JP2010090882A - Control device of internal combustion engine - Google Patents
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Abstract
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の電極を介して検出する機能を備えた内燃機関の制御装置に関する発明である。 The present invention relates to a control device for an internal combustion engine having a function of detecting, through an electrode of a spark plug, an ionic current generated with combustion of an air-fuel mixture in a combustion chamber of the internal combustion engine.
近年、内燃機関の各気筒の燃焼室内で混合気の燃焼に伴ってイオン電流が発生する特性に着目して、点火毎に各気筒の燃焼室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、そのイオン電流信号に基づいて内燃機関の燃焼状態を検出する技術が開発されている。 In recent years, focusing on the characteristic that ion current is generated in the combustion chamber of each cylinder of an internal combustion engine with combustion of the air-fuel mixture, the ion current generated in the combustion chamber of each cylinder for each ignition is passed through the electrode of the ignition plug. A technique for detecting and detecting the combustion state of an internal combustion engine based on the ion current signal has been developed.
このようなイオン電流を用いた燃焼状態検出システムでは、点火プラグのくすぶり(不完全燃焼時に発生するカーボンが点火プラグの電極周辺のガイシ表面に付着する現象)が発生すると、イオン電流検出精度が悪化して燃焼状態を誤検出しやすくなる。 In such a combustion state detection system using ionic current, if smoldering of the spark plug (a phenomenon in which carbon generated during incomplete combustion adheres to the insulator surface around the spark plug electrode) occurs, the ionic current detection accuracy deteriorates. As a result, it is easy to erroneously detect the combustion state.
そこで、特許文献1(特開平11−13520号公報)に記載されているように、点火プラグのくすぶり状態が進行すると、点火コイルの通電期間の初期に流れる漏洩電流の時間幅が増加する特性に着目して、点火コイルの通電期間の初期にイオン電流検出回路で検出したイオン電流信号(漏洩電流)に基づいて点火プラグのくすぶりの有無を判定するようにしたものがある。
近年、車両に搭載される内燃機関においては、高回転化、高圧縮比化、レスポンス向上等の要求に対応するために、点火コイルの性能を高めたり、点火プラグの電極間ギャップを狭くして点火性能を向上させるようにしたものがある。このような内燃機関では、例えば高回転・低負荷領域で点火コイルの通電期間の初期に点火コイルの通電電圧により点火プラグで飛び火する現象(以下「オン飛び火」という)が発生することがあるが、点火系の異常時(例えば点火コイル故障時や異種プラグ装着時等)には、オン飛び火が発生する運転領域が拡大して、点火系の正常時にオン飛び火が発生する運転領域よりも更に広い運転領域でオン飛び火が頻繁に発生するオン飛び火異常状態になることがある。このようなオン飛び火異常状態になると、運転領域によっては、バッテリ電圧を調整するレギュレータの故障等によるバッテリ電圧上昇時に、オン飛び火によってプレイグニッション(過早点火)が発生して、内燃機関の破損に至る二次故障が発生する可能性があるため、オン飛び火異常状態を精度良く検出して、オン飛び火異常状態による不具合を防止する必要がある。 In recent years, in an internal combustion engine mounted on a vehicle, in order to meet the demands for higher rotation, higher compression ratio, improved response, etc., the performance of the ignition coil has been increased or the gap between the electrodes of the spark plug has been reduced. Some have improved the ignition performance. In such an internal combustion engine, for example, a phenomenon in which a spark is ignited by an ignition plug (hereinafter referred to as “on spark”) may occur due to the energization voltage of the ignition coil in the initial stage of the energization period of the ignition coil in a high rotation / low load region. When the ignition system is abnormal (for example, when the ignition coil is faulty or when a different type of plug is installed), the operating range in which on-fire is generated is expanded and is wider than the operating range in which on-fire is generated when the ignition system is normal. There may be an on-firing abnormal state where on-firing frequently occurs in the operating area. In such an on-firing abnormal state, depending on the operation region, pre-ignition (pre-ignition) occurs due to on-firing when the battery voltage rises due to a failure of the regulator that adjusts the battery voltage, etc., which may damage the internal combustion engine. Since a secondary failure may occur, it is necessary to accurately detect the on-firing abnormal state and prevent a malfunction due to the on-firing abnormal state.
しかし、従来の技術では、下記の理由により、オン飛び火異常状態を精度良く検出することができない。
図2に示すように、オン飛び火が発生すると、点火コイルの通電期間の初期にイオン電流検出回路で検出されるイオン電流信号の時間幅が長くなるという特性があるため、上記特許文献1の技術をオン飛び火の検出に利用して、点火コイルの通電期間の初期にイオン電流検出回路で検出したイオン電流信号に基づいてオン飛び火の有無を判定することが考えられる。しかし、図3に示すように、点火プラグのくすぶり状態が進行した場合にも、オン飛び火が発生した場合と同じように、点火コイルの通電期間の初期にイオン電流検出回路で検出されるイオン電流信号の時間幅が長くなるため、単に点火コイルの通電期間の初期にイオン電流検出回路で検出したイオン電流信号の時間幅に基づいてオン飛び火の有無を判定するだけでは、点火プラグのくすぶり状態が進行した場合に、オン飛び火の発生と誤判定してしまう可能性がある。
However, the conventional technology cannot accurately detect the on-firing abnormal state for the following reason.
As shown in FIG. 2, when an on-fire occurs, the time width of the ion current signal detected by the ion current detection circuit at the initial stage of the energization period of the ignition coil becomes longer. It is conceivable to determine whether or not there is an on-firing based on the ion current signal detected by the ion current detection circuit in the initial stage of the energization period of the ignition coil. However, as shown in FIG. 3, when the smoldering state of the spark plug progresses, the ion current detected by the ion current detection circuit at the beginning of the ignition coil energization period is the same as in the case where the on-fire occurs. Since the time width of the signal becomes longer, the ignition plug smoldering state can be determined simply by determining whether or not there is an on-firing based on the time width of the ion current signal detected by the ion current detection circuit at the beginning of the ignition coil energization period. When it progresses, there is a possibility of erroneously determining that an on-fire has occurred.
