JPH06207576A - Misfire detecting device for gasoline engine - Google Patents

Misfire detecting device for gasoline engine

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JPH06207576A
JPH06207576A JP358993A JP358993A JPH06207576A JP H06207576 A JPH06207576 A JP H06207576A JP 358993 A JP358993 A JP 358993A JP 358993 A JP358993 A JP 358993A JP H06207576 A JPH06207576 A JP H06207576A
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JP
Japan
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voltage
peak value
misfire
circuit
ignition
Prior art date
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Pending
Application number
JP358993A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Shigeru Miyata
繁 宮田
Teruyuki Hibino
晃之 日比野
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Niterra Co Ltd
Original Assignee
NGK Spark Plug Co Ltd
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Publication date
Application filed by NGK Spark Plug Co Ltd filed Critical NGK Spark Plug Co Ltd
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Abstract

PURPOSE:To perform reliable detection of the misfire of a gasoline engine even in instantaneous brake during the occurrence of a misfire, in detection of a voltage change between the electrodes of an ignition plug. CONSTITUTION:The passage of the peak value of a sensor 50 to detect a voltage between the electrodes of an ignition plug after spark discharge of the ignition plug is detected by a peak value passage detecting part 21. By releasing reset of a peak hold circuit 35 after a lapse of a given time starting from the detection, the output of the sensor 50 is held, a peak value held by a peak hold circuit 31 is compared with a voltage value held by the peak hold circuit 35. In a case of instantaneous brake during the occurrence of a misfire, since a voltage after the passage of a peak value is remarkably reduced compared with that during ignition, instantaneous brake during the occurrence of a misfire is detectable. Further, since, during the occurrence of a normal misfire, a voltage is slowly reduced, decision is practicable by means of a comparing circuit 38 based on the voltage of the peak hold circuit 35.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、ガソリン機関の着火あ
るいは失火の判別を、火花放電終了後に点火プラグの浮
遊静電容量に充電される電荷の電圧の変化に基づいて検
出するガソリン機関の失火検出装置に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a misfire of a gasoline engine, which detects ignition or misfire of the gasoline engine based on a change in voltage of electric charge charged in a floating capacitance of a spark plug after completion of spark discharge. Regarding a detection device.

【0002】[0002]

【従来の技術】ガソリン機関では、点火コイルの二次回
路には、火花放電終了後にも起電力が生じ、点火プラグ
の浮遊静電容量には、その起電力に応じた電圧が充電さ
れる。ここで、点火プラグの電極間のイオン密度は、ガ
ソリン機関における着火あるいは失火等の燃焼状態に応
じて異なり、また、着火した場合には、その燃焼状態に
応じて異なる。この結果、火花放電終了後の点火プラグ
の電圧の減衰特性は、着火の有無あるいは燃焼状態に応
じて異なる変化を示す。このため、火花放電終了後の点
火プラグの電圧の変化を検出して、その電圧の減衰特性
に基づいて着火あるいは失火の判別を行うものがある。
この点火プラグの電圧の減衰特性に基づく従来の失火検
出装置では、電圧の減衰特性を検出する方法として、火
花放電終了後の点火プラグのピーク電圧情報を基準値と
して記憶保持(ホールド)し、この基準値に対するその
後の電圧の低下の程度を検出している。ここで、基準値
となるピーク電圧情報は、火花放電終了後に記憶保持す
る必要があるが、火花放電が終了する時点は、点火装置
の点火タイミングに対してガソリン機関の回転速度にほ
ぼ対応した遅れがあるため、点火タイミングから回転速
度に対応した遅れ時間を与えられて作動するピークホー
ルド回路等により、ピーク電圧情報を記憶保持してい
る。
2. Description of the Related Art In a gasoline engine, an electromotive force is generated in a secondary circuit of an ignition coil even after completion of spark discharge, and a floating capacitance of a spark plug is charged with a voltage corresponding to the electromotive force. Here, the ion density between the electrodes of the spark plug varies depending on the combustion state such as ignition or misfire in the gasoline engine, and when ignited, varies depending on the combustion state. As a result, the attenuation characteristic of the voltage of the spark plug after the completion of the spark discharge shows different changes depending on the presence or absence of ignition or the combustion state. Therefore, there is a method in which a change in the voltage of the spark plug after completion of the spark discharge is detected and ignition or misfire is determined based on the attenuation characteristic of the voltage.
In the conventional misfire detection device based on the voltage decay characteristic of the spark plug, as a method of detecting the voltage decay characteristic, the peak voltage information of the spark plug after completion of the spark discharge is stored and held as a reference value. The degree of subsequent voltage drop relative to the reference value is detected. Here, the peak voltage information serving as the reference value needs to be stored and retained after the spark discharge ends, but at the time when the spark discharge ends, there is a delay corresponding to the rotation speed of the gasoline engine with respect to the ignition timing of the ignition device. Therefore, the peak voltage information is stored and held by a peak hold circuit or the like that operates by being given a delay time corresponding to the rotation speed from the ignition timing.

