JP2754507B2

JP2754507B2 - 内燃機関の失火検出装置

Info

Publication number: JP2754507B2
Application number: JP3350240A
Authority: JP
Inventors: 正毅金広; 勇一島崎; 卓司石岡; 茂樹馬場; 隆久木; 茂丸山; 正孝近松; 収宏寺田; 健一前田; 一仁柿元
Original assignee: Honda Motor Co Ltd
Current assignee: Honda Motor Co Ltd
Priority date: 1991-12-09
Filing date: 1991-12-09
Publication date: 1998-05-20
Anticipated expiration: 2013-05-20
Also published as: JPH05164033A

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、内燃機関の失火検出装
置に関し、特に燃料系の原因に係る失火の検出装置に関
する。

【０００２】

【従来の技術】内燃機関の気筒に吸入された燃料混合気
を点火するため該各気筒毎に点火プラグが設けられてい
る。通常、内燃機関の点火コイルにおいて発生された高
電圧は配電器を介して各気筒の点火プラグへ順次分配さ
れ、前記燃料混合気を点火する。この場合、点火プラグ
での点火が正常に行なわれない、すなわち失火が生ずる
と、種々の弊害が発生する。例えば、運転性能を悪化さ
せ、燃費を悪化させ、さらには未燃焼ガスの排気系路で
の後燃えにより排気ガス浄化装置における触媒温度の上
昇をまねく等の弊害である。従って、このような弊害を
もたらす失火は絶対に防止しなければならない。この失
火の原因を大別すると、燃料系に係るものと点火系に係
るものとがある。前者の燃料系に係るものは燃料混合気
のリーンまたはリッチに起因するものであり、後者の点
火系に係るものはいわゆるミス・スパークに起因するも
のである。ミス・スパークとは点火プラグに正常な火花
放電が生じないことを意味する。例えば未燃燃料の付着
による点火プラグのくすぶり等により、あるいは点火回
路の異常により正常な火花放電が行われない場合であ
る。

【０００３】本願出願人は、上記失火のうち燃料系の原
因に係るものを検出する失火検出装置として、点火電圧
を検出し、この点火電圧の値が所定電圧値を越える期間
及び／又は点火電圧の値が所定電圧値を越える部分の面
積が基準値を越えるとき、機関の失火と判定するように
したものを、既に提案している（平成３年１１月１４日
付特許願、整理番号ＪＰ２７９３）。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記の
失火検出装置では失火判定のための基準値の設定手法が
具体的に示されていないため、例えば正常に燃焼してい
るにも拘らず燃焼室内におけるイオンの生成が少ない場
合、あるいは点火プラグの温度によってイオンの検出が
困難な場合等には、失火でないのに失火と誤判定すると
いう問題が未解決であった。

【０００５】また、例えば燃料供給遮断状態から燃料供
給を開始した直後のように、機関運転状態によっては誤
って失火と判定する可能性が高い場合があるにも拘ら
ず、従来の装置ではこの点が考慮されていなかった。

【０００６】本発明は、上述の点に鑑みなされたもので
あり、燃料系の原因に係る失火をより正確に検出するこ
とができる失火検出装置を提供することを目的とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
請求項１に記載の発明は、機関運転パラメータの値を検
出する機関運転状態検出手段と、前記機関運転パラメー
タの値に基づいて点火時期を決定して点火指令信号を発
生する信号発生手段と、前記点火指令信号に基づいて、
機関に備えられた点火プラグを放電させる為の高電圧を
発生させる点火手段と、前記点火手段に高電圧が発生さ
れる時の電圧値を検出する電圧値検出手段と、前記点火
指令信号発生後の点火電圧値が所定電圧値を越える期間
及び前記点火電圧値が所定電圧値を越える部分の面積の
少なくとも一方が基準値を越えるとき、機関の失火状態
と判定する失火判定手段とを有する内燃機関の失火検出
装置において、前記失火判定手段は、前記基準値を前記
機関運転パラメータの値に応じて設定する基準値設定手
段を備え、前記基準値設定手段は、機関回転数及び機関
負荷に応じて基本値を設定するとともに、吸気温、機関
温度、空燃比、排気還流率及び大気の湿度の少なく１つ
に応じて前記基本値を補正することにより、前記基準値
を算出するようにしたものである。

【０００８】

【０００９】請求項２に記載の発明は、機関運転パラメ
ータの値を検出する機関運転状態検出手段と、前記機関
運転パラメータの値に基づいて点火時期を決定して点火
指令信号を発生する信号発生手段と、前記点火指令信号
に基づいて、機関に備えられた点火プラグを放電させる
為の高電圧を発生させる点火手段と、前記点火手段に高
電圧が発生される時の電圧値を検出する電圧値検出手段
と、前記点火指令信号発生後の点火電圧値が所定電圧値
を越える期間及び前記点火電圧値が所定電圧値を越える
部分の面積の少なくとも一方が基準値を越えるとき、機
関の失火状態と判定する失火判定手段とを有する内燃機
関の失火検出装置において、前記機関が所定運転状態に
あるときには、前記失火判定手段による判定を禁止する
禁止手段を設け、前記所定運転状態は、機関負荷、吸気
温及びバッテリ電圧の少なくとも１つが所定範囲外にあ
る第１の条件、駆動輪スリップ制御、空燃比リーン化制
御及び燃料供給遮断制御のいずれかが実行中である第２
の条件及び燃料供給遮断制御終了後所定時間内である第
３の条件のうち少なくとも１つの条件が成立する運転状
態とするようにしたものである。

【００１０】

【００１１】

【作用】請求項１に記載の発明によれば、点火電圧値が
所定電圧値を越える期間及び／又は点火電圧値が所定電
圧値を越える部分の面積が、失火判定用の基準値を越え
るとき失火状態と判定され、前記基準値は、機関回転数
及び機関負荷に応じて設定される基本値を、吸気温、機
関温度、空燃比、排気還流率及び大気の湿度の少なく１
つに応じて補正することにより算出される。

