JP2922027B2 - Device for detecting combustion state of internal combustion engine - Google Patents

Device for detecting combustion state of internal combustion engine

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JP2922027B2
JP2922027B2 JP3214192A JP21419291A JP2922027B2 JP 2922027 B2 JP2922027 B2 JP 2922027B2 JP 3214192 A JP3214192 A JP 3214192A JP 21419291 A JP21419291 A JP 21419291A JP 2922027 B2 JP2922027 B2 JP 2922027B2
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    • F02P17/00Testing of ignition installations, e.g. in combination with adjusting; Testing of ignition timing in compression-ignition engines
    • F02P17/12Testing characteristics of the spark, ignition voltage or current
    • F02P2017/125Measuring ionisation of combustion gas, e.g. by using ignition circuits
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    • F02P2017/128Measuring ionisation of combustion gas, e.g. by using ignition circuits for knock detection

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  • Combined Controls Of Internal Combustion Engines (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、内燃機関の燃焼状態、
特に失火状態を、気筒内でのイオン電流の状態から検出
する装置に係り、特に自動車用ガソリンエンジンなど、
運転状態が広範囲に変化するエンジンに好適な内燃機関
の燃焼状態検出装置に関する。
The present invention relates to a combustion state of an internal combustion engine,
In particular, the present invention relates to a device that detects a misfire state from the state of ion current in a cylinder, and particularly relates to a gasoline engine for an automobile.
The present invention relates to a combustion state detection device for an internal combustion engine suitable for an engine whose operating state changes over a wide range.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来から、エンジンの気筒に設けられて
いる点火プラグや検出専用のゾンデを用い、内燃機関の
燃焼行程で気筒内に現われるイオン電流を検出し、エン
ジンの燃焼状態を検出する、いわゆるイオン電流検出法
によるエンジン燃焼状態検出装置が種々提案されてお
り、その例として、特開昭58−7536号、特開昭6
0−40751号、それに特開平2−104978号の
各公報の開示を挙げることができる。そして、これらの
公報の内、特に特開平2−104978号の公報では、
イオン電流によりエンジンの失火を検出すべき点につい
て、言及がされている。
2. Description of the Related Art Conventionally, an ignition plug provided in a cylinder of an engine and a probe dedicated to detection have been used to detect an ion current appearing in the cylinder during a combustion stroke of an internal combustion engine to detect a combustion state of the engine. Various engine combustion state detection devices based on the so-called ion current detection method have been proposed, examples of which are disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open Nos.
No. 0-40751 and JP-A-2-104978. And among these publications, in particular, in the publication of JP-A-2-104978,
It is mentioned that engine misfire should be detected by ionic current.

【0003】[0003]

【発明が解決しようとする課題】上記従来技術は、検出
されたイオン電流のレベルから燃焼状態を判定するもの
であるが、このとき、検出されたイオン電流のレベル
が、エンジンの燃焼状態のみならず、その運転状態によ
っても影響を受けている点について配慮がされておら
ず、このため、運転状態が広範囲に変化するエンジンに
適用した場合、全運転領域に渡って常に高精度の検出性
能を確保するのが困難であるという問題があった。
In the above-mentioned prior art, the combustion state is determined from the level of the detected ion current. At this time, if the detected ion current level is only the combustion state of the engine, No consideration has been given to the fact that it is also affected by the operating conditions, so when applied to an engine whose operating conditions vary widely, high-precision detection performance is always achieved over the entire operating range. There was a problem that it was difficult to secure them.

【0004】本発明は、このような問題に鑑みてなされ
たもので、エンジンの運転状態の変化に関わらず、常に
確実にエンジンの燃焼状態が判定でき、正常な燃焼状態
にあることの検出も含め、エンジンの失火や点火プラグ
のくすぶり状態の発生までも確実に判定し検出できるよ
うにした、イオン電流検出法による内燃機関の燃焼状態
検出装置を提供することを目的とする。
The present invention has been made in view of such a problem, and it is possible to always reliably determine the combustion state of an engine irrespective of a change in the operation state of the engine and to detect that the engine is in a normal combustion state. It is another object of the present invention to provide a combustion state detection device for an internal combustion engine using an ion current detection method, which can reliably determine and detect even the occurrence of a misfire of an engine or a smoldering state of a spark plug.