【0003】[0003]

【発明が解決しようとする課題】しかし、ガソリン機関
においては、失火した場合であっても、点火プラグの浮
遊容量に充電された電荷が、プラグギャップ(放電間
隙)を介して瞬時に放電されてしまい、その結果、電極
間の電圧が降下(ブレークダウン)することがある。こ
のような場合、電圧が急激に低下するため、従来の失火
検出装置では、電圧の減衰特性が大きいと判定され、正
しい失火検出を行うことができない。
However, in a gasoline engine, even when a misfire occurs, the electric charge charged in the floating capacity of the spark plug is instantly discharged through the plug gap (discharge gap). As a result, the voltage between the electrodes may drop (breakdown). In such a case, the voltage sharply drops, so that the conventional misfire detection device cannot judge the correct misfire detection because it is determined that the voltage attenuation characteristic is large.

【0004】本発明は、ガソリン機関の失火検出装置に
おいて、失火時において、点火プラグの電極間の電圧に
急激な電圧降下が生じた場合であっても、確実に失火検
出を行うことができ、着火あるいは失火の正しい判別を
行うことを目的とする。
According to the present invention, in a misfire detecting device for a gasoline engine, misfire can be surely detected even when a sudden voltage drop occurs in a voltage between electrodes of a spark plug at the time of misfire. The purpose is to correctly identify ignition or misfire.

【0005】[0005]

【課題を解決するための手段】本発明は、一次電流の断
続によって火花放電用の高電圧を生じる点火コイルの二
次回路に点火プラグを接続した点火装置に、前記点火プ
ラグにおける火花放電終了後の前記点火プラグの放電電
極間の電圧変化を検出する電圧変化検出手段を設け、前
記電圧変化に基づいてガソリン機関の着火あるいは失火
の判別をするガソリン機関の失火検出装置において、前
記電圧変化検出手段は、前記点火コイルの二次回路の電
圧の尖頭値を記憶保持する尖頭値記憶手段と、前記尖頭
値の通過を検出する尖頭値通過検出手段と、この尖頭値
通過検出手段により前記尖頭値の通過を検出した所定時
間後の前記点火プラグの前記放電電極間の電圧情報を記
憶保持する電圧値記憶手段と、前記尖頭値記憶手段に記
憶保持された前記尖頭値と前記電圧値記憶手段に記憶さ
れた電圧値とを比較する第1の電圧比較手段と、前記電
圧値記憶手段に記憶保持された前記電圧値に基づいて設
定される前記電圧変化の検出のための基準値とその後の
前記放電電極間の電圧情報とを比較する第2の電圧比較
手段とを備えたことを技術的手段とする。
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention provides an ignition device in which a spark plug is connected to a secondary circuit of an ignition coil that produces a high voltage for spark discharge by interrupting a primary current. In the misfire detection device for a gasoline engine, wherein the voltage change detection means for detecting a voltage change between the discharge electrodes of the spark plug is provided, and the ignition or misfire of the gasoline engine is discriminated based on the voltage change. Is a peak value storage means for storing and holding the peak value of the voltage of the secondary circuit of the ignition coil; a peak value passage detecting means for detecting passage of the peak value; and a peak value passage detecting means. According to the voltage value storage means for storing and holding the voltage information between the discharge electrodes of the spark plug after a predetermined time after the passage of the peak value is detected, and the voltage value storage means stored and held in the peak value storage means. First voltage comparison means for comparing the initial value with the voltage value stored in the voltage value storage means, and detection of the voltage change set based on the voltage value stored and held in the voltage value storage means The technical means includes a second voltage comparing means for comparing the reference value for the voltage and the voltage information between the discharge electrodes thereafter.

【0006】[0006]

【作用】本発明では、点火プラグの放電電極間の電圧の
変化を検出する電圧変化検出手段は、火花放電終了後
に、点火コイルの二次回路の電圧の尖頭値を尖頭値記憶
手段によって記憶保持し、また、尖頭値通過検出手段に
よって尖頭値が通過したか否かを判別する。さらに、電
圧の尖頭値の通過が検出された所定時間後に、点火プラ
グの放電電極間の電圧情報を電圧値記憶手段に記憶保持
する。ここで、一般に、火花放電後の放電電極間の電圧
は、一旦上昇して尖頭値を示し、その後低下し、その低
下の速さは、着火時に速く、失火時に緩やかになるた
め、尖頭値が通過した所定時間後以降の電圧が、記憶さ
れた電圧情報に基づいて設定される基準値(例えば、こ
の電圧情報に対する所定の割合)以下に低下するとき
が、第2の電圧比較手段において検出されれば、それま
でに要する経過時間に基づいて、着火あるいは失火の判
別を行うことができる。一方、火花放電後の放電電極間
の電圧は、失火時であっても、尖頭値の通過後に、急激
に低下する場合がある。この場合、急激に低下した電圧
は、着火時の電圧に対しても低いため、第1の電圧比較
手段において、尖頭値通過検出後に記憶される電圧を、
尖頭値と比較することによって、失火時における急激な
電圧の低下(ブレークダウン)として、検出することが
できる。従って、本発明においては、第2の電圧比較手
段の比較結果に基づいて着火と失火の判別を行うことが
でき、さらに、点火プラグの電極間の電圧が急激な電圧
の低下をした場合の失火を、第1の電圧比較手段の比較
結果に基づいて検出することができる。
According to the present invention, the voltage change detecting means for detecting the change in the voltage between the discharge electrodes of the spark plug uses the peak value storage means to store the peak value of the voltage of the secondary circuit of the ignition coil after the spark discharge is completed. It is stored and retained, and it is determined by the peak value passing detection means whether or not the peak value has passed. Further, after a predetermined time after the passage of the peak value of the voltage is detected, the voltage information between the discharge electrodes of the spark plug is stored and held in the voltage value storage means. Here, in general, the voltage between the discharge electrodes after a spark discharge once rises to a peak value and then decreases, and the rate of decrease is fast at ignition and moderate at misfire. In the second voltage comparison means, when the voltage after a predetermined time after passing the value falls below a reference value (for example, a predetermined ratio to this voltage information) set based on the stored voltage information, If detected, ignition or misfire can be discriminated based on the elapsed time required until then. On the other hand, the voltage between the discharge electrodes after the spark discharge may drop sharply after passing the peak value even at the time of misfire. In this case, the voltage that drastically drops is lower than the voltage at the time of ignition, so the voltage stored after the peak value passage is detected by the first voltage comparison means is
By comparing with the peak value, it can be detected as a rapid voltage drop (breakdown) at the time of misfire. Therefore, in the present invention, ignition and misfire can be discriminated based on the comparison result of the second voltage comparison means, and further, the misfire when the voltage between the electrodes of the spark plug sharply decreases. Can be detected based on the comparison result of the first voltage comparison means.

