JP3350063B2 - Misfire detection device for internal combustion engine and control device for internal combustion engine using this misfire detection device - Google Patents

Misfire detection device for internal combustion engine and control device for internal combustion engine using this misfire detection device

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JP3350063B2
JP3350063B2 JP06832291A JP6832291A JP3350063B2 JP 3350063 B2 JP3350063 B2 JP 3350063B2 JP 06832291 A JP06832291 A JP 06832291A JP 6832291 A JP6832291 A JP 6832291A JP 3350063 B2 JP3350063 B2 JP 3350063B2
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internal combustion
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    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02PIGNITION, OTHER THAN COMPRESSION IGNITION, FOR INTERNAL-COMBUSTION ENGINES; TESTING OF IGNITION TIMING IN COMPRESSION-IGNITION ENGINES
    • 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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  • Testing Of Engines (AREA)
  • Ignition Installations For Internal Combustion Engines (AREA)
  • Electrical Control Of Air Or Fuel Supplied To Internal-Combustion Engine (AREA)
  • 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、内燃機関の失火検出装
置及びこの失火検出装置を用いた内燃機関の制御装置に
係り、特に、気筒での点火燃焼時に発生するイオン電流
を利用して正常燃焼であるか又は失火状態であるかを判
定する装置であって高いバラスト性を有し且つ失火検出
の信頼性が高い内燃機関の失火検出装置と、この失火検
出装置を利用した精度の高い内燃機関の制御装置に関す
る。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a misfire detection device for an internal combustion engine and a control device for the internal combustion engine using the misfire detection device. More particularly, the present invention relates to a normal operation utilizing ion current generated during ignition combustion in a cylinder. A misfire detection device for an internal combustion engine which has a high ballast property and has high reliability of misfire detection, and a highly accurate internal combustion using the misfire detection device The present invention relates to an engine control device.

【0002】[0002]

【従来の技術】点火燃焼時に発生するイオン電流を利用
した従来の失火検出装置としては、特開平2−1049
78号公報に開示されたものが存在する。この失火検出
装置は点火プラグでの火花発生により気筒内で燃焼状態
が発生した時に点火プラグ近傍に生じるイオン電流を電
気信号として検出する回路構成部分を備え、このイオン
電流検出回路から出力されるイオン電流信号のうち、フ
ィルタ回路等のマスキング手段を用いて所定範囲を取り
出し、このイオン電流信号を、判定基準となる基準レベ
ルが設定された比較手段で比較・判定し、失火状態の有
無を判定するように構成されている。このような失火検
出装置を内燃機関に付設すれば、内燃機関のいずれかの
気筒で失火状態が発生した場合に、この状態を正確且つ
迅速に検出することができ、もって内燃機関の燃料噴射
制御において当該気筒に供給される燃料を抑制又はカッ
トすることにより、未燃焼燃料が排気ガス浄化装置に流
れ込むのを阻止することができ、排気ガス浄化装置が劣
化するのを防止することができる。
2. Description of the Related Art A conventional misfire detecting apparatus utilizing ion current generated during ignition combustion is disclosed in JP-A-2-1049.
There is one disclosed in Japanese Patent Publication No. 78. This misfire detection device includes a circuit component for detecting an ion current generated near the ignition plug when a combustion state occurs in the cylinder due to spark generation at the ignition plug as an electric signal, and an ion output from the ion current detection circuit. A predetermined range is extracted from the current signal using a masking unit such as a filter circuit, and the ion current signal is compared and determined by a comparison unit having a reference level set as a determination reference, thereby determining the presence or absence of a misfire state. It is configured as follows. If such a misfire detection device is attached to the internal combustion engine, if a misfire condition occurs in any one of the cylinders of the internal combustion engine, this condition can be detected accurately and quickly, and the fuel injection control of the internal combustion engine can be performed. By suppressing or cutting the fuel supplied to the cylinder, the unburned fuel can be prevented from flowing into the exhaust gas purification device, and the exhaust gas purification device can be prevented from being deteriorated.

【0003】[0003]

【発明が解決しようとする課題】従来の失火検出装置で
は、燃焼時に生じるイオン電流信号を失火検出のための
回路に入力し、イオン電流信号の生波形を利用して失火
状態が発生したか否かをを検出している。イオン電流信
号の生波形を利用して、内燃機関の各気筒内で点火時に
正常燃焼が行われたか又は失火状態が発生したかという
ことを判定する場合には、ウィンドを生成して適切な範
囲のイオン電流信号を取り込み、予め設定されたしきい
値と、取り込まれたイオン電流信号の振幅値とを比較
し、それらの値の間の大小関係に基づいて判定を行う。
しかしながら、イオン電流信号の波形は、内燃機関の回
転速度や負荷の軽重等に応じて非常に大きく波形が変動
し、どの時点のイオン電流信号を取り込むべきかの判断
が極めて難しい。また仮に、正常燃焼と失火状態を識別
することが可能なしきい値を適宜に設定したとしても、
点火コイル部では点火ノイズが頻繁に発生するので、大
きな点火ノイズが発生すると、失火判定用に設定された
しきい値のレベルを越え、誤判定を招くおそれがある。
このような誤判定を回避するためには、点火ノイズの周
波数領域をマスキングし、不要な点火ノイズを除去する
ためのフィルタ回路を判定回路部に設けることが必須と
なる。その結果、信号処理の工程が複雑となり、信号処
理回路の構成が複雑となるので、製作コストが上昇す
る。またマスキング作用の良否が失火検出装置の性能の
良否を決定することになり、信頼性が高い装置を製作す
ることが困難となる。
In a conventional misfire detecting apparatus, an ion current signal generated during combustion is input to a circuit for detecting misfire, and whether or not a misfire state has occurred using a raw waveform of the ion current signal. Or have you detected. In order to determine whether normal combustion has occurred during ignition or whether a misfire has occurred in each cylinder of the internal combustion engine using the raw waveform of the ion current signal, a window is generated and an appropriate range is set. , And compares a preset threshold value with the amplitude value of the fetched ion current signal, and makes a determination based on the magnitude relationship between these values.
However, the waveform of the ion current signal fluctuates extremely greatly depending on the rotation speed of the internal combustion engine, the load of the load, and the like, and it is extremely difficult to determine at what point in time the ion current signal should be captured. Also, even if the threshold value for distinguishing between the normal combustion and the misfire state is appropriately set,
Since ignition noise frequently occurs in the ignition coil unit, if a large ignition noise occurs, it may exceed a threshold level set for misfire determination, and may cause erroneous determination.
In order to avoid such erroneous determination, it is essential to provide a filter circuit in the determination circuit section for masking the frequency region of ignition noise and removing unnecessary ignition noise. As a result, the signal processing process becomes complicated and the configuration of the signal processing circuit becomes complicated, so that the manufacturing cost increases. Further, the quality of the masking action determines the quality of the performance of the misfire detection device, which makes it difficult to manufacture a highly reliable device.

【0004】本発明の目的は、上記問題に鑑み、点火時
に発生するイオン電流信号を利用して正常燃焼であるか
又は失火状態であるかを判断するように構成された内燃
機関の失火検出装置において、内燃機関の動作状態の影
響を受けず、誤判定を生じることなく、安定して且つ高
い信頼性をもって失火状態を検出することのできる内燃
機関の失火検出装置を提供することにある。本発明の他
の目的は、高い検出信頼性を有する上記失火検出装置を
燃料噴射制御システム等に利用し、失火状態が検出され
た気筒には燃料が供給されるのを抑制し、未燃焼燃料
が、排気ガス浄化装置に与えられるのを阻止する内燃機
関の制御装置を提供することにある。
SUMMARY OF THE INVENTION In view of the above problems, an object of the present invention is to detect a misfire in an internal combustion engine, which is configured to determine whether the combustion is normal or misfire by using an ion current signal generated at the time of ignition. Accordingly, an object of the present invention is to provide a misfire detection device for an internal combustion engine that can detect a misfire state stably and with high reliability without being affected by the operation state of the internal combustion engine and without causing erroneous determination. Another object of the present invention is to utilize the misfire detection device having high detection reliability in a fuel injection control system or the like, to suppress the supply of fuel to a cylinder in which a misfire state has been detected, SUMMARY OF THE INVENTION It is an object of the present invention to provide a control device for an internal combustion engine that prevents the control device from being supplied to an exhaust gas purification device.

