JPH03501042A

JPH03501042A - 点火装置の不発火検出器

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Publication number: JPH03501042A
Application number: JP1506311A
Authority: JP
Inventors: リル・マーク　ピイ; リ・エドワード　イー; サン・クーシャン
Original assignee: モトローラ・インコーポレーテッド
Priority date: 1988-05-26
Filing date: 1989-05-11
Publication date: 1991-03-07
Also published as: EP0422038A4; EP0422038A1; EP0422038B1; DE68921750T2; US4886029A; WO1989011591A1; DE68921750D1

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるため要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】点火装置の不発火検出器発明の分野この発明は、一般的には内燃機関のための点火システムに向けられており、かつより特定的にはそのようなエンジンにおけるスパークプラグの不発火（ｍｉｓｌｉｒｅ）を検知するための技術に関する。

発明の背景自動車のための典型的なエンジン制御システムはイグニッションコイルの充電および放電を開始するために使用されるスパーク制御信号を発生する。適切な時間に、イグニッションコイルにより発生された高電圧はスパークプラグを点火させかつその関連するシリンダ内の燃料に点火する。

同じエンジン制御システムはまたスパーク制御信号が発生していること、および点火コイルが充電を開始することによって応答していることを確認するために点火コイルの初期充電を検知する診断セクションを含む。

そのような診断は有用であるが、それらは他の形式の点火障害を検知しない。特に、それらは点火コイルが適切に充電されていても生じ得る種類のスパークプラグの不発火（ミスファイア）を検知しない。

スパークプラグの不発火は、不良スパークプラグ、プラグワイヤの開放、点火システムにおける回路ショート、その他により起こり得る。不発火が起こると、燃焼しない燃料がエンジンから触媒コンバータに移動し、触媒の温度を急激に望ましくない高いレベルまで増大させる。さらに、不燃燃料がオイルを不発火のスパークプラグに関連するピストンの側部から除去し、従って大きな摩耗を促進する。

走行マイル数の悪化も生ずる。

従って、本発明の一般的な目的は、上に述べた不都合を克服するためにスパークプラグの不発火を検知するための改良された方法および装置を提供することにある。

本発明のより特定的な目的は、自動車の点火システムの二次側におけるオープン回路および／またはショート回路によるスパークプラグの不発火を信頼性良く検知し、かつ不発火を起こしているシリンダに対する燃料の流れを任意選択的に遮断するための技術および回路を提供することにある。

図面の説明第１図は、本発明の１実施例に係わる、内燃機関におけるミスファイアを検知するための電子的回路を示す電気回路図、第２図は、エンジンの点火システムが正常に動作している場合における第１図に示された回路の動作を示す波形を図示するものであり、第３図は、第２図に示されたものと同じ波形を示すが、第３図の波形はエンジンが点火システムの二次側におけるオープン回路状態によるミスファイアを受けている状況を示す点が異なる、第４図は、第２図に示されたものと同じ波形を示すが、第４図の波形はエンジンが点火システムの二次側におけるショート回路によるミスファイアを受けている状況を示す点が異なっており、第５図は、本発明の他の実施例を示す電気回路図であり、第６図は、第５図に示された回路に対し１つの入力を形成するＩｓ倍信号発生するための回路の電気回路図であり、第７図は、第５図の実施例からの入力に応答しミスファイアを起こしているシリンダを識別する出力信号を発生するための回路を示し、第８図は、第７図に示された回路の動作に関連する波形を示し、そして第９図は、第５図および第７図に示される回路を含む、ミスファイアを起こしているシリンダへの燃料の流れを禁止するためのシステムを示すものである。

好ましい実施例の説明本発明は通常その点火システムが一次巻線および二次巻線を有する少なくとも１つの点火コイルを含むエンジンと共に用いられるであろう。−次巻線は、例えば、−次コイルを交互に比較的高い電位と比較的低い電位との間で切換えるエンジン制御モジュールに応答して一次電流を展開する。この動作は二次巻線にエンジンのスパークプラグに印加される高い電圧を展開させる。

もし点火システムの二次側にオープン回路またはショート回路があれば、１つ以上のスパークプラグが不発火となり得る。そのような不発火の元となる状態は本発明により検知され、かつ不発火のシリンダに対する燃料の流れを遮断する設備が構成される。

次に第１図を参照すると、内燃機関における不発火の発生を検知しかつ報知するための回路１０が示されている。

本発明の１つの見地によれば、回路１０は、部分的には、点火コイルの一次巻線により展開される信号（−次信号）を検知し、該検知された一次信号を基準信号と比較し、かつ比較された一次信号が一次点火信号の開始後第１の所定の期間に前記基準信号に対し異常な関係を示している場合に不発火状態を表示する。第１図に示された特定の実施例１０においては、検知される一次信号は点火コイルの一次巻線により展開される電圧（−次点大電圧）であり、検出される１つの不発火状態は、点火コイルの二次側がショートした場合のように、点火システムの二次側におけるショートである。点火システムの二次側におけるオープン回路により生ずる不発火もまた第１図の実施例により前記検知された信号（−次点火電圧）を前記−次信号の開始後筒２の、より長い、所定の期間に同じまたは異なる基準信号と比較することにより検出される。

第１図に示されるように、回路１０はブロック１４から基準電圧を受ける比較器１２を含む。図示された回路においては、基準電圧の値はそれが一次点火電圧が通常−次点火電圧の開始から第１の所定の期゛間（例えば、１０マイクロセカンド）の後に到達する値に等しくなるよう選択される。比較器１２への他の入力は、ブロック１６で表わされるように、−次点火電圧である。もし必要であれば、 −次点火電圧は比較器１２に結合される前にＲ−Ｃフィルタによってろ波できる。