【００１２】請求項２に記載の発明によれば、点火電圧
値が所定電圧値を越える期間及び／又は点火電圧値が所
定電圧値を越える部分の面積が、失火判定用の基準値を
越えるとき失火状態と判定され、機関負荷、吸気温及び
バッテリ電圧の少なくとも１つが所定範囲外にある第１
の条件、駆動輪スリップ制御、空燃比リーン化制御及び
燃料供給遮断制御のいずれかが実行中である第２の条件
及び燃料供給遮断制御終了後所定時間内である第３の条
件のうち少なくとも１つの条件が成立する所定運転状態
において、前記失火判定が禁止される。

【００１３】

【実施例】以下、本発明の実施例を図面を参照して説明
する。

【００１４】図１は、本発明の一実施例に係る排気還流
機構を装備した内燃機関（以下単に「エンジン」とい
う）及びその制御装置の全体構成図であり、例えば４気
筒のエンジン１の吸気管２の途中にはスロットル弁３が
設けられている。スロットル弁３にはスロットル弁開度
（θＴＨ）センサ４が連結されており、当該スロットル
弁３の開度に応じた電気信号を出力してエンジン制御用
電子コントロールユニット（以下「ＥＣＵ」という）５
に供給する。

【００１５】燃料噴射弁６はエンジン１とスロットル弁
３との間且つ吸気管２の図示しない吸気弁の少し上流側
に各気筒毎に設けられており、各噴射弁は図示しない燃
料ポンプに接続されていると共にＥＣＵ５に電気的に接
続されて当該ＥＣＵ５からの信号により燃料噴射の開弁
時間が制御される。

【００１６】エンジン１の各気筒の点火プラグ１６はデ
ィストリビュータ１５を介してＥＣＵ５に電気的に接続
されており、ＥＣＵ５により点火時期θＩＧが制御され
る。ディストリビュータ１５と点火プラグ１６とを接続
する接続線の途中には、その接続線と静電的に結合され
た（接続線と数ｐＦのコンデンサを形成する）点火電圧
センサ１７が設けられており、その検出信号はＥＣＵ５
に供給される。

【００１７】一方、スロットル弁３の直ぐ下流には吸気
管内絶対圧（ＰＢＡ）センサ７が設けられており、この
絶対圧センサ７により電気信号に変換された絶対圧信号
は前記ＥＣＵ５に供給される。また、その下流には吸気
温（ＴＡ)センサ８が取付けられており、吸気温ＴＡを
検出して対応する電気信号を出力してＥＣＵ５に供給す
る。

【００１８】エンジン１の本体に装着されたエンジン水
温（ＴＷ）センサ９はサーミスタ等から成り、エンジン
水温（冷却水温）ＴＷを検出して対応する温度信号を出
力してＥＣＵ５に供給する。エンジン回転数（ＮＥ）セ
ンサ１０及び気筒判別（ＣＹＬ）センサ１１はエンジン
１の図示しないカム軸周囲又はクランク軸周囲に取付け
られている。エンジン回転数センサ１０はエンジン１の
クランク軸の１８０度回転毎に所定のクランク角度位置
でパルス（以下「ＴＤＣ信号パルス」という）を出力
し、気筒判別センサ１１は特定の気筒の所定のクランク
角度位置で信号パルスを出力するものであり、これらの
各信号パルスはＥＣＵ５に供給される。

【００１９】三元触媒１４はエンジン１の排気管１３に
配置されており、排気ガス中のＨＣ，ＣＯ，ＮＯｘ等の
成分の浄化を行う。排気ガス濃度検出器としての酸素濃
度センサ１２は排気管１３の三元触媒１４の上流側に装
着されており、排気ガス中の酸素濃度を検出してその検
出値に応じた信号を出力しＥＣＵ５に供給する。酸素濃
度センサ１２は、酸素濃度に比例した信号を出力するリ
ニア型のものである。

【００２０】ＥＣＵ５には更に、バッテリ電圧ＶＢを検
出するバッテリ電圧センサ３１、大気の湿度ＨＡを検出
する湿度センサ３２、エンジン１が搭載された車両の左
右の駆動輪の回転速度ＷＦＬ，ＷＦＲを検出する駆動輪
速度センサ３３，３４及び左右の従動輪の回転速度ＷＲ
Ｌ，ＷＲＲを検出する従動輪速度センサ３５，３６が接
続されており、これらのセンサの検出信号がＥＣＵ５に
供給される。

【００２１】次に、排気還流機構２０について説明す
る。

【００２２】この機構２０の排気還流路２１は、一端２
１ａが排気管１３の三元触媒１４上流側に、他端21ｂが
吸気管２のスロットル弁３下流側に夫々連通している。
この排気還流路２１の途中には排気還流量を制御する排
気還流弁２２及び容積室２１Ｃが介設されている。そし
て、この排気還流弁２２はソレノイド２２ａを有する電
磁弁であり、ソレノイド２２ａはＥＣＵ５に接続され、
その弁開度がＥＣＵ５からの制御信号によってリニアに
変化させることができるように構成されている。排気還
流弁２２には、その弁開度を検出するリフトセンサ２３
が設けられており、その検出信号はＥＣＵ５に供給され
る。

【００２３】ＥＣＵ５は上述の各種センサからのエンジ
ンパラメータ信号等に基づいてエンジン運転状態を判別
し、吸気管内絶対圧ＰＢＡとエンジン回転数ＮＥとに応
じて設定される排気還流弁２２の弁開度指令値ＬＣＭＤ
とリフトセンサ２３によって検出された排気還流弁２２
の実弁開度値ＬＡＣＴとの偏差を零にするようにソレノ
イド２２ａに制御信号を供給する。

【００２４】ＥＣＵ５は各種センサからの入力信号波形
を整形し、電圧レベルを所定レベルに修正し、アナログ
信号値をデジタル信号値に変換する等の機能を有する入
力回路５ａ、中央演算処理回路（以下「ＣＰＵ」とい
う）５ｂ、ＣＰＵ５ｂで実行される各種演算プログラム
及び演算結果等を記憶する記憶手段５ｃ、前記燃料噴射
弁６に駆動信号を供給する出力回路５ｄ等から構成され
る。

