JPH05306673A

JPH05306673A - 内燃機関の点火プラグの異常検出装置および内燃機関の失火検出装置

Info

Publication number: JPH05306673A
Application number: JP4136022A
Authority: JP
Inventors: Kenichi Maeda; 健一前田; Yuichi Shimazaki; 勇一島崎; Eitetsu Akiyama; 英哲秋山; Takashi Kuki; 隆久木; Shigeru Maruyama; 茂丸山; Masaki Kanehiro; 正毅金広; Takuji Ishioka; 卓司石岡; Kazutomo Sawamura; 和同澤村
Original assignee: Honda Motor Co Ltd
Current assignee: Honda Motor Co Ltd
Priority date: 1992-04-28
Filing date: 1992-04-28
Publication date: 1993-11-19
Anticipated expiration: 2016-03-12
Also published as: US5418461A; JP3146064B2

Abstract

(57)【要約】【目的】点火プラグ自体の状態も考慮し、機関の失火
状態を正確に検出できる内燃機関の点火プラグの異常検
出装置および点火プラグの異常検出機能を備えた失火検
出装置を提供することを目的とする。【構成】ステップＳ１で機関がフューエルカット中で
あるか否かを判別する。フューエルカット中である場合
はステップＳ２へ進む。ステップＳ２では、点火電圧Ｖ
の減衰状態を示す再チャージ電圧印加後の点火電圧Ｖを
各気筒毎に検出する。続くステップＳ３では、パルス幅
ＴＰが前記限界値ＴＰＵＭＴ以下であるか否かを判別す
る。前記パルス幅ＴＰが限界値ＴＰＵＭＴ以下であるこ
とが所定回数連続して判定される気筒があれば、ステッ
プＳ４においてその気筒の点火プラグは異常であると判
定する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、点火プラグの異常状態
を検出する内燃機関の点火プラグの異常検出装置及び該
点火プラグの異常検出機能を備えた内燃機関の失火検出
装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】内燃機関の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ことがあるが、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。例えば未燃燃料の
付着による点火プラグのくすぶりやかぶりにより、ある
いは点火回路の異常により正常な火花放電が行われない
場合である。

【０００３】本願出願人は、上記失火のうち燃料系の原
因に係るものを検出する失火検出装置として、点火電圧
（点火プラグの電極間電圧）を検出し、この点火電圧の
検出値に基づいて失火を判定する方法、例えば点火電圧
の検出値が所定電圧値を越える期間が所定期間以上のと
き失火と判定するようにしたものを既に提案している
（特願平３−３２６５０７号：文献１）。

【０００４】また、従来、上記失火のうち点火系に係る
原因、例えば点火プラグのくすぶりを検知する手法とし
ては、計測器等を使用してプラグ抵抗を直接測定するの
が通常であった。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】上述したように、点火
プラグのくすぶり等により点火プラグ自体の状態が悪化
した場合には、正常な火花放電が行われない恐れがある
が、上記文献１における失火検出装置ではこの点を考慮
しておらず、未だ失火検出精度向上の観点から問題解決
の余地が残されていた。即ち、機関の燃焼状態が不安定
状況下（低温時など）において、点火プラグの両電極、
つまり中心電極と接地電極に燃料の未燃成分（カーボ
ン）が多く付着してくると、点火コイル側から中心電極
へ供給される電流がこのカーボンを介して接地電極に流
れるようになる。このような状態の下では、点火プラグ
は正常に放電できないので、失火を招く恐れがあった。

【０００６】そこで、このような点火プラグのくすぶり
等の点火プラグ自体の状態を検知する必要が生ずるが、
従来では、このような点火プラグ自体の状態を検知する
機能を車両に搭載することは困難であるので、上記した
ように計測器等を使用してプラグ抵抗を直接測定してい
た。従って点火プラグ自体の状態も考慮した内燃機関の
失火検出装置は未だ実現されていなかった。

【０００７】本発明は上記従来の問題点に鑑み、点火プ
ラグ自体の状態も考慮し、機関の失火状態を正確に検出
できる内燃機関の点火プラグの異常検出装置及びかかる
点火プラグの異常検出機能を備えた内燃機関の失火検出
装置を提供することを目的とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明は上記目的を達成
するために、内燃機関の点火プラグのギャップ間の電気
抵抗に関連した値を測定する電気抵抗測定手段と、前記
機関の非燃焼状態を検出する非燃焼状態検出手段と、前
記機関が非燃焼状態下にあるときに、前記測定した点火
プラグの電気抵抗に関連した値が所定値以下であるか否
かを判別する判別手段と、前記判別手段により前記電気
抵抗に関連した値が前記所定値以下にあると判別された
場合に、前記点火プラグが異常状態にあると判定するプ
ラグ状態判定手段とを有するものである。

