JPH04284177A - 内燃機関の失火検出装置 - Google Patents

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】

【０００１】

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

【０００２】

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

【０００３】従来の失火検出装置としては例えば、特公
昭５１−２２５６８号公報に記載されたものがある。こ
れは、点火回路の１次回路に配電器接点の開路毎に発生
する減衰振動電圧の周波数が、点火の場合は失火の場合
よりも高いことを利用するものである。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
失火検出装置は、点火回路に発生する減衰振動電圧の周
波数のみ、すなわち点火プラグの両電極間の放電の有無
のみを検出しているため、失火の原因が放電が発生した
が混合気がリーン又はリッチにより着火しないといった
燃料系に係るものか否かを判断することができず、迅速
な故障対策の上で必ずしも満足のいくものではなかった
。

【０００５】本発明は上記事情に鑑みてなされたもので
あり、その目的とするところは、失火の原因が燃料系に
係るものか否かを検出することができる内燃機関の失火
検出装置を提供することにある。

【０００６】

【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、機関運運パラメータの値を検出する機関運
転状態検出手段と、前記機関運転パラメータの値に基づ
いて点火時期を決定して点火指令信号を発生する信号発
生手段と、前記点火指令信号に基づいて機関に備えられ
た点火プラグを放電させる為の高電圧を発生させる点火
手段と、前記点火手段に高電圧が発生された時の放電電
流値を検出する電流検出手段とを有する内燃機関の失火
検出装置において、前記点火指令信号発生後の点火手段
の放電電流値と所定値との比較をすることにより失火が
発生したか否かを判定する失火判定手段を備え、この失
火判定手段は、前記点火指令信号発生時から所定期間経
過する以前の前記放電電流の値が所定値以下となる部分
の面積を求め、この面積の値が所定面積値以上となった
ときに失火であると判定するようにしたものである。

【０００７】

【作用】本発明による内燃機関の失火検出装置の失火判
定手段は、点火指令信号発生時からの所定時間経過する
以前に放電電流の値が所定電流値以下となったときの所
定電流値以下の部分の面積を求め、この面積の値が所定
面積値以上となったときに燃料系に係る失火であると判
定する。これにより、失火状態を正確に把握でき、燃料
系に係る失火であるか否かを判定することができる。

【０００８】

【実施例】以下、本発明の実施例を図面を用いて説明す
る。

【０００９】図１は、本発明による内燃機関の失火検出
装置の一実施例を示す回路図である。本実施例は、燃料
系に係る失火（以下、「ＦＩ失火」と略記する）が生じ
た場合には点火プラグの放電電流の値が正常燃焼の場合
よりも早い時点で零となり、その後負の値となることを
利用するものである。

【００１０】図１において、電源電圧ＶＢが供給される
電源端子Ｔ１は一次側コイル２と二次側コイル３とから
成る点火コイル（点火手段）１と接続され、一次側コイ
ル２と二次側コイル３とは互いにその一端で接続され、
一次側コイル２の他端はトランジスタ４のコレクタに接
続され、トランジスタ４のベースは点火指令信号Ａが入
力される入力端子Ｔ２に接続され、そのエミッタは接地
されている。また、二次側コイル３の他端は電流検出手
段６を介して点火プラグ５の中心電極５ａに接続され、
点火プラグ５の接地電極５ｂは接地されている。電流検
出手段６のコイル６１にはコイル３を流れる電流に応じ
て電流が流れ、このコイル６１は電圧発生抵抗６２に接
続され、この抵抗６２はコイル６１を流れる電流に応じ
た電圧を発生する。電流検出手段６の出力側はＥＣＵ７
のフィルタ手段７１、Ａ／Ｄ変換器７２を介してＣＰＵ
７３に接続されている。さらに、ＣＰＵ７３は、入力回
路７４を介して、各種機関運転パラメータ（機関回転数
、機関負荷等のパラメータ）の値を検出する機関運転パ
ラメータセンサ（機関運転状態検出手段）８に接続され
、また、点火指令信号Ａを増幅する駆動回路７５を介し
てトランジスタ４のベースに接続されている。上記ＣＰ
Ｕ７３は、該機関運転状態に基づき点火時期を決定して
点火指令信号Ａを発生する信号発生手段と、失火か否か
を判定する失火判定手段とを有する。