本発明は、これらの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、オン飛び火異常状態を精度良く検出することができ、オン飛び火異常状態による不具合を防止することができる内燃機関の制御装置を提供することにある。 The present invention has been made in consideration of these circumstances. Therefore, the object of the present invention is to detect an on-firing abnormal state with high accuracy and to prevent a malfunction due to the on-firing abnormal state. It is to provide an engine control 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と、点火コイルの通電期間の初期にイオン電流検出手段で検出したイオン電流信号に基づいて該点火コイルの通電電圧により点火プラグで飛び火する現象(以下「オン飛び火」という)を検出するオン飛び火検出手段と、点火系の正常時にオン飛び火が発生する運転領域である安全飛び火領域と、点火系の異常時にオン飛び火が発生する運転領域である異常飛び火領域の両方の運転領域以外の運転領域に設定された特定運転領域で所定のオン飛び火検出許可状態であるか否かを判定するオン飛び火検出許可判定手段と、オン飛び火検出許可状態であると判定されたときに異常飛び火領域でオン飛び火検出手段によりオン飛び火が検出された場合にオン飛び火異常状態であると判定するオン飛び火異常状態判定手段と、前記オン飛び火異常状態判定手段により前記オン飛び火異常状態であると判定された場合にオン飛び火故障のダイアグ判定を行うダイアグ手段とを備えた構成としたものである。 In order to achieve the above object, an invention according to claim 1 is directed to an ionic current detecting means for detecting an ionic current generated by combustion of an air-fuel mixture in a combustion chamber of an internal combustion engine through an electrode of a spark plug; An on-fire detection means for detecting a phenomenon (hereinafter referred to as “on-on-fire”) that causes a spark plug to ignite with an ignition voltage based on an ionic current signal detected by the ionic current detection means at the initial stage of the energization period of the coil; Specific set in the operation region other than the operation region of both the safety spark region where the on-ignition occurs when the ignition system is normal and the abnormal spark region where the on-firing occurs when the ignition system is abnormal An on-fire detection detection determination unit that determines whether or not the predetermined on-fire detection detection enabled state is in the operation region; When the on-firing detection means detects an on-firing fire in the abnormal scorching region, the on-firing abnormality state determining means determines that the on-firing abnormality state is present, and the on-firing abnormality state determining means indicates the on-firing abnormality state. And a diagnostic means for performing diagnostic determination of an on-fire failure when it is determined.
本発明は、オン飛び火が発生すると、点火コイルの通電期間の初期にイオン電流検出回路で検出されるイオン電流信号の時間幅が長くなるという特性に着目して、点火コイルの通電期間の初期にイオン電流検出回路で検出したイオン電流信号に基づいてオン飛び火を検出する。 The present invention pays attention to the characteristic that the time width of the ion current signal detected by the ion current detection circuit at the beginning of the ignition coil energization period becomes longer at the beginning of the ignition coil energization period when an on-fire occurs. On-fire is detected based on the ion current signal detected by the ion current detection circuit.
ここで、安全飛び火領域と異常飛び火領域の両方の運転領域以外の運転領域に設定された特定運転領域は、オン飛び火がほとんど発生しない運転領域であるため、オン飛び火の発生によるイオン電流信号変化の影響を受けずに、オン飛び火を誤検出させるようなイオン電流信号変化(例えば点火プラグのくすぶり状態の進行によるイオン電流信号変化)が発生する状態であるか否かを精度良く判定することができ、その結果、オン飛び火を誤検出させるようなイオン電流信号変化が発生する状態ではないと判定されれば、イオン電流信号に基づいてオン飛び火を精度良く検出可能な状態であると判断して、オン飛び火検出許可状態であると判定することができる。 Here, the specific operation region set in the operation region other than the operation region of both the safe sparking region and the abnormal sparking region is an operation region in which the on-firing hardly occurs. Without being affected, it is possible to accurately determine whether or not an ionic current signal change (for example, an ionic current signal change due to the progress of the smoldering state of the spark plug) that causes an on-fire to be erroneously detected occurs. As a result, if it is determined that it is not a state in which an ionic current signal change that causes false detection of on-firing occurs, it is determined that the on-firing can be accurately detected based on the ionic current signal, It can be determined that the on-fire detection detection is permitted.
そして、オン飛び火検出許可状態であると判定されたときに、異常飛び火領域(点火系の異常時にオン飛び火が発生する運転領域)でオン飛び火が検出された場合に、オン飛び火異常状態であると判定することで、オン飛び火異常状態を精度良く検出することができる。更に、オン飛び火異常状態であると判定された場合に、オン飛び火故障のダイアグ判定を行って警告ランプ等により運転者に警告することで、点火系の故障の修理を促すことができるため、点火系の故障を早期に修理してオン飛び火異常状態による不具合を防止することができる。 When it is determined that the on-fire detection detection is permitted, and an on-fire is detected in the abnormal ignition region (the operation region where on-ignition occurs when the ignition system is abnormal), By determining, it is possible to accurately detect the on-firing abnormal state. In addition, when it is determined that the on-fire condition is abnormal, it is possible to prompt the repair of the failure of the ignition system by making a diagnosis of an on-fire condition and warning the driver with a warning lamp or the like. System failures can be repaired at an early stage to prevent problems due to on-fire abnormal conditions.
また、請求項2に係る発明は、オン飛び火異常状態判定手段によりオン飛び火異常状態であると判定された場合に異常飛び火領域の少なくとも一部を含む所定負荷以上のフェールセーフ運転領域で異常燃焼を防止するフェールセーフ処理を実行するフェールセーフ制御手段を備えた構成としたものである。この構成では、オン飛び火異常状態であると判定された場合に、異常飛び火領域の少なくとも一部を含む所定負荷以上のフェールセーフ運転領域(オン飛び火によるプレイグニションが発生し易い高負荷運転領域)で異常燃焼を防止するフェールセーフ処理を実行することで、オン飛び火によるプレイグニッションを防止することができ、オン飛び火によるプレイグニッションによって内燃機関の破損に至る二次故障を未然に防止することができる。 Further, in the invention according to claim 2, when it is determined that the on-firing abnormality state determination means determines that the on-firing abnormality state is present, abnormal combustion is performed in a fail-safe operation region having a predetermined load or more including at least a part of the abnormal ignition region. In this configuration, fail-safe control means for executing the fail-safe process to be prevented is provided. In this configuration, when it is determined that the on-firing fire abnormal state is detected, in a fail-safe operation area (high load operation area in which pre-ignition is likely to occur due to on-firing) that includes at least a part of the abnormal scorching area. By executing the fail-safe process for preventing abnormal combustion, it is possible to prevent pre-ignition due to on-fire, and it is possible to prevent secondary failure leading to damage to the internal combustion engine due to pre-ignition due to on-fire.
オン飛び火検出許可状態の具体的な判定方法は、請求項3のように、イオン電流検出手段で検出したイオン電流信号に基づいて点火プラグのくすぶり状態を検出するくすぶり検出手段を備え、オン飛び火検出許可判定手段は、特定運転領域で、くすぶり検出手段により検出した点火プラグのくすぶり状態が所定以下のときにオン飛び火検出許可状態であると判定するようにすると良い。 The specific determination method of the on-fire detection permission state includes smolder detection means for detecting the smoldering state of the spark plug based on the ion current signal detected by the ion current detection means as in claim 3, The permission determination means may be determined to be in the on-fire detection detection permission state when the smoldering state of the spark plug detected by the smolder detection means is not more than a predetermined value in the specific operation region.
点火プラグのくすぶり状態が進行すると、オン飛び火が発生した場合と同じように、点火コイルの通電期間の初期にイオン電流検出回路で検出されるイオン電流信号の時間幅が長くなるため、オン飛び火を誤検出させるようなイオン電流信号変化が発生する状態となるが、点火プラグのくすぶり状態が所定以下のときには、オン飛び火を誤検出させるようなイオン電流信号変化が発生する状態ではないため、オン飛び火検出許可状態であると判定することができる。これにより、点火プラグのくすぶり状態が進行した場合に、オン飛び火の発生と誤判定することを確実に防止することができる。 When the smoldering state of the spark plug progresses, the time width of the ion current signal detected by the ion current detection circuit at the beginning of the ignition coil energization period becomes longer, as in the case where the on spark is generated. An ionic current signal change that causes false detection occurs, but when the smoldering state of the spark plug is less than a predetermined value, an ionic current signal change that causes false detection of on spark is not generated, so on spark It can be determined that the detection is permitted. Thereby, when the smoldering state of the spark plug has progressed, it can be reliably prevented that it is erroneously determined that an on-fire has occurred.
