JP2009057839A - Misfire detection system for internal combustion engine - Google Patents

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栄司 高桑
Hideki Yukimoto
英樹 行本
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To prevent overheating of a catalyst by misfire and improve misfire/ignition determining accuracy, in a system for determining the existence of misfire by detecting ion current generated in response to combustion of an air/fuel mixture in a combustion chamber of an internal combustion engine via a spark plug and comparing the detected value with a misfire determining value. <P>SOLUTION: A first misfire determining value Vth1 is set in the vicinity of the minimum value of the ion current during normal combustion, and a second misfire determining value Vth2 smaller than the first misfire determining value Vth1 is set in the vicinity of the maximum value of noise when complete misfire occurs. When the engine operating condition is such that a frequency of occurrence of misfire is low in a region where the temperature of the catalyst rises largely when the misfire occurs, the misfire/ignition determining accuracy is improved by determining that the overheating of the catalyst is not caused by the misfire and selecting the second misfire determining value Vth2. On the other hand, when the frequency of occurrence of misfire is high, the misfire detection ability is enhanced by determining that the catalyst may be overheated by the misfire and selecting the first misfire determining value Vth1. It is thus possible to detect the misfire early so that the catalyst overheating prevention process can be carried out promptly. <P>COPYRIGHT: (C)2009,JPO&INPIT

Description

本発明は、内燃機関の燃焼室内で混合気の燃焼に伴って発生するイオン電流を点火プラグを介して検出して、そのイオン電流検出値に基づいて失火の有無を判定する内燃機関の失火検出装置に関する発明である。   The present invention detects an ionic current generated by combustion of an air-fuel mixture in a combustion chamber of an internal combustion engine through a spark plug, and determines the presence or absence of misfiring based on the detected ionic current value. It is an invention related to a device.

近年、内燃機関の筒内で混合気が燃焼する際にイオン(燃焼イオン)が発生する特性に着目して、点火毎に筒内で発生するイオン電流を点火プラグの電極を介して検出し、そのイオン電流検出値に基づいて着火/失火を検出する技術が開発されている。従来の着火/失火の判定方法は、着火時にイオン電流が増加し、失火発生時にイオン電流が減少する性質を利用し、イオン電流検出信号の積分値又はピーク値を所定の失火判定値と比較して、イオン電流検出信号の積分値又はピーク値が失火判定値以上であれば、着火と判定し、そうでなければ、失火と判定するものである(特許文献1:特許第2505620号公報参照)。   In recent years, focusing on the characteristics that ions (combustion ions) are generated when the air-fuel mixture burns in the cylinder of the internal combustion engine, the ion current generated in the cylinder for each ignition is detected via the electrode of the ignition plug, A technique for detecting ignition / misfire based on the detected value of ion current has been developed. The conventional ignition / misfire determination method uses the property that the ion current increases at the time of ignition and decreases when the misfire occurs, and the integrated value or peak value of the ion current detection signal is compared with a predetermined misfire determination value. If the integral value or peak value of the ion current detection signal is greater than or equal to the misfire determination value, it is determined to be ignited; otherwise, it is determined to be misfire (see Patent Document 1: Japanese Patent No. 2505620). .

更に、特許文献2(特許第2552754号公報)に記載された失火検出装置は、内燃機関の運転状態に応じてイオン電流検出信号のノイズレベルが変化することを考慮して、内燃機関の運転状態に応じて失火判定値を変化させることで、内燃機関の運転状態の変化によるノイズレベルの変化に応じて失火判定値を変化させて失火検出精度を向上させるようにしている。
特許第2505620号公報(第4頁等) 特許第2552754号公報(第3頁等)
Furthermore, the misfire detection device described in Patent Document 2 (Japanese Patent No. 2552754) takes into account that the noise level of the ion current detection signal changes according to the operation state of the internal combustion engine, and thus the operation state of the internal combustion engine. By changing the misfire determination value according to the above, the misfire determination value is changed according to the change in the noise level due to the change in the operating state of the internal combustion engine, thereby improving the misfire detection accuracy.
Japanese Patent No. 2505620 (page 4 etc.) Japanese Patent No. 2552754 (3rd page, etc.)

ところで、内燃機関の失火が発生すると、排気通路に未燃燃料が排出されるため、運転状態によっては、排気熱で未燃燃料の酸化反応が促進されて、排気通路中の触媒が過熱状態となって損傷してしまう可能性がある。このような失火による触媒の過熱を未然に防止するためには、失火の検出感度を高くする(失火判定値を大きくして失火有りと判定し易くする)ことが望まれる。しかし、内燃機関の運転状態によっては、失火が発生しても、未燃燃料の酸化反応が促進されず(例えば排気温度が低い場合や酸素濃度が低い場合)、触媒が過熱状態にならないため、内燃機関の運転状態を問わず、常に失火の検出感度を高くしたのでは、失火による触媒の過熱が発生しない運転状態のときに、着火を失火と誤判定し易くなる弊害が発生する。   By the way, when misfire of the internal combustion engine occurs, unburned fuel is discharged to the exhaust passage. Depending on the operating state, the oxidation reaction of the unburned fuel is promoted by the exhaust heat, and the catalyst in the exhaust passage is overheated. Could be damaged. In order to prevent overheating of the catalyst due to such misfire, it is desirable to increase the misfire detection sensitivity (by increasing the misfire determination value so that it can be easily determined that misfire has occurred). However, depending on the operating state of the internal combustion engine, even if misfire occurs, the oxidation reaction of unburned fuel is not accelerated (for example, when the exhaust temperature is low or the oxygen concentration is low), and the catalyst does not become overheated. Regardless of the operation state of the internal combustion engine, if the detection sensitivity of misfire is always increased, there is a problem in that it is easy to erroneously determine ignition as misfire in an operation state in which catalyst overheating due to misfire does not occur.

また、上記特許文献2の技術は、内燃機関の運転状態の変化によるノイズレベルの変化に応じて失火判定値を変化させる技術であり、失火による触媒の過熱を防止するために失火の検出感度を高くするものではないため、失火による触媒の過熱を効果的に防止することはできない。   The technique of Patent Document 2 is a technique for changing a misfire determination value in accordance with a change in noise level due to a change in the operating state of the internal combustion engine, and has a misfire detection sensitivity in order to prevent overheating of the catalyst due to misfire. Since it is not intended to be high, overheating of the catalyst due to misfire cannot be effectively prevented.

本発明は、このような事情を考慮してなされたものであり、従って本発明の目的は、失火による触媒過熱の防止と失火/着火の判定精度の向上とを両立させることができる内燃機関の失火検出装置を提供することにある。   The present invention has been made in view of such circumstances. Accordingly, the object of the present invention is to provide an internal combustion engine that can achieve both prevention of catalyst overheating due to misfire and improvement in misfire / ignition determination accuracy. The object is to provide a misfire detection device.

