JP2821284B2 - 内燃機関失火検出装置 - Google Patents
内燃機関失火検出装置Info
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- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02P—IGNITION, OTHER THAN COMPRESSION IGNITION, FOR INTERNAL-COMBUSTION ENGINES; TESTING OF IGNITION TIMING IN COMPRESSION-IGNITION ENGINES
- F02P17/00—Testing of ignition installations, e.g. in combination with adjusting; Testing of ignition timing in compression-ignition engines
- F02P17/12—Testing characteristics of the spark, ignition voltage or current
- F02P2017/125—Measuring ionisation of combustion gas, e.g. by using ignition circuits
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- Testing Of Engines (AREA)
- Ignition Installations For Internal Combustion Engines (AREA)
- Combined Controls Of Internal Combustion Engines (AREA)
Description
に発生するイオン電流を検出して失火を判定する装置に
関し、特に失火判定部の簡略化及びコストダウンを実現
した内燃機関失火検出装置に関するものである。
内燃機関においては、クランク軸と同期駆動される複数
の気筒(例えば、4気筒)を、マイクロコンピュータ
(以下、マイコンという)を含むECUにより、燃料
(混合気)の吸入、圧縮、爆発点火及び排気の4サイク
ルで繰り返し制御している。このとき、ピストンで圧縮
された燃料が点火サイクルにおいて最適且つ確実に燃焼
されないと、他の気筒に対して異常な負荷がかかり、エ
ンジンが損傷したり、未燃ガスの流出により種々の障害
をもたらすおそれがある。
の触媒が損傷されるのを防止するため、失火検出された
気筒に対しては燃料供給を停止するなどの処置がとられ
る。従って、内燃機関及び触媒の安全を確保するため
に、各気筒について確実に燃焼が行われたか否かを常に
検出する必要があり、従来より、爆発行程において点火
プラグのギャップ間に発生するイオン電流を検出し、例
えば、イオン電流レベルが所定値以下であれば失火を判
定する装置が提案されている。
す回路図である。図において、1はバッテリに接続され
た電源、2は各一端が電源1に接続された一次巻線2a及
び二次巻線2bを有する点火コイル、3は一次巻線2aとグ
ランド間に挿入されたパワートランジスタ、4は二次巻
線2bにカソードが接続された逆流防止用のダイオードで
ある。
続され且つ他端が接地された点火プラグであり、複数気
筒に対応して設けられており、それぞれの燃焼室内に露
出されている。6はダイオード4のアノードに接続され
てイオン電流検出用の電源、7はダイオード4及び点火
プラグ5の接続点と電源6との間に挿入された逆流防止
用のダイオード、8は電源6とグランドとの間に挿入さ
れた抵抗器、9は電源6及び抵抗器8の接続点に設けら
れたイオン電流検出用の出力端子である。
に示した内燃機関失火検出装置の動作について説明す
る。点火サイクルにおいて、ECU(図示せず)からの
制御信号Cによりパワートランジスタ3がオンオフ制御
され、一次巻線2aに流れる一次電流I1の通電遮断が行わ
れると、一次電流I1の遮断時に、二次巻線2bに負の高電
圧からなる二次電圧V2が誘起される。これにより、点
火プラグ5で放電火花が生じ、燃焼室内の燃料は爆発す
る。このときの放電時間は、通常、1m秒〜1.5m秒程度で
ある。
室内に大量の陽イオンが発生し、この陽イオンは、イオ
ン電流Iとなって点火プラグ5の電極からダイオード7
を介して電源6に流れ込み、更に抵抗器8を介してグラ
ンドに流れ込む。従って、抵抗器8で生じる電圧降下量
を検出すれば、イオン電流Iのレベルを知ることがで
き、正常に燃焼が行われたか否かを判定することができ
る。
CUに出力され、ECUは、点火制御された気筒におい
て正常に燃焼が行われた否かを判定する。そして、失火
等の異常が判定された場合には、点火タイミングをフィ
ードバック調整したり、危険防止のために休筒させるな