【００２５】ＣＰＵ５ｂは上述の各種エンジンパラメー
タ信号に基づいて、酸素濃度センサ１２による理論空燃
比へのフィードバック制御運転領域やオープンループ制
御運転領域等の種々のエンジン運転状態を判別するとと
もに、エンジン運転状態に応じ、燃料噴射弁６の燃料噴
射時間及び点火プラグ１６の点火時期を演算するととも
に、後述するように点火電圧センサ１７の出力に基づい
た失火判定を行う。

【００２６】ＣＰＵ５ｂは、更にエンジン運転状態に応
じた前記排気還流機構２０の排気還流弁２２の弁開度制
御及び駆動輪速度ＷＦＬ，ＷＦＲと従動輪速度ＷＲＬ，
ＷＲＲとに基づくトラクション制御を行う。このトラク
ション制御は、駆動輪の過剰スリップ状態を検出したと
きには、空燃比のリーン化及び燃料供給遮断（フュエル
カット）によってエンジンの出力トルクを低減するもの
である。

【００２７】ＣＰＵ５ｂは上述のようにして算出、決定
した結果に基づいて、燃料噴射弁６、点火プラグ１６及
び排気還流弁２２を駆動する信号を、出力回路５ｄを介
して出力する。

【００２８】尚、本実施例においては、ＥＣＵ５は信号
発生手段、失火判定手段、基準値設定手段及び禁止手段
を構成する。

【００２９】図２は、図１の制御装置における失火判定
に係る部分の構成を示す図であり、電源電圧ＶＢが供給
される電源端子Ｔ１は一次側コイル４７と二次側コイル
４８とから成る点火コイル（点火手段）４９に接続され
ている。一次側コイル４７と二次側コイル４８とは互い
にその一端で接続され、一次側コイル４７の他端はトラ
ンジスタ４６のコレクタに接続され、トランジスタ４６
のベースは駆動回路５０を介してＣＰＵ５ｂに接続さ
れ、そのエミッタは接地されている。トランジスタ４６
のベースには、ＣＰＵ５ｂより点火指令信号Ａが供給さ
れる。また、二次側コイル４８の他端は、ディストリビ
ュータ１５を介して点火プラグ１６の中心電極１６ａに
接続されている。点火プラグ１６の接地電極１６ｂは接
地されている。

【００３０】点火電圧センサ１７は、入力回路４１を介
してＡ／Ｄ変換器４５に接続され、Ａ／Ｄ変換器４５の
出力はＣＰＵ５ｂに接続されている。Ａ／Ｄ変換器４５
により、入力回路４１の出力電圧（点火電圧）Ｖがデジ
タル値に変換され、ＣＰＵ５ｂに供給される。

【００３１】図３は、入力回路４１の具体的な構成を示
す回路図であり、同図において入力端子Ｔ２は、抵抗４
１５を介して演算増幅器（以下「オペアンプ」という）
４１６の非反転入力に接続されている。また入力端子Ｔ
２は、コンデンサ４１１と抵抗４１２とダイオード４１
４とを並列に接続した回路を介してアースに接続される
とともに、ダイオード４１３を介して電源ラインＶＢＳ
に接続されている。コンデンサ４１１は、例えば１０⁴
ｐＦ程度のものを使用し、前記点火電圧センサ１７によ
って検出される電圧を数千分の１に分圧する働きをす
る。また抵抗４１２は例えば５００ＫΩ程度のものを使
用する。ダイオード４１３及び４１４は、オペアンプ４
１６の入力電圧がほぼ０〜ＶＢＳの範囲内に入るように
するために設けられている。オペアンプ４１６の反転入
力はその出力と接続されており、オペアンプ４１６はバ
ッファアンプ（インピーダンス変換回路）として動作す
る。オペアンプ４１６の出力が点火電圧ＶとしてＡ／Ｄ
変換器４５に供給される。

【００３２】図４は、点火指令信号発生時における点火
電圧Ｖの推移を示すタイムチャートであり、実線は燃料
混合気の正常燃焼時の点火電圧を示し、破線は燃料系の
原因による失火（以下「ＦＩ失火」という）時の点火電
圧を示す。

【００３３】同図を参照して、まず、正常燃焼時の点火
電圧特性（実線で示す特性）について説明する。点火指
令信号Ａ発生時刻ｔ０の直後においては点火電圧は燃料
混合気（点火プラグの放電ギャップ間）の絶縁を破壊す
る値まで上昇する（曲線ａ）。例えば図３に示すように
点火電圧Ｖの値がＦＩ失火判別用基準電圧（所定電圧）
Ｖmis₁を越えたとき（Ｖ＞Ｖmis₁となったとき）燃料混
合気の絶縁は破壊され、絶縁破壊前の容量放電状態（数
百アンペア程度の電流による非常に短い時間の放電状
態）から放電電圧が略一定の誘導放電状態へと移行する
（曲線ｂ）（数十ミリアンペア程度の電流により、数ミ
リ秒程度の放電期間）。誘導放電電圧は、時刻ｔ０以降
の圧縮行程に伴う気筒内の圧力が上昇することにより上
昇する。これは、圧力が高くなると誘導放電に必要な電
圧も高くなるためである。誘導放電の最後の段階におい
ては点火コイルの誘導エネルギーの減少により誘導放電
を維持するための電圧よりも点火プラグ電極間の電圧が
低くなり、誘導放電は消失して容量放電状態へ移行す
る。容量放電状態においては点火プラグ電極間の電圧は
燃料混合気の絶縁を再度破壊するため上昇するが、点火
コイル１の残余のエネルギーが少なく電圧上昇はわずか
である（曲線ｃ）。これは、燃焼が発生した場合は、プ
ラグギャップ間の電気抵抗が低いためであり、燃焼時の
燃料混合気がイオン化していることに起因する。