比較器１２の出力はノードＡに結合され、該ノードＡは抵抗１８および容量２０を具備する積分器に結合される。

インバータ２１が該積分器をリードＢを介して伝統的なラッチ２２の入力に結合する。ラッチ２２の出力はり−ドＣを介してＯＲゲート２４の１つの入力に結合されている。

ＯＲゲート２４の出力はリードＤを介して他の伝統的なラッチ２６の入力に結合されている。ラッチ２６の出力端子２８は不発火（ｍｉｓｌｉｒｅ）が検知された時「不発火」信号が発生される場所である。

ブロック１６からの一次点火電圧もまた比較器３０の１つの入力に結合される。

該比較器３０の他の入力は、ブロック３２で示されるように、グランドのような基準電位に結合される。比較器３０の出力は一次点火電圧の開始を示す「スタート」信号である。

比較器３０により発生されるスタート信号は２個の伝統的な時間遅延回路の入力に結合されるが、これらの遅延回路は点火システムにおけるショート回路の検知に使用される１０マイクロセカンドの遅延回路３４、および点火システムにおいてオープン回路の検知に使用される１００マイクロセカンドの遅延回路３６である。

遅延回路３４の出力はラッチ２２のトリガ入力に結合される。従って、遅延回路３４が遅延された［スタートｊ信号をラッチ２２に供給した時、リードＢの信号レベル（ハイまたはロー）はリードＣ上にラッチされる。同様にして、遅延回路３６の出力は遅延された「スタート」信号をラッチ２６のトリガ入力に結合し、そこにおいてリードＤの信号レベル（ハイまたはロー）が出力端子２８にラッチされる。

回路１０の動作を次に第２図、第３図および第４図に示される波形を参照して説明する。これらの図における波形Ａは第１図におけるノードＡの信号に対応し、波形Ｂ−Ｄは第１図におけるリードＢ−Ｄに展開される信号に対応し、そして「出力」波形は出力端子２８に展開される信号に対応する。

第２図を参照すると、−次点火電圧（ブロック１６からの）が（幾らか理想化された態様で）点火システムの正常な動作中、即ち、スパークプラグの不発火に貢献する点火システムにおける何らのショート回路またはオープン回路もない状態の間に展開されるものとして示されている。時間ＴＯにおいては、点火コイルを通る電流はターンオフしておりそれにより比較的高い電圧がコイルの一次側におけるリーケイジインダクタンスによりその一次巻線に発生しており、従って狭い幅のパルス３８を生成する。−次点火電圧は今やグランド電位を越えているから、比較器３０の出力はハイになり２つの遅延回路３４および３６に印加される「スタート」信号を生成する。Ｔｏに展開される一次点火電圧もまた（一時的に）基準電圧１４を越え、これは比較器１２の出力（ノードＡ）がハイになる結果を生ずる。

そのため、インバータ２１はリードＢをローに駆動する。

また、ＯＲゲート２４はリードＤをハイに駆動するが、その理由はノードＡからのその入力がハイであるからである。

−次点火電圧が時間ＴＯにおいてハイになることによって生ずる唯一の現実に意味のある事項は比較器３０によって「スタート」パルスが発生されたことである。

第２図を再び参照すると、−次点火電圧は通常パルス３８の終了後にそれが結局再び時間Ｔ１において基準電圧１４０レベルに到達するまで上昇を始め、この時間Ｔ１において比較器１２が再びノードＡにおける信号をハイに駆動する。その結果、インバータ２１はリードＢ上の信号をローに駆動し一方ＯＲゲート２４はリードＤをハイに駆動する。回路におけるこれらの種々のポイントにおける信号の状態は時間Ｔ２まで維持され、該時間Ｔ２において回路１０はショート回路状態を捜し始める。遅延回路３４は今や遅延された「スタート」パルスを出力し、該パルスはラッチ２２をトリガする。これはリードＢ上の信号のレベルをリードＣ上にラッチさせこの事は、この場合、リードＣ上の信号を第２図における波形により示されるようにローレベルに維持することを意味する。時間Ｔ２の後のリードＣ上のローレベルは何らのショート回路状態も見つからなかったことを示す。

時間Ｔ２の後に、−次点火電圧は、図示の如く、点火システムがスパークプラグを点火させるまで上昇し続け、その時間（「点火」として示された時間）に−次点火電圧の振幅は降下し始める。このことは−次点火電圧のレベルをすぐに基準電圧１４０レベルより低く低下させ、それにより比較器１２はノードＡにおける信号をローに駆動する。

その結果、ＯＲゲート２４はまたリードＤにおける信号のレベルをローに駆動する。リードＣ上の信号のレベルは一定に留まるが、それはその信号はラッチ２２によってローにラッチされているからである。

一次点火電圧の振幅が基準電圧より低く低下した後、回路１０におけるポイントＡ−Ｄにおける信号レベルは時間Ｔ３まで一定に留まる。時間Ｔ３において、回路１０は再び一次点火電圧を基準電圧と比較することにより点火システムにおけるオープン回路状態を捜す。その目的のため、遅延回路３６は遅延された「スタート」パルスを出力し、該パルスはラッチ２６のトリガ入力に印加される。これはラッチ２６を出力端子２８をリードＤ上に現われるのと同じ信号レベルにラッチさせる。リードＤ上の信号は今はローであるから、端子２８における出力信号もまたローに留まり、従って、点火システムが正常に動作していることを示す。

先の説明から、リードＤ上の電圧は出力端子２８に高レベルの不発火信号を発生するためには時間Ｔ３においてハイでなければならないことが明らかである。この条件は回路１０が次に第３図を参照してより詳細に説明するように点火システムの二次側におけるショート回路またはオープン回路のいずれかを検知した場合にのみ生ずる。