どの処理を行う。
出装置は以上のように、ECU内の失火判定部において
イオン電流Iのレベルを検出しているので、失火判定部
での信号処理及び演算等が複雑になり、失火判定部の簡
略化及びコストダウンを実現することができないという
問題点があった。又、例えば、特開平2−104978
号公報に参照されるように、点火時の飛火期間をゲート
手段を介してマスクする失火検出装置も提案されている
が、マスク期間が極めて短いことから比較監視すべきイ
オン電流検出期間が長くなる上、比較回路の結果を常時
監視する必要があることから失火判定部の演算処理が複
雑になってしまい、結局、失火判定処理の簡略化及びコ
ストダウンを実現することができないという問題点があ
った。
ためになされたもので、失火判定部を簡略化してコスト
ダウンを実現した内燃機関失火検出装置を得ることを目
的とする。
失火検出装置は、燃焼室内で行われる点火の後に点火プ
ラグ(5)の電極間に発生するイオンの有無をイオン電
流(I)として検出するイオン電流検出手段と、イオン
の発生タイミングよりも進角側に設定された第1タイミ
ング毎にリセットされ且つイオン電流検出手段の検出信
号(Vc)に応答してセットされるフリップフロップ
(32)を有し、フリップフロップの出力信号に応じた
判別信号(P 1 )を出力するイオン電流判別手段と、イ
オンの発生タイミングよりも遅角側に設定された第2タ
イミング毎に判別信号を読み込み、判別信号が前記フリ
ップフロップのリセット状態に相当する値であれば失火
であると判定する失火判定手段(35)とを備えたもの
である。
ン電流の有無をレベル保持しているので、フリップフロ
ップのセットレベルを参照することのみにより、点火サ
イクル毎にイオン電流の有無の判別結果を読み込むこと
ができ、簡単な処理で失火判定を確実にする。
する。図1はこの発明の一実施例を示す構成図であり、
1〜3、5及び8は前述と同様のものである。10は点火
コイル2の二次巻線2bに接続されたコンデンサであり、
二次巻線2b及び点火プラグ5を含む二次電流の経路、即
ち点火電流I2の経路内に挿入されている。この場合、
抵抗器8は、コンデンサ10及び点火プラグ5を含むイオ
ン電流Iの経路内に挿入されるようになっている。
された充電用ダイオードであり、点火電流I2に対して
順方向となるようにコンデンサ10に接続され、且つイオ
ン電流検出用の抵抗器8に並列接続されている。12は点
火時にコンデンサ10に充電される電圧をクリップするツ
ェナダイオードである。
形整形回路、14は波形整形されたイオン電流信号VBから
点火ノイズVNを除去する点火ノイズフィルタ、15は点
火ノイズVNが除去されたイオン電流信号Vcを出力する
トランジスタである。抵抗器8及びコンデンサ10〜トラ
ンジスタ15は、点火プラグ5の電極間に発生するイオン
電流Iを検出するイオン電流検出手段を構成している。
た配電器であり、クランク軸に同期して回転する回転電
極21と、回転電極21と対向する固定電極22と、回転電極
21の中心電極23とを有し、回転電極21と固定電極22との
間で放電することにより、複数気筒(例えば、#1〜#
4気筒)の各点火プラグ5に対して順次高電圧を分配す
るようになっている。24は中心電極23から各固定電極22
に対して順方向となるようにそれぞれ挿入されたイオン
電流用ダイオードであり、各点火プラグ5と二次巻線2b
との間に印加される高電圧に対して逆極性に挿入されて
いる。
C及び基準位置信号STを生成するクランク角センサ、
30はイオン電流信号Vc、気筒識別信号SC及び基準位
置信号STに基づいて各気筒の点火制御等を行うECU
である。基準位置信号STは、周知のように、各気筒の
点火時期等のタイマ制御基準となる基準位置B75°と、
点火時期に相当した点火パルスの近傍の基準位置B5°
とを含んでいる。
ノイズを除去するノイズフィルタ31と、ノイズフィルタ
31を介したイオン電流信号Vcがセット入力されるフリ
ップフロップ32と、気筒識別信号SC及び基準位置信号
STを取り込むためのインタフェース33及び34と、フリ
ップフロップ32のQ出力とインタフェース33及び34を介
した気筒識別信号SC及び基準位置信号STとが入力さ
れるマイコン35とを備えている。
端子ICIを有しており、ポートP1にはフリップフロッ
プ32のQ出力がイオン電流判別信号として入力され、ポ
ートP2からはフリップフロップ32のリセット入力とな
る点火パルスが出力され、ポートP3には気筒識別信号S
Cが入力され、割込入力端子ICIには基準位置信号ST
が入力されている。
オン電流Iの有無を判別するイオン電流判別手段を構成
しており、マイコン35は、点火サイクルに対応した所定
タイミング(例えば、上死点TDCからクランク角75°
だけ進角側のB75°)毎に、イオン電流判別手段の出力