【0005】[0005]

【課題を解決するための手段】上記目的は、イオン電流
のレベル判定のための比較判定値を、エンジンの運転状
態に対応して最適化する手段を設けることにより達成さ
れる。具体的には、過去複数回にわたるイオン電流の検
出値そのものから、演算により最適な比較判定値を導き
出す手段を設けたものであり、他方、エンジンの運転状
態に対応する比較判定値を予めマップ化しておき、この
マップの検索により比較判定値を導き出す手段を設けた
ものである。
The above object is achieved by providing means for optimizing a comparison judgment value for judging a level of an ion current in accordance with an operating state of an engine. Specifically, a means for deriving an optimum comparison determination value by calculation from the detected values of ion currents over a plurality of times in the past is provided. On the other hand, a comparison determination value corresponding to the operating state of the engine is mapped in advance. In addition, means for deriving a comparison determination value by searching this map is provided.

【0006】[0006]

【作用】上記手段は、エンジンの運転状態に応じて、そ
の都度、最適なイオン電流レベルの比較判定値を与える
ように働く。これにより、エンジンの運転状態の変動の
影響を受けること無しに、良好な検出性能を実現するこ
とができる。
The above-mentioned means works so as to give an optimum comparison value of the ion current level each time according to the operating state of the engine. Thus, good detection performance can be realized without being affected by fluctuations in the operating state of the engine.

【0007】[0007]

【実施例】以下、本発明による内燃機関の燃焼状態検出
装置について、図示の実施例により詳細に説明する。図
3は、本発明を、各気筒の点火プラグごとに、それぞれ
1個の点火コイルを有する1プラグ1コイルタイプの電
子配電システム(DIS)のエンジンに適用した場合の一
実施例で、図において、1はコントロールユニット、2
はクランク角センサ出力、3は吸気流量センサ出力、4
はスロットルセンサ出力、5は電源用バッテリ電圧値、
6は冷却水温センサ出力、7は点火信号増幅器、8はパ
ワートランジスタ、9は点火コイル、10はイオン電流
検出回路、11は点火時期信号(IGN)、12は点火プ
ラグ、13はイオン電流出力値、14はイオン電流処理
回路、15は燃料噴射信号(INJ)、16は噴射信号増
幅器、17はパワートランジスタ、そして18はインジ
ェクタである。
BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS FIG. 1 is a block diagram of a combustion state detecting apparatus for an internal combustion engine according to the present invention. FIG. 3 shows an embodiment in which the present invention is applied to an engine of a one-plug one-coil type electronic power distribution system (DIS) having one ignition coil for each ignition plug of each cylinder. 1, a control unit, 2
Is the crank angle sensor output, 3 is the intake flow sensor output, 4
Is the throttle sensor output, 5 is the battery voltage value for the power supply,
6 is a coolant temperature sensor output, 7 is an ignition signal amplifier, 8 is a power transistor, 9 is an ignition coil, 10 is an ion current detection circuit, 11 is an ignition timing signal (IGN), 12 is a spark plug, and 13 is an ion current output value. , 14 is an ion current processing circuit, 15 is a fuel injection signal (INJ), 16 is an injection signal amplifier, 17 is a power transistor, and 18 is an injector.

【0008】コントロールユニット1は、点火時期制御
などに必要な固定デ−タ格納用記憶素子であるROMと
デ−タの読出及び書込が可能なRAM、それに各種デ−
タのディジタル計算処理を行うCPUなどを備えてお
り、クランク角センサ出力2、吸気流量センサ処理出力
(Qa)3、スロットルセンサ出力(Θth)4、バッテリ
電圧値(Vb)5、水温センサ出力(Tw)6などの各種の
データを基に計算処理を実行し、エンジンの運転条件に
見合った点火時期信号(IGN)11と燃料噴射信号(I
NJ)15を発生させ、点火時期制御及び燃料供給制御
を行なう。
The control unit 1 includes a ROM as a storage element for storing fixed data necessary for ignition timing control and the like, a RAM capable of reading and writing data, and various data.
It has a CPU that performs digital calculation processing of the crank angle sensor output 2, intake air flow sensor processing output
(Qa) 3, a throttle sensor output (Θth) 4, a battery voltage value (Vb) 5, a water temperature sensor output (Tw) 6, and the like. Timing signal (IGN) 11 and fuel injection signal (I
NJ) 15 to perform ignition timing control and fuel supply control.