上記目的を達成するために、請求項1に係る発明は、内燃機関の燃焼室内で混合気の燃焼に伴って発生するイオン電流を点火プラグの電極を介して検出するイオン電流検出手段を備え、イオン電流検出手段のイオン電流検出値を失火判定値と比較して失火の有無を判定する内燃機関の失火検出装置において、正常燃焼時のイオン電流の最小値に基づいて設定された第一の失火判定値と、失火時のノイズの最大値に基づいて前記第一の失火判定値よりも小さい値に設定された第二の失火判定値のうちの一方を失火判定値として選択する失火判定値選択手段を備え、失火判定値選択手段は、内燃機関の所定運転領域において所定失火発生状態のときに第一の失火判定値を選択し、所定失火発生状態でないときに第二の失火判定値を選択するようにしたものである。   In order to achieve the above object, the invention according to claim 1 includes an ion current detection means for detecting an ion current generated by combustion of the air-fuel mixture in the combustion chamber of the internal combustion engine through the electrode of the spark plug, The first misfire set based on the minimum value of the ion current at the time of normal combustion in the misfire detection device of the internal combustion engine for judging the presence or absence of misfire by comparing the ion current detection value of the ion current detection means with the misfire judgment value Misfire determination value selection for selecting one of the determination value and the second misfire determination value set to a value smaller than the first misfire determination value based on the maximum noise value at the time of misfire as a misfire determination value And a misfire determination value selection means selects a first misfire determination value when a predetermined misfire has occurred in a predetermined operation region of the internal combustion engine, and selects a second misfire determination value when the predetermined misfire has not occurred. Like Those were.

この場合、第一の失火判定値は、第二の失火判定値よりも大きい値に設定して正常燃焼時のイオン電流の最小値付近に設定できるため、第二の失火判定値よりも失火の検出感度が高い(失火有りと判定し易い)判定値となる。一方、第二の失火判定値は、第一の失火判定値よりも小さい値に設定して失火時のノイズの最大値付近に設定できるため、第一の失火判定値と比較して、着火を失火と誤判定し難い判定値となる。   In this case, the first misfire determination value can be set to a value larger than the second misfire determination value and set near the minimum value of the ion current during normal combustion. The detection value is high (it is easy to determine that there is a misfire). On the other hand, since the second misfire determination value can be set to a value smaller than the first misfire determination value and set near the maximum noise value at the time of misfire, the ignition is compared with the first misfire determination value. It becomes a judgment value that is difficult to misdetermine as misfire.

従って、本発明のように、内燃機関の所定運転領域において所定失火発生状態のときに第一の失火判定値を選択し、所定失火発生状態でないときに第二の失火判定値を選択するようにすれば、失火時の触媒温度上昇が大きい所定運転領域において、所定失火発生状態のとき(例えば連続着火回数が少ないとき)には、失火による触媒の過熱の可能性があると判断して、第一の失火判定値を選択することで、失火の検出感度を高くすることができ、失火を早期に検出して触媒過熱防止処理(燃料カット等)を早期に実施して、失火による触媒の過熱を効果的に防止することができる。一方、所定失火発生状態でないときには、失火による触媒の過熱の可能性がないと判断して、第二の失火判定値を選択することで、着火を失火と誤判定し難くして、第一の失火判定値よりも失火/着火の判定精度を高くすることができる。これにより、失火による触媒の過熱を効果的に防止しながら、失火/着火の判定精度を向上させることができる。   Accordingly, as in the present invention, the first misfire determination value is selected when the predetermined misfire occurrence state is set in the predetermined operation region of the internal combustion engine, and the second misfire determination value is selected when the predetermined misfire occurrence state is not set. Then, in a predetermined operation region where the catalyst temperature rise at the time of misfire is large, when a predetermined misfire occurs (for example, when the number of continuous ignitions is small), it is determined that there is a possibility that the catalyst may be overheated due to misfire. By selecting one misfire judgment value, it is possible to increase the misfire detection sensitivity, detect misfire early, and implement catalyst overheat prevention treatment (fuel cut, etc.) early to overheat the catalyst due to misfire. Can be effectively prevented. On the other hand, when it is not in the predetermined misfire occurrence state, it is determined that there is no possibility of overheating of the catalyst due to misfire, and by selecting the second misfire determination value, it is difficult to erroneously determine ignition as misfire. The misfire / ignition judgment accuracy can be made higher than the misfire judgment value. As a result, the misfire / ignition determination accuracy can be improved while effectively preventing overheating of the catalyst due to misfire.

この場合、請求項2のように、内燃機関の各気筒毎に所定失火発生状態であるか否かを判定して各気筒毎に失火判定値を選択するようにしても良い。このようにすれば、所定運転領域において一部の気筒が所定失火発生状態となったときに、その一部の気筒に対してのみ第一の失火判定値を選択して失火の検出感度を高くすることができ、所定失火発生状態ではない他の気筒に対しては第二の失火判定値を選択して失火/着火の判定精度を高い状態に維持することができる。これにより、失火による触媒過熱防止効果を高くするために失火の検出感度を高くする気筒(つまり失火/着火の判定精度を低くする気筒)を必要最小限に抑えることができる。   In this case, as in claim 2, it may be determined whether or not a predetermined misfire has occurred for each cylinder of the internal combustion engine, and a misfire determination value may be selected for each cylinder. In this way, when some cylinders are in a predetermined misfire occurrence state in the predetermined operation region, the first misfire determination value is selected only for the some cylinders to increase the misfire detection sensitivity. The second misfire determination value can be selected for other cylinders that are not in the predetermined misfire occurrence state, and the misfire / ignition determination accuracy can be maintained at a high level. This makes it possible to minimize the cylinders that increase the misfire detection sensitivity (that is, the cylinders that reduce the misfire / ignition determination accuracy) to increase the catalyst overheating prevention effect due to misfire.

ところで、内燃機関の低回転領域や低負荷領域では、排気温度が低く、排出ガス流量も少なくなるため、失火時の触媒温度上昇(未燃燃料の酸化反応)が少なくなり、失火による触媒の過熱の問題が発生しないことから、失火の検出感度が高い第一の失火判定値を選択する必要がない。しかも、低回転領域や低負荷領域では、燃焼時のイオン電流が小さくなるため、第二の失火判定値よりも大きい第一の失火判定値を選択すると、着火を失火と誤判定し易くなる。   By the way, in the low speed region and low load region of the internal combustion engine, the exhaust gas temperature is low and the exhaust gas flow rate is also small. Therefore, it is not necessary to select the first misfire determination value having high misfire detection sensitivity. In addition, since the ion current during combustion is small in the low rotation region and the low load region, if the first misfire determination value larger than the second misfire determination value is selected, it becomes easy to erroneously determine ignition as misfire.

これらの事情を考慮して、請求項3のように、内燃機関の低回転領域及び/又は低負荷領域で失火判定値を選択する処理を行わないようにしても良い。このようにすれば、内燃機関の低回転領域や低負荷領域では、常に失火/着火の判定精度が高い第二の失火判定値に固定することが可能となり、失火/着火の判定精度を高くすることができる。   In consideration of these circumstances, the process of selecting the misfire determination value in the low rotation region and / or the low load region of the internal combustion engine as in claim 3 may be omitted. In this way, it is possible to always fix the second misfire determination value with high misfire / ignition determination accuracy in the low rotation region and low load region of the internal combustion engine, and to increase the misfire / ignition determination accuracy. be able to.

また、請求項4のように、所定失火発生状態であるか否かを連続着火回数及び/又は失火発生率に基づいて判定するようにしても良い。失火の発生状態によって連続着火回数や失火発生率が変化するため、連続着火回数や失火発生率を用いれば、失火発生状態を精度良く判定することができる。   Further, as in claim 4, whether or not a predetermined misfire occurrence state may be determined based on the number of consecutive ignitions and / or the misfire occurrence rate. Since the number of continuous ignitions and the rate of misfire are changed depending on the state of misfire, the state of misfire can be accurately determined by using the number of times of continuous ignition and the rate of misfire.

