることにより、自身の電極間に火花
   放電を発生する点火プラグと、 前記点火コイルの前記一次巻線に流れる前記一次電流の
   通電・遮断を行う点火用スイッチング手段と、を備え、 前記点火プラグの点火時期に生じる火花放電中に、前記
   点火用スイッチング手段を用いて前記一次電流を通電・
   遮断する繰り返し動作を開始し、 前記繰り返し動作により複数回にわたり前記二次巻線に
   誘導電圧を発生させることにより、前記火花放電を複数
   回発生させる多重放電型点火手段を備える失火検出装置
   であって、 前記点火プラグの電極間に流れる火花放電電流を検出す
   る電流検出手段と、 １回あたりの火花放電に対して、前記電流検出手段によ
   り検出される前記火花放電電流の通電時間を検出する火
   花電流通電時間検出手段と、 前記火花電流通電時間検出手段にて検出した前記通電時
   間を１燃焼サイクル分積算した火花放電積算時間と、正
   常燃焼時の火花放電積算時間と失火時の火花放電積算時
   間との境界値に設定された失火判定基準時間とを比較す
   ることにより、正常燃焼または失火と判断する失火判定
   手段と、 を備えたことを特徴とする失火検出装置。
9. 【請求項９】 前記点火コイルが、米国自動車技術会規
   格ＳＡＥ Ｊ９７３に基づく測定により前記点火プラグ
   の火花放電持続時間が０．７［ｍＳｅｃ］以上１．３
   ［ｍＳｅｃ］以下の電源条件を満たすよう構成され、 前記多重放電型点火手段が、前記繰り返し動作として、
   前記一次電流の通電・遮断の繰り返し周期に対する一次
   電流通電時間の占める割合が３０％以上７０％以下で、
   前記繰り返し周期が２００［μＳｅｃ］以下となる繰り
   返し動作を実行するよう構成された前記内燃機関におい
   て失火検出を行うこと、 を特徴とする請求項１から請求項８のいずれかに記載の
   失火検出装置。