更に、請求項4のように、イオン電流検出系が故障状態のときにオン飛び火検出手段によるオン飛び火の検出を禁止手段により禁止するようにしても良い。このようにすれば、イオン電流検出系の故障によるオン飛び火の誤検出を防止することができ、オン飛び火の誤検出による誤ったダイアグ判定や誤ったフェールセーフ処理を未然に防止することができる。 Further, as in claim 4, when the ion current detection system is in a failure state, the detection of on-fire by the on-fire detection means may be prohibited by the prohibit means. In this way, it is possible to prevent erroneous detection of on-fire due to failure of the ion current detection system, and it is possible to prevent erroneous diagnosis and erroneous fail-safe processing due to erroneous detection of on-fire.
オン飛び火異常状態の具体的な判定方法は、請求項5のように、オン飛び火の検出頻度が所定値以上の場合又はオン飛び火の連続検出回数が所定値以上の場合にオン飛び火異常状態であると判定するようにしても良い。オン飛び火の検出頻度や連続検出回数が大きくなると、オン飛び火によるプレイグニッションによって内燃機関の破損に至る二次故障が発生する可能性が高くなるため、オン飛び火の検出頻度が所定値以上の場合やオン飛び火の連続検出回数が所定値以上の場合にオン飛び火異常状態であると判定すれば、オン飛び火によるプレイグニッションによって内燃機関の破損に至る二次故障が発生する前に、確実にオン飛び火異常状態を検出することができる。 The specific determination method of the on-firing abnormal state is the on-firing abnormal state when the detection frequency of on-firing is equal to or higher than a predetermined value or when the number of on-firing continuous detections is equal to or higher than a predetermined value. May be determined. If the on-fire detection frequency and the number of continuous detections increase, there is a higher possibility of secondary failures leading to damage to the internal combustion engine due to pre-ignition due to on-fire, so if the on-fire detection frequency is greater than or equal to a predetermined value, If it is determined that there is an on-firing abnormality when the number of consecutive on-firing detections is greater than or equal to the specified value, the on-firing abnormality will definitely occur before the secondary failure that leads to damage to the internal combustion engine due to pre-ignition due to on-firing. The state can be detected.
また、請求項6のように、オン飛び火異常状態であると判定された場合にバッテリ電圧が異常状態のときにはオン飛び火故障のダイアグ判定を禁止してバッテリ電圧故障のダイアグ判定を行うようにしても良い。このようにすれば、バッテリ電圧の異常によりオン飛び火異常状態になった場合には、点火系の異常によりオン飛び火異常状態になった場合と区別して、バッテリ電圧故障のダイアグ判定を行うことができ、ダイアグ判定結果から故障部位を特定し易くなる利点がある。 Further, as in claim 6, when it is determined that the on-fire condition is abnormal, if the battery voltage is abnormal, the diagnosis of on-fire condition is prohibited and the diagnosis of the battery voltage failure is performed. good. In this way, when an on-fire condition is abnormal due to an abnormality in the battery voltage, a diagnosis of a battery voltage failure can be made in distinction from an on-fire condition due to an abnormality in the ignition system. There is an advantage that it becomes easy to specify the failure part from the diagnosis determination result.
また、請求項7のように、オン飛び火異常状態であると判定されたときにフェールセーフ運転領域で燃料カットを行うフェールセーフ処理を実行し、その後、オン飛び火異常状態ではないと判定されたときにフェールセーフ処理を解除するようにしても良い。或は、請求項8のように、オン飛び火異常状態であると判定された場合に内燃機関の運転が停止されるまでスロットル開度を所定値以下に制限するフェールセーフ処理を継続するようにしても良い。いずれの場合も、内燃機関の運転性能の低下を最小限に抑えながら、オン飛び火によるプレイグニッションを防止して、オン飛び火によるプレイグニッションによって内燃機関の破損に至る二次故障を未然に防止することができる。 Further, as in claim 7, when it is determined that the on-fire is abnormal, the fail-safe process for performing fuel cut in the fail-safe operation region is executed, and then it is determined that the on-fire is not abnormal Alternatively, the fail-safe process may be canceled. Alternatively, the fail-safe process for limiting the throttle opening to a predetermined value or less is continued until the operation of the internal combustion engine is stopped when it is determined that the on-firing abnormal state is detected. Also good. In either case, while preventing a decrease in the operating performance of the internal combustion engine to a minimum, prevent pre-ignition due to on-fire, and prevent secondary failures leading to internal combustion engine damage due to pre-ignition due to on-fire. Can do.
更に、請求項9のように、各気筒毎にオン飛び火異常状態であるか否かを判定し、オン飛び火異常状態と判定された気筒がある場合に、バッテリ電圧が正常状態のときにはオン飛び火異常状態と判定された気筒でフェールセーフ処理を実行し、バッテリ電圧が異常状態のときには全気筒でフェールセーフ処理を実行するようにしても良い。このようにすれば、オン飛び火異常状態と判定された気筒がある場合に、バッテリ電圧が正常状態のときには、他の気筒でオン飛び火異常状態となる可能性が低いと判断して、オン飛び火異常状態と判定された気筒のみでフェールセーフ処理を実行し、バッテリ電圧が異常状態のときには、全気筒でオン飛び火異常状態となる可能性が高いと判断して、全気筒でフェールセーフ処理を実行するようにでき、必要に応じたフェールセーフ処理を実行することができる。 Further, as in claim 9, it is determined whether or not each cylinder is in an on-firing abnormality state, and when there is a cylinder determined to be in an on-firing abnormality state, when the battery voltage is normal, the on-firing abnormality is detected. The fail safe process may be executed for the cylinders determined to be in a state, and the fail safe process may be executed for all cylinders when the battery voltage is abnormal. In this way, if there is a cylinder that is determined to be in an on-firing abnormality state and the battery voltage is normal, it is determined that there is a low possibility of an on-firing abnormality state in another cylinder, and an on-firing abnormality is detected. The fail-safe process is executed only for the cylinders determined to be in the state, and when the battery voltage is abnormal, it is determined that there is a high possibility that all cylinders will be in an on-fire condition and the fail-safe process is executed for all cylinders. The fail-safe process can be executed as necessary.