【００３４】次に、燃料混合気が燃料供給系の異常等に
よりリーン状態やカット状態となりＦＩ失火が発生した
とき（燃焼が発生しなかったとき）の点火電圧特性（点
線で示す特性）について説明する。点火指令信号Ａ発生
時刻ｔ０の直後においては点火電圧Ｖは点火プラグ電極
間の燃料混合気の絶縁を破壊する値まで上昇するが、こ
のときの絶縁破壊電圧の値は、燃料混合気に占める空気
の割合が正常時よりも多く含まれており、燃料混合気の
絶縁耐力が大きくなり、また、燃焼が発生していないた
め、燃料混合気がイオン化しておらず、プラグギャップ
間の電気抵抗が高くなることから、正常燃焼時の電圧値
よりも高くなる（曲線ａ’）。この後、正常燃焼時と同
様に誘導放電状態へ移行する（曲線ｂ’）が、放電時の
抵抗も正常燃焼時よりも大きくなることにより正常燃焼
時よりも誘導放電電圧が高くなり早く上記誘導放電状態
から容量放電状態へ移行する（曲線ｃ’）。この誘導放
電の最後の段階から容量放電への移行時に発生する容量
放電電圧の値は、燃料混合気の絶縁破壊電圧が正常燃焼
時よりも大きいことにより、又誘導放電が早く終わり
（放電持続時間が短くなる）残余エネルギーも多くなる
ため図３に示すように正常燃焼時に比べて非常に大きく
なる（曲線ｃ’）。従って、この容量放電の直後では点
火コイルの残余のエネルギーが急激に減少するため点火
電圧が略零に急降下する（曲線ｃ’）。

【００３５】図５は、失火判定を行うプログラムのフロ
ーチャートであり、本プログラムはＣＰＵ５ｂで一定時
間毎に実行される。

【００３６】まず、モニタ条件が成立しているか否かを
判別する（ステップＳ１）。ここで、モニタ条件は、エ
ンジンが失火判定を実行すべき運転状態にあるとき成立
する条件であり、後述する図６のプログラムによって判
断される。この条件が成立していない（ステップＳ１の
答が否定（Ｎｏ））ときには、直ちに本プログラムを終
了する。

【００３７】ステップＳ１の答が肯定（Ｙｅｓ）、即ち
モニタ条件が成立しているときには、点火指令信号Ａが
発生したか否かを示すＩＧフラグ（ＦlagＩＧ）に
「１」が立っているか否かを判断する（ステップＳ
２）。「１」は点火指令信号Ａが発生したことを示す。
このＩＧフラグは点火指令信号Ａの発生とともに「１」
に設定され一定時間経過後に「０」に設定される。点火
指令信号Ａの発生前においては「１」は立っていないの
で、ステップＳ２における判断は否定となり、ステップ
Ｓ３，Ｓ４，Ｓ５へ移行し、タイマ（点火指令信号Ａ発
生後の時間を計測するタイマ）に所定時間Ｔmis₁を設定
し、面積Ｓの値を零に初期化してメモリに記憶し、ＩＧ
フラグに「０」を立て、本プログラムを終了する。ＩＧ
フラグに「１」を立てる処理は図５のルーチンとは別の
ルーチン例えば点火時期演算処理ルーチンで行なう。

【００３８】なお、所定時間Ｔmis₁の値は、点火指令信
号Ａの発生時点から正常燃焼時に誘導放電の最後の段階
での容量放電の発生時点までの時間より若干大きい時間
に設定され、エンジン運転状態（機関運転パラメータ
値）に応じてマップ又はテーブルから読み出される値で
ある。後に述べるＶmis₁，Ｓmisについても同様であ
る。

【００３９】次に、点火指令信号Ａが発生してＩＧフラ
グに「１」が立つと、ステップＳ２からＳ６へ移行し
て、前記タイマで所定時間Ｔmis₁が経過したか否かを判
断する（図４参照）。点火指令信号Ａ発生直後において
は所定時間Ｔmis₁は経過していないので、点火電圧Ｖの
値が所定電圧Ｖmis₁の値を越えたか否かを判断する（ス
テップＳ７）（図４参照）。この所定電圧Ｖmis₁は例え
ば正常燃焼時であれば点火指令信号Ａの発生直後の容量
放電中及びその後誘導放電に続く容量放電中に点火電圧
Ｖが必ず越える値に設定される。Ｖ≦Ｖmis₁であれば、
本プログラムを直ちに終了する。Ｖ＞Ｖmis₁であれば、
図４に示す点火電圧特性曲線においてＶ＞Ｖmis₁である
部分の面積を求め（ステップＳ８）、この面積の値を面
積Ｓの値が記憶されているメモリに加え、新たな面積Ｓ
の値とする。次に、この新たな面積Ｓの値が所定面積Ｓ
misの値を越えているか否かを判断し（ステップＳ
９）、越えていればＦＩ失火と判定し（ステップＳ１
０）、越えていなければＦＩ失火でないと判断して本プ
ログラムを終了する。上記処理をＥＣＵ８のタイマで所
定時間Ｔmis₁が経過するまで行なう（ステップＳ６）。
なお、上記所定面積Ｓmisの値は、ＦＩ失火時に積算し
た面積Ｓの値よりも小さくなるように設定される。

【００４０】上記面積Ｓの値の例を図４に示す。図４に
おいて、右下がり斜線で示す面積Ｓ ₁は正常燃焼時にお
ける面積Ｓを示し、左下がり斜線で示す面積Ｓ₂とＳ₃の
合計はＦＩ失火時の面積Ｓを示す。ＦＩ失火時の面積Ｓ
は、正常燃焼時の面積Ｓよりも遥かに大きく、所定面積
Ｓmisを確実に越える。

【００４１】尚、図４においてＳ₁とＳ₂は点火指令信号
発生直後の容量放電時の面積であり、Ｓ₃はその後の誘
導放電に続く容量放電時の面積であり、図５のプログラ
ム中、面積ＳはＳ₂とＳ₃との和である。