【0009】そして、この点火時期信号(IGN)11
は、信号増幅器7により増幅されてパワ−トランジスタ
8に供給され、点火が行なわれる。このときでの実際の
点火メカニズムとしては、点火時期信号(IGN)11に
従い、パワ−トランジスタ8が遮断したときに、その遮
断電流に対応した高電圧が点火コイル9の2次側に発生
し、点火プラグ12でのスパ−クを可能にしているもの
である。また、燃料噴射信号(INJ)15は、信号増幅
器16により増幅されてパワ−トランジスタ17に供給
され、インジェクタ18を駆動するものである。
The ignition timing signal (IGN) 11
Is amplified by a signal amplifier 7 and supplied to a power transistor 8 for ignition. As an actual ignition mechanism at this time, according to the ignition timing signal (IGN) 11, when the power transistor 8 is cut off, a high voltage corresponding to the cutoff current is generated on the secondary side of the ignition coil 9, The spark plug 12 enables sparking. The fuel injection signal (INJ) 15 is amplified by the signal amplifier 16 and supplied to the power transistor 17 to drive the injector 18.

【0010】イオン電流検出回路10は、点火コイル9
の二次コイル接地端子とアース間に接続されたツェナー
ダイオード10aと、コンデンサ10b、抵抗10c、
それにダイオード10dからなり、点火プラグ12がス
パ−クして点火電流が流れた際に、ツェナ−ダイオ−ド
10aにより規定される電圧をコンデンサ10bに蓄
え、燃焼による熱により、シリンダ内の点火プラグ12
の近傍にあるガスがイオン化されたことにより発生する
イオン電流を、抵抗10c両端の電位差として検出し、
イオン電流出力値(Ion)13を発生する働きをする。
The ion current detection circuit 10 includes an ignition coil 9
, A Zener diode 10a connected between the secondary coil ground terminal and the ground, a capacitor 10b, a resistor 10c,
When the spark plug 12 sparks and an ignition current flows, a voltage specified by the Zener diode 10a is stored in the capacitor 10b, and the heat generated by the combustion causes the spark plug in the cylinder to be opened. 12
The ion current generated by ionization of the gas in the vicinity of is detected as a potential difference between both ends of the resistor 10c,
It functions to generate an ion current output value (Ion) 13.

【0011】イオン電流処理回路14は、イオン電流出
力値(Ion)13を入力し、それに対して積分用のウイ
ンドを掛け、積分処理、又は、最大、最小値及び平均値
をピ−クホ−ルドする働きをし、その処理結果をコント
ロ−ルユニット1にフィ−ドバックし、そこでの燃焼状
態の判定を可能にする働きをするもので、積分処理によ
る場合は、図3の右下に示すように、まず、に示すイ
オン電流出力値(Ion)13に、に示す積分用のウイ
ンドを掛け、これをに示すように積分するものであ
る。
An ionic current processing circuit 14 receives an ionic current output value (Ion) 13 and multiplies it by an integration window, and performs integration processing or peak hold of the maximum, minimum and average values. The processing result is fed back to the control unit 1 and the combustion state there is determined. In the case of the integration processing, as shown in the lower right of FIG. First, the ion current output value (Ion) 13 shown below is multiplied by the integration window shown below, and this is integrated as shown in FIG.

【0012】イオン電流処理回路14の出力は、コント
ロ−ルユニット1に入力され、ここでA/D変換された
後、イオン電流検出値として以下に説明するデ−タ処理
が施され、燃焼状態が検出される。
The output of the ion current processing circuit 14 is input to the control unit 1, where it is subjected to A / D conversion and then subjected to data processing as described below as an ion current detection value to determine the combustion state. Is detected.

【0013】まず、図1は、燃焼状態を検出するための
比較判定値算出処理の第1の実施例を示したもので、こ
の実施例は、イオン電流検出値の移動平均により、比較
判定値を算出する例である。ステップ210において、
今回(n回)のイオン電流検出値(A/D)nと比較レベル
(BGL)の関数で表される比較判定値f(BGL)との比
較を行い、イオン電流検出値(A/D)nが比較判定値f
(BGL)を越えていると判断されたときには、燃焼状態
は正常であると判定し、この場合には、ステップ220
とステップ230で、イオン電流検出値の移動平均演算
処理により新しい比較レベル(BGL)を演算し、続くス
テップ240において、正常燃焼に分類分けする。一
方、ステップ210において、イオン電流検出値(A/
D)nが比較判定値f(BGL)以下であったときには、
燃焼状態は異常であると判定し、ステップ250におい
て、異常燃焼状態に分類するのである。
First, FIG. 1 shows a first embodiment of a comparison judgment value calculation process for detecting a combustion state. In this embodiment, a comparison judgment value is calculated by a moving average of ion current detection values. This is an example of calculating. In step 210,
This time (n times) ion current detection value (A / D) n and comparison level
(BGL) is compared with a comparison judgment value f (BGL), and the ion current detection value (A / D) n is compared with the comparison judgment value f.
(BGL), it is determined that the combustion state is normal.
In step 230, a new comparison level (BGL) is calculated by a moving average calculation process of the ion current detection value, and in step 240, it is classified into normal combustion. On the other hand, in step 210, the ion current detection value (A /
D) When n is equal to or smaller than the comparison determination value f (BGL),
The combustion state is determined to be abnormal, and in step 250, it is classified as an abnormal combustion state.

