JPH06264860A - ガソリン機関の失火検出装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 （修正有） 【目的】 両極性デストリビュータ・レス・イグナイタ
（ＤＬＩ）式点火装置において、単純な回路の構成で、
失火を正確に検出できるガソリン機関の失火検出装置を
提供する。 【構成】 点火コイル１、２と、その一次電流断続手段
４と、前記点火コイル１、２の各二次回路Ｌ２の両端子
に接続されたスパークプラグ１１、１２、２１、２２と
を備えるＤＬＩ式点火装置付きガソリン機関の失火検出
装置であって、機関の各気筒に装着された前記スパーク
プラグに印加される二次電圧波形の分圧値を加算し、こ
の加算した分圧値の減衰特性をプラス極性側およびマイ
ナス極性側ごとに出力する二次電圧検出回路６と、機関
に装着した全気筒の１サイクル毎にカム信号を出力する
カム信号発進回路８と、該カム信号発進回路８からのカ
ム信号および前記二次電圧検出回路６からの出力信号に
よって失火を判別する失火判別回路７とからなる。

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
ゆる両極性デストリビュータ・レス・イグナイタ（ＤＬ
Ｉ）式点火装置において、失火を検出するためのガソリ
ン機関の失火検出装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、エンジンの排気ガスの浄化および
燃費向上の要求から、各気筒毎に着火状態を検出し、全
気筒の失火検出対策のできる装置が要請されている。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、特願平４−１１７７９３号
において、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
減衰時間とが共に設定値以上の時、失火であると検出す
る装置を発明した。

【０００４】つまり、火花放電終了後の二次電圧の減衰
特性は、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による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大きく
異なる。すなわち、スパークプラグが失火した場合は、
着火した場合と比較し、減衰時間が長くなる。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかるに従来の方法に
おいては、プラス極性の二次電圧が印加されるスパーク
プラグの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マイナス二次電圧セ
ンサを必要とするため、２種類の回路が必要となり、回
路が複雑で、装着スペースが大きくなり、コストが高く
なるなどの欠点があった。

【０００６】この発明が解決しようとする課題は、両極
性ＤＬＩ式点火装置において、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、同時的に発生するプラ
ス極性およびマイナス極性の火花放電に伴う二次電圧波
形を、各気筒ごとに検出する回路を設けることなく、単
純な回路の構成で、失火を正確に検出できるガソリン機
関の失火検出装置を提供することにある。

【０００７】

【課題を解決するための手段】この発明のガソリン機関
の失火検出装置は、点火コイルと、その一次電流断続手
段と、前記点火コイルの各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、機関の各気筒に装着された前記スパークプラ
グに印加される二次電圧波形の分圧値を加算し、この加
算した分圧値の減衰特性をプラス極性側およびマイナス
極性側ごとに出力する二次電圧検出回路と、機関に装着
した全気筒の１サイクル毎にカム信号を出力するカム信
号発信回路と、前記カム信号発信回路からのカム信号お
よび前記二次電圧検出回路からの出力信号によって失火
を判別する失火判別回路とからなる構成を有する。

【０００８】

【作用】この発明のガソリン機関の失火検出装置は、１
つ又は複数の点火コイルのプラス側のスパークプラグの
二次電圧波形の分圧値と、マイナス側のスパークプラグ
の二次電圧波形の分圧値とを加算して１つの分圧器およ
び二次電圧検出回路で処理している。このため、両極性
ＤＬＩ式点火装置で、プラス極性側とマイナス極性側と
の二次電圧が出力されても減衰特性を検出するための分
圧回路や、二次電圧検出回路を共有化することができ
る。

【０００９】

【実施例】図１は、この発明の実施例である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Ｌ２の両極が二次電圧端子となっている２つの
点火コイル１および２を有する。点火コイル１には、そ
のプラス極性およびマイナス極性の各二次電圧端子に、
エンジンの第１気筒＃１および第４気筒＃４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にはプラス極性およびマイナス極性の二次電圧
端子にエンジンの第２気筒＃２および第３気筒＃３に装
着されたスパークプラグ２１および２２が接続されてい
る。このため、スパークプラグ１２および２２はプラス
極性、スパークプラグ１１および２１はマイナス極性で
ある。