【0005】[0005]

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明は、気筒での燃焼によって生じるイオン電流
を検出するイオン電流検出回路と、このイオン電流検出
回路から出力されるイオン電流信号を利用して前記気筒
の点火時の内部状態が正常燃焼か又は失火状態かを判定
する判定手段とからなる内燃機関の失火検出装置におい
て、前記イオン電流検出回路から出力される前記イオン
電流信号を取り込んで積分処理する積分手段と、前記イ
オン電流検出回路から出力される前記イオン電流信号を
取り込んで最大ピーク値と最小ピーク値のうちいずれか
一方又は両方を保持するピークホールド手段とを設け、
前記判定手段は、前記積分手段から出力される積分信号
と前記ピークホールド手段から出力されるピークデータ
の両方を用いて、前記気筒の前記内部状態が正常燃焼で
あるか又は失火状態であるかを判定するようにする。ま
た、本発明は、気筒での燃焼によって生じるイオン電流
を検出するイオン電流検出回路と、このイオン電流検出
回路から出力されるイオン電流信号を利用して前記気筒
の点火時の内部状態が正常燃焼か又は失火状態かを判定
する判定手段とからなる内燃機関の失火検出装置におい
て、前記イオン電流検出回路から出力される前記イオン
電流信号を取り込んで積分処理する積分手段と、この積
分手段から出力される積分信号を取り込んで最大ピーク
値と最小ピーク値のうちいずれか一方又は両方を保持す
るピークホールド手段を設け、前記判定手段は、前記ピ
ークホールド手段から出力されるピークデータを用いて
前記気筒の前記内部状態が正常燃焼であるか又は失火状
態であるかを判定するようにする。更に、本発明は、気
筒での燃焼によって生じるイオン電流を検出するイオン
電流検出回路と、このイオン電流検出回路から出力され
るイオン電流信号を利用して前記気筒の点火時の内部状
態が正常燃焼か又は失火状態かを判定する判定手段とか
らなる内燃機関の失火検出装置において、前記イオン電
流検出回路から出力される前記イオン電流信号を取り込
んで最大ピーク値と最小ピーク値の両方を保持するピー
クホールド手段を設け、前記判定手段は、前記ピークホ
ールド手段から出力されるピークデータを用いて前記気
筒の前記内部状態が正常燃焼であるか又は失火状態であ
るかを判定するようにすると共に、前記ピークホールド
手段は、最大ピーク値及び最小ピーク値を保持し且つこ
れらのピーク値の平均値を算出し、前記判定手段は、最
大ピーク値、最小ピーク値、平均値を入力し、各値の複
数個の組み合わせによって前記判定を行うものとする。
また、本発明は、内燃機関における各種の運転状態に関
するデータを入力し、これらのデータを用いて且つ予め
記憶手段に用意された所定の制御のための演算処理手段
を動作させて少なくとも点火時期信号と燃料噴射信号を
求め、得られた前記点火時期信号と前記燃料噴射信号を
それぞれの制御対象部に供給して前記内燃機関を運転制
御を実行する内燃機関の制御装置において、上記の失火
検出装置を備え、この失火検出装置で所定の気筒が失火
状態であると判定されたときには、前記気筒に対する前
記点火時期信号を調整すると共に、前記燃料噴射信号を
抑制又はカットする制御手段を有するものとする。
To achieve the above object, the present invention provides an ion current detection circuit for detecting an ion current generated by combustion in a cylinder, and an ion current signal output from the ion current detection circuit. A misfire detection device for an internal combustion engine, comprising: a determination unit for determining whether an internal state of the cylinder at the time of ignition is normal combustion or a misfire state by utilizing the ion current signal output from the ion current detection circuit. Integrating means for capturing and integrating, and peak holding means for capturing one or both of a maximum peak value and a minimum peak value by capturing the ion current signal output from the ion current detection circuit,
The determination means uses both the integration signal output from the integration means and the peak data output from the peak hold means to determine whether the internal state of the cylinder is normal combustion or misfire. Make a decision. The present invention also provides an ion current detection circuit for detecting an ion current generated by combustion in a cylinder, and an internal state at the time of ignition of the cylinder which is normal combustion using an ion current signal output from the ion current detection circuit. A misfire detection device for an internal combustion engine, comprising: a judgment means for judging whether or not a misfire has occurred; an integration means for receiving and integrating the ion current signal output from the ion current detection circuit; and an output signal from the integration means. A peak hold means for receiving an integrated signal and holding one or both of a maximum peak value and a minimum peak value, and the determination means uses the peak data output from the peak hold means to determine the It is determined whether the internal state is a normal combustion or a misfire state. Further, the present invention provides an ion current detection circuit for detecting an ion current generated by combustion in a cylinder, and using the ion current signal output from the ion current detection circuit to determine that the internal state of the cylinder at the time of ignition is normal combustion. A misfire detection device for an internal combustion engine, comprising: a determination unit configured to determine whether or not a misfire condition is detected. The peak that captures the ion current signal output from the ion current detection circuit and holds both a maximum peak value and a minimum peak value. Hold means is provided, and the determination means determines whether the internal state of the cylinder is normal combustion or misfire using peak data output from the peak hold means, The peak hold means holds a maximum peak value and a minimum peak value and calculates an average value of these peak values, and the determination means Large peak value, minimum peak value, enter the average value, and performs the determination by a plurality of combinations of each value.
In addition, the present invention provides at least an ignition timing signal by inputting data relating to various operating states of the internal combustion engine and operating the arithmetic processing means for predetermined control prepared in the storage means using the data. And a fuel injection signal, and supplies the obtained ignition timing signal and the fuel injection signal to the respective control target parts to execute operation control of the internal combustion engine. When the misfire detection device determines that a predetermined cylinder is in a misfire state, the misfire detection device includes a control unit that adjusts the ignition timing signal for the cylinder and suppresses or cuts the fuel injection signal. .

【0006】[0006]

【作用】本発明の内燃機関の制御装置における積分手段
を利用した失火検出装置では、点火時に発生するイオン
電流信号を、単なる生波形における瞬時的な振幅値では
なく、面積的に評価することが可能となる。そのため
に、点火時に瞬時的に大きな点火ノイズが発生したとし
ても、その積分値は小さいものであるので、失火の有無
の判定に影響を与えることはない。こうしてロバスト性
を高くすることが可能となる。また、内燃機関が低回転
状態であるとき、あるいは軽負荷状態であるときには、
イオン電流信号は低出力値であるが、積分値で判定を行
うので、充分な判定用信号を得ることができる。また
発明の内燃機関の制御装置におけるピークホールド手段
を利用した失火検出装置では、イオン電流信号の波形振
幅値における特徴的な値を取り出し、この特徴的な値を
用いて失火の有無を判定するようにしたため、内燃機関
の各気筒の燃焼状態が不安定で、イオン電流信号の波形
がばらつく場合でも、正常燃焼、失火状態の充分な差異
を検出することが可能となる。そして、本発明による内
燃機関の制御装置では、失火検出の信頼性が高い上記の
失火検出装置を用いて各種制御を行うので、制御の確実
度が向上する。また、失火状態がいずれかの気筒で発生
したとき、適切なタイミングで、当該気筒の点火時期を
調整したり、燃料噴射を制限又はカットすることがで
き、これにより未燃焼燃料が排気ガス浄化装置に供給さ
れるのを未然に防止することができ、排気ガス浄化装置
の劣化を阻止し、排気ガスの面での内燃機関の動作信頼
性を向上する。前記積分手段とピークホールド手段を並
列的に、又は直列的に併用した失火検出装置では、前述
したそれぞれの利点を兼ね備えることができ、積分信号
についてピークデータを得るように構成した直列的な失
火検出検出装置では、信号の最も高い波形箇所を利用す
るので、検出の信頼性、精度がより高くなる。
The integrator in the control apparatus for an internal combustion engine according to the present invention.
In the misfire detection device utilizing the above, it is possible to evaluate an ion current signal generated at the time of ignition not in terms of a mere instantaneous amplitude value in a raw waveform but in terms of area. For this reason, even if a large ignition noise occurs momentarily at the time of ignition, the integral value is small, so that it does not affect the determination of the presence or absence of misfire. Thus, the robustness can be increased. Also, when the internal combustion engine is in a low rotation state or in a light load state,
Although the ion current signal has a low output value, the judgment is made based on the integral value, so that a sufficient judgment signal can be obtained. Also book
Peak hold means in a control device for an internal combustion engine according to the invention
In the misfire detection device utilizing the characteristic value of the waveform amplitude value of the ion current signal is extracted and the presence or absence of a misfire is determined using the characteristic value, so that the combustion state of each cylinder of the internal combustion engine is determined. Even when the waveform is unstable and the ion current signal varies, it is possible to detect a sufficient difference between the normal combustion state and the misfire state. And, according to the present invention,
In the control unit of the fuel engine, the reliability of misfire detection is high
Since various controls are performed using the misfire detection device,
The degree improves. Also, a misfire condition occurs in any of the cylinders
The ignition timing of the cylinder at an appropriate timing.
To adjust or limit or cut fuel injection.
This causes unburned fuel to be supplied to the exhaust gas purifier.
Exhaust gas purification device
Of internal combustion engine operation in terms of exhaust gas
Improve the performance. In the misfire detection device in which the integrating means and the peak hold means are used in parallel or in series, the respective advantages described above can be combined, and a serial misfire detection configured to obtain peak data for an integrated signal. Since the detection device uses the highest waveform portion of the signal, the reliability and accuracy of detection are further improved .