【０００９】前記電気抵抗測定手段は、前記点火プラグ
の両端間電圧を測定する電圧測定手段と、前記点火プラ
グの両端間に所定の電圧を印加する電圧印加手段と、前
記電圧印加手段により前記点火プラグの両端間に前記所
定の電圧を印加したときからの前記電圧測定手段による
測定電圧の減衰度合いを測定する電圧減衰度合測定手段
とから成る。

【００１０】また、機関運転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
に基づき点火時期を決定して点火指令信号を発生する点
火指令信号発生手段と、前記点火指令信号に基づき、機
関に設けられた点火プラグを放電させるための高電圧を
発生させる点火手段と、前記点火手段に高電圧が発生さ
れるときの点火電圧値を検出する点火電圧検出手段と、
前記検出した点火電圧値に基づいて、機関の失火状態を
判定する失火判定手段とを有する内燃機関の失火検出装
置において、前記点火プラグのギャップ間の電気抵抗に
関連した値を測定する電気抵抗測定手段と、前記機関の
非燃焼状態を検出する非燃焼状態検出手段と、前記機関
が非燃焼状態下にあるときに、前記測定した点火プラグ
の電気抵抗に関連した値が所定値以下であるか否かを判
別する判別手段と、前記判別手段により前記電気抵抗に
関連した値が前記所定値以下にあると判別された場合
に、前記点火プラグが異常状態にあると判定するプラグ
状態判定手段とを設けたものである。

【００１１】好ましくは、前記電気抵抗測定手段は、前
記点火プラグの両端間電圧を測定する電圧測定手段と、
前記点火プラグの両端間に所定の電圧を印加する電圧印
加手段と、前記電圧印加手段により前記点火プラグの両
端間に前記所定の電圧を印加したときからの前記電圧測
定手段による測定電圧の減衰度合いを測定する電圧減衰
度合測定手段とから成る。

【００１２】

【作用】上記構成により本発明によれば、非燃焼状態検
出手段は、機関の非燃焼状態を検出し、判別手段は、機
関が非燃焼状態下にあるときに、電気抵抗測定手段によ
り測定された点火プラグの電気抵抗に関連した値、好ま
しくは点火プラグ両端間電圧の減衰度合が所定値以上で
あるか否かを判別する。これにより、燃焼による影響を
全く受けることなく、点火プラグのギャップ間の電気抵
抗値が正確に測定される。プラグ状態判定手段は、前記
判別手段により電気抵抗に関連した値が所定値以上にあ
ると判別された場合に、点火プラグが異常状態にあると
判定し、例えば異常信号等を外部へ送出して点火プラグ
が異常状態にあることを報知する。

【００１３】

【実施例】以下、本発明の実施例を図面を用いて説明す
る。

【００１４】図１は、本発明による内燃機関の点火プラ
グの異常検出装置を備えた内燃機関の失火検出装置の一
実施例の構成を示す図である。

【００１５】同図において、電源電圧（バッテリ電圧）
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
他端はダイオード７のアノードに接続され、ダイオード
７のカソードはディストリビュータ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。

【００１６】ディストリビュータ６と中心電極５ａとを
接続する接続線１５の途中には、その接続線１５と静電
的に結合された（接続線１５と数ＰＦのコンデンサを形
成する）点火電圧センサ１０が設けられ、点火電圧セン
サ１０の出力は、電子コントロールユニット（以下「Ｅ
ＣＵ」という）８の失火判定回路１２に接続されてい
る。失火判定回路１２は、ＣＰＵ（中央処理装置）１１
に接続されており、判定結果がＣＰＵ１１に入力され
る。ＣＰＵ１１は、失火判定に関連するタイミング制御
を行う。

【００１７】ＣＰＵ１１には、入力回路１３を介して、
機関回転数等の機関運転パラメータの値を検出する各種
機関運転パラメータセンサ（機関運転状態検出手段）９
が接続されており、機関運転パラメータの検出値が入力
される。更に、ＣＰＵ１１は駆動回路１４を介してトラ
ンジスタ４のベース接続されており、トランジスタ４に
通電制御信号Ａを供給する。