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
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(イオン電流検出手段)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が構成されている。
The two
エンジン制御回路34は、エンジン制御用の各種プログラムを実行するエンジン制御用マイコン41と、イオン電流検出回路35からのイオン電流信号を所定のサンプリング周期でA/D変換してエンジン制御用マイコン41に取り込むためのイオン電流信号処理回路42と、クランク角センサ43、カム角センサ44等のエンジン運転状態を検出するための各種センサ信号を処理してエンジン制御用マイコン41に取り込むためのセンサ信号処理回路45等を備えた構成となっている。イオン電流信号処理回路42は、A/D変換機能付きのマイコンを用いても良いし、A/D変換機能付き信号処理用ICで構成しても良い。
The
エンジン運転中は、エンジン制御用マイコン41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
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のイオン電流信号がイオン電流信号処理回路37でA/D変換されてエンジン制御用マイコン41に取り込まれる。
On the other hand, the ion current flows in the opposite direction to the spark discharge current. In other words, after ignition is finished, a voltage is applied between the
エンジン制御用マイコン41は、クランク角センサ43、カム角センサ44、吸入空気量センサ(図示せず)等により検出したエンジン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から出力されるイオン電流信号を利用して、所定の燃焼イオン検出区間におけるイオン電流のピーク値、積分値、イオン出力時間等を検出して燃焼状態(失火、プレイグニッション、ノッキング、燃焼変動状態等)を判定する。
The
図2に示すように、例えばエンジン高回転・低負荷領域では、点火コイル21の通電期間(点火信号ONの期間)の初期に点火コイル21の通電電圧により点火プラグ27で飛び火する現象(以下「オン飛び火」という)が発生することがあり、オン飛び火が発生すると、点火コイル21の通電期間の初期にイオン電流検出回路35で検出されるイオン電流信号の時間幅が長くなるという特性がある。
As shown in FIG. 2, for example, in the high engine speed / low load region, for example, a phenomenon in which the spark plug 27 ignites by the energizing voltage of the
しかし、図3に示すように、点火プラグ27のくすぶり状態が進行した場合にも、オン飛び火が発生した場合と同じように、点火コイル21の通電期間の初期にイオン電流検出回路35で検出されるイオン電流信号の時間幅が長くなるため、単に点火コイル21の通電期間の初期にイオン電流検出回路35で検出したイオン電流信号に基づいてオン飛び火の有無を判定するだけでは、点火プラグ27のくすぶり状態が進行した場合に、オン飛び火の発生と誤判定してしまう可能性がある。
However, as shown in FIG. 3, even when the smoldering state of the spark plug 27 has progressed, it is detected by the ion
そこで、エンジン制御用マイコン41は、後述する図4のオン飛び火検出許可判定ルーチンを実行することで、点火系の正常時にオン飛び火が発生する運転領域である安全飛び火領域と、点火系の異常時(例えば点火コイル故障時や異種プラグ装着時等)にオン飛び火が発生する運転領域である異常飛び火領域の両方の運転領域以外の運転領域に設定された特定運転領域(図7参照)で所定のオン飛び火検出許可状態であるか否かを判定する。本実施例では、特定運転領域でイオン電流検出回路35で検出したイオン電流信号に基づいて点火プラグ27のくすぶり状態を判定し、点火プラグ27のくすぶり状態が所定以下のときにオン飛び火検出許可状態であると判定する。
Therefore, the
安全飛び火領域と異常飛び火領域の両方の運転領域以外の運転領域に設定された特定運転領域は、オン飛び火がほとんど発生しない運転領域であるため、オン飛び火の発生によるイオン電流信号変化の影響を受けずに、イオン電流信号に基づいて点火プラグ27のくすぶり状態を精度良く判定することができる。そして、点火プラグ27のくすぶり状態が進行すると、オン飛び火が発生した場合と同じように、点火コイル21の通電期間の初期にイオン電流検出回路35で検出されるイオン電流信号の時間幅が長くなるため、オン飛び火を誤検出させるようなイオン電流信号変化が発生する状態となるが、点火プラグ27のくすぶり状態が所定以下のときには、オン飛び火を誤検出させるようなイオン電流信号変化が発生する状態ではないため、イオン電流信号に基づいてオン飛び火を精度良く検出可能な状態であると判断して、オン飛び火検出許可状態であると判定する。
The specific operation region set as the operation region other than the operation region of both the safety spark region and the abnormal spark region is an operation region in which almost no on-fire occurs, and therefore is affected by changes in the ion current signal due to the occurrence of on-fire. In addition, the smoldering state of the spark plug 27 can be accurately determined based on the ion current signal. When the smoldering state of the spark plug 27 proceeds, the time width of the ion current signal detected by the ion
また、エンジン制御用マイコン41は、後述する図5のオン飛び火異常状態判定ルーチンを実行することで、オン飛び火検出許可状態であると判定されたときに、各気筒毎に、異常飛び火領域でイオン電流検出回路35で検出したイオン電流信号に基づいてオン飛び火の有無を判定し、オン飛び火の検出頻度が所定値以上の場合(又はオン飛び火の連続検出回数が所定値以上の場合)に、オン飛び火異常状態であると判定する。
Further, the
更に、エンジン制御用マイコン41は、後述する図6のダイアグ及びフェールセーフ制御ルーチンを実行することで、オン飛び火異常状態であると判定された場合には、オン飛び火故障のダイアグ判定を行って警告ランプ等により運転者に警告すると共に、異常飛び火領域の少なくとも一部を含む所定負荷以上のフェールセーフ運転領域(オン飛び火によるプレイグニッションが発生し易い高負荷運転領域)で異常燃焼を防止するフェールセーフ処理(例えば燃料カット)を実行する。
以下、エンジン制御用マイコン41が実行する図4乃至図6の各ルーチンの処理内容を説明する。
Further, the
The processing contents of the routines shown in FIGS. 4 to 6 executed by the
[オン飛び火検出許可判定ルーチン]
図4に示すオン飛び火検出許可判定ルーチンは、エンジン運転中に所定周期で繰り返し実行され、特許請求の範囲でいうオン飛び火検出許可判定手段としての役割を果たす。本ルーチンが起動されると、まず、ステップ101で、各気筒毎に点火コイル21の通電期間の初期にイオン電流検出回路35で検出したイオン電流信号を所定の判定レベルVth1 と比較して、くすぶり検出時間Tk(#i) を計測する(#iは気筒番号である)。ここで、くすぶり検出時間Tk(#i) は、点火コイル21の通電期間の初期にイオン電流信号が判定レベルVth1 を越えた状態が続く時間幅である。
[On-fire detection permission judgment routine]
The on-fire detection detection determination routine shown in FIG. 4 is repeatedly executed at a predetermined cycle during engine operation, and serves as an on-fire detection permission determination means in the claims. When this routine is started, first, in
この後、ステップ102に進み、現在のエンジン運転状態(エンジン回転速度とエンジン負荷)が特定運転領域であるか否かを判定する。ここで、図7(a)に示すように、安全飛び火領域は、点火系の正常時にオン飛び火が発生する運転領域に設定され、異常飛び火領域は、点火系の異常時(例えば点火コイル故障時や異種プラグ装着時等)にオン飛び火が発生する運転領域に設定されている。そして、特定運転領域は、安全飛び火領域と異常飛び火領域の両方の運転領域以外の全ての運転領域(つまりオン飛び火がほとんど発生しない運転領域)に設定されている。或は、図7(b)に示すように、特定運転領域は、安全飛び火領域と異常飛び火領域の両方の運転領域以外の運転領域のうちのオン飛び火が確実に発生しない運転領域に設定するようにしても良い。 Thereafter, the process proceeds to step 102, where it is determined whether or not the current engine operating state (engine rotational speed and engine load) is in a specific operating region. Here, as shown in FIG. 7 (a), the safety spark region is set to an operation region in which an on spark occurs when the ignition system is normal, and the abnormal spark region is an abnormality when the ignition system is abnormal (for example, when the ignition coil is faulty). Or when different types of plugs are installed, etc.). And the specific operation area | region is set to all the operation areas (namely, the operation area | region which almost does not generate | occur | produce on-on-fire) other than the operation area | region of both a safe sparking area and an abnormal sparking area. Alternatively, as shown in FIG. 7B, the specific operation region is set to an operation region in which the on-fire is surely not generated in the operation regions other than the operation region of both the safety spark region and the abnormal spark region. Anyway.