【0007】[0007]

【発明の効果】本発明では、火花放電終了後に点火プラ
グの放電電極間に現れる電圧の尖頭値を記憶保持し、さ
らに、その通過を検出した所定時間後の電圧を記憶保持
して、この電圧を尖頭値と比較することによって、ガソ
リン機関の失火時に電圧が急激に低下した場合において
も、その失火を確実に検出することができる。また、尖
頭値が通過した後の電圧を記憶して、その後の電圧の低
下の特性に基づいて着火と失火の判別を行うため、通常
の着火あるいは失火の判別も正確に行うことができる。
従って、点火プラグの電圧の変化が正常でない場合であ
っても、ガソリン機関の着火、失火の判別を正確に検出
することができる。
According to the present invention, the peak value of the voltage appearing between the discharge electrodes of the spark plug after the end of the spark discharge is stored and held, and the voltage after a predetermined time after the passage of the spark discharge is stored and held. By comparing the voltage with the peak value, it is possible to reliably detect the misfire even when the voltage sharply drops at the time of misfire of the gasoline engine. Further, since the voltage after the peak value has passed is memorized and the ignition and the misfire are discriminated based on the characteristic of the voltage drop thereafter, the normal ignition or the misfire can be discriminated accurately.
Therefore, even if the change in the voltage of the spark plug is not normal, it is possible to accurately detect the ignition or misfire of the gasoline engine.

【0008】[0008]

【実施例】次に本発明を図に示す実施例に基づいて説明
する。図1は、本発明のガソリン機関の失火検出装置の
一実施例を示すもので、点火装置10、燃焼状態検出回
路20およびセンサ50からなり、着火あるいは失火の
判別および燃焼状態の検出を行う。点火装置10におい
て、1は点火コイル、2は配電器、3は気筒数の点火プ
ラグ、41はスイッチング素子のトランジスタ、42は
シグナルジェネレータ、Vは車載電源である。
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS The present invention will now be described based on the embodiments shown in the drawings. FIG. 1 shows an embodiment of a misfire detection device for a gasoline engine according to the present invention, which comprises an ignition device 10, a combustion state detection circuit 20 and a sensor 50 for determining ignition or misfire and detecting the combustion state. In the ignition device 10, 1 is an ignition coil, 2 is a distributor, 3 is a spark plug having the number of cylinders, 41 is a transistor of a switching element, 42 is a signal generator, and V is a vehicle-mounted power source.

【0009】各点火プラグ3の電極間の電圧を検出する
ためのセンサ50は、配電器2と各点火プラグ3とを接
続する各プラグコードの絶縁被覆を誘電体として、各プ
ラグコードの中心の導体に対応して設けられた導体との
間の静電容量によりそれぞれ形成されたセンサ用コンデ
ンサ51と、各センサ用コンデンサ51と直列接続され
て点火プラグ3の電極間の電圧を分圧するための分圧回
路を形成するためのコンデンサ52と、コンデンサ52
の放電用にコンデンサ52に並列に接続されて設けられ
た抵抗器53とからなる。
The sensor 50 for detecting the voltage between the electrodes of each spark plug 3 uses the insulating coating of each plug cord connecting the distributor 2 and each spark plug 3 as a dielectric, and the center of each plug cord. A sensor capacitor 51 formed by an electrostatic capacity between the conductor and a conductor provided corresponding to the conductor, and for connecting the sensor capacitor 51 in series and dividing the voltage between the electrodes of the ignition plug 3. A capacitor 52 for forming a voltage dividing circuit, and a capacitor 52
And a resistor 53 connected in parallel with the capacitor 52 for discharging the.

