JPH05312132A - ガソリン機関の失火検出装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 １つの点火コイルに接続された２つのスパー
クプラグで、同時的に発生する逆極性の火花放電に伴う
二次電圧波形の特性を有効に利用して、２つの気筒の区
別が無い場合でも失火を正確に検出する。 【構成】 両極性ＤＬＩ式点火装置付き機関の失火検出
装置において、１つの点火コイルのプラス極性の二次電
圧を検出するプラス二次電圧分圧器５Ｐと、同期したマ
イナス極性の二次電圧を検出するマイナス二次電圧分圧
器５Ｍと、二次電圧検出回路６と、二次電圧波形を解析
して失火を判別する失火判別回路７とを備え、火花放電
終了後のプラス極性の二次電圧の減衰時間と、マイナス
極性の二次電圧の減衰時間とが、共に所定値以上のと
き、または一方の反転値と他方との加算された二次電圧
の減衰時間が所定値以上のとき失火したと判別する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、点火コイルの二次回
路の両端子にそれぞれスパークプラグを接続する、いわ
ゆる両極性ディストリビュータ・レス・イグナイタ（Ｄ
ＬＩ）式点火装置付きガソリン機関において、着火ミス
（失火）を検出するための失火検出装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】自動車エンジンの排気ガスの浄化及び燃
費向上の要求から、機関の各気筒毎に着火状態を検出
し、全ての気筒の失火防止対策ができる装置が要請され
ている。この失火検出手段として、スパークプラグの火
花放電終了の前後に昇圧する二次電圧の減衰が失火時に
は正常着火時より遅くなることを利用する方法が有利で
ある。また、両極性ＤＬＩ式点火装置では、圧縮行程に
ある気筒のスパークプラグと排気行程にあるスパークプ
ラグとにおいて、ほぼ同時に逆極性の点火と捨火の火花
放電が生じる。

【０００３】この出願人はつぎの現象を見出した。 （イ）火花放電終了後に二次電圧は昇圧して、スパーク
プラグの浮遊静電容量には数千ボルトの二次電圧が充電
され、この二次電圧は気筒内で混合気が正常に着火し、
スパークプラグの火花放電間隙に燃焼中の混合気のイオ
ンが存在する場合と、失火して前記イオンが存在しない
場合とでは、その減衰特性が顕著に相違する。すなわ
ち、失火の場合は、着火の場合と比較し、減衰時間が長
くなる。よってこの減衰特性を検出することで、機関の
各気筒ごとの失火の判別が可能である。 （ロ）両極性ＤＬＩ式点火装置において、火花放電終了
後の二次電圧の減衰特性は、捨火の火花放電の場合、気
筒が排気行程にありスパークプラグの火花放電間隙付近
に燃焼中の混合気のイオンが存在しないため、上記失火
と同様に減衰時間が長くなる。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】両極性ＤＬＩ式点火装
置において、捨火の火花放電信号と、点火の火花放電信
号はほぼ同時に逆極性で発生しているため、この二つの
信号を区別するための手段が必要となる。また、これら
の信号を区別するために失火判別のための回路が複雑と
なり、この為に装置自体の大きさを大きくする必要があ
ると共にコストが高くなる欠点がある。この発明の目的
は、両極性ＤＬＩ式点火装置において、１つの点火コイ
ルの両極に接続された２つのスパークプラグで、同時的
に発生する逆極性の火花放電に伴う二次電圧波形の特性
を有効に利用して、点火と捨火の２つの気筒の区別のな
い場合でも失火を正確に検出できる失火検出装置を提供
することにある。

【０００５】

【課題を解決するための手段】この発明の失火検出装置
は、両極性ＤＬＩ式点火装置付きガソリン機関の失火検
出装置において、１つの点火コイルのプラス極性の二次
電圧が印加されるスパークプラグの火花放電終了後の二
次電圧を検出するプラス二次電圧センサと、マイナス極
性の二次電圧が印加されるスパークプラグの火花放電終
了後の二次電圧を検出するマイナス二次電圧センサと、
これら各センサに接続された二次電圧検出回路と、該二
次電圧検出回路により検出された二次電圧波形を解析し
て失火を判別する判別回路とを備え、前記火花放電終了
後のプラス極性の二次電圧の減衰時間とマイナス極性の
二次電圧の減衰時間とが、共に所定値以上のとき失火し
たと判別する。請求項２に記載の失火検出装置は、火花
放電終了後のプラス極性の二次電圧とマイナス極性の二
次電圧を反転した反転二次電圧とを加算し、加算された
前記火花放電終了後の二次電圧の加算値の減衰時間が設
定時間以上のとき失火したと判別する。