以下、本発明を実施するための最良の形態を具体化した一実施例を説明する。
まず、図1に基づいて点火制御系の回路構成を説明する。
点火コイル21の一次コイル22の一端はバッテリ23に接続され、該一次コイル22の他端は、イグナイタ24に内蔵されたパワートランジスタ25のコレクタに接続されている。二次コイル26の一端は点火プラグ27に接続され、該二次コイル26の他端は、2つのツェナーダイオード28,29を介してグランドに接続されている。
Hereinafter, an embodiment embodying the best mode for carrying out the present invention will be described.
First, the circuit configuration of the ignition control system will be described with reference to FIG.
One end of the primary coil 22 of the ignition coil 21 is connected to the battery 23, and the other end of the primary coil 22 is connected to the collector of the power transistor 25 built in the igniter 24. One end of the secondary coil 26 is connected to a spark plug 27, and the other end of the secondary coil 26 is connected to the ground via two Zener diodes 28 and 29.

2つのツェナーダイオード28,29は互いに逆向きに直列接続され、一方のツェナーダイオード28にコンデンサ30が並列に接続され、他方のツェナーダイオード29にイオン電流検出抵抗31が並列に接続されている。コンデンサ30とイオン電流検出抵抗31との間の電位Vinが抵抗32を介して反転増幅回路33の反転入力端子(−)に入力されて反転増幅され、この反転増幅回路33の出力電圧Vがイオン電流検出信号としてエンジン制御回路34に入力される。イオン電流検出回路35は、ツェナーダイオード28,29、コンデンサ30、イオン電流検出抵抗31、反転増幅回路33等から構成され、このイオン電流検出回路35とエンジン制御回路34とによってイオン電流検出装置(イオン電流検出手段)が構成されている。   The two Zener diodes 28 and 29 are connected in series in opposite directions, a capacitor 30 is connected in parallel to one Zener diode 28, and an ion current detection resistor 31 is connected in parallel to the other Zener diode 29. A potential Vin between the capacitor 30 and the ionic current detection resistor 31 is input to the inverting input terminal (−) of the inverting amplifier circuit 33 via the resistor 32 and is inverted and amplified. The output voltage V of the inverting amplifier circuit 33 is ionized. The current detection signal is input to the engine control circuit 34. The ion current detection circuit 35 includes Zener diodes 28 and 29, a capacitor 30, an ion current detection resistor 31, an inverting amplification circuit 33, and the like. The ion current detection circuit 35 and the engine control circuit 34 are used to detect an ion current detection device (ion ion). Current detection means).

エンジン運転中は、エンジン制御回路34からイグナイタ24に送信される点火信号の立ち上がり/立ち下がりでパワートランジスタ25がオン/オフする。パワートランジスタ25がオンすると、バッテリ23から一次コイル22に一次電流が流れ、その後、パワートランジスタ25がオフすると、一次コイル22の一次電流が遮断されて、二次コイル26に高電圧が電磁誘導され、この高電圧によって点火プラグ27の電極36,37間に火花放電が発生する。この火花放電電流は、点火プラグ27の接地電極37から中心電極36へ流れ、二次コイル26を経てコンデンサ30に充電されると共に、ツェナーダイオード28,29を経てグランド側に流れる。コンデンサ30の充電後は、ツェナーダイオード28のツェナー電圧によって規制されるコンデンサ30の充電電圧を電源としてイオン電流検出回路35が駆動され、後述するようにしてイオン電流が検出される。   During engine operation, the power transistor 25 is turned on / off at the rise / fall of the ignition signal transmitted from the engine control circuit 34 to the igniter 24. When the power transistor 25 is turned on, a primary current flows from the battery 23 to the primary coil 22. After that, when the power transistor 25 is turned off, the primary current of the primary coil 22 is cut off and a high voltage is electromagnetically induced in the secondary coil 26. This high voltage causes spark discharge between the electrodes 36 and 37 of the spark plug 27. This spark discharge current flows from the ground electrode 37 of the spark plug 27 to the center electrode 36, is charged to the capacitor 30 via the secondary coil 26, and flows to the ground side via the Zener diodes 28 and 29. After the capacitor 30 is charged, the ion current detection circuit 35 is driven using the charging voltage of the capacitor 30 regulated by the Zener voltage of the Zener diode 28 as a power source, and the ion current is detected as described later.

これに対して、イオン電流は、火花放電電流とは反対方向に流れる。つまり、点火終了後は、コンデンサ30の充電電圧によって点火プラグ27の電極36,37間に電圧が印加されるため、気筒内で混合気が燃焼する際に発生するイオンによって電極36,37間にイオン電流が流れるが、このイオン電流は、中心電極36から接地電極37へ流れ、更に、グランド側からイオン電流検出抵抗31を通ってコンデンサ30に流れる。この際、イオン電流検出抵抗31に流れるイオン電流の変化に応じて反転増幅回路33の入力電位Vinが変化し、反転増幅回路33の出力端子からイオン電流に応じた電圧Vがエンジン制御回路34に出力される。この反転増幅回路33の出力電圧Vからイオン電流が検出される。   On the other hand, the ionic current flows in the opposite direction to the spark discharge current. In other words, after ignition is finished, a voltage is applied between the electrodes 36 and 37 of the spark plug 27 by the charging voltage of the capacitor 30, so that ions generated when the air-fuel mixture burns in the cylinder are connected between the electrodes 36 and 37. Although an ionic current flows, the ionic current flows from the center electrode 36 to the ground electrode 37, and further flows from the ground side through the ion current detection resistor 31 to the capacitor 30. At this time, the input potential Vin of the inverting amplifier circuit 33 changes according to the change of the ionic current flowing through the ionic current detection resistor 31, and the voltage V corresponding to the ionic current is output to the engine control circuit 34 from the output terminal of the inverting amplifier circuit 33. Is output. An ion current is detected from the output voltage V of the inverting amplifier circuit 33.

エンジン制御回路34は、マイクロコンピュータを主体として構成され、回転角検出センサ38(クランク角センサ)、負荷検出センサ39(吸入空気量検出センサ、吸気圧検出センサ)等により検出した運転状態に応じて燃料噴射制御や点火時期制御を行うと共に、イオン電流検出回路35の出力を利用して、各気筒毎に所定の燃焼イオン検出区間におけるイオン電流(例えばイオン電流のピーク値P)を検出して、その検出値を失火判定値と比較して失火の有無を判定する。   The engine control circuit 34 is mainly composed of a microcomputer, and corresponds to an operating state detected by a rotation angle detection sensor 38 (crank angle sensor), a load detection sensor 39 (intake air amount detection sensor, intake pressure detection sensor) and the like. In addition to performing fuel injection control and ignition timing control, the output of the ion current detection circuit 35 is used to detect an ion current (for example, peak value P of the ion current) in a predetermined combustion ion detection section for each cylinder, The detected value is compared with a misfire determination value to determine the presence or absence of misfire.

次に、イオン電流検出回路35で検出するイオン電流波形が、正常燃焼時とノイズ発生時にどのように変化するかを図2を用いて説明する。   Next, how the ion current waveform detected by the ion current detection circuit 35 changes during normal combustion and noise generation will be described with reference to FIG.