【0010】ここで、各コンデンサ51は、その静電容
量が例えば1pFのものであり、コンデンサ52は、そ
の静電容量が3000pFとなっており、これらのコン
デンサ51、52からなる分圧回路により、点火プラグ
3の電極間電圧が1/3000に分圧され、最高3万ボ
ルトの高電圧が、10ボルトオーダーに変換される。ま
た、抵抗器53は、3Mオームの抵抗値を有し、これに
よってコンデンサ52の放電回路の時定数が9ms(ミ
リ秒)に設定されている。
Here, each of the capacitors 51 has an electrostatic capacity of, for example, 1 pF, and the capacitor 52 has an electrostatic capacity of 3000 pF. The voltage dividing circuit composed of these capacitors 51 and 52 is used. The voltage between the electrodes of the spark plug 3 is divided into 1/3000, and a high voltage of up to 30,000 volts is converted to the order of 10 volts. Further, the resistor 53 has a resistance value of 3 M ohms, whereby the time constant of the discharging circuit of the capacitor 52 is set to 9 ms (millisecond).

【0011】センサ50の後段に設けられた燃焼状態検
出回路20は、図2に示すとおり、尖頭値通過検出部2
1と、電圧変化検出部22と、燃焼状態検出部23とか
らなる。尖頭値通過検出部21は、点火タイミング信号
に応じて決められた時期に、センサ50の出力をピーク
ホールドし、センサ50の出力がピークホールドされた
値に対して所定値だけ小さくなったときをセンサ50の
出力の尖頭値が通過した時点と判別する。
As shown in FIG. 2, the combustion state detecting circuit 20 provided at the latter stage of the sensor 50 has a peak value passage detecting section 2 as shown in FIG.
1, a voltage change detection unit 22 and a combustion state detection unit 23. When the peak value passage detection unit 21 peak-holds the output of the sensor 50 at a time determined according to the ignition timing signal and the output of the sensor 50 becomes smaller than the peak-held value by a predetermined value. Is determined as the time when the peak value of the output of the sensor 50 has passed.

【0012】具体的には、ピークホールド回路31と、
シグナルジェネレータ42からの点火タイミング信号に
応じてリセット信号を発し、その50μs(マイクロ
秒)経過後にピークホールド回路31のリセットを解除
させるリセット回路32と、リセット回路32のリセッ
ト解除後にピークホールド回路31にホールドされた電
圧を分圧(例えば、9/10)する分圧回路33と、セ
ンサ50の出力を分圧回路33の出力と比較して、セン
サ50の出力が分圧回路33の出力より小さくなったと
きを、センサ50の出力の尖頭値が通過したと判別する
ための比較回路34とからなる。
Specifically, a peak hold circuit 31,
A reset signal is issued in response to the ignition timing signal from the signal generator 42, and the reset of the peak hold circuit 31 is released after 50 μs (microseconds) has passed, and to the peak hold circuit 31 after the reset circuit 32 is released. The output of the sensor 50 is smaller than the output of the voltage dividing circuit 33 by comparing the output of the voltage dividing circuit 33 with the output of the voltage dividing circuit 33 that divides the voltage held (for example, 9/10). And a comparison circuit 34 for determining that the peak value of the output of the sensor 50 has passed.

【0013】電圧変化検出部22は、尖頭値通過検出部
21においてセンサ50の出力の尖頭値が通過したこと
が検出された所定時間後に、センサ50の出力を基準電
圧(基準値)を設定するための電圧情報としてピークホ
ールドし、センサ50の出力がピークホールドされた電
圧情報に対して所定の割合まで小さくなるときを検出
し、センサ50の出力の減衰速度の情報とする。また、
着火あるいは失火の判別が正しく行われるようにするた
めに、失火時におけるセンサ50の出力のブレークダウ
ンを検出して、センサ50の出力の減衰速度の情報の補
助情報とする。
The voltage change detection unit 22 sets the output of the sensor 50 to a reference voltage (reference value) after a predetermined time after the peak value passage detection unit 21 detects that the peak value of the output of the sensor 50 has passed. Peak hold is performed as voltage information for setting, and when the output of the sensor 50 decreases to a predetermined ratio with respect to the peak-held voltage information, it is detected and used as the information of the attenuation speed of the output of the sensor 50. Also,
In order to correctly determine the ignition or the misfire, the breakdown of the output of the sensor 50 at the time of the misfire is detected and used as the auxiliary information of the attenuation speed information of the output of the sensor 50.