【0007】[0007]

【実施例】図1は本発明に係る内燃機関の制御装置の第
1実施例であって、失火検出装置を含む多気筒内燃機関
の点火システムの電気回路系統を示す。本実施例では各
気筒毎の点火プラグに対応して1個の点火コイルを有す
るように構成された1プラグ1コイル形式の電子配線シ
ステム(DIS)の例を示している。本実施例では、
火検出装置は積分方式の回路構成を有している。1は制
御手段であるコントロールユニットであり、コントロー
ルユニット1はマイクロコンピュータで構成される。コ
ントロールユニット1は、内部に、点火時期制御や燃料
噴射制御等に必要とされる固定データや制御プログラム
を格納するための記憶素子ROMと、適時に取り込ま
れ、各種制御に使用される各種データを随時に書き込み
・読み出すための記憶素子RAMと、各種のデータのデ
ィジタル演算処理を行うCPU等を含んでいる。かかる
構成は周知であるので、詳細説明は省略する。
1 is a block diagram of a control apparatus for an internal combustion engine according to the present invention .
1 is an embodiment showing an electric circuit system of an ignition system of a multi-cylinder internal combustion engine including a misfire detection device. This embodiment shows an example of a one-plug one-coil type electronic wiring system (DIS) configured to have one ignition coil corresponding to an ignition plug for each cylinder. In this embodiment, the loss
The fire detection device has an integration type circuit configuration . Reference numeral 1 denotes a control unit serving as control means, and the control unit 1 is constituted by a microcomputer. The control unit 1 internally stores a storage element ROM for storing fixed data and a control program required for ignition timing control, fuel injection control, and the like, and various data which are taken in timely and used for various controls. It includes a storage element RAM for writing and reading as needed, a CPU for performing digital arithmetic processing of various data, and the like. Since such a configuration is well known, detailed description is omitted.

【0008】複数の気筒のそれぞれの点火時期等を制御
するためには、内燃機関の状態や環境について、各種の
データが必要である。これらのデータは、それぞれ対応
するセンサによって検知され、アナログ信号又はディジ
タル信号の形式でコントロールユニット1に入力され
る。入力される各種データとしては、クランク角センサ
2からのクランク角データ、空気流量センサ3からの空
気流量(QA )、スロットルセンサ4からのスロットル
角(θTH)、電源5の出力電圧(VB )、内燃機関の冷
却水の水温を測定する水温センサ6からの水温データ
(TW )等がある。これらのデータは、コントロールユ
ニット1に入力され、ここで所定の演算式に従って演算
処理され、各気筒毎に、運転条件に見合う点火時期を指
令するための点火時期信号“IGN”7が出力される。コ
ントロールユニット1から出力された点火時期信号7
は、次段のパワートランジスタ9を駆動できる所定のレ
ベルまで増幅器8で増幅され、パワートランジスタ9に
供給されて、これを導通動作させる。パワートランジス
タ9が導通すると、バッテリ(+B)からの電流が、点
火コイル10の一次側巻線を通して流れる。パワートラ
ンジスタ9の導通・遮断はベースに入力される点火時期
信号7の波形に従って決まる。点火時期信号7に従っ
て、導通したパワートランジスタ9が遮断されると、そ
の遮断電流に対応した高電圧が、点火コイル10の二次
側に誘起され、第1気筒の点火プラグ11に点火用の火
花を発生させる。
In order to control the ignition timing and the like of each of a plurality of cylinders, various data on the state and environment of the internal combustion engine are required. These data are respectively detected by the corresponding sensors and input to the control unit 1 in the form of analog signals or digital signals. The various data to be input include crank angle data from the crank angle sensor 2, air flow rate (Q A ) from the air flow rate sensor 3, throttle angle (θ TH ) from the throttle sensor 4, and output voltage (V B ), water temperature data (T W ) from the water temperature sensor 6 for measuring the temperature of the cooling water of the internal combustion engine, and the like. These data are input to the control unit 1, where they are processed according to a predetermined calculation formula, and an ignition timing signal "IGN" 7 for instructing an ignition timing suitable for the operating condition is output for each cylinder. . Ignition timing signal 7 output from control unit 1
Is amplified by the amplifier 8 to a predetermined level at which the power transistor 9 of the next stage can be driven, supplied to the power transistor 9, and made to conduct. When the power transistor 9 conducts, current from the battery (+ B) flows through the primary winding of the ignition coil 10. The conduction / interruption of the power transistor 9 is determined according to the waveform of the ignition timing signal 7 input to the base. When the turned-on power transistor 9 is cut off in accordance with the ignition timing signal 7, a high voltage corresponding to the cut-off current is induced on the secondary side of the ignition coil 10 and the spark for ignition is applied to the spark plug 11 of the first cylinder. Generate.

【0009】イオン電流検出回路12は、点火コイル1
0の二次側巻線の低電位端とアースとの間に設置され
る。イオン電流検出回路12はツェナーダイオード12
a、コンデンサ12b、抵抗12cとこれに並行に接続
されたダイオード12dから構成される。点火プラグ1
0に火花が発生した時、ツェナーダイオード12aによ
って規定される電圧でコンデンサ12bに電荷を蓄積す
るが、その後、燃焼熱により点火プラグ11の近傍領域
がイオン化されるので、通電路が形成され、コンデンサ
12bに蓄積された電荷がイオン電流として流れる。こ
のイオン電流は、抵抗12cの両端間の電位差信号とし
て検出される。イオン電流検出回路12から出力される
信号は、イオン電流信号“ION ”13として出力され
る。
The ionic current detection circuit 12 includes the ignition coil 1
0 is provided between the low potential end of the secondary winding and ground. The ion current detection circuit 12 is a Zener diode 12
a, a capacitor 12b, a resistor 12c and a diode 12d connected in parallel with the resistor 12c. Spark plug 1
When a spark is generated at 0, electric charge is accumulated in the capacitor 12b at a voltage specified by the Zener diode 12a. Thereafter, the combustion heat ionizes the area near the ignition plug 11, so that a current path is formed, The electric charge accumulated in 12b flows as an ion current. This ion current is detected as a potential difference signal between both ends of the resistor 12c. The signal output from the ion current detection circuit 12 is output as an ion current signal “ION” 13.