図2(d)に示すように、点火コイル21の一次コイル22への通電開始直後(点火信号OFF→ON切換直後)に、短い時間幅のパルス状のノイズ電流が誘起され、点火直後(点火信号ON→OFF切換直後)に、点火コイル21の二次側の残留磁気エネルギによってLC共振が発生し、その後、正常燃焼時には燃焼により発生したイオン(以下「燃焼イオン」という)の電流波形が現れる。本実施例では、各気筒毎にLC共振後に現れる燃焼イオンのピーク値Pを検出して、その検出値を失火判定値と比較して失火の有無を判定する。   As shown in FIG. 2 (d), immediately after the start of energization of the primary coil 22 of the ignition coil 21 (immediately after the ignition signal is switched from OFF to ON), a pulsed noise current having a short time width is induced and immediately after the ignition (ignition) Immediately after the signal is switched from ON to OFF, LC resonance is generated by the residual magnetic energy on the secondary side of the ignition coil 21, and then a current waveform of ions generated by combustion (hereinafter referred to as "combustion ions") appears during normal combustion. . In this embodiment, the peak value P of combustion ions appearing after LC resonance is detected for each cylinder, and the detected value is compared with the misfire determination value to determine the presence or absence of misfire.

一方、点火プラグ27のガイシ部に帯電した電荷により発生するノイズには、図2(e)に示すように、筒内圧力が低下してから間欠的に発生するスパイクノイズがあるが、その他、点火直後の筒内圧力が高い時期に連続的に発生する連続コロナ放電ノイズもある。   On the other hand, as shown in FIG. 2 (e), the noise generated by the electric charge charged in the insulator portion of the spark plug 27 includes spike noise that occurs intermittently after the in-cylinder pressure decreases, There is also a continuous corona discharge noise that occurs continuously when the cylinder pressure immediately after ignition is high.

ところで、失火が発生すると、排気通路に未燃燃料が排出されるため、エンジンの運転状態によっては、排気熱で未燃燃料の酸化反応が促進されて、排気通路中の触媒が過熱状態となって損傷してしまう可能性がある。このような失火による触媒の過熱を未然に防止するためには、失火の検出感度を高くする(失火判定値を大きくして失火有りと判定し易くする)ことが望まれる。しかし、エンジンの運転状態によっては、失火が発生しても、未燃燃料の酸化反応が促進されず(例えば排気温度が低い場合や酸素濃度が低い場合)、触媒が過熱状態にならないため、エンジンの運転状態を問わず、常に失火の検出感度を高くしたのでは、失火による触媒の過熱が発生しない運転状態のときに、着火を失火と誤判定し易くなる弊害が発生する。   By the way, when misfire occurs, unburned fuel is discharged into the exhaust passage. Depending on the operating state of the engine, the oxidation reaction of unburned fuel is promoted by exhaust heat, and the catalyst in the exhaust passage becomes overheated. May be damaged. In order to prevent overheating of the catalyst due to such misfire, it is desirable to increase the misfire detection sensitivity (by increasing the misfire determination value so that it can be easily determined that misfire has occurred). However, depending on the operating condition of the engine, even if misfire occurs, the oxidation reaction of unburned fuel is not accelerated (for example, when the exhaust temperature is low or the oxygen concentration is low), and the catalyst does not become overheated. If the misfire detection sensitivity is always increased regardless of the operating state, there is a problem in that it is easy to erroneously determine that ignition is misfired in an operating state in which catalyst overheating due to misfire does not occur.

この対策として、本実施例では、各気筒毎にイオン電流のピーク値P(#i)を失火判定値Vth(#i)と比較して失火の有無を判定する際に、図3に示すように、各気筒毎にエンジン運転状態や失火発生状態に基づいて第一の失火判定値Vth1 と第二の失火判定値Vth2 のうちの一方を失火判定値Vth(#i)として選択するようにしている。尚、(#i)は気筒番号である。   As a countermeasure against this, in this embodiment, the peak value P (#i) of the ionic current is compared with the misfire determination value Vth (#i) for each cylinder as shown in FIG. Further, one of the first misfire determination value Vth1 and the second misfire determination value Vth2 is selected as the misfire determination value Vth (#i) based on the engine operating state and the misfire occurrence state for each cylinder. Yes. (#I) is a cylinder number.

この場合、第一の失火判定値Vth1 は、第二の失火判定値Vth2 よりも大きい値で且つ正常燃焼時のイオン電流の最小値付近に設定されている。これにより、第一の失火判定値Vth1 は、第二の失火判定値Vth2 よりも失火の検出感度が高い(失火有りと判定し易い)判定値となり、不安定燃焼サイクルを失火として検出できる判定値となる。この第一の失火判定値Vth1 を選択することで、失火の検出感度を高くすることができ、失火を早期に検出して触媒過熱防止処理(燃料カット等)を早期に実施することができる。   In this case, the first misfire determination value Vth1 is set to a value larger than the second misfire determination value Vth2 and near the minimum value of the ion current during normal combustion. As a result, the first misfire determination value Vth1 becomes a determination value with higher misfire detection sensitivity than the second misfire determination value Vth2 (it is easy to determine that there is misfire), and a determination value that can detect an unstable combustion cycle as misfire. It becomes. By selecting the first misfire determination value Vth1, the misfire detection sensitivity can be increased, and the misfire can be detected at an early stage to perform the catalyst overheat prevention process (fuel cut or the like) at an early stage.

一方、第二の失火判定値Vth2 は、第一の失火判定値Vth1 よりも小さい値で且つエンジン故障等よる完全失火時のノイズの最大値付近に設定されている。これにより、第二の失火判定値Vth2 は、第一の失火判定値Vth1 と比較して、着火を失火と誤判定し難くなり、エンジン故障等よる完全失火を精度良く検出できる判定値となる。この第二の失火判定値Vth2 を選択することで、第一の失火判定値Vth1 よりも失火/着火の判定精度を高くすることができる。   On the other hand, the second misfire determination value Vth2 is set to a value smaller than the first misfire determination value Vth1 and near the maximum value of noise at the time of complete misfire due to engine failure or the like. As a result, the second misfire determination value Vth2 is less likely to be erroneously determined as ignition misfire, compared to the first misfire determination value Vth1, and becomes a determination value that can accurately detect complete misfire due to engine failure or the like. By selecting the second misfire determination value Vth2, the misfire / ignition determination accuracy can be made higher than the first misfire determination value Vth1.

各気筒の失火判定値Vth(#i)を設定する場合には、まず、エンジン運転状態(エンジン回転速度と負荷率)が領域A〜C(図4参照)のいずれであるかを判定する。
ここで、領域Aは、失火時の触媒温度上昇が小さい領域(例えば低回転領域及び低負荷領域)に設定されている。また、領域Bは、失火時の触媒温度上昇が大きい領域(例えば中回転且つ中高負荷領域)に設定されている。更に、領域Cは、失火時の触媒温度上昇が最も大きい領域(例えば高回転領域)に設定されている。尚、本実施例では、領域Bが特許請求の範囲でいう所定運転領域に相当する。
When setting the misfire determination value Vth (#i) for each cylinder, first, it is determined whether the engine operating state (engine speed and load factor) is in any of the areas A to C (see FIG. 4).
Here, the region A is set to a region where the catalyst temperature rise during a misfire is small (for example, a low rotation region and a low load region). Further, the region B is set to a region where the catalyst temperature rise during a misfire is large (for example, a medium rotation and medium and high load region). Furthermore, the region C is set to a region (for example, a high rotation region) in which the catalyst temperature rise during a misfire is the largest. In the present embodiment, the region B corresponds to a predetermined operation region referred to in the claims.

エンジン運転状態が領域Aの場合には、失火時の触媒温度上昇が小さく、失火による触媒の過熱の可能性がほとんどないため、失火の検出感度が高い第一の失火判定値Vth1 を選択する必要がない。しかも、領域A(低回転領域や低負荷領域)では、燃焼時のイオン電流が小さくなる傾向があるため、第二の失火判定値Vth2 よりも大きい第一の失火判定値Vth1 を選択すると、着火を失火と誤判定し易くなる。   When the engine operating state is region A, the catalyst temperature rise at the time of misfire is small, and there is almost no possibility of catalyst overheating due to misfire. Therefore, it is necessary to select the first misfire determination value Vth1 with high misfire detection sensitivity. There is no. In addition, in the region A (low rotation region or low load region), the ion current during combustion tends to be small. Therefore, if the first misfire determination value Vth1 larger than the second misfire determination value Vth2 is selected, ignition occurs. Is easily misidentified as misfire.