このステップ102で、現在のエンジン運転状態が特定運転領域ではないと判定された場合には、オン飛び火が発生する可能性がある運転領域であるため、オン飛び火の発生によるイオン電流信号変化の影響を受ける可能性があると判断して、ステップ103以降の処理を行うことなく、本ルーチンを終了する。
If it is determined in this
一方、上記ステップ102で、現在のエンジン運転状態が特定運転領域であると判定された場合には、オン飛び火がほとんど発生しない運転領域であるため、オン飛び火の発生によるイオン電流信号変化の影響を受けないと判断して、ステップ103以降の処理を次のようにして実行する。
On the other hand, if it is determined in
まず、ステップ103で、各気筒毎に、くすぶり検出時間Tk(#i) が所定のくすぶり判定値Tth1 (例えば500μs)以上であるか否かを判定する。その結果、くすぶり検出時間Tk(#i) がくすぶり判定値Tth1 以上であれば、ステップ104に進み、くすぶりサイクルと判定する。一方、くすぶり検出時間Tk(#i) がくすぶり判定値Tth1 よりも小さければ、ステップ105に進み、正常サイクルと判定する。これらのステップ103〜105の処理が特許請求の範囲でいうくすぶり検出手段としての役割を果たす。
First, in
この後、ステップ106に進み、各気筒毎に、くすぶりサイクル数をカウントして、くすぶり検出頻度K(#i)を求める。ここで、くすぶり検出頻度K(#i)は、例えば100点火当りのくすぶりサイクル数である。この後、ステップ107に進み、各気筒毎に、くすぶり検出頻度K(#i)が所定の判定値Kth(例えば0)以下であるか否かを判定する。 Thereafter, the routine proceeds to step 106, where the number of smoldering cycles is counted for each cylinder to determine the smoldering detection frequency K (#i). Here, the smolder detection frequency K (#i) is, for example, the number of smolder cycles per 100 ignitions. Thereafter, the process proceeds to step 107, and it is determined for each cylinder whether or not the smolder detection frequency K (#i) is equal to or lower than a predetermined determination value Kth (for example, 0).
このステップ107で、くすぶり検出頻度K(#i)が判定値Kth以下であると判定された場合には、オン飛び火を誤検出させるようなイオン電流信号変化が発生する状態ではないため、イオン電流信号に基づいてオン飛び火を精度良く検出可能な状態であると判断して、ステップ108に進み、オン飛び火検出許可状態であると判定して、オン飛び火検出許可フラグKOKFをオン(ON)にセットする。
If it is determined in this
これに対して、上記ステップ107で、くすぶり検出頻度K(#i)が判定値Kthよりも大きいと判定された場合には、オン飛び火を誤検出させるようなイオン電流信号変化が発生する状態であるため、イオン電流信号に基づいてオン飛び火を精度良く検出できない状態であると判断して、ステップ109に進み、オン飛び火検出禁止状態であると判定して、オン飛び火検出許可フラグKOKFをオフ(OFF)にリセットする。
On the other hand, if it is determined in
[オン飛び火異常状態判定]
図5に示すオン飛び火異常状態判定ルーチンは、エンジン運転中に所定周期で繰り返し実行され、特許請求の範囲でいうオン飛び火異常状態判定手段としての役割を果たす。本ルーチンが起動されると、まず、ステップ201で、各気筒毎に点火コイル21の通電期間の初期にイオン電流検出回路35で検出したイオン電流信号を所定の判定レベルVth2 と比較して、オン飛び火検出時間To(#i) を計測する。このオン飛び火検出時間To(#i) は、点火コイル21の通電期間の初期にイオン電流信号が判定レベルVth2 を越えた状態が続く時間幅である。尚、図4のステップ101で計測したくすぶり検出時間Tk(#i) をオン飛び火検出時間To(#i) として読み込むようにしても良い。
[On-flying fire abnormal state judgment]
The on-fired abnormal condition determination routine shown in FIG. 5 is repeatedly executed at a predetermined cycle during engine operation, and serves as an on-fire abnormal condition determining means in the claims. When this routine is started, first, in
この後、ステップ202に進み、所定のオン飛び火検出条件が成立しているか否かを判定する。ここで、オン飛び火検出条件は、例えば、次の(1) 〜(3) の条件である。
(1) オン飛び火検出許可状態であること(オン飛び火検出許可フラグKOKFがオンにセットされていること)
(2) 現在のエンジン運転状態(エンジン回転速度とエンジン負荷)が異常飛び火領域(図7参照)であること
(3) イオン電流検出系が正常状態(イオン電流信号が所定の正常範囲内)であること
Thereafter, the routine proceeds to step 202, where it is determined whether or not a predetermined on-fire detection condition is satisfied. Here, the on-fire detection condition is, for example, the following conditions (1) to (3).
(1) The on-fire detection detection enabled state (the on-fire detection detection flag KOKF is set to ON)
(2) The current engine operating state (engine speed and engine load) is in the abnormal spark area (see Fig. 7).
(3) The ion current detection system is in a normal state (the ion current signal is within a predetermined normal range).
これら(1) 〜(3) の条件を全て満たせば、オン飛び火検出条件が成立するが、上記(1) 〜(3) の条件のうちのいずれか1つでも満たさない条件があれば、オン飛び火検出条件が不成立となる。 If all of these conditions (1) to (3) are met, the on-fire detection condition is met, but if any one of the above conditions (1) to (3) is not met, The spark detection condition is not satisfied.