【００１８】図２は、失火判定回路１２の具体的な構成
を示すブロック図であり、入力端子Ｔ３は入力回路２１
を介して第１の比較器２５の非反転入力に接続されてい
る。ピークホールド回路２２の出力は、比較レベル設定
回路２４を介して第１の比較器２５の反転入力に接続さ
れている。また、ピークホールド回路２２には、適切な
タイミングでピークホールド値をリセットするリセット
信号Ｒ１がＣＰＵ１１から供給される。

【００１９】第１の比較器２５の出力はゲート回路２６
を介してパルス発生期間計測回路２７に入力され、計測
回路２７は、ゲート回路２６が入力信号をそのまま出力
しているゲート期間中において第１の比較器２５の出力
が高レベルとなっている期間を計測し、該計測した期間
の長さに応じた電圧ＶＴを第２の比較器２９の非反転入
力に供給する。第２の比較器２９の反転入力には基準値
設定回路２８が接続されており、失火判定用の基準電圧
ＶＴＲＥＦが供給される。ＶＴ＞ＶＴＲＥＦが成立する
とき、第２の比較器２９の出力が高レベルとなり、ＦＩ
失火等の失火発生と判定される。なお、基準電圧ＶＴＲ
ＥＦは、機関運転状態に応じて設定される。また、ゲー
ト回路２６のゲート期間を決定するゲート信号Ｇ及び期
間計測回路２７のリセットタイミングを決定するリセッ
ト信号Ｒ２はＣＰＵ１１から供給される。

【００２０】図３は、図２の入力回路２１、ピークホー
ルド回路２２及び比較レベル設定回路２４の具体的な構
成を示す回路図である。

【００２１】同図において入力端子Ｔ３は、抵抗２１５
を介して演算増幅器（以下「オペアンプ」という）２１
６の非反転入力に接続されている。また入力端子Ｔ１
は、コンデンサ２１１と抵抗２１２とダイオード２１４
とを並列に接続した回路を介してアースに接続されると
ともに、ダイオード２１３を介して電源ラインＶＢＳに
接続されている。コンデンサ２１１は、例えば１０⁴ｐ
Ｆ程度のものを使用し、前記電圧センサ１３によって検
出される電圧を数千分の１に分圧する働きをする。また
抵抗２１２は例えば５００ＫΩ程度のものを使用する。
ダイオード２１３及び２１４は、オペアンプ２１６の入
力電圧がほぼ０〜ＶＢＳの範囲内に入るようにするため
に設けられている。オペアンプ２１６の反転入力はその
出力と接続されており、オペアンプ２１６はバッファア
ンプ（インピーダンス変換回路）として動作する。オペ
アンプ２１６の出力は、第１の比較器２５の非反転入力
及びオペアンプ２２１の非反転入力に接続されている。

【００２２】オペアンプ２２１の出力はダイオード２２
２を介してオペアンプ２２７の非反転入力に接続され、
オペアンプ２２１及び２２７の反転入力はいずれもオペ
アンプ２２７の出力に接続されている。従って、これら
のオペアンプもバッファアンプとして動作する。

【００２３】オペアンプ２２７の非反転入力は抵抗２２
３及びコンデンサ２２６を介して接地され、抵抗２２３
とコンデンサ２２６の接続点は、抵抗２２４を介してト
ランジスタ２２５のコレクタに接続されている。トラン
ジスタ２２５のエミッタは接地され、ベースにはリセッ
ト時高レベルとなるリセット信号Ｒ１がＣＰＵ１１より
入力される。

【００２４】オペアンプ２２７の出力は、比較レベル設
定回路２４を構成する抵抗２４１及び２４２を介して接
地され、抵抗２４１と２４２の接続点が第１の比較器２
５の反転入力に接続されている。

【００２５】図３の回路によれば、検出された点火電圧
Ｖ（オペアンプ２１６の出力）のピーク値がピークホー
ルド回路２２によって保持され、そのピークホールド値
が比較レベル設定回路２４により、値１より小さい所定
数倍され、比較レベルＶＣＯＭＰとして第１の比較器２
５に供給される。従って、端子Ｔ４にはＶ＞ＶＣＯＭＰ
が成立するとき高レベルとなるパルス信号が出力され
る。

