JPH04308360A

JPH04308360A - 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

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Publication number: JPH04308360A
Application number: JP6832291A
Authority: JP
Inventors: Takashi Kouhira; 向平　高志; Toshio Ishii; 俊夫石井
Original assignee: Hitachi Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd
Priority date: 1991-04-01
Filing date: 1991-04-01
Publication date: 1992-10-30
Anticipated expiration: 2017-11-25
Also published as: JP3350063B2

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。

【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。

【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。

【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。

【０００５】

【課題を解決するための手段】本発明に係る内燃機関の
失火検出装置は、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
る判定手段を有する装置であり、更に、イオン電流検出
回路から出力されるイオン電流信号を取り込んで積分処
理する積分手段を設け、この積分手段で得られる積分信
号を用いて気筒の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構成される。本発明に係
る内燃機関の失火検出装置は、前記積分手段の代わりに
ピークホールド手段を設け、イオン電流信号の最大ピー
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
し、これらのピークデータを用いて気筒の内部状態が正
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
構成される。本発明に係る内燃機関の失火検出装置は、
前記積分手段と前記ピークホールド手段を併設し、いず
れか又は両方の出力信号を用いて気筒の内部状態が正常
燃焼であるか又は失火状態であるかを判定するように構
成される。本発明に係る内燃機関の失火検出装置は、前
記積分手段と前記ピークホールド手段を直列に接続し、
積分信号についてのピークデータを用いて、気筒の内部
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
るように構成される。また本発明に係る内燃機関の制御
装置は、本発明による失火検出装置を備え、この失火検
出装置によって得られた失火検出データに従って、失火
が発生した気筒への点火時期信号を調整し、燃料噴射信
号を抑制又はカットすることにより制御を行うように構
成される。

【０００６】

【作用】積分手段を利用した本発明による失火検出装置
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。またピークホールド手段を利用し
た本発明による失火検出装置では、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。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。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本発明による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。

【０００７】

【実施例】以下に、本発明の実施例を添付図面に基づい
て説明する。図１は本発明に係る失火検出装置の第１実
施例を示し、本発明に係る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、積分方式の回路構成を有する失火検出装置である。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。

【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。

【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１２ａ
、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１０
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１
２ｂ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。

【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。

【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。

【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成は、他の第２〜
第ｎの各気筒についても同様である。

【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１９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。

【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。

【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。

【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。

【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２１，
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１３ｂ
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，１４ｂ
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。

【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。

【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３６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。

【００２０】次に、本発明に係る失火検出装置の第２実
施例を説明する。第２実施例の失火検出装置は、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１
５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４１ｂ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ＲＥＦ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４２ｃ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。

【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。

【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。

【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５
１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，
５３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。

【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。

【００２５】図８は、本発明による失火検出装置で得ら
れた失火検出信号を使用して、例えば点火時期制御及び
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７
３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θｂａｓ
ｅ−αとして設定し、燃料噴射の制御信号ＴｉをＴｉｂ
ａｓｅ−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。

【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。

【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。上記の如き本発明による失
火検出装置を利用して内燃機関の点火時期制御装置や燃
料噴射装置を実現すれば、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。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る失火検出装置の第１実施例を示す
回路図である。

【図２】回路各部の信号波形を示す波形図である。

【図３】積分回路の一例を示す回路図である。

【図４】ウィンド生成回路の一例を示す回路図である。

【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。

【図６】ピークホールド回路の一例を示す回路図である
。

【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。

【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。

【符号の説明】

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

Claims

【特許請求の範囲】

【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
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。
【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
。
【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
タのうちいずれか一方又は両方を用いて、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。
【請求項４】　　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。
【請求項５】　　請求項２〜４のいずれか１項記載の内
燃機関の失火検出装置において、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、各値のいず
れかの単独値、又は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。
【請求項６】　　請求項１〜４のいずれか１項記載の内
燃機関の失火検出装置において、ウィンド生成回路を備
え、失火状態の有無の検出のために取り込まれる前記イ
オン電流信号は、ウィンド生成回路が所定の基準信号に
基づき生成するウィンドによって選択される一定期間の
波形部分であることを特徴とする内燃機関の失火検出装
置。
【請求項７】　　請求項６記載の内燃機関の失火検出装
置において、別途に決定される他の一定期間では、この
一定期間の条件に応じて、積分処理若しくはピークホー
ルド処理を実行しないか、又は既処理値を他の値に設定
することを特徴とする内燃機関の失火検出装置。
【請求項８】　　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〜
７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。