【0014】次に、図2は、燃焼状態を検出するための
比較判定値算出処理の第2の実施例を示したもので、イ
オン電流検出値の比較判定値をテ−ブル検索によって求
めるようにした本発明の一実施例で、ステップ260に
おいて内燃機関の運転状態を判定し、ステップ270に
おいて内燃機関の運転状態に対応した比較レベルをテ−
ブル検索し、検索値(THL)とイオン電流検出値をステ
ップ280において比較する。正常燃焼と判定された場
合には、ステップ290において正常燃焼と分類分け
し、それ以外では、ステップ300において異常燃焼状
態と分類分けするのである。
Next, FIG. 2 shows a second embodiment of the comparison judgment value calculation processing for detecting the combustion state. The comparison judgment value of the ion current detection value is obtained by a table search. In one embodiment of the present invention, the operation state of the internal combustion engine is determined in step 260, and a comparison level corresponding to the operation state of the internal combustion engine is recorded in step 270.
In step 280, the search value (THL) and the ion current detection value are compared. If it is determined that the combustion is normal, in step 290, the combustion is classified as normal, otherwise, in step 300, the combustion is classified as abnormal.

【0015】ここで、イオン電流検出値(A/D)nにつ
いては、エンジンの全気筒の検出値の平均値を用いても
よく、或いは特定の気筒からの検出値をそのまま用いる
ようにしても良い。
Here, as the ion current detection value (A / D) n, the average value of the detection values of all the cylinders of the engine may be used, or the detection value from a specific cylinder may be used as it is. good.

【0016】図4は、本発明の第3の実施例で、イオン
電流検出値の移動平均により比較レベル(BGL)を求め
る方式により、燃焼状態を、正常燃焼、くすぶり状態、
失火状態の3種に分類するようにした本発明の一実施例
で、図4(a)に示すように、ステップ310では、まず
図1の実施例で説明した手法等により比較レベルBGL
を算出する。次のステップ320では、イオン電流検出
値(A/D)nを、まず比較レベル(BGL)を基本とした
第1の比較判定値(K1(BGL)+Voffset)と比較す
る。そして、検出値が比較判定値を越えていたら正常燃
焼状態にあると判定し、この場合にはステップ350に
おいて正常燃焼に分類する。
FIG. 4 shows a third embodiment of the present invention, in which a combustion state is determined as a normal combustion, smoldering state,
As shown in FIG. 4A, in one embodiment of the present invention, which is classified into three types of misfire states, first in step 310, the comparison level BGL is obtained by the method described in the embodiment of FIG.
Is calculated. In the next step 320, the ion current detection value (A / D) n is first compared with a first comparison determination value (K 1 (BGL) + Voffset) based on the comparison level (BGL). If the detected value exceeds the comparison determination value, it is determined that the engine is in a normal combustion state. In this case, in step 350, the combustion is classified as normal combustion.

【0017】しかして、このステップ320において異
常燃焼と判定された場合には、次のステップ330にお
いて、今度は比較レベル(BGL)を基本とした第2の比
較判定値(K2(BGL)+Voffset)と比較を行い、そし
て、検出値が比較判定値を越えていたらくすぶった状態
にあると判定し、この場合にはステップ360において
くすぶり燃焼と分類する。しかして、このステップ33
0で、検出値が比較判定値以下であったら失火状態と判
定し、この場合にはステップ340で失火状態と分類す
るのである。
If it is determined in step 320 that the combustion is abnormal, then in the next step 330, a second comparison determination value (K 2 (BGL) + Voffset) based on the comparison level (BGL) is set. ), And if the detected value exceeds the comparison determination value, it is determined that the vehicle is in a smoldering state. In this case, in step 360, the combustion is classified as smoldering combustion. Then this step 33
If the detected value is 0 or less, and if the detected value is equal to or smaller than the comparison determination value, it is determined that a misfire has occurred.