【００２６】図４は、ゲート回路２６及びパルス計測期
間計測回路２７の具体的構成を示す回路図であり、トラ
ンジスタ４１〜４３及び抵抗４４〜５１により３段の反
転回路が構成されている。また、トランジスタ４２のコ
レクタとアースとの間には、トランジスタ６１が介装さ
れており、トランジスタ６１のベースには、ＣＰＵ１１
からゲート信号Ｇが供給される。従って、ゲート信号Ｇ
が低レベルとなるゲート期間中においては、トランジス
タ４３のコレクタは、端子Ｔ４の電圧の高／低に対応し
て低レベル／高レベルとなり、ゲート信号Ｇが高レベル
のときにはトランジスタ４３のコレクタは端子Ｔ４の電
圧に拘らず高レベルとなる。トランジスタ４３のコレク
タは抵抗５２を介してトランジスタ５４のベースに接続
されており、トランジスタ５４のベースは抵抗５３を介
して電源ラインＶＢＳに接続されている。トランジスタ
５４のエミッタは電源ラインＶＢＳに接続され、コレク
タは抵抗５５及びコンデンサ５７を介してアースに接続
されている。抵抗５５とコンデンサ５７の接続点は、オ
ペアンプ５９及び抵抗６０を介して端子Ｔ５に接続され
ている。オペアンプ５９はバッファアンプである。抵抗
５５とコンデンサ５７の接続点は、抵抗５６を介してト
ランジスタ５８のコレクタに接続され、トランジスタ５
８のエミッタは接地されている。トランジスタ５８のベ
ースには、ＣＰＵ１１よりリセット信号Ｒ２が入力され
る。

【００２７】図４の回路によれば、ゲート信号Ｇが低レ
ベルであって端子Ｔ４が高レベルのときトランジスタ４
３のコレクタが低レベルとなり、トランジスタ５４がオ
ンし、コンデンサ５７が充電される一方、ゲート信号Ｇ
が高レベル又は端子Ｔ４が低レベルのときはトランジス
タ５４がオフし、コンデンサ５７の充電が停止される。
従って、端子Ｔ５には、端子Ｔ４に入力されるパルス信
号がゲート期間中において高レベルである期間に比例す
る電圧ＶＴが得られる。

【００２８】以上のように構成される失火検出装置の動
作を図５〜図８を用いて説明する。図５（ａ），（ｂ）
はそれぞれ通電制御信号Ａ及びゲート信号Ｇを示す。ま
た、図５（ｃ）〜（ｅ）は燃料混合気の正常燃焼時の点
火電圧特性を示し、図６（ｆ）〜（ｉ）は点火プラグ正
常時における燃料系の原因に係る失火（以下「ＦＩ失
火」という）の点火電圧特性を示す。また、同図６
（ｊ），（ｋ）は、点火プラグ異常時におけるＦＩ失火
の点火電圧特性を示す。

【００２９】同図（ａ）に示すように、本実施例では、
点火指令信号を時刻ｔ０に発生させた後（点火に必要な
期間一次側コイル２に通電し、時刻ｔ０において電流を
遮断した後）、時刻ｔ１からｔ２の間再度通電を行う
（以下「再通電」という）。再通電は時刻ｔ２におい
て、点火プラグ５の電極間に放電が発生しない程度の値
（所定印加電圧値）の電圧を印加し、点火プラグ５及び
その周辺回路の浮遊容量に電荷を蓄える（チャージす
る）ために行うものである。以下、時刻ｔ２に点火プラ
グ５に印加される電圧を再チャージ電圧（再チャージ指
令信号）という。

【００３０】図５（ｃ）及び図６（ｆ）は、検出した点
火電圧（入力回路２１の出力電圧）Ｖ（Ｂ，Ｂ′）及び
比較レベルＶＣＯＭＰ（Ｃ，Ｃ′）の推移を示してい
る。まず、図５（ｃ）を参照して正常燃焼時の点火電圧
特性について説明する。

【００３１】図５（ｃ）において、点火指令信号が発生
する時刻ｔ０の直後においては点火電圧Ｖは燃料混合気
（点火プラグの放電ギャップ間）の絶縁を破壊する値ま
で上昇し、絶縁破壊後は、絶縁破壊前の容量放電状態
（数百アンペア程度の電流による非常に短い時間の放電
状態）から放電電圧が略一定の誘導放電状態へと移行す
る（数十ミリアンペア程度の電流により、数ミリ秒程度
の放電期間）。誘導放電電圧は、時刻ｔ０以降の圧縮行
程に伴う気筒内の圧力が上昇することにより上昇する。
これは、圧力が高くなると誘導放電に必要な電圧も高く
なるためである。誘導放電の最後の段階においては点火
コイルの誘導エネルギーの減少により誘導放電を維持す
るための電圧よりも点火プラグ電極間の電圧が低くな
り、誘導放電は消失して容量放電状態（後期の容量放電
状態）へ移行する。容量放電状態においては点火プラグ
電極間の電圧は燃料混合気の絶縁を再度破壊するため上
昇するが、点火コイル１の残余のエネルギーが少なく電
圧上昇はわずかである。これは、燃焼が発生した場合
は、プラグギャップ間の電気抵抗が低いためであり、燃
焼時の燃料混合気がイオン化していることに起因する。