【0014】具体的には、センサ50の出力をピークホ
ールドするピークホールド回路35と、シグナルジェネ
レータ42からの点火タイミング信号に応じてピークホ
ールド回路35のリセット信号を発し、上記の尖頭値通
過検出部21においてセンサ50の出力の尖頭値が通過
したことが検出された時にピークホールド回路35のリ
セットを解除するリセット回路36と、リセット回路3
6のリセットが解除されてからピークホールド回路35
にホールドされた電圧を分圧(例えば、2/3)して燃
焼状態の検出のための基準電圧とする分圧回路37と、
センサ50の出力を分圧回路37の出力である基準電圧
と比較して、センサ50の出力が分圧回路37の出力よ
り小さくなったときを、センサ50の出力が所定の低下
をしたときと判別するための比較回路38と、上記の比
較回路34の出力信号に応じて上記の尖頭値通過検出部
21においてセンサ50の出力の尖頭値が通過したこと
が検出された後に、一定時間(例えば、3〜4ms)の
間だけピークホールド回路31と次に説明する分圧回路
40との接続回路を開き、ピークホールド回路31にホ
ールドされている電圧の分圧回路40への伝送を停止す
るスイッチ回路39と、ピークホールド回路35にホー
ルドされた電圧を分圧回路40に分圧された電圧と比較
する比較回路41と、比較回路38と比較回路41の論
理和を出力するオア回路42とからなる。
Specifically, a peak hold circuit 35 for peak-holding the output of the sensor 50 and a reset signal for the peak hold circuit 35 are issued in response to an ignition timing signal from a signal generator 42 to detect the peak value passage. The reset circuit 36 that releases the reset of the peak hold circuit 35 when the peak value of the output of the sensor 50 is detected in the unit 21 and the reset circuit 3
After the reset of 6 is released, the peak hold circuit 35
A voltage dividing circuit 37 which divides the voltage held at (2/3) into a reference voltage for detecting a combustion state,
The output of the sensor 50 is compared with the reference voltage which is the output of the voltage dividing circuit 37, and the time when the output of the sensor 50 becomes smaller than the output of the voltage dividing circuit 37 is defined as the time when the output of the sensor 50 has decreased by a predetermined amount. After a peak value of the output of the sensor 50 is detected by the peak value passage detection unit 21 in accordance with the output signals of the comparison circuit 38 for determining and the comparison circuit 34, a predetermined time is passed. The connection circuit between the peak hold circuit 31 and the voltage dividing circuit 40 described below is opened only for (for example, 3 to 4 ms), and the transmission of the voltage held in the peak hold circuit 31 to the voltage dividing circuit 40 is stopped. Switch circuit 39, a comparison circuit 41 that compares the voltage held by the peak hold circuit 35 with the voltage divided by the voltage dividing circuit 40, and outputs the logical sum of the comparison circuit 38 and the comparison circuit 41. Consisting of circuit 42.

【0015】比較回路38は、センサ50の検出電圧
が、ピークホールド回路35に記憶された電圧情報に応
じて分圧回路37で分圧された基準電圧(図3の破線
f)より低くなるか否かを判別し、センサ50の検出電
圧が基準電圧より高い間だけ、その旨を示す信号(例え
ば、ハイレベル信号)を送出する。また、比較回路41
は、ピークホールド回路31にホールドされた放電時間
終了後の尖頭値bを分圧回路40によって分圧した電圧
V1と、尖頭値bを含む尖形波形の通過直後にピークホ
ールド回路35にホールドされた電圧V2とを比較し、
ブレークダウンによって、電圧V2が電圧V1より低く
なるときに、失火を示す情報となる信号を送出する。こ
こでは、後述する燃焼状態検出回路23で検出される信
号において、ハイレベル信号の持続時間が長い場合を失
火として判別し、短い場合を着火として判別する。この
ため、ブレークダウンにおける失火時に、比較回路41
から失火を示す長い時間持続するハイレベル信号が送出
されるようにするために、分圧回路40には、ホールド
された尖頭値bの電圧によって充電されるコンデンサ4
0aが設けられていて、ブレークダウン時に、電圧V1
が電圧V2より高い時間が一定時間以上持続するように
してある。
In the comparison circuit 38, is the detected voltage of the sensor 50 lower than the reference voltage (broken line f in FIG. 3) divided by the voltage dividing circuit 37 according to the voltage information stored in the peak hold circuit 35? Whether or not it is determined, and only when the detected voltage of the sensor 50 is higher than the reference voltage, a signal indicating that (for example, a high level signal) is transmitted. In addition, the comparison circuit 41
Is the voltage V1 obtained by dividing the peak value b held by the peak hold circuit 31 after the discharge time by the voltage dividing circuit 40 and the peak hold circuit 35 immediately after the passage of the peak waveform including the peak value b. Compare the held voltage V2,
When the voltage V2 becomes lower than the voltage V1 due to the breakdown, a signal serving as information indicating misfire is transmitted. Here, in the signal detected by the combustion state detection circuit 23 described later, when the duration of the high level signal is long, it is determined as misfire, and when it is short, it is determined as ignition. Therefore, at the time of misfire in breakdown, the comparison circuit 41
In order to output a high-level signal that indicates a misfire and lasts for a long time, the voltage dividing circuit 40 is provided with a capacitor 4 charged by the voltage of the held peak value b.
0a is provided, the voltage V1
Is higher than the voltage V2 for a certain period of time or longer.