【0018】図4(b)は、ステップ320で使用する第
1の比較判定値における係数K1 及びステップ330で
使用する第2の比較判定値における係数K2 の算定処理
を示したもので、この実施例では、これらの係数を、予
めエンジン回転数(N)に対してテーブル化しておき、こ
れをエンジン回転数(N)によって選択するようになって
おり、従って、エンジンの運転状態に応じて燃焼状態の
判定領域が常に適切に設定されて行くようになり、正確
な検出を得ることができる。
[0018] FIG. 4 (b), shows the calculation processing of the coefficient K 2 of the second comparison determination value used in the coefficient K 1 and step 330 in the first comparison determination value used in step 320, In this embodiment, these coefficients are tabulated in advance with respect to the engine speed (N), and are selected according to the engine speed (N). As a result, the combustion state determination region is always set appropriately, and accurate detection can be obtained.

【0019】ここで、イオン電流検出値(A/D)nと、
第1の比較判定値(K1(BGL)+Voffset)及び第2の
比較判定値(K2(BGL)+Voffset)とVoffsetとの関
係は、図4(b)に示す通りである。
[0019] Here, the ion-current detection value (A / D) n,
The relation between the first comparison judgment value (K 1 (BGL) + Voffset) and the second comparison judgment value (K 2 (BGL) + Voffset) and Voffset.
The relation is as shown in FIG.

【0020】次に、図5は、本発明の第4の実施例で、
同じくイオン電流検出値の移動平均により比較レベル
(BGL)を求める方式により、燃焼状態を、ノッキング
発生状態、正常燃焼、くすぶり状態、失火状態の4種に
分類するようにした本発明の一実施例で、最初、ステッ
プ400で、図2の実施例に示した手法等により比較レ
ベルBGLを算出する。そして、この後、まずステップ
410において、イオン電流検出値(A/D)nは、比較
レベル(BGL)を基本とした第3の比較判定値(K3(B
GL)+Voffset)と比較される。そして、検出値が比較
判定値を越えていたらノッキング発生状態にあると判定
し、この場合には、ステップ450においてノッキング
燃焼に分類する。
Next, FIG. 5 shows a fourth embodiment of the present invention.
Comparison level based on moving average of detected ion current
According to an embodiment of the present invention, the combustion state is classified into four types of a knocking occurrence state, a normal combustion state, a smoldering state, and a misfire state by a method of obtaining (BGL). First, in step 400, FIG. The comparison level BGL is calculated by the method shown in the embodiment. Then, thereafter, first in step 410, the ion current detection value (A / D) n is changed to a third comparison determination value (K 3 (B 3 ) based on the comparison level (BGL).
GL) + Voffset). If the detected value exceeds the comparison determination value, it is determined that knocking has occurred. In this case, in step 450, the combustion is classified as knocking combustion.

【0021】しかして、ステップ410においてノッキ
ング無しと判定された場合にはステップ420に進み、
比較レベル(BGL)を基本とした第1の比較判定値(K1
(BGL)+Voffset)と比較する。そして、検出値が比
較判定値を越えていたら正常燃焼状態にあると判定し、
この場合にはステップ460において正常燃焼に分類す
る。
If it is determined in step 410 that there is no knocking, the process proceeds to step 420,
The first comparison determination value (K 1 ) based on the comparison level (BGL)
(BGL) + Voffset). If the detected value exceeds the comparison determination value, it is determined that the combustion state is normal,
In this case, in step 460, it is classified as normal combustion.

【0022】しかして、ステップ420において異常燃
焼と判定された場合には、次のステップ430におい
て、今度は比較レベル(BGL)を基本とした第2の比較
判定値(K2(BGL)+Voffset)と比較を行い、そし
て、検出値が比較判定値を越えていたらくすぶった状態
にあると判定し、この場合にはステップ470におい
て、くすぶり燃焼と分類する。しかして、ステップ43
0で、検出値が比較判定値以下であったら失火状態と判
定し、この場合にはステップ440で失火状態と分類す
るのである。
If it is determined in step 420 that the combustion is abnormal, in the next step 430, the second comparison determination value (K 2 (BGL) + Voffset) based on the comparison level (BGL) is set. Is determined, and if the detected value exceeds the comparison determination value, it is determined that the vehicle is smoldering. In this case, in step 470, the smoldering combustion is classified. Then, step 43
If the detected value is 0 or less and the detected value is equal to or smaller than the comparison determination value, it is determined that a misfire state has occurred.