このような事情を考慮して、エンジン運転状態が領域A(失火時の触媒温度上昇が小さい領域)の場合には、図3(a)に示すように、失火判定値を選択する処理を禁止して、各気筒の失火判定値Vth(#i)を第二の失火判定値Vth2 に固定して、失火/着火の判定精度を高くする。
Vth(#i)=Vth2
In consideration of such circumstances, when the engine operating state is region A (region where the catalyst temperature rise during misfire is small), as shown in FIG. 3A, the process of selecting the misfire determination value is prohibited. Then, the misfire determination value Vth (#i) of each cylinder is fixed to the second misfire determination value Vth2 to increase the misfire / ignition determination accuracy.
Vth (#i) = Vth2

また、エンジン運転状態が領域B(失火時の触媒温度上昇が大きい領域)の場合には、各気筒毎に失火頻度の高い状態(所定失火状態)であるか否かを、連続着火回数L(#i)が所定値K(例えば10)よりも小さいか否かによって判定する。   Further, when the engine operating state is the region B (region where the catalyst temperature rise at the time of misfiring is large), it is determined whether or not each cylinder has a high misfiring frequency (predetermined misfiring state). It is determined by whether #i) is smaller than a predetermined value K (for example, 10).

その結果、図3(b)に示すように、エンジン運転状態が領域B(失火時の触媒温度上昇が大きい領域)で連続着火回数L(#i)が所定値K以上の場合には、燃焼悪化が軽微で失火頻度の低い状態であるため、失火による触媒の過熱の可能性がないと判断して、第二の失火判定値Vth2 を選択し、当該気筒の失火判定値Vth(#i)を第二の失火判定値Vth2 に設定して、失火/着火の判定精度を高くする。
Vth(#i)=Vth2
As a result, as shown in FIG. 3B, when the engine operating state is the region B (the region where the catalyst temperature rises greatly at the time of misfire) and the continuous ignition count L (#i) is equal to or greater than a predetermined value K, combustion Since the deterioration is slight and the misfire frequency is low, it is determined that there is no possibility of catalyst overheating due to misfire, the second misfire judgment value Vth2 is selected, and the misfire judgment value Vth (#i) of the relevant cylinder is selected. Is set to the second misfire determination value Vth2 to increase the misfire / ignition determination accuracy.
Vth (#i) = Vth2

一方、図3(c)に示すように、エンジン運転状態が領域B(失火時の触媒温度上昇が大きい領域)で連続着火回数L(#i)が所定値Kよりも小さい場合には、燃焼悪化がひどくて失火頻度が高い状態であるため、失火による触媒の過熱の可能性があると判断して第一の失火判定値Vth1 を選択し、当該気筒の失火判定値Vth(#i)を第一の失火判定値Vth1 に設定して、失火の検出感度を高くする。
Vth(#i)=Vth1
On the other hand, as shown in FIG. 3C, when the engine operating state is the region B (the region where the catalyst temperature rise during misfire is large) and the number of times of continuous ignition L (#i) is smaller than a predetermined value K, combustion Since the deterioration is severe and the misfire frequency is high, it is judged that there is a possibility of catalyst overheating due to misfire, the first misfire judgment value Vth1 is selected, and the misfire judgment value Vth (#i) of the cylinder concerned is selected. The first misfire determination value Vth1 is set to increase the misfire detection sensitivity.
Vth (#i) = Vth1

その後、エンジン運転状態が領域Bで連続着火回数L(#i)が所定値K以上になったときには、失火による触媒の過熱の可能性がないと判断して、第二の失火判定値Vth2 を選択し、当該気筒の失火判定値Vth(#i)を第二の失火判定値Vth2 に戻す。   After that, when the engine operation state is the region B and the number of continuous ignitions L (#i) is equal to or greater than the predetermined value K, it is determined that there is no possibility of catalyst overheating due to misfire, and the second misfire determination value Vth2 is set. The selected misfire determination value Vth (#i) is returned to the second misfire determination value Vth2.

また、エンジン運転状態が領域Cの場合には、失火時の触媒温度上昇が最も大きく、失火による触媒の過熱の可能性が高いため、失火の検出感度が高い第一の失火判定値Vth1 を選択することが望ましい。しかも、領域C(高回転領域)では、燃焼時のイオン電流が大きくなる傾向があるため、第二の失火判定値Vth2 より大きい第一の失火判定値Vth1 を選択しても、着火を失火と誤判定し難くなる。   In addition, when the engine operating state is region C, the catalyst temperature rise at the time of misfire is greatest, and the possibility of catalyst overheating due to misfire is high, so the first misfire detection value Vth1 with high misfire detection sensitivity is selected. It is desirable to do. In addition, in region C (high rotation region), the ionic current at the time of combustion tends to increase. Therefore, even if the first misfire determination value Vth1 larger than the second misfire determination value Vth2 is selected, the ignition is misfired. It becomes difficult to make a mistake.

このような事情を考慮して、エンジン運転状態が領域C(失火時の触媒温度上昇が最も大きい領域)の場合には、図3(d)に示すように、失火判定値を選択する処理を禁止して、各気筒の失火判定値Vth(#i)を第一の失火判定値Vth1 に固定して、失火の検出感度を高くする。
Vth(#i)=Vth1
In consideration of such circumstances, when the engine operating state is in the region C (region where the catalyst temperature rise during the misfire is the largest), as shown in FIG. Forbidden, the misfire determination value Vth (#i) of each cylinder is fixed to the first misfire determination value Vth1, and the misfire detection sensitivity is increased.
Vth (#i) = Vth1

以上説明した本実施例の失火判定値の設定と失火判定は、エンジン制御回路34によって図5及び図6のルーチンに従って実行される。以下、これら各ルーチンの処理内容を説明する。   The setting of the misfire determination value and the misfire determination of the present embodiment described above are executed by the engine control circuit 34 according to the routines of FIGS. The processing contents of these routines will be described below.

[失火判定ルーチン]
図5及び図6に示す失火判定ルーチンは、エンジン運転中に各気筒毎に所定周期で実行される。本ルーチンが起動されると、まず、ステップ101で、回転角検出センサ38、負荷検出センサ39等の出力信号に基づいてエンジン回転速度、負荷率等のエンジン運転状態を検出する。この後、ステップ102に進み、イオン電流検出回路35で検出したイオン電流検出値I(#i)を読み込んだ後、ステップ103に進み、所定の燃焼イオン検出区間のイオン電流ピーク値P(#i)を検出する。
[Misfire detection routine]
The misfire determination routine shown in FIGS. 5 and 6 is executed at a predetermined cycle for each cylinder during engine operation. When this routine is started, first, in step 101, engine operating conditions such as engine speed and load factor are detected based on output signals from the rotation angle detection sensor 38, the load detection sensor 39, and the like. Thereafter, the process proceeds to step 102, and after the ion current detection value I (#i) detected by the ion current detection circuit 35 is read, the process proceeds to step 103, and the ion current peak value P (#i) in a predetermined combustion ion detection section. ) Is detected.