【０００６】

【発明の作用及び効果】請求項１に記載の発明では、１
つの点火コイルの二次電圧端子の両端子に接続されたス
パークプラグにおいて、同期して発生する点火の火花放
電終了後の二次電圧減衰特性と、捨火の火花放電終了後
の二次電圧減衰特性を検出して、これらの減衰時間が共
に設定時間以上のときを失火としている。請求項２に記
載の発明では、同期して発生する点火の火花放電の終了
後の二次電圧と、捨火の火花放電終了後の二次電圧を検
出して、これらの一方を反転して他方に加算し、加算二
次電圧波形の減衰時間が設定値以上のとき失火したと判
別する。これらにより、点火と捨火の２つの気筒の区別
のない場合でも正確な失火の有無の判別が可能となる。

【０００７】

【実施例】図１は、４気筒ガソリン機関に装着された両
極性ＤＬＩ式点火装置を示し、二次回路の両端が二次電
圧端子となっている２つの点火コイル１及び２を有す
る。点火コイル１には、そのプラス極性及びマイナス極
性の各二次電圧端子に、機関の第１気筒及び第３気筒に
装着されたスパークプラグ１１及び１２が接続されてい
る。点火コイル２には、プラス極性及びマイナス極性の
各二次電圧端子に、機関の第２気筒及び第４気筒に装着
されたスパークプラグ２１及び２２が接続されている。

【０００８】点火コイル１及び２の各一次回路Ｌ1は、
車載電源Ｖと一次電流断続手段４とが接続され、各二次
回路Ｌ2は、一方の端子にダイオードＤを介してスパー
クプラグ１２、２２が接続されると共に、他方の端子に
ダイオードＤを介してスパークプラグ１１、２１が接続
されている。各スパークプラグ１１〜２２に二次電圧を
供給する高圧コード（二次回路）には、二次電圧波形を
検出する検出部としての分圧器５と、該分圧器５により
二次電圧波形を検出する二次電圧検出回路６、該二次電
圧波形を解析し、失火の有無を判別する失火判別回路７
とが接続されている。

【０００９】一次電流断続手段４は、スイッチング素子
４１及びシグナルジェネレータ４２からなり、エンジン
のクランク角及びスロットル開度の検出手段が付設され
たエンジンコントロールユニットＥＣＵにより制御され
て、火花放電時期がエンジンの負荷及び回転速度に適応
した点火進角となるよう点火コイル１、２の一次電流を
断続する。分圧器５は、プラス二次電圧分圧器５Ｐとマ
イナス二次電圧分圧器５Ｍとからなる。分圧器５Ｐ及び
５Ｍは、いずれも点火コイル１及び２のプラス極性の二
次回路Ｌ2に近接して配された高インピーダンス素子５
１と、該素子５１とアースとの間に接続した低インピー
ダンス素子５２とを有する。

【００１０】この実施例では、それぞれ高インピーダン
ス素子５１は、二次回路Ｌ2の各高圧コードとの間に１
ｐＦ（ピコファラッド）静電容量を生じるよう配設され
た導電体からなり、低インピーダンス素子５２は３００
０ｐＦの静電容量のコンデンサを用い、分圧器５Ｐ、５
Ｍは、二次回路Ｌ2に生じた二次電圧を１／３０００程
度に分圧する。また低インピーダンス素子５２には時定
数を数ミリ秒に設定するための抵抗５３と、火花放電開
始前にコンデンサ（５２）の充電電荷を瞬間に放電（リ
セット）するためのトランジスタ５４とが、それぞれ並
列接続されている。

【００１１】請求項１に記載の発明では、二次電圧検出
回路６は、前記分圧器５Ｐ、５Ｍに接続されたプラス二
次電圧検出回路６Ｐ及びマイナス二次電圧検出回路６Ｍ
からなる。検出回路６Ｐ及び６Ｍは、いずれも増幅器６
１Ｐ、反転増幅器６１Ｍ、ピークホールド回路６２、該
ピークホールド回路６２のピークホールド値を分圧して
基準電圧とする分圧回路６３、前記増幅器６１Ｐおよび
反転増幅器６１Ｍの出力及び基準電圧を入力とする比較
器６４とからなる。

【００１２】二次電圧検出回路６は、ピークホールド回
路６２が、シグナルジェネレータ４２によりパワートラ
ンジスタのオフ時にリセットされ、火花放電終了後に二
次電圧のピーク値をホールドして、該二次電圧がたとえ
ばピーク値の１／２のレベルまで降下する時間を減衰時
間として出力する。失火判別回路７は、点火及び捨火の
火花放電終了前後のピーク電圧の減衰時間を入力するア
ンド回路７１を有し、アンド回路７１の出力パルスが設
定値以上のとき失火と判別する。