【００４２】図６は、前記モニタ条件の判定を行うプロ
グラムのフローチャートである。

【００４３】ステップＳ２１〜Ｓ２５では、検出したエ
ンジン運転パラメータ値が所定範囲内にあるか否かを判
別する。即ち、エンジン回転数ＮＥが下限値ＮＥＬ（例
えば５００ｒｐｍ）と上限値ＮＥＨ(例えば６，５００
ｒｐｍ)の間にあるか否か（ステップＳ２１）、吸気管
内絶対圧ＰＢＡが下限値ＰＢＡＬ（例えば２６０mmHg）
と上限値ＰＢＡＨ(例えば７６０mmHg)の間にあるか否か
（ステップＳ２２）。エンジン水温ＴＷが下限値ＴＷＬ
（例えば４０℃）と上限値ＴＷＨ（例えば１１０℃）の
間にあるか否か（ステップＳ２３）、吸気温ＴＡが下限
値ＴＡＬ（例えば０℃）と上限値ＴＡＨ（例えば８０
℃）の間にあるか否か（ステップＳ２４）及びバッテリ
電圧ＶＢが下限値ＶＢＬ（例えば１０Ｖ）より高いか否
か（ステップＳ２５）を判別し、これらの判別結果のい
ずれかが否定（Ｎｏ）（のときには、モニタ条件不成立
と判定する（ステップＳ３２）。エンジンが通常の運転
状態にあれば、エンジン回転数ＮＥ、吸気管内絶対圧Ｐ
ＢＡ、エンジン水温ＴＷ及び吸気温ＴＡは、上記上下限
値の範囲内にあること、及びバッテリ電圧ＶＢが低い場
合には点火電圧が低下し、正確な判定ができないことを
考慮したものである。

【００４４】ステップＳ２１〜２５の答が全て肯定（Ｙ
ｅｓ）のときには、空燃比リーン制御実行中（例えばエ
ンジンの減速時にこのような制御が実行される）である
か否か（ステップＳ２６）及びトラクション制御実行中
であるか否か（ステップＳ２７）を判別する。これらの
判別の結果、いずれかの答が肯定（Ｙｅｓ）のときに
は、モニタ条件不成立と判別する（ステップＳ３２）。
空燃比リーン制御中は、燃焼が不安定となること及びト
ラクション制御実行中は、空燃比リーン制御及び／又は
フュエルカットが行われることを考慮したものである。

【００４５】ステップＳ２６，Ｓ２７の答がともに否定
（Ｎｏ）のときには、更にフュエルカット中か否かを判
別し（ステップＳ２８）、その答が肯定（Ｙｅｓ）、即
ちフュエルカット中のときには、タイマＴＭＡＦＣに所
定時間（例えば１秒）をセットしてスタートさせ（ステ
ップＳ２９）、モニタ条件不成立と判定する（ステップ
Ｓ３２）。ステップＳ２８の答が否定（Ｎｏ）、即ちフ
ュエルカット中でないときには、前記タイマＴＭＡＦＣ
のカウント値が値０か否かを判別する（ステップＳ３
０）。この答が否定（Ｎｏ）、即ちフュエルカット終了
後所定時間経過前は、モニタ条件不成立と判定し（ステ
ップＳ３２）、ステップＳ３０の答が肯定（Ｙｅｓ）、
即ちフュエルカット終了後所定時間経過したときにはモ
ニタ条件成立と判定する（ステップＳ３１）。

【００４６】ステップＳ２９，Ｓ３０は、フュエルカッ
ト終了後直後も燃焼が不安定となることを考慮したもの
である。

【００４７】図６のプログラムによれば、エンジン運転
パラメータ値（ＮＥ，ＰＢＡ，ＴＷ，ＴＡ，ＶＢ）が所
定範囲ないとき、空燃比リーン制御若しくはトラクショ
ン制御実行中のとき、フュエルカット中又はフュエルカ
ット終了後所定時間内はモニタ条件不成立と判定され、
上記以外のときモニタ条件成立と判定される。

【００４８】従って、図５のプログラムによる失火判定
は、燃焼が安定しているモニタ条件成立時のみ実行され
るので、より正確な判定を行うことができる。

【００４９】図７は本発明の第２の実施例に係る失火判
定用の回路構成を示す図であり、入力回路４１の出力
は、ピークホールド回路４２及び比較器４４の非反転入
力に接続されている。ピークホールド回路４２の出力
は、比較レベル設定回路４３を介して比較器４４の反転
入力に接続されている。また、ピークホールド回路２２
のリセット入力には、ＣＰＵ５ｂが接続されており、Ｃ
ＰＵ５ｂから適切なタイミングでピークホールド値をリ
セットするリセット信号が供給される。比較器４４の出
力は、ＣＰＵ５ｂに入力される。また、二次側コイル４
８とディストリビュータ１５との間にダイオード５０が
介装されている。以上の点以外は、図２の回路と同一で
ある。

【００５０】図８は、図７の入力回路４１、ピークホー
ルド回路４２及び比較レベル設定回路４３の具体的な構
成を示す回路図であり、入力回路４１は、図３と同一で
ある。

【００５１】図８において入力回路４１のオペアンプ４
１６の出力は、比較器４４の非反転入力及びオペアンプ
４２１の非反転入力に接続されている。オペアンプ４２
１の出力はダイオード４２２を介してオペアンプ４２７
の非反転入力に接続され、オペアンプ４２１及び４２７
の反転入力はいずれもオペアンプ４２７の出力に接続さ
れている。従って、これらのオペアンプもバッファアン
プとして動作する。

【００５２】オペアンプ４２７の非反転入力は抵抗４２
３及びコンデンサ４２６を介して接地され、抵抗４２３
とコンデンサ４２６の接続点は、抵抗４２４を介してト
ランジスタ４２５のコレクタに接続されている。トラン
ジスタ４２５のエミッタは接地され、ベースにはリセッ
ト時高レベルとなるリセット信号がＣＰＵ５ｂより入力
される。

【００５３】オペアンプ４２７の出力は、比較レベル設
定回路４３を構成する抵抗４３１及び４３２を介して接
地され、抵抗４３１と４３２の接続点が比較器４４の反
転入力に接続されている。