第３図に示されるように、−次点火電圧は、先に説明したように、時間ＴＯにおいてパルス３０を再び生成する。

そのパルスの唯一の意味ある結果は比較器３０が遅延回路３４および３６に結合される「スタート」パルスを出力することである。

パルス３８が終了した後、−次点火電圧は前のようにそれが再び時間Ｔ１において基準電圧１４のレベルに到達するかあるいは越えるまで上昇し始める。これが生ずると、比較器１２は再び第３図に示すようにノードＡを高レベルに駆動する。その結果、ＯＲゲート２４はリードＤを高レベルに駆動し、かつインバータ２１はリードＢを低レベルに駆動する。

一次点火電圧は、時間Ｔ２において、遅延回路３４がラッチ２２をトリガするまで正常に上昇し続け、時間Ｔ２においてリードＢに現われている低レベルがレードＣにラッチされる。これらの状態は、第３図における波形によって示されるように、−次点火電圧がそこでそれが通常クランプされる高い実質的に一定のレベルに到達するまで継続する。それはスパークプラグの点火時間が発生するまでそのレベルに留まる。

今点火システムの二次側における（プラグワイヤのオープン状態等の）オープン回路状態を仮定しているから、点火コイルの二次巻線における電圧は急落することはない。

さらに、−次点火電圧もまた高レベルに留まりかつスパークプラグの点火の発生に応じて起こるように低下できない。

その結果、−次点火電圧は時間Ｔ３までかつ時間Ｔ３を越えるまで高レベルに留まり、時間Ｔ３において１００マイクロセカンド遅延回路３６がラッチ２６をトリガする。比較器１２は「点火１時間が生じた時ノードＡを低レベルに駆動しなかったから、ノードＡおよびリードＤは高レベルに留まっている。リードＤ上の比較的高いレベルの信号により、ラッチ２６は今やその出力端子２８を高レベルにラッチし、それにより不発火状態を報知する。

次に第４図に移ると、回路１０の動作が点火システムの二次側におけるショート回路を含む条件下で説明される。

−次点火電圧を表わす波形により示されるように、点火システムの二次側におけるショート回路（点火コイルの二次側にわたるショートのような）はパルス３８が通常のように発生される結果となる。時間Ｔｏを越えると、−次点火電圧はグランド近くに留まる。パルス３８の発生は再び比較器３０を「スタート」信号を発生するようにさせこれは遅延回路３４および３６に印加される。パルス３８の終了の後、リードＡ上の信号は低レベルであり一方す−ドＢ上の信号のレベルはハイである。その結果、時間Ｔ２が１０マイクロセカンドの遅延の経過に応じて発生した時、ラッチ２２はリードＤ上の高レベルをリードＣ上にラッチするようトリガされる。このラッチ動作のため、リードＣ上の電位は回路の残りの部分におけるいずれの信号変化にも係わらず、図示されたサイクルの期間中高レベルに留まるであろう。時間Ｔ２およびＴ３の間で、ノードＡにおけるおよびリードＢ、ＣおよびＤ上の信号レベルは図示のように一定のままである。時間Ｔ３において、１００マイクロセカンド遅延回路３６がその遅延された「スタート」信号を発生しラッチ２６をトリガし、その時点で出力端子２８が今やリードＤ上に存在する高レベルのために高レベルにラッチされる。出力端子２８において発生される高レベルは「不発火」信号であり、これは説明した動作によりスパークプラグの不発火が生じていることを意味する。

先の説明は点火コイルの一次点火電圧がどのようにして検知されかつ比較器１２によってブロック１４からの基準電圧と比較されるかを示す。もし−次点火電圧の基準電圧に対する比較が一次点火電圧の開始後（１０マイクロセカンド遅延３４によって提供される）第１の所定の期間に異常な関係を示せば、出力端子２８を高レベルに駆動することにより不発火状態が報知される。−次点火電圧はまた（１００マイクロセカンド遅延３６により確立される）第２の所定の期間に基準電圧と比較され、該比較が基準電圧と一次点火電圧との間の異常な関係を示した場合には他の不発火信号が発生される。例えば、第２図は、正常な動作状態で、 −次点火電圧が時間Ｔ２においてブロック１４からの基準電圧を越えることを示す。これは正常な状態である。再び時間Ｔ３において、−次点火電圧は通常基準電圧より低くあるべきである。このような状態を第３図および第４図に示される状況と比較する。最初に第３図を参照すると、そこに図示されたオープン回路状態は、時間Ｔ３において、−次点火電圧の大きさが基準電圧を越えることを示している。これら２つの電圧の間の異常な関係はノードＡにおける信号およびリードＤ上の信号を時間Ｔ３において高レベルとし、従ってリードＤ上の高レベルが出力端子２８にラッチされ、それにより不発火状態を報知する。

第４図においては、−次点火電圧が時刻Ｔ２において基準電圧より低い。この異常状態はリードＤ上の電圧を時刻Ｔ２において高レベルにし、それによりそのハイレベルが時刻Ｔ２においてリードＣにラッチされかつそのまま時刻Ｔ３まで保持され時刻Ｔ３においてラッチ２３がトリガされリードＤ上の高レベルに応答して出力端子２８を高レベルに駆動する。これは不発火状態を報知する。

抵抗１８および容量２０を具備する積分器（第１図）に関しさらにコメントを行なうことが適切である。第２図、第３図および第４図に示される波形はリードＢ上の電圧がリードＡ上の電圧と同時に変化することを示しているが、事実はインバータ２１に入力される電圧は前記積分器に関連する時定数に依存する量だけノードＡにおける電圧より遅れる。このことはノードＡにおける電圧の値におけるスプリアスおよび／または間欠的変化をインバータ２１により無視されるようにし、それにより不発火の誤った表示を防止する。

次に第５図を参照すると、本発明に係わる不発火状態を検出するための他の回路４０が示されている。この回路４０は、点火システムの二次側におけるショート回路およびオープン回路を検知するために一次点火信号の相対的な振幅が２つの異なる所定の時間で検知されるという点において第１図に示された回路と同様に動作する。