【0010】上記のイオン電流信号13は、ウィンド生
成回路14を経由して積分回路15に入力される。ウィ
ンド生成回路14は、設定されたウィンドを利用してイ
オン電流信号のうちノイズを含まない特徴波形部分を積
分回路15に入力せしめる。積分回路15では、入力さ
れたイオン電流信号を積分処理し、その後に、得られた
積分信号をコントロールユニット1に対し出力する。コ
ントロールユニット1の内部に設けられた失火判定のた
めの手段では、積分回路15から与えられた、イオン電
流信号の特徴波形部分を積分して得た積分信号を用いて
失火判定を実行する。失火判定のための手段及びそのプ
ロセスについては、任意な構成を用いることができる。
The above-mentioned ion current signal 13 is input to an integration circuit 15 via a window generation circuit 14. The window generation circuit 14 uses the set window to input a characteristic waveform portion containing no noise from the ion current signal to the integration circuit 15. The integration circuit 15 integrates the input ion current signal, and then outputs the obtained integration signal to the control unit 1. The means for misfire determination provided inside the control unit 1 performs misfire determination using an integrated signal obtained by integrating the characteristic waveform portion of the ion current signal provided from the integration circuit 15. Any means can be used for the means for misfire determination and its process.

【0011】図2に、イオン電流検出回路12、ウィン
ド生成回路14、積分回路15の所要各部の信号波形を
示す。図2(A)は、イオン電流信号の要部波形を示
し、イオン電流検出回路12の出力端子から発生する電
圧信号“ION ”13である。イオン電流信号13の波形
において13aは点火時に発生する点火ノイズであり、
13bの部分がイオン電流によって生じる特徴波形部分
である。図2(B)はウィンド生成回路14にてウィン
ドを設定するためのウィンド信号である。このウィンド
信号16は、イオン電流信号13における特徴波形部分
13bを積分回路15に取り込むために生成される。図
2(C)は、ウィンド信号16によって設定されたウィ
ンド期間の間、イオン電流信号13を積分することによ
って得られる積分信号を示している。この積分信号は積
分回路15の出力端子から出力される。失火状態が発生
するときには、イオン電流信号はほとんどゼロである。
したがって、失火状態が発生するときには、積分信号も
ほとんどゼロとなる。
FIG. 2 shows signal waveforms of required parts of the ion current detection circuit 12, the window generation circuit 14, and the integration circuit 15. FIG. 2A shows a waveform of a main part of the ion current signal, which is a voltage signal “ION” 13 generated from the output terminal of the ion current detection circuit 12. In the waveform of the ion current signal 13, reference numeral 13a denotes ignition noise generated at the time of ignition,
A portion 13b is a characteristic waveform portion generated by the ion current. FIG. 2B shows a window signal for setting a window in the window generation circuit 14. The window signal 16 is generated to take the characteristic waveform portion 13 b of the ion current signal 13 into the integration circuit 15. FIG. 2C shows an integrated signal obtained by integrating the ion current signal 13 during a window period set by the window signal 16. This integration signal is output from the output terminal of the integration circuit 15. When a misfire condition occurs, the ion current signal is almost zero.
Therefore, when a misfire state occurs, the integrated signal also becomes almost zero.

【0012】図1において説明された第1の気筒に関す
る点火装置および失火検出装置の回路構成は、他の第2
〜第nの各気筒についても同様である。
The circuit configuration of the ignition device and the misfire detection device for the first cylinder described with reference to FIG.
The same applies to the nth to nth cylinders.

【0013】上記の如くしてコントロールユニット1に
入力された各気筒についてのイオン電流信号の積分信号
は、その後、例えば点火時期制御や燃料噴射制御に利用
される。コントロールユニット1の内部には、前述の通
り、点火時期制御と燃料噴射制御を行うための制御手段
を備えている。燃料噴射制御によって、各気筒毎の燃料
噴射信号“INJ ”17を発生させている。燃料噴射信号
17は、増幅器18で増幅され、パワートランジスタ1
9に供給され、もって第1気筒のインジェクタ20を駆
動する。この回路構成も、各気筒毎に設けられる。
The integrated signal of the ion current signal for each cylinder input to the control unit 1 as described above is thereafter used for, for example, ignition timing control and fuel injection control. As described above, the control unit 1 is provided with control means for performing ignition timing control and fuel injection control. A fuel injection signal "INJ" 17 for each cylinder is generated by the fuel injection control. The fuel injection signal 17 is amplified by the amplifier 18 and the power transistor 1
9 to drive the injector 20 of the first cylinder. This circuit configuration is also provided for each cylinder.

【0014】積分回路15から与えられる積分信号に基
づいて、コントロールユニット1において、第1気筒に
関して失火状態が発生したと判断されると、点火時期信
号7は制限され、燃料噴射信号17はカット又は制限さ
れる。他の気筒についても、それぞれ同様な制御が実行
される。
When the control unit 1 determines that a misfire state has occurred in the first cylinder based on the integration signal given from the integration circuit 15, the ignition timing signal 7 is limited and the fuel injection signal 17 is cut or cut. Limited. Similar control is performed for each of the other cylinders.

【0015】上記の如くイオン電流検出回路12から出
力されるイオン電流信号13の特徴波形部を積分回路1
5にて積分し、得られた積分信号に基づいて失火状態で
ある否かを判定するように構成すれば、イオン電流信号
13の特徴的部分13bを面積的に評価することになる
ので、正確に且つ安定して失火状態を検出することが可
能となる。
The characteristic waveform portion of the ion current signal 13 output from the ion current detection circuit 12 is
If it is configured to integrate at 5 and determine whether or not there is a misfire state based on the obtained integrated signal, the characteristic portion 13b of the ion current signal 13 is evaluated in area, so that it is accurate. It is possible to detect a misfire state quickly and stably.

【0016】前記の実施例で、イオン電流検出回路12
は、各気筒毎に設けられたが、その他の構成として、対
向する2気筒毎又はそれ以上の数の気筒毎にイオン電流
検出回路を設けることにより、前記と同様に失火状態を
検出するように構成することもできる。
In the above embodiment, the ion current detection circuit 12
Is provided for each cylinder, but as another configuration, a misfire state is detected in the same manner as described above by providing an ion current detection circuit for each of two opposed cylinders or for each of more cylinders. It can also be configured.

【0017】次に、前記失火検出装置に用いられたウィ
ンド生成回路14と積分回路15、又はこれと同等の機
能を実現するソフト手段について、説明する。図3及び
図4は、ハード的構成によって実現した回路例を示し、
図3は積分回路15、図4はウィンド生成回路14を示
している。図3に示した積分回路はオペアンプ15aを
利用した周知の回路構成であり、図4に示したウィンド
生成回路14は2個のレベル信号発生回路14a,14
bを組み合わせて構成される。ウィンド生成回路14
は、イオン電流信号において点火ノイズを含まない予め
限定された所定領域(特徴波形部分)を積分回路15に
入力させるウインド(図2Bにおける16)を生成する
ための2つのレベル信号21,22を出力する。これら
のレベル信号21,22と前記イオン電流信号13と
を、図示しないAND回路に入力すると、レベル信号2
1,22の組み合わせで前記ウィンド16が設定され、
当該ウィンドが設定された領域のイオン電流信号部分1
3bが、AND回路の出力信号として取り出される。ウ
ィンド生成回路14の各レベル信号発生回路14a,1
4bをリセットする信号としては、クランク角センサ2
から出力されるREF信号を用いることが望ましい。こ
のようにして、ウィンド生成回路14で取り出されたイ
オン電流信号の特徴波形部分13bは、積分回路15の
入力端子15bに入力され、積分処理が行われ、その出
力端子15cから積分信号が出力される。積分回路15
において、図示されていないが、実際上、所定のタイミ
ングで積分された値をリセットするための回路構成が付
加される。
Next, a description will be given of the window generation circuit 14 and the integration circuit 15 used in the misfire detection device, or software means for realizing functions equivalent thereto. 3 and 4 show circuit examples realized by a hardware configuration.
3 shows the integration circuit 15, and FIG. 4 shows the window generation circuit 14. The integrating circuit shown in FIG. 3 has a well-known circuit configuration using an operational amplifier 15a, and the window generating circuit 14 shown in FIG. 4 has two level signal generating circuits 14a and 14a.
b. Window generation circuit 14
Outputs two level signals 21 and 22 for generating a window (16 in FIG. 2B) for inputting a predetermined region (characteristic waveform portion), which is not limited to the ignition noise in the ion current signal, to the integration circuit 15. I do. When these level signals 21 and 22 and the ion current signal 13 are input to an AND circuit (not shown), the level signal 2
The window 16 is set by a combination of 1 and 22,
Ion current signal portion 1 in the area where the window is set
3b is extracted as an output signal of the AND circuit. Each level signal generation circuit 14a, 1 of the window generation circuit 14
4b is a signal for resetting the crank angle sensor 2b.
It is desirable to use the REF signal output from the. In this way, the characteristic waveform portion 13b of the ionic current signal extracted by the window generation circuit 14 is input to the input terminal 15b of the integration circuit 15, where integration processing is performed, and an integration signal is output from the output terminal 15c. You. Integration circuit 15
Although not shown, a circuit configuration for resetting the value integrated at a predetermined timing is added in practice.