【００５４】図８の回路によれば、検出された点火電圧
Ｖ（オペアンプ４１６の出力）のピーク値がピークホー
ルド回路４２によって保持され、そのピークホールド値
が比較レベル設定回路４３により、値１より小さい所定
数倍され、比較レベルＶＣＯＭＰとして比較器４４に供
給される。従って、端子Ｔ４にはＶ＞ＶＣＯＭＰが成立
するとき高レベルとなるパルス信号（比較判定パルス）
が出力される。

【００５５】以上のように構成される失火検出用回路の
動作を、図９に示すタイムチャートを用いて説明する。
なお、図９（ｂ）〜（ｅ）において実線は燃焼時の動作
を示し、破線はＦＩ失火発生時の動作を示す。

【００５６】また、同図（ａ）は点火指令信号である。

【００５７】同図（ｂ）は、検出した点火電圧Ｖ（Ｂ，
Ｂ′）及び比較レベルＶＣＯＭＰ（Ｃ，Ｃ′）の推移を
示しており、燃焼時の曲線Ｂは前述した図４と同様に変
化する。一方、失火発生時の曲線Ｂ′は放電終了直前に
容量放電電圧がピークとなった後の特性が、図４の場合
と異なる。これは、図７に示したように、２次側コイル
４８とディストリビュータ１５との間にダイオード５０
を設けたことによる。以下、この点について詳述する。

【００５８】点火コイル４９で発生した電気エネルギ
は、ダイオード５０及びディストリビュータ１５を介し
て点火プラグ１６に供給され、点火プラグ１６の電極間
で放電される。このとき放電しきれなかった電荷は、ダ
イオード５０と点火プラグ１６との間の浮遊容量に蓄え
られるが、燃焼時はこの電荷が点火プラグ１６の電極近
傍に存在するイオンによって中和されるため、容量放電
終了時の点火電圧Ｖ（図９（ｂ）のＢ）は、ダイオード
５０がない場合と同様に速やかに減少する。

【００５９】これに対し失火時は、点火プラグ１６の電
極近傍にほとんどイオンが存在しないため、ダイオード
５０と点火プラグ１６との間に蓄えられた電荷は、イオ
ンによって中和されず、またダイオード５０によって点
火コイル４９へ逆流することもできないためそのまま保
持され、気筒内圧力が低下して放電要求電圧がこの電荷
により印加されている電圧と等しくなった時に、点火プ
ラグ１６の電極において放電される（図９（ｂ）、時刻
ｔ５）。従って、容量放電終了後も、比較的長時間（正
常燃焼時に比べて）にわたり、点火電圧Ｖは高電圧状態
が継続するのである。

【００６０】図９（ｂ）の曲線Ｃ，Ｃ′は、点火電圧Ｖ
のピークホールド値から得られる比較レベルＶＣＯＭＰ
の推移を示しており、時刻ｔ２〜ｔ３間でリセットされ
ている。従って、時刻ｔ２以前は、前回点火された気筒
の比較レベルＶＣＯＭＰを示している。また、図９
（ｃ）は比較器４４の出力を示しており、図９（ｂ）及
び（ｃ）から明らかなように、燃焼時においては時刻ｔ
２〜ｔ４間でＶ＞ＶＣＯＭＰとなり、失火時においては
時刻ｔ１〜ｔ５間でＶ＞ＶＣＯＭＰとなり、その間比較
器４４の出力は高レベルとなる。

【００６１】従って、比較器４４から出力される比較判
定パルスのパルス幅を計測し、基準値と比較することに
よって、失火を判定することができる。図１０は、比較
判定パルスに基づいて、失火判定を行うプログラムのフ
ローチャートであり、本プログラムはＣＰＵ５ｂにおい
て一定時間毎に実行される。

【００６２】ステップＳ４１では、前述したモニタ条件
が成立しているか否かを判別し、その答が否定（Ｎｏ）
のときには、直ちに本プログラムを終了する。ステップ
Ｓ４１の答が肯定（Ｙｅｓ）のときには、ＩＧフラグ
（ＦｌａｇＩＧ）が「１」であるか否かを判別し（ステ
ップＳ４２）、その答が否定（Ｎｏ）、即ちＩＧフラグ
が「０」のときには、リセットタイマの計測値ｔＲを値
０として（ステップＳ４３）本プログラムを終了する。
ステップＳ４２の答が肯定（Ｙｅｓ）、即ちＩＧフラグ
が「１」のときには、リセットタイマの計測値ｔＲが所
定時間ｔＲＥＳＥＴより小さいか否かを判別する（ステ
ップＳ４４）。ＩＧフラグが「０」から「１」となった
直後は、この答が肯定（Ｙｅｓ）となり、比較判定パル
ス、即ち比較器４４の出力パルスが有るか否かを判別す
る（ステップＳ４７）。この答が否定（Ｎｏ）であれば
直ちに本プログラムを終了し、肯定（Ｙｅｓ）であれ
ば、カウンタのカウント値ＣＰを値１だけインクリメン
トし（ステップＳ４８）、そのカウント値ＣＰが基準値
ＣＰＲＥＦより小さいか否かを判別する（ステップＳ４
９）。

【００６３】ステップＳ４９の答が肯定（Ｙｅｓ）、即
ちＣＰ＜ＣＰＲＥＦのときには、正常燃焼と判定し、フ
ラグＦＭＩＳを「０」とする（ステップＳ５０）一方、
ステップＳ４９の答が否定（Ｎｏ）、即ちＣＰ≧ＣＰＲ
ＥＦのときには、ＦＩ失火と判定し、フラグＦＭＩＳを
「１」とし（ステップＳ５１）、本プログラムを終了す
る。

【００６４】前記ステップＳ４４の答が否定（Ｎｏ）、
即ちｔＲ＞ｔＲＥＳＥＴとなったときには、カウンタの
カウント値ＣＰ及びＩＧフラグを値０にリセットし（ス
テップＳ４５，Ｓ４６）、前記ステップＳ５０に進む。