【0016】この電圧変化検出部22において、ピーク
ホールド回路35によってセンサ50の電圧がホールド
されるタイミングとなる尖頭値の通過後の所定時間T0
の設定は、本実施例では、リセット回路36によりリセ
ット解除信号がピークホールド回路35に与えられてか
らピークホールド回路35がピークホールド動作を行う
までに要する時定数によって、例えば10μs(マイク
ロ秒)が設定されている。この結果、所定時間T0を計
時するための計時回路を別途設ける必要がないため、回
路構成が簡単になり、安価な装置とすることができる。
なお、この所定時間T0は、センサ50に検出される点
火コイル1の二次回路の電圧に、点火コイル1による誘
導ノイズが重畳された場合に、そのノイズが消滅するの
に要する時間であって、点火コイル1のノイズの持続特
性に基づいて設定されたものである。
In the voltage change detector 22, a predetermined time T0 after the peak value has passed, which is the timing at which the voltage of the sensor 50 is held by the peak hold circuit 35.
In the present embodiment, for example, 10 μs (microsecond) is set according to the time constant required for the peak hold circuit 35 to perform the peak hold operation after the reset release signal is applied to the peak hold circuit 35 by the reset circuit 36. It is set. As a result, there is no need to separately provide a timing circuit for timing the predetermined time T0, so that the circuit configuration is simplified and an inexpensive device can be obtained.
It should be noted that this predetermined time T0 is the time required for the noise to disappear when the noise induced by the ignition coil 1 is superimposed on the voltage of the secondary circuit of the ignition coil 1 detected by the sensor 50. , Is set based on the noise persistence characteristic of the ignition coil 1.

【0017】燃焼状態検出部23は、尖頭値が通過した
ことが検出された後に、センサ50の出力が所定の割合
まで低下するまでの時間、すなわちオア回路42の出力
として現れる信号をマイクロコンピュータにより検出
し、その所要時間に応じて、ガソリン機関の各気筒にお
ける着火、失火の判別と、着火時における燃焼状態の検
出を行い、その結果を、例えば、空燃比制御、燃料噴射
制御等のガソリン機関の制御において利用する。
The combustion state detection unit 23 detects the time until the output of the sensor 50 decreases to a predetermined rate after it is detected that the peak value has passed, that is, the signal appearing as the output of the OR circuit 42 by the microcomputer. According to the required time, the ignition and misfire in each cylinder of the gasoline engine are discriminated, and the combustion state at the time of ignition is detected.The result is, for example, the gasoline for air-fuel ratio control, fuel injection control, etc. It is used in engine control.

【0018】次に、以上の構成からなる本実施例の燃焼
状態検出装置の作用を、ガソリン機関の作動と合わせ
て、図3を参考に説明する。シグナルジェネレータ42
の点火タイミング信号によりトランジスタ41がオン、
オフすると、点火コイル1の一次回路には、パルス電流
が流れる。このパルス電流の断続により、点火コイル1
の二次コイルには、二次電圧が生じ、点火プラグ3で
は、パルス電流の終了時点で発生した高電圧aにより火
花放電が開始し、続いて誘導放電が起こり、この火花放
電は、ガソリン機関の回転速度に応じた時間だけ持続
し、点火コイル1の電気エネルギーの低減とともに終了
する。
Next, the operation of the combustion state detecting device of the present embodiment having the above-mentioned structure will be described with reference to FIG. 3 together with the operation of the gasoline engine. Signal generator 42
Transistor 41 is turned on by the ignition timing signal of
When turned off, a pulse current flows through the primary circuit of the ignition coil 1. Due to this intermittent pulse current, the ignition coil 1
A secondary voltage is generated in the secondary coil of the spark plug 3, and spark discharge starts at the spark plug 3 due to the high voltage a generated at the end of the pulse current, and then inductive discharge occurs. Of the ignition coil 1 is continued for a time corresponding to the rotation speed thereof and ends when the electric energy of the ignition coil 1 is reduced.

【0019】火花放電終了後、点火コイル1に残存する
電気エネルギーにより、二次電圧は昇圧し始め、ガソリ
ン機関の回転速度に応じた高電圧(低速運転では2〜3
キロボルト、高速運転では5〜8キロボルト)の尖頭値
bまで昇圧したのちに降圧する。この火花放電終了後の
二次電圧は、点火プラグ3の放電電極間の静電容量(通
常10〜20pF)に充電された電荷を示し、尖頭値b
を含む尖形波形が通過した後の二次電圧波形は、正常に
着火した場合には、実線cに示すとおり速やかに低下
し、失火の場合には、実線dに示すとおり、着火の場合
に比べて緩やかに低下する。また、着火した場合におい
ては、燃焼によって点火プラグ3の放電電極間に生じた
イオン密度に応じて、点火プラグ3の充電電荷の放電状
態に差が生じ、空燃比がリーンの状態で着火した場合等
には、正常着火の場合と比べて遅く低下する。
After completion of the spark discharge, the secondary voltage starts to be boosted by the electric energy remaining in the ignition coil 1, and the high voltage (2 to 3 in low speed operation) according to the rotational speed of the gasoline engine is started.
The voltage is boosted to a peak value b of kilovolts, 5 to 8 kilovolts at high speed operation, and then stepped down. The secondary voltage after the completion of the spark discharge indicates the electric charge charged in the electrostatic capacitance (usually 10 to 20 pF) between the discharge electrodes of the spark plug 3, and the peak value b
The secondary voltage waveform after the passage of the pointed waveform including is rapidly decreased as shown by the solid line c in the case of normal ignition, and in the case of ignition as shown by the solid line d in the case of misfire. Compared with the above, it decreases gradually. In the case of ignition, a difference occurs in the discharge state of the charged charge of the ignition plug 3 depending on the ion density generated between the discharge electrodes of the ignition plug 3 due to combustion, and the ignition is performed in a lean air-fuel ratio state. Etc., will decrease later than in the case of normal ignition.