該回路４０は一次巻線４４および二次巻線４６を有する点火コイル４２に結合されているものとして示されている。

二次巻線４６によって展開される電圧は伝統的な様式でスパークプラグに結合される。

エンジン制御モジュール４８が一次巻線４４の一端に結合されており、その他端は正のバッテリ電位に結合されている。該モジュール４８は伝統的には５０で示されるような一連のパルスを出力し、各パルスは一次巻線を通して流れる電流を開始させるエツジ５２およびスパークプラグを点火するのに必要な高電圧の発生を開始させるために該電流を遮断する他のエツジ５４を有している。エツジ５４は第２図〜第４図に示される時刻ＴＯにおいて発生ｊる。この構成により、−次巻線４４は第２図、第３図および第４図に示されるような一次点火電圧を展開する。

回路４０の動作を、点火システムの二次側がショートされかつ一次巻線４４が第４図に示されるような点火電圧を出力している状態の下で説明する。−次巻線４４のスイッチング時間を制御することに加え、パルス列５０もまた入力端子５６に印加され、該入力端子５６はインバータ５８の入力に結合されている。インバータ５８の出力は伝統的な遅延回路６０に結合され、該遅延回路は、図示された実施例においては、１２０マイクロセカンドの遅延を導入する。遅延回路６０の出力は伝統的なフリップフロップ６２のクロック入力に結合される。インバータ５８による位相反転、および回路６０により導入された遅延は、フリップフロップ６２を一次巻線４４において電流の流れが開始された後１２０マイクロセカンドでクロックさせる。従って、回路４０は電流が一次巻線４４に正常に流れている時間の間ショート回路状態を捜す。これに対し、第１図に示された実施例は一次巻線への電流経路が遮断された後にショート回路状態を捜す。しかしながら、両方の回路は一次点火信号（電流または電圧）を−次点大信号の開始後ある所定の間に基準と比較する。

フリップフロップ６２のＤ入力は比較器６４の出力に結合されている。この比較器は、その反転入力端子において、基準電圧を受け、該基準電圧は、この実施例では、０．１ボルトでよい。該比較器６４への非反転入力は信号Ｉｓでありこれは一次巻線４４の電流に比例する。

第６図をざっど参照すると、回路６６が示されており、この回路は信号Ｉ、がどのようにして発生されるかを示す。

図示されたように、ダーリントントランジスタ構成６８はそのコレクタが一次巻線４４に結合されている。このダーリントンは通常エンジン制御モジュール４８（第５図）内に含まれているであろう。ダーリントン６８のエミッタはエミッタ抵抗７０および抵抗７２と７４を備えた電圧分割器に結合されている。抵抗７２および７４の結合点において、信号（電圧）■、が、■、が一次巻線４４の電流の大きさに比例して変化するように出力される。

再び第５図に戻ると、信号Ｉ、の振幅が比較器６４の他の入力に印加される基準電圧と比較される。もし点火コイル４２の二次巻線４６がショートしておれば、 −次巻線４４の等価インダクタンスは実質的に減少し、それにより一次巻線が極めて急速に充電されることを許容する。

１２０マイクロセカンドの遅延が経過した時、遅延６０の出力はフリップフロップ６２を刻時する。ショート回路状態のため、その時刻における一次巻線４４の電流は一次巻線における電流の正常なレベルを大幅に超過するであろう。従って、比較器６４の出力はハイになりかつその高レベルはフリップフロップ６２のＱ出力に刻時され、従って、障害状態が検知されたことを示す。フリップフロップ６２のＱ出力はリード７６を介してＯＲゲート７８の１つの入力に結合され、該ＯＲゲート７８の出力は他の伝統的なフリップフロップ８０のセット入力に結合される。フリップフロップ８０のＱ出力は出力端子８２に結合され、該出力端子８２は回路４０の最終的な出力を構成する。従って、フリップフロップ６２からのり一ド７６上の高レベルの信号は、これはＯＲゲート７８を通りフリップフロップ８０のセット入力に結合されているが、端子８２の信号レベルを不発火状態を報知するために高レベルに移行させる。フリップフロップ８０のＱ出力もまたリード８４を介してＯＲゲート８６の１つの入力に結合され、該ＯＲゲート８６の出力はフリップフロップ６２をリセットする。パワーアップ（Ｐ、　Ｕ、　）信号は、伝統的に点火システムがターンオンされた時に発生されるが、ＯＲゲート８６の他の入力８５に印加される。同じＰ、　Ｕ、信号がフリップフ口ップ８０のリセット入力に印加される。

回路４０の動作を点火システムが点火コイルの二次側においてオープン回路を示している状態の下で説明する。−次巻線４４により出力される点火電圧は抵抗９０および９２を具備する電圧分割器を介して比較器８８の反転入力に結合される。比較器８８の非反転入力は基準電圧を受け、該基準電圧は、この実施例においては、３．５ボルトである。比較器８８により受信された一次点火電圧がこの３゜５ボルトの基準電圧を越えた場合、該比較器８８の出力は低レベルになりかつインバータ９４の入力および出力端子９３に印加され、該出力端子９３は第７図に示される回路（後に説明する）に結合されている。インバータ９４により出力される結果として得られる高レベルの信号はＡＮＤゲート９６の１つの入力に結合される。該ＡＮＤゲート９６の出力は抵抗９８および容量１００を具備する積分器に結合され、該積分器はは他の比較器１０２の非反転入力に結合されている。比較器１０２の反転入力は他の基準電圧を受信し、該基準電圧は、図示された実施例においては、３．５ボルトである。従って、比較器１０２は容量１００の電圧を３．５ボルトの基準に対して比較し、容量１００の電圧が３．５ボルトを越えた場合には常に高レベルの信号を出力する。この高レベルの出力信号はＯＲゲート７８の入力に結合されオープン回路状態の下でフリップフロップ８０をセットする。