【００６５】図１０のプログラムによれば、図９
（ｄ），（ｅ）に示すように、燃焼時には、カウント値
ＣＰが基準値ＣＰＲＥＦを越えないのに対し、失火時に
は、時刻ｔ６に基準値ＣＰＲＥＦを越えるので、失火が
検出される（ＦＭＩＳが０から１に変化する）。

【００６６】図１１は、上記基準値ＣＰＲＥＦの設定を
行うプログラムのフローチャートであり、本プログラム
はＴＤＣ信号パルスの発生毎にこれと同期して実行され
る。

【００６７】ステップＳ６１では、前記モニタ条件が成
立しているか否かを判別し、その答が否定（Ｎｏ）のと
きには、直ちに本プログラムを終了する。ステップＳ６
１の答が肯定（Ｙｅｓ）のときには、ＣＰＲＥＦ０マッ
プを検索して、基準値ＣＰＲＥＦの基本値ＣＰＲＥＦ０
を算出する（ステップＳ６２）。ＣＰＲＥＦ０マップ
は、エンジン回転数ＮＥ及び吸気管内絶対圧ＰＢＡに応
じて基本値ＣＰＲＥＦ０が設定マップであり、エンジン
回転数ＮＥに対しては、図１２（ａ）に示すようにＮＥ
値が増加するほどＣＰＲＥＦ０値は減少するように設定
されている。これは、ＮＥ値が増加するほど、点火指令
信号の発生間隔が短くなり、比較判定パルス幅が失火の
有無に拘らず減少する傾向がある点を考慮したものであ
る。また、吸気管内絶対圧ＰＢＡに対しては、同図
（ｂ）に示すように、ＰＢＡ値が所定値ＰＢＡ０で最小
となるように設定されている。これは、吸気管内絶対圧
の変化による燃焼室内圧力及び点火要求電圧の変化を考
慮したものである。この値はエンジンの形式等（吸気特
性やカム特性など）によって変化するものであり、個々
のエンジンに対応して設定される。

【００６８】続くステップＳ６３では、ステップＳ６２
で算出した基本値ＣＰＲＥＦ０の補正係数ＫＭＴＯＴＡ
Ｌを次式（１）により算出する。

【００６９】ＫＭＴＯＴＡＬ＝ＫＭＴＷ×ＫＭＴＡ×Ｋ
ＭＨＡ×ＫＭＡＦ×ＫＭＥＧＲ…（１）ここでＫＭＴＷは、検出したエンジン水温ＴＷに応じて
ＫＭＴＷテーブルを検索することにより算出されるエン
ジン水温補正係数である。ＫＭＴＷテーブルは、エンジ
ン温度が低いほど燃焼後の燃焼室内のイオン濃度が低下
し、比較判定パルス幅が増加する傾向にある点を考慮し
て図１３（ａ）に示すように設定されている。

【００７０】ＫＭＴＡは、検出した吸気温ＴＡに応じて
ＫＭＴＡテーブルを検索することにより算出される吸気
温補正係数である。ＫＭＴＡテーブルは、ＫＭＴＷテー
ブルと同様に、吸気温ＴＡが低いほど燃焼後の燃焼室内
のイオン濃度が低下する傾向にある点を考慮して、図１
３（ｂ）に示すように設定されている。

【００７１】ＫＭＨＡは、検出した大気湿度ＨＡに応じ
てＫＭＨＡテーブルを検索することにより算出される大
気湿度補正係数である。ＫＭＨＡテーブルは、湿度が増
加するほど燃焼状態が悪化し、燃焼後の燃焼室内のイオ
ン濃度が低下する傾向がある点を考慮し、図１３（ｃ）
に示すように設定されている。

【００７２】ＫＭＡＦは、空燃比Ａ／Ｆに応じてＫＭＡ
Ｆテーブルを検索することにより算出される空燃比補正
係数である。ＫＭＡＦテーブルは、理論空燃比からずれ
るほど燃焼状態が悪化し、燃焼後の燃焼室内のイオン濃
度が低下する傾向がある点を考慮し、図１４（ａ）に示
すように設定されている。

【００７３】ＫＭＥＧＲは、排気還流率（ＥＧＲ率）Ｅ
ＧＲＲに応じてＫＭＥＧＲテーブルを検索することによ
り算出されるＥＧＲ補正係数である。ＫＭＥＧＲテーブ
ルは、ＥＧＲ率ＥＧＲＲが増加するほど燃焼状態が悪化
する傾向がある点を考慮し、図１４（ｂ）に示すように
設定されている。なおＥＧＲ率ＥＧＲＲは、例えば排気
還流弁２２の実弁開度ＬＡＣＴに応じて算出される。

【００７４】図１１にもどり、続くステップＳ６４では
次式（２）により基準値ＣＰＲＥＦを算出し、本プログ
ラムを終了する。

【００７５】ＣＲＥＦ＝ＣＲＥＦ０×ＫＭＴＯＴＡＬ …（２）図１１のプログラムによれば、エンジン回転数ＮＥ及び
吸気管内絶対圧ＰＢＡに応じて設定される基本値ＣＰＲ
ＥＦ０を、エンジン水温ＴＷ、吸気温ＴＡ、大気湿度Ｈ
Ａ、空燃比Ａ／Ｆ及びＥＧＲ率ＥＧＲＲに応じて補正す
ることにより、基準値ＣＰＲＥＦが算出される。従っ
て、このようにして算出された基準値を図１０のプログ
ラムで使用して失火判定を行うことにより、エンジン運
転状態の変化に拘らず、正確な失火判定が可能となる。

【００７６】なお、図７のピークホールド回路２２は、
平均化回路（積分回路）で代用してもよい。

【００７７】また、第２の実施例において検出点火電圧
Ｖが比較レベルＶＣＯＭＰを越える部分の面積（（Ｖ−
ＶＣＯＭＰ）の積分値）を用いて第１の実施例と同様に
失火検出を行ってもよい。また、第１の実施例と第２の
実施例とを組み合わせて、両者の検出結果が失火の場合
のみ失火発生と判定するようにしてもよい。

【００７８】また、上記面積により失火を判定する場合
にも、失火判定用の基準値（第１の実施例におけるＳmi
s）を、ＣＰＲＥＦ値と同様にエンジン運転状態に応じ
て設定することが望ましい。