【００１０】点火コイル１および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には、ダイオードＤを介してスパークプラ
グ１１、１２、２１、２２が接続されている。各スパー
クプラグ１１、１２、２１、２２に接続する高圧コード
（二次回路）には、二次電圧を検出するセンサとしての
分圧器５と、該分圧器５により二次電圧波形の減衰特性
を検出する二次電圧検出回路６と、該二次電圧検出回路
６からの出力を解析し、失火の有無を判別する失火判別
回路７と、この失火判別回路７に７２０°ＣＡごとのカ
ム信号を入力するカム信号発信回路８とからなる。

【００１１】一次電流断続手段４は、スイッチング素子
４１およびシグナルジェネレータ４２からなり、エンジ
ンのクランク角およ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および回転速度
に適応した点火進角となるよう点火コイル１および２へ
の一次電流を断続する。

【００１２】分圧器５は、高インピーダンス素子５１と
して二次回路Ｌ２の高圧コードとの間に１ｐＦ（ピコフ
ァラッド）の静電容量を生じるよう配設された導電体か
らなるセンサが使用され、図２に示すように低インピー
ダンス素子５２として３０００ｐＦの静電容量を有する
コンデンサを用い、この低インピーダンス素子５２に並
列接続されて時定数を決定する放電回路を構成する抵抗
５３を有する。そして、スパークプラグの火花放電開始
直後に前記低インピーダンス素子５２の電圧をリセット
するための短絡回路を形成するトランジスタ５４および
５５がそれぞれ並列接続される。

【００１３】このため、分圧器５は、二次回路Ｌ２に生
じた二次電圧を１／３０００程度に分圧し、これにより
最高３万ボルト前後の高電圧波形は、１０ボルトのレベ
ルに下げられる。そして、火花放電開始直前に前記エン
ジンコントロールユニットＥＣＵにより前記トランジス
タ５４および５５に出力されるリセットパルス信号によ
りトランジスタ５４および５５は通電し、低インピーダ
ンス素子５２の電圧は基準電圧にリセットされる。この
ときエンジンコントロールユニットＥＣＵによるリセッ
トパルス信号は、点火用高電圧の発生時から火花放電開
始後を含むタイミングで発生される。

【００１４】二次電圧検出回路６は、図２に示すように
１つの増幅器６３と、基準電圧よりプラス側の波形用の
ピークホールド回路６４、該ピークホールド回路６４の
ピークホールド値を分圧して比較電圧とする分圧回路６
５、前記増幅器６３からの出力と比較電圧とを比較する
比較器６６と、基準電圧よりマイナス側の波形用のピー
クホールド回路６７、分圧回路６８、比較器６９とから
なる。

【００１５】このため、二次電圧検出回路６は、プラス
極性のピークホールド回路６４とマイナス極性のピーク
ホールド回路６７は、エンジンコントロールユニットＥ
ＣＵによるリセットパルス信号によりリセットされ、火
花放電終了後の二次電圧のピーク値をホールドし、分圧
回路６５および６８で分圧した、たとえばピーク値の１
／２のレベルに分圧した値と、増幅器６３からの値とを
比較回路６６および６９で比較する。

【００１６】上述したように、スパークプラグでの火花
放電開始直後にリセット信号によって短絡させるのは、
両極性ＤＬＩ式点火装置であっても、火花放電開始直後
の電圧は、失火した場合と着火した場合との電圧のレベ
ルがほぼ同じであるためである。ただし、火花放電開始
後、時間がたつと、運転条件によっては誘導放電電圧が
高くなってしまうので、リセットパルス信号を発生させ
る時間は火花放電から２００μｓ程度が適当である。

【００１７】失火判別回路７は、カム信号発信回路８か
らエンジンに装着された全気筒の１サイクルごとに（７
２０°ＣＡ）カム信号を受ける。そして、その都度、気
筒の番号を判断し、極性を判別すると、二次電圧検出回
路６から入力される出力パルスの中から点火行程の気筒
の信号を選択することができ、この出力パルス幅が設定
値以上の時失火と判別する。