このステップ202で、オン飛び火検出条件が不成立であると判定されれば、ステップ203以降の処理を行うことなく、本ルーチンを終了する。これにより、イオン電流検出系が正常状態ではない(故障状態)のときにはオン飛び火の検出を禁止する。この機能が特許請求の範囲でいう禁止手段としての役割を果たす。
If it is determined in this
一方、上記ステップ202で、オン飛び火検出条件が成立していると判定された場合には、ステップ203に進み、各気筒毎にオン飛び火検出時間To(#i) が所定のオン飛び火判定値Tth2 (例えば500μs)以上であるか否かを判定する。その結果、オン飛び火検出時間To(#i) がオン飛び火判定値Tth2 以上であれば、ステップ204に進み、オン飛びサイクルと判定する。一方、オン飛び火検出時間To(#i) がオン飛び火判定値Tth2 よりも小さければ、ステップ205に進み、正常サイクルと判定する。これらのステップ203〜205の処理が特許請求の範囲でいうオン飛び火検出手段としての役割を果たす。
On the other hand, if it is determined in
この後、ステップ206に進み、各気筒毎にオン飛び火サイクル数をカウントして、オン飛び火検出頻度S(#i)を求める。ここで、オン飛び火検出頻度S(#i)は、例えば100点火当りのオン飛び火サイクル数である。この後、ステップ207に進み、各気筒毎にオン飛び火検出頻度S(#i)が判定値Sth以上であるか否かを判定する。 Thereafter, the routine proceeds to step 206, where the number of on-firing cycles is counted for each cylinder, and the on-firing detection frequency S (#i) is obtained. Here, the on-firing detection frequency S (#i) is, for example, the number of on-firing cycles per 100 ignitions. Thereafter, the routine proceeds to step 207, where it is determined whether or not the on-fire detection frequency S (#i) is equal to or greater than the determination value Sth for each cylinder.
このステップ207で、オン飛び火検出頻度S(#i)が判定値Sth以上であると判定された場合には、ステップ208に進み、オン飛び火異常状態であると判定して、オン飛び火異常状態フラグNFJをオンにセットする。
If it is determined in
これに対して、上記ステップ207で、オン飛び火検出頻度S(#i)が判定値Sthよりも小さいと判定された場合には、ステップ209に進み、正常状態であると判定して、オン飛び火異常状態フラグNFJをオフにリセットする。
On the other hand, if it is determined in
尚、図5のルーチンでは、オン飛び火検出頻度S(#i)が判定値Sth以上であるか否かによってオン飛び火異常状態であるか否かを判定するようにしたが、各気筒毎にオン飛び火サイクルの連続回数をカウントしてオン飛び火連続検出回数L(#i)を求め、オン飛び火連続検出回数L(#i)が所定の判定値Lth以上であるか否かによってオン飛び火異常状態であるか否かを判定するようにしても良い。 In the routine shown in FIG. 5, it is determined whether or not the on-fire detection condition S (#i) is equal to or higher than the determination value Sth. The number of continuous on-fire detection times L (#i) is obtained by counting the number of consecutive on-firing cycles, and whether the on-fire detection status L (#i) is equal to or greater than a predetermined judgment value Lth. You may make it determine whether there exists.
[ダイアグ及びフェールセーフ制御]
図6に示すダイアグ及びフェールセーフ制御ルーチンは、エンジン運転中に所定周期で繰り返し実行される。本ルーチンが起動されると、まず、ステップ301で、所定のダイアグ判定条件が成立しているか否かを、例えば、エンジン制御系(各種アクチュエータ、各種センサ等)が正常状態であるか否かによって判定する。
[Diagnostic and fail-safe control]
The diagnosis and failsafe control routine shown in FIG. 6 is repeatedly executed at a predetermined cycle during engine operation. When this routine is started, first, in
このステップ301で、ダイアグ判定条件が成立していると判定されれば、ステップ302に進み、オン飛び火異常状態と判定された気筒(オン飛び火異常状態フラグNFJがオンの気筒)があるか否かを判定し、オン飛び火異常状態と判定された気筒があると判定された場合には、ステップ303に進み、バッテリ電圧が正常状態(例えば16V以下)であるか否かを判定する。
If it is determined in
このステップ303で、バッテリ電圧が正常状態であると判定された場合には、点火系の異常によりオン飛び火異常状態になったと判断して、ステップ304に進み、オン飛び火故障のダイアグ判定の処理を行う。このダイアグ判定の処理では、例えば、運転席のインストルメントパネルに設けられた警告ランプ(図示せず)を点灯したり、或は、運転席のインストルメントパネルの警告表示部(図示せず)に警告表示して運転者に警告すると共に、その異常情報(異常コード等)をエンジン制御回路34のバックアップRAM(図示せず)等の書き換え可能な不揮発性メモリ(エンジン制御回路34の電源オフ中でも記憶データを保持する書き換え可能なメモリ)に記憶する。
If it is determined in
これに対して、上記ステップ303で、バッテリ電圧が異常状態であると判定された場合には、バッテリ電圧の異常によりオン飛び火異常状態になったと判断して、オン飛び火故障のダイアグ判定を禁止して、ステップ305に進み、バッテリ電圧故障のダイアグ判定を行う。これらのステップ301〜305の処理が特許請求の範囲でいうダイアグ手段としての役割を果たす。
On the other hand, if it is determined in
この後、ステップ306に進み、オン飛び火異常状態と判定された気筒があるか否かを判定し、オン飛び火異常状態と判定された気筒があると判定された場合には、ステップ307に進み、現在のエンジン運転状態(エンジン回転速度とエンジン負荷)が所定のフェールセーフ運転領域であるか否かを判定する。ここで、図8に示すように、フェールセーフ運転領域は、異常飛び火領域の少なくとも一部を含む所定負荷以上の運転領域(オン飛び火によるプレイグニッションが発生し易い高負荷運転領域)に設定されている。 Thereafter, the process proceeds to step 306, where it is determined whether or not there is a cylinder that is determined to be in an on-firing abnormal state. If it is determined that there is a cylinder that is determined to be in an on-firing abnormal state, the process proceeds to step 307. It is determined whether or not the current engine operation state (engine rotation speed and engine load) is in a predetermined fail-safe operation region. Here, as shown in FIG. 8, the fail-safe operation region is set to an operation region (a high-load operation region in which pre-ignition is likely to occur due to on-fire) that includes at least a part of the abnormal spark region. Yes.
このステップ307で、現在のエンジン運転状態がフェールセーフ運転領域であると判定された場合には、ステップ308に進み、バッテリ電圧が正常状態(例えば16V以下)であるか否かを判定する。
If it is determined in
このステップ308で、バッテリ電圧が正常状態であると判定された場合には、他の気筒でオン飛び火異常状態となる可能性が低いと判断して、ステップ309に進み、オン飛び火異常状態と判定された気筒のみで異常燃焼を防止するフェールセーフ処理(燃料カット)を実行する。
If it is determined in
一方、上記ステップ308で、バッテリ電圧が異常状態であると判定された場合には、全気筒でオン飛び火異常状態となる可能性が高いと判断して、ステップ310に進み、全気筒で異常燃焼を防止するフェールセーフ処理(燃料カット)を実行する。
On the other hand, if it is determined in
その後、上記ステップ306で、オン飛び火異常状態と判定された気筒がないと判定された場合、又は、上記ステップ307で、現在のエンジン運転状態がフェールセーフ運転領域ではないと判定された場合には、ステップ311に進み、フェールセーフ処理を解除する(燃料カットを終了して燃料噴射を再開する)。これらのステップ306〜311の処理が特許請求の範囲でいうフェールセーフ制御手段としての役割を果たす。
Thereafter, when it is determined in
以上説明した本実施例では、安全飛び火領域と異常飛び火領域の両方の運転領域以外の特定運転領域(オン飛び火がほとんど発生しない運転領域)でイオン電流信号に基づいて点火プラグ27のくすぶり状態を判定し、点火プラグ27のくすぶり状態が所定以下のときに、オン飛び火を誤検出させるようなイオン電流信号変化が発生する状態ではないため、イオン電流信号に基づいてオン飛び火を精度良く検出可能な状態であると判断して、オン飛び火検出許可状態であると判定する。そして、オン飛び火検出許可状態であると判定されたときに、異常飛び火領域でイオン電流信号に基づいてオン飛び火の有無を判定し、異常飛び火領域でオン飛び火が検出された場合に、オン飛び火異常状態であると判定するようにしたので、オン飛び火異常状態を精度良く検出することができる。 In the present embodiment described above, the smoldering state of the spark plug 27 is determined based on the ion current signal in a specific operation region (operation region in which almost no on-firing occurs) other than the operation region of both the safety spark region and the abnormal spark region. In addition, when the smoldering state of the spark plug 27 is equal to or less than a predetermined value, it is not a state in which an ionic current signal change that causes false detection of on-sparking is generated, so that on-sparking can be accurately detected based on the ionic current signal. It is determined that it is in the on-fire detection permission state. Then, when it is determined that the on-fire detection is permitted, the presence of on-fire is determined based on the ion current signal in the abnormal spark region, and if on-fire is detected in the abnormal spark region, Since the state is determined to be the state, it is possible to accurately detect the on-firing abnormal state.