【0018】上記の如く、イオン電流信号を積分した信
号に基づき失火状態の発生の有無を判断するように構成
すると、検出信号の値において、正常燃焼時と失火状態
時との差異が大きく発生し、失火判定を容易に且つ正確
に行うことができる。
As described above, if the presence or absence of a misfire state is determined based on the signal obtained by integrating the ion current signal, the value of the detection signal greatly differs between the normal combustion state and the misfire state. In addition, misfire determination can be easily and accurately performed.

【0019】図5は、ソフト構成でウィンド生成回路及
び積分回路の機能を実現する実施例である。ソフト構成
で装置を実現する場合には、図1に示されるウィンド生
成回路14及び積分回路15は、回路要素として必要で
はない。従って、この場合には、イオン電流検出回路1
2から出力されるイオン電流信号“ION ”13が直接に
コントロールユニット1に入力される。図5に示される
フローチャートを実行する手段は、コントロールユニッ
ト1の内部にプログラムとして登録され、用意される。
図5に示されたフローチャートにおいて、ステップ31
では、設定された所定ウィンドであるか否かの判別が行
われる。ソフト手法によるウィンドの生成は、例えば、
クランク角センサからのREF信号とPOS信号を用い
て、フリーランカウンタを利用することにより、行われ
る。ステップ31でYESであれば、ステップ32でA
/D変換処理を起動し、イオン電流信号の特徴波形部分
をアナログからディジタルに変換する。ステップ33は
ディジタル信号に変換されているか否かを判定するステ
ップであり、ステップ34では、積分演算処理が実行さ
れる。ステップ31でNOであるときには、ステップ3
5に移り、ここでウィンド外になって取込みを行ったの
が1回目であるか否かが判定される(例えば、イグニッ
ションスイッチの投入後このプログラムによる動作が最
初であるか、あるいはその後ウィンド外になってデータ
取込みを行ったのが1回目であるか否かが判定され
る)。ステップ35がYESであるときにはステップ3
6を実行して、積分値をリセットする(0もしくは適当
な初期値、又は適当な他の値にする)。ステップ35で
NOであるときには、ステップ37を実行して積分値を
保持する。上記のソフト的な構成であっても前記のハー
ド的構成と同様な作用を生ずる。
FIG. 5 shows an embodiment in which the functions of the window generating circuit and the integrating circuit are realized by a software configuration. When the device is implemented with a software configuration, the window generation circuit 14 and the integration circuit 15 shown in FIG. 1 are not necessary as circuit elements. Therefore, in this case, the ion current detection circuit 1
The ion current signal “ION” 13 output from the control unit 2 is directly input to the control unit 1. The means for executing the flowchart shown in FIG. 5 is registered and prepared as a program inside the control unit 1.
In the flowchart shown in FIG.
In, it is determined whether or not the predetermined window is set. Generation of a window by a soft method is, for example,
This is performed by using a free-run counter using the REF signal and the POS signal from the crank angle sensor. If YES in step 31, A in step 32
Activate the / D conversion process to convert the characteristic waveform portion of the ion current signal from analog to digital. Step 33 is a step of determining whether or not the signal has been converted to a digital signal. In step 34, an integral operation is performed. If NO in step 31, step 3
Then, it is determined whether or not it is the first time that the outside of the window has been taken out and taken in (for example, whether the operation by this program is the first after the ignition switch is turned on, or the outside of the window after that). It is determined whether or not the first data acquisition has been performed.) When step 35 is YES, step 3
6. Execute 6 to reset the integrated value (to 0 or an appropriate initial value, or another appropriate value). If NO in step 35, step 37 is executed to hold the integral value. Even with the above-mentioned soft configuration, the same operation as the above-mentioned hardware configuration is produced.

【0020】次に、本発明に係る内燃機関の制御装置の
第2実施例における失火検出装置部分を説明する。第2
実施例における失火検出装置は、ピークホールド方式の
回路構成を有する。すなわち、この実施例の構成では、
図1の実施例構成において、積分回路15の代わりにピ
ークホールド回路が用いられる。従って、図1の回路に
おいて、積分回路15が配設された箇所にピークホール
ド回路が配設される。その他の構成は、図1で示したも
のと同じである。以下では、構成的に相違する部分のみ
を説明する。図6はピークホールド回路をハード構成で
実現する回路例を示す。このピークホールド回路は、ウ
ィンド生成回路14とコントロールユニット1との間に
介設され、イオン電流検出回路12から出力されるイオ
ン電流信号13をウィンド生成回路14を経由して入力
し、イオン電流信号の特徴波形部分におけるロウピーク
値(最小値)とハイピーク値(最大値)のうち少なくと
もいずれか一方を検出し、これらのピーク値をコントロ
ールユニット1に供給する機能を有している。従って、
ピークホールド回路は、ロウピークホールド回路41
と、ハイピークホールド回路42とに分けることができ
る。ロウピークホールド回路41は、オペアンプ41a
をベースとした周知の回路構成である。その入力端子4
1bには、ウィンド生成回路14からのイオン電流信号
が入力される。イオン電流信号については、ウィンド生
成回路14を経由させるので、イオン電流信号17の特
徴波形部分が入力される。ロウピーク値を表す電圧は、
コンデンサ41cにホールドされ、その出力端子41d
から出力される。ロウピークホールド回路41をリセッ
トする場合には、クランク角センサ2から出力されるR
EF信号で、リセットスイッチ41eをオン動作させ、
コンデンサ41cの電荷を放電させることにより、行
う。一方、ハイピークホールド回路42についても、同
様に、オペアンプ42aをベースとした周知の回路構成
であり、その入力端子42bに、ウィンド生成回路14
を経由させたイオン電流信号を入力させる。その結果、
イオン電流信号の特徴波形部分のハイピーク値をコンデ
ンサ42cに電圧としてホールドする。コンデンサ42
cの端子間電圧としてホールドされたハイピーク値は、
出力端子42dから出力される。またコンデンサ42c
にはリセットスイッチ42eが並列に接続され、このリ
セットスイッチ42eを前記REF信号でオン動作させ
ることにより、ハイピークホールド回路42をリセット
することができる。
Next, the control device for the internal combustion engine according to the present invention will be described .
The misfire detection device in the second embodiment will be described. Second
The misfire detection device in the embodiment has a circuit configuration of a peak hold system. That is, in the configuration of this embodiment,
In the embodiment of FIG. 1, a peak hold circuit is used instead of the integration circuit 15. Therefore, in the circuit of FIG. 1, a peak hold circuit is provided at a position where the integration circuit 15 is provided. Other configurations are the same as those shown in FIG. Hereinafter, only the configurationally different parts will be described. FIG. 6 shows an example of a circuit for realizing a peak hold circuit with a hardware configuration. This peak hold circuit is interposed between the window generation circuit 14 and the control unit 1, receives an ion current signal 13 output from the ion current detection circuit 12 via the window generation circuit 14, Has a function of detecting at least one of a low peak value (minimum value) and a high peak value (maximum value) in the characteristic waveform portion, and supplying these peak values to the control unit 1. Therefore,
The peak hold circuit is a low peak hold circuit 41
And the high peak hold circuit 42. The low peak hold circuit 41 includes an operational amplifier 41a
Is a well-known circuit configuration based on. Its input terminal 4
An ion current signal from the window generation circuit 14 is input to 1b. Since the ion current signal passes through the window generation circuit 14, the characteristic waveform portion of the ion current signal 17 is input. The voltage representing the low peak value is
The output terminal 41d is held by the capacitor 41c.
Output from When resetting the low peak hold circuit 41, the R output from the crank angle sensor 2
The reset switch 41e is turned on by the EF signal,
This is performed by discharging the electric charge of the capacitor 41c. On the other hand, the high peak hold circuit 42 also has a well-known circuit configuration based on an operational amplifier 42a, and its input terminal 42b is connected to the window generation circuit 14 similarly.
The ion current signal passed through is input. as a result,
The high peak value of the characteristic waveform portion of the ion current signal is held as a voltage in the capacitor 42c. Capacitor 42
The high peak value held as the inter-terminal voltage of c is
Output from the output terminal 42d. Also, the capacitor 42c
A reset switch 42e is connected in parallel to the high peak hold circuit 42 by turning on the reset switch 42e by the REF signal.