【0023】図5(b)はステップ410で使用する第3
の係数K3及びステップ420で使用する第1の比較判
定値における係数K1、それにステップ430で使用す
る第2の比較判定値における係数K2 の算定処理を示し
たもので、この実施例では、これらの係数を、予めエン
ジン回転数(N)に対してテーブル化しておき、これをエ
ンジン回転数(N)によって選択するようになっており、
従って、エンジンの運転状態に応じて燃焼状態の判定領
域が常に適切に設定されて行くようになり、正確な検出
を得ることができる。
FIG. 5B shows a third example used in step 410.
First coefficient K 1 in the comparison determination value, it shows the calculation processing of the coefficient K 2 of the second comparison determination value used in step 430 for use by a factor K 3 and step 420 of, in this embodiment These coefficients are tabulated in advance with respect to the engine speed (N), and are selected based on the engine speed (N).
Therefore, the combustion state determination region is always appropriately set according to the operation state of the engine, and accurate detection can be obtained.

【0024】ここで、イオン電流検出値(A/D)nと、
第1の比較判定値(K1(BGL)+Voffset)及び第2の
比較判定値(K2(BGL)+Voffset)、それに第3の比
較判定値(K3(BGL)+Voffset)との関係を、図5(b)
に示す
[0024] Here, the ion-current detection value (A / D) n,
The first comparison determination value (K 1 (BGL) + Voffset ) and the second comparison determination value (K 2 (BGL) + Voffset ), it the relationship between the third comparative determination value (K 3 (BGL) + Voffset ), Fig. 5 (b)
Shown in

【0025】ところで、上記実施例では、図4(b)及び
図5(b)で、定数Kn(nは1〜3)をエンジン回転数N
の関数として求めるようになっているが、この他、エン
ジン負荷、空燃比、シリンダ内圧、バッテリ−電圧など
のエンジンの運転状態を表わす各種のパラメ−タの関数
として求めるようにしても良い。また、上記実施例にお
いては、比較判定値の算出手段として、移動平均による
手法及びテ−ブル検索による手法について言及している
が、実際に失火している状態でのイオン電流検出値の関
数として、比較レベルを求めるように構成しても良い。
In the above embodiment, the constant Kn (n is 1 to 3) is set to the engine speed N in FIGS. 4 (b) and 5 (b).
, But may be obtained as a function of various parameters representing the operating state of the engine, such as the engine load, air-fuel ratio, cylinder pressure, and battery voltage. Further, in the above embodiment, the moving average method and the table search method are referred to as the means for calculating the comparison determination value. However, as a function of the ion current detection value in the state where an actual misfire has occurred. , A comparison level may be obtained.

【0026】つまり、この場合の実施例では、エンジン
に強制的に失火を起こす制御手段を設け、これにより強
制的に起こされた失火状態に対応するイオン電流検出値
を基本量BGLMISとし、比較レベル(BGL)を、次
の(1)式、或いは(2)式により算出して、比較判定値を得
るようにするのである。 BGL=K4・(BGLMIS) …… ……(1) BGL=K5+(BGLMIS) …… ……(2) ここで、K4、K5 は係数である。
That is, in this embodiment, a control means for forcibly causing a misfire is provided in the engine, whereby the detected ion current value corresponding to the forcibly caused misfire state is set to the basic amount BGLMIS, and the comparison level is set. (BGL) is calculated by the following equation (1) or (2) to obtain a comparison determination value. BGL = K 4 · (BGLMIS) (1) BGL = K 5 + (BGLMIS) (2) where K 4 and K 5 are coefficients.

【0027】この実施例の場合、エンジンに強制的に失
火を起こす制御手段としては、任意の方法が採用可能で
あるが、排ガスの悪化を考慮すれば、燃料カット制御に
よるのが妥当な方法である。
In this embodiment, any method can be adopted as a control means for forcibly causing a misfire in the engine. However, in consideration of deterioration of exhaust gas, fuel cut control is an appropriate method. is there.

【0028】図3に戻り、コントロールユニット1は、
以上のようにして、エンジンの燃焼状態を監視し、それ
がノッキング発生状態、正常燃焼、くすぶり状態、失火
状態の何れにあるかを検出し、この検出結果に応じて点
火時期信号(IGN)11及び燃料噴射信号(INJ)15
を制御し、ノッキング状態が検出されたなら点火時期信
号(IGN)11の遅角制御により対応し、失火状態やく
すぶり状態と判定された場合には、燃料噴射信号(IN
J)15のパルス幅を制限したり、或いはゼロにして燃
料カットを行なったりし、これと共に、点火時期信号
(IGN)11を制御して対応するものである。
Returning to FIG. 3, the control unit 1
As described above, the combustion state of the engine is monitored, and it is detected whether the engine is in a knocking occurrence state, a normal combustion state, a smoldering state, or a misfire state, and an ignition timing signal (IGN) 11 is determined in accordance with the detection result. And fuel injection signal (INJ) 15
If a knocking state is detected, the ignition timing signal (IGN) 11 is controlled by a retard control. If a misfire state or a smoldering state is determined, the fuel injection signal (IN
J) Limiting the pulse width of 15 or performing fuel cut by setting it to zero, along with the ignition timing signal
(IGN) 11 is controlled.