【００３２】なお、ダイオード７と点火プラグ５との間
の浮遊容量に蓄えられた電荷（電極間で放電しきれずに
残った電荷）は、ダイオード７があるため、点火コイル
１側へは放電されないが、点火プラグ５の電極近傍に存
在するイオンによって中和されるため、容量放電終了時
の点火電圧Ｖは速やかに減少する。

【００３３】その後、時刻ｔ２において再チャージ電圧
が印加されると、点火電圧Ｖは上昇するが、このときチ
ャージされる電荷は、前述した後期容量放電終了直後と
同様に、点火プラグ５の電極近傍に存在するイオンによ
って中和されるため、速やかに減少する。

【００３４】一方、比較レベルＶＣＯＭＰは、図示例で
は、時刻ｔ５までは前回リセットされた後における点火
電圧Ｖのピーク値に応じた値となっており、リセット信
号Ｒ１により、時刻ｔ５〜ｔ２において所定低レベル
（＞０）固定状態とされ、時刻ｔ２においてその状態が
解除される（以下、所定低レベル固定状態を解除する時
点を「リセット（初期化）タイミング」という）。した
がって、時刻ｔ２以後は再チャージ電圧によってピーク
値となった点火電圧Ｖに応じた値（本実施例ではピーク
値の２／３程度の値としている）となる。その結果、点
火電圧Ｖと比較レベルＶＣＯＭＰとの比較を行う第１の
比較器２５の出力は図５（ｄ）に示すように、時刻ｔ０
付近、時刻ｔ６〜ｔ７及び時刻ｔ２〜ｔ８において高レ
ベルとなるが、ゲート回路２６の出力は、ゲート信号Ｇ
が低レベルである時刻ｔ３〜ｔ７及び時刻ｔ２〜ｔ８に
おいてのみ高レベルとなる。したがって、パルス発生期
間計測回路２７の出力ＶＴは、図５（ｅ）に示すように
変化し、基準電圧ＶＴＲＥＦを越えず、正常燃焼と判定
される。

【００３５】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失火が発生した
とき（燃焼が発生しなかったとき）の点火電圧特性につ
いて説明する。図６（ｆ）において、点火指令信号の発
生時刻ｔ０の直後においては点火電圧Ｖ（Ｂ′）は点火
プラグ電極間の燃料混合気の絶縁を破壊する値まで上昇
するが、このときの絶縁破壊電圧の値は、燃料混合気に
占める空気の割合が正常時よりも多く含まれており、燃
料混合気の絶縁破壊電圧の値は、燃料混合気に占める空
気の割合が正常時よりも多く含まれており、燃料混合気
の絶縁耐力が大きくなり、また、燃焼が発生していない
ため、燃料混合気がイオン化しておらず、プラグギャッ
プ間の電気抵抗が高くなる傾向にあることから、正常燃
焼時の電圧値よりも高くなる。この後、正常燃焼時と同
様に誘導放電状態へ移行するが、放電抵抗も正常燃焼時
よりも大きいことにより正常燃焼時よりも早く容量放電
状態へ移行する傾向を示す。誘導放電の最後の段階で発
生する容量放電（後期の容量放電）の値は、燃料混合気
の絶縁破壊電圧が正常燃焼時よりも大きいことにより、
正常燃焼時に比べて非常に大きくなる。

【００３６】このとき、点火プラグ５の電極近傍にほと
んどイオンが存在しないため、ダイオード７と点火プラ
グ５との間に蓄えられた電荷は、イオンによって中和さ
れず、またダイオード７によって点火コイル１へ逆流す
ることもできないためそのまま保持され、気筒内圧力が
低下して放電要求電圧がこの電荷により印加されている
電圧と等しくなった時に、点火プラグ５の電極において
放電されるが、点火電圧Ｖが高いときには比較的早期に
放電されてしまう。