信号即ちイオン電流判別信号P1(Q出力)を読み込み、イ
オン電流Iが無いと判別された場合に内燃機関の失火を
判定する失火判定手段を構成している。
に示したこの発明の一実施例の動作について説明する。
前述のように、点火コイル2の一次巻線2aにおいて電源
1の通電遮断が行われると、二次巻線2b側に図示した極
性で高電圧が発生し、点火プラグ5、固定電極22、回転
電極21、中心電極23、二次巻線2b、コンデンサ10及び充
電用ダイオード11を介し、実線で示した経路で点火電流
I2が流れる。
は、図示した極性の電圧が充電される。尚、高電圧の極
性は二次巻線2bの巻線方向等により任意に設定され得
る。このとき、配電器20の回転電極21により選択された
気筒の点火プラグ5のみが放電されて、点火電流I2が
流れる。
て、点火プラグ5毎に電極間で放電が起こり、正常に爆
発が行われると、燃焼室内に発生した陽イオンは、イオ
ン電流Iとなって破線で示した経路(即ち、抵抗器8、
コンデンサ10、二次巻線2b、中心電極23、イオン電流用
ダイオード24、固定電極22及び点火プラグ5を介した経
路)を流れ、コンデンサ10の充電電圧を放電させる。
エンジンの#1〜#4の各気筒に対して連続的に検出さ
れる。そして、イオン電流Iのレベルに応じて抵抗器8
の両端間に発生するイオン電流信号VAは、波形整形回
路13により矩形波VBとなり、更に、遅延フィルタを含
む点火ノイズフィルタ14により点火ノイズVNが除去さ
れ、トランジスタ15から最終的なイオン電流信号Vcとし
て出力される。従って、イオン電流信号Vcは、デジタ
ル信号となってECU30に入力される。
電流信号Vcの伝送中に重畳されたノイズを除去し、フ
リップフロップ32のセット端子Sに入力する。これによ
り、フリップフロップ32のQ出力は「H」となり、マイ
コン30のポートP1に入力される。このとき、イオン電
流信号Vcは、図2のように、1回の検出に対して複数の
パルスとなることがあるが、Q出力は「H」のままであ
り、変化しない。
び基準位置信号STに基づいて、各気筒毎に最適のタイ
ミングで点火制御を行うが、このとき生成される点火パ
ルスをポートP2から出力し、フリップフロップ32のリ
セット端子Rに入力する。又、基準位置信号STに基づ
く点火サイクル毎の所定タイミングB75°で、ポートP
1に格納されたイオン電流判別信号を読み込む。
れ、又、イオン電流Iは点火行程の直後に発生するの
で、上記のように点火パルスP2毎にフリップフロップ32
をリセットし、且つ基準位置B75°のタイミングでイオ
ン電流判別信号P1を読み込むことにより、マイコン35
は、イオン電流Iの有無を確実に判別することができ
る。もし、基準位置B75°においてイオン電流判別信号
P1が「L」であれば、イオン電流Iが検出されなかっ
たと判定して、対応する気筒の失火を判定する。
別信号P1のレベルを読み込むのみであるから、失火判
定処理部の構成は簡略化される。
I2によりコンデンサ10を充電しておき、この充電電圧
をイオン電流Iによって放電することにより、コンデン
サ10を電源として作用させるので、従来回路の電源6を
省略することができる。又、配電器20を介して各気筒毎
の点火プラグ5に高電圧を分配すると共に、各気筒毎の
イオン電流Iをイオン電流用ダイオード24を介して流す
ことにより、各イオン電流Iを1つの回路で検出するこ
とができ、更に小形化及びコストダウンが実現する。
内で行われる点火の後に点火プラグ(5)の電極間に発
生するイオンの有無をイオン電流(I)として検出する
イオン電流検出手段と、イオンの発生タイミングよりも
進角側に設定された第1タイミング毎にリセットされ且
つイオン電流検出手段の検出信号(Vc)に応答してセ
ットされるフリップフロップ(32)を有し、フリップ
フロップの出力信号に応じた判別信号(P 1 )を出力す
るイオン電流判別手段と、イオンの発生タイミングより
も遅角側に設定された第2タイミング毎に判別信号を読
み込み、判別信号が前記フリップフロップのリセット状
態に相当する値であれば失火であると判定する失火判定
手段(35)とを備えたので、簡単な処理で確実に失火
判定することができ、失火判定部を簡略化してコストダ
ウンを実現した内燃機関失火検出装置が得られる効果が
ある。
形図である。
る。
である。
点火ノイズフィルタ、30 ECU、32 フリップフロッ
プ(イオン電流判別手段)、35 マイコン(失火判定手
段)、B5° 所定タイミング、B75° 基準位置(所定
タイミング)、Iイオン電流、VA、VB、Vc イオン電
流信号(検出信号)、P1 イオン電流判別信号。
Claims (1)
- 【請求項1】 燃焼室内で行われる点火の後に点火プラ
グ(5)の電極間に発生するイオンの有無をイオン電流
(I)として検出するイオン電流検出手段と、 前記イオンの発生タイミングよりも進角側に設定された