【００１３】請求項１に記載の失火検出装置の作用を図
２と共に説明する。シグナルジェネレータ４２で点火コ
イル１、２の一次電流を断続させるパルス信号を出力
し、に示すパルス状の一次電流を各点火コイル１及び
２の一次回路Ｌ1に生じさせる。はシグナルジェネレ
ータ４２により火花放電の直前に発せられるリセットパ
ルス信号である。これにより第１気筒♯１〜第４気筒♯
４に装着されているスパークプラグ１１、２１、１２、
２２には、に示す波形の二次電圧が印加される。すな
わち、点火の火花放電波形Ａは、容量放電時の短く高い
電圧波形Ａ1 に続いて誘導放電によるなだらかな波形Ａ
2 が持続し、火花放電の終了にちかづくと二次電圧が上
昇して山状のピーク電圧（二次電圧）Ａ3 が発生する。

【００１４】また、捨火の火花放電波形Ｂは、に示す
如く、点火の火花放電波形の１／２程度のレベルである
が、点火の火花放電波形Ａに比較し、火花放電終了後の
二次電圧（ピーク電圧）の減衰時間が長い。これは、捨
火側では排気行程にあり、スパークプラグの火花放電間
隙にイオンが存在しないことによる。すなわち、捨火側
では、常に点火側気筒のスパークプラグにおいて失火が
発生した場合と同様に二次電圧の減衰時間が長い。よっ
て二次電圧検出回路６の出力は、プラス側とマイナス側
で、に示す如くパルス波形となる。失火判別回路７
は、加算波形及びのパルスをアンド回路７１でに
示すパルスに変換し、パルスの幅が設定値以上のとき失
火と判定する。

【００１５】請求項２に記載の失火検出装置を図３及び
図４と共に説明する。この発明では、図３に示す如く、
二次電圧検出回路６は、分圧器５Ｐの入力を増幅し、こ
れと同期した分圧器５Ｍの入力を反転増幅器６１Ｍで反
転増幅して加算器６５で加算し、ピークホールド回路６
２及び比較器６４に入力する。すなわち、分圧器５Ｐの
出力波形と分圧器５Ｍの出力波形の反転波形とを加
算し、この加算値を上記と同様ピークホールドして、
加算された火花放電終了前後の電圧がピーク値の、たと
えば１／２のレベルまでの減衰時間をに示すパルスと
して出力し、失火判別回路７は運転条件に応じて予め測
定又は計算したデータと比較して減衰時間が設定値以上
のとき失火と判別する。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の失火検出装置を装着したガソリン機
関の点火回路図である。

【図２】失火検出装置の作動説明のための波形図であ
る。

【図３】請求項２の失火検出装置を装着したガソリン機
関の点火回路図である。

【図４】失火検出装置の作動説明のための波形図であ
る。

【符号の説明】

１、２ 点火コイル １１、１２、２１、２２ スパークプラグ ４ 一次電流断続手段 ５、５Ｐ、５Ｍ 分圧器（二次電圧センサ） ６、６Ｐ、６Ｍ 二次電圧検出回路 ７ 失火判別回路

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 点火コイルと、その一次電流断続手段
   と、前記点火コイルの二次回路の両端子に接続されたス
   パークプラグとを備えるディストリビュータ・レス・イ
   グナイタ式点火装置付きガソリン機関の失火検出装置で
   あって、 １つの点火コイルのプラス極性の二次電圧が印加される
   スパークプラグの火花放電終了後の二次電圧を検出する
   プラス二次電圧センサと、マイナス極性の二次電圧が印
   加されるスパークプラグの火花放電終了後の二次電圧を
   検出するマイナス二次電圧センサと、これら各センサに
   接続された二次電圧検出回路と、該二次電圧検出回路に
   より検出された二次電圧波形を解析して失火を判別する
   判別回路とを備え、 前記火花放電終了後のプラス極性の二次電圧の減衰時間
   とマイナス極性の二次電圧の減衰時間とが、共に所定値
   以上のとき失火したと判別することを特徴とするガソリ
   ン機関の失火検出装置。
2. 【請求項２】 点火コイルと、その一次電流断続手段
   と、前記点火コイルの二次回路の両端子に接続されたス
   パークプラグとを備えるディストリビュータ・レス・イ
   グナイタ式点火装置付きガソリン機関の失火検出装置で
   あって、 １つの点火コイルのプラス極性の二次電圧が印加される
   スパークプラグの火花放電終了後の二次電圧を検出する
   プラス二次電圧センサと、マイナス極性の二次電圧が印
   加されるスパークプラグの火花放電終了後の二次電圧を
   検出するマイナス二次電圧センサと、これら各センサに
   接続された二次電圧検出回路と、該二次電圧検出回路に
   より検出された二次電圧波形を解析して失火を判別する
   判別回路とを備え、 前記火花放電終了後のプラス極性の二次電圧とマイナス
   極性の二次電圧を反転した反転二次電圧とを加算し、加
   算された前記火花放電終了後の二次電圧の加算値の減衰
   時間が設定時間以上のとき失火したと判別することを特
   徴とするガソリン機関の失火検出装置。