【0020】一方、以上のとおり変化する二次電圧に基
づいて燃焼状態を検出する燃焼状態検出装置20では、
シグナルジェネレータ42からの点火タイミング信号に
応じて、リセット回路32がピークホールド回路31の
リセットを開始するとともに、リセット回路36がピー
クホールド回路35のリセットを開始する。この結果、
ピークホールド回路31は、火花放電終了後の尖形波形
の尖頭値bの電圧をピークホールドし、センサ50の検
出電圧が尖頭値bの9/10の電圧まで下がると比較回
路34からリセット回路36へピークホールド回路35
のリセットを解除するための信号が送出される。またこ
のとき、スイッチ回路39は、比較回路34の出力に応
じてピークホールド回路31と分圧回路40との接続回
路を開き、ピークホールド回路31にホールドされた尖
頭値bの電圧が分圧回路40へ伝送されないようにす
る。
On the other hand, in the combustion state detecting device 20 for detecting the combustion state based on the secondary voltage changing as described above,
In response to the ignition timing signal from the signal generator 42, the reset circuit 32 starts resetting the peak hold circuit 31, and the reset circuit 36 starts resetting the peak hold circuit 35. As a result,
The peak hold circuit 31 peak-holds the voltage of the peak value b of the peak waveform after the end of the spark discharge, and resets from the comparison circuit 34 when the detection voltage of the sensor 50 drops to the voltage of 9/10 of the peak value b. To circuit 36 Peak hold circuit 35
A signal is sent to release the reset. At this time, the switch circuit 39 opens the connection circuit between the peak hold circuit 31 and the voltage dividing circuit 40 according to the output of the comparison circuit 34, and the voltage of the peak value b held by the peak holding circuit 31 is divided. It is prevented from being transmitted to the circuit 40.

【0021】リセット回路36は、比較回路34のリセ
ット解除信号に応じてピークホールド回路35のリセッ
トを解除し、ピークホールド回路35は、リセット解除
信号を受けて、ピークホールドの動作の時定数によって
所定時間T0(例えば10マイクロ秒)だけ遅れてセン
サ50の検出電圧をホールドする。この結果、ピークホ
ールド回路35は、火花放電終了後の尖頭値bを含む尖
形波形が通過した直後のセンサ50の検出電圧を、燃焼
状態の検出あるいは失火の検出をするための基準電圧を
設定するための電圧情報としてホールドする。
The reset circuit 36 releases the reset of the peak hold circuit 35 in response to the reset release signal of the comparison circuit 34, and the peak hold circuit 35 receives the reset release signal and predetermined by the time constant of the peak hold operation. The detection voltage of the sensor 50 is held after a delay of time T0 (for example, 10 microseconds). As a result, the peak hold circuit 35 uses the detection voltage of the sensor 50 immediately after the pointed waveform including the peak value b after the spark discharge has passed and the reference voltage for detecting the combustion state or the detection of misfire. Hold as voltage information for setting.

【0022】比較回路38および比較回路41では、セ
ンサ50の検出電圧が各分圧回路37、40の出力と比
較され、その比較結果に応じた信号を送出する。比較回
路38および比較回路41の後段には、オア回路42が
設けられているため、着火時には、電圧変化検出部22
から燃焼状態検出回路23へ比較的短い時間だけ持続す
るハイレベル信号が送出され、失火時には、通常の失火
の場合には比較回路38により、ブレークダウンにおけ
る失火の場合には比較回路41により、それぞれ長い時
間持続するハイレベル信号が電圧変化検出部22から燃
焼状態検出回路23へ送出される。
In the comparison circuit 38 and the comparison circuit 41, the detection voltage of the sensor 50 is compared with the outputs of the voltage dividing circuits 37 and 40, and a signal corresponding to the comparison result is transmitted. Since the OR circuit 42 is provided at the subsequent stage of the comparison circuit 38 and the comparison circuit 41, the voltage change detection unit 22 is provided at the time of ignition.
Sends a high-level signal that lasts for a relatively short time to the combustion state detection circuit 23. At the time of misfire, the comparator circuit 38 in the case of a normal misfire, and the comparator circuit 41 in the case of a misfire at breakdown, respectively. A high level signal that lasts for a long time is sent from the voltage change detection unit 22 to the combustion state detection circuit 23.