この際、オン飛び火の検出頻度や連続検出回数が大きくなると、オン飛び火によるプレイグニッションによってエンジンの破損に至る二次故障が発生する可能性が高くなることを考慮して、オン飛び火の検出頻度が判定値以上の場合やオン飛び火の連続検出回数が判定値以上の場合にオン飛び火異常状態であると判定するようにしたので、オン飛び火によるプレイグニッションによってエンジンの破損に至る二次故障が発生する前に、確実にオン飛び火異常状態を検出することができる。 At this time, considering that the possibility of a secondary failure leading to engine damage due to pre-ignition due to on-sparking increases as the detection frequency of on-sparking fire and the number of continuous detections increase, If it is greater than the judgment value, or if the number of consecutive on-fire detections is greater than or equal to the judgment value, it is determined that the on-fire is abnormal, so a secondary failure that leads to engine failure due to pre-ignition due to on-fire occurs. Before, it is possible to reliably detect an on-firing abnormal state.
また、オン飛び火異常状態であると判定された場合に、オン飛び火故障のダイアグ判定を行って警告ランプ等により運転者に警告するようにしたので、故障の修理を促すことができ、故障を早期に修理してオン飛び火異常状態による不具合を防止することができる。更に、オン飛び火異常状態であると判定された場合に、異常飛び火領域の少なくとも一部を含む所定負荷以上のフェールセーフ運転領域(オン飛び火によるプレイグニッションが発生し易い高負荷運転領域)で異常燃焼を防止するフェールセーフ処理(例えば燃料カット)を実行するようにしたので、オン飛び火によるプレイグニッションを防止することができ、オン飛び火によるプレイグニッションによってエンジンの破損に至る二次故障を未然に防止することができる。 In addition, when it is determined that there is an on-firing abnormal condition, a diagnosis of on-firing failure is performed and the driver is warned with a warning lamp etc. It can be repaired to prevent malfunctions caused by an on-firing abnormal state. In addition, when it is determined that the on-fire condition is abnormal, abnormal combustion occurs in a fail-safe operation area (a high-load operation area where pre-ignition is likely to occur due to on-fire) that includes at least a part of the abnormal spark area. Since the fail-safe process (for example, fuel cut) is performed to prevent the occurrence of pre-ignition due to on-fire, it is possible to prevent secondary failure leading to engine damage due to pre-ignition due to on-fire. be able to.
また、本実施例では、イオン電流検出系が故障状態のときにオン飛び火の検出を禁止するようにしたので、イオン電流検出系の故障によるオン飛び火の誤検出を防止することができ、オン飛び火の誤検出による誤ったダイアグ判定や誤ったフェールセーフ処理を未然に防止することができる。 In addition, in this embodiment, since detection of on-fire is prohibited when the ion current detection system is in a failure state, it is possible to prevent erroneous detection of on-fire due to failure of the ion current detection system. It is possible to prevent erroneous diagnosis and erroneous fail-safe processing due to false detection.
更に、本実施例では、オン飛び火異常状態であると判定された場合に、バッテリ電圧が異常状態のときにはオン飛び火故障のダイアグ判定を禁止してバッテリ電圧故障のダイアグ判定を行うようにしたので、バッテリ電圧の異常によりオン飛び火異常状態になった場合には、点火系の異常によりオン飛び火異常状態になった場合と区別して、バッテリ電圧故障のダイアグ判定を行うことができ、ダイアグ判定結果から故障部位を特定し易くなる利点がある。 Furthermore, in this embodiment, when it is determined that the on-fire alarm is in an abnormal state, when the battery voltage is in an abnormal state, the on-fire alarm failure diagnosis determination is prohibited and the battery voltage failure diagnosis determination is performed. When an on-fire error condition occurs due to an abnormality in the battery voltage, a diagnosis of battery voltage failure can be made separately from when an on-fire condition occurs due to an abnormality in the ignition system. There exists an advantage which becomes easy to specify a site | part.
また、本実施例では、オン飛び火異常状態であると判定されたときにフェールセーフ運転領域で燃料カットを行うフェールセーフ処理を実行し、その後、オン飛び火異常状態ではないと判定されたときにフェールセーフ処理を解除する(燃料カットを終了して燃料噴射を再開する)ようにしたので、エンジンの運転性能の低下を最小限に抑えながら、オン飛び火によるプレイグニッションを防止して、オン飛び火によるプレイグニッションによってエンジンの破損に至る二次故障を未然に防止することができる。 Further, in this embodiment, a fail-safe process for performing fuel cut in the fail-safe operation region is executed when it is determined that the on-fire condition is abnormal, and then it is determined that the on-fire condition is not abnormal. Since the safe process is canceled (fuel cut is ended and fuel injection is resumed), pre-ignition due to on-fire is prevented while minimizing deterioration in engine operating performance, and pre-ignition due to on-fire is prevented. It is possible to prevent secondary failures leading to engine damage by ignition.
更に、本実施例では、オン飛び火異常状態と判定された気筒がある場合に、バッテリ電圧が正常状態のときには、他の気筒でオン飛び火異常状態となる可能性が低いと判断して、オン飛び火異常状態と判定された気筒のみでフェールセーフ処理を実行し、バッテリ電圧が異常状態のときには、全気筒でオン飛び火異常状態となる可能性が高いと判断して、全気筒でフェールセーフ処理を実行するようにしたので、必要に応じたフェールセーフ処理を実行することができる。 Further, in the present embodiment, when there is a cylinder determined to be in an on-firing abnormality state, when the battery voltage is normal, it is determined that the possibility of an on-firing abnormality state in other cylinders is low, and the on-firing abnormality state is determined. Fail-safe processing is executed only for cylinders that are determined to be in an abnormal state. When the battery voltage is abnormal, it is determined that there is a high possibility that all cylinders will be in an on-firing abnormal state, and fail-safe processing is executed for all cylinders. As a result, fail-safe processing can be executed as necessary.