【0021】またピークホールド回路では、ロウピーク
ホールド回路41の出力端子とハイピークホールド回路
42の出力端子との間を、破線ブロック43で示す如
く、所定の抵抗値を有した抵抗44,45を用いて接続
すると、その中間点46から、ロウピーク値とハイピー
ク値の平均値を出力させることができる。
In the peak hold circuit, between the output terminal of the low peak hold circuit 41 and the output terminal of the high peak hold circuit 42, as shown by a broken line block 43, resistors 44 and 45 having a predetermined resistance value are provided. When the connection is made by using the intermediate point 46, the average value of the low peak value and the high peak value can be output from the intermediate point 46.

【0022】上記の如く、ピークホールド回路を用いて
イオン電流信号の特徴波形部分のロウピーク値とハイピ
ーク値とこれらの平均値を適宜に検出し、これらのピー
ク値を単独で又は組み合わせて用いて、正常燃焼又は失
火状態を判定すると、イオン電流信号の生波形を用いる
方式に比較し、イオン電流信号の特徴的な振幅値によっ
て判定を行うことができるので、失火状態を明確に且つ
容易に判定することができる。また、ロウピーク値とハ
イピーク値との平均値に利用して気筒における点火時の
燃焼状態を判定すれば、くすぶり状態の燃焼を検出する
ことができ、制御に好都合である。なお、くすぶり時に
は基準となるゼロ電圧レベル自体がシフトし、平均値の
絶対値が大きくなるので、くすぶり状態であるか否かを
判別することができる。
As described above, the low peak value, the high peak value of the characteristic waveform portion of the ion current signal and the average value thereof are appropriately detected by using the peak hold circuit, and these peak values are used alone or in combination. When the normal combustion or misfire state is determined, the misfire state can be determined clearly and easily, because the determination can be made based on the characteristic amplitude value of the ion current signal as compared with the method using the raw waveform of the ion current signal. be able to. Further, if the combustion state at the time of ignition in the cylinder is determined by using the average value of the low peak value and the high peak value, the combustion in the smoldering state can be detected, which is convenient for control. During smoldering, the reference zero voltage level itself shifts and the absolute value of the average value increases, so that it is possible to determine whether or not a smoldering state exists.

【0023】またピークホールド方式の場合にも、図7
に示す如く、ソフト構成で実現することができる。ソフ
ト構成で装置を実現する場合には、前記のウィンド生成
回路14とピークホールド回路は、回路要素として必要
ではない。従って、この場合には、イオン電流検出回路
12から出力されるイオン電流信号“ION ”13が直接
にコントロールユニット1に入力される。図7に示され
るフローチャートを実行する手段は、コントロールユニ
ット1の内部にプログラムとして登録され、用意され
る。図7に示すフローチャートに従えば、ステップ51
で所定ウィンド内にあるか否かが判定される。ステップ
51においてYESである場合には、ステップ52,5
3でA/D変換処理を起動してこれを実行し、イオン電
流信号の所定部分をディジタル信号に変換する。ステッ
プ54では、取り込んだデータの値(A/D)をロウピ
ーク値(PL)と比較し、ロウピーク値よりも小さいと
きには、ステップ55においてデータ値(A/D)を用
いてロウピーク値(PL)を更新する。ステップ54
で、取り込んだデータ値がロウピーク値よりも大きい場
合には、ステップ56で当該データ値(A/D)とハイ
ピーク値(PH)を比較する。データ値がハイピーク値
よりも大きいときには、ステップ57において、ハイピ
ーク値(PH)をデータ値(A/D)で更新する。この
ようにして、ウィンド内に存在するイオン電流信号のロ
ウピーク値又はハイピーク値を保持する。ステップ51
においてNOである場合には、ステップ58に移り、こ
こでウィンド外になって取込みを行ったのが1回目であ
るか否かが判定される(例えば、イグニッションスイッ
チの投入後このプログラムによる動作が最初であるか、
あるいはその後ウィンド外になってデータ取込みを行っ
たのが1回目であるか否かが判定される)。ステップ5
8がYESであるときにはステップ59を実行して、ロ
ウピーク値とハイピーク値をリセットする(0もしくは
適当な初期値、又は適当な他の値にする)。ステップ5
8でNOであるときには、ステップ60を実行して、ロ
ウピーク値とハイピーク値をそれぞれ保持する。なお、
以上のフローチャートでは、平均値を算出するステップ
が図示されていないが、ロウピーク値及びハイピーク値
が決定された段階で、平均値を算出する処理ステップを
設けるだけよいので、その図示を省略する。上記のソフ
ト的な構成であっても、前記のハード的構成と同様な作
用を生ずる。
In the case of the peak hold method, FIG.
As shown in FIG. When the apparatus is realized by a software configuration, the window generation circuit 14 and the peak hold circuit are not necessary as circuit elements. Therefore, in this case, the ion current signal “ION” 13 output from the ion current detection circuit 12 is directly input to the control unit 1. The means for executing the flowchart shown in FIG. 7 is registered and prepared as a program in the control unit 1. According to the flowchart shown in FIG.
It is determined whether or not is within the predetermined window. If YES in step 51, steps 52 and 5
In step 3, the A / D conversion process is started and executed, and a predetermined portion of the ion current signal is converted into a digital signal. In step 54, the value (A / D) of the acquired data is compared with the low peak value (PL). If the value is smaller than the low peak value, the low peak value (PL) is calculated in step 55 using the data value (A / D). Update. Step 54
If the acquired data value is larger than the low peak value, the data value (A / D) is compared with the high peak value (PH) in step 56. If the data value is larger than the high peak value, in step 57, the high peak value (PH) is updated with the data value (A / D). Thus, the low peak value or high peak value of the ion current signal existing in the window is held. Step 51
If the answer is NO in step 58, the process proceeds to step 58, where it is determined whether or not it is the first time that the outside of the window has been taken in (for example, after the ignition switch is turned on, the operation by this program is started). First or
Alternatively, it is determined whether or not it is the first time that the data is taken out of the window and the data is taken in.) Step 5
If 8 is YES, step 59 is executed to reset the low peak value and the high peak value (to 0 or an appropriate initial value or another appropriate value). Step 5
If NO in step 8, step 60 is executed to hold the low peak value and the high peak value, respectively. In addition,
Although the steps for calculating the average value are not shown in the above flow chart, the steps for calculating the average value only need to be provided at the stage when the low peak value and the high peak value have been determined, so that the illustration is omitted. Even with the above-described software configuration, the same operation as the above-described hardware configuration is produced.

【0024】以上の第1及び第2の実施例では、それぞ
れ、積分回路とピークホールド回路を単独で用いた構成
について説明したが、これらを組み合わせることも可能
である。例えば、積分回路15とピークホールド回路
を、各気筒毎に並列に設け、それぞれの出力信号を適宜
に組み合わせて、失火状態の有無を判定することもでき
る。更に、ウィンド生成回路14の後に積分回路15を
配設し、その後にピークホールド回路を配設して、積分
信号についてイオン電流信号の場合と同様なピークデー
タを求め、かかる積分信号のピークデータを用いて失火
状態の有無を検出するように構成することも可能であ
る。
In the above-described first and second embodiments, the configurations using the integration circuit and the peak hold circuit independently have been described. However, these can be combined. For example, the integration circuit 15 and the peak hold circuit may be provided in parallel for each cylinder, and the output signals may be appropriately combined to determine the presence or absence of a misfire state. Further, an integration circuit 15 is provided after the window generation circuit 14, and a peak hold circuit is provided thereafter. The same peak data as in the case of the ion current signal is obtained for the integration signal. It can also be configured to detect the presence or absence of a misfire state by using this.