この後、ステップ104に進み、現在のエンジン運転状態(エンジン回転速度と負荷率)が領域Bであるか否かを判定する。図4に示すように、領域Bは、失火時の触媒温度上昇が大きい領域であり、中回転且つ中高負荷領域(エンジン回転速度が所定値αから所定値βまでの範囲内で且つ負荷率が所定値γ以上の領域)に設定されている。   Thereafter, the routine proceeds to step 104 where it is determined whether or not the current engine operating state (engine speed and load factor) is in the region B. As shown in FIG. 4, the region B is a region where the catalyst temperature rises greatly in the event of a misfire, and is a medium rotation and medium and high load region (the engine rotation speed is within a range from a predetermined value α to a predetermined value β and the load factor is The area is set to a predetermined value γ or more.

このステップ104で、エンジン運転状態が領域B(失火時の触媒温度上昇が大きい領域)であると判定された場合には、ステップ105に進み、各気筒毎に失火頻度の高い状態であるか否かを、連続着火回数L(#i)が所定値K(例えば10)よりも小さいか否かによって判定する。   If it is determined in step 104 that the engine operating state is the region B (region where the catalyst temperature rise during a misfire is large), the process proceeds to step 105, and whether or not the misfire frequency is high for each cylinder. Whether or not the number of consecutive ignitions L (#i) is smaller than a predetermined value K (for example, 10).

その結果、エンジン運転状態が領域B(失火時の触媒温度上昇が大きい領域)で連続着火回数L(#i)が所定値K以上であると判定された場合には、燃焼悪化が軽微で失火頻度の少ない状態であるため、失火による触媒の過熱が発生しないと判断して、ステップ106に進み、第二の失火判定値Vth2 を選択し、当該気筒の失火判定値Vth(#i)を第二の失火判定値Vth2 に設定して、失火/着火の判定精度を高くする。
Vth(#i)=Vth2
As a result, when it is determined that the engine operation state is the region B (the region where the catalyst temperature rises greatly at the time of misfiring) is large and the number of consecutive ignitions L (#i) is equal to or greater than the predetermined value K, the combustion deterioration is slight and the misfire is Since the frequency is low, it is determined that the catalyst is not overheated due to misfire, and the process proceeds to step 106, where the second misfire determination value Vth2 is selected, and the misfire determination value Vth (#i) of the cylinder is set to the first. The second misfire determination value Vth2 is set to increase the misfire / ignition determination accuracy.
Vth (#i) = Vth2

一方、上記ステップ105で、エンジン運転状態が領域B(失火時の触媒温度上昇が大きい領域)で連続着火回数L(#i)が所定値Kよりも小さいと判定された場合には、燃焼悪化がひどくて失火頻度の高い状態であるため、失火による触媒の過熱の可能性があると判断して、ステップ107に進み、第一の失火判定値Vth1 を選択し、当該気筒の失火判定値Vth(#i)を第一の失火判定値Vth1 に設定して、失火の検出感度を高くする。
Vth(#i)=Vth1
On the other hand, if it is determined in step 105 that the engine operating state is in region B (region where the catalyst temperature rise during misfire is large) and the number of consecutive ignitions L (#i) is smaller than a predetermined value K, combustion deterioration Therefore, it is determined that there is a possibility of overheating of the catalyst due to misfire, and the routine proceeds to step 107, where the first misfire determination value Vth1 is selected and the misfire determination value Vth of the cylinder concerned is selected. (#i) is set to the first misfire determination value Vth1 to increase the misfire detection sensitivity.
Vth (#i) = Vth1

これに対して、上記ステップ104で、エンジン運転状態が領域Bではない(領域A又は領域Cである)と判定された場合には、ステップ108に進み、図4の失火判定値のマップを参照して、現在のエンジン運転状態に応じた失火判定値Vth(#i)を設定する。図4に示すように、領域Aは、失火時の触媒温度上昇が小さい領域であり、低回転領域及び低負荷領域(エンジン回転速度が所定値αよりも低い領域及びエンジン回転速度が所定値β以下の範囲内で負荷率が所定値γよりも低い領域)に設定されている。一方、領域Cは、失火時の触媒温度上昇が最も大きい領域であり、高回転領域(エンジン回転速度が所定値βよりも高い領域)に設定されている。   On the other hand, if it is determined in step 104 that the engine operating state is not the region B (region A or region C), the process proceeds to step 108, and the misfire determination value map in FIG. 4 is referred to. Then, the misfire determination value Vth (#i) corresponding to the current engine operating state is set. As shown in FIG. 4, the region A is a region where the catalyst temperature rise at the time of misfire is small, a low rotation region and a low load region (a region where the engine rotation speed is lower than a predetermined value α and the engine rotation speed is a predetermined value β). Within the following range, the load factor is set to a region lower than the predetermined value γ). On the other hand, the region C is a region where the catalyst temperature rise at the time of misfire is the largest, and is set to a high rotation region (a region where the engine rotation speed is higher than the predetermined value β).

図4の失火判定値のマップは、エンジン運転状態が領域A(失火時の触媒温度上昇が小さい領域)の場合には、失火判定値を選択する処理を禁止して、失火判定値Vth(#i)を第二の失火判定値Vth2 に固定して失火の検出感度を高くし、エンジン運転状態が領域C(失火時の触媒温度上昇が最も大きい領域)の場合には、失火判定値Vth(#i)を第一の失火判定値Vth1 に固定して失火の検出感度を高くするように設定されている。
これらのステップ104〜108の処理が特許請求の範囲でいう失火判定値選択手段としての役割を果たす。
The map of misfire determination values in FIG. 4 shows that when the engine operating state is region A (region where the catalyst temperature rise during misfire is small), the process of selecting the misfire determination value is prohibited and the misfire determination value Vth (# i) is fixed to the second misfire judgment value Vth2 to increase the misfire detection sensitivity. When the engine operating state is in the region C (the region where the catalyst temperature rises at the time of misfire is the largest), the misfire judgment value Vth ( #i) is fixed to the first misfire determination value Vth1, and the misfire detection sensitivity is set high.
The processing in these steps 104 to 108 serves as misfire determination value selection means in the claims.

この後、ステップ109に進み、イオン電流ピーク値P(#i)が失火判定値Vth(#i)よりも大きいか否かを判定する。その結果、イオン電流ピーク値P(#i)が失火判定値Vth(#i)よりも大きいと判定された場合には、着火と判断して、ステップ110に進み、当該気筒の失火フラグをOFFにセットした後、ステップ111に進み、当該気筒の連続着火回数L(#i)を「1」だけカウントアップする。   Thereafter, the routine proceeds to step 109, where it is determined whether or not the ion current peak value P (#i) is larger than the misfire determination value Vth (#i). As a result, if it is determined that the ionic current peak value P (#i) is greater than the misfire determination value Vth (#i), it is determined that ignition has occurred and the routine proceeds to step 110 where the misfire flag of the cylinder is turned off. Then, the routine proceeds to step 111 where the number of consecutive ignitions L (#i) of the cylinder is incremented by “1”.

これに対して、上記ステップ109で、イオン電流ピーク値(#i)が失火判定値Vth(#i)以下であると判定された場合には、失火と判断して、ステップ112に進み、当該気筒の失火フラグをONにセットした後、ステップ113に進み、当該気筒の連続着火回数L(#i)を「0」にリセットする。   On the other hand, when it is determined in step 109 that the ion current peak value (#i) is equal to or less than the misfire determination value Vth (#i), it is determined that misfire has occurred, and the process proceeds to step 112. After the misfire flag of the cylinder is set to ON, the process proceeds to step 113, and the continuous ignition frequency L (#i) of the cylinder is reset to “0”.