【0029】従って、この実施例によれば、エンジンの
運転状態に応じて、その都度、最適なイオン電流レベル
の比較判定値が与えられてゆくので、エンジンの運転状
態の変動の影響を受けること無しに、常に良好な検出性
能が保持され、エンジンを的確に制御することができ
る。
Therefore, according to this embodiment, the optimum judgment value of the ion current level is given each time according to the operating state of the engine, so that it is affected by the fluctuation of the operating state of the engine. Without this, good detection performance is always maintained and the engine can be controlled accurately.

【0030】なお、この実施例では、イオン電流検出回
路10を各気筒ごとに1個を備えた例であるが、例え
ば、対向する2気筒分など、複数気筒に対して1個のイ
オン電流検出回路を設けるようにしてもよい。
In this embodiment, one ion current detection circuit 10 is provided for each cylinder. For example, one ion current detection circuit 10 is provided for a plurality of cylinders such as two opposed cylinders. A circuit may be provided.

【0031】[0031]

【発明の効果】本発明によれば、エンジンの運転状態の
影響を受けること無しに、イオン電流検出法によるエン
ジンの燃焼状態判定が可能になり、常に的確な運転状態
に制御することができる。
According to the present invention, the combustion state of the engine can be determined by the ion current detection method without being affected by the operation state of the engine, and the operation state can always be controlled accurately.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明による内燃機関の燃焼状態検出装置の第
1の実施例における動作を説明するフローチャートであ
る。
FIG. 1 is a flowchart illustrating an operation of a combustion state detection device for an internal combustion engine according to a first embodiment of the present invention.

【図2】本発明の第2の実施例の動作を説明するフロー
チャートである。
FIG. 2 is a flowchart illustrating the operation of the second exemplary embodiment of the present invention.

【図3】本発明による内燃機関の燃焼状態検出装置の一
実施例を示す構成図である。
FIG. 3 is a configuration diagram showing one embodiment of a combustion state detection device for an internal combustion engine according to the present invention.

【図4】本発明の第3の実施例の動作を説明するフロー
チャートである。
FIG. 4 is a flowchart illustrating an operation of a third exemplary embodiment of the present invention.

【図5】本発明の第4の実施例の動作を説明するフロー
チャートである。
FIG. 5 is a flowchart illustrating the operation of the fourth embodiment of the present invention.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 コントロールユニット 2 クランク角センサ出力 3 吸気流量センサ出力 4 スロットルセンサ出力5 5 電源用バッテリ電圧値 6 冷却水温センサ出力 7 点火信号増幅器 8 パワートランジスタ 9 点火コイル 10 イオン電流検出回路 11 点火時期信号(IGN) 12 点火プラグ 13 イオン電流出力値 14 イオン電流処理回路 15 燃料噴射信号(INJ) 16 噴射信号増幅器 17 パワートランジスタ 18 インジェクタ Reference Signs List 1 control unit 2 crank angle sensor output 3 intake flow sensor output 4 throttle sensor output 5 5 power supply battery voltage value 6 cooling water temperature sensor output 7 ignition signal amplifier 8 power transistor 9 ignition coil 10 ion current detection circuit 11 ignition timing signal (IGN 12) Spark plug 13 Ion current output value 14 Ion current processing circuit 15 Fuel injection signal (INJ) 16 Injection signal amplifier 17 Power transistor 18 Injector

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭58−7536(JP,A) 特開 昭60−40751(JP,A) 特開 平2−104978(JP,A) ────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (56) References JP-A-58-7536 (JP, A) JP-A-60-40751 (JP, A) JP-A-2-104978 (JP, A)