【0025】図8は、上記の実施例において、失火検出
装置で得られた失火検出信号を使用して、点火時期制御
及び燃料噴射制御を行う場合のフローチャートを示す。
この制御のためのプログラムは、コントロールユニット
1内に設けられる。ステップ71では吸気流入空気量
Q、機関回転数N、電源電圧VB を、前述したそれぞれ
対応するセンサから取り入れ、これらをモニタする。こ
れらのデータに基づき、ステップ72で、制御の基礎と
なる点火時期信号θbaseと燃料噴射幅信号Tibaseを算
出する。ステップ73では、前述した本発明による失火
検出装置で得られた失火検出信号を用いて正常燃焼であ
るか又は失火状態であるかを判定する。ステップ73で
NOである場合には、ステップ74で先に求めた点火時
期信号θbaseと燃料噴射幅信号Tibaseを、それぞれ点
火時期及び燃料噴射の制御信号θ,Tiとして用いる。
一方、ステップ73でYESである場合には、ステップ
75で、点火時期の制御信号θをθbase−αとして設定
し、燃料噴射の制御信号TiをTibase−βとして設定
する。これにより点火時期信号θはαだけ遅らされ、燃
料噴射信号Tiはパルス幅βだけ縮小される。これによ
って燃料は制限を受ける。必要に応じて、β=Tibase
としてTi=0とし、燃料をカットすることもある。ス
テップ76では、制御内容をディスプレイに表示させ
る。これにより運転者に失火発生状態について正確なメ
ッセージを与え、信頼性を向上させている。
FIG. 8 is a flowchart showing a case where the ignition timing control and the fuel injection control are performed using the misfire detection signal obtained by the misfire detection device in the above embodiment .
A program for this control is provided in the control unit 1. Step 71 In the intake mass air flow Q, the engine speed N, the power supply voltage V B, taken from the corresponding sensor, respectively described above, monitors them. Based on these data, in step 72, an ignition timing signal θ base and a fuel injection width signal Ti base which are the basis of control are calculated. In step 73, it is determined whether the combustion is normal or misfire is performed using the misfire detection signal obtained by the above-described misfire detection device according to the present invention. If NO in step 73, the ignition timing signal θ base and the fuel injection width signal Ti base obtained in step 74 are used as ignition timing and fuel injection control signals θ and Ti, respectively.
On the other hand, if YES in step 73, in step 75, the control signal θ for the ignition timing is set as θ base −α, and the control signal Ti for fuel injection is set as Ti base −β. As a result, the ignition timing signal θ is delayed by α, and the fuel injection signal Ti is reduced by the pulse width β. This limits the fuel. If necessary, β = Ti base
In some cases, the fuel may be cut by setting Ti = 0. In step 76, the control content is displayed on the display. This gives the driver an accurate message about the misfire occurrence state, thereby improving reliability.

【0026】上記の制御によれば、複数の気筒のいずれ
かにおいて失火状態が発生した場合には、当該気筒への
燃焼供給を低減して未燃焼燃料が排気ガス浄化装置に送
られるのを阻止し、もって排気ガス浄化装置の浄化機能
が未燃焼燃料で劣化するのを防止することができる。
According to the above control, when a misfire state occurs in any of the plurality of cylinders, the combustion supply to the cylinder is reduced to prevent the unburned fuel from being sent to the exhaust gas purification device. Thus, the purification function of the exhaust gas purification device can be prevented from being deteriorated by the unburned fuel.

【0027】[0027]

【発明の効果】以上の説明で明らかなように本発明によ
れば、次の効果を奏する。積分回路を利用した失火検出
装置によれば、イオン電流を、所定期間の面積として評
価できるので、瞬時に発生する点火ノイズが、失火判定
に致命的な影響を与えることを防止することができ、点
火ノイズに対するロバスト性を向上することができ、正
確且つ信頼性が高い失火検出を行うことができる。更
に、内燃機関が低回転及び軽負荷の状態であっても、積
分効果により、充分な信号出力値を得ることができる。
ピークホールド回路を利用した失火検出装置によれば、
イオン電流における所定期間の最大値又は最小値、ある
いは両方を保持することにより、内燃機関の燃焼状態が
不安定で、イオン電流の出力波形がばらつく場合であっ
ても、当該出力波形の最も特徴部分をとらえることがで
き、正確且つ安定な失火検出を行うことができる。特
に、最大値及び最小値によって算出される平均値を求
め、平均値をモニタすることにより、くすぶりについて
の判定を行うことも可能である。そして、上記の如き失
火検出装置を利用した本発明の内燃機関の制御装置にお
いては、失火状態がいずれかの気筒で発生したとき、適
切なタイミングで、当該気筒の点火時期を調整したり、
燃料噴射を制限又はカットすることができ、これにより
未燃焼燃料が排気ガス浄化装置に供給されるのを未然に
防止することができ、排気ガス浄化装置の劣化を阻止
し、排気ガスの面での内燃機関の動作信頼性を向上す
る。また、前記積分手段とピークホールド手段を並列的
に、又は直列的に併用した失火検出装置においては、前
述したそれぞれの利点を兼ね備えることができ、積分信
号についてピークデータを得るように構成した直列的な
失火検出検出装置では、信号の最も高い波形箇所を利用
するので、検出の信頼性、精度がより高くなる。
As apparent from the above description, the present invention has the following effects. According to the misfire detection device using the integration circuit, since the ion current can be evaluated as an area for a predetermined period, it is possible to prevent instantaneously generated ignition noise from having a fatal effect on misfire determination, Robustness against ignition noise can be improved, and accurate and highly reliable misfire detection can be performed. Further, even when the internal combustion engine is in a low-speed and light-load state, a sufficient signal output value can be obtained by the integration effect.
According to the misfire detection device using the peak hold circuit,
By maintaining the maximum value or the minimum value of the ionic current for a predetermined period, or both, even when the combustion state of the internal combustion engine is unstable and the output waveform of the ionic current varies, the most characteristic portion of the output waveform And misfire detection can be performed accurately and stably. In particular, it is also possible to determine smoldering by obtaining an average value calculated from the maximum value and the minimum value and monitoring the average value. And the loss as above
The control device for an internal combustion engine of the present invention using a fire detection device
When a misfire condition occurs in any of the cylinders, the ignition timing of the cylinder is adjusted at an appropriate timing,
The fuel injection can be limited or cut, thereby preventing the unburned fuel from being supplied to the exhaust gas purification device, preventing the exhaust gas purification device from deteriorating, and improving the exhaust gas. The operation reliability of the internal combustion engine. Further, the integrating means and the peak hold means are connected in parallel.
Or in the case of a misfire detection device used in series
Each of the advantages described above can be combined,
Series configured to obtain peak data for
Misfire detection detection device uses the waveform part with the highest signal
Therefore, the reliability and accuracy of the detection become higher.

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

【図1】本発明に係る内燃機関の制御装置の第1実施例
を示す回路図である。
FIG. 1 is a circuit diagram showing a first embodiment of a control device for an internal combustion engine according to the present invention.

【図2】回路各部の信号波形を示す波形図である。FIG. 2 is a waveform diagram showing signal waveforms of various parts of the circuit.

【図3】積分回路の一例を示す回路図である。FIG. 3 is a circuit diagram illustrating an example of an integration circuit.

【図4】ウィンド生成回路の一例を示す回路図である。FIG. 4 is a circuit diagram illustrating an example of a window generation circuit.

【図5】積分処理をソフト的に実現するフローチャート
である。
FIG. 5 is a flowchart for realizing integration processing in software.

【図6】本発明に係る内燃機関の制御装置の第2実施例
におけるピークホールド回路の一例を示す回路図であ
る。
FIG. 6 shows a second embodiment of the control device for an internal combustion engine according to the present invention .
FIG. 3 is a circuit diagram illustrating an example of a peak hold circuit in FIG.

【図7】ピークホールド処理をソフト的に実現するフロ
ーチャートである。
FIG. 7 is a flowchart for implementing a peak hold process in software.