【００３７】その後、時刻ｔ２において再チャージ電圧
が印加されると、点火電圧Ｖは再び上昇し、前述と同様
にプラグ電極間のイオンによる中和がなく、またダイオ
ード７の作用により、高電圧状態が継続する。そして、
気筒内圧力がさらに低下して放電要求電圧が点火電圧Ｖ
と等しくなったときに、プラグ電極間で放電される（時
刻ｔ１１）。

【００３８】一方、比較レベルＶＣＯＭＰ（Ｃ′）は、
図示例では時刻ｔ９までは前回リセットされた後におけ
る点火電圧Ｖのピーク値に応じた値（ピーク値の１／５
程度の値）となっており、時刻ｔ９以後、点火電圧Ｖの
上昇とともに上昇し、ピーク値に対応したレベルを時刻
ｔ５まで保持する。時刻ｔ５〜ｔ２において所定低レベ
ルに固定された状態にされ、時刻ｔ２以後は再チャージ
電圧によってピーク値となった点火電圧Ｖに対応した値
を保持する。

【００３９】その結果、第１の比較器２５の出力は図６
（ｇ）に示すように、時刻ｔ０〜ｔ１０及び時刻ｔ２〜
ｔ１１において高レベルとなるが、ゲート回路２６の出
力は、ゲート期間ＴＧ中に高レベルとなった期間内のみ
高レベルとなる。したがって、パルス発生期間計測回路
２７の出力ＶＴは、図６（ｈ）に示すように変化し、時
刻ｔ１２において基準電圧ＶＴＲＥＦを越え、第２の比
較器２９の出力は、図６（ｉ）に示すよう、時刻ｔ１２
〜ｔ４において高レベルとなり、ＦＩ失火が検出され
る。

【００４０】図６（ｆ）に示したように、点火電圧Ｖが
後期容量放電時に比較的高電圧となったような場合に
は、点火電圧Ｖが早期に低下してしまい（時刻ｔ１
０）、この時点では期間計測回路２７の出力ＶＴは基準
電圧ＶＴＲＥＦを越えないため、ＦＩ失火を検出するこ
とができない。そこで、本実施例では、時刻ｔ２におい
て、プラグ電極間で放電が発生しない程度の値の再チャ
ージ電圧を印加するようにしたので、点火電圧Ｖが高電
圧となった場合でも、ＦＩ失火を確実に検出することが
できる。

【００４１】本実施例の失火検出装置は、後述する図７
に示す処理に従って点火プラグ５の異常検出を行う機能
を有する。以下、この点について説明する。

【００４２】まず、図６（ｊ）に用いてくすぶり点火プ
ラグの点火電圧特性を説明する。図６（ｊ）はフェール
カット状態（非燃焼状態：減速運転時あるいは意図的に
点火プラグモニタ条件を設定して燃料供給を停止するよ
うな状態である）でのくすぶり点火プラグの点火電圧波
形Ｖと比較電圧ＶＣＭＰを示す。

【００４３】点火指令信号が発生する時刻ｔ０の直後に
おいて、点火電圧Ｖ（Ｂ´´）は点火プラグ電極間の絶
縁を破壊する値まで上昇すると、その後、比較的早期に
低下する。これは、点火プラグがくすぶり状態となった
場合は、点火プラグの両電極にカーボンが島状に付着し
た状態となっており、電圧が高い時はこの島間を介して
電流が流れるからである。時刻ｔ１３で、ある値まで電
圧が降下すると、前記島間の導通がなくなり、点火コイ
ル１の残余のエネルギーによって上昇する。その後、カ
ーボンを介して電流が流れるため、点火電圧Ｖは前記同
様に比較的早期に低下する。

【００４４】その後、時刻ｔ２にのおいて再チャージ電
圧が印加されると、点火電圧Ｖは再び上昇するが、前述
の図６（ｆ）に示した失火発生時の正常点火プラグの場
合と異なり、プラグ電極間のイオンによる中和がなくと
も、プラグ電極間に付着したカーボンを介して電流がリ
ークするので、時刻ｔ１４の点火電圧Ｖは比較的大きい
度合で減衰し、時刻ｔ１４の比較的早期に放電が終了す
る。従って、図６（ｋ）に示すように、点火電圧Ｖと比
較レベルＶＣＯＭＰ（Ｃ´´：後述するように点火電圧
Ｖのピーク値の１／５程度の値に設定されている）とを
比較する第１の比較器２５の出力は、時刻ｔ１５付近、
時刻ｔ１６〜ｔ１７及び時刻ｔ１８〜ｔ１９において高
レベルになるが、時刻ｔ１８〜ｔ１９におけるパルス幅
ＴＰは前述の図６（ｇ）に示すものに比べて小さくな
る。本実施例ではこの再チャージ電圧印加後の点火電圧
Ｖにより得られるパルス幅ＴＰ特性に基づいて点火プラ
グの異常を検出するものである。