【００７９】また、第２の実施例における比較判定パル
ス幅の計測は、所定のゲート期間（例えば放電期間の後
半部分）内のみ行うようにしてもよい。

【００８０】

【発明の効果】以上説明したように請求項１の失火検出
装置によれば、点火電圧値が所定電圧値を越える期間及
び／又は点火電圧値が所定電圧値を越える部分の面積と
比較される失火判定用の基準値は、機関回転数及び機関
負荷に応じて設定される基本値を、吸気温、機関温度、
空燃比、排気還流率及び大気の湿度の少なく１つに応じ
て補正することにより算出されるので、機関回転数及び
機関負荷だけでなく、吸気温等の変化に拘らず正確な失
火判定を行うことができる。

【００８１】また、請求項２の失火検出装置によれば、
機関負荷、吸気温及びバッテリ電圧の少なくとも１つが
所定範囲外にある第１の条件、駆動輪スリップ制御、空
燃比リーン化制御及び燃料供給遮断制御のいずれかが実
行中である第２の条件及び燃料供給遮断制御終了後所定
時間内である第３の条件のうち少なくとも１つの条件が
成立する所定運転状態においては、失火判定が禁止され
るので、正確な失火判定を行うことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例に係る内燃機関及びその制御
装置の構成図である。

【図２】失火検出を行うための回路構成を示す図であ
る。

【図３】図２の回路の一部の具体的な構成を示す回路図
である。

【図４】点火電圧の推移を示すタイムチャートである。

【図５】失火判定を行うプログラムのフローチャートで
ある。

【図６】モニタ条件の判定を行うプログラムのフローチ
ャートである。

【図７】本発明の他の実施例に係る失火検出を行うため
の回路構成を示す図である。

【図８】図７の回路の一部の具体的な構成を示す回路図
である。

【図９】図７の回路の動作を説明するためのタイムチャ
ートである。

【図１０】失火判定を行うプログラムのフローチャート
である。

【図１１】基準値（ＣＰＲＥＦ）の算出を行うプログラ
ムのフローチャートである。

【図１２】基準値の基本値（ＣＰＲＥＦ０）算出用のマ
ップの設定値を説明するための図である。

【図１３】基本値（ＣＰＲＥＦ０）の補正係数算出用の
テーブルを示す図である。

【図１４】基本値（ＣＰＲＥＦ０）の補正係数算出用の
テーブルを示す図である。

【符号の説明】

１内燃機関５電子コントロールユニット（ＥＣＵ）１５ディストリビュータ１６点火プラグ１７点火電圧センサ４７一次側コイル４８二次側コイル４９点火コイル

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者馬場茂樹埼玉県和光市中央１丁目４番１号株式会社本田技術研究所内 (72)発明者久木隆埼玉県和光市中央１丁目４番１号株式会社本田技術研究所内 (72)発明者丸山茂埼玉県和光市中央１丁目４番１号株式会社本田技術研究所内 (72)発明者近松正孝埼玉県和光市中央１丁目４番１号株式会社本田技術研究所内 (72)発明者寺田収宏埼玉県和光市中央１丁目４番１号株式会社本田技術研究所内 (72)発明者前田健一埼玉県和光市中央１丁目４番１号株式会社本田技術研究所内 (72)発明者柿元一仁埼玉県和光市中央１丁目４番１号株式会社本田技術研究所内 (56)参考文献特開昭52−118135（ＪＰ，Ａ) 特開昭50−5735（ＪＰ，Ａ) 特開昭64−77758（ＪＰ，Ａ) 特表平２−503814（ＪＰ，Ａ)

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】機関運転パラメータの値を検出する機関
運転状態検出手段と、前記機関運転パラメータの値に基
づいて点火時期を決定して点火指令信号を発生する信号
発生手段と、前記点火指令信号に基づいて、機関に備え
られた点火プラグを放電させる為の高電圧を発生させる
点火手段と、前記点火手段に高電圧が発生される時の電
圧値を検出する電圧値検出手段と、前記点火指令信号発
生後の点火電圧値が所定電圧値を越える期間及び前記点
火電圧値が所定電圧値を越える部分の面積の少なくとも
一方が基準値を越えるとき、機関の失火状態と判定する
失火判定手段とを有する内燃機関の失火検出装置におい
て、前記失火判定手段は、前記基準値を前記機関運転パ
ラメータの値に応じて設定する基準値設定手段を備え、
前記基準値設定手段は、機関回転数及び機関負荷に応じ
て基本値を設定するとともに、吸気温、機関温度、空燃
比、排気還流率及び大気の湿度の少なく１つに応じて前
記基本値を補正することにより、前記基準値を算出する
ことを特徴とする内燃機関の失火検出装置。
【請求項２】機関運転パラメータの値を検出する機関
運転状態検出手段と、前記機関運転パラメータの値に基
づいて点火時期を決定して点火指令信号を発生する信号
発生手段と、前記点火指令信号に基づいて、機関に備え
られた点火プラグを放電させる為の高電圧を発生させる
点火手段と、前記点火手段に高電圧が発生される時の電
圧値を検出する電圧値検出手段と、前記点火指令信号発
生後の点火電圧値が所定電圧値を越える期間及び前記点
火電圧値が所定電圧値を越える部分の面積の少なくとも
一方が基準値を越えるとき、機関の失火状態と判定する
失火判定手段とを有する内燃機関の失火検出装置におい
て、前記機関が所定運転状態にあるときには、前記失火
判定手段による判定を禁止する禁止手段を設け、前記所
定運転状態は、機関負荷、吸気温及びバッテリ電圧の少
なくとも１つが所定範囲外にある第１の条件、駆動輪ス
リップ制御、空燃比リーン化制御及び燃料供給遮断制御
のいずれかが実行中である第２の条件及び燃料供給遮断
制御終了後所定時間内である第３の条件のうち少なくと
も１つの条件が成立する運転状態とすることを特徴とす
る内燃機関の失火検出装置。