Claims (6)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】 内燃機関の点火プラグを介して検出され
るイオン電流を検出する手段と、前記イオン電流の検出
結果から前記内燃機関の燃焼状態を検出する内燃機関の
燃焼状態検出装置において、 前記内燃機関の燃焼状態が正常状態にあるときのイオン
電流成分の移動平均演算に基づいて比較判定値を設定す
る比較判定値設定手段と、 前記比較判定値設定手段によって設定された比較判定値
と、検出されたイオン電流値を比較してノッキング状態
を判定するノッキング判定手段とを有することを特徴と
する内燃機関の燃焼状態検出装置。
1. A means for detecting an ion current detected via a spark plug of an internal combustion engine, and a combustion state detection device for an internal combustion engine for detecting a combustion state of the internal combustion engine from a detection result of the ion current, Ions when the combustion state of the internal combustion engine is normal
A comparison determination value setting unit that sets a comparison determination value based on a moving average calculation of a current component; and a knocking state by comparing the comparison determination value set by the comparison determination value setting unit with the detected ion current value. A combustion state detection device for an internal combustion engine, comprising: a knocking determination unit for determining.
【請求項2】 内燃機関の点火プラグを介して検出され
るイオン電流を検出する手段と、前記イオン電流の検出
結果から前記内燃機関の燃焼状態を検出する内燃機関の
燃焼状態検出装置において、 前記内燃機関の燃焼状態として異常状態を強制的に起こ
させたときのイオン電流成分の移動平均演算に基づいて
比較判定値を設定する比較判定値設定手段と、 前記比較判定値設定手段によって設定された比較判定値
と、検出されたイオン電流値を比較して燃焼の異常状態
を判定する異常判定手段とを有することを特徴とする内
燃機関の燃焼状態検出装置。
2. A means for detecting an ion current detected via a spark plug of an internal combustion engine, and a combustion state detection device for an internal combustion engine for detecting a combustion state of the internal combustion engine from a detection result of the ion current, A comparison determination value setting means for setting a comparison determination value based on a moving average calculation of an ion current component when an abnormal state is forcibly caused as a combustion state of the internal combustion engine; and An apparatus for detecting a combustion state of an internal combustion engine, comprising: abnormality determination means for comparing a comparison determination value with a detected ion current value to determine an abnormal state of combustion.
【請求項3】 内燃機関の点火プラグを介して検出され
るイオン電流を検出する手段と、前記イオン電流の検出
結果から前記内燃機関の燃焼状態を検出する内燃機関の
燃焼状態検出装置において、 前記内燃機関の燃焼状態が正常状態にあるときのイオン
電流成分の移動平均演算又は失火、ノッキングという異
常状態を強制的に起こさせたときのイオン電流成分の移
動平均演算に基づいて比較判定値を設定する比較判定値
設定手段と、 前記比較判定値設定手段によって設定された複数の比較
判定値と、検出されたイオン電流値を比較して、正常状
態、失火、ノッキング状態を判別する判別手段とを有す
ることを特徴とする内燃機関の燃焼状態検出装置。
3. A means for detecting an ion current detected through a spark plug of an internal combustion engine, and a combustion state detection device for an internal combustion engine for detecting a combustion state of the internal combustion engine from a detection result of the ion current, Ions when the combustion state of the internal combustion engine is normal
Moving average calculation of current component or transfer of ion current component when an abnormal condition such as misfire or knocking is forcibly caused
Comparison judgment value setting means for setting a comparison judgment value based on a moving average calculation, and a plurality of comparison judgment values set by the comparison judgment value setting means, and comparing the detected ion current value, a normal state, A combustion state detection device for an internal combustion engine, comprising: a determination unit configured to determine a misfire or a knocking state.
【請求項4】 請求項1〜請求項3の何れかの発明にお
いて、 前記比較判定値設定手段は、エンジンの運転状態量を検
出するセンサ群により検出された運転状態量に基いて、
予め定められたデータ又はデータ群より検索される検索
値を上記比較判定値として与えるように構成されている
ことを特徴とする内燃機関の燃焼状態検出装置。
4. The invention according to claim 1, wherein the comparison determination value setting means is configured to determine a driving state amount of the engine based on a driving state amount detected by a sensor group that detects the operation state amount of the engine.
A combustion state detection device for an internal combustion engine, wherein a search value searched from predetermined data or a data group is provided as the comparison determination value.
【請求項5】 請求項3の発明において、 上記エンジンの強制的な失火状態が、燃料カット制御に
より引き起こされるように構成されていることを特徴と
する内燃機関の燃焼状態検出装置。
5. The combustion state detecting device for an internal combustion engine according to claim 3, wherein the forcible misfire state of the engine is caused by fuel cut control.
【請求項6】 請求項1乃至請求項5の発明において、 上記イオン電流成分が、エンジンの全気筒の検出値の平
均値及び特定の気筒からの検出値のうちの少なくとも一
方であることを特徴とする内燃機関の燃焼状態検出装
置。
6. The invention according to claim 1, wherein the ion current component is at least one of an average value of detection values of all cylinders of the engine and a detection value from a specific cylinder. A combustion state detection device for an internal combustion engine.
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