【００４５】次に、本発明の特徴を成す点火プラグの異
常判定処理を図７及び図８を参照しつつ説明する。な
お、図７は点火プラグの異常判定処理を示すフローチャ
ートである。図８は再チャージ後の点火電圧の減衰状態
を示す特性図であり、正常点火プラグと異常点火プラグ
との場合を比較して表している。

【００４６】図７において、まず、ステップＳ１では機
関がフューエルカット中であるか否かを判別する。その
答が否定（ＮＯ）、フューエルカット中でない場合は本
ルーチンを終了し、その答が肯定（ＹＥＳ）、即ちフュ
ーエルカット中である場合はステップＳ２へ進む。

【００４７】ステップＳ２では、まず、比較レベルＶＣ
ＯＭＰを変更する。即ち、点火プラグモニタ状態時が通
常の燃焼時において点火電圧Ｖのピーク値の２／３程度
の値に設定されていたピーク値を１／５程度の値に変更
する（図６（ｊ）のＣ´´）。これはプラグ状態低下時
の減衰割合増大による検出精度を向上させるためであ
る。さらに、このステップＳ２では、前記時刻ｔ２にお
ける再チャージ電圧印加後の点火電圧Ｖを各気筒毎に検
出する。ここで、図８に示すように再チャージ電圧印加
後の点火電圧Ｖに注目すると、点火プラグのくすぶり度
合（プラグ電極間抵抗）によって点火電圧の減衰時間は
大きく異なる。即ち、くすぶり度合が悪化、つまりプラ
グ電極間抵抗が低下するほど該減衰時間は短くなる傾向
にある（図中Ｚ１は正常な点火プラグを、Ｚ２はくすぶ
り点火プラグの点火電圧減衰特性をそれぞれ示す）。そ
こで、この特性を利用してドライバビリティの悪化を招
くようなプラグ電極間抵抗を実験等により求め、ドライ
バビリティが悪化しない限界値ＴＰＵＭＴを設定する。

【００４８】続くステップＳ３では、第１の比較器２５
の出力のパルス幅ＴＰが前記限界値ＴＰＵＭＴ以下であ
るか否かを判別する。これは、各シリンダナンバーを予
め読み込んでシリンダ毎に繰り返し実行し、該ステップ
Ｓ３の答が肯定（ＹＥＳ）である場合、即ち前記パルス
幅ＴＰが限界値ＴＰＵＭＴ以下であることが所定回数連
続して判定される気筒があれば、ステップＳ４において
その気筒の点火プラグは異常であると判定する。

【００４９】一方、前記ステップＳ３の答が否定（Ｎ
Ｏ）、即ち各気筒のパルス幅ＴＰが全て前記限界値ＴＰ
ＵＭＴを越える場合は、ステップＳ５において全気筒の
点火プラグは正常であると判定し、本ルーチンを終了す
る。

【００５０】このように本実施例ではフェールカット中
に各気筒の再チャージ後の点火電圧をモニタして点火プ
ラグの異常判定を行うようにしたので、燃焼による影響
を全く受けずに点火プラグのギャップ間の抵抗値を正確
に測定することが可能となる。さらに、本実施例では、
ＦＩ失火の検出を行う失火検出装置の構成に若干の変更
を加えることにより、ＦＩ失火の検出と共に点火プラグ
の異常を検出することが可能であり、失火検出精度を一
段と向上することができる。

【００５１】なお、本発明は、図示の実施例に限定され
ず、種々の変形が可能である。例えば、上記実施例で
は、点火プラグの異常状態として「くすぶり」を一例に
とって説明したが、点火プラグを落下させるなどにより
点火プラグのギャップ間が詰まった状態で車輌に装填さ
れたような場合でも、本発明は適用可能である。また、
上記実施例の失火判定方法は、再チャージ以後の点火電
圧値が所定比較電圧値を越える期間が基準値を越える
時、失火を判定する構成としたが、これに限定されず、
点火電圧値に基づく他の失火判定方法も適用可能である
（例えば特願平３−３２６５０６）