【００１８】この発明の失火検出装置の作用を図３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への一次電流を通電させるパルス信号を出力し、
に示すパルス状の一次電流ａを各点火コイル１、２の
一次回路Ｌ１、Ｌ１に生じさせる。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１
１、１２、２１、２２にはに示すごとく二次電圧が発
生する。

【００１９】このとき、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Ａ２が持続し、火花放電の終了後に昇圧
する山状のピーク波形Ａ３が発生する。捨火の火花放電
波形Ｂは、容量放電時の短く高いが点火の電圧波形Ａ１
より低い電圧波形Ｂ１に続いてなだらかな降圧波形Ｂ２
となり、火花放電の終了のピーク電圧Ｂ３が発生する。

【００２０】点火行程では火花放電間隙に存在するイオ
ンによってすみやかに降圧するが、捨火側では排気行程
であり、スパークプラグ１２の火花放電間隙のイオンが
ないことにより、波形Ｂ２はなだらかな減衰波形とな
る。すなわち、捨火側では、点火側気筒のスパークプラ
グ１１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。

【００２１】また、点火行程であって、火花放電が失火
した場合の火花放電波形Ｃは、容量放電時の短く高い電
圧波形Ｃ１に続いて、誘導放電によるなだらかな波形Ｃ
２が持続し、なだらかな降圧波形Ｃ３となる。

【００２２】分圧器５は、この第１気筒＃１〜第４気筒
＃４の二次電圧波形を全て加算し、１／３０００程度に
分圧し、エンジンコントロールユニットＥＣＵからに
示すリセットパルス信号により、トランジスタ５４およ
び５５が通電され、基準電圧にリセットされ、に示す
波形を二次電圧検出回路６に出力する。このとき、点火
行程の気筒で失火した場合の火花放電波形Ｃは、ほぼ同
時期に発生する捨火行程の逆極性の火花放電波形Ｂと加
算されるが、火花放電波形Ｃのレベルが充分大きいため
に、に示すように、失火したことを示す、長く高いレ
ベルのパルス波Ｓが出力される。

【００２３】そして、二次電圧検出回路６では、の波
形のプラス側の減衰特性を検出し、に示す波形を出力
し、の波形のマイナス側の減衰特性を検出し、に示
す波形を失火判別回路７に出力する。このときの出力波
形は、点火行程でのパルス波ｔおよび排気行程でのパル
ス波ｈが混在した状態である。

【００２４】失火判別回路７は、カム信号発信回路８か
ら、に示すように７２０°ＣＡ毎にカム信号を受け、
その度に各気筒の番号を認識する。この情報によって
およびの波形から点火行程の気筒のパルス波ｔを選択
すると、に示す波形となり、この出力波形が設定値以
上のとき失火したと判別する。

【００２５】

【発明の効果】この発明のガソリン機関の失火検出装置
は、両極性ＤＬＩ式点火装置であって、気筒からの二次
電圧信号がプラス極性とマイナス極性とが同時に発生し
ても、同一の回路で処理することができるために、失火
検出装置の省スペース化および構成部品の単純化によっ
て経済的効果を得ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明のガソリン機関の失火検出装置の回路
図を示す。

【図２】この発明の分圧器および二次電圧検出回路の回
路図を示す。

【図３】この発明のガソリン機関の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 分圧器 ６ 二次電圧検出回路 ７ 失火判別回路 ８ カム信号発信回路 Ｌ２ 二次回路

Claims (1)

【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、前記点火コイルの各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、 機関の各気筒に装着された前記スパークプラグに印加さ
   れる二次電圧波形の分圧値を加算し、この加算した分圧
   値の減衰特性をプラス極性側およびマイナス極性側ごと
   に出力する二次電圧検出回路と、 機関に装着した全気筒の１サイクル毎にカム信号を出力
   するカム信号発信回路と、 前記カム信号発信回路からのカム信号および前記二次電
   圧検出回路からの出力信号によって失火を判別する失火
   判別回路とからなるガソリン機関の失火検出装置。