この後、図6のステップ114に進み、所定点火回数(例えば1000点火)における全気筒の失火率を次式により算出する。
失火率=(失火回数/点火回数)×100 [%]
Thereafter, the process proceeds to step 114 in FIG. 6, and the misfire rate of all cylinders at a predetermined number of ignitions (for example, 1000 ignitions) is calculated by the following equation.
Misfire rate = (number of misfires / number of ignitions) x 100 [%]

この後、ステップ115に進み、失火率が所定値C1 (例えば3%)よりも大きいか否かを判定し、失火率が所定値C1 よりも大きければ、ステップ116に進み、失火故障有りと判定する。   Thereafter, the process proceeds to step 115, where it is determined whether or not the misfire rate is greater than a predetermined value C1 (eg, 3%). If the misfire rate is greater than the predetermined value C1, the process proceeds to step 116 where it is determined that there is a misfire failure. To do.

この後、ステップ117に進み、失火率が所定値C2 (C2 >C1 ,C2 =例えば25%)よりも大きいか否かを判定し、失火率が所定値C2 よりも大きければ、ステップ118に進み、触媒過熱防止処理(例えば燃料カット等)を実行する。   Thereafter, the process proceeds to step 117, where it is determined whether or not the misfire rate is larger than a predetermined value C2 (C2> C1, C2 = 25%, for example). If the misfire rate is larger than the predetermined value C2, the process proceeds to step 118. Then, a catalyst overheat prevention process (for example, fuel cut or the like) is executed.

以上説明した本実施例では、正常燃焼時のイオン電流の最小値付近に第一の失火判定値Vth1 を設定すると共に、エンジン故障等よる完全失火時のノイズの最大値付近に、第一の失火判定値Vth1 よりも小さい第二の失火判定値Vth2 設定し、エンジン運転状態が領域B(失火時の触媒温度上昇が大きい領域)で失火頻度の低い状態の場合には、失火による触媒の過熱が発生しないと判断して、失火判定値Vth(#i)として、小さい方の第二の失火判定値Vth2 を選択するようにしたので、失火/着火の判定精度を高くすることができる。一方、エンジン運転状態が領域B(失火時の触媒温度上昇が大きい領域)で失火頻度の高い状態の場合には、失火による触媒の過熱の可能性があると判断して、失火判定値Vth(#i)として、大きい方の第一の失火判定値Vth1 を選択するようにしたので、失火の検出感度を高くすることができ、失火を早期に検出して触媒過熱防止処理(燃料カット等)を早期に実施することができる。   In the present embodiment described above, the first misfire determination value Vth1 is set near the minimum value of the ion current during normal combustion, and the first misfire is set near the maximum noise value during complete misfire due to engine failure or the like. When the second misfire judgment value Vth2 smaller than the judgment value Vth1 is set, and the engine operating state is in the region B (the region where the catalyst temperature rises greatly during misfire) is low, the catalyst is overheated due to misfire. Since it is determined that no occurrence occurs, the smaller second misfire determination value Vth2 is selected as the misfire determination value Vth (#i), so that the misfire / ignition determination accuracy can be increased. On the other hand, if the engine operating state is a region B (region where the catalyst temperature rise during misfire is large) and the misfire frequency is high, it is determined that the catalyst may be overheated due to misfire, and the misfire determination value Vth ( As #i), the larger first misfire judgment value Vth1 is selected, so that the misfire detection sensitivity can be increased, and misfire is detected early to prevent overheating of the catalyst (fuel cut, etc.) Can be implemented early.

また、エンジン運転状態が領域A(失火時の触媒温度上昇が小さい領域)の場合に、失火による触媒の過熱が発生しないと判断して、失火判定値Vth(#i)を小さい方の第二の失火判定値Vth2 に固定するようにしたので、失火/着火の判定精度を高くすることができる。一方、エンジン運転状態が領域C(失火時の触媒温度上昇が最も大きい領域)の場合に、失火による触媒の過熱の可能性が高いと判断して、失火判定値Vth(#i)を大きい方の第一の失火判定値Vth1 に固定するようにしたので、失火の検出感度を高くすることができ、失火を早期に検出して触媒過熱防止処理(燃料カット等)を早期に実施することができる。   Further, when the engine operating state is region A (region in which the catalyst temperature rise at the time of misfire is small), it is determined that the catalyst is not overheated due to misfire, and the misfire determination value Vth (#i) is set to the smaller second value. Since the misfire determination value Vth2 is fixed, the misfire / ignition determination accuracy can be increased. On the other hand, when the engine operating state is region C (region where the catalyst temperature rise during misfire is greatest), it is determined that there is a high possibility of catalyst overheating due to misfire, and the misfire determination value Vth (#i) is larger Since the first misfire determination value Vth1 is fixed, the misfire detection sensitivity can be increased, and the misfire can be detected early and the catalyst overheat prevention processing (fuel cut, etc.) can be performed early. it can.

これらの処理により、失火による触媒の過熱を効果的に防止しながら、失火/着火の判定精度を向上させることができる。   By these processes, it is possible to improve the misfire / ignition determination accuracy while effectively preventing overheating of the catalyst due to misfire.

更に、本実施例では、エンジン運転状態が領域B(失火時の触媒温度上昇が大きい領域)の場合に、各気筒毎に所定失火発生状態(失火頻度の高い状態)であるか否かを判定して各気筒毎に失火判定値を選択するようにしたので、一部の気筒が所定失火発生状態となったときに、その一部の気筒に対してのみ大きい方の第一の失火判定値Vth1 を選択して失火の検出感度を高くすることができ、所定失火発生状態ではない他の気筒に対しては、小さい方の第二の失火判定値Vth2 を選択して失火/着火の判定精度を高い状態に維持することができる。これにより、失火による触媒過熱防止効果を高くするために失火の検出感度を高くする気筒(つまり失火/着火の判定精度を低くする気筒)を必要最小限に抑えることができる。   Further, in this embodiment, when the engine operating state is the region B (region where the catalyst temperature rise during a misfire is large), it is determined whether or not a predetermined misfire occurrence state (a state where the misfire frequency is high) for each cylinder. Since the misfire determination value is selected for each cylinder, when some of the cylinders are in a predetermined misfire occurrence state, the larger first misfire determination value for only that part of the cylinders The misfire detection sensitivity can be increased by selecting Vth1. For other cylinders that are not in a predetermined misfire occurrence state, the smaller second misfire determination value Vth2 is selected to determine the misfire / ignition determination accuracy. Can be maintained in a high state. This makes it possible to minimize the cylinders that increase the misfire detection sensitivity (that is, the cylinders that reduce the misfire / ignition determination accuracy) to increase the catalyst overheating prevention effect due to misfire.

しかしながら、本発明は、各気筒毎に失火判定値を選択する構成に限定されず、全気筒で同一の失火判定値を選択するようにしても良い。   However, the present invention is not limited to the configuration in which the misfire determination value is selected for each cylinder, and the same misfire determination value may be selected for all cylinders.

また、上記実施例では、エンジン運転状態が領域C(失火時の触媒温度上昇が最も大きい領域)の場合に、失火判定値Vthを第一の失火判定値Vth1 に固定するようにしたが、エンジン運転状態が領域Cで所定失火発生状態(失火頻度の高い状態)の場合に、失火判定値Vthとして大きい方の第一の失火判定値Vth1 を選択し、エンジン運転状態が領域Cで所定失火発生状態ではない場合に、失火判定値Vthとして小さい方の第二の失火判定値Vth2 を選択するようにしても良い。   In the above embodiment, the misfire determination value Vth is fixed to the first misfire determination value Vth1 when the engine operating state is the region C (region where the catalyst temperature rise during the misfire is greatest). When the operation state is a predetermined misfire occurrence state in the region C (a state with a high misfire frequency), the larger first misfire determination value Vth1 is selected as the misfire determination value Vth, and the predetermined misfire occurrence occurs in the region C. If not, the smaller second misfire determination value Vth2 may be selected as the misfire determination value Vth.