【００１１】図２は図１の回路の失火検出動作を実行す
るためのプログラムを示すフローチャートであり、図３
は点火指令信号Ａの発生により二次側コイル３に生じる
放電電流、すなわち点火プラグ５の両電極５ａ，５ｂ間
を流れる放電電流（以下、単に「放電電流」という）を
示すタイムチャートであり、図３において、実線は燃料
混合気の正常点火時の放電電流を示し、点線はＦＩ失火
時の放電電流を示す。次に、図３を用いて各放電電流特
性について説明する。

【００１２】まず、正常点火時の放電電流特性（実線で
示す特性）について説明する。点火指令信号Ａ発生時刻
ｔ０の直後においては、点火電圧が点火プラグ電極間の
燃料混合気の絶縁を破壊する値まで増加するその後絶縁
破壊に伴い電流は流れる（曲線ａ）。この電流は絶縁破
壊初期の突入電流であり、大きな電流が流れる。例えば
図３に示すように放電電流Ｉの値が正常点火判別用基準
電流Ｉｆｉｒｅ０の値を越えたとき（Ｉ＞Ｉｆｉｒｅ０
となったとき）燃料混合気の絶縁は破壊され、絶縁破壊
前の容量放電状態から誘導放電へと移行し、放電電流Ｉ
が流れるコイルに蓄えられた誘導エネルギーが放出され
る（曲線ｂ）。これに伴い放電電流Ｉは零に向かって低
下する。

【００１３】次に、燃料混合気が燃料供給系の異常等に
よりリーン状態やカット状態となりＦＩ失火を生じたと
きの放電電流特性（点線で示す特性）について説明する
。点火指令信号Ａ発生時刻ｔ０の直後においては、正常
点火時と同様、点火電圧が点火プラグ電極間の燃料混合
気の絶縁を破壊する値まで増加する。その後絶縁破壊に
伴い電流は流れる。この電流は絶縁破壊初期の突入電流
であり、大きな電流が流れるが、このときの放電電流（
容量放電電流）のピーク値は、燃料混合気に占める空気
の割合が正常点火時よりも多く、燃料混合気の絶縁耐力
が大きくなり、正常点火時の電流値よりも低くなる（曲
線ａ’）。この後、正常点火時と同様に誘導放電状態へ
移行するが、容量放電時に正常点火時の場合に比べ多く
のエネルギーを消費している、又、誘導放電時の電圧が
正常点火に比べ高いため誘導放電時間が短くなる（曲線
ｂ’）。この結果、コイル内残留エネルギーによる再度
の容量放電へと移行する。この放電電流は逆方向に流れ
、やがて零となる（曲線ｃ’）。これは、誘導放電の後
、高圧電線の浮遊容量等に電荷が蓄積されるためコイル
の残留エネルギーで放出されて逆方向の電流となるため
である。このエネルギーはその後減衰され零となる。

【００１４】次に、図１の回路の動作について図２、図
３を用いて説明する。

【００１５】まず、点火指令信号Ａが発生したか否かを
示すＩＧフラグ（Ｆｌａｇ　ＩＧ）に「１」が立ってい
るか否かを判定する（ステップＳ１）。「１」は点火指
令信号Ａが発生したことを示す。ＩＧフラグに「１」を
立てる処理は図２のルーチンとは別のルーチン例えば点
火時期演算処理ルーチンで行う。点火指令信号Ａの発生
前においては「１」は立っていないので、ステップＳ１
における判断は否定となり、ステップＳ２，Ｓ３，Ｓ４
へ移行し、ＥＣＵ８のタイマ（点火指令信号Ａ発生後の
経過時間を計測するタイマ）に所定時間Ｔｍｉｓ１を設
定し、面積Ｓの値を零に初期化してメモリに記憶し、Ｉ
Ｇフラグに「０」を立て、図２のフローの動作を終了す
る。所定時間Ｔｍｉｓ１は、点火指令信号Ａの発生時か
ら放電電流の値が略零となる時までの時間であり、図３
において時刻ｔ０からｔ１までの時間である。なお、上
記Ｔｍｉｓ１の値は、機関運転状態（機関運転パラメー
タ値）、例えば機関回転数、機関負荷、バッテリー電圧
、機関温度等に応じてマップ又はテーブルから読み出さ
れる値である。