第1タイミング毎にリセットされ且つ前記イオン電流検
出手段の検出信号(Vc)に応答してセットされるフリ
ップフロップ(32)を有し、前記フリップフロップの
出力信号に応じた判別信号(P 1 )を出力するイオン電
流判別手段と、 前記イオンの発生タイミングよりも遅角側に設定された
第2タイミング毎に前記判別信号を読み込み、前記判別
信号が前記フリップフロップのリセット状態に相当する
値であれば失火であると判定する失火判定手段(35)
と を備えた 内燃機関失火検出装置。
Priority Applications (5)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP3176865A JP2821284B2 (ja) | 1991-07-17 | 1991-07-17 | 内燃機関失火検出装置 |
KR1019920012643A KR950013542B1 (ko) | 1991-07-17 | 1992-07-15 | 내연기관 실화검출장치 |
US07/913,814 US5207200A (en) | 1991-07-17 | 1992-07-16 | Misfiring sensing apparatus for an internal combustion engine |
DE4244804A DE4244804C2 (de) | 1991-07-17 | 1992-07-17 | Fehlzündungserfassungsvorrichtung für eine Brennkraftmaschine |
DE4223619A DE4223619C2 (de) | 1991-07-17 | 1992-07-17 | Fehlzündungserfassungsvorrichtung für eine Brennkraftmaschine |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP3176865A JP2821284B2 (ja) | 1991-07-17 | 1991-07-17 | 内燃機関失火検出装置 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH0526089A JPH0526089A (ja) | 1993-02-02 |
JP2821284B2 true JP2821284B2 (ja) | 1998-11-05 |
Family
ID=16021162
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP3176865A Expired - Fee Related JP2821284B2 (ja) | 1991-07-17 | 1991-07-17 | 内燃機関失火検出装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
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Families Citing this family (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US20090292438A1 (en) * | 2005-06-13 | 2009-11-26 | Hubert Nolte | Circuit Detecting Combustion-Related Variables |
JP5389769B2 (ja) | 2010-11-04 | 2014-01-15 | 有限会社 みさとみらい二十一 | 無端帯状印刷プレートを用いた印刷装置およびその印刷方法ならびに帯状印刷プレートの取付方法 |
Family Cites Families (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS5132769B2 (ja) * | 1972-10-02 | 1976-09-14 | ||
JPS5129261B2 (ja) * | 1972-11-27 | 1976-08-24 | ||
JPH02104978A (ja) * | 1988-10-13 | 1990-04-17 | Mitsubishi Electric Corp | 内燃機関の失火検出装置 |
-
1991
- 1991-07-17 JP JP3176865A patent/JP2821284B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JPH0526089A (ja) | 1993-02-02 |
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