【００５２】

【発明の効果】以上に説明したように、本発明によれ
ば、内燃機関の点火プラグのギャップ間の電気抵抗に関
連した値を測定する電気抵抗測定手段と、前記機関の非
燃焼状態を検出する非燃焼状態検出手段と、前記機関が
非燃焼状態下にあるときに、前記測定した点火プラグの
電気抵抗に関連した値が所定値以上であるか否かを判別
する判別手段と、前記判別手段により前記電気抵抗に関
連した値が前記所定値以上にあると判別された場合に、
前記点火プラグが異常状態にあると判定するプラグ状態
判定手段とを設けたので、点火プラグの異常状態を検知
する機能を車両に搭載することができ、従って点火プラ
グ自体の状態も考慮した失火判定が可能となる。これに
より、失火判定精度が一層向上する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る内燃機関の点火プラグの異常検出
装置を備えた失火検出装置の一実施例の概略構成を示す
ブロック図である。

【図２】失火判定回路の具体的な構成を示すブロック図
である。

【図３】失火判定回路の一部の具体的な構成を示す回路
図である。

【図４】失火判定回路の一部の具体的な構成を示す回路
図である。

【図５】失火判定回路の動作を説明するためのタイムチ
ャートである。

【図６】失火判定回路の動作を説明するためのタイムチ
ャートである。

【図７】点火プラグの異常判定処理を示すフローチャー
トである。

【図８】再チャージ後の点火電圧の減衰状態を示す特性
図である。

【符号の説明】

１点火コイル２１次側コイル３２次側コイル５点火プラグ８電子コントロールユニット（点火指令信号発生手
段、失火判定手段、判別手段、プラグ状態判定手段）９各種機関運転パラメータセンサ（機関運転状態検出
手段、非燃焼状態検出手段）１０点火電圧センサ（点火電圧検出手段）

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Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】内燃機関の点火プラグのギャップ間の電
気抵抗に関連した値を測定する電気抵抗測定手段と、前記機関の非燃焼状態を検出する非燃焼状態検出手段
と、前記機関が非燃焼状態下にあるときに、前記測定した点
火プラグの電気抵抗に関連した値が所定値以下であるか
否かを判別する判別手段と、前記判別手段により前記電気抵抗に関連した値が前記所
定値以下にあると判別された場合に、前記点火プラグが
異常状態にあると判定するプラグ状態判定手段とを有す
ることを特徴とする点火プラグの異常検出装置。
【請求項２】前記電気抵抗測定手段は、前記点火プラグの両端間電圧を測定する電圧測定手段
と、前記点火プラグの両端間に所定の電圧を印加する電圧印
加手段と、前記電圧印加手段により前記点火プラグの両端間に前記
所定の電圧を印加したときからの前記電圧測定手段によ
る測定電圧の減衰度合いを測定する電圧減衰度合測定手
段とから成ることを特徴とする請求項１記載の内燃機関
の点火プラグ異常検出装置。
【請求項３】機関運転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
づき点火時期を決定して点火指令信号を発生する点火指
令信号発生手段と、前記点火指令信号に基づき、機関に
設けられた点火プラグを放電させるための高電圧を発生
させる点火手段と、前記点火手段に高電圧が発生される
ときの点火電圧値を検出する点火電圧検出手段と、前記
検出した点火電圧値に基づいて、機関の失火状態を判定
する失火判定手段とを有する内燃機関の失火検出装置に
おいて、前記点火プラグのギャップ間の電気抵抗に関連した値を
測定する電気抵抗測定手段と、前記機関の非燃焼状態を検出する非燃焼状態検出手段
と、前記機関が非燃焼状態下にあるときに、前記測定した点
火プラグの電気抵抗に関連した値が所定値以下であるか
否かを判別する判別手段と、前記判別手段により前記電気抵抗に関連した値が前記所
定値以下にあると判別された場合に、前記点火プラグが
異常状態にあると判定するプラグ状態判定手段とを設け
たことを特徴とする内燃機関の失火検出装置。
【請求項４】前記電気抵抗測定手段は、前記点火プラグの両端間電圧を測定する電圧測定手段
と、前記点火プラグの両端間に所定の電圧を印加する電圧印
加手段と、前記電圧印加手段により前記点火プラグの両端間に前記
所定の電圧を印加したときからの前記電圧測定手段によ
る測定電圧の減衰度合いを測定する電圧減衰度合測定手
段とから成ることを特徴とする請求項３記載の内燃機関
の失火検出装置。