尚、上記実施例では、オン飛び火異常状態であると判定された場合にフェールセーフ運転領域で燃料カットを行うフェールセーフ処理を実行するようにしたが、オン飛び火異常状態であると判定された場合にエンジンの運転が停止されるまでフェールセーフ運転領域のみ(又は全運転領域)でスロットル開度を所定値以下に制限するフェールセーフ処理を継続するようにしても良い。 In the above-described embodiment, the fail-safe process for performing fuel cut in the fail-safe operation region is executed when it is determined that the on-fire condition is abnormal, but when it is determined that the on-fire condition is abnormal. Alternatively, the fail-safe process for limiting the throttle opening to a predetermined value or less may be continued only in the fail-safe operation region (or the entire operation region) until the engine operation is stopped.
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、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、41…エンジン制御用マイコン(オン飛び火検出手段,オン飛び火検出許可判定手段,オン飛び火異常状態判定手段,ダイアグ手段,フェールセーフ制御手段,くすぶり検出手段,禁止手段)、42…イオン電流信号処理回路
DESCRIPTION OF
Claims (9)
点火コイルの通電期間の初期に前記イオン電流検出手段で検出したイオン電流信号に基づいて該点火コイルの通電電圧により前記点火プラグで飛び火する現象(以下「オン飛び火」という)を検出するオン飛び火検出手段と、
点火系の正常時に前記オン飛び火が発生する運転領域である安全飛び火領域と、点火系の異常時に前記オン飛び火が発生する運転領域である異常飛び火領域の両方の運転領域以外の運転領域に設定された特定運転領域で所定のオン飛び火検出許可状態であるか否かを判定するオン飛び火検出許可判定手段と、
前記オン飛び火検出許可状態であると判定されたときに前記異常飛び火領域で前記オン飛び火検出手段により前記オン飛び火が検出された場合にオン飛び火異常状態であると判定するオン飛び火異常状態判定手段と、
前記オン飛び火異常状態判定手段により前記オン飛び火異常状態であると判定された場合にオン飛び火故障のダイアグ判定を行うダイアグ手段と
を備えていることを特徴とする内燃機関の制御装置。 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 an electrode of the spark plug;
On-fire detection that detects a phenomenon (hereinafter referred to as “on-sparking fire”) that sparks at the spark plug based on the energizing voltage of the ignition coil based on the ion current signal detected by the ion-current detecting means in the initial period of energization of the ignition coil Means,
It is set to an operation region other than the operation region of both the safe spark region where the on-fire occurs when the ignition system is normal and the abnormal spark region where the on-fire occurs when the ignition system is abnormal. On-firing detection detection determination means for determining whether or not the predetermined on-firing detection detection is permitted in the specific operation region;
On-fire detection abnormal state determination means for determining that the on-fire detection condition is detected when the on-fire detection is detected by the on-fire detection means in the abnormal ignition region when it is determined that the on-fire detection detection enabled state. ,
A control device for an internal combustion engine, comprising: a diagnostic unit that performs diagnostic determination of an on-firing failure when the on-firing abnormality state determining unit determines that the on-firing abnormality state is present.
点火コイルの通電期間の初期に前記イオン電流検出手段で検出したイオン電流信号に基づいて該点火コイルの通電電圧により前記点火プラグで飛び火する現象(以下「オン飛び火」という)を検出するオン飛び火検出手段と、
点火系の正常時に前記オン飛び火が発生する運転領域である安全飛び火領域と、点火系の異常時に前記オン飛び火が発生する運転領域である異常飛び火領域の両方の運転領域以外の運転領域に設定された特定運転領域で所定のオン飛び火検出許可状態であるか否かを判定するオン飛び火検出許可判定手段と、
前記オン飛び火検出許可状態であると判定されたときに前記異常飛び火領域で前記オン飛び火検出手段により前記オン飛び火が検出された場合にオン飛び火異常状態であると判定するオン飛び火異常状態判定手段と、
前記オン飛び火異常状態判定手段により前記オン飛び火異常状態であると判定された場合に前記異常飛び火領域の少なくとも一部を含む所定負荷以上のフェールセーフ運転領域で異常燃焼を防止するフェールセーフ処理を実行するフェールセーフ制御手段と
を備えていることを特徴とする内燃機関の制御装置。 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 an electrode of the spark plug;
On-fire detection that detects a phenomenon (hereinafter referred to as “on-sparking fire”) that sparks at the spark plug based on the energizing voltage of the ignition coil based on the ion current signal detected by the ion-current detecting means in the initial period of energization of the ignition coil Means,
It is set to an operation region other than the operation region of both the safe spark region where the on-fire occurs when the ignition system is normal and the abnormal spark region where the on-fire occurs when the ignition system is abnormal. On-firing detection detection determination means for determining whether or not the predetermined on-firing detection detection is permitted in the specific operation region;
On-fire detection abnormal condition determination means for determining that the on-fire detection condition is detected when the on-firing detection means is detected by the on-firing detection means in the abnormal ignition area when it is determined that the on-fire detection condition is permitted. ,
Performs a fail-safe process for preventing abnormal combustion in a fail-safe operation region of a predetermined load or more including at least a part of the abnormal spark region when the on-firing region abnormality determination unit determines that the on-firing region is in an abnormal state. And a fail-safe control means.
前記オン飛び火検出許可判定手段は、前記特定運転領域で前記くすぶり検出手段により検出した前記点火プラグのくすぶり状態が所定以下のときに前記オン飛び火検出許可状態であると判定することを特徴とする請求項1又は2に記載の内燃機関の制御装置。 Smolder detecting means for detecting a smoldering state of the spark plug based on an ion current signal detected by the ion current detecting means;
The on-fire detection detection permission determining unit determines that the on-sparking fire detection permission state is obtained when a smoldering state of the spark plug detected by the smolder detection unit in the specific operation region is equal to or less than a predetermined value. Item 3. The control device for an internal combustion engine according to Item 1 or 2.
前記フェールセーフ制御手段は、前記オン飛び火異常状態と判定された気筒がある場合に、バッテリ電圧が正常状態のときには前記オン飛び火異常状態と判定された気筒で前記フェールセーフ処理を実行し、バッテリ電圧が異常状態のときには全気筒で前記フェールセーフ処理を実行することを特徴とする請求項2、7、8のいずれかに記載の内燃機関の制御装置。 The on-fired abnormal state determining means determines whether or not the on-fired abnormal state is in each cylinder,
The fail-safe control means performs the fail-safe process on the cylinder determined to be in the on-firing abnormal state when the battery voltage is normal when there is a cylinder determined to be in the on-firing abnormal state, and the battery voltage 9. The control device for an internal combustion engine according to claim 2, wherein the fail-safe process is executed in all cylinders when the engine is in an abnormal state.
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JP2008264708A JP2010090882A (en) | 2008-10-13 | 2008-10-13 | Control device of internal combustion engine |
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JP2012021417A (en) * | 2010-07-12 | 2012-02-02 | Toyota Motor Corp | Device for determining smolder of ignition plug |
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