また、上記実施例では、所定失火発生状態であるか否かを連続着火回数に基づいて判定するようにしたが、連続失火回数や失火発生率に基づいて所定失火発生状態であるか否かを判定するようにしても良い。   In the above embodiment, whether or not the predetermined misfire occurrence state is determined based on the number of consecutive ignitions, but whether or not the predetermined misfire occurrence state is determined based on the number of continuous misfires and the misfire occurrence rate. It may be determined.

また、上記実施例では、所定運転領域において所定失火発生状態であるか否かによって失火判定値を選択的に切り換えるようにしたが、所定運転領域においてイオン電流検出値の出力分布が正常燃焼分布であるか否かによって失火判定値を選択的に切り換えるようにしても良い。   In the above embodiment, the misfire determination value is selectively switched depending on whether or not a predetermined misfire has occurred in the predetermined operation region, but the output distribution of the ion current detection value in the predetermined operation region is a normal combustion distribution. The misfire determination value may be selectively switched depending on whether or not there is.

また、上記実施例では、正常燃焼時のイオン電流の最小値付近に第一の失火判定値Vth1 を設定するようにしたが、エンジントルク変動が限界状態の燃焼時のイオン電流の最小値付近に第一の失火判定値Vth1 を設定するようにしても良い。   In the above embodiment, the first misfire determination value Vth1 is set in the vicinity of the minimum value of the ionic current at the time of normal combustion. However, the engine torque fluctuation is near the minimum value of the ionic current at the time of combustion in the limit state. The first misfire determination value Vth1 may be set.

また、上記実施例では、イオン電流ピーク値Pを失火判定値と比較して失火の有無を判定する失火判定に本発明を適用したが、イオン電流ピーク値Pに代えて、イオン電流積分値Q、イオン電流出力時間T等の他のパラメータを失火判定値と比較して失火の有無を判定する失火判定に本発明を適用しても良い。   In the above embodiment, the present invention is applied to the misfire determination in which the ion current peak value P is compared with the misfire determination value to determine the presence or absence of misfire, but instead of the ion current peak value P, the ion current integrated value Q The present invention may be applied to misfire determination in which other parameters such as the ion current output time T are compared with the misfire determination value to determine the presence or absence of misfire.

本発明の一実施例における点火制御系とイオン電流検出回路の構成を示す回路図である。It is a circuit diagram which shows the structure of the ignition control system and ion current detection circuit in one Example of this invention. 点火信号、筒内圧力、燃焼イオン検出区間、正常燃焼時の検出電流波形、ノイズ発生時の検出電流波形との関係を説明するタイムチャートである。It is a time chart explaining the relationship with an ignition signal, a cylinder pressure, a combustion ion detection area, a detection current waveform at the time of normal combustion, and a detection current waveform at the time of noise occurrence. 失火判定値の設定方法を説明する図である。It is a figure explaining the setting method of a misfire determination value. 失火判定値Vthのマップの一例を概念的に示す図である。It is a figure which shows notionally an example of the map of misfire determination value Vth. 失火判定ルーチンの処理の流れを説明するフローチャート(その1)である。It is a flowchart (the 1) explaining the flow of a process of misfire determination routine. 失火判定ルーチンの処理の流れを説明するフローチャート(その2)である。It is a flowchart (the 2) explaining the flow of a process of misfire determination routine.

符号の説明Explanation of symbols

21…点火コイル、22…一次コイル、23…バッテリ、24…イグナイタ、25…パワートランジスタ、26…二次コイル、27…点火プラグ、31…イオン電流検出抵抗、33…反転増幅回路、34…エンジン制御回路(失火判定値選択手段)、35…イオン電流検出回路(イオン電流検出手段)、36…中心電極、37…接地電極   DESCRIPTION OF SYMBOLS 21 ... Ignition coil, 22 ... Primary coil, 23 ... Battery, 24 ... Igniter, 25 ... Power transistor, 26 ... Secondary coil, 27 ... Spark plug, 31 ... Ion current detection resistor, 33 ... Inversion amplification circuit, 34 ... Engine Control circuit (misfire determination value selection means), 35 ... Ion current detection circuit (ion current detection means), 36 ... Center electrode, 37 ... Ground electrode

Claims (4)

内燃機関の燃焼室内で混合気の燃焼に伴って発生するイオン電流を点火プラグの電極を介して検出するイオン電流検出手段を備え、前記イオン電流検出手段のイオン電流検出値を失火判定値と比較して失火の有無を判定する内燃機関の失火検出装置において、
正常燃焼時のイオン電流の最小値に基づいて設定された第一の失火判定値と、失火時のノイズの最大値に基づいて前記第一の失火判定値よりも小さい値に設定された第二の失火判定値のうちの一方を前記失火判定値として選択する失火判定値選択手段を備え、
前記失火判定値選択手段は、内燃機関の所定運転領域において所定失火発生状態のときに前記第一の失火判定値を選択し、前記所定失火発生状態でないときに前記第二の失火判定値を選択することを特徴とする内燃機関の失火検出装置。
Ion current detection means for detecting ion current generated by combustion of the air-fuel mixture in the combustion chamber of the internal combustion engine through the electrode of the spark plug, and comparing the ion current detection value of the ion current detection means with the misfire determination value In the misfire detection device for an internal combustion engine that determines the presence or absence of misfire,
The first misfire determination value set based on the minimum value of the ion current during normal combustion and the second set to a value smaller than the first misfire determination value based on the maximum noise value during misfire A misfire determination value selecting means for selecting one of the misfire determination values as the misfire determination value,
The misfire determination value selection means selects the first misfire determination value when a predetermined misfire has occurred in a predetermined operation region of the internal combustion engine, and selects the second misfire determination value when not in the predetermined misfire occurrence state. A misfire detection apparatus for an internal combustion engine, characterized in that:
前記失火判定値選択手段は、内燃機関の各気筒毎に前記所定失火発生状態であるか否かを判定して各気筒毎に前記失火判定値を選択することを特徴とする請求項1に記載の内燃機関の失火検出装置。   The said misfire determination value selection means determines whether it is the said predetermined misfire occurrence state for each cylinder of an internal combustion engine, and selects the said misfire determination value for each cylinder. Misfire detection device for internal combustion engine. 前記失火判定値選択手段は、内燃機関の低回転領域及び/又は低負荷領域で前記失火判定値を選択する処理を行わないことを特徴とする請求項1又は2に記載の内燃機関の失火検出装置。   The misfire detection value of the internal combustion engine according to claim 1 or 2, wherein the misfire determination value selection means does not perform a process of selecting the misfire determination value in a low rotation region and / or a low load region of the internal combustion engine. apparatus. 前記失火判定値選択手段は、前記所定失火発生状態であるか否かを連続着火回数及び/又は失火発生率に基づいて判定することを特徴とする請求項1乃至3のいずれかに記載の内燃機関の失火検出装置。   The internal combustion engine according to any one of claims 1 to 3, wherein the misfire determination value selection means determines whether or not the predetermined misfire occurrence state is based on the number of consecutive ignitions and / or the misfire occurrence rate. Engine misfire detection device.
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