【００１６】次に、点火指令信号Ａが発生してＩＧフラ
グに「１」が立つと、ステップＳ１からＳ５へ移行して
、ＥＣＵ８のタイマにおいて所定時間Ｔｍｉｓ１が経過
したか否かを判断する。所定時間Ｔｍｉｓ１が経過して
いる場合、ＩＧフラグに「０」を立て（ステップＳ４）
、図２の動作を終了する。所定時間Ｔｍｉｓ１が経過し
ていない場合、放電電流Ｉの値が基準電流Ｉｆｉｒｅ１
の値（所定電流値）より小さいか（Ｉ＜Ｉｆｉｒｅ１）
否かを判断する（ステップＳ６）。Ｉ≧Ｉｆｉｒｅ１の
ときは図２の動作を終了し、Ｉ＜Ｉｆｉｒｅ１のときは
ステップＳ７へ移行する。なお、Ｉｆｉｒｅ１の値は、
機関運転状態（機関運転パラメータ値）、例えば機関回
転数、機関負荷、バッテリー電圧、機関温度等に応じて
マップ又はテーブルから読み出される値であり、図３に
点線で示すＦＩ失火時の放電電流特性曲線における所定
電流Ｉｆｉｒｅ１の値以下の面積Ｓａ（左下り斜線部分
）の値と、実線で示す正常点火時の放電電流特性曲線に
おける所定電流Ｉｆｉｒｅ１の値以下の面積Ｓｂ（右下
り斜線部分）の値との差（Ｓａ−Ｓｂ）が大きくなるよ
うに設定される。

【００１７】次に、ステップＳ７で、放電電流Ｉの値と
所定電流Ｉｆｉｒｅ１の値との差分（Ｉｆｉｒｅ１−Ｉ
）を求め、この差分を初期値零の面積Ｓの値に加え、新
たな面積Ｓの値とする。この新たな面積Ｓの値と所定面
積Ｓｍｉｓの値（所定面積値）とを比較し（ステップＳ
８）、Ｓ≧ＳｍｉｓであればＦＩ失火と判定し（ステッ
プＳ９）、Ｓ＜ＳｍｉｓであればＦＩ失火でないと判定
し図２の動作を終了する。上記ステップＳ１，Ｓ５〜Ｓ
９は、所定時間Ｔｍｉｓが経過するまで（図３の時刻ｔ
１となるまで）繰り返し実行される。所定時間Ｔｍｉｓ
が経過したら、上述したように、ＩＧフラグに「０」を
立て（ステップＳ４）、図２の動作を終了する。所定時
間Ｔｍｉｓが経過した後にＦＩ失火と判定される可能性
は無いからである。

【００１８】

【発明の効果】以上説明したように本発明は、機関運運
パラメータの値を検出する機関運転状態検出手段と、前
記機関運転パラメータの値に基づいて点火時期を決定し
て点火指令信号を発生する信号発生手段と、前記点火指
令信号に基づいて機関に備えられた点火プラグを放電さ
せる為の高電圧を発生させる点火手段と、前記点火手段
に高電圧が発生された時の放電電流値を検出する電流検
出手段とを有する内燃機関の失火検出装置において、前
記点火指令信号発生後の点火手段の放電電流値と所定値
との比較をすることにより失火が発生したか否かを判定
する失火判定手段を備え、この失火判定手段は、前記点
火指令信号発生時から所定期間経過する以前の前記放電
電流の値が所定値以下となる部分の面積を求め、この面
積の値が所定面積値以上となったときに失火であると判
定することにより、燃料系に係る失火であるか否かを正
確に検出でき、故障個所の早期発見や適切な故障対策が
可能である。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例を示す回路図である。

【図２】図１の回路の失火検出動作を実行するためのプ
ログラムを示すフローチャートである。

【図３】放電電流を示すタイムチャートである。

【符号の説明】

１　　点火コイル ２　　一次側コイル ３　　二次側コイル ５　　点火プラグ ６　　電流検出手段 ７　　ＥＣＵ ８　　機関運転パラメータセンサ（機関運転状態検出手
段） ７３　　ＣＰＵ

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】　　機関運運パラメータの値を検出する機
   関運転状態検出手段と、前記機関運転パラメータの値に
   基づいて点火時期を決定して点火指令信号を発生する信
   号発生手段と、前記点火指令信号に基づいて機関に備え
   られた点火プラグを放電させる為の高電圧を発生させる
   点火手段と、前記点火手段に高電圧が発生された時の放
   電電流値を検出する電流検出手段とを有する内燃機関の
   失火検出装置において、前記点火指令信号発生後の点火
   手段の放電電流値と所定値との比較をすることにより失
   火が発生したか否かを判定する失火判定手段を備え、こ
   の失火判定手段は、前記点火指令信号発生時から所定期
   間経過する以前の前記放電電流の値が所定値以下となる
   部分の面積を求め、この面積の値が所定面積値以上とな
   ったときに失火であると判定することを特徴とする内燃
   機関の失火検出装置。