パルス列５０を受信する入力端子５６もまた他の遅延回路１０４に結合されており、該遅延回路１０４は３０マイクロセカンドの遅延を提供する。遅延回路１０４の出力はＡＮＤゲート９６０１つの入力にかつまたインバータ１０６に結合されており、インバータ１０６の出力はフリップフロップ８０のクロップ入力に結合されている。

点火システムの二次側におけるオープン回路により、点火コイル４２により展開される一次点火電圧は第３図に示されるようなものとなる。通常のスパークプラグ点火時間の後、比較器８８により検知される一次点火電圧は３．５ボルトの基準電圧を越え、それにより比較器８８の出力は低レベルとなりかつインバータ９４の出力は高レベルになるであろう。ＡＮＤゲート９６の両方の入力が今や高レベルになれば、ＡＮＤゲート９６の出力もまた高レベルとなり容量１００を充電する。しかしながら、遅延回路１０４からのＡＮＤゲート９６への入力は一次点火電圧の開始後３０マイクロセカンドの間高レベルにならない。この遅延の理由は次のとおりである。

容量１００に展開される電圧は検知された一次点火電圧が比較器８８に結合されている３、５ボルトの基準電圧を越える間の時間長に比例する。正常な動作状態（障害がない状態）の間は、容量１００に展開される電圧は比較的低いレベルにありそのレベルを■１として表わす。オープン回路状態の間は、検知された一次電圧は前記３．５ボルトの基準電圧をずっと長い時間の間超過し、それにより容量１００がより長い時間の間充電されることを許容しかつ、その結果、より高い電圧ｖ２へと充電する。Ｖ２／Ｖｌの電圧比は信号対雑音比として定義できる。

この信号対雑音比を改善するためには、遅延回路１０４はＡＮＤゲート９６がパルス３８（第４図）が終了するまで容量１００を充電することを禁止する。これは本質的にＤＣオフセット電圧が（上に述べた）Ｖ２およびｖｌの双方から減算されることを許容するが、その理由はパルス３８は常に存在するからであり、かつｖｌが小さな値に近づく程、該信号対雑音比は大幅に改善される。

先の説明を考慮すると、抵抗９８および容量１００を具備する積分器は本質的に（最初の３０マイクロセカンドを削除した）点火信号に関連するエネルギを表わす信号を容量１００に出力することが理解されるであろう。容量１００におけるその信号は比較器１０２によって受信される他の基準電圧と比較される。もし容量１００における電圧が３．５ボルトの基準電圧を越えると、これは−次点大電圧に関連するエネルギが通常よりずっと高いことを示しておりかつ点火システムの二次側におけるオープン回路状態によるものとされる。その結果、比較器１０２は高レベルの信号を出力し、この信号をＯＲゲート７８がフリップフロップ８０をセットするために使用し、それにより出力端子８２における信号が高レベルになって不発火状態を報知する。

出力端子８２における不発火信号は診断信号として、不発火状態が存在することを車両の操作者に警報するための信号として、あるいは不発火のシリンダを識別しかつそのシリンダへの燃料の運搬を遮断するためにデコードできる信号として利用できる。第７図および第９図に示される回路はこの不発火信号を最後に述べた目的のために使用する。

第７図において、回路１０７はＡＮＤゲート１０８を含み、該ＡＮＤゲート１０８はエンジン制御モジュール４８から、先に述べた、波形５０を受信する。ゲート１０８と交差結合された他のＡＮＤゲート１１０は入力端子１１２を有し、該入力端子１１２は端子９３（第５図）を介して比較器８８の出力を受信する。このような構成により、ゲ−ｌ−１０８および１１０は第８図に示されるような信号Ｅを出力する。信号Ｅから何らのパルスも欠けていない場合は、点火システムの一次側は適正に動作している。以下により詳細に説明する、第８図は、波形５０および信号Ｅの間の関係を示す。

ＯＲゲート１１４は信号Ｅを受信しかつ端子８２（第５図）を介して（点火システムの二次側の動作を示す）回路４０からの出力信号を受信する。ＯＲゲート１１４の出力は伝統的なフリップフロップ１１６のＤ入力に結合される。

このフリップフロップのクロック入力はインバータ１１８による反転の後波形５０を受信する。フリップフロップ１１６の否定Ｑ出力（ｎｏｔ　Ｑ　ｏｕｔｐｕｔ）はＡＮＤゲート１２０の１つの入力に結合され、該ＡＮＤゲート１２０の他の入力にはリード１２２を介して受信された波形５０が存在する。ゲート１２０からの出力信号は、Ｍ、Ｃ，（ｍｉｓｌｉｒｅｃｏｎ！＋ｏｌ）と称されるが、端子１２４に現われかつ第７図における回路がどのように動作するかを示す第８図に示されている。

第８図を参照すると、時刻Ｔ４の前には何らの不発火状態も存在しないことが仮定されている。このような状況下で、信号ＥおよびＭＣは波形５０と同しである。時刻Ｔ４において、比較器８８（第５図）により検知された一次点火電圧が３．５ボルトの基準電圧を越えなかったため障害が検知される。この障害は点火システムの一次側における障害あるいは一次点火電圧がその公称値に到達することを阻止する何らかの他の理由により引起こされている。これは回路４０（第５図）により検知することを意図した種類の障害でないことに注意を要する。このことは信号Ｅの次に続くパルスを欠落させる。信号Ｍ、Ｃ，ちまたパルスを欠落するが、この欠落はＥから１サイクルだけ遅延される。

時刻Ｔ４の直後に、障害状態は消える。

時刻Ｔ５において、回路４０（第５図）は不発火を検知しかつ出力端子８２を高レベルに駆動する。信号Ｅは検知された不発火により影響されないが、信号Ｍ、Ｃ，は次のサイクルでパルスを欠落することにより応答する。

時刻Ｔ６において、他の障害が一次巻線において検知され（時刻Ｔ４において存在したのと同じ種類の障害）、これに加えて回路４０が不発火を検知する。これは信号Ｂ。

Ｔ、を直ちにパルスを欠落させかつ信号Ｍ、Ｃ，は次のサイクルの間におけるそのパルスの１つを欠落する。

信号Ｍ、Ｃ，の意味はそれが不発火のシリンダを識別することを可能にする情報を含んでいるということである。

波形５０は各シリンダに対する点火タイミングを制御する信号であることを思い起こすと、信号Ｍ、　Ｃ，は不発火を起こしている単数または複数のシリンダを識別するために波形５０と比較されるだけでよい。その機能は第９図に示される回路によって与えられ、これについて次に説明する。　図示のように、回路４０は端子８２および９３を介して２つの信号を回路１０７に送る。両方の回路４０および１０７（これはより大きな点火制御モジュールの一部とすることができる）はエンジン制御モジュール４８内に出力される波形５０を受信する。該モジュール４８はモトローラ・インコーホレーテッドにより製造された、ＥＥＣ−ＩＶモジュールでよく、このモジュールが回路４０および１０７とインタフェースするためにここで述べられるように修正される。そのような修正は第９図に示されており、残りの部分およびモジュールの図示されていない部分は従来と同じである。

図示の如く、モジュール４８はブロック１２８で示される伝統的な比較機能および伝統的なデコーダ１３０を含んでいる。比較ブロック１２８はＭ、Ｃ，信号を信号発生器１２９により発生される、波形５０と比較し、不発火を起こしているシリンダ、もしあれば、を識別する。不発火信号を識別する信号はデコーダ１３０に送られ、該デコーダ１３０はどの燃料インジェクタをシャットオフするか（マルチインジェクタにおいて）あるいは（シングルポイント・インジェクタシステムにおいて）唯一のインジェクタをどれだけ長く遮断するかを決定する。図示された実施例においては、４インジエクタシステムが想定されている。従って、集合的に１３２と番号付けられた、４つの制御ラインかデコーダ１３０によって発生される制御信号を適切な燃料インジェクタに結合しそれにより不発火を起こしているシリンダへの燃料の流れを遮断する。

本発明が図示された実施例に関して説明されたが、当業者には本発明から離れることなく種々の変更および修正を成すことができることは明らかであろう。従って、すべてのそのような変更および修正は添付の請求の範囲により規定された本発明の精神および範囲内にあるものと考えられる。

ＦＩＧ、３補正書の写しく翻訳文）提出書（特許法第１８４条の７第１項）補正請求の範囲２．前記表示された不発火状態は第１の形式の障害を意味し、かつさらに、前記比較された一次点火信号が前記−次点火信号の開始の後筒２の所定の期間に前記基準信号に対し異常な関係を示した場合にさらに別の不発火状態を表示する段階、を含む請求の範囲第２４項に記載の方法。

４、−次電圧を出力するための少な（とも１つの点火コイルを含む陶然機関における不発火を検出する方法であって、該方法は、前記点火コイルの一次電圧を検知する段階、前記検知した一次電圧を基準電圧と比較してその値が前記基準電圧と前記検知された一次電圧との間の関係を示す制御信号を出力する段階、前記制御信号を積分する段階、もし前記積分された制御信号の値が前記−次電圧の開始後筒１の所定の時間に公称値と異なっておれば不発火状態を表示する段階、そして前記制御信号の値が前記基準信号と前記−次電圧の開始後筒２の所定の時間における前記検知された一次電圧との間の異常な関係を示しておれば不発火状態を表示する段階、を具備する不発火を検出する方法。

７、−次点火信号を出力するだめの一次巻線を有する少なくとも１つの点火コイルを含む自動車用点火システムの二次側における障害による不発火を検出する方法であって、該方法は、前記−次点火信号を基準信号と比較してその値が前記−次点火信号の相対振幅を示す制御信号を出力する段階、前記−次点火信号の開始後所定の時間に存在する前記制御信号を積分する段階、前記積分された制御信号を第２の基準信号と比較する段階、そして前記積分された制御信号が前記第２の基準信号に対し異常な関係を示した場合に不発火状態を表示する段階、を具備する不発火を検出する方法。

１３、−次点火信号を出力するための一次巻線を有する少なくとも１つの点火コイルを含む自動車用点火システムの二次側における障害による不発火を検出するための回路であって、該回路は、基準電圧を出力するための手段、前記基準電圧を前記−次点火信号と比較しかつ前記点火信号の相対値を示す少なくとも第１および第２の状態を有する制御信号を出力するための手段、前記制御信号を積分するための手段、前記積分された制御信号の値を前記−次点火電圧の開始後筒１の所定の期間に検知しかつ前記積分された制御信号の値が異常な場合に障害信号を発生するための第１の障害検知手段、そして前記障害信号に応答して不発火信号を発生するための不発火表示装置、を具備する不発火を検出するための回路。

１６、−次点火電圧を出力するための少なくとも一次巻線を有する点火コイルを含む自動車用点火システムの二次側における障害による不発火を検出するための回路であって、該回路は、前記−次点火電圧を検知してスタート信号を発生するための手段、基準電圧を確立するための手段、前記−次点火電圧および前記基準電圧を受信し該受信した電圧を互いに比較しかつその値が前記−次点火電圧の相対的な大きさに依存する制御信号を出力するための比較器手段、前記制御信号を積分するための手段、前記スタート信号を所定の、比較的短い、時間インターバルの間遅延させるための第１の遅延手段、前記スタート信号を所定の、比較的長い、時間インターバルの間遅延するための第２の遅延手段、前記積分された制御信号に結合されかつ前記第１の遅延手段からの遅延されたスタート信号に応答し前記積分された制御信号の値が異常な値を有している場合に障害信号を出力するための第１のラッチ手段、そして前記制御信号に結合されかつ前記第２の遅延手段からの遅延されたスタート信号に応答して前記制御信号の値が前記−次点火電圧が前記基準電圧より大きいことを示している場合に障害信号を出力するための第２のラッチ手段、を具備する不発火を検出するための回路。

２２、（削除）２３、−次点火信号を出力するための一次巻線を有する少なくとも１つの点火コイルを含む自動車用点火システムの二次側における障害による不発火を検出する方法であって、該方法は、（ａ）前記−次点火信号に関連するエネルギを表す信号を発生する段階、（ｂ）前記−次点火信号の開始後所定の時間に前記エネルギのレベルを検知する段階、そして（Ｃ）前記検知されたエネルギレベルが異常な場合に不発火状態を表示する段階、を具備する不発火を検出する方法。

２４、前記段階（ａ）は、前記−次点火信号を基準信号と比較してその値が前記基準信号と前記−次点火信号との間の関係を示す制御信号を出力する段階、そして前記制御信号を積分する段階、を含む請求の範囲第２３項に記載の方法。

国際調査報告

Claims

【特許請求の範囲】

１．一次点火信号を出力するための一次巻線を有する少なくとも１つの点火コイルを含む自動車用点火システムの２次側における障害による不発火を検出する方法であって、該方法は、前記点火コイルの一次点火信号を検知する段階、前記検知された信号を基準信号と比較する段階、そして前記比較された一次点火信号が前記一次点火信号の開始後第１の所定の期間に前記基準信号に対し異常な関係を示した場合に不発火状態を表示する段階、を具備する不発火を検出する方法。
２．前記表示された不発火状態は第１の種類の障害を意味しており、かつさらに、前記一次点火信号の開始後第２の所定の期間に前記比較された点火信号が前記基準信号に対し異常な関係を示した場合にさらに別の不発火状態を表示する段階、を含む請求の範囲第１項に記載の方法。
３．前記一次点火信号は一次点火電圧であって、前記点火コイルは通常期間ＴＡの間通常一次点火電圧を出力し、前記第１の所定の期間はＴＡより小さくかつ前記第２の所定の期間はＴＡより大きい、請求の範囲第２項に記載の方法。
４．一次電圧を出力するための少なくとも１つの点火コイルを含む内然機関における不発火を検出する方法であって、該方法は、前記点火コイルの一次電圧を検知する段階、前記検知された一次電圧を基準電圧と比較してその値が前記基準電圧と前記検知された一次電圧との間の関係を示す制御信号を出力する段階、前記制御信号を積分する段階、前記積分された制御信号の値を前記一次電圧の開始後第１の所定の時間に検知する段階、前記積分された制御信号の値が公称値と異なる場合発火状態を表示する段階、前記制御信号の値を前記一次電圧の開始後第２の所定の時間に検知する段階、そして前記制御信号の値が前記基準電圧と前記検知された一次電圧との間の異常な関係を示している場合には常に不発火状態を表示する段階、を具備する不発火を検出する方法。
５．さらに、前記不発火に関連するシリンダを識別する段階、そして前記識別されたシリンダに対する燃料の流れを遮断する段階、を含む請求の範囲第１項に記載の方法。
６．前記一次点火信号は一次点火電流であり、かつ前記不発火状態を表示する段階は前記比較された一次点火電流が前記基準信号を超えた時にラッチされた不発火信号を出力する段階を含み、それにより前記点火システムの二次側に関連するショート状態の存在を表示する、請求の範囲第１項に記載の方法。
７．一次点火信号を出力するための一次巻線を有する少なくとも１つの点火コイルを含む自動軍用点火システムの２次側における障害による不発火を検出する方法であって、該方法は、前記一次点火信号を前記一次点火信号の開始後所定の時間に基準信号と比較しその値が前記一次点火信号の相対的な大きさを表す制御信号を発生する段階、前記制御信号を積分する段階、前記積分された制御信号を第２の基準信号と比較する段階、そして前記積分された制御信号が前記第２の基準信号に対し異常な関係を示した場合に不発火状態を表示する段階、を具備する不発火を検出する方法。
８．前記一次点火信号は一次点火電圧の開始に応じてパルスを出力する一次点火電圧であり、かつ前記所定の時間は少なくとも前記パルスが実質的に消散するのに必要とされる時間と同じくらい長い、請求の範囲第７項に記載の方法。
９．一次点火電圧および一次点火電流を発生する少なくとも１つの点火コイルを含む自動車用点火システムの二次側における障害による不発火を検出する方法であって、該方法は、前記一次点火電圧を検知する段階、前記検知された点火電圧を前記一次点火電圧に関連するエネルギを表わす別の信号を出力するために用いる段階、前記別の信号を基準信号と比較する段階、もし前記別の信号が前記基準信号を超えておれば不発火信号を発生する段階、前記１次点火電流を第２の基準と比較する段階、そしてもし前記１次点火電流が前記点火電流の開始後所定の時間に前記第２の基準を超えておれば不発火信号を発生する段階、を具備する不発火を検出する方法。
１０．さらに、前記不発火に関連するシリンダを識別する段階、そして前記識別されたシリンダに対する燃料の流れを遮断する段階、を含む請求の範囲第９項に記載の方法。
１１．燃料を受ける複数のシリンダを有し、かつ点火信号を出力する少なくとも１つの点火コイルを備えた点火システムを有する内然機関における、前記点火システムの二次側における障害による不発火を検出しかつ不発火の影響を軽減するための方法であって、該方法は、前記点火信号の開始を検知しかつその後所定時間で遅延された信号を発生する段階、前記点火信号を基準信号と比較する段階、前記点火信号が前記基準信号に対し異常な関係を示した時前記遅延された信号に応答して不発火信号を発生する段階、前記不発火に関連するシリンダを識別する段階、そして前記識別されたシリンダヘの燃料の流れを制限する段階、を具備する前記方法。
１２．一次点火信号を出力するための一次巻線を有する少なくとも１つの点火コイルを含む自動車用点火システムの二次側における障害による不発火を検出するための回路であって、該回路は、基準信号を出力するための手段、前記基準信号を前記一次点火信号と比較しかつ前記点火信号の相対値を示す少なくとも第１および第２の状態を有する制御信号を出力するための手段、そして前記制御信号に応答して前記制御信号が前記一次点火信号の開始に続く所定の期間後に第１の状態にある時不発火状態を表示するための手段、を具備する不発火を検出するための回路。
１３．前記基準信号は基準電圧であり、前記一次点火信号は一次点火電圧であり、かつ前記手段は前記制御信号に応答し、かつ、前記制御信号を積分するための手段、前記一次点火電圧の開始後第１の所定の期間に前記積分された制御信号の値を検知しかつ前記積分された制御信号の値が異常である場合に障害信号を発生するための第１の障害検知手段、そして前記障害信号に応答し不発火信号を発生するための不発火表示装置、を具備する請求の範囲第１２項に記載の回路。
１４．さらに、前記障害表示装置に結合され前記一次点火電圧の開始後第２の所定の期間に前記制御信号の値を検知しかつ前記制御信号の値が前記一次点火電圧と前記基準電圧との間の異常な関係を示している場合に第２の障害信号を発生するための第２の障害検知手段を含み、それにより前記不発火表示装置が前記第２の障害信号に応答して不発火信号を発生することができる請求の範囲第１３項に記載の回路。
１５．前記第１の障害検知手段は、前記一次点火電圧を検知してスタート信号を発生するための手段、前記スタート信号を前記第１の所定の期間遅延するための手段、そして前記遅延されたスタート信号にかつ前記制御信号に応答して前記障害信号を発生するためのラッチ手段、を含む請求の範囲第１３項に記載の回路。
１６．少なくとも一次点火電圧を出力するための一次巻線を有する点火コイルを含む自動車用点火システムの二次側における障害による不発火を検出するための回路であって、該回路は、前記一次点火電圧を検知してスタート信号を発生するための手段、差準電圧を確立するための手段、前記一次点火電圧および前記基準電圧を受信し該受信した電圧を互いに比較しかつその値が前記一次点火電圧の相対的な大きさに依存する制御信号を発生するための比較器手段、前記スタート信号を所定の、比較的短い、時間インターバルの間遅延するための第１の遅延手段、前記スタート信号を所定の、比較的長い、時間インターバルの間遅延するための第２の遅延手段、前記制御信号に結合されかつ前記第１の遅延手段からの遅延されたスタート信号に応答して前記制御信号の値が前記一次点火電圧が前記基準電圧より小さいことを示している場合に障害信号を出力するための第１のラッチ手段、そして前記制御信号に結合されかつ前記第２の遅延手段からの遅延されたスタート信号に応答し前記制御信号の値が前記一次点火電圧が前記基準電圧より大きいことを示している場合に障害信号を発生するための第２のラッチ手段、を具備する不発火を検出するための回路。
１７．前記不発火状態を表示するための手段は前記比較手段の出力を受けるフリップフロップ、および該フリップフロップを前記所定のインターバルの経過に応じて刻時するための手段を含む請求の範囲第１２項に記載の回路。
１８．一次点火電圧を出力するための一次巻線を有する少なくとも１つの点火コイルを含む自動車用点火システムの二次側における障害による不発火を検出するための回路であって、該回路は、前記一次点火電圧を基準電圧と比較して前記一次点火電圧の大きさが前記基準電圧の大きさを超えた時に制御信号を発生するための手段、積分器、前記制御信号を前記一次点火電圧の開始後所定の期間に前記積分器に結合するための手段、そして前記積分された制御信号がしきい値電圧を超えた時不発火状態を表示するための手段、を具備する不発火を検出するための回路。
１９．前記一次巻線はまた一次点火電流を出力し、かつさらに、前記一次点火電流の大きさを基準値と比較し、かつ前記一次点火電流が前記基準値を超えた時他の制御信号を発生するための手段、前記他の制御信号を受信しかつ出力を有するフリップフロップ、そして前記一次点火電流の開始後第２の所定の期間に前記フリップフロップを刻時し、それにより前記フリップフロップの出力が前記他の制御信号を受信した時不発火状態を報知するための手段、を含む請求の範囲第１８項に記載の回路。
２０．前記機関は燃料を受ける複数のシリンダを含み、かつさらに少なくとも前記不発火信号に応答し該不発火に関連するシリンダを識別するための他の信号を出力するための手段、そして前記他の信号に応答し前記識別されたシリンダヘの燃料の流れを制限するための手段、を含む請求の範囲第１９項に記載の回路。
２１．前記回路は燃料を受ける複数のシリンダを有する機関とともに用いられ、かつさらに、不発火状態の前記表示に応答して選択的に前記シリンダヘの燃料の流れを制限するための手段、を含む請求の範囲第１２項に記載の回路。
２２．燃料を受ける複数のシリンダ、および点火信号を出力する少なくとも１つの点火コイルを有する点火システムを有する内然機関において、前記点火信号に応答して前記点火システムにおけるショート回路状態を検出しかつそのような検出が生じた場合に第１の不発火信号を出力するための手段、前記点火信号に応答し前記点火システムにおけるオープン回路状態を検出しかつそのような検出が生じた場合に第２の不発火信号を出力するための手段、そして前記第１および第２の不発火信号に応答して前記シリンダヘの燃料の流れを制限するための手段、を具備する内然機関。