【0023】燃焼状態検出回路23では、電圧変化検出
部22のオア回路42から送出される信号の継続時間を
検出し、その継続時間から、着火あるいは失火の判別
と、着火における燃焼状態の判別を行う。以上のとお
り、本発明では、火花放電終了後の尖頭値を含む尖形波
形の通過を検出した直後に、電圧をホールドして、それ
を尖頭値と比較することによって失火時のブレークダウ
ンを検出することができるため、失火の検出を正確に行
うことができる。また、本実施例では、火花放電終了後
に点火プラグ3の静電容量による電極間の電圧に基づい
て燃焼状態の検出を行うものにおいて、電極間の電圧を
検出するセンサ50に検出される電圧のうち、点火コイ
ル1の誘導電圧によるノイズが含まれる可能性がある時
間が通過した直後に、燃焼状態を検出するための基準電
圧を設定するための電圧をホールド(記憶保持)するた
め、正確な燃焼状態の検出を行うことができる。
The combustion state detection circuit 23 detects the duration of the signal sent from the OR circuit 42 of the voltage change detection unit 22, and determines the ignition or misfire and the combustion state at the ignition based on the duration. To do. As described above, in the present invention, immediately after detecting the passage of the peak-shaped waveform including the peak value after the end of the spark discharge, the voltage is held, and it is compared with the peak value to break down the misfire. Therefore, misfire can be accurately detected. Further, in the present embodiment, in the case where the combustion state is detected based on the voltage between the electrodes due to the electrostatic capacity of the spark plug 3 after the spark discharge is completed, the voltage detected by the sensor 50 that detects the voltage between the electrodes Of these, the voltage for setting the reference voltage for detecting the combustion state is held (memory retention) immediately after the time when noise that may be included in the induction voltage of the ignition coil 1 may be included, so that accurate The combustion state can be detected.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】本発明の失火検出装置が適用された点火装置を
示す回路図である。
FIG. 1 is a circuit diagram showing an ignition device to which a misfire detection device of the present invention is applied.

【図2】本発明の失火検出装置を有する燃焼状態検出装
置の構成を示すブロック図である。
FIG. 2 is a block diagram showing a configuration of a combustion state detection device having a misfire detection device of the present invention.

【図3】本発明の実施例の燃焼状態検出装置の作用を説
明するためのタイムチャートである。
FIG. 3 is a time chart for explaining the operation of the combustion state detection device of the embodiment of the present invention.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 点火コイル 3 点火プラグ 10 点火装置 20 燃焼状態検出回路(ガソリン機関の燃焼状態検出
装置) 21 尖頭値通過検出部(尖頭値通過検出手段) 22 電圧変化検出部(電圧変化検出手段) 31 ピークホールド回路(尖頭値記憶手段) 35 ピークホールド回路(電圧値記憶手段) 38 比較回路(第1の電圧比較手段) 41 比較回路(第2の電圧比較手段)
1 Ignition coil 3 Spark plug 10 Ignition device 20 Combustion state detection circuit (combustion state detection device for gasoline engine) 21 Peak value passage detection unit (peak value passage detection means) 22 Voltage change detection unit (voltage change detection means) 31 Peak hold circuit (peak value storage means) 35 Peak hold circuit (voltage value storage means) 38 Comparison circuit (first voltage comparison means) 41 Comparison circuit (second voltage comparison means)

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 一次電流の断続によって火花放電用の高
電圧を生じる点火コイルの二次回路に点火プラグを接続
した点火装置に、前記点火プラグにおける火花放電終了
後の前記点火プラグの放電電極間の電圧変化を検出する
電圧変化検出手段を設け、前記電圧変化に基づいてガソ
リン機関の着火あるいは失火の判別をするガソリン機関
の失火検出装置において、 前記電圧変化検出手段は、 前記点火コイルの二次回路の電圧の尖頭値を記憶保持す
る尖頭値記憶手段と、 前記尖頭値の通過を検出する尖頭値通過検出手段と、 この尖頭値通過検出手段により前記尖頭値の通過を検出
した所定時間後の前記点火プラグの前記放電電極間の電
圧情報を記憶保持する電圧値記憶手段と、 前記尖頭値記憶手段に記憶保持された前記尖頭値と前記
電圧値記憶手段に記憶された電圧値とを比較する第1の
電圧比較手段と、 前記電圧値記憶手段に記憶保持された前記電圧値に基づ
いて設定される前記電圧変化の検出のための基準値とそ
の後の前記放電電極間の電圧情報とを比較する第2の電
圧比較手段とを備えたことを特徴とするガソリン機関の
失火検出装置。
1. An ignition device in which a spark plug is connected to a secondary circuit of an ignition coil that generates a high voltage for spark discharge by intermittently supplying a primary current to an ignition device between discharge electrodes of the spark plug after completion of spark discharge in the spark plug. In the misfire detection device for a gasoline engine, which is provided with a voltage change detection means for detecting a voltage change of the gasoline engine, and which determines the ignition or the misfire of the gasoline engine based on the voltage change, the voltage change detection means is a secondary of the ignition coil. A peak value storage means for storing and holding a peak value of the voltage of the circuit, a peak value passage detecting means for detecting passage of the peak value, and a peak value passage detecting means for detecting passage of the peak value. Voltage value storage means for storing and holding voltage information between the discharge electrodes of the spark plug after the detected predetermined time, and the peak value and the voltage value storage stored and held in the peak value storage means First voltage comparison means for comparing the voltage value stored in the stage, a reference value for detecting the voltage change set based on the voltage value stored and held in the voltage value storage means, and thereafter And a second voltage comparison means for comparing the information on the voltage between the discharge electrodes with the second misfiring detection device for a gasoline engine.
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2011033997A1 (en) * 2009-09-18 2011-03-24 ダイハツ工業株式会社 Method for determining combustion state of spark-ignition internal combustion engine

Cited By (2)

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JP2011064162A (en) * 2009-09-18 2011-03-31 Daihatsu Motor Co Ltd Combustion state determination method of spark ignition internal combustion engine

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