【図8】失火検出装置及び失火判定処理を利用した内燃
機関の点火時期・燃料噴射制御処理を示すフローチャー
トである。
FIG. 8 is a flowchart showing an ignition timing / fuel injection control process of the internal combustion engine using the misfire detection device and the misfire determination process.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 コントロールユニット 10 点火コイル 11 第1気筒の点火プラグ 12 イオン電流検出回路 14 ウィンド生成回路 15 積分回路 20 インジェクタ 41 ロウピークホールド回路 42 ハイピークホールド回路 REFERENCE SIGNS LIST 1 control unit 10 ignition coil 11 ignition plug of first cylinder 12 ion current detection circuit 14 window generation circuit 15 integration circuit 20 injector 41 low peak hold circuit 42 high peak hold circuit

フロントページの続き (56)参考文献 特開 平3−64645(JP,A) 特開 平4−54283(JP,A) 特開 平2−104978(JP,A) 特開 昭52−69689(JP,A) 特開 昭58−183845(JP,A) 特開 昭61−258955(JP,A) 特開 平2−33447(JP,A) 特開 平4−54255(JP,A) 実開 平3−21541(JP,U) 実開 平2−83344(JP,U) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) F02P 1/00 - 17/12 F02D 41/00 - 41/40 F02D 43/00 - 45/00 Continuation of front page (56) References JP-A-3-64645 (JP, A) JP-A-4-54283 (JP, A) JP-A-2-104978 (JP, A) JP-A-52-69689 (JP) JP-A-58-183845 (JP, A) JP-A-61-258955 (JP, A) JP-A-2-33447 (JP, A) JP-A-4-54255 (JP, A) 3-21541 (JP, U) JP-A-2-83344 (JP, U) (58) Fields investigated (Int. Cl. 7 , DB name) F02P 1/00-17/12 F02D 41/00-41 / 40 F02D 43/00-45/00

Claims (4)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】気筒での燃焼によって生じるイオン電流を
検出するイオン電流検出回路と、このイオン電流検出回
路から出力されるイオン電流信号を利用して前記気筒の
点火時の内部状態が正常燃焼か又は失火状態かを判定す
る判定手段とからなる内燃機関の失火検出装置におい
て、 前記イオン電流検出回路から出力される前記イオン電流
信号を取り込んで積分処理する積分手段と、前記イオン
電流検出回路から出力される前記イオン電流信号を取り
込んで最大ピーク値と最小ピーク値の両方を保持するピ
ークホールド手段とを設け、前記判定手段は、前記積分
手段から出力される積分信号と前記ピークホールド手段
から出力されるピークデータの両方を用いて、前記気筒
の前記内部状態が正常燃焼であるか又は失火状態である
かを判定するようにしたことを特徴とする内燃機関の失
火検出装置。
An ion current detection circuit for detecting an ion current generated by combustion in a cylinder, and an ion current signal output from the ion current detection circuit is used to determine whether the internal state of the cylinder at the time of ignition is normal combustion. Or a misfire detection device for an internal combustion engine, comprising: a determination unit that determines whether a misfire has occurred. An integration unit that captures and integrates the ion current signal output from the ion current detection circuit, and an output from the ion current detection circuit. Peak holding means for receiving both the maximum peak value and the minimum peak value by taking in the ion current signal to be provided, wherein the determination means includes an integration signal output from the integration means and an output signal from the peak holding means. It is determined whether the internal condition of the cylinder is normal combustion or misfire condition by using both of the peak data. A misfire detection device for an internal combustion engine, characterized in that:
【請求項2】気筒での燃焼によって生じるイオン電流を
検出するイオン電流検出回路と、このイオン電流検出回
路から出力されるイオン電流信号を利用して前記気筒の
点火時の内部状態が正常燃焼か又は失火状態かを判定す
る判定手段とからなる内燃機関の失火検出装置におい
て、 前記イオン電流検出回路から出力される前記イオン電流
信号を取り込んで積分処理する積分手段と、この積分手
段から出力される積分信号を取り込んで最大ピーク値と
最小ピーク値のうちいずれか一方又は両方を保持するピ
ークホールド手段を設け、前記判定手段は、前記ピーク
ホールド手段から出力されるピークデータを用いて前記
気筒の前記内部状態が正常燃焼であるか又は失火状態で
あるかを判定するようにしたことを特徴とする内燃機関
の失火検出装置。
2. An ion current detection circuit for detecting an ion current generated by combustion in a cylinder, and an ion current signal output from the ion current detection circuit is used to determine whether the internal state of the cylinder at the time of ignition is normal combustion. Or a misfire detection device for an internal combustion engine, comprising: a judgment means for judging a misfire state. An integration means for taking in the ion current signal output from the ion current detection circuit for integration processing, and an output from the integration means. A peak hold unit that captures an integrated signal and holds one or both of a maximum peak value and a minimum peak value is provided, and the determination unit uses the peak data output from the peak hold unit to determine the cylinder of the cylinder. A misfire detection device for an internal combustion engine, wherein it is determined whether the internal state is normal combustion or a misfire state. .
【請求項3】気筒での燃焼によって生じるイオン電流を
検出するイオン電流検出回路と、このイオン電流検出回
路から出力されるイオン電流信号を利用して前記気筒の
点火時の内部状態が正常燃焼か又は失火状態かを判定す
る判定手段とからなる内燃機関の失火検出装置におい
て、 前記イオン電流検出回路から出力される前記イオン電流
信号を取り込んで最大ピーク値と最小ピーク値の両方を
保持するピークホールド手段を設け、前記判定手段は、
前記ピークホールド手段から出力されるピークデータを
用いて前記気筒の前記内部状態が正常燃焼であるか又は
失火状態であるかを判定するようにすると共に、 前記ピークホールド手段は、最大ピーク値及び最小ピー
ク値を保持し且つこれらのピーク値の平均値を算出し、
前記判定手段は、最大ピーク値、最小ピーク値、平均値
を入力し、各値の複数個の組み合わせによって前記判定
を行うことを特徴とする内燃機関の失火検出装置。
3. An ion current detection circuit for detecting an ion current generated by combustion in a cylinder, and using an ion current signal output from the ion current detection circuit to determine whether the internal state of the cylinder at the time of ignition is normal combustion. Or a misfire detection device for an internal combustion engine, comprising: a determination unit for determining whether a misfire has occurred. A peak hold that captures the ion current signal output from the ion current detection circuit and holds both a maximum peak value and a minimum peak value. Means, wherein the determination means comprises:
Using the peak data output from the peak hold means to determine whether the internal state of the cylinder is normal combustion or misfire state, the peak hold means, the maximum peak value and the minimum Holding the peak values and calculating the average of these peak values,
The misfire detection device for an internal combustion engine, wherein the determination means inputs a maximum peak value, a minimum peak value, and an average value, and performs the determination based on a combination of a plurality of values.
【請求項4】内燃機関における各種の運転状態に関する
データを入力し、これらのデータを用いて且つ予め記憶
手段に用意された所定の制御のための演算処理手段を動
作させて少なくとも点火時期信号と燃料噴射信号を求
め、得られた前記点火時期信号と前記燃料噴射信号をそ
れぞれの制御対象部に供給して前記内燃機関を運転制御
を実行する内燃機関の制御装置において、請求項1〜3
のいずれか1項に記載された前記失火検出装置を備え、
この失火検出装置で所定の気筒が失火状態であると判定
されたときには、前記気筒に対する前記点火時期信号を
調整すると共に、前記燃料噴射信号を抑制又はカットす
る制御手段を有することを特徴とする内燃機関の制御装
置。
4. Inputting data relating to various operating states of the internal combustion engine, operating the arithmetic processing means for predetermined control prepared in advance in the storage means using the data and at least outputting an ignition timing signal and calculated fuel injection signal, the control apparatus for an internal combustion engine by supplying the ignition timing signal obtained with the fuel injection signal to each of the control target unit executes operation control of the internal combustion engine, according to claim 1 to 3
The misfire detection device according to any one of the above,
When the misfire detection device determines that a predetermined cylinder is in a misfire state, the internal combustion engine further comprises control means for adjusting the ignition timing signal for the cylinder and suppressing or cutting off the fuel